【正文】 I 題目 ： 傳動(dòng)器主要部件的數(shù)控加工 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床不僅在宇航、造船、軍工等領(lǐng)域廣泛使用，而且也進(jìn)入了汽車、機(jī)床等民用機(jī)械制造行業(yè)。目前，在機(jī)械行業(yè)中，單件、小批量的生產(chǎn)所占有的比例越來(lái)越大，機(jī)械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也在不斷地提高。所以，普通機(jī)床越來(lái)越難以滿足加工精密零件的需要。同時(shí)，由于生產(chǎn)水平的提高，數(shù)控機(jī)床的價(jià)格在不斷下降，因此，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械行業(yè)中的使用已很普遍。 Pro/Engineer 實(shí)體設(shè)計(jì)系統(tǒng) ,是由美國(guó) PTC 公司于 1989 年開(kāi)發(fā)出來(lái)的，其主要功能有： Pro/Engineer?；救S造型，參數(shù)化功能定義、組裝、三維實(shí)物著色、二維視圖生成、二三維圖形輸出；復(fù)雜部件生成；二三維裝配圖組裝設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)干涉檢查；工程圖生成；復(fù)雜造型；系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)接口；有限元網(wǎng)格；復(fù)雜曲面造型；數(shù)控自動(dòng)編程及刀具軌跡仿真；模具設(shè)計(jì)等。 MasterCAM 設(shè)計(jì)及制造系統(tǒng)是將設(shè)計(jì)和制造結(jié)合在一起的 PC 級(jí)套裝軟件，利用MasterCAM 可以繪制零件的圖紙，生成零件的數(shù)控加工程序并通過(guò)電纜直接送至數(shù)控機(jī)床上，由數(shù)控機(jī)床完成零件的加工，是一套 CAD/CAM 一體化軟件。在 MasterCAM系統(tǒng)中，可以將 用 AutoCAD 等 CAD 軟件繪制的圖形調(diào)入至 MasterCAM 中使用，也可將用 MasterCAM 繪制的圖形送入到其它 CAD 軟件中去使用。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床 Pro/E MasterCAM II 目 錄 摘 要 ..................................................................................................... (1) 1 緒 論 數(shù)控機(jī)床 ............................................................................................. (1) 數(shù)控加工技術(shù) ..................................................................................... (5) 數(shù)控加工工藝 ................................................................................... (8) CAD/CAM 技術(shù) ................................................................................ (8) 本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ...................................................................... (9) 2 各部分零件的工藝分析 金屬材料的分析 ............................................................................... (10) 各零部件的材料選擇及工藝分析 ................................................... (13) 3 主要零件的參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析 概述 .................................................................................................. (15) 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 ................................................... (16) 工藝裝備的選擇 ............................................................................... (17) 切削用量的選擇 ............................................................................... (18) 進(jìn)給路線的確定 ............................................................................... (20) 加工順序的確定 ............................................................................... (22) 加工余量的確定 ............................................................................... (22) 程序的確定 ...................................................................................... (23) 軸的加工程序 .................................................................................. (24) 4 結(jié)論與展望 本文總結(jié) .......................................................................................... (38) III 將來(lái)展望 .......................................................................................... (39) 致 謝 ................................................................................................. (40) 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. (41) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ..................................................................................... (42) 1 1 緒 論 數(shù)控機(jī)床 數(shù)控機(jī)床的概述 數(shù)控機(jī)床和數(shù)控技術(shù)是微電子技術(shù)同傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種技術(shù)密集型的產(chǎn)品和技術(shù)。它是根據(jù)機(jī)械加工工藝的要求，使電子計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)加工過(guò)程進(jìn)行信息處 理與控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。較好地解決了復(fù)雜、精密、多品種、中小批量機(jī)械零件 加工問(wèn)題，是一種通用、靈活、高效能的自動(dòng)化機(jī)床。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)又是柔性制造系統(tǒng) (FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）的技術(shù)基礎(chǔ)之一，是機(jī)電一體化高新科技的重要組成 部分。 數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控技術(shù)可以應(yīng)用于各種 加工機(jī)床，例如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控沖床、數(shù)控電火花、線切割、激光加工機(jī)床等等。雖然數(shù)控機(jī)床的種類繁多，但它們的組成部分基本相同，主要包括以下幾個(gè)方面。 (一 )機(jī)床的主體 數(shù)控機(jī)床的主體即數(shù)控機(jī)床的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。包括數(shù)控機(jī)床的床身、主軸以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的外部造型、整體部局、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)以及操作機(jī)構(gòu)等方面部已發(fā)生了很大的變化，這些變化的目的是為了滿足數(shù)控技術(shù)的要求，從而使數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)得以充分發(fā)揮。 (二 )控制裝置 控制裝置是數(shù)控機(jī)床的中心環(huán)節(jié)，也叫做計(jì)算機(jī)數(shù) 控（ CNC）裝置。 CNC裝置實(shí)際上就是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)加工程序的運(yùn)行處理，發(fā)出控制信號(hào)。實(shí)現(xiàn)對(duì)加工過(guò)程的自動(dòng)控制。 典型 CNC裝置的構(gòu)成如圖 11所示。 2 由圖可知， CNC裝置包含以下幾個(gè)部分： 1. 微處理器及其總線 微處理器 (CPU)及其總線 (BUS)是 CNC裝置的核心。 CPU由運(yùn)算器和控制器組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算以及指令的操作控制． CPU最基本的運(yùn)算處理就是插補(bǔ)運(yùn)算。所謂插補(bǔ)就是求取零件加工路徑的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，用以控制數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)?？偩€是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間傳遞信號(hào)的渠道，一般由 數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等組成。 2. 輸入裝置 輸入裝置是把加工程序輸人至計(jì)算機(jī)的裝置，通常可以采用以下三種方式： (1)紙帶輸入 紙帶輸人方式就是在特制的紙帶上穿孔．用孔的不同位置的組合．構(gòu)成不同的數(shù)控代碼，通過(guò)紙帶閱讀機(jī)，把紙帶上的代碼轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別和處理的電信號(hào)。 3 (2)手動(dòng)輸人 手動(dòng)輸入方式就是使用數(shù)控機(jī)床上的鍵盤輸入加工程序。輸入方法有兩種．一是 MDI(手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入 )，這種方法適用于比較短的程序，只能使用一次，機(jī)床動(dòng)作后程序就消失；二是在控制裝置的 EDIT(編輯 )狀態(tài)下輸入加工程序，存放在控制裝置的內(nèi)存中，用這種方法可以對(duì)程序進(jìn)行修改，并且可以重復(fù)使用。 (3)直接輸入存儲(chǔ)器 直接輸入方式是采用 CNC裝置的串行通信接口等，通過(guò)對(duì)有關(guān)參數(shù)的設(shè)定，直接讀入由自動(dòng)編程機(jī)或者其它計(jì)算機(jī)編制的程序。 3. 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器是用來(lái)存放 CNC裝置的數(shù)據(jù)、參數(shù)及程序的。存儲(chǔ)器一般由存放系統(tǒng)程序的只讀存儲(chǔ)器 ROM、存放運(yùn)算的中間結(jié)果的隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM以及存放加工零件程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)的 RAM等組成。 4. 位置控制單元 位置控制單元是把插補(bǔ)運(yùn)算求取的坐標(biāo)給定值與位置檢測(cè)裝置測(cè)得的實(shí)際值進(jìn)行比較，然后將結(jié)果送入速度控制單元 ，對(duì)進(jìn)結(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。 5. 可編程序控制器 可編程序控制器 (PLC)是用來(lái)替代傳統(tǒng)的機(jī)床強(qiáng)電控制線路，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的切削液供給、停止、刀具的自動(dòng)交換、工作臺(tái)的自動(dòng)交換等的自動(dòng)控制功能。 6. 通信接口 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床往往都帶有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信接口，以便與編程機(jī)及上級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)通信功能。隨著柔性制造系統(tǒng) FMS、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS的發(fā)展， CNC裝置的通信功能將發(fā)揮更加重要的作用。 CNC與上級(jí)計(jì)算機(jī)等的網(wǎng)絡(luò)通信功能主要是通過(guò)串行數(shù)據(jù)通信接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 (三 )伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)接收來(lái)自 CNC裝置的指令信息， 嚴(yán)格按照指令信息的要求，拖動(dòng)機(jī)床的移動(dòng)部件，完成零件的加工。伺服系統(tǒng)直接決定了刀具與零件的相對(duì)位置，因而伺服系統(tǒng)的性能是決定數(shù)控機(jī)床的加工精度的主要因素。伺服系統(tǒng)主要由伺服控制電路、功率放大電路、檢測(cè)裝置以及伺服電動(dòng)機(jī)等部分組成。 (四 )附加裝置 4 為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率、提高加工精度和提高自動(dòng)化程度，數(shù)控機(jī)床還具有許多附加裝置，例如自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)交換工作臺(tái)及切屑處理裝置等等。 數(shù)控機(jī)床的基本工作原理 在數(shù)控機(jī)床上加工一個(gè)零件，一般包含以下幾個(gè)步驟： ，用規(guī)定的代 碼和程序格式來(lái)編寫加工程序； ； CNC裝置。也可以來(lái)用手動(dòng)輸入方式將程序輸入 CNC裝置； 、寄存和運(yùn)算，然后為伺服系統(tǒng)提供控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具與零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制； ， CNC裝置提供的信號(hào)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床其它各運(yùn)動(dòng)部件的控制與操作，包括主軸變速、工件松夾、刀具轉(zhuǎn)位以及開(kāi)關(guān)冷卻液等。 通過(guò)以上步驟，數(shù)控機(jī)床最終便可以加工出合格的零件了。 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及用途 進(jìn)入 80 年代的機(jī)械制造業(yè) ，其產(chǎn)品面臨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，促使越來(lái)越多的企業(yè) 走上小批量、多品種、不斷更新產(chǎn)品的道路。隨著以航天、精密儀器制造業(yè)為主的高技術(shù) 產(chǎn)品不斷的出現(xiàn)，復(fù)雜零件越來(lái)越多，精度要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的剛性自動(dòng)化生產(chǎn)模式 難以滿足要求，柔性自動(dòng)化生產(chǎn)則應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控機(jī)床就是在這種形勢(shì)下產(chǎn)生的自動(dòng)化設(shè)備，它是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備。 與其他類型的自動(dòng)化機(jī)床型比較，數(shù)控機(jī)床主要有如下一些優(yōu)點(diǎn) : (1) 具有較大柔性