【文章內(nèi)容簡介】 圈 3 由油缸控制同時與齒圈 齒圈 2 嚙合時，實現(xiàn)固 定角度的定位及鎖緊，定位精度達 2’以內(nèi)；當齒圈脫離，摩擦環(huán)處于鎖緊狀態(tài)時，可實現(xiàn)任意位置的鎖緊；當齒圈脫離，摩擦環(huán)處于放松狀態(tài)時， B 軸可與其他軸實現(xiàn)聯(lián)動插補。 圖 15數(shù)控 B 軸結構 Z 軸形式 ( 1) 機械預載雙齒輪消隙。傳動鏈采用一分二形式，主鏈的 2個斜齒輪角度相同但旋向相反，分別與二支鏈斜齒輪嚙合。主鏈斜齒輪可軸向移動，帶動支鏈輸出小齒輪反向旋轉，與齒條異側齒面接觸產(chǎn)生內(nèi)作用力，即可消除間隙。控制主鏈斜齒輪移動作用力的大小即 可控制傳動剛度。優(yōu)點是成本較低，采用檢測元件反饋后可實現(xiàn)較高的定位精度，但由于傳動鏈零件要求較高，調整維護不便。 ( 2) 雙電動機預載消隙。原理同 C軸的雙驅消隙方式，傳動鏈采用主、副雙傳動鏈形式，共同作用于 Z 軸齒條異側齒面。優(yōu)點是結構簡單，調整方便準確，通過數(shù)控系統(tǒng)可靈活地控制雙傳動鏈內(nèi)部張力，提高傳動剛度及定位的準確性。 Y 軸形式 為配合動力刀具加工所需，根據(jù)原理不同可采用實 y軸與虛擬 Y 軸兩種形式 ( 1) 實 Y軸。借鑒鏜銑床結構并結合車削中心特點而開發(fā)，為立柱形式。受整機結構限制少，有利于 Y 軸行程的擴大及對不同加工模塊的配置。拖板 ( 箱體 ) 結構可采用前置、偏重慶航天職業(yè)學院畢業(yè)論文 ７ 置、箱中箱等形式。 ( 2) 虛擬 Y 軸。如圖 5所示，刀架運動方向與 X運動方向有一固定夾角 d，雙向運動合成后產(chǎn)生 y 向運動。虛擬 Y 軸可單獨使用，也可與其他軸實現(xiàn)插補聯(lián)動，但 Y 軸行程有限，受整機結構限制較大。 圖 16虛擬 Y軸 切削系統(tǒng) 根據(jù)加工對象的特點及復雜性，車削中心可采用不同的切削系統(tǒng)，主要有刀盤式動力刀架、集中式多功能立柱、交換式刀具單元，需綜合衡量機床、 工件 、切削系統(tǒng)等多方面因素才能組合出最優(yōu)加工方案。 ( 1) 刀盤式動力刀架。刀盤可安裝車刀座、動力刀具，刀具柄部接口標準主要采用DIN69880，安裝位有 8～ 12 個。動力傳遞接口主要有 DINl 80 DI N5480、 DI N5482 等型式。刀具由伺服電動機驅動，采用各種動力刀具后，可滿足車、銑、鉆、銑、鉸孔、攻絲、磨削等加工。刀盤式動力刀架常與虛擬 Y 軸結合，可滿足小范圍的加工。如圖 6 所示。 重慶航天職業(yè)學院畢業(yè)論文 ８ 圖 17 刀盤式動力刀架 ( 2) 集中式多功能立柱。與鏜銑床的立柱結構不同，集中式多功能立柱采用模塊化設計，可根據(jù)不同要求，安裝車刀架模塊、刀板模塊、鏜削模塊、磨削模塊、銑削模塊，也可安裝雙擺角數(shù)控萬能銑頭。 立柱采用 B 軸動力回轉結構、 Y 軸結構產(chǎn)生旋轉運動及直線運動，使刀具相對工件軸線到達所需角度和高度。 ( 3) 交換式切削單元。各種切削單元固定于床身一側，大拖板上布置有交換裝置，當需要某種切削功能時，大拖板自動移至相應切削單元位置，通過交換機構交換該切削單元并自動鎖緊，以實現(xiàn)交換的全自動化。 3. 發(fā)展趨勢 經(jīng)過 30余年的發(fā)展，我國車 削中心技術逐步發(fā)展成熟，主要發(fā)展趨勢如下。 ( 1) 機床配置多樣化。受行業(yè)發(fā)展不一的影響，用戶對零件加工的精度、效率及成本等的要求多樣，因此需要重視大重型車削中心功能與價格的合理匹配關系，以解決售價昂貴的問題。 根據(jù)用戶的不同要求，選擇適合的關鍵結構和配置組合成具有不同側重點的車削中心。若加工能力不強，效率要求不高，尺寸范圍不大，可選用復合 C，軸 +機械預載雙齒輪消隙 Z軸 +刀盤式動力刀架 +模塊式角度可變動力刀具 +虛擬 Y軸型式，采用手動換刀；反之，可選用雙驅獨立 Cr 軸 +雙電動機預載消隙 Z軸 +數(shù)控 B軸 +集中式多 功能立柱 +實 Y軸形式 +刀庫型式。 ( 2) 工藝范圍更靈活。通過增加新型功能模塊，擴展了更多加工、檢測方法，如滾齒輪、多軸車削等，可以使復雜零件的所有加工真正做到完整、統(tǒng)一。 ( 3) 加工效率更高。通過優(yōu)化總體布局，改進功能組合，以達到效率的提高。如采用雙重慶航天職業(yè)學院畢業(yè)論文 ９ 拖板、雙刀具系統(tǒng)，把車削功能以及其他功能分別布置于不同拖板上，達到發(fā)揮各模塊最大加工能力的目的。 ( 4) 加工零件大型化，結構復雜化。大型零件的調整、安裝受到工件質量、結構的嚴格限制，非常不便，而大重型車削中心可以減少上述過程的操作難度和時間，工件愈 大這種優(yōu)勢愈明顯；因此，目前車削中心正向大型化發(fā)展。 （ 5）作為機、電、液、氣緊密集成的高端復雜裝備，近年來通過引進技術、消化創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和原始創(chuàng)新等方式，已掌握部分關鍵技術。國產(chǎn)大重型車削中心在穩(wěn)定性、復合性能、精度、環(huán)保、數(shù)控技術、智能化及效率上已達到較高的水平，但與已歷經(jīng)幾代技術發(fā)展的進口設備相比還有一定差距。針對我國工業(yè)基礎薄弱的情況，國產(chǎn)大重型車削中心要達到國際先進水平就必須持續(xù)跟進，在機床結構、溫度、震動控制、噪聲控制、動態(tài)控制及數(shù)控應用等方面不斷研發(fā)改進，使國產(chǎn)大重型車削中心技術不得到提高， 帶動我國高檔數(shù)控裝備達到新的提升。 重慶航天職業(yè)學院畢業(yè)論文 １０ 第二章 典型零件數(shù)控編程 本設計要求操作人員根據(jù)如圖 1所示的零件圖，通過圖樣分析、工藝分析、加工用量的選擇、程序的編制完成工件的仿真加工。 圖 21 零件圖 45鋼 圖 22 立體圖 重慶航天職業(yè)學院畢業(yè)論文 １１ 2 圖樣分析 在圖樣分析中，首先要正確分析零件圖，確定零件的加工部位與順序，并根據(jù)零件圖的技術要求，分析零件的形狀、基準面、尺寸公差和粗糙度 要求等。 圖面分析 如圖 11所示的零件是典型的方圓結合類零件，通過對此零件圖的分析可知道：此零件的外輪廓圓臺、正方圓弧凸臺、三角凸臺。雖然該零件軌跡曲線不太復雜，但有著嚴格的幾何精度要求，必須保證其尺寸精度和幾何精度，所以加工難度較大。 精度分析 (1)尺寸精度 如圖 1 所示的零件中精度要求較高的尺寸主要有六邊形和整圓尺寸的加工誤差為 對于尺寸精度要求，主要通過加工過程中的精確對刀，正確選用刀具的磨損量和正確選用合適的加工工藝等措施來保證。 （ 2）形位精度 如圖 1所示的零件 中主要的形位精度有四方體、六方體、整圓相對于外形中心線的對稱度，加工表面相對于工件底平面的平行度等。 對于形位精度的要求，在對刀精確的情況下，主要通過工件在夾具中的正確安裝等措施來保障。 （ 3）表面粗糙度 如圖 1所示的零件中，所加工表面底面的表面粗糙度 ，所加工表面?zhèn)绕矫婧涂椎谋砻娲植诙纫缶鶠?。 對于表面粗糙度要求，主要通過選用正確的粗、精加工路線，選用合適的切削用量等措施來保證。加工完成后需要進行清根操作，同時還要對整個零件進行手動去毛倒棱，自檢自查。 數(shù)控銑 削加工工藝的實質，就是在分析零件精度和表面粗糙度的基礎上 ， 對數(shù)控銑削的機床選擇、毛坯選擇、加工方法、裝夾方式、切削加工進給路線、刀具選擇以及切削用量等工藝內(nèi)容進行正確而合理的選擇。 重慶航天職業(yè)學院畢業(yè)論文 １２ 數(shù)控銑削加工零件與加工 （ 1）機床與毛坯 如圖 11 所示的零件選用的機床為 FANUC0i 系統(tǒng)的數(shù)控銑床，毛坯材料選用 45 鋼，尺寸為 Φ 120mm*60mm 的圓鋼。 （ 2）數(shù)控銑削加工分析 為了保證零件的各項精度需求，本工件采用對整個零件進行先粗加工，在精加工 的加工方案。粗加工主要用于去除工件余量，對于粗加工后的精加工余量 ，在保證加工余量的基礎上，應盡量減少精加工余量。粗加工時，應以保證加工效率為主，因此粗加工一般使用大直徑刀具。數(shù)控銑床加工零件時，粗加工和精加工一般采用順銑即左刀補的加工方式。 數(shù)控銑削加工工件的安裝方式 由于該工件為單件加工，所以在加工過程中選用通用夾具進行定位與裝夾。根據(jù)加工要求選用三爪卡盤為夾具，工件裝夾后，首先找正工件側母線與主軸方向平行，然后找正工件中心，并將該點設為工件坐標系的原點。 夾具的要求，在數(shù)控銑削加工過程中，夾具是用來裝夾被加工工件的，因此必須保證被加工工件的定位精度，并盡可 能做到裝卸方便、快捷。 選擇夾具時應優(yōu)先考慮使用通用夾具，使用通用夾具無法裝夾、或者不能保證被加工工件的定位與加工工序的定位精度時，才采用專用夾具，專用夾具的定位精度較高，成本也較高。 對于本設計凸臺類零件銑削加工的夾具選擇三角卡盤。 數(shù) 控 銑 削加工刀具 在零件加工中，刀具的 選擇是 一 項 非常重要的 工藝內(nèi) 容。刀具 選擇 的好壞， 將 直接影 響 到工件的精度和 質 量。在加工 時 ，主要根據(jù)工件材料、工 序內(nèi) 容、機床的加工能力等。 傳統(tǒng) 的機床加 工對 刀具的要求比 較 低，而 數(shù) 控機床 對 刀具的要求 則 特 別 高。 現(xiàn) 代 數(shù) 控機床 轉速高，加工精度 高，加工性 狀 多種多 樣 ，而且加工的很多的零件的部位都是微 細 窄小表面，需要的刀具很小，因此， 數(shù) 控機床上的刀具就要有很高的要求。 數(shù) 控機床刀具一般要有高的強 度、高 剛 度、高耐 熱 耐磨性和硬度。在加工 時 要仔 細選擇 刀具。 在數(shù) 控 銑