數(shù)控車床零件加工及其工藝設(shè)計

1、數(shù)控車床零件加工及工藝設(shè)計數(shù)控車床目錄摘要1、 數(shù)控機床1、 數(shù)控機床的概述2、 數(shù)控機床的組成3、 數(shù)控機床的特點2、 數(shù)控加工技術(shù)1、 數(shù)控加工技術(shù)簡介2、 數(shù)控加工的特點3、 數(shù)控加工的技術(shù)發(fā)展4、 數(shù)控加工工藝3、 各部分零件工藝分析1、 金屬材料的分析2、 各零部件的材料選擇及工藝分析4、 主要零件的參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析1、概述摘要在車床上，利用工件的旋轉(zhuǎn)運動和刀具的直線運動或曲線運動來改變毛坯的形狀和尺寸，把它加工成符合圖紙的要求。車削加工是在車床上利用工件相對于刀具旋轉(zhuǎn)對工件進行切削加工的方法。車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。在各類金屬切削機床中

2、，車床是應(yīng)用最廣泛的一類，約占機床總數(shù)的 50% 。 車床既可用車刀對工件進行車削， 又可用鉆頭、鉸刀、絲錐和滾花刀進行鉆孔、鉸孔、攻螺紋和滾花等操作。數(shù)控車削加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的典型代表，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床不僅在宇航、造船、軍工等領(lǐng)域廣泛使用，而且也進入了汽車、機床等民用機械制造行業(yè)。目前，在機械行業(yè)中， 單件、 小批量的生產(chǎn)所占有的比例越來越大，機械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也在不斷地提高。所以，普通機床越來越難以滿足加工精密零件的需要。同時，由于生產(chǎn)水平的提高，數(shù)控機床的價格在不斷下降，因此，數(shù)控機床在機械行業(yè)中的使用已很普遍。一、 數(shù)控機床1 、 數(shù)控機床的概述數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)是微電

3、子技術(shù)同傳統(tǒng)機械技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物， 是一種技術(shù)密集行的產(chǎn)品和技術(shù)。 數(shù)控機床是一種用電子計算機和專用電子計算裝置控制的高效自動化機床。 主要分為立式和臥式兩種。 立式機床裝夾零件方便，但切屑排除較慢；臥式裝夾零件不是非常方便，但排屑性能好， 散熱快。 數(shù)控機床是根據(jù)機械加工工藝的要求，使電子計算機對整個加工過程進行信息處理與控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。較好的解決了復(fù)雜、精密、多品種、中小批量機械零件加工問題，是一種通用、靈活、高效能的自動化機床。 同時， 數(shù)控技術(shù)又是柔性制造系統(tǒng)（ FMS ） 、計算機集成制造系統(tǒng)（ CLMS ）的技術(shù)基礎(chǔ)之一，是機電一體化高新科技的重要組成部分。2 、 數(shù)控機

4、床的組成雖然數(shù)控機床的種類繁多，如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控電火花、線切割、激光加工機床等，但是它們的組成部分基本相同，主要包括以下幾個方面：（ 1 ） 機床的主體數(shù)控機床的主體即數(shù)控機床的主要機械結(jié)構(gòu)部分。 包括數(shù)控機床的床身、主軸及進給機構(gòu)等。（ 2 ） 數(shù)控裝置控制裝置是數(shù)控機床的中心環(huán)節(jié)，也叫做計算機數(shù)控（ CNC ）裝置。 CNC 裝置實際上就是一個計算機系統(tǒng)，通過對加工程序的運行處理， 發(fā)出控制信號。 實現(xiàn)對加工過程的自動控制。 CNC 裝置包含以下幾部分： 微處理器及其總線微處理器（ CPU ） 及其總線 （ BUS ） 是 CNC 裝置的核心。CPU 由運算器和控制器組

5、成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)運算和邏輯運算以及指令的操作控制。 CPU 最基本的運算處理就是插補運算。 總線是計算機系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間傳遞信號的渠道，一般由數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等組成。 輸入裝置輸入裝置是吧加工程序輸入至計算機的裝置， 通常采用紙帶輸入、手動輸入、直接輸入存儲器三種方法。 存儲器存儲器是用來存放CNC 裝置的數(shù)據(jù)、參數(shù)及程序的。存儲器一般由存放系統(tǒng)程序的只讀存儲器ROM 、存放運算的中間結(jié)果的隨機存儲器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運算求取的坐標給定值與位置檢測裝置測得的實際值進行比較， 然后將結(jié)果送入速度控制單元，

6、對進給機構(gòu)的運動進行控制。 可編程序控制器可編程序控制器（ PLC ）是用來替代傳統(tǒng)的機床強電控制線路，實現(xiàn)對數(shù)控機床的切削液供給、停止、刀具的自動交換、工作態(tài)度自動交換等的自動控制功能。 通信接口現(xiàn)代數(shù)控機床往往都帶有規(guī)范數(shù)據(jù)通信接口， 以使與編程機及上級計算機連接， 實現(xiàn)通信功能。 隨著柔性制造系統(tǒng)FMS 、計算機集成制造系統(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 與上級計算機等的網(wǎng)絡(luò)通信功能主要是通過串行數(shù)據(jù)通信接口來實現(xiàn)的。（ 3 ） 伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)接收來自 CNC 裝置的指令信息，嚴格按照指令信息的要求，拖動機床的移動部件， 完成零件的加工。伺服系

7、統(tǒng)直接決定了刀具與零件的相對位置， 因而伺服系統(tǒng)的性能是決定數(shù)控機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、 檢測裝置以及伺服電動機等部分組成。為了進一步提高生產(chǎn)率、提高加工精度和提高自動化程度，數(shù)控機床還具有許多附加裝置， 如自動換刀裝置、自動交換工作臺及切屑處理裝置等。3 、 數(shù)控機床的特點（ 1 ） 具有較大柔性在保證工件表面精度的情況下， 主要取決于加工程序， 它與普通機床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經(jīng)常調(diào)整機床。 因此， 數(shù)控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、 小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)， 縮短了生產(chǎn)準備周期，節(jié)省了大量工藝設(shè)備的費用

8、。（ 2 ） 加工精度高數(shù)控機床的加工精度一般可達到 0.005 0.1mm ，數(shù)控機床是按數(shù)字信號形式控制的， 數(shù)控裝置每輸出一個脈沖信號，則機床移動部件移動一個脈沖當量（一般為0.001mm ） ， 而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進行補償， 因此， 數(shù)控機床定位精度比較高。（ 3 ） 加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下， 使用相同刀具和加工程序， 刀具的走刀軌跡完全相同， 零件一致性好、質(zhì)量穩(wěn)定。（ 4 ） 便于加工復(fù)雜形狀的零件數(shù)控機床能同時控制多個坐標聯(lián)動， 可加工其他機床很難加工甚至不可能加工的復(fù)雜曲面。 對于以函數(shù)形式或列表值

9、表示的曲面，加工更為方便。（ 5 ） 生產(chǎn)效率高數(shù)控機床可有效的減少零件的加工時間和輔助時間， 數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速和進給量的范圍大， 允許機床進行大切削量的強力切削， 數(shù)控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工， 減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時間， 提高了生產(chǎn)效率。（ 6 ） 改善勞動條件數(shù)控機床加工前經(jīng)調(diào)整好后， 輸入程序并啟動， 機床就能自動連續(xù)的進行加工， 直至加工結(jié)束。 操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準備、加工狀態(tài)的觀測、零件的檢驗等工作， 勞動強度極大降低， 機床操作者的勞動趨于智力型工作。另外， 機床一般是封閉式加工， 即清潔，又安全。（ 7 ） 利于生產(chǎn)經(jīng)管現(xiàn)代化數(shù)控機床的加工， 可預(yù)先精確估計加工時間， 所使用的刀具、夾具可進行規(guī)范化、 現(xiàn)代化經(jīng)管。數(shù)控機床使用數(shù)字信號與規(guī)范代碼為控制信息，易于實現(xiàn)加工信息的規(guī)范化，目前已與計算機輔助設(shè)計與制造（ CAD/CAM ）有機的結(jié)合起來，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。（ 8 ）機床的使用、維護技術(shù)要求高數(shù)控機床是多科學(xué)、高新技術(shù)的產(chǎn)物，相應(yīng)的，這就對機床的操作和維護提出了較高的要求。此外，機床價格高，設(shè)備一次性投資大，為保證