【正文】 ................................................... 24 結(jié) 論 ................................................................................................................................ 29 致 謝 ................................................................................................................................ 30 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 31 I 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)。當(dāng)動(dòng)力通過齒輪輸入時(shí)，通過鍵聯(lián)接，帶動(dòng)軸傳動(dòng)，只要在軸的左端安上齒輪、帶輪等零件，就可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。 (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。 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。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。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。 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) : 具有較大柔性 由前述可知，數(shù)控機(jī)床是按照記錄在穿孔帶等信息載體上的指令信息自動(dòng)加工進(jìn)行加工的。對(duì)于以函數(shù)形式或列表值表示的曲面，加工更為方便。 加工對(duì)象適應(yīng)性強(qiáng) 數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工的控制信息是加工程序。為了提高加工精度，對(duì)數(shù)控機(jī)床本身除了在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)、主軸箱、進(jìn)給系統(tǒng)中采用低熱脹系數(shù)材料、通人恒溫油等措施外，還在控制方面采取了一系列措施。而自適應(yīng) 控制技術(shù)則能根據(jù)切削條件的實(shí)時(shí)變化，自動(dòng)調(diào)整并保持最佳工作狀態(tài)，從而得到高的加工精度、較小的表面粗糙度值，并提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。嚴(yán)格說來，數(shù)控編程也屬于數(shù)控工藝的范疇。 數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的編寫與歸檔。 CAD／ CAM 技術(shù)從根本上改變了過去的手工繪圖、發(fā)圖、憑圖樣組織整個(gè)生產(chǎn)過程的技術(shù)管理方式，將它變?yōu)樵趫D形工作站上交互設(shè)計(jì)、用數(shù)據(jù)文件發(fā)送產(chǎn)品定義、在統(tǒng)一的數(shù)字化產(chǎn)品模型下進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)打樣、分析計(jì)算、工藝計(jì)劃、工藝裝備設(shè)計(jì)、數(shù)控加工、質(zhì)量控制、編印產(chǎn)品維護(hù)手冊(cè)、組織備件訂貨供應(yīng)等等。球墨鑄鐵強(qiáng)度較灰鑄鐵高且具有一定的塑性，球墨鑄鐵可代替鑄鋼和鍛鋼用來制造曲軸、凸輪軸、油泵齒輪、閥體等。碳素鋼包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。每一種合金元素低于 2%或合金元素總量低于 5%的稱為低 合金鋼。 表 21常用鋼鐵材料的機(jī)械性能 材料 機(jī)械性能 名稱 牌號(hào) 抗拉強(qiáng)度 ?b(N/mm2) 屈服強(qiáng)度 ?s(N/mm2) 硬度 (HBS) 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q215 Q235 Q255 Q275 335~410 375~460 410~510 490~610 215 235 255 275 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 20 35 45 410 530 600 245 315 355 156 197 220 合金結(jié)構(gòu)鋼 18Cr2Ni4W 35SiMn 40Cr 40CrNiMo 20CrMnTi 65Mn 118 785 981 980 1079 735 835 510 785 835 834 430 260 229 247 269 ?217 285 鑄鋼 ZG230450 ZG270500 ZG310570 450 550 570 230 270 310 ?130 ?143 ?153 12 灰鑄鐵 HT150 HT200 HT250 145 195 240 — — — 150~200 170~220 190~240 球墨鑄鐵 QT45010 QT5007 QT6003 QT7002 450 500 600 700 310 320 370 420 160~210 170~230 190~270 225~305 二、 材料選用的原則 從各種各樣的材料中選擇出合用的材料是一項(xiàng)受到多方面因素制約的工作，通常應(yīng)考慮下面的原則： （ 1） 載荷的大小和性質(zhì)，應(yīng)力的大小、性質(zhì)及其分布狀況 對(duì)于承受拉伸載荷為主的零件宜選用鋼材，承受壓縮載荷的零件應(yīng)選鑄鐵。為了簡(jiǎn)化供應(yīng)和儲(chǔ)存的材料品種，對(duì)于小批制造的零件，應(yīng)盡可能減少同一部設(shè)備上使用材料的品種和規(guī)格，使綜合經(jīng)濟(jì)效益最高。 4. 箱體 圖 24 15 箱體零件是機(jī)器的基礎(chǔ)零件之一。其加工工藝路徑為：車削其外圓輪廓 — 銑削鍵槽 — 攻螺紋 — 熱處理 — 精磨。 表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來確定。 表面淬火一般安排在 精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。 二、 刀具的選擇 一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 加工余量較小，并且要求表面粗糙度值較低時(shí)，應(yīng)采用鑲立方氮化硼刀片的端銑刀或鑲陶瓷刀片的端銑刀。 量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)。 背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。 確定數(shù)控車削進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件設(shè)計(jì)圖確定的輪廓順序進(jìn)行的。 數(shù)控銑削加工中進(jìn)給路 線對(duì)零件的加工精度和表面質(zhì)量有直接的影響，因此，確定好進(jìn)給路線是保 證銑削加工精度和表面質(zhì)量的工藝措施之一。這些表面加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安排在后面工序進(jìn)行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣可以避免浪費(fèi)工時(shí)。過大的加工余量反而會(huì)由于切削抗力的增加而引起工件變形加大，影響加工精度。 ：整個(gè)編程過程由人工完成。 選擇直徑為 6mm 的螺釘進(jìn)行匹配。 30 致 謝 本文是在尊敬的陶月明 老師的精心指導(dǎo)下完成的，老 師高尚的品德，淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和 高度的責(zé)人心深深地影響著 我。在加工中心上加工零件的特點(diǎn)是：被加工 零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具；自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助功能，連續(xù)地對(duì)工件各加工面自動(dòng)地進(jìn)行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。 29 選用直徑為 5mm 的絲錐進(jìn)行攻絲。數(shù)控程序中的地址代碼意義如表 31所示。 ，特別是最后的工序，加工余量應(yīng)能保證達(dá)到圖樣上所規(guī)定的精度和表面粗糙度值要求。 當(dāng)主要表面加工順序確定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。 仿形進(jìn)給路線，用于鑄、鍛件毛坯時(shí)進(jìn)給路線較短。所謂進(jìn)給路線就是數(shù)控機(jī)床在加工過程中刀具中心的移動(dòng)路線。也可以結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比法確定切削用量。锪窩除了可以解決毛坯表面鉆孔引正問題外，還可以代替孔口倒角。加工余量大，且加工面又不均勻時(shí)，刀具直徑要選得小些，否則當(dāng)粗加工時(shí)會(huì)因接刀刀痕過深而影響加工質(zhì)量。 一、夾具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應(yīng)首先采用各種通用夾具和機(jī)床附件，如卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、分度頭等 ；對(duì)于大批和大量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率應(yīng)采用專用高效夾具；多品種中、小批量生產(chǎn)可采用可調(diào)夾具或成組夾具。 二．軸類零件的熱處理 鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化，消除鍛 17 造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。其誤差一般應(yīng)限制 在尺寸公差范圍內(nèi)，對(duì)于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 5. 軸 圖 25 通過對(duì)材料的綜合性能及經(jīng)濟(jì)性的分析，本課題所設(shè)計(jì)的軸采用 45 鋼，因其在機(jī)構(gòu)中起傳遞作用，則需要有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。 圖 23 非合金結(jié)構(gòu)鋼 Q235 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，具有良好的塑性和焊接性能，但強(qiáng)度較低，在機(jī) 械制造中主要用于制造受力不大的普通機(jī)械零件，因此本課題所設(shè)計(jì)的調(diào)整環(huán)，選用 Q235A。 （ 4） 經(jīng)濟(jì)性 選擇零件材料時(shí)，當(dāng)用價(jià)格低廉的材料能滿足使用要求時(shí)，就不應(yīng)選擇價(jià)格高的材料，這對(duì)于大批量制造的零件尤為重要。 用碳素鋼和合金鋼澆鑄而成的鑄件稱為鑄鋼，通常用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大的零件，但鑄鋼的液 態(tài)流動(dòng)性比鑄鐵差，且其收縮率的鑄鐵件大，故鑄鋼的壁厚常大于 10ｍｍ，其圓角和不同壁厚的過渡部分應(yīng)比鑄鐵件大。含碳量在 %~%的高碳鋼具有高的 11 強(qiáng)度和剛性，通常用于制作普通的板彈簧、螺旋彈簧和鋼絲繩。按化學(xué)成分鋼可分為碳素鋼和合金鋼。灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度高，耐磨性、減振性好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小，價(jià)格便宜，但其抗拉強(qiáng)度較鋼差。 70 年代后期 ， CAD／ CAM 進(jìn)人初期實(shí)用階段。 對(duì)程序進(jìn)行校驗(yàn)與修改?？梢?，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關(guān)鍵。這些變量一般事先難以預(yù)知，編制加工程序時(shí)常依據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 目前采用 64位微處理器的新型數(shù)控系統(tǒng)，更增強(qiáng)了插補(bǔ)運(yùn)算功能、快速進(jìn)給功能，可進(jìn)行更高速的加工，并實(shí)現(xiàn)了多軸控制功能，一般控制軸數(shù)為 3～ 15軸，最多 24軸，同時(shí)控制軸數(shù)可達(dá) 3～ 6軸。 數(shù)控加工的特點(diǎn) 自動(dòng)化程度高 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都有機(jī) 床自動(dòng)完成 .在柔性制造系統(tǒng)上，上下料、檢測(cè)、診斷對(duì)到、傳輸、調(diào)度、管理等也都有機(jī)床自動(dòng)完成，這樣減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件。因此，數(shù)控機(jī)床具有較高的加工精度。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)雜零件越來越多，精度要求也越來越高，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。 (三 )伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)接收來自 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。 (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。 典型 CNC裝置的構(gòu)成如圖 11所示。 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。