畢業(yè)論文--軸類零件的數(shù)控車削加工

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著科學(xué)的發(fā)展，社會的進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)品性能、結(jié)構(gòu)、形狀和材料不斷改進(jìn)，精密度不斷提高，生產(chǎn)類型由大批量（如重型機(jī)械）生產(chǎn)向多品種小批量進(jìn)化。因此，對零件加工質(zhì)量和精度的要求越來越高，有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本，對機(jī)床提出高精度，具有較好的通用性和較大的靈性以適應(yīng)生產(chǎn)對象頻繁變化的需要與高自動(dòng)化的要求，本次畢業(yè)

2、設(shè)計(jì)做的是數(shù)控零件一般的加工，從零件圖紙分析，到制定工藝方案，以及零件的加工工藝這一系列的過程都需要花費(fèi)大量時(shí)間與精力，并查閱相關(guān)資料，才能加工出零件。本次設(shè)計(jì)的重要點(diǎn)是工藝方案的制定及參數(shù)的選擇上以及數(shù)程度編程，他直接關(guān)系到零件加工的質(zhì)量。</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　近年來，隨著數(shù)控加工和數(shù)控的應(yīng)用呈突飛猛進(jìn)之勢，包括以組合機(jī)

3、床為主的大量生產(chǎn)方式都向以數(shù)控設(shè)備為主生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，由于數(shù)控技術(shù)的特殊性，技術(shù)含量高，涉及面廣，致使使用好的數(shù)控設(shè)備成為一個(gè)難題。社會上對掌握數(shù)控技術(shù)的人才需求越來越大，特別是對數(shù)控加工技術(shù)的人才需求量更大，而數(shù)控設(shè)備的高精度高效率，決定了發(fā)展數(shù)控設(shè)備是當(dāng)前我國機(jī)械制造業(yè)也是未來工廠自動(dòng)化基礎(chǔ)，數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備，是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制自動(dòng)檢測及精密度機(jī)械是高科技術(shù)的產(chǎn)物。數(shù)控技術(shù)不僅是當(dāng)今先

4、進(jìn)制造技術(shù)的裝備核心技術(shù)，也是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，更體現(xiàn)了一個(gè)機(jī)械制造企業(yè)水平的重要求志。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選的課題是軸類零件的數(shù)控車削加工。它突出了數(shù)控加工的特點(diǎn)及零件加工過程中的工藝特點(diǎn)，自己利用設(shè)備執(zhí)地，零件實(shí)體加工，加工出合格的零件。綜合了三年所學(xué)的專業(yè)知識《Auto CAD》、《數(shù)控編程》、《數(shù)控加工工藝》、《機(jī)械制造基礎(chǔ)

5、》等，通過軸類零件數(shù)控工藝分析與加工鞏固了自己以前所學(xué)過的專業(yè)基礎(chǔ)知識，并理論聯(lián)系實(shí)際，提高了我的動(dòng)手能力和對問題的獨(dú)立思考能力，培養(yǎng)了我對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力，使我的能力會得到很大的提高。</p><p><b>　　2、零件介紹</b></p><p>　　下圖是一個(gè)軸類零件，加工難度適易，加難度適中，加工出的產(chǎn)品可用于機(jī)械設(shè)備某些連接外，使自己加工出的產(chǎn)品能有

6、實(shí)際價(jià)值。</p><p><b>　　零件毛坯</b></p><p>　　在編程過程前都要結(jié)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬訂工藝方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，在編程中，對一些工藝問題也需要做一些處理，因此，數(shù)控編程的工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作。</p><p>　　工藝設(shè)計(jì)包含了從零件的毛坯選擇到通過機(jī)械加工的手段，使零件達(dá)到其圖紙?jiān)O(shè)

7、計(jì)要求的加工設(shè)備、刀具、輔具、工夾量及檢具的選擇，以及安排整個(gè)零件加工工藝路線的過程。</p><p>　　數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是選擇適合在數(shù)控上加工的零件，確定工序內(nèi)容，分析加工零件的圖紙明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，確定加工方案，制定數(shù)控加工路線，如工序的劃分，加工順序的安排非數(shù)控加工工序的銜接等。</p><p>　　3、零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)</p><p>

8、;　　3.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇</p><p>　　當(dāng)選擇對某個(gè)零件進(jìn)行數(shù)控加工后，并非其全部加工內(nèi)容，都采用數(shù)控加工可能只有零件加工工序中的一部分，因此，有必要對零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)分析，立足于解決難題，提高生產(chǎn)效率，注意充分發(fā)揮數(shù)控的優(yōu)勢，選擇那些最適合、最需要的內(nèi)容和工序進(jìn)行數(shù)控加工。</p><p>　　一般可按下列原則選擇數(shù)控加工內(nèi)容：</p><p>

9、　　(1)普通機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇的內(nèi)容。</p><p>　　(2)普通機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容。</p><p>　　(3)通用機(jī)床加工效率低，工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。</p><p>　　同上比較，下列一些加內(nèi)容則不宜選擇數(shù)控加工：</p><p>　　(1

10、)需要用較長時(shí)間占機(jī)高速的加工內(nèi)容。</p><p>　　(2)加工余量極不穩(wěn)定，是數(shù)控機(jī)床上又無法自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的加工內(nèi)容。</p><p>　　(3)加工部位分散，要多次安裝，設(shè)置原點(diǎn)。這時(shí)，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床加工。</p><p>　　此外，在選擇數(shù)控加工內(nèi)容時(shí)，還要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等因素，要盡量合理使用

11、數(shù)控機(jī)床達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)率及綜合經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)都明顯提高的目的。</p><p><b>　　3.2 數(shù)控</b></p><p>　　當(dāng)數(shù)控加工內(nèi)容確定后，需要對其進(jìn)行相應(yīng)的工藝分析，為合理選擇工藝參數(shù)，制定加工工藝路線做準(zhǔn)備。工藝分析應(yīng)以以下內(nèi)容為主：</p><p>　　3.2.1 零件圖尺寸的標(biāo)注方法</p><p

12、>　　零件圖樣上的尺寸和公差的標(biāo)注對切削加工工藝性有較大影響，它是零件結(jié)構(gòu)工藝性的一個(gè)重要內(nèi)容。</p><p>　　零件圖樣上的尺寸標(biāo)注既要滿足設(shè)計(jì)的要求，又要便于加工。滿足設(shè)計(jì)要求的尺寸，都是影響裝配圖尺寸的分析來標(biāo)注，其余的尺寸L而且是大多數(shù)尺寸，則應(yīng)按工藝要求標(biāo)注，具體有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　(1)按照加工順序標(biāo)注尺寸，避免多尺寸同時(shí)保證。</p>

13、<p>　　(2)由定位基準(zhǔn)調(diào)整基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸，避免基準(zhǔn)不重合誤差。</p><p>　　(3)由形狀簡單和易接近的輪廓要素為基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸換算。</p><p>　　該零件的尺寸標(biāo)注正確，滿足設(shè)計(jì)要求，也便于加工。</p><p>　　3.2.2 構(gòu)成零件的幾何要素條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確。</p><p>　　幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確在

14、程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素間的關(guān)系。</p><p>　　因?yàn)闃?gòu)成零件輪廓的幾何元素是編程中的重要依據(jù)，無論哪一點(diǎn)不明確或不確定，編程都無法進(jìn)行。</p><p><b>　　零件圖</b></p><p>　　3.2.3 零件結(jié)構(gòu)工藝性</p><p>　　從整體上分析該零件，主要有直線、錐

15、度、圓弧、螺紋、切槽，還有內(nèi)孔等。外形很復(fù)雜，而且精度要求較高。所以從工藝上和精度上考慮，定位比較重要。經(jīng)多方面的考慮分析，采用多次裝夾完成，按照基準(zhǔn)面完成加工，先粗后精，先面后孔，先主后次的原則依次加工。</p><p>　　對數(shù)控加工來說，最傾向于以同一基準(zhǔn)尺寸或間接給出坐標(biāo)尺寸，這就是坐標(biāo)標(biāo)注方法。這種方法便于編程序，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保證設(shè)計(jì)定位、檢測的一致方面帶來很大方便。</p>

16、<p>　　3.2.4 定位基準(zhǔn)的確定</p><p>　　定位基準(zhǔn)有米基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。</p><p>　　選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。</p><

17、;p>　　在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注要盡快獲得精基準(zhǔn)，具體選擇晨應(yīng)考慮下列原則：</p><p>　　(1)對于同時(shí)具有加工表面和不加工表面的零件，為保證不加工面和加工表面的位置精度，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　(2)選擇重要表面為精基準(zhǔn)，為了保證工件上重要的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為精

18、基準(zhǔn)。</p><p>　　(3)選擇加工余量最小的表面為精基準(zhǔn)，在沒有要求保證重要加工余量均勻的情況下，如果零件上每個(gè)表面都要加工則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　(4)選擇較為平整光潔，加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn)，以便工件定位可靠，夾緊方便。</p><p>　　(5)精基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次。</p><

19、;p>　　選擇精基準(zhǔn)的原則考慮如下：</p><p><b>　?、倩鶞?zhǔn)重合原則</b></p><p><b>　?、诨鶞?zhǔn)統(tǒng)一原則</b></p><p><b>　?、圩詾榛鶞?zhǔn)原則</b></p><p><b>　　④互為基準(zhǔn)原則</b><

20、;/p><p><b>　?、荼阌谘b夾原則</b></p><p>　　定位基準(zhǔn)是工件在定時(shí)所以據(jù)的基準(zhǔn)。</p><p>　　在實(shí)際加工中應(yīng)嚴(yán)格遵循以上原則，歷零件輪廓的粗加工都在一次裝夾中完成，所以都選擇Φ50的外圓為基準(zhǔn)。</p><p>　　3.3 數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)</p><p>　　

21、數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的主要區(qū)別，在于它往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工序，一般都是穿插于零件加工的整個(gè)工藝過程中，因而要與普通加工工藝銜接好。</p><p><b>　　(1)工序的劃分：</b></p><p>　　在數(shù)控機(jī)床加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序，劃分方法有安裝次數(shù)劃分工序，把所用刀具劃分工序，按

22、粗、精加工劃分工序，按加工部位劃分工序。</p><p>　　該零件確定的工序?yàn)椋?lt;/p><p>　　①粗、精車外圓，b ②車圓弧。</p><p><b>　　(2)工步劃分</b></p><p>　　工步是指加工表面和加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。</p><p>

23、;　　該零件的工步可切分為：</p><p>　?、俅周囃鈭A ②精車外圓</p><p>　　只有根據(jù)不同的零件進(jìn)行不同的劃分，減少加工時(shí)間，提高零件質(zhì)量。</p><p>　　(3)加工順序的安排</p><p>　　加工順序一般情況（不同難度零件）應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　?、傧燃庸せ鶞?zhǔn)面

24、 ②先面后孔 ③劃分加工階段（粗、半精、精）加工 ④次要表面穿插在各階段進(jìn)行加工</p><p>　　注：基準(zhǔn)面先加工、先粗后精、后主后次、先面后孔</p><p>　　該零件的加工順序分為：</p><p>　　車端面（保證長度）→粗車外圓→精車外圓→車圓弧</p><p>　　3.4 數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)</p><p

25、>　　數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是為每一道工序選擇機(jī)床、夾具、刀具及量具，確定定位裝夾方案；走刀路線、工步順序、加工余量、工序尺寸及公差、切削用量及工時(shí)定額等，為編制加工程序做好充分準(zhǔn)備。</p><p>　　3.4.1 進(jìn)給路線的確定</p><p>　　地給路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，不但包括了工步的內(nèi)容，而且也反映出工步的順序，進(jìn)給路線是編寫程序的依據(jù)之&l

26、t;/p><p>　　一，在確定進(jìn)給路線時(shí)，主要遵循以下原則：</p><p>　　(1)保證零件的加工精度和表面粗糙度；</p><p>　　(2)使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率；</p><p>　　(3)最后輪廓一次走刀完成。</p><p>　　該零件走刀路線如圖所示：2</p>&

27、lt;p>　　3.4.2 對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定</p><p>　　在編程時(shí)，應(yīng)正確地選擇“對刀點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的位置，對刀點(diǎn)的確定直接影響著零件加工的質(zhì)量，“對刀點(diǎn)”就是在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。由于程序段從該點(diǎn)開始執(zhí)行，所以對刀點(diǎn)又稱為“程序起點(diǎn)”或“走L刀點(diǎn)”可選在工件上，也可選在工件外面，如選在夾具上或機(jī)床上，但須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的關(guān)系，這樣才能確定機(jī)床坐標(biāo)與工件坐標(biāo)系

28、的關(guān)系。</p><p>　　若對刀精度要求不高時(shí)，可直接選用零件上或夾具上的某些表面作為對刀面。</p><p>　　若對刀精度要求較高時(shí)，對刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基礎(chǔ)上。</p><p>　　如以孔定位的工件，可選孔的中心作為對刀點(diǎn)。刀具的位置則以此孔來找正，使“刀位點(diǎn)”與對刀點(diǎn)“重合”，所謂“刀位點(diǎn)”是指車刀、鏜刀的刀塵。</p>&

29、lt;p>　　對刀點(diǎn)即是程序的起點(diǎn)，又是程序的終點(diǎn)，因此在成批生產(chǎn)中要考慮對刀點(diǎn)的重復(fù)精度，該精度可用對刀點(diǎn)相距機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值來校核。</p><p>　　加工過程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)，所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置，該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)（如加工中心機(jī)床，其換刀械手的位置是固定的）也可以是任意的一點(diǎn)（如車床），換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件及其他部件為準(zhǔn)。其設(shè)定值可采用實(shí)

30、際測量方法或計(jì)算確定。</p><p>　　因零件需要多少裝夾才能完成，第一次加工表面及端面；第二次裝夾在數(shù)控車床上完成零件的部份加工；第三次的裝夾按理也應(yīng)該在摟控車床上完成，但零件的形狀時(shí)為一頭大、一頭小，裝夾難度大，要用頂夾的輔助裝夾來完成加工，最后的一次裝夾應(yīng)在普通車床上完成鉆孔及切斷，最終完成零件的加工。</p><p>　　正確的對刀需滿足以下原則：</p><

31、;p>　　①對刀點(diǎn)應(yīng)對選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置。</p><p>　?、谒x的對刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡單。</p><p>　?、蹖Φ饵c(diǎn)應(yīng)先在加工時(shí)檢驗(yàn)方便、可靠的位置。</p><p>　?、軐Φ饵c(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。</p><p>　　對刀常用的方法有試切法對刀和對刀儀自動(dòng)對刀，由于學(xué)校的設(shè)備限制，該零件采用

32、最常用的試切法對刀。</p><p>　　該零件的換刀點(diǎn)確定在起刀點(diǎn)位置及在工作原點(diǎn)Z128.17、X64位置。</p><p>　　3.4.3 裝夾方案的確定及夾具的選擇</p><p>　　在現(xiàn)實(shí)情況，裝夾是個(gè)很難解決的問題，如果沒有找正，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工件是擺動(dòng)的，使其無法加工。為解決這個(gè)問題，應(yīng)在件上加上一個(gè)套圈來輔助找正，保證順利裝夾，裝夾工具一般都采用三

33、個(gè)卡盤。</p><p>　　在確定裝夾方案時(shí)，只需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)確定工件的夾緊方式，并選擇合適的夾具。此時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　(1)夾緊機(jī)構(gòu)或其它元件不得影響進(jìn)給，加工部位要敞開；</p><p>　　(2)必須保證最小的夾緊變形；</p><p>　　(3)裝卸方便，輔助時(shí)間應(yīng)盡量短；</p&g

34、t;<p>　　(4)對小型零件或工序時(shí)間不長的零件，可以考慮工作臺上同時(shí)裝夾工件進(jìn)行加工，以提高加工效率；</p><p>　　(5)夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單；</p><p>　　(6)夾具應(yīng)該便于與機(jī)床工作臺及工作定位表面間的定位元件連接。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)零件為軸類零件，選擇三個(gè)卡盤作為本零件的夾具。</p><p&g

35、t;　　3.4.3 刀具的選擇</p><p>　　刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。刀具選擇總的原則：既要求精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高，又要求尺寸穩(wěn)、安裝協(xié)調(diào)方便，在滿足加工條件的要求條件下，盡量選擇不同的刀具。</p><p>　　選擇刀具時(shí)還應(yīng)滿足一下要求：</p><p>　　(1)粗車時(shí)，要選強(qiáng)度

36、高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量，大進(jìn)給量的要求。</p><p>　　(2)精車時(shí)，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。</p><p>　　(3)為減少換刀時(shí)間和方便對刀，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。選擇的刀具如表所示：</p><p>　　3.4.5 機(jī)床的選擇</p><p><b>　　數(shù)控機(jī)床的

37、選擇：</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動(dòng)化加工設(shè)備，它用數(shù)字信息來控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，它包括數(shù)車、數(shù)銑、加工中心等，而數(shù)控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。它具有廣泛的加工工藝性能，可能、可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋（外螺紋，內(nèi)螺紋），具有直線插外、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效益。選擇數(shù)控機(jī)床時(shí)，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問題

38、：</p><p>　　(1)數(shù)控機(jī)床主要規(guī)格的尺寸應(yīng)與工作的輪廓尺寸相適應(yīng)。即小的工件應(yīng)當(dāng)選擇小規(guī)格的機(jī)床加工，而大的工件則選擇大規(guī)格的機(jī)床加工，做到設(shè)備的合理使用。</p><p>　　(2)機(jī)床結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床規(guī)格尺寸，加工工件的重要因素的影響。</p><p>　　(3)機(jī)床的工作精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)，根據(jù)零件的加工精度要求選擇機(jī)床，如精度要求低的精

39、加工工序，應(yīng)選擇精度低的機(jī)床，精度要求高的精加工工序，應(yīng)選用精度高的機(jī)床。</p><p>　　(4)機(jī)床的功率與剛度以及機(jī)動(dòng)范圍應(yīng)與工序的性質(zhì)最合適的切削用量相適應(yīng)。如粗加工工序去除的毛坯余量大，就要求機(jī)床有大的功率和較好的剛度。</p><p>　　(5)裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單也是選擇數(shù)控設(shè)備是需要考慮的一個(gè)因素。選擇采用臥式數(shù)控機(jī)床，還是選擇立式數(shù)控機(jī)床，將直接影響所選擇的夾具的結(jié)構(gòu)

40、和加工坐標(biāo)系，直接關(guān)系到數(shù)控編程的難易程度和數(shù)控加工的可靠性。</p><p>　　應(yīng)當(dāng)注意的是，在選擇數(shù)控機(jī)床時(shí)應(yīng)充分利用數(shù)控設(shè)備的功能，根據(jù)需要進(jìn)行合理的開發(fā)，以擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的功能滿足產(chǎn)品的需要。然后，根據(jù)所選擇的數(shù)控機(jī)床進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)控加工方案和工藝路線，根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整工序的內(nèi)容。選擇加工機(jī)床，首先要保證加工零件的技術(shù)要求，能夠加工出合格的零件。其次要有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。選擇加工機(jī)床一般要考慮

41、到機(jī)床的結(jié)構(gòu)、載重、功率行程和精度，還應(yīng)依據(jù)加工零件的材料、技術(shù)動(dòng)態(tài)要求和工藝復(fù)雜程度，選用適宜、經(jīng)濟(jì)的數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　根據(jù)零件加工的需要，選用GSK928系統(tǒng)的機(jī)床進(jìn)行對零件的加工。</p><p>　　3.4.6 切削用量的選擇</p><p>　　(1)背吃刀量的確定</p><p>　　背吃刀量是根據(jù)余量確定的在工藝系

42、統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的條件下，盡可能選較大的被吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。一般當(dāng)毛坯直徑余量小于6mm時(shí)，根據(jù)加工精度考慮是否留出精車和精車余量，剩的余量可一次切除。零件的精度要求較高時(shí)，應(yīng)留出半精車和精車余量一般為0.5mm左右，所留精車余量一般比普通車削時(shí)所留余量少常取0.1～0.5mm。該兩件的精車余量為0.2mm，在編程中有具體的說明。</p><p>　　(2)進(jìn)給速度的準(zhǔn)確度的確定：</p>

43、<p>　　進(jìn)給速度是指單位時(shí)間內(nèi)，刀具沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（單位為mm/min）確定進(jìn)給速度的原則。</p><p>　?、佼?dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)率可選較高（2000mm/min）以下的進(jìn)給速度。</p><p>　?、谇袛?、車削深孔或精車削時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度。</p><p>　　③刀具空行程，特別是遠(yuǎn)距離回零時(shí)，可以設(shè)定盡

44、量高的進(jìn)給速度。</p><p>　?、苓M(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速相一致。</p><p>　　進(jìn)給速度包括軸向和徑向進(jìn)給速度，其值按式F=Sf</p><p><b>　　計(jì)算：</b></p><p>　　試中：F進(jìn)給速度，單位為mm/min</p><p>　　F進(jìn)給量，單位為mm/n</p

45、><p>　　S工件或刀具的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。</p><p>　　式中的進(jìn)給量，粗車時(shí)一般為0.3～0.8mm/r，精車時(shí)常取0.1～0.3mm/r，切斷時(shí)取0.5～0.8mm/r（學(xué)院車間提供刀具以硬質(zhì)合金刀為主）。</p><p>　　注：加工耐熱鋼及其合金時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)小于mm/r，切削速度的高低主要取決于加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具的耐用度等因素

46、。</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件的（或刀具的）直徑來選擇，其計(jì)算機(jī)為：</p><p><b>　　N=</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　VC→為切削速度，單位為mm/min由刀具的耐用度決定；</p><p>

47、;　　n→為主軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；</p><p>　　D→工件待加工表面的直徑，單位為Mm。</p><p>　　計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機(jī)床說明書選取機(jī)度有的較接近的轉(zhuǎn)速?？偨Y(jié)，根據(jù)實(shí)際情況，車螺紋和切槽時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，粗精加工分別取800r/min和1000r/min。</p><p>　　3.5 數(shù)控加工藝文件</p>

48、<p>　　編寫數(shù)控加工工藝文件是數(shù)控工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，這些工藝文件既是數(shù)挖加工和產(chǎn)品驗(yàn)收依據(jù)，也是操作者要遵守和執(zhí)行的規(guī)程，同時(shí)還是以后產(chǎn)品零件加工生產(chǎn)技術(shù)上的工藝資料的規(guī)程，同時(shí)還是以后產(chǎn)品零件加工生產(chǎn)在技術(shù)上的工藝資料的積累和儲備。它是編程員在編制數(shù)控加工程序時(shí)做出的相關(guān)技術(shù)文件。不同的數(shù)控機(jī)床和加工要求，工藝文件的內(nèi)容和格式有所不同，因目前尚無統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)可根據(jù)自身特點(diǎn)制定出相應(yīng)的工藝文件。</

49、p><p>　　表數(shù)控加工工藝卡片：</p><p>　　4.1 數(shù)控加工工藝分析</p><p>　　4.1.1 零件圖尺寸的標(biāo)注方法</p><p>　　零件圖樣上的尺寸標(biāo)注既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要便于加工，滿足設(shè)計(jì)要求的尺寸，都是影響裝配精度的尺寸，要通過裝配尺寸的健的分析來求注。其余的尺寸而且是大多數(shù)尺寸測應(yīng)按工藝要求標(biāo)注，具體有以下幾個(gè)方

50、面：</p><p>　　(1)按照加工順序標(biāo)注尺寸，避免多尺寸同時(shí)保證。</p><p>　　(2)由定位基準(zhǔn)或調(diào)整基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸，避免基準(zhǔn)不重合誤差。</p><p>　　(3)由形狀簡單和易接近的輪廓要素為準(zhǔn)標(biāo)注尺寸，避免尺寸換算。</p><p>　　4.1.2 構(gòu)成零件的幾何要素條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確。</p><p&g

51、t;　　幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確在程序編制中編制人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)，及各幾何要素的關(guān)系，因?yàn)闃?gòu)成零件輪廓的</p><p>　　幾何元素是編程中的重要依據(jù)，無論哪點(diǎn)不明確或不確定，編程都無法進(jìn)行。</p><p>　　4.1.3 零件結(jié)構(gòu)工藝性</p><p>　　從整體上分析該零件主要有直線、錐度、圓弧、螺紋、切槽，還有內(nèi)孔等，外形很復(fù)雜

52、，而且精度要求較高，所以從工藝上和精度上考慮，定位比較重要。經(jīng)多方面的考慮，分析采用多次裝夾完成，按照基準(zhǔn)面先加工，先粗后精，先面后孔，先主后次的原則依次加工。</p><p>　　4.1.4 定位基準(zhǔn)的確定</p><p><b>　　定位基準(zhǔn)和精準(zhǔn)</b></p><p>　　4.2 數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)</p><p

53、><b>　　(1)工序的劃分</b></p><p>　　在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序。劃分方法有安裝次數(shù)的劃分工序，按所分用刀具劃分工序，按粗精加工劃分工序，按加工部位劃分工序。</p><p>　　4.3.1 進(jìn)給路線的確定</p><p>　　進(jìn)給路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，不但包括了工步的

54、內(nèi)容，而且也反映出工步的順序，進(jìn)給路線是編寫程序的依據(jù)之一，</p><p>　　在確定進(jìn)給路線時(shí)，主要遵循以下原則：</p><p>　?、俦ＷC零件的加工精度和表面粗糙度。</p><p>　　②使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高工作效率。</p><p>　?、圩詈筝喞淮巫叩锻瓿?。</p><p>　　4.

55、3.2 裝夾方案的確定及夾具的選擇</p><p>　　在現(xiàn)實(shí)情況下，裝夾是個(gè)很難解決的問題，如果沒有找出正當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工件擺動(dòng)的，使其無法加工。為解決這個(gè)問題，應(yīng)在工件上加一個(gè)套圈來輔助找正，保證順利裝夾。</p><p>　　5 零件的數(shù)控加工程序編制</p><p>　　5.1 分析零件圖，制定工藝方案</p><p>　　該零件材料

56、為LY12，由于該零件是一種軟性有色金屬物質(zhì)，便于數(shù)控車削加工。</p><p><b>　　5.2 數(shù)學(xué)處理</b></p><p>　　由于該零件是手工編程，所以數(shù)字處理非常重要，編程中的各個(gè)基點(diǎn)的坐標(biāo)都是由圖形查找的。</p><p>　　編寫該零件的程度為：</p><p>　　毛坯Ø65 （LY12）

57、</p><p><b>　　6 零件的數(shù)控加工</b></p><p>　　6.1 輸入程序效驗(yàn)</p><p>　　該零件是用手工編程完成，所以數(shù)控加工之前，必須在數(shù)控車床上利用CR7圖形顯示功能來進(jìn)行多次的程序調(diào)試看走刀路線和模擬工件的切削過程對程度進(jìn)行檢驗(yàn)，是否正確無誤。</p><p>　　6.2 對刀建立工件

58、坐標(biāo)系</p><p>　　在加工程序執(zhí)行前，調(diào)整每把刀的刀位點(diǎn)，使其盡量重合于某一理想基準(zhǔn)點(diǎn)，這一過程稱為對刀，將夾具找正后，裝夾好工件，建立工件坐標(biāo)系，所謂建立工件坐標(biāo)系就是使刀具在機(jī)床中具有正確的位置關(guān)系。由于該工件毛坯余量最小，對刀儀自動(dòng)對力，所以在此我采用自動(dòng)儀對刀，也就是基準(zhǔn)刀建立坐標(biāo)系后，在把另外的刀具與毛坯表面的關(guān)系。由于該零件毛坯余量小對刀儀自動(dòng)對刀；坐標(biāo)如圖所示：</p><

59、;p>　　6.3 自動(dòng)對刀，分析誤差及加工調(diào)整</p><p>　　該零件對刀后，發(fā)現(xiàn)零件的表面達(dá)不到要求，表面粗糙度也有誤差，加工精度沒有達(dá)到要求，出現(xiàn)這些誤差的原因可能是由于自己的操作不是很熟練，對刀時(shí)沒有到位，機(jī)床的精度等影響到了最終零件的各種誤差。</p><p>　　在找到了這些問題以后，首先應(yīng)該提高自己的操作能力，再者要保證精確的對刀等等，使零件加工后頃要求能夠得到保證。

60、</p><p>　　7 數(shù)控加工表面質(zhì)量分析</p><p>　　在加工遇到的加工情況，現(xiàn)分析如下：</p><p>　　從刀具在零件上所留下有的刀痕分析，粗加工時(shí)的表面質(zhì)量要比精加工的質(zhì)量要好，主要的原因是由于車床轉(zhuǎn)速未達(dá)到，進(jìn)給量大。解決辦法是，提高主軸轉(zhuǎn)速，減少進(jìn)給量。</p><p>　　對零件上所出現(xiàn)的尺寸誤差，主要原因是建刀補(bǔ)時(shí)

61、出現(xiàn)的操作誤差，解決辦法是提高建刀補(bǔ)的的準(zhǔn)確度，減法誤差，提高零件的尺寸精度。</p><p>　　8滾珠絲桿螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算和選型</p><p>　　8.1滾珠絲桿螺母副的工作原理及特點(diǎn)</p><p>　　組成：絲桿、螺母、滾珠、回滾珠（換向器）</p><p>　　在絲桿和螺母上都有半圓弧形的螺旋槽，當(dāng)他們合在一起的時(shí)候形成螺旋形的

62、滾道，螺母上有滾珠循環(huán)的通道它將幾圈滾道的兩端連接起來，構(gòu)成封閉的循環(huán)滾道，并滾道內(nèi)裝滿滾珠。當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，滾珠在滾道內(nèi)既自轉(zhuǎn)又沿滾道循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)迫使螺母（絲桿）作軸向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　特點(diǎn)：1.傳動(dòng)效率高摩擦損失小。η=0.92～0.96比常規(guī)的絲桿螺母副提高了3～4倍，因此功率消耗為常規(guī)絲桿螺母副的1/4～1/3。</p><p>　　2.給予適當(dāng)?shù)念A(yù)緊可以消除絲杠和螺母的螺

63、紋間隙，反向時(shí)可以消除空程死區(qū)。定位高、剛度好。3.運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高。</p><p>　　4.有可逆性，直線運(yùn)動(dòng)可轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，反之既絲杠和螺母都可作為主動(dòng)件。5.磨損比較小，使用壽命長。6.制造工藝復(fù)雜，絲杠、螺母的加工精度表面粗糙度要求很高，故制作成本高。7.不能自鎖，特別是對于垂直絲杠。由于直垂的作用，下降時(shí)切斷傳動(dòng)，不能立即停止運(yùn)動(dòng)，故要增加制動(dòng)（剎車）裝置。</p>&l

64、t;p>　　8.2滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式</p><p><b>　　8.2.1.外循環(huán)</b></p><p>　　滾珠在循環(huán)時(shí)，脫離滾道在循環(huán)滾道（回珠管）內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)制造工藝簡單，使用較廣泛。</p><p>　　缺點(diǎn)：滾道的接縫處很難做的平滑影響，滾珠滾動(dòng)的平穩(wěn)性甚至發(fā)生還珠的現(xiàn)象。</p><p>&l

65、t;b>　　噪聲比較大</b></p><p><b>　　8.2.2內(nèi)循環(huán)</b></p><p>　　滾珠在循環(huán)過程中始終保持與絲桿接觸。</p><p>　　主要使用反相器使?jié)L珠保持循環(huán)。</p><p>　　反相器：圓柱凸鍵反相器</p><p><b>　　扁

66、圓鑲塊反相器</b></p><p>　　8.3滾珠絲桿螺母副的間隙的消除保證反向軸向傳動(dòng)精度和螺母副的剛度</p><p>　　雙螺母：1.雙螺母消除法</p><p><b>　　2.墊狀調(diào)隙式</b></p><p><b>　　3.螺紋調(diào)整式</b></p><

67、;p>　　我們重點(diǎn)講的是螺紋式。調(diào)整方法：調(diào)整端部的螺母，使螺母產(chǎn)生軸向位移。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較緊湊，工作可靠，滾道磨損時(shí)可隨時(shí)調(diào)整，預(yù)緊量不很準(zhǔn)確，應(yīng)用較普通。</p><p>　　8.4計(jì)算進(jìn)給牽引力Fm(N)</p><p>　　作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給牽引力主要包括切屑時(shí)的走刀抗力以及移動(dòng)件的重量和切屑分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力。因而其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的形式有關(guān) ，F(xiàn)m(N)計(jì)算公式如下

68、：</p><p><b>　　三角形綜合導(dǎo)軌：</b></p><p>　　式中: Fx、Fy、Fz——切削分力(N)</p><p>　　G——移動(dòng)部件的重量(N)</p><p>　　f′——導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌形式而不同。</p><p>　　f——軸套和軸架以及主軸的鍵上摩擦系

69、數(shù)。</p><p>　　K——考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)。</p><p>　　在正常情況下F、K、f及f′可取下列數(shù)值</p><p><b>　　三角形或綜合導(dǎo)軌</b></p><p>　　上列摩擦系數(shù)f′均足指滑動(dòng)導(dǎo)軌，如果采用貼塑導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌。</p><p>　　8.5計(jì)算最

70、大動(dòng)負(fù)載e</p><p>　　選用滾珠絲杠副的直徑時(shí)，必須保證在一定軸向負(fù)載作用下，絲杠在回轉(zhuǎn)100萬（106）轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大動(dòng)負(fù)載 C，計(jì)算如下：</p><p>　　式中：L——壽命，以轉(zhuǎn)106為1單位。</p><p>　　n——絲桿轉(zhuǎn)速(r/min)，用以下公式計(jì)算。</p>

71、<p>　　Vs——最大切削力下的進(jìn)給速度(m/min),可取最高進(jìn)給。</p><p>　　Lo——為滾珠絲杠導(dǎo)程(mm)</p><p>　　T——為使用壽命(h)對于數(shù)控車床取T=15000h</p><p>　　fw——運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) 見表4—1</p><p><b>　　表4—1</b></p&g

72、t;<p>　　從手冊或樣本的滾珠絲桿副的尺寸系列表中可以找出相應(yīng)的額定動(dòng)負(fù)載Ca的滾珠絲桿副的尺寸結(jié)構(gòu)類型，選用時(shí)應(yīng)使C＜Ca。</p><p>　　8.6計(jì)算最大靜負(fù)載Co</p><p>　　式中: Fmax——滾珠絲桿的最大軸向負(fù)荷(N)</p><p>　　fs——靜態(tài)安全系數(shù)，當(dāng)一般運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)fs=1～2。當(dāng)有沖擊或震動(dòng)時(shí)，fs=2～3，選用相

73、應(yīng)的滾珠絲桿副的額定靜載荷Coa，使Co＜coa。</p><p><b>　　8.7傳動(dòng)效率計(jì)算</b></p><p>　　滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)效率η：</p><p>　　式中：r——絲杠螺旋長開角</p><p>　　ч——摩擦角，滾珠絲桿副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=0.003～0.0004其摩擦角約等于10。</

74、p><p><b>　　8.8剛度計(jì)算</b></p><p>　　滾珠絲杠副的軸向變形會影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度，及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，因此應(yīng)考慮以下引起軸向變形的因素。</p><p>　　8.8.1絲桿的拉伸或壓縮變形量δ1在總的變形量中占比較大，可以用計(jì)算方法和查圖表的方法決定。</p><p><b>　　1）計(jì)

75、算法</b></p><p><b>　　2）查圖表法</b></p><p>　　8.8.2滾珠與螺紋滾道間歇接觸變形δ2，此項(xiàng)在總變形量中也占比較大的比重，當(dāng)對絲桿有預(yù)緊力且預(yù)緊力為軸向最大負(fù)載的1/3時(shí)δ2之值可減少一半。</p><p>　　8.8.3支承滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形δ3一般可占的比重也較大，不同類型的軸承的

76、接觸變形量δc可用不同的公式計(jì)算。</p><p><b>　　向心推力球軸承：</b></p><p><b>　　8.9穩(wěn)定性的驗(yàn)算</b></p><p>　　產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載P可用下式計(jì)算：</p><p><b>　　表4—2</b></p><

77、p>　　滾珠絲桿的支承方式系數(shù)</p><p>　　9.1滾動(dòng)導(dǎo)軌的計(jì)算和選型</p><p>　　9.1.1一滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形成</p><p>　　9.1.2滾動(dòng)導(dǎo)軌預(yù)緊方式的確定</p><p>　　9.1.3滾動(dòng)導(dǎo)軌幾何參數(shù)的確定</p><p>　　9.1.4滾動(dòng)導(dǎo)軌承載能力計(jì)算</p>

78、<p>　　9.1.5滾動(dòng)導(dǎo)軌的剛度驗(yàn)算</p><p>　　9.2塑料導(dǎo)軌的應(yīng)用</p><p><b>　　9.2.1貼塑導(dǎo)軌</b></p><p>　　由于其工藝較簡單，對原有滑動(dòng)導(dǎo)軌不需作大的改動(dòng)，故普通機(jī)床數(shù)控化該裝上應(yīng)用較廣泛。</p><p><b>　　9.2.2深塑導(dǎo)軌</b

79、></p><p>　　9.3進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算</p><p>　　9.3.1當(dāng)機(jī)床脈沖當(dāng)量滾珠絲桿導(dǎo)程Lo確定以后，可以先選步進(jìn)電機(jī)的步距角，用下式計(jì)算進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動(dòng)比i</p><p>　　式中： SP——脈沖當(dāng)量(mm/步)</p><p>　　Lo——滾珠絲桿的基本導(dǎo)程(mm)</p><p>　

80、　Qb——步進(jìn)電機(jī)的步距角，在步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中，以分?jǐn)?shù)形式給出兩個(gè)數(shù)</p><p>　　9.3.2計(jì)算出傳動(dòng)比i以后，再根據(jù)降速級數(shù)決定一對或兩對齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，因進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳遞功率不大，一般取模數(shù)m=1～2。</p><p>　　(z1、z2為降速齒輪的齒數(shù))可計(jì)算和運(yùn)取齒數(shù)，齒輪各部分幾何參數(shù)按表4—3計(jì)算。</p><p>　　表4—3齒

81、輪幾何參數(shù)</p><p>　　9.4步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算與選用</p><p>　　選用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，必須首先根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)裝置及負(fù)載折算到電機(jī)軸上的等效傳動(dòng)慣量。</p><p>　　9.4.1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p>　　9.4.2電機(jī)力矩的計(jì)算</p><p>　　9.4.3步進(jìn)電機(jī)的選擇</p

82、><p>　　9.5進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　9.5.1盡量減少普通車床數(shù)控化改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　9.5.2要求設(shè)計(jì)完整清楚的進(jìn)給伺服機(jī)構(gòu)裝配圖</p><p>　　9.5.3設(shè)計(jì)時(shí)注意裝配圖的工藝性</p><p>　　9.5.4要求標(biāo)注清楚裝配圖的技術(shù)條件</p>

83、<p>　　9.5.5消除齒輪安裝調(diào)整要方便</p><p>　　9.6經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　根據(jù)我所選的一臺C620普通車床改造成微機(jī)數(shù)控車床采用MCS—51系列單片機(jī)控制系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制，具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，具有升降速控制功能，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 加工最大直徑： 在床面上 Φ400mm

84、 在床鞍上 Φ210mm</p><p>　　加工最大長度： 1000mm</p><p>　　溜板及刀架垂刀： 縱向 800N 橫向 600N</p><p>　　刀架快速進(jìn)度： 縱向 2.4m/min

85、 橫向 1.2m/min</p><p>　　最大進(jìn)給速度： 縱向 0.6m/min 橫向 0.3m/min</p><p>　　主電機(jī)功率： 7.5kw</p><p>　　啟動(dòng)加速時(shí)間： 30ms</p>

86、;<p>　　機(jī)床定位精度： 0.015mm</p><p>　　此機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力計(jì)算如下：9.6.1選擇脈沖當(dāng)量</p><p>　　根據(jù)機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)精度要求確定脈沖當(dāng)量,縱向:0.01mm/步、橫向：0.005mm/步(單位)。</p><p>　　9.6.2計(jì)算切削力</p><p><b>　

87、　1. 縱車外圓</b></p><p>　　主切削力F2(N)按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： </p><p>　　按切削力各合力比例： </p><p><b>　　2.

88、 槽切端面</b></p><p>　　主切削力F′y(N)可取縱切的</p><p>　　此時(shí)專刀抗力為F′y(N)、吃刀抗力F′x(N)，仍按上述比例粗略計(jì)算 </p><p&g

89、t;　　9.6.3滾珠絲桿螺母副的計(jì)算和選型</p><p><b>　　縱向進(jìn)給絲桿</b></p><p>　　1. 計(jì)算進(jìn)給牽引力Fm(N)</p><p>　　縱向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌</p><p>　　式中：k——考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，綜合導(dǎo)軌取k=1.15</p><p>　　f′

90、——滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)：0.15～0.18</p><p>　　G——溜板及刀架垂力：G=800N</p><p>　　2. 計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載c</p><p>　　式中：Lo——滾珠絲桿導(dǎo)程初選Lo=6mm</p><p>　　Vs——最大切削力下的進(jìn)給速度,可取最高進(jìn)給速度的1/2～1/3,此處為0.6m/min</p><

91、;p>　　F——使用壽命，按15000h</p><p>　　fw——運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取fw=1.2～1.5</p><p>　　L——壽命，以106轉(zhuǎn)為1單位</p><p>　　3. 滾珠絲桿螺母副的選型</p><p>　　查閱附錄A表，可采用W1L4006外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，1列2.5圈,其額定動(dòng)負(fù)載為16

92、400N,精度等級按表4—15選為3級(大致相當(dāng)于老表準(zhǔn)E級)</p><p><b>　　4. 傳動(dòng)效率計(jì)算</b></p><p>　　式中：r——螺旋升角、W1L4006 γ=2°44′</p><p>　　——摩擦角取10′滾動(dòng)摩擦系數(shù)0.003～0.004</p><p><b>　　5.

93、剛度驗(yàn)算</b></p><p>　　先畫出此縱向進(jìn)給滾珠絲桿支承方式草圖8—1所示。最大牽引力為2530N，支承間距L=1500mm絲桿螺母及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)荷的1/3</p><p>　　1）查圖4—6、根據(jù)4—6，根據(jù)Fm=2530N，Do=40mm查出</p><p><b>　　可算出： </b>&

94、lt;/p><p><b>　　(mm)</b></p><p>　　由于兩端均采用向心推力球軸承，且絲桿上又進(jìn)行了預(yù)拉伸故其拉壓剛度可以提高4倍，其實(shí)際變形量(mm)為：</p><p>　　2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形δ2</p><p>　　查圖4—7，W系列1列2.5圈滾珠和螺紋滾道接觸變形量δQ</p>

95、<p><b>　　因進(jìn)行了預(yù)緊，</b></p><p>　　3）支承滾珠絲桿的軸承的軸向接觸變形δ3</p><p>　　采用8107推力球軸承，d1=35mm,滾動(dòng)體直徑dQ=25.35,滾動(dòng)體數(shù)量z=18。</p><p><b>　　(mm)</b></p><p>　　注意

96、此公式中Fm單位應(yīng)為Kgf</p><p><b>　　因施加預(yù)緊力，故</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　根據(jù)以上計(jì)算：</b></p><p><b>　　mm<定位精度</b></p>

97、<p>　　9.6.4穩(wěn)定性校核</p><p>　　滾珠絲杠兩端推力軸承，不會產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象不需作穩(wěn)定性校核。</p><p>　　（二）橫向進(jìn)給牽引力F′m</p><p>　　1. 橫向?qū)к墳檠辔残?，?jì)算如下：</p><p><b>　　N</b></p><p>　　2. 計(jì)算最

98、大負(fù)載c</p><p>　　3. 選擇滾珠絲桿螺母副</p><p>　　查閱附錄A表，可采用W1L2005，1列2.5圈外循環(huán)螺紋預(yù)緊滾珠絲杠副，其額定動(dòng)負(fù)載為8800N,可滿足要求，精度等級選為3級。</p><p><b>　　4. 傳動(dòng)效率計(jì)算</b></p><p><b>　　5. 剛度驗(yàn)算<

99、;/b></p><p>　　橫向進(jìn)給絲桿支承方式如圖(8—2)所示，最大牽引力為2425N，支承間距L=450mm，固絲桿長度較短，不需預(yù)緊，螺母及軸承預(yù)緊。</p><p>　　圖8—2 橫向進(jìn)給絲杠計(jì)算草圖</p><p><b>　　計(jì)算如下：</b></p><p>　　1）絲杠的拉伸或壓縮變形量δ1(m

100、m)</p><p>　　查圖4—6，根據(jù)F′m=2023N、Do=20mm,查出可算出</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形δ2</p><p><b>　　查圖4—7</b></p><p><b>　　&#

101、181;m</b></p><p><b>　　因進(jìn)行了預(yù)緊µm</b></p><p>　　3）支承滾珠絲桿的軸承的軸向接觸變形δ3</p><p>　　采用8102推力球軸承，dQ=4.763、z=12、d=15mm</p><p><b>　　(mm)</b></p

102、><p>　　考慮到進(jìn)行了預(yù)緊,故：</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　綜合以上幾項(xiàng)變形量之和：</p><p>　　mm顯然此變形量已大于定位精度的要求，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施修改設(shè)計(jì)，因橫向溜板空間限制，不宜再加大滾珠絲杠直徑，故采用貼塑導(dǎo)軌減小摩擦力，從而減小最大牽引力，重新計(jì)算如下：</

103、p><p><b>　　N</b></p><p>　　從圖4—6查出當(dāng)F′m=1155時(shí), </p><p><b>　　δ2和δ3不變</b></p><p>　　mm定位精度為mm,故此變形量仍不能滿足，如果將滾珠絲杠再經(jīng)過預(yù)拉伸，剛度還可提高四倍，則變形量可控制在要求的范圍之內(nèi)。</p&g

104、t;<p><b>　　mm</b></p><p>　　從上面計(jì)算過程可以看出，設(shè)計(jì)的過程需經(jīng)過反復(fù)修改參數(shù)反復(fù)計(jì)算才能達(dá)到滿意的結(jié)果。</p><p>　　9.6.5穩(wěn)定性校核</p><p>　　計(jì)算臨界負(fù)載Fk(N)</p><p>　　式中：E——材料彈性模量、鋼，;</p><

105、;p>　　I——截面慣性距(cm4)絲杠：d為絲杠內(nèi)徑;</p><p>　　L——絲桿兩支承端距離(cm)</p><p>　　fz——絲杠支承方式系數(shù)，從表4—13中查出，一端固定、一端間支</p><p><b>　　>[nk]</b></p><p>　　(一般[nk]=2.5～4)</p>

106、;<p>　?。ㄈ┛v向及橫向滾珠絲杠副幾何參數(shù)</p><p>　　其幾何參數(shù)見幾何參數(shù)表(Ⅰ)</p><p>　　W1L4006及W1L2005滾珠絲杠幾何參數(shù)</p><p>　　9.6.6齒輪傳動(dòng)比計(jì)算</p><p>　　1. 縱向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算</p><p>　　縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量δp

107、=0.01,滾珠絲杠導(dǎo)程Lo=6ｍｍ,初選步進(jìn)電機(jī)步距角0.75°,可計(jì)算出傳動(dòng)比i</p><p><b>　　可選空齒輪數(shù)為：</b></p><p>　　Z1=32,Z2=40或Z1=20,Z2=25</p><p>　　2.橫向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)計(jì)算</p><p>　　以確定橫向進(jìn)給脈沖當(dāng)量δp=0.00

108、5，滾珠絲杠導(dǎo)程Lo=5mm，初選步進(jìn)電機(jī)步距角0.75°可計(jì)算傳動(dòng)比i</p><p>　　考慮到結(jié)構(gòu)上的原因，不使大齒輪直徑太大，以免影響到橫向溜板的有效行程，故此處可采用兩級齒輪降速：</p><p>　　Z1=24、Z2=40、Z3=20、Z4=25</p><p>　　因進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，模數(shù)m取z，有參數(shù)請參照表</p>&l

109、t;p>　　表（Ⅱ）傳動(dòng)齒輪幾何參數(shù)</p><p>　　9.7步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型</p><p>　?。ㄒ唬┛v向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算</p><p>　　1. 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p>　　計(jì)算簡圖見圖8—3，傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的傳動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J∑（kg、cm²）可由下式計(jì)算:</p><p&

110、gt;　　式中：JM——步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg.cm²)</p><p>　　J1、J2——齒輪Z1、Z2的傳動(dòng)慣量(kg.cm²)</p><p>　　Js——滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg.cm²)</p><p>　　參考同類型機(jī)床，初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)150BF，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)慣量JM=10kg.cm²。</p>&

111、lt;p><b>　　kg.cm²</b></p><p><b>　　kg.cm²</b></p><p><b>　　kg.cm²</b></p><p><b>　　G = 800N</b></p><p><

112、;b>　　代入上式:</b></p><p><b>　　kg.cm</b></p><p>　　考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配問題。</p><p>　　基本滿足慣量匹配的要求。</p><p><b>　　2. 電機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算</b></p><p>　　

113、機(jī)床在不同加工情況下，其所需的轉(zhuǎn)矩不同，下面分別按各階段計(jì)算：1）快速空載起動(dòng)力矩M起</p><p>　　在快速空載起動(dòng)階段，加速力矩占的比列較大，具體計(jì)算公式如下：</p><p>　　將前面數(shù)據(jù)代入，式中各符號意義同前</p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　起動(dòng)加速時(shí)間ta=30ms

114、</p><p><b>　　N·cm</b></p><p>　　折算到電機(jī)軸上的摩擦力距Mf:</p><p><b>　　N·cm</b></p><p><b>　　附加摩擦力矩Mo</b></p><p><b>

115、　　N·cm</b></p><p><b>　　上述之項(xiàng)合計(jì)：</b></p><p><b>　　N·cm</b></p><p>　　2）快速移動(dòng)時(shí)所需力矩M快</p><p>　　3）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩M切</p><p><

116、b>　　N·cm</b></p><p>　　從上面可以看出，M起、M快和M切三種工況下，以快速空載起動(dòng)所需力矩最大，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。</p><p>　　從表4—23查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十（不知道）時(shí)</p><p>　　最大靜力矩Mjmax=881.5/0.951=927N·cm</p><

117、;p>　　按此最大靜轉(zhuǎn)矩從表4—17、4—18查出，150BF002型最大靜轉(zhuǎn)矩為13.7N·cm，大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號，但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。</p><p>　　3. 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的工作頻率</p><p>　　從表4—23中查出150BF002型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載起動(dòng)頻率為2800Hz，再從圖4—1

118、7、圖4—18查出150Bf002步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性曲線如圖8—3所示，從圖（8—3a)看出當(dāng)步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，f起=2500Hz時(shí)M=100N·cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩(881.5N·cm)直接使用則會產(chǎn)生（不知道）現(xiàn)象，所以必須采取升降速控制（用軟件實(shí)現(xiàn)），將起動(dòng)頻率到1000Hz時(shí)，起動(dòng)力矩可增高到588.4N·cm，然后再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電器，還可將步進(jìn)電機(jī)輸出力矩?cái)U(kuò)

119、大一倍左右。</p><p>　　圖8—3 150BF002型步進(jìn)電機(jī)矩頻特性</p><p>　　當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，150BF002型步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻特性圖(8—3)可滿足要求。</p><p>　　（二）橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算和選型</p><p>　　與縱向進(jìn)給相同此處略</p><p>　　9.8設(shè)計(jì)繪制

120、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械裝配圖</p><p>　　在完成運(yùn)動(dòng)反動(dòng)力計(jì)算之后，已經(jīng)確定了滾珠絲杠螺母副，步進(jìn)電機(jī)規(guī)格型號，以及齒輪齒數(shù)、模數(shù)、軸承型號之后，就可以畫機(jī)械裝配圖。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我系統(tǒng)地鞏固了大專三年學(xué)習(xí)課程，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更加了解了我院的GSK928系統(tǒng)車削數(shù)控機(jī)床。&

121、lt;/p><p>　　從08年1月至12月，我們歷時(shí)三個(gè)月的時(shí)間，讓我系統(tǒng)的鞏固了如《機(jī)械設(shè)施》、《機(jī)械制圖》、《數(shù)控編程》，從零件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)到加工，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下和組員認(rèn)真分流，讓我完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我認(rèn)真的結(jié)果，也是我進(jìn)入工作崗位的關(guān)鍵，檢驗(yàn)了我大專五年學(xué)習(xí)的成果，畢業(yè)設(shè)計(jì)中的內(nèi)容主要是講述數(shù)控加工工藝過程及其程序編制方面等知識，利用對零件

122、圖形的結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計(jì)出適合其加工的工藝方案，以達(dá)到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，數(shù)控加工工藝是工件在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工精度及其各項(xiàng)指標(biāo)要求。</p><p>　　通過這次對零件圖形進(jìn)行加工及編制其說明書，增加了不少專業(yè)方面的知識，提高了動(dòng)腦動(dòng)用的能力，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還很大的提高了我實(shí)踐能力，讓我受益很多。</p><p><b>　　致 謝</b&