【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ……………………………… 5 數(shù)控加工技術(shù)簡(jiǎn)介 ..................................................................................................5 數(shù)控加工的特點(diǎn) ………………………………………………………………… 5 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展 …………………………………………………………… 6 數(shù)控加工工藝 ……………………………………………………………………… 7 CAD／ CAM 技術(shù) ...........................................................................................................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(lèi)零件的材料、毛坯及熱處理 ……………………………………………… ..14 軸類(lèi)零件的材料 ……………………………………………………………… ..14 軸類(lèi)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(xiàn)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。 傳動(dòng)器是動(dòng)力的中間傳遞機(jī)構(gòu)。當(dāng)動(dòng)力通過(guò)齒輪輸入時(shí)，通過(guò)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。 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。 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)。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。 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 2 頁(yè) 共 30 頁(yè) 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(chē)床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控沖床、數(shù)控電火花、線(xiàn)切割、激光加工機(jī)床等等。雖然數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)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(mǎn)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 )數(shù)控裝置 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。 由圖可知， CNC裝置包含以下幾個(gè)部分： 微處理器及其總線(xiàn) 微處理器 (CPU)及其總線(xiàn) (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)。總線(xiàn)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(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)等組成。 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 3 頁(yè) 共 30 頁(yè) 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?？梢圆捎靡韵氯N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)。 (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(pán)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。 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。 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。 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(xiàn)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。 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。 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 4 頁(yè) 共 30 頁(yè) (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 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： 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。也可以來(lái)用手動(dòng)輸入方式將程序輸入 CNC裝置； CNC裝置對(duì)程序代碼進(jìn)行譯碼、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； 與此同時(shí)， 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(mǎn)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(lèi)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 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。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(lèi)的輔助裝置。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。 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 5 頁(yè) 共 30 頁(yè) 能獲得較高的加工精度 機(jī)床加工精度在很大程度上取決于進(jìn)給傳動(dòng)的位置精度。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)為數(shù)字式伺服傳動(dòng)，它能保證運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如位移、速度的準(zhǔn)確性。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。因此，數(shù)控機(jī)床具有較高的加工精度。 便于加工復(fù)雜形狀的零件 數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制多個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，可加工其他機(jī)床很難加工甚至不可能加工的復(fù)雜曲面。對(duì)于以函數(shù)形式或列表值表示的曲面，加工更為方便。 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。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)具有較高的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。 按照以上特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床最適合在單件、小批生產(chǎn)條件下 ，加工下列類(lèi)型的零件 : （ 1）普通機(jī)床難以加工，或雖能加工，但需要復(fù)雜、昂貴的工藝設(shè)備 （ 2）材料昂貴、不允許報(bào)廢的零件 （ 3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要多工序加工的零件 （ 4）生產(chǎn)周期要求短的急缺零件 數(shù)控加工技術(shù) 數(shù)控加工技術(shù)簡(jiǎn)介 數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門(mén)新型的發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)，它將制造 技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、微電子技術(shù)、監(jiān)控檢測(cè)技術(shù)等多種高新建設(shè)傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)有效 地結(jié)合起來(lái)，成為制造自動(dòng)化領(lǐng)域最重要的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展十分迅速，從 第一代的電子管元件數(shù)控裝置，經(jīng)歷了晶 體管電路、小中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路控制系統(tǒng)，發(fā)展到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。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。 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(guò)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。 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 6 頁(yè) 共 30 頁(yè) 加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定 數(shù)控加工的尺寸精度通常在 ～ 之間，日 前最高的尺寸精度可達(dá)士 ，不受零件形狀復(fù)雜程度的影響，加工中消除了操作者 的人為誤差，提高了同批零件尺寸的一致性，是產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定。 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。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。 生產(chǎn)效率高 數(shù)控機(jī)床的加工效率高，一方面是自動(dòng)化程度高，在一次裝夾