【正文】 ..........................................................8 3 各部分零件的工藝分析 ……………………………………………………………… 8 金屬材料的分析 …………………………………………………………………… 8 材料 ……………………………………………………………………………… 8 材料選用的原則 ..................................................................................................10 各零部件的材料選擇及工藝分析 ……………………………………………… ..11 4 主要零件的參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析 …………………………………………… ..14 概述 ……………………………………… ……………………………………… ..14 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 ……………………………………………… ..14 軸類零件的材料 ……………………………………………………………… ..14 軸類零件的熱處理 …………………………………………………………… ..14 工藝裝備的選擇 ………………………………………………………………… ..15 夾具的選擇 …………………………………………………………………… ..15 刀具的選擇 …………………………………………………………………… ..15 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 量具的選擇 …………………………………………………………………… ..16 切削用量的選擇 ………………………………………………………………… ..16 進(jìn)給路線的確定 ………………………………………………………………… ..19 加工順序的確定 ………………………………………………………………… ..20 加工余量的確定 ………………………………………………………………… ..20 程序的確定 ……………………………………… ……………………………… ..21 數(shù)控指令的介紹 ……………………………………………………………… ..21 程序編制方法的確定 ………………………………………………………… ..21 軸的加工程序 …………………………………………………………………… ..22 軸外圓表面的加工程序 ……………………………………………………… ..23 螺紋孔的加工 ………………………………………………………………… ..27 結(jié) 論 ………………………………………………………………………………… … 28 致 謝 …………………………………………………………………………………… 29 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………… 30 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 1 頁(yè) 共 30 頁(yè) 1 緒 論 傳動(dòng)器是一種常見(jiàn)的中間傳遞機(jī)構(gòu) ,其構(gòu)成的主要零部件 ,如圖所示： 由圖可知，該傳動(dòng)器主要有以下幾部分組成：中間是箱體 ,內(nèi)部是軸 ,其左側(cè)是端蓋 ,右側(cè)分別是端蓋、調(diào)整環(huán)和齒輪。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。 下面就對(duì)本課題所設(shè)計(jì)的主要零部件的加工工藝進(jìn)行分析。包括數(shù)控機(jī)床的床身、主軸以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。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)。 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。 (四 )附加裝置 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。加工對(duì)象改變時(shí)，只需重新編制程序或更換一條穿孔帶、磁帶或其他形式的信息載體，即不需要對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行調(diào)整，也不需要制造凸輪、靠模一類的輔助裝置。 機(jī)床的使用、維護(hù)技術(shù)要求高 數(shù)控機(jī)床是多學(xué)科、高新技術(shù)的產(chǎn)物，相應(yīng)地，這就對(duì)機(jī)床的操作和維護(hù)提出了較高的要求。當(dāng)加工對(duì)象 改變時(shí)，除了相應(yīng)更換刀具和解決工件裝夾方式外，只要重新編寫(xiě)并輸入該零件的加工程 序，便可自動(dòng)加工出新的零件，不必對(duì)機(jī)床作任何復(fù)雜的調(diào)整，這樣縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，給新產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)品的改進(jìn)、改型提供了捷徑。 多功能 新型數(shù)控機(jī)床具有多種監(jiān)控、檢測(cè)及補(bǔ)償功能，具有更強(qiáng)的通 信功能、圖像編程和顯示功能，比如刀具磨損的檢測(cè)、系統(tǒng)的精度及熱變形的檢測(cè)等，還具有刀具壽命管理、刀具長(zhǎng)度偏置、刀具半徑補(bǔ)償、刀尖補(bǔ)償、螺距補(bǔ)償?shù)裙δ堋? 高可靠性 為了提高數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床的可靠性，人們采取了以下一些措施： (1)提高數(shù)控系統(tǒng)的硬件質(zhì) 量 選用高質(zhì)量的集成電路芯片、印制電路板和其它元器件，建立并實(shí)施從元器件篩選、穩(wěn)定產(chǎn)品的制造和裝配工藝到性能測(cè)試等一系列完整的質(zhì)量保證體系。因此，數(shù)控加工工藝主要包括 幾方面內(nèi)容： 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 8 頁(yè) 共 30 頁(yè) 選擇并確定需要進(jìn)行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容。 CAD／ CAM 技術(shù) 1963 年，美國(guó)麻省理工學(xué)院首次提出 CAD(Computer Aided Design— 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) )的概念。 3 各部分零件的工藝分析 金屬材料的分析 材料 機(jī)械制造中最常用的材料是鋼和鑄鐵，其次是有色金屬合金，非金屬材料如塑料、橡膠等，在機(jī)械制造中也得到廣泛的應(yīng)用 。 鋼 鋼的強(qiáng)度較高，塑性較好，可通過(guò)軋制、鍛造、沖壓、焊接和鑄造方法加工各種機(jī)械零件，并且可以用熱處理和表面處理方法提高機(jī)械性能，因此其應(yīng)用極為廣泛。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（如 Q21Q235）一般只保證機(jī)械強(qiáng)度而不保證化學(xué)成分，不宜進(jìn)行熱處理，通常用于不太重要的零件和機(jī)械結(jié)構(gòu)中。每一種合金元素含量為 2%~5%或合金元素總含量為 5%~10%的稱為中合金鋼。脆性材料原則上只適用于制造承受靜載荷的零件，承受沖擊載荷時(shí)應(yīng)選擇塑性材料。 各零部件的材料選擇及工藝分析 圖 31 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 12 頁(yè) 共 30 頁(yè) 齒輪的材料及熱處理對(duì)齒輪的使用性能和壽命有很大的影響。由它將機(jī)器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件集合成一個(gè)整體，使它們之間保持正確的相互位置關(guān)系，并按一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)的傳遞運(yùn)動(dòng) 或動(dòng)力。 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 14 頁(yè) 共 30 頁(yè) 4 主要零件的參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析 概述 軸是機(jī)械加工中常見(jiàn)的典型零件之一。支承軸頸常為 ～ m，傳動(dòng)件配合軸頸 為 ～ m。 精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進(jìn)行低溫時(shí)效處理。若采用機(jī)械集中，則可采用各種高效的專用刀具、復(fù)合刀具和多 刃刀具等。 鑲硬質(zhì)合金的立銑刀可用于加工凹槽、窗口面、凸臺(tái)面和毛坯表面。 因本零件屬于小批量生產(chǎn)，因此，選用通用量具即可。對(duì)于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機(jī)床加工的余量小一些。 c. 確定切削速度 vc。精車用恒線速切削?？赏ㄟ^(guò)巧用起刀點(diǎn)、將起刀點(diǎn)與其對(duì)刀點(diǎn)重合在一起；巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn)，如果將第二把刀的換刀點(diǎn)也設(shè)置在合適點(diǎn)位置上，則可縮短空行程距離，在合理安排“回零”路線時(shí)，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足進(jìn)給路線為最短的要 求。三種方案中， 左圖方案的加工表面質(zhì)量最差，在周邊留有大量的殘余；中圖方案和右圖方案加工后的能保證精度，但中圖方案采用環(huán)切的方案，走刀路線稍長(zhǎng)，而且編程計(jì)算工作量大。非淬硬表面上螺孔、鍵槽等一般在外圓精車之后，精磨之前進(jìn)行加工。對(duì)主軸來(lái)說(shuō)非主要表面指的是螺孔、鍵槽、螺紋等。因毛坯形狀為圓棒料，排除第三種進(jìn)給路線，根據(jù)力求進(jìn)給路線最短原則，第一種走刀路線較適合。確定進(jìn)給路線，就是確定刀具的移動(dòng)路線。切削速度 vc。 第 1 序： a. 確定背吃刀量 ap。 在確定每道工序的切削用量時(shí)，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說(shuō)明書(shū)中的規(guī)定去選擇。鉆孔前最好先用中心鉆鉆一個(gè)中 心孔或用一個(gè)剛性好的短鉆頭锪窩引正。當(dāng)連續(xù)切削時(shí)，粗銑刀直徑要小一些，精銑刀直徑要大一些，最好能包容待加工面的整個(gè)寬度。應(yīng)根據(jù)地生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等選擇工藝裝備。毛坯經(jīng)過(guò)加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度。 幾何形狀精度 主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。為了減少殘余應(yīng)力，箱體鑄造后應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理。加工工藝路線：車削其外形 — 銑削內(nèi)形 — 鉆孔。 （ 3） 零件的尺寸及質(zhì)量 零件尺寸的大小及質(zhì)量的好壞與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)，對(duì)外形復(fù)雜、尺寸較大的零件，若考慮用鑄造毛坯，則應(yīng)選用適合鑄造的材料；若考慮用焊接毛坯，則應(yīng)選用焊接性能較好的材料；尺寸小、外形簡(jiǎn)單、批量大的零件，適于沖壓和模鍛，所選材料就應(yīng)具有較好的塑性。但合金鋼零件一般都需經(jīng)過(guò)熱處理才能提蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 10 頁(yè) 共 30 頁(yè) 高其機(jī)械性能；此 外，合金鋼較碳素鋼價(jià)格高，對(duì)應(yīng)力集中亦較敏感，因此只用于碳素鋼難于勝任工作時(shí)才考慮采用。中碳鋼的含碳量在 %~%之間，它的綜合力學(xué)性能較好，因此可用于制造受力較大的螺栓、螺母、鍵、齒輪和軸等零件。特殊用途鋼（不銹鋼、耐熱鋼、耐腐蝕鋼）主要用于特殊的工況條件下。其中灰鑄鐵和球墨鑄鐵屬脆性材料，不能輾壓和鍛造，不易焊接，但具有適當(dāng)?shù)囊兹坌院土己玫囊簯B(tài)流動(dòng)性，因而可鑄成形狀復(fù)雜的零件。從 l974 年開(kāi)始，人們把 CAD 系統(tǒng)和生產(chǎn)計(jì)劃管理及力學(xué)計(jì)算相結(jié)合，發(fā)展成為 CAD／ CAM 綜合系統(tǒng)。 按程序單制作控制介質(zhì)。在數(shù)控機(jī)床上加工時(shí)，將記錄在控制介質(zhì)上、描述加工過(guò)程所需的全部工藝信息，即原先在通用機(jī)床上加工時(shí)需要操作者考慮和決定的內(nèi)容及動(dòng)作的數(shù)碼信息輸人數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置，對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算和控制，并不斷向伺服機(jī)構(gòu) —— 使機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工運(yùn)動(dòng)的機(jī)電功能轉(zhuǎn)換部件發(fā)送脈沖信號(hào)，伺服機(jī)構(gòu)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與放大處理，然后由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床按所編程序進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，便可加工出我們所需要的零件。在工藝系統(tǒng)中，大 約有 30余種變量直接或間接影響加工效果，如工件毛坯余量不均、材料硬度不一致、刀具磨損、工件變形、機(jī)床熱變形、切削液的粘度、刀具與工件材料化學(xué)親和力的大小等因素。 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展 高速化 數(shù)控系統(tǒng)采用高速的 32位以上的微處理器，使其輸人、譯碼、計(jì)算、輸出等環(huán)節(jié)都在高速下完成，并可提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率及實(shí)現(xiàn)連續(xù)小程序段的高速加工。數(shù)控裝置體積越來(lái)越小，精度越來(lái)越高，在工業(yè)生產(chǎn) 中日益發(fā)揮著重要作用。此外，傳動(dòng)鏈短、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)精密、 高效，也極大地提高了傳動(dòng)精度。 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。 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。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。實(shí)現(xiàn)對(duì)加工過(guò)程的自動(dòng)控制。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。在 Master CAM 系統(tǒng)中，可以將用 AutoCAD 等 CAD軟件繪制的圖形調(diào)入至 Master CAM 中使用，也可將用 Master CAM 繪制的圖形送入到其它 CAD 軟件中去使用。所以，普通機(jī)床越來(lái)越難以滿足加工精密零件的需要。 2 概 述 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)。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。總線是計(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。 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。 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： 根據(jù)加工零件的圖紙和工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式來(lái)編寫(xiě)加工程序； 將加工程序制作成穿孔帶； 通過(guò)紙帶閱讀機(jī)將穿孔帶上的程序輸入 CNC裝置。這樣，便非常迅速地從一種零件的加工過(guò)渡到另一種零件的加工，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期大為縮短。此外，機(jī)床價(jià)格高，設(shè)備一次性投資大，為保證數(shù)控加工的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益， 同樣要求機(jī)床的使用者和維修人員應(yīng)具