【正文】 83。31　　謝辭32附錄132附錄233附錄333附錄434作者簡(jiǎn)介36唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第1章 緒論 課題背景數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化最典型的產(chǎn)品，利用數(shù)字化控制機(jī)械加工過程，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，同時(shí)也可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅猛，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用越來越普及，國(guó)家將數(shù)控人才列為目前四大緊缺人才之一，學(xué)習(xí)和掌握數(shù)控加工技術(shù)已成為一種新的趨勢(shì)。數(shù)控既是數(shù)字控制。數(shù)控技術(shù)即NC技術(shù)，是指用數(shù)字化信息發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的技術(shù)。計(jì)算機(jī)數(shù)控是指計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)部分或全部的數(shù)控功能。采用數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)為數(shù)控系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，其被控制的對(duì)象是機(jī)床，則稱為數(shù)控機(jī)床。如今，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)在機(jī)械加工行業(yè)中占據(jù)了非常重要的地位，其應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大到汽車、輪船、機(jī)床等機(jī)械制造行業(yè)。數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度高，并具有數(shù)據(jù)通信功能，它可以與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、自動(dòng)檢驗(yàn)CAT及生產(chǎn)管理等進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，組成生產(chǎn)過程自動(dòng)化的現(xiàn)代制造生產(chǎn)系統(tǒng)。目前，世界先進(jìn)制造技術(shù)不斷興起，超高速切削、超精密加工技術(shù)的應(yīng)用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和個(gè)人計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的不斷成熟，對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求，如今數(shù)控機(jī)床朝著以下幾個(gè)發(fā)面發(fā)展：（１）高速化速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。高速切削可以減少切削深度，有利于克服機(jī)床振動(dòng)、降低傳入零件的熱量及減少熱變形，從而提高加工精度，改善加工表面質(zhì)量。新一代高速數(shù)控機(jī)床的車削和銑削的切削速度已達(dá)到50008000m/mim以上，主軸轉(zhuǎn)速在30000r/min以上，數(shù)控機(jī)床能在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)升速和降速，以保持很高的定位精度。（２）高精度化數(shù)控系統(tǒng)帶有高精度的位置檢測(cè)裝置，并通過在線自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)來消除或減少熱變形、力變形和刀具磨損的影響，使加工一致性的精度得到保證，進(jìn)一步提高了定位精度。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)超精密加工技術(shù)不斷提高新的要求，新材料、新零件的出現(xiàn)以及更高精度要求的提出都需要超精密加工工藝，發(fā)展新型超精密加工機(jī)床，完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù)，是適應(yīng)現(xiàn)代科技必由之路。（３）多功能化數(shù)控機(jī)床的發(fā)展已經(jīng)模糊了粗、精加工工序的概念，加工中心的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的工序界限和分開加工的工藝規(guī)程。配有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的各類加工中心，能在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)實(shí)現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴(kuò)孔等多種工序的加工?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床還采用了多主軸、多面體切削，即同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切削加工，；減少了在不同機(jī)床上的轉(zhuǎn)換而引起的時(shí)間浪費(fèi)。（４）智能化隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理、使新一代數(shù)控系統(tǒng)具有自動(dòng)編程、模糊控制、學(xué)習(xí)控制自適應(yīng)控制等功能，而且人機(jī)界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更加完善。（５）高柔性化數(shù)控機(jī)床在提高單機(jī)柔性化的同時(shí)，正朝著單元柔性化和系統(tǒng)柔性化方向發(fā)展。柔性制造系統(tǒng)是一種在批量生產(chǎn)下，高柔性和高自動(dòng)化程度的制造系統(tǒng)它綜合了高效、高質(zhì)量及高柔性的特點(diǎn)，解決了長(zhǎng)期以來中小批量、多品種產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)的技術(shù)難題。（６）可靠性最大化數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的指標(biāo)。數(shù)控系統(tǒng)繼續(xù)向高集成度方向發(fā)展，以減少元器件的數(shù)量來提高可靠性，同時(shí)使系統(tǒng)更加小型化、微型化：利用多CPU的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)排除，增強(qiáng)可靠性。此外，數(shù)控機(jī)床也在朝著模塊化、專門化、個(gè)性化方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，以適應(yīng)數(shù)控機(jī)床多品種、小批量加工零件的特點(diǎn)；數(shù)控功能專門化，以及機(jī)床性能價(jià)格顯著提高；個(gè)性化也是近幾年來數(shù)控機(jī)床特別明顯的發(fā)展趨勢(shì)。設(shè)計(jì)說明書1. 設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備一份完美的設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備是離不開的，首先我們要熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，了解零件的形狀，尺寸精度和表面粗糙度，材料的工藝特性等技術(shù)要求和生產(chǎn)批量特點(diǎn)，此題的設(shè)計(jì)受到刀具、量具、輔具、機(jī)床的限制，加工特點(diǎn)適合車床的特性，如加工工序集中、加工精度高、自動(dòng)化程度高、加工效率高、能進(jìn)行各種平面、曲面的混合加工，對(duì)各種孔能進(jìn)行鉆、擴(kuò)、車、鏜的加工，被加工零件的內(nèi)容與相關(guān)知識(shí)結(jié)合起來，具體的相關(guān)知識(shí)有機(jī)床操作、程序編制、裝夾、零件的加工標(biāo)準(zhǔn)、加工基準(zhǔn)的選擇、公差配合、加工工藝分析與編制、加工工藝種類的選擇、切削參數(shù)的選擇、零件的檢測(cè)等，通過實(shí)際加工來考核我們的綜合能力。本題主要考察以下內(nèi)容：（1）識(shí)圖能力，能將加工零件圖內(nèi)容分解成零件的加工工藝圖。（2）能進(jìn)行加工工藝編制和工藝分析。（3）能正確選擇零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)，盡量符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，根據(jù)加工需要建立加工工藝基準(zhǔn)。（4）能合理選擇使用刀具，合理選擇切削參數(shù)。（5）編制合理的加工工序，提高加工效率。（6）快速的編制程序。（7）能熟練加工具有代表性的平面、曲面、孔、槽等幾何形狀的加工要素。（8）能使用變量編制程序。（9）能使用多種方式的刀具半徑補(bǔ)償功能。（10）對(duì)公差配合的考核，這里包括尺寸公差，形狀公差以及尺寸的分析。（11）考核操作人員用試切法對(duì)復(fù)雜高精度零件的加工技能。（12）熟練操作機(jī)床。（13）安全文明生產(chǎn)及質(zhì)量管理。（14）能利用檢測(cè)裝備直接或間接地檢測(cè)出工件的尺寸和精度第2章設(shè)計(jì)任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書1 機(jī)電二系 系 機(jī)械制造及自動(dòng)化 專業(yè) 06機(jī)械制造及自動(dòng)化 班 姓名： 張?zhí)m柱 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 2009 年 4 月 6 日 至 2009 年 6 月 5 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： C6150車床主軸的加工（數(shù)控）工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)開題報(bào)告的編寫熟悉原始資料制定工作進(jìn)度計(jì)劃學(xué)習(xí)查閱參考文獻(xiàn)毛坯的確定、繪制毛坯圖擬定工藝路線確定各工序的加工余量計(jì)算工序尺寸及其公差、繪制工序圖選擇切削用量和計(jì)算時(shí)間定額確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法1技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析1最佳方案的選擇1編制工藝文件1撰寫、翻譯、打印畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃安排階段應(yīng)完成的主要工作計(jì)劃起止時(shí)間1熟悉原始資料、開題報(bào)告的編寫~2制定工作進(jìn)度計(jì)劃、學(xué)習(xí)查閱參考文獻(xiàn)~3毛坯的確定、擬定工藝路線~4確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及其公差~5選擇切削用量和計(jì)算時(shí)間定額、確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法~6技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、最佳方案的選擇、編制工藝文件~7撰寫、翻譯、打印畢業(yè)設(shè)計(jì)~8準(zhǔn)備文件和畢業(yè)答辯~主要參考文獻(xiàn)[1].：機(jī)械工業(yè)出版社，[2].：機(jī)械工業(yè)出版社，1992(9)[3].：人民郵電出版社，[4].：[5].：機(jī)械工業(yè)出版社，[6].：重慶大學(xué)出版社，[7].：機(jī)械工業(yè)出版社，[8].：機(jī)械工業(yè)出版社，[9].：機(jī)械工業(yè)出版社，[10].：機(jī)械工業(yè)出版社，[11].：高等教育出版社，指導(dǎo)教師（簽名）： 審批人（簽名）： 第3章 C6150型車床主軸的加工工藝規(guī)程零件圖是制定工藝規(guī)程最主要的原始資料，零件圖的分析是機(jī)械設(shè)計(jì)及其加工前一項(xiàng)重要且必不可少的工作。對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，主要包括以下內(nèi)容：通過認(rèn)真分析與研究產(chǎn)品的零件圖與裝配圖，熟悉產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確零件在產(chǎn)品中的位置和功用，找出主要技術(shù)要求與技術(shù)關(guān)鍵，以便在制訂工藝規(guī)程時(shí)，采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。在對(duì)零件工作圖進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)主要從下面三個(gè)方面進(jìn)行。（1）零件圖的完整性與正確性 在了解零件形狀與各表面構(gòu)成特征后，應(yīng)檢查零件視圖是否足夠，尺寸、工差、表面粗糙度和技術(shù)要求的標(biāo)注是否齊全、合理，重點(diǎn)要掌握主要表面的設(shè)計(jì)要求，因主要表面的加工確定了零件工藝過程的大致輪廓。（2）零件技術(shù)要求的合理性 零件的技術(shù)要求主要指精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度），熱處理及其它要求的標(biāo)注等。要注意分析這些要求，在保證使用性能的前提下是否經(jīng)濟(jì)合理，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能否實(shí)現(xiàn)等。（3）零件的選材是否恰當(dāng) 零件的選材要立足國(guó)內(nèi)，在能滿足使用要求的前提下盡量選用我國(guó)豐富的材料。（4）零件工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工特點(diǎn) 該零件為一復(fù)合軸類零件，有兩處莫氏6號(hào)錐度的錐面表面粗糙度值要求；多個(gè)臺(tái)階和退刀、越程工藝槽；還有三處外螺紋：M 76 X M 90 X M 95 X 2；外輪廓的2處軸頸與軸承配合另2處軸頸與齒輪配合，它們的表面粗糙度要求較高為。符合數(shù)控車床的加工特點(diǎn)。（5）零件尺寸標(biāo)注是否符合數(shù)控加工特點(diǎn)該零件尺寸較多，但是零件圖上均有標(biāo)注，且標(biāo)注清晰合理，標(biāo)注完整，封閉環(huán)等特殊環(huán)均可表現(xiàn)清楚，嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)標(biāo)注。粗細(xì)實(shí)線，虛線，中心線均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。（6）零件圖構(gòu)成的幾何元素、條件是否正確該零件是由內(nèi)外錐面、內(nèi)孔、外槽、還有外螺紋，直線與直線相交合理，工藝性好，符合加工要求。（7）在數(shù)控機(jī)床上加工時(shí)零件結(jié)構(gòu)是否符合數(shù)控加工1)零件的切削加工量要小，減少加工時(shí)間，降低零件成本。2）零件加工使用刀具盡可能少，減少換刀時(shí)間，以防刀架位置不夠。3）零件尺寸規(guī)格盡量標(biāo)準(zhǔn)化，以便使用標(biāo)準(zhǔn)刀具。4）零件加工表面應(yīng)具有加工可能性和方便性。5）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠剛性，以減少加緊變形和切削變形。本零件符合上述要求，適于數(shù)控加工。此次我們?cè)O(shè)計(jì)的零件圖如下所示： 零件圖零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件對(duì)加工方法的適應(yīng)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成型，且成本低，效率高。在數(shù)控車床上加工零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控車削的特點(diǎn)，認(rèn)真審視零件結(jié)構(gòu)的合理性。在結(jié)構(gòu)分析時(shí)，若發(fā)現(xiàn)問題，一般應(yīng)通過設(shè)計(jì)人員或有關(guān)部門請(qǐng)示并提出修改意見。數(shù)控車床車削零件時(shí)，刀具僅作平面運(yùn)動(dòng)，其成型運(yùn)動(dòng)形式比較簡(jiǎn)單，刀具軌跡不會(huì)太復(fù)雜。結(jié)構(gòu)工藝性分析過程中對(duì)于像小深孔、薄壁件、窄深槽等允許刀具運(yùn)動(dòng)的空間狹小、結(jié)構(gòu)剛性差的零件，安排工序時(shí)要特殊考慮刀具路徑、刀具類型、刀具角度、切削用量、裝夾方式等因素，以降低刀具損耗，提高加工精度、表面質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。結(jié)構(gòu)工藝性問題比較復(fù)雜，它涉及毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理和裝配等各方面要求。實(shí)際中，在對(duì)零件圖分析審查時(shí)若發(fā)現(xiàn)其上的視圖、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求有錯(cuò)誤或遺漏，或結(jié)構(gòu)工藝性。該零件主要由外圓柱表面、內(nèi)圓柱表面、圓弧表面、圓錐面、外螺紋和內(nèi)孔等組成。該圖為軸類零件，零件的總長(zhǎng)為845mm,最大直徑為φ180mm，內(nèi)部通孔基本尺寸φ52mm，零件從左到右分析依次為：長(zhǎng)95mm直徑為φ72mm的圓柱面，且內(nèi)部有80mm長(zhǎng)莫氏6號(hào)錐孔；長(zhǎng)度34mm公稱直徑φ76mm導(dǎo)程為2mm的外螺紋；長(zhǎng)度70mm直徑為φ80mm的軸頸；長(zhǎng)30mm直徑為φ82mm的圓柱面；長(zhǎng)68mm直徑為φ86mm的圓柱面；長(zhǎng)度34mm公稱直徑φ90mm導(dǎo)程為2mm的外螺紋；長(zhǎng)140mm直徑為φ90mm的圓柱面；長(zhǎng)20mm直徑為φ88mm的工藝槽；長(zhǎng)度34mm公稱直徑φ95mm導(dǎo)程為2mm的外螺紋；長(zhǎng)80mm直徑為φ95mm的圓柱面；：12錐度；；長(zhǎng)55mm直徑為φ100mm的圓柱面且該圓柱面上有1個(gè)深度為2mm寬度為2mm的工藝槽；長(zhǎng)47mm直徑為φ115mm的圓柱面；長(zhǎng)25mm直徑為φ180mm的圓柱面且內(nèi)部有長(zhǎng)為110mm的莫氏錐孔組成。另外軸身上有多處倒角C2。 對(duì)被加工零件的精度及技術(shù)要求進(jìn)行分析，可以幫助我們選擇合理的加工方法、裝夾方法、進(jìn)給路線、切削用量、刀具類型和角度等工藝內(nèi)容。精度及技術(shù)要求的分析主要包括：（1）分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全合理。（2）分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達(dá)到圖樣要求。若達(dá)不到，需要采取其他措施（如磨削）彌補(bǔ)的話，則應(yīng)給后續(xù)工序留有余量。（3）找出圖樣上有位置精度要求的表面，這些表面應(yīng)盡可能在一次裝夾下完成加工。（4）對(duì)表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)確定采用機(jī)床提供的恒線速度功能加工。我們知道，經(jīng)機(jī)械加工之后的零件表面，總是要出現(xiàn)宏觀和微觀的幾何形狀誤差，這種微觀幾何形狀誤差即微小的峰谷高低程度稱為表面粗糙度。零件表面粗糙度不僅影響美觀，而且對(duì)接觸面的摩擦、運(yùn)動(dòng)面的磨損、貼合面的密封、配合面的可靠、旋轉(zhuǎn)面的疲勞強(qiáng)度以及抗腐蝕性能等都有影響。因此，我們需對(duì)該零件的表面粗糙度進(jìn)行分析，具體分析如下：φ85，φ90，φ95，；；；其他未注圓柱面、端面、由以上分析知，零件表面精度要求較高，這就要求在進(jìn)行零件表面及內(nèi)孔的精加工是合理選擇刀具，在設(shè)置機(jī)床轉(zhuǎn)速時(shí)采用大轉(zhuǎn)速，小進(jìn)給量來加工，并且要選用潤(rùn)滑性好、散熱快的切削液。經(jīng)機(jī)械加工之后的零件，由于機(jī)床夾具，刀具以及工藝操作等因素的影響，零件的尺寸和形狀都不能做到絕對(duì)準(zhǔn)確，歸納起來有尺寸誤差，形狀誤差，位置誤差等項(xiàng)。形狀誤差指零件加工完畢，形狀出現(xiàn)了歪曲，與理想形狀之間的誤差，位置誤差是指零件加工完畢，組成零件的若干個(gè)幾何形狀，彼此偏離了理論位置零件的形狀誤差對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的工作精度、聯(lián)接強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性等都有影響因此我們需對(duì)零件的形位公差進(jìn)行分析，具體分析如下：，；φ80mm的圓柱面的上偏差為++；； ；； φ115mm的圓柱面的上偏差為+；φ118mm的圓柱面的上偏差為+；φ180mm的圓柱面的上偏差為+。零件兩處內(nèi)部莫氏6號(hào)錐孔錐面以及三處外螺紋的長(zhǎng)度必須嚴(yán)格控制好，鑒于以上分析，零件形位公差也較高，要保證這些要求，我們必須合理選擇機(jī)床、刀具、夾具以及加工方法。經(jīng)上述分析對(duì)標(biāo)有上下偏差的尺寸我們編