【正文】 輔助控制裝置 輔助控制裝置的主要作用是接受數(shù)控裝置輸出的開(kāi)關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)編譯、邏輯判別和運(yùn)算，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)車(chē)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。車(chē)床本體 車(chē)床本體與傳統(tǒng)車(chē)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作臺(tái)以及運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。（1）采用高性能主傳動(dòng)及主軸部件、具有傳遞功率大、剛度高、抗振性好及熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。（5）采用全封閉罩殼。它不僅縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，而且節(jié)省了大量工藝裝備費(fèi)用。（3）生產(chǎn)效率高 零件加工所需要的時(shí)間包括機(jī)動(dòng)時(shí)間與輔助時(shí)間兩部分。數(shù)控車(chē)床的加工精度比較穩(wěn)定，一般只做首件檢驗(yàn)或工序間關(guān)鍵尺寸的抽樣檢驗(yàn)，因而可以減少停機(jī)檢驗(yàn)的時(shí)間。但在單件、小批量生產(chǎn)情況下，可以節(jié)省工藝裝備費(fèi)用、輔助生產(chǎn)工時(shí)、生產(chǎn)管理費(fèi)用及降低廢品率等，因此能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。但是由于數(shù)控車(chē)床是自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，所以數(shù)控車(chē)床特別適合加工形式復(fù)雜的軸類(lèi)或盤(pán)類(lèi)零件。數(shù)控車(chē)床通常最適合加工具有以下特點(diǎn)的零件。目前有向中批量發(fā)展的趨勢(shì)。4）價(jià)格昂貴、不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件?？紤]到以上所述的種種原因，在決定選用數(shù)控車(chē)床加工時(shí)，需要進(jìn)行反復(fù)對(duì)比和仔細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析，使數(shù)控車(chē)床發(fā)揮它的最佳經(jīng)濟(jì)效益。1）數(shù)控裝置根據(jù)加工程序要求的刀具軌跡，將軌跡按車(chē)床對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸，以最小移動(dòng)量（脈沖當(dāng)量）進(jìn)行微分，并計(jì)算出各軸需要移動(dòng)的脈沖數(shù)。這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車(chē)床控制刀具移動(dòng)軌跡的根本目的。因此，聯(lián)動(dòng)軸的數(shù)量是衡量數(shù)控機(jī)床性能的重要技術(shù)指標(biāo)之一。因此，在設(shè)計(jì)零件的數(shù)控加工工藝時(shí)，既要遵循普通加工工藝的基本原理和方法，又要考慮數(shù)控加工本身的特點(diǎn)和零件變成要求。為此要選擇便于各個(gè)表面都可被加工的定位方式。如進(jìn)行當(dāng)工位單面加工，應(yīng)將工件靠工作臺(tái)一側(cè)放置；若是四工位面加工，則應(yīng)將工件放置在工作臺(tái)的鄭重位置。（2）加工順序的安排除了應(yīng)照“先面后孔”、“先粗后精”等基本原則安排加工順序外，還應(yīng)注意遵循以下原則：① 為了減少換刀次數(shù)和時(shí)間，通常應(yīng)按刀具集中工序，即在一次裝夾中，用同一把刀具進(jìn)行加工。由于程序也是從這點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行，所以對(duì)刀點(diǎn)也稱(chēng)程序起點(diǎn)或起刀點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)便于坐標(biāo)值的計(jì)算，并使對(duì)刀方便。換刀點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)換刀時(shí)不得碰傷工件、夾具以及機(jī)床的原則而設(shè)定。③ 使進(jìn)給路線簡(jiǎn)單。數(shù)控加工一般不采用鉆模，鉆孔剛度差，因此鉆孔前應(yīng)選用大直徑鉆頭或中心鉆先锪以各內(nèi)錐坑或鉆以中心孔，作為鉆頭切入時(shí)的定心錐面，然后再用鉆頭鉆孔。由金屬切削原理可知，在選擇切削用量時(shí)，應(yīng)首先采用最大的切削深度，再選用大的進(jìn)給量，然后根據(jù)確定的刀具耐用度選擇切削速度。（3） 程誤差及其控制 程序編程中的誤差由逼近誤差、補(bǔ)差誤差和尺寸圓誤差三部分組成。減少插補(bǔ)誤差的最簡(jiǎn)單方法是密化插補(bǔ)點(diǎn)，但這會(huì)增加程序段數(shù)目，增加計(jì)算、編程工作量。因此中批生產(chǎn)通常僅指總評(píng)生產(chǎn)。根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、工件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸（結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多孔、尺寸大）、零件的機(jī)械性能要求，軸類(lèi)零件的毛坯可以采用鍛造。我們可以根據(jù)以下的原則進(jìn)行選擇數(shù)控加工內(nèi)容。通常情況下，上述加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率與綜合經(jīng)濟(jì)效益等措施指標(biāo)都會(huì)得到明顯的提高。③ 不能在一次安裝中完成加工的其他零星加工表面，采用數(shù)控加工又很麻煩，可采用通用機(jī)床補(bǔ)加工。在上述中我們只對(duì)那些孔系進(jìn)行數(shù)控加工。根據(jù)上述分析，我們粗、精加工應(yīng)該分開(kāi)進(jìn)行，以保證表面粗糙度的要求。 這樣可以更好的保證各端面的垂直度。在以后的工序中，則應(yīng)使用經(jīng)過(guò)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱(chēng)為精定位。如果工件上由很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。根據(jù)上述的精基準(zhǔn)選擇的原則和粗基準(zhǔn)選擇時(shí)注意的問(wèn)題，我們可以在粗加工階段選擇B面為粗基準(zhǔn)，在精加工階段，我們可以選擇燕尾面作為精基準(zhǔn)，這樣可以做到基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合，可以減少誤差，提高位置精度。②“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 即應(yīng)盡可能選擇加工工件的多個(gè)表面時(shí)都能使用的一組定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。主軸的零件進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容就是對(duì)主軸進(jìn)行最后一步要求精加工部分內(nèi)容進(jìn)行數(shù)控加工。對(duì)于精度較高、粗糙度Ra值較小的表面，一般不能一次加工到規(guī)定的尺寸，而要?jiǎng)澐旨庸るA段逐步進(jìn)行。加工階段的劃分主軸箱的主要表面的加工分粗精兩個(gè)階段。不僅要求精度高、強(qiáng)度大、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。常見(jiàn)刀片材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等，其中應(yīng)用最多的是硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金刀片。主偏角的大小決定于工件形狀，例如車(chē)階梯軸時(shí)，則需要Kr90176。參考《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》選用微調(diào)鏜刀。2） 在成批生產(chǎn)時(shí)，才考慮采用專(zhuān)用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。數(shù)控加工主要用于單件小批量生產(chǎn)，一般采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分表等。每一種表面都有多種加工方法，具體選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及生產(chǎn)類(lèi)型等因素，選用相應(yīng)的加工方法和加工方案。② 最終工序?yàn)槟ハ鞯募庸し桨?，適用與淬火鋼，未淬火鋼和鑄鐵，不適用于有色金屬，因?yàn)橛猩饘夙g性大，磨削時(shí)易堵塞砂輪。1）按所用的刀具劃分 以同一把刀具完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序，這種方法適用于工件的待加工表面較多、機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、加工程序的編制和檢查難道較大等情況。第五章加工工藝規(guī)程的編制（1）工序劃分的原則工序劃分可以采用兩種不同的原則，即工序集中原則和工序分散原則。② 序分散原則 就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容較少。大批大量生產(chǎn)時(shí)，若使用多軸、多刀的高效加工中心，可按工序集中原則組織生產(chǎn)；若在由組合機(jī)床組成的自動(dòng)線上加工，供需一般按分散原則劃分。對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸和重量都很大的重型零件，應(yīng)采用工序集中原則，以減少裝夾次數(shù)和運(yùn)輸量。這種方法適用于工件的加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。在選定加工方法、劃分工序后，我們要對(duì)加工順序進(jìn)行安排。根據(jù)以上的原則，對(duì)于主軸我們應(yīng)該先加工端面，然后一端面作為定位基準(zhǔn)再加工臺(tái)階軸的各部分外圓面。但是要粗、精分開(kāi)，粗鏜—半精鏜—精鏜。其中檢測(cè)工序是主要的輔助工序，是保證箱體加工質(zhì)量的主要措施之一。數(shù)控加工工藝路線確定之后，各道工序的加工內(nèi)容已基本確定，接下來(lái)便可以著手?jǐn)?shù)控加工工序的設(shè)計(jì)。工步順序是指同一道工序中，各個(gè)表面加工的先后順序。③ 刀具的進(jìn)退刀路線要盡量避免在輪廓處停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕。同時(shí)消除粗加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 5）半精加工階段完成半精車(chē)外圓、鉆大小頭端面上各孔、精車(chē)外圓等。對(duì)主軸上的螺紋和不淬火部位的精密小孔等，為減小其變形，最好安排在淬火后加工。3）鏜孔時(shí)，在可能的條件下盡量采用“支撐鏜削”方法，以增加鏜桿的剛性，提高加工精度。5）孔的尺寸精度檢驗(yàn)，使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表進(jìn)行測(cè)量。8）數(shù)控加工時(shí)各孔的正確位置是靠手動(dòng)控制坐標(biāo)來(lái)完成的，為更好地保證加工質(zhì)量，單件小批量生產(chǎn)時(shí)也可采用組合夾具鏜模進(jìn)行加工；批量較大時(shí)，應(yīng)采用專(zhuān)用鏜模進(jìn)行加工。數(shù)控程序的編制我采用計(jì)算機(jī)輔助編程軟件是FANUC—6T系統(tǒng)。零件圖如(圖61)： 圖61刀具卡片如下（表61）：刀具卡片刀具號(hào)刀具類(lèi)型補(bǔ)償量備注說(shuō)明T1車(chē)刀H1T2切槽刀H2表61該零件的加工程序如下： O0001 N10G92X250Z900。N50G00X77Z720。N90X90W0。N130X100W0。N170X142W0。N210X86W0。N250T2M06M08。N290G04U50。N330G04U50。N370G04U50。銑削外輪廓表面時(shí)銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長(zhǎng)線切向切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切入零件，以免加工表面留下刀痕。此到工序是以465尺寸左面為基面；工件壓在工作臺(tái)一角位置，精銑A、B面（B面的精加工用Φ30立銑刀側(cè)刃加工，不許有接刀痕，）,。N40M03。N80X31。N120X73。N160Y480。N200Y480。N240Y490。N280Y490。 此加工工序是主軸孔的加工，這道工序是主軸箱體加工精度要求最高的一項(xiàng)。177。加工時(shí)原點(diǎn)為圖三O點(diǎn)。N30G01Z390F150。N70G01Z410。N110G03X70Y0I140J0。N150X70Y0I140J0。N190G01G40X0Y0。N270G03X75Y0I150J0。N310X75Y0I150J0。N350G01Z80。N390G03X75Y0I150J0。N430X75Y0I150J0。N470M30。便于推廣，在工廠中實(shí)用性很大。主軸箱的進(jìn)步是隨著數(shù)控機(jī)床一起的，我國(guó)現(xiàn)在工廠里的主軸箱加工，相對(duì)來(lái)說(shuō)，不是盡善盡美。結(jié)論為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在本次設(shè)計(jì)中，我查了大量的資料，在網(wǎng)上也搜索了很多相關(guān)數(shù)控機(jī)床主軸箱的內(nèi)容，在我設(shè)計(jì)困難的時(shí)候，我得到了我的導(dǎo)師和多位院里老師的指導(dǎo)和幫助，同學(xué)們也給了我很大的支持，因此，我的設(shè)計(jì)與老師同學(xué)的幫助是分不開(kāi)的，在這里，我對(duì)幫助過(guò)我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師和同學(xué)表示真摯的感謝。既是對(duì)我大學(xué)四年的學(xué)習(xí)總結(jié)，也是為以后在工廠工作打下基礎(chǔ)。由于我的知識(shí)有限，而且設(shè)計(jì)中涉及了編程的知識(shí)，因此，有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望答辯時(shí)專(zhuān)家和老師們能給我指出，對(duì)此表示感謝。附錄1專(zhuān)題部分?jǐn)?shù)控五軸技術(shù)及數(shù)控編程隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制造技術(shù)的進(jìn)步，以及社會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和品種多樣化的要求越來(lái)越加強(qiáng)烈。數(shù)控技術(shù)體現(xiàn)在數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、程序編制、機(jī)床主機(jī)和檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)等方面。這類(lèi)機(jī)床適合于大批量生產(chǎn)，但是建立制造過(guò)程很難，所以更換產(chǎn)品，修改工藝要較長(zhǎng)的時(shí)間和比較多的費(fèi)用。數(shù)控機(jī)床是新型的自動(dòng)化機(jī)床，它具有廣泛通用性和很高的自動(dòng)化程度。數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)：提高生產(chǎn)率。采用數(shù)控機(jī)床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。能夠完成很多普通機(jī)床難以完成，或者根本不能加工的復(fù)雜型面的零件的加工。提高經(jīng)濟(jì)效益。大大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但是，數(shù)控機(jī)床的初投資及維修技術(shù)等費(fèi)用較高，要求管理及操作人員的素質(zhì)也較高。五軸數(shù)控加工技術(shù)可以在一次裝夾中完成工件的全部機(jī)械加工工序，滿(mǎn)足從粗加工到精加工的全部加工要求，即適用于單件小批量生產(chǎn)也適用于大批量生產(chǎn)，減少了加工時(shí)間和生產(chǎn)費(fèi)用，提高了數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)性。數(shù)控五軸高速切削加工作為模具制造中最為重要的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，是集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進(jìn)制造技術(shù)。其單位功率的金屬切除率提高了30%—40%、切削力降低了30%、刀具的切削壽命提高了70%、留于工件的切削熱大幅度降低、低階切削振動(dòng)幾乎消失。另外，由于切削力的降低，轉(zhuǎn)速的提高使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離機(jī)床的低階固有頻率，而工件的表面粗糙度對(duì)低階頻率最為敏感，由此降低了表面粗糙度。而且在高速銑削CNC加工中心上，模具一次裝夾可完成多工步加工。例如，高速加工合金鋼采用的切削速度為500m/min，而這一速度在加工鋁合金是常采用順銑。同時(shí)高速切削所用的CNC機(jī)床，車(chē)、銑、鉆等刀具，CAD/CAM軟件等技術(shù)含量高，價(jià)格昂貴，使得高速切削投資大，這在一定程度上制約了高速切削技術(shù)的推廣應(yīng)用。10000—50000轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速。常見(jiàn)國(guó)內(nèi)外五軸高速加工中心與傳統(tǒng)普通數(shù)控機(jī)床相比，其機(jī)床結(jié)構(gòu)、加工速度和性能更優(yōu)秀，如德國(guó)的DMC85高速加工中心，采用直線電機(jī)和電主軸，其主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到30000轉(zhuǎn)/min，進(jìn)給速度達(dá)到120m/min，加速度超過(guò)1g（重力加速度）。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要把加工零件的全部工藝過(guò)程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)，以信息的形式記率在控制介質(zhì)上，用控制介質(zhì)上的信息來(lái)控制機(jī)床，實(shí)現(xiàn)零件的全部加工過(guò)程。其具體步驟與要求如下：分析零件圖紙首先要分析零件圖紙。數(shù)控機(jī)床具有刀具補(bǔ)償功能和自動(dòng)換刀功能。此外，所用夾具應(yīng)便于安裝，便于協(xié)調(diào)工件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在被加工零件上，也可以設(shè)置在夾具或機(jī)床上。切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定，被加工工件材料，加工工序以及其它工藝要求，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。對(duì)于較復(fù)雜的零件或零件的集合形狀與數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致時(shí)，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算?？刂平橘|(zhì)有穿孔紙帶、穿孔卡、磁帶、軟磁盤(pán)和硬磁盤(pán)等。數(shù)控加工技術(shù)在這種生產(chǎn)模式中日益發(fā)揮巨大作用人。從目前數(shù)控加工設(shè)備的普及和發(fā) 展情況來(lái)看，數(shù)控編程軟件要具有如下特性。要做到操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用不僅僅是軟件界面的問(wèn)題，更多涉及到的是軟件的智能化處理算法。這樣才能縮短加工時(shí)間。 ４．軟件要能與整個(gè)生產(chǎn)流程集成 隨著中國(guó)企業(yè)的信息化程度不斷加深，數(shù)控編程已經(jīng)不再是一個(gè)獨(dú)立的信息化孤島，而是整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的一個(gè)環(huán)節(jié)