普通鉆床改造為多軸鉆床（有圖紙）（可編輯）（常用版）(可以直接使用，可編輯完整版資料，歡迎下載）

普通鉆床改造為多軸鉆床（有圖紙）（可編輯）（常用版）(可以直接使用，可編輯完整版資料，歡迎下載）目錄全套CAD圖紙,聯(lián)系695132052目錄………………………1中文摘要…………………2ABSTRACT…………………2第1章緒綸……………31多軸加工應(yīng)…………………32多軸加工的設(shè)備……………43多軸加工的趨勢……………5第2章普通鉆床改為多軸鉆床……………………61生產(chǎn)任務(wù)……………………62.2普通立式鉆的選型……………6第3章多軸齒輪傳動箱的設(shè)計(jì)………………………73.1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備…………………7第4章多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零部件圖的繪制………144.1箱蓋、箱體和中間板結(jié)構(gòu)…………………144.2多軸箱軸的設(shè)計(jì)144.3軸坐標(biāo)計(jì)算………………………30第5章導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)…………………31第6章接桿刀具…………31外文文獻(xiàn)………………31總結(jié)………………………36鳴謝……………………37參考文獻(xiàn)………………37中文摘要本設(shè)計(jì)是關(guān)于普通鉆床改造為多軸鉆床的設(shè)計(jì)。普通鉆床為單軸機(jī)床,但安裝上多軸箱就會成為多軸的鉆床,改造成多軸鉆床后,能大大地縮短加工時間,提高生產(chǎn)效率。因此本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是多軸箱的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容包括齒輪分布與選用、軸的設(shè)計(jì)、多軸箱的選用、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞:多軸鉆床;生產(chǎn)效率;多軸箱AbstractThedesignisaboutreconstructingtheordinarydrilltoamultipledrill.Theordinarydrillisasingledrill.Itwillimproveitsproductiveefficiency,shortenitsprocessingtimeifassembledamultiplespindlecaseon.Thatsocallsamultipledrill.Hereby,thekeystoneofthisdesignpaperishowtodesignamultiplespindleheads.Thedesignsubjectsincludetheselectionanddistributionofgearwheel,thedesignofspindle,andtheguidingequipmentandselectionofthemultiplespindleheads,etc.Keywords:multipledrill;productiveefficiency;multiplespindleheads普通鉆床該為多軸鉆床專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化,學(xué)號:指導(dǎo)教師:第1章緒論1.1多軸加工應(yīng)用據(jù)統(tǒng)計(jì),一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時間很少超過全部工作時間的15%。其余時間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機(jī)床、測量以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高85%,但購置費(fèi)用大。某些情況下,即使生產(chǎn)率高,但加工相同的零件,其成本不一定比普通機(jī)床低。故必須更多地縮短加工時間。不同的加工方法有不同的特點(diǎn),就鉆削加工而言,多軸加工是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。1.1.1多軸加工優(yōu)勢雖然不可調(diào)式多軸頭在自動線中早有應(yīng)用,但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴(kuò)大了使用范圍,仍然遠(yuǎn)不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展,大型復(fù)雜的多軸加工更是引人注目。例如原子能發(fā)電站中大型冷凝器水冷壁管板有15000個ψ20孔,若以搖臂鉆床加工,單單鉆孔與锪沉頭孔就要842.5小時,另外還要劃線工時151.1小時。但若以數(shù)控八軸落地鉆床加工,鉆锪孔只要171.6小時,劃線也簡單,只要1.9小時。因此,利用數(shù)控控制的二個坐標(biāo)軸,使刀具正確地對準(zhǔn)加工位置,結(jié)合多軸加工不但可以擴(kuò)大加工范圍,而且在提高精度的基礎(chǔ)上還能大大地提高工效,迅速地制造出原來不易加工的零件。有人分析大型高速柴油機(jī)30種箱形與桿形零件的2000多個鉆孔操作中,有40%可以在自動更換主軸箱機(jī)床中用二軸、三軸或四軸多軸頭加工,平均可減少20%的加工時間。1975年法國巴黎機(jī)床展覽會也反映了多軸加工的使用愈來愈多這一趨勢。1.2多軸加工的設(shè)備多軸加工是在一次進(jìn)給中同時加工許多孔或同時在許多相同或不同工件上各加工一個孔。這不僅縮短切削時間,提高精度,減少裝夾或定位時間,并且在數(shù)控機(jī)床中不必計(jì)算坐標(biāo),減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進(jìn)行加工:立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸鉆床、多軸組合機(jī)床心及自動更換主軸箱機(jī)床。甚至可以通過二個能自動調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱,結(jié)合數(shù)控工作臺縱橫二個方向的運(yùn)動,加工各種圓形或橢圓形孔組的一個或幾個工序。現(xiàn)在就這方面的現(xiàn)狀作一簡介。1.2.1多軸頭從傳動方式來說主要有齒輪傳動與萬向聯(lián)軸節(jié)傳動二種。這是大家所熟悉的。前者效率較高,結(jié)構(gòu)簡單,后者易于調(diào)整軸距。從結(jié)構(gòu)來說有不可調(diào)式與可調(diào)式二種。前者軸距不能改變,多采用齒輪傳動,僅適用于大批量生產(chǎn)。為了擴(kuò)大其贊許適應(yīng)性,發(fā)展了可調(diào)式多軸頭,在一定范圍內(nèi)可調(diào)整軸距。它主要裝在有萬向.二種。(1)萬向軸式也有二種:具有對準(zhǔn)裝置的主軸。主軸裝在可調(diào)支架中,而可調(diào)支架能在殼體的T形槽中移動,并能在對準(zhǔn)的位置以螺栓固定。(2)具有公差的圓柱形主軸套。主軸套固定在與式件孔型相同的模板中。前一種適用于批量小且孔組是規(guī)則分布的工件(如孔組分布在不同直徑的圓周上)。后一種適用于批量較大式中小批量的輪番生產(chǎn)中,剛性較好,孔距精度亦高,但不同孔型需要不同的模板。多軸頭可以裝在立鉆式搖臂鉆床上,按鉆床本身所具有的各種功能進(jìn)行工作。這種多軸加工方法,由于鉆孔效率、加工范圍及精度的關(guān)系,使用范圍有限。1.2.2多軸箱也象多軸頭那樣作為標(biāo)準(zhǔn)部件生產(chǎn)。美國Secto公司標(biāo)準(zhǔn)齒輪箱、多軸箱等設(shè)計(jì)的不可調(diào)式多軸箱。有32種規(guī)格,加工面積從300X300毫米到600X1050毫米,工作軸達(dá)60根,動力達(dá)22.5千瓦。Romai工廠生產(chǎn)的可調(diào)多軸箱調(diào)整方便,只要先把齒輪調(diào)整到接近孔型的位置,然后把與它聯(lián)接的可調(diào)軸移動到正確的位置。因此,這種結(jié)構(gòu)只要改變模板,就能在一定范圍內(nèi)容易地改變孔型,并且可以達(dá)到比普通多軸箱更小的孔距。根據(jù)成組加工原理使用多軸箱或多軸頭的組合機(jī)床很適用于大中批量生產(chǎn)。為了在加工中獲得良好的效果,必需考慮以下數(shù)點(diǎn):(1)工件裝夾簡單,有足夠的冷卻液沖走鐵屑。(2)夾具剛性好,加工時不形變,分度定位正確。(3)使用二組刀具的可能性,以便一組使用,另一組刃磨與調(diào)整,從而縮短換刀停機(jī)時間。(4)使用優(yōu)質(zhì)刀具,監(jiān)視刀具是否變鈍,鉆頭要機(jī)磨。(5)尺寸超差時能立即發(fā)現(xiàn)。1.2.3多軸鉆床這是一種能滿足多軸加工要求的鉆床。諸如導(dǎo)向、功率、進(jìn)給、轉(zhuǎn)速與加工范圍等。巴黎展覽會中展出的多軸鉆床多具液壓進(jìn)給。其整個工作循壞如快進(jìn)、工進(jìn)與清除鐵屑等都是自動進(jìn)行。值得注意的是,多數(shù)具有單獨(dú)的變速機(jī)構(gòu),這樣可以適應(yīng)某一組孔中不同孔徑的加工需要。1.2.4自動更換主軸箱機(jī)床為了中小批量生產(chǎn)合理化的需要,最近幾年發(fā)展了自動更換主軸箱組合機(jī)床。1自動更換主軸機(jī)床自動更換主軸機(jī)床頂部是回轉(zhuǎn)式主軸箱庫,掛有多個不可調(diào)主軸箱。縱橫配線盤予先編好工作程序,使相應(yīng)的主軸箱進(jìn)入加工工位,定位緊并與動力聯(lián)接,然后裝有工件的工作臺轉(zhuǎn)動到主軸箱下面,向上移動進(jìn)行加工。當(dāng)變更加工對象時,只要調(diào)換懸掛的主軸箱,就能適應(yīng)不同孔型與不同工序的需要。多軸轉(zhuǎn)塔機(jī)床轉(zhuǎn)塔上裝置多個不可調(diào)或萬向聯(lián)軸節(jié)主軸箱,轉(zhuǎn)塔能自動轉(zhuǎn)位,并對夾緊在回轉(zhuǎn)工作臺的工件作進(jìn)給運(yùn)動。通過工作臺回轉(zhuǎn),可以加工工件的多個面。因?yàn)檗D(zhuǎn)塔不宜過大,故它的工位數(shù)一般不超過4?6個。且主軸箱也不宜過大。當(dāng)加工對象的工序較多、尺寸較大時,就不如自動更換主軸箱機(jī)床合適,但它的結(jié)構(gòu)簡單。自動更換主軸箱組合機(jī)床它由自動線或組合機(jī)床中的標(biāo)準(zhǔn)部件組成。不可調(diào)多軸箱與動力箱按置在水平底座上,主軸箱庫轉(zhuǎn)動時整個裝置緊固在進(jìn)給系統(tǒng)的溜板上。主軸箱庫轉(zhuǎn)動與進(jìn)給動作都按標(biāo)準(zhǔn)子程序工作。換主軸箱時間為幾秒鐘。工件夾緊于液壓分度回轉(zhuǎn)工作臺,以便加工工件的各個面。好果回轉(zhuǎn)工作臺配以卸料裝置,就能合流水生產(chǎn)自動化。在可變生產(chǎn)系統(tǒng)中采用這種裝置,并配以相應(yīng)的控制器可以獲得完整的加工系統(tǒng)。4數(shù)控八軸落地鉆床大型冷凝器的水冷壁管板的孔多達(dá)15000個,它與支撐板聯(lián)接在一起加工。孔徑為20毫米,孔深180毫米。采用具有內(nèi)冷卻管道的麻花鉆,5-7巴壓力的冷卻液可直接進(jìn)入切削區(qū),有利于排屑。鉆尖磨成90°供自動定心。它比普通麻花鉆耐用,且進(jìn)給量大。為了縮短加工時間,以8軸數(shù)控落地加工。3多軸加工趨勢多軸加工生產(chǎn)效率高,投資少,生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短,產(chǎn)品改型時設(shè)備損失少。而且隨著我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,多軸加工的范圍一定會愈來愈廣,加工效率也會不斷提高。第2章普通鉆床改為多軸鉆床2.1生產(chǎn)任務(wù)在一批鑄鐵連接件上有同一個面上有多個孔加工。在普通立式鉆床上進(jìn)行孔加工,通常是一個孔一個孔的鉆削,生產(chǎn)效率低,用非標(biāo)設(shè)備,即組合機(jī)床加工,生產(chǎn)效率高,但設(shè)備投資大。但把一批普通立式普通單軸鉆床改造為立式多軸鉆床,改造后的多軸鉆床,可以同時完成多個孔的鉆、擴(kuò)、鉸、等工序。設(shè)計(jì)程序介紹如下:2.2普通立式鉆床的選型計(jì)算所需電機(jī)功率零件圖如圖1所示:圖1為工件零件圖,材料:鑄鐵HT200;料厚:5mm;硬度:HBS170-240HBS;年產(chǎn)量:1000萬件;4-6.7尺寸精度IT13確定四個孔同時加工的軸向力,公式:式中:365.9,,0.661,1.217,0.361,1.1, 0.35m/s(表15-37)[文獻(xiàn)1]則所需電機(jī)功率:2.2.2立式鉆床的確定根據(jù)上面計(jì)算所需電機(jī)的功率,現(xiàn)選用Z525立式鉆床,其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示:表1Z525立式鉆床主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)規(guī)格 型號Z525最大鉆孔直徑(mm) 25主軸端面至工作臺距離mm 0-700主軸端面至底面距離mm 750-110主軸中心至導(dǎo)軌距離mm 250主軸行距mm 175主軸孔莫氏解錐度 3號主軸最大扭轉(zhuǎn)力矩N?m 245.25主軸進(jìn)給力N 8829主軸轉(zhuǎn)速r/mm 97-1360主軸箱行程mm 200工作臺行程mm 325工作臺工作面積mm2 500X375主電動機(jī)功率kw 2.8第3章多軸齒輪傳動箱的設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備(1)大致了解工件上被加工孔為4個Ф10的孔。毛坯種類為灰鑄鐵的鑄件,由于石墨的潤滑及割裂作用,使灰鑄鐵很易切削加工,屑片易斷,刀具磨損少,故可選用硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆(GB10946-89)[文獻(xiàn)2](2)切削用量的確定根據(jù)表2-7[文獻(xiàn)?],切削速度,進(jìn)給量.則切削轉(zhuǎn)速根據(jù)Z525機(jī)床說明書,取故實(shí)際切削速度為:(3)確定加工時的單件工時圖2為鉆頭工作進(jìn)給長度,一般為5-10mm,取10mm,[文獻(xiàn)3]加工一個孔所需時間:單件時工時:3.2動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算選定齒輪的傳動方式:初定為外嚙合。齒輪分布方案確定:根據(jù)分析零件圖,多軸箱齒輪分布初定有以下圖3,圖4兩種形式根據(jù)通常采用的經(jīng)濟(jì)而又有效的傳動是:用一根傳動軸帶支多根主軸。因此,本設(shè)計(jì)中采用了圖3所示的齒輪分布方案。(3)明確主動軸、工作軸和惰輪軸的旋轉(zhuǎn)方向,并計(jì)算或選定其軸徑大小。因?yàn)樗x定的Z535立式鉆床主軸是左旋,所以工作軸也為左旋,而惰輪軸則為右旋。根據(jù)表2確定工作軸直徑《機(jī)械制造》.8/97:43表2加工孔徑與工作軸直徑對應(yīng)表(mm)加工孔徑 <12 12-16 16-20工作軸直徑 15 20 25因?yàn)榧庸た讖綖椐?0mm,所以工作軸直徑選15mm.主動軸和惰輪軸的直徑在以后的軸設(shè)計(jì)中確定。排出齒輪傳動的層次,設(shè)計(jì)各個齒輪。本設(shè)計(jì)的齒輪傳動為單層次的齒輪外嚙合傳動,傳動分布圖如圖4所示。在設(shè)計(jì)各個齒輪前首先明確已知條件:電機(jī)輸入功率,齒輪Ⅰ轉(zhuǎn)速,齒輪Ⅲ轉(zhuǎn)速,假設(shè)齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的傳動比均為i0.84,即齒輪比u1.2,工作壽命15年(每年工作300天),兩班制。選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù)?選用直齒輪圓柱齒輪傳動;?多軸箱為一般工作機(jī)器,速度不高,故選用7級精度(GB10095-88);?材料選擇由表10-1[文獻(xiàn)4]選擇齒輪Ⅰ材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,齒輪Ⅱ材料為45(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,齒輪Ⅲ材料為45(常化),硬度210HBS;?選齒輪Ⅰ齒數(shù),齒輪Ⅱ齒數(shù),取.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算,確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1試選載荷系數(shù);2計(jì)算齒輪Ⅰ傳遞的轉(zhuǎn)矩3由表10-7[文獻(xiàn)4]選取齒寬系數(shù)0.54由表10-6[文獻(xiàn)4]查得材料的彈性影響系數(shù)5由表10-21d[文獻(xiàn)4]按齒面硬度查得齒輪Ⅰ的接觸疲勞強(qiáng)度極限?;齒輪Ⅱ的接觸疲勞強(qiáng)度極限?;6由表10-13[文獻(xiàn)4]計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):7由表10-19[文獻(xiàn)4]查得接觸疲勞壽命系數(shù),;8計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為1%,安全系數(shù),由式10-12[文獻(xiàn)4]得:;?計(jì)算1試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值:2計(jì)算圓周速度V:3計(jì)算齒4計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù):齒高:5計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v3.81m/s,7級精度,由圖10-8[文獻(xiàn)4]查得動載系數(shù)Kv1.14,直齒輪,假設(shè),由表10-3[文獻(xiàn)4]查得;由表10-2[文獻(xiàn)4]查得使用系數(shù);由表10-4[文獻(xiàn)4]查得7級精度齒輪Ⅰ相對支承非對稱布置時,將數(shù)據(jù)代入后得:;由,查圖10-13[文獻(xiàn)4]得,;故載荷系數(shù)6按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式(10-10a)[文獻(xiàn)4]得,7計(jì)算模數(shù)mmd1/Z157.18/242.4mm,圓整為m25mm.⑤按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(10-5)[文獻(xiàn)4]得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為m≥?確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值由圖10-20[文獻(xiàn)4]查得齒輪Ⅰ的彎曲疲勞極限500Mpa;齒輪Ⅱ的彎曲疲勞強(qiáng)度極限380Mpa;2由圖10-18[文獻(xiàn)4]查得彎曲疲勞壽命系數(shù);3計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由式(10-12)[文獻(xiàn)4]得:[]1303.57Mpa238.86MPa4計(jì)算載荷系數(shù)5查取齒形系數(shù)由表10-5[文獻(xiàn)4]查得6查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5[文獻(xiàn)4]查得7)計(jì)算齒輪Ⅰ、Ⅱ的并加以比較0.013790.01716齒輪Ⅱ的數(shù)值大。?設(shè)計(jì)計(jì)算m≥對比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān),可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.5。在零件圖中可知,主動軸與惰輪軸的中心距為51mm,即齒輪Ⅰ、Ⅱ完全嚙合的中心距,得:m511.5x51Z131,Z237惰輪軸與工作軸的中心距為61.5mm,即齒輪Ⅱ與齒輪Ⅲ完全嚙合時中心距,即m61.5561.5Z345⑥幾何尺寸計(jì)算?計(jì)算分度圓直徑:?計(jì)算中心中距aⅠⅡ51mm,aⅡⅢ61.5mm?計(jì)算齒輪齒寬取⑦驗(yàn)算Ft819.2N35.66N/mm100N/mm合格第4章多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零部件的繪制多軸箱的傳動方式為外嚙合,齒輪傳動的排列層次為一層。4.1箱蓋、箱體和中間板結(jié)構(gòu)1箱體選用240mmx200mm長方形箱體,箱蓋與之匹配。箱體材料為HT20-40,箱蓋為HT15-33.2中間板的作用:箱內(nèi)部分是軸承的支承座,伸出箱外的部分是導(dǎo)向裝置中的滑套支承座,為便于設(shè)計(jì)人員選用,已將中間板規(guī)范為23mm和28mm兩種厚度的標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)選用23mm厚的中間板,材料為HT15-33。4.2多軸箱軸的設(shè)計(jì)1主動軸的設(shè)計(jì)①軸材料的選擇表15-3[文獻(xiàn)4]軸材料選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理。②軸徑的確定根據(jù)公式d≥A015-2[文獻(xiàn)4]式中A0,查表15-3[文獻(xiàn)4],A0取110d≥110x13.9mm,取d25mm③軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?選擇滾動軸承因?yàn)檩S承同時受有徑向載荷及軸向載荷,故前、后端均選用單列向心球軸承,由表1-14[文獻(xiàn)3],選用7204c軸承。軸上各段直徑,長度如圖5所示。?鍵的確定因?yàn)辇X輪寬為35mm,所以選用8x7x22平鍵,表6-1[文獻(xiàn)4]確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2[文獻(xiàn)4],取軸端倒角2x450,各軸肩的圓角半徑為R1.0mm按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度作出軸的計(jì)算簡圖軸上扭轉(zhuǎn)力矩為M9549x9549x19.7周向力為Py1970N徑向力為根據(jù)軸的計(jì)算簡圖,分別作出軸的扭矩圖、垂直圖的彎矩My圖和水平平面內(nèi)的彎矩Mz圖,如圖7所示。從圖中可知,截面E為危險截面,在截面E上,扭矩T和合成彎矩M分別為T19.7;M39.3軸材料選用45鋼,355Mpa,許用應(yīng)力[][文獻(xiàn)5],為許用應(yīng)力安全系數(shù),取1.5,則[]237Mpa按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核公式,W為軸的抗彎截面系數(shù),W-表15-4[文獻(xiàn)4]30.8Mpa[]即軸的強(qiáng)度足夠。?精確校核軸的疲勞強(qiáng)度在上面的分析中已判定E截面為危險截面,所以現(xiàn)在校校E面左右兩側(cè)即可,其他截面均無需校核。截面E左側(cè)面校核:彎矩M及彎曲應(yīng)力為:M39300x35496.813.1Mpa扭矩T3及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:T3197003.6Mpa軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,640Mpa,275Mpa,155Mpa。過盈配合處的值,由附表3-8[文獻(xiàn)4]用插入法求出,并取0.8,軸按磨削加工,由附圖3-4[文獻(xiàn)4]得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92故得綜合系數(shù)為:K--12.85+2.94K+-12.28+2.37 計(jì)算安全系數(shù):S7.1S35.6Sca6.9S1.5故安全截面E右側(cè)面校核:彎矩M及彎曲應(yīng)力為:M39300x35496.844.4Mpa扭矩T3及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:T31970012.3Mpa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)a及a按附表3-2查取[文獻(xiàn)4],因0.05,1.25,經(jīng)插值后可查得:a,a又由附圖3-1[文獻(xiàn)?]可得軸提材料的敏性系數(shù)為:q,q故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式(附3-4)[文獻(xiàn)4]為:kk由附圖3-2[文獻(xiàn)4]得尺寸系數(shù)由附圖3-3[文獻(xiàn)4]得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工,由附圖3-4[文獻(xiàn)4]得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則按式(3-12)及(3-12)[文獻(xiàn)4],得綜合系數(shù)值為:K--1+2.09K+-1+1.67計(jì)算安全系數(shù):S2.96S14.7故該軸在截面右側(cè)面是安全的,又因?yàn)檩S無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性,故可略去靜強(qiáng)度校核。?軸承的校核機(jī)床一般傳動軸的滾動軸承失效形式,主要是疲勞破壞,故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。滾動軸承疲勞壽命計(jì)算公式:(10-5)[文獻(xiàn)4]式中:,表3.8-50[文獻(xiàn)6]因?yàn)樗艿妮S向力太小,所以忽略不計(jì),Fa0所受徑向力Fr945.6/2472.8N表3.8-50[文獻(xiàn)6]30000h表13-3[文獻(xiàn)6]軸承安全2惰軸的設(shè)計(jì)①軸材料的選擇表15-3[文獻(xiàn)4]軸材料選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理。②軸徑的確定根據(jù)公式d≥A015-2[文獻(xiàn)4]110,取d20mm③軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):?選擇滾動軸承因?yàn)檩S承同時受有徑向載荷及軸向載荷,選用單列向心球軸承,由表1-14[文獻(xiàn)3],選用7002c軸承。?軸上各段直徑,長度如圖8所示。?鍵的確定因?yàn)辇X輪寬為30mm,所以選用6x6x18平鍵,表6-1[文獻(xiàn)4]軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2[文獻(xiàn)4],取軸端倒角2x450,各軸肩的圓角半徑為R1.0mm扭合成校核軸的強(qiáng)度作出軸的計(jì)算簡圖軸上扭轉(zhuǎn)力矩為M9549x9549x23.2周向力為Py2320N根據(jù)軸的計(jì)算簡圖,分別作出軸的扭矩圖、垂直圖的彎矩My圖和水平平面內(nèi)的彎矩Mz圖,如圖10所示。從圖中可知,截面E為危險截面,在截面E上,扭矩T和合成彎矩M分別為T23.2;M32.8按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核[文獻(xiàn)5]:公式,W為軸的抗彎截面系數(shù),W-表15-4[文獻(xiàn)4]W785-8170470Mpa[]237Mpa即軸的強(qiáng)度足夠。?校核軸的疲勞強(qiáng)度在上面的分析中已判定E截面為危險截面,所以現(xiàn)在校校E面左右兩側(cè)即可,其他截面均無需校核。截面E左側(cè)面校核:彎矩M及彎曲應(yīng)力為:M32800x22707.714.5Mpa扭矩T3及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:T32320074.2Mpa軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,640Mpa,275Mpa,155Mpa。過盈配合處的值,由附表3-8[文獻(xiàn)4]用插入法求出,并取0.8,軸按磨削加工,由附圖3-4[文獻(xiàn)4]得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92故得綜合系數(shù)為:K--12.69+2.8K+-12.15+2.24計(jì)算安全系數(shù):S6.8S1.8Sca1.55S1.5故安全截面E右側(cè)面校核:彎矩M及彎曲應(yīng)力為:M32800x22707.767.3Mpa扭矩T3及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:T32320034.4Mpa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)a及a按附表3-2查取[文獻(xiàn)4],因0.07,1.33,經(jīng)插值后可查得:a,a又由附圖3-1[文獻(xiàn)?]可得軸提材料的敏性系數(shù)為:q,q故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式(附3-4)[文獻(xiàn)4]為:kk由附圖3-2[文獻(xiàn)4]得尺寸系數(shù)由附圖3-3[文獻(xiàn)4]得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工,由附圖3-4[文獻(xiàn)4]得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則按式(3-12)及(3-12)[文獻(xiàn)4],得綜合系數(shù)值為:K--1+1.93K+-1+1.58計(jì)算安全系數(shù):S2.12S5.53故該軸在截面右側(cè)面是安全的,又因?yàn)檩S無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性,故可略去靜強(qiáng)度校核。?軸承的校核因?yàn)樗艿妮S向力太小,所以忽略不計(jì),Fa0所受徑向力Fr1113.6/2556.8n7002c向心球軸承校核30000h表13-3[文獻(xiàn)6]軸承安全(3)工作軸的設(shè)計(jì)①軸材料的選擇表15-3[文獻(xiàn)4]軸材料選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理。②軸徑的確定在傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算中已的工作軸的直徑定為d15mm。③軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):?擇滾動軸承因?yàn)檩S承同時受有徑向載荷及軸向載荷,故前、后端均選用單列向心球軸承,又因工作軸用于鉆削,在后端加單向推力球軸承。由表1-14[文獻(xiàn)3],單列向心球軸承選用102軸承,后端單向推力球軸承選用8102軸承。?各段直徑,長度如圖11所示。?鍵的確定因?yàn)辇X輪寬為25mm,所以選用5x5x20平鍵,表6-1[文獻(xiàn)4]軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2[文獻(xiàn)4],取軸端倒角2x450,各軸肩的圓角半徑為R0.8mm扭合成校核軸的強(qiáng)度作出軸的計(jì)算簡圖軸上扭轉(zhuǎn)力矩為M9549x9549x27.3周向力為Py3640N徑向力為根據(jù)軸的計(jì)算簡圖,分別作出軸的扭矩圖、垂直圖的彎矩My圖和水平平面內(nèi)的彎矩Mz圖,如圖13所示。從圖中可知,截面E為危險截面,在截面E上,扭矩T和合成彎矩M分別為T27.3;M54.6按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核[文獻(xiàn)5]:公式,W為軸的抗彎截面系數(shù),W-表15-4[文獻(xiàn)4]222Mpa[]237Mpa即軸的強(qiáng)度足夠。?校核軸的疲勞強(qiáng)度在上面的分析中已判定E截面為危險截面,所以現(xiàn)在校校E面左右兩側(cè)即可,其他截面均無需校核。截面E右側(cè)面校核:抗彎截面系數(shù)W為:W0.1d30.1x173491.3mm3彎矩M及彎曲應(yīng)力為:M54600x24125.649.1Mpa扭矩T3及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:T32730027.8Mpa軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,640Mpa,275Mpa,155Mpa。過盈配合處的值,由附表3-8[文獻(xiàn)4]用插入法求出,并取0.8,軸按磨削加工,由附圖3-4[文獻(xiàn)4]得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92故得綜合系數(shù)為:K--12.93+3.02K+-12.35+2.44計(jì)算安全系數(shù):S1.85S4.48Sca1.7S1.5故安全截面E左側(cè)面校核:彎矩M及彎曲應(yīng)力為:M54600161。8Mpa扭矩T3及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:T32730040.4Mpa在附表3-4[文獻(xiàn)4]用插入法求得軸上鍵槽處的有效應(yīng)力集中系數(shù):k,k由附圖3-2[文獻(xiàn)4]得尺寸系數(shù)由附圖3-3[文獻(xiàn)4]得扭轉(zhuǎn)尺寸軸按磨削加工,由附圖3-4[文獻(xiàn)4]得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則按式(3-12)及(3-12)[文獻(xiàn)4],得綜合系數(shù)值為:K--10+0.09K+-1+1.63計(jì)算安全系數(shù):S18.89S4.57故該軸在截面右側(cè)面是安全的,又因?yàn)檩S無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性,故可略去靜強(qiáng)度校核。?軸承的校核機(jī)床一般傳動軸的滾動軸承失效形式,主要是疲勞破壞,故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。36102向心球軸承校核由第一章可知主動軸的軸向力Fa4.091N所受徑向力Fr1754.5/2877.25N表3.8-50[文獻(xiàn)6]30000h表13-3[文獻(xiàn)6]軸承安全8102推力球軸承校核PFa表3.8-54[jj]P4.091N30000h表13-3[文獻(xiàn)6]軸承安全軸坐標(biāo)計(jì)算為方便在多軸箱上鏜孔,因此進(jìn)行軸坐標(biāo)計(jì)算是十分重要的。建立如圖14坐標(biāo)系,多軸箱里尺寸如圖示為220x180mm,在多軸箱中心安裝主動軸,則主動軸坐標(biāo)可知(110,90),則根據(jù)零件圖,可算出其他各軸坐標(biāo),分別如圖所示。第5章導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)5.1導(dǎo)向裝置組成導(dǎo)向裝置主要由導(dǎo)柱、導(dǎo)套、彈簧組成。導(dǎo)柱的上端與多軸箱中間板上的導(dǎo)套滑動配合,下端安裝在夾具的鉆模板上。選擇彈簧用四根彈簧支撐整個多軸箱,粗略估算多軸箱重量:每根彈簧負(fù)荷:F124.5N選圓柱螺旋壓縮彈簧表12[文獻(xiàn)7],彈簧中徑,節(jié)距,彈簧絲直徑,工作圈數(shù),自由高度.導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇導(dǎo)柱材料為直徑16mm,長303mm導(dǎo)套材料為20號鋼。第6章接桿刀具接桿一端為梯形螺紋,與主動軸的內(nèi)孔滑動配合,通過鍵傳遞扭矩。在梯形螺紋段并設(shè)計(jì)有斜面,以便調(diào)整接桿的延伸量來補(bǔ)償?shù)毒叩哪p量。接桿另一端的莫氏錐孔與刀具的莫氏錐柄相配合。外文文獻(xiàn)Itisthenew-typeinjectbyshapingtechnologyinjectbyshapingaltogetherinjectshapingofatcorelayersAdoptandinjectshapinghelpandobserveandmakeoneuniquestructurealtogether."first"ofplasticisinjectedandfillandentersometypesfirst,thentheplastic:"second"follow"first"injectpersonwhoenteroneandkeepinitialtodrivepressurefieldofflowingclosely.Atepidermisdistrictandcorethesizesofone,measureandpublish"first"andthematerialsquantitiesof"second"accordingtocorrectproportionaterelationship,Makeoneat"first"completeat"second"tomakeoneparcelappearancecoreeach.Inaddition,incosmeticsapplication,thematerialisputafter"second"materialinjectingtohave"first"ofepidermisofthesmallpart,Sothattheepidermisofthepartoftherunnercanbetotallyclosed.Injectmakingoneofshapingaltogetherwiththeresinof2kindsofdifferentcolors,formapieceofalayerofblocksofepidermisandcoreapttodistinguishRealizeinjectshapingoneasmuchasallhaveandhaveandoneverymuchimportantthiscoresimilarepidermis.Ifthereisnotadvanceddetectiontechnique,usuallydifficulttodistinguishtheepidermis-coreareaandboundaryoflayer.Injectshapinganewtechnologyaltogether.Britishicicompanybegantousethistechnologyinthe1970searly,andhadmadethebasictheoryofincluding,Produceseveralpatents,suchastheproductsandmachineryequipment,etcNowsimilarto"mouldmouldsandwiches"whathasbeenadoptedgenerallyiciproductiontechnologies,lastouterthematerialsoftheepidermisatmouldsandinlayersismaterialdifferentoncoreoccasionally,Sotwoakindofmaterialpersonwhoacertainoneinclusives,andcorerequireandhavehighradiationsvery,issueandsteepshapingandretrieveperformanceofutilizingetcat100%bylayersofmaterial.Shouldbefixedrelativelybytheexcellentchoicetoselectthematerialforuse.Afterinjectingtheshapingtechnologyandcomeoutin15altogether,canreallyjustpopularizeandpopularizeOneakindofadoptionsinjectthethickteethofshapingfailsandproduceshorizontalcross-sectionaltogether.Materialtopacknylonepidermis,andpearlmaterialpackthenylonat--glasslayersofmaterialcore.Aratethatshrinksmaterialofpearlofglassisextremelylowincoreone,havegoodsizestabilities.Nylonpreventpearlfromgrainsofmaterialeasyproblemofdenudingthatproducesbyepidermispersonwhogivegoodandlubricatedtoothtoothgearwheel.Alreadydevelopedseveralkindsandprocessedthemethodofimprovingnew-typlyatpresentonthebasisofthebasictheoryofinjectingshapingaltogether.Athowever,inthemould""andgasassistpaintmouldmould.Mouldhaveandpaintprocessingmethodtoadoptlowmolecularweightpolymersastheoutermaterial,Gasassistmouldmouldshapingtoadoptthenitrogenoranotherkindofgasasthecoreoneorcoreonesmaterial.Produceandprocessequipmentconstanttoperfectandimprove,satisfyofdifferentusenewlyandthenewtechnologiesdemandswithproductdesign,Injecttechnologyandwillbecometherichandpotentialindustrializedextensiveproductiontechnologymethodaltogether.injectby-itcompressshapingInjectandcompressshapingmoveperpendicularondividingintomouldlinedirectionbymedium-sizedsofwallsat-.Adoptthemethodattheshaping,fillmouldstageandproducepressuredrivemeltingbodyflowaccordingtoprocess,Butthisflowedthedegreeofdepthofonemeltedvariably.Atflowingonedeeplyrelatively,pressuredroprelativelylow,sothatheavyareasmakepiecesofshapingexcessivetopigeonholemeltingbody,Andhaspreventedthematerialinthetwinklingofaneyefromresponding,these2kindsoffactorswillhindertheflowofthemeltingbodyequally.Itinjectsformingprocesstypemakepiecesofthe14%softhicknessfinallybysofdegreeofdepth,Aftertheplastichasbeenpacked60%-75%ofthetyperoughly,stopinjecting,aofwallsofmouldisbulldozedatthesametime,Untilmakethewalloriginalshapingofonefinally.ThefinalsizeofmakingoneisdefinedatthisstageIfatmouldwallatprocessfullingofmoretypebeforemoving,thiskindoftechnologyisusuallycalledandcastandpressshaping.Onthewhole,castandpressshapingtoadoptpressurethatbecometomakingonegoonandprotectandpigeonholeinoneapieceofvariablethetypeonesofvolumeses.Castandpressstagetoincreasethestagesofdensity,densityandtheninlyingbetweenandsolidstateplasticchangemeltingbody.Adoptandcastandpresswayshapingpre-pressingdiscs,remainingstressdegreeofminimising,Makepiecesofhaveremainstressproduceandbecomephenomenonofrefracting.Itcastandpressshapingimprovementtypeactivitiestypestypesforkindsofnewtechnologyinsofwalls,injectitsmake.Alreadysomeonecalloutsidegastoassistshapinglawthemethod,actuallytheseareakindofmisunderstanding,BecausethegashasnotinfluencedthemeltingbodyflowintypeofplasticDuringroutineinjectshaping,protectingandpressiswhileaofvolumeofkeepingtypedoesnotchange,Underthefunctionthatthepressureflows,addandentermoreplastics.Unite,Beingemergedbytherunnerpositionofthehighpressureandmakingadefec 摘要數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)(1T)與制造技術(shù)(MT)結(jié)合發(fā)展的結(jié)果。現(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識是現(xiàn)代機(jī)電類專業(yè)學(xué)生必不可少的。內(nèi)容介紹了數(shù)控加工的特點(diǎn)、加工工藝分析以及數(shù)控編程的一般步驟。并通過一定的實(shí)例詳細(xì)的介紹了數(shù)控加工工藝的分析方法。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)加工工藝編程目錄第一章：緒論1.1課題背景1.2課題意義1.3數(shù)控的發(fā)展第二章：數(shù)控車工2.1工藝分析分析圖樣走刀路線圖確定裝夾方案切削用量選擇與刀具選擇確定加工順序加工路線與加工余量的聯(lián)系工藝卡片與刀具卡表2.2程序程序編制程序校驗(yàn)、仿真2.3加工材料選擇機(jī)床配置夾具選擇程序加工第三章：數(shù)控銑工3.1工藝分析分析圖樣走刀路線圖確定裝夾方案切削用量選擇與刀具選擇確定加工順序工藝卡片與刀具表3.2程序程序編制程序效驗(yàn)、仿真3.3加工材料選擇機(jī)床配置夾具選擇程序加工第四章：設(shè)計(jì)總結(jié)第五章：致謝第六章：參考文獻(xiàn)附錄A引言數(shù)控技術(shù)，簡稱“數(shù)控”。英文：NumericalControl（NC）。是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年，第一臺數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發(fā)展。現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題要求獨(dú)立完成車、銑零件各一件，包括制圖、工藝分析以及實(shí)體加工。車床零件包括錐度、圓弧、螺紋、內(nèi)孔等，銑床零件包括平面、槽、沉孔、通孔、螺紋孔等，則需根據(jù)零件圖紙以及現(xiàn)場實(shí)際設(shè)備制定合理的工藝路線。以小批量生產(chǎn)的原則為基準(zhǔn)，在滿足圖紙要求的前提下盡可能少的選擇加工設(shè)備以節(jié)約成本，在滿足圖紙要求的前提下盡可能少走刀以節(jié)約加工時間提高工作效率。本課題實(shí)踐性強(qiáng)，其理論源于生產(chǎn)實(shí)際，是歸根于生產(chǎn)實(shí)踐的總結(jié)。做本課題要注重理論同實(shí)際相結(jié)合，根據(jù)不同的現(xiàn)場條件靈活運(yùn)用理論知識，以獲得解決生產(chǎn)實(shí)踐問題的最佳方案。通過本課題的學(xué)習(xí)，應(yīng)基本掌握數(shù)控加工中的基本知識和理論，達(dá)到本課程的要求。緒論1.1課題背景兩年多來通過對數(shù)控專業(yè)的學(xué)習(xí)和一段時間的實(shí)習(xí)，對數(shù)控機(jī)床和編程和操作有一定程度的了解和掌握，已經(jīng)可以進(jìn)行獨(dú)立的編程和操作，這時就需要一次來鍛煉自己，檢驗(yàn)自己的掌握程度。這次設(shè)計(jì)就達(dá)到了這樣的目的，使自己更了解數(shù)控機(jī)床，對它的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等有了一定更進(jìn)一步的掌握，使自己的理論水平和實(shí)際操作水平更上一層樓。1.2課題意義裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時代的區(qū)別，在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生活的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心和技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造業(yè)能力和水平，提高對動態(tài)多變市場和適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速高柔性化和模塊化方向發(fā)展。高性能：隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床出實(shí)現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。高精度：數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度保持性要好。高速度：數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)行的速度將大大加快。高柔性：數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動化程度更高的發(fā)展方向，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。模塊化：數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。我國近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還有一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應(yīng)變能力差。為了縮短與世界水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下6個方面著力研究：1.加大力度實(shí)施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床無故障率。2.跟蹤國際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精方面發(fā)展。3.加大成套設(shè)計(jì)開發(fā)能力上求突破。4.發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢，擴(kuò)大市場占有率。5.多品種制造，滿足不同層次的用戶。6.模塊化設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場。數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇，我們只緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。第二章數(shù)控車工2.1工藝分析分析圖樣該零件外形規(guī)則，結(jié)構(gòu)比較簡單，表面由臺階、錐面、槽、端面及螺紋等表面組成。被加工部分的各尺寸、形狀和表面粗糙度值要求較高。大部分直徑尺寸均達(dá)到了IT7~IT9級精度，而右端面兩槽的寬度及軸向尺寸精度要求較高，零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為45號鋼，切屑加工性較好，有熱處理要求。車床零件圖走刀路線車床走刀路線圖確定裝夾方案加工外輪廓時，為了保證一次安裝加工出全部外輪廓，需用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端有一個中心孔并用尾座頂尖頂緊，以提高工藝系統(tǒng)的剛性。切削用量選擇金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。切削條件的三要素：切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進(jìn)給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進(jìn)給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達(dá)到壽命才是理想的條件。然而，在實(shí)際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。合理選擇刀具⑴粗車時，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。⑵精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。⑶為減少換刀時間和方便對刀，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。確定加工順序在分析了零件圖樣和確定了工序裝夾方式后，接下來即要確定零件的加工順序。制定零件車削加工順序遵循下列原則：⑴先粗后精按照粗車半精車精車的順序進(jìn)行，逐漸提高加工精度。粗車將在較短的時間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求。⑵先近后遠(yuǎn)按加工部件相對于刀點(diǎn)的距離大小而言的。在一般情況下，離對刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動的距離，減少空行程。對于車削而言，先近后遠(yuǎn)還有利于保持壞件或半成品的剛性，改善其切削條件。⑶內(nèi)外交加即對有內(nèi)表面，又有外表面需加工的零件，安排加工順序時，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面精加工。切不可將零件上一部分表面加工完畢后，再加工其它表面。加工路線與加工余量的聯(lián)系目前，在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。工藝卡片工藝卡片軸產(chǎn)品類型零件圖號CKZ-04產(chǎn)品名稱零件名稱軸共一頁第一頁材料牌號45#毛坯種類棒材毛坯外形尺寸Φ44×100每臺件數(shù)1工序號工序名稱工序內(nèi)容說明工藝裝備工時準(zhǔn)終單件1熱處理調(diào)質(zhì)28~32HRC2普車裝夾、鉆孔保證孔深度33mm三爪卡盤、Φ18鉆頭3車床裝夾、車端面、對刀對4把刀三爪卡盤4粗車外圓,倒角,錐度,連接圓弧毛坯切削循環(huán)93°外圓車刀5精車外圓,倒角,錐度,連接圓弧調(diào)用子程序精車93°外圓車刀6切槽切4×Φ24槽4mm割斷刀7精車槽底4mm割斷刀8加工螺紋螺紋切削循環(huán)60°外螺紋車刀9調(diào)頭裝夾用銅皮包裹、車端面、對刀裝夾保證同軸度、車端面保證整體長度尺寸、對4把刀的Z軸三爪卡盤、游標(biāo)卡尺10粗車倒角外圓面毛坯切削循環(huán)93°外圓車刀11精車倒角及外圓面調(diào)用循環(huán)子程序精車93°外圓車刀12切槽切兩個寬5mm的槽4mm割斷刀13精車槽底4mm割斷刀14粗車車內(nèi)孔及內(nèi)孔錐度內(nèi)圓車刀15精車內(nèi)孔內(nèi)圓車刀16檢驗(yàn)按照圖紙要求檢驗(yàn)產(chǎn)品是否合格游標(biāo)卡尺等刀具表序號刀具號刀具名稱主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度(mm/min)1T0193°外圓車刀粗800精1500精150粗802T023mm割斷刀5001.53T0360°外螺紋車刀500252.2程序程序編制DW01.MPFR106=0.1R109=4R110=1.5M05G54R111=0.812R112=0R113=5M30G90G95GT01D01S800M03G00X46Z5G_CNAME=“J01”R105=9R106=0.2R108=1.5T02D01S500M03R109=0R110=1R111=0.2G00Z-98.45R112=0.5G01X0F0.1LCYC95G00X50G00X50Z50Z50J01M05G00X50Z50M30T02D01S800M03子程序：G00X50Z-88J01.SPFG01X37.978F0.1GG04F1X21.998CHF=1.414G00X50Z-23Z-86.4X27CHF=2.121G01X37.978F0.1Z-44.98G04F1GZ-78G02X41.2Z-64.998CR=4G01X37.978F0.1GG04F1Z-98.45G00X50X48Z-76.4M17G01X37.978F0.1調(diào)頭加工：G04F1GG00X50G90GZ-44.98T04D01S800M03G01X24F0.1GG04F1G01Z-25FG00X50X20Z-44.38Z-28G01X24F0.1G01X16FG04F1Z5G00X50G01X25Z0F0.05Z50X22.02Z-10T03D01S150M03Z-25G00X26.98Z-20X16R100=27R101=-23R102=27G01X50R103=-41R104=1.5R105=1Z50程序校驗(yàn)、仿真斯沃仿真自動化技術(shù)研究所開發(fā)FANUC、SIEMENS等系統(tǒng)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心模擬仿真教學(xué)軟件，是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校(含職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中等專業(yè)學(xué)校、技工學(xué)校和職業(yè)學(xué)校)教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的。通過該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入。

通過PC機(jī)上操作該軟件，能在很短時間內(nèi)就能操作FANUC、SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心，可手動或CAD/CAM編程和加工。該軟件兼容性廣，可在國內(nèi)大多數(shù)數(shù)控設(shè)備上使用在仿真中要選擇三把刀，分別把三把刀外圓車刀、螺紋刀、割刀對好，再驗(yàn)證，驗(yàn)證合格后，就把編寫好的程序輸入進(jìn)行加工，仿真圖如下：2.3加工選擇材料毛坯的種類和質(zhì)量與機(jī)械加工關(guān)系密切，毛坯質(zhì)量好，精度高，它們對保證加工質(zhì)量以及提高勞動生產(chǎn)率和降低機(jī)械加工工藝成本有重要作用。但降低機(jī)械加工工藝成本是以提高毛坯制作成本為代價的。在選擇毛坯時要以實(shí)際出發(fā)，除了要考慮零件的作用、生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件的結(jié)構(gòu)以外，還要充分考慮現(xiàn)實(shí)的工作環(huán)境和條件，所以這個零件選擇45棒材，它用于軋制生產(chǎn)、價廉、物美，有殘余應(yīng)力，預(yù)先熱處理。機(jī)床配置⑴床類型的選擇

根據(jù)所加工零件的幾何形狀選用相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床加工，以發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率和特點(diǎn)。

⑵機(jī)床精度的選擇

所選擇的數(shù)控機(jī)床應(yīng)能滿足零件的加工精度要求。在滿足精度要求的前提下，應(yīng)盡量選用一般的數(shù)控機(jī)床，以降低成本。

⑶數(shù)控系統(tǒng)的選擇

所選擇的數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)能滿足加工的需要。一般數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家對系統(tǒng)的評價往往是具備基本功能的系統(tǒng)很便宜，而用戶所特定選擇的功能卻較貴，所以要根據(jù)加工要求和機(jī)床性能的需要來選擇。⑷機(jī)床大小的選擇

所選用數(shù)控機(jī)床的加工范圍應(yīng)能滿足零件的需要。數(shù)控機(jī)床的主參數(shù)及尺寸參數(shù)應(yīng)滿足加工需要。SINUMERZK802S系統(tǒng)數(shù)控臥式車床一臺，適合我們加工選用CK613合理選擇夾具⑴盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具；⑵零件定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。程序加工⑴數(shù)控車床開機(jī)和回參考點(diǎn)。⑵裝夾工件選用常用夾具三爪卡盤，三爪卡盤夾住工件左端自動定心，尾座頂尖頂住工件右端的中心孔。將工件固定。⑶選擇刀具。⑷對刀eq\o\ac(○,1)建立新刀具建立T1～T3共3把新刀具。eq\o\ac(○,2)找正零點(diǎn)，安裝刀具，手動方式下移動坐標(biāo)軸，使刀具至工件表面試刀，分別對T1～T3號刀具進(jìn)行X、Z坐標(biāo)軸對刀，采用刀具補(bǔ)償?shù)姆椒ā玫墩业焦ぜ泓c(diǎn)。⑸輸入和選擇零件程序并加工工件，利用SIEMENS——802S系統(tǒng)面板，輸入DW01主程序、SS01子程序：選擇DW01主程序，采用自動方式進(jìn)行加工。⑹精度檢測。第三章銑床零件3.1工藝分析分析圖樣零件材料為45鍛件，其切屑加工工藝性能較好，該零件的內(nèi)外輪廓由直線和圓弧曲線組成，零件側(cè)面的兩圓弧曲線R30±0.05mm、R20±0.05mm和槽寬20±0.2mm的精度要求較高，零件上表面的表面粗糙度要求較高，為R1.6mm.零件的上表面與底面又平行度的要求。零件復(fù)雜程度一般，包括了平面、內(nèi)、外輪廓、鉆孔。由上述分析可知，零件側(cè)面的兩圓弧曲線R30±0.05mm、R20±0.05mm和槽寬20±0.2mm的加工應(yīng)分粗、精兩個加工階段進(jìn)行，以保證精度要求，零件的上表面也要粗、精兩個加工階段進(jìn)行，以保證表面粗糙度的要求，對于平行度的要求，只要提高裝夾精度就能達(dá)到要求。銑床零件圖走刀路線圖就是指數(shù)控機(jī)床在加工過程中，刀具在整個加工工序中相對于工件的運(yùn)動軌跡。它不但包括工步的內(nèi)容，也反映出工步的順序，它是編寫加工程序的依據(jù)之一確定加工路線就是確定刀具運(yùn)動的軌跡和方向，也就是程序編寫的運(yùn)動軌跡和方向。因此，在確定加工路線之前最好先畫個零件的加工路線圖，這樣也方便程序的編輯。如下是該零件的加工路線圖：銑床零件走刀路線確定裝夾方案該工件應(yīng)該選用機(jī)用虎鉗裝夾為宜，校正虎鉗固定鉗口，使之與工作臺X軸移動方向平行。在工件下表面與虎鉗之間放下精度較高的平行墊塊（墊塊厚度與寬度適當(dāng)），利用木錘或銅棒敲擊工件，是平行墊塊不能移動后夾緊工件。切削用量選擇切削用量包括切削速度、背吃刀量或側(cè)吃刀量及進(jìn)給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度地提高生產(chǎn)率，降低成本。影響的因素：⑴背吃刀量的確定:背吃刀量可根據(jù)數(shù)控機(jī)床、工件、刀具系統(tǒng)的剛度來確定。背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。⑵主軸轉(zhuǎn)速的確定：主軸轉(zhuǎn)速是根據(jù)允許的切削速度計(jì)算值，在機(jī)床說明書選定相近的轉(zhuǎn)速值，通常以主軸轉(zhuǎn)速代碼填入程序單。⑶進(jìn)給速度的確定：進(jìn)給速度F是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。合理選擇刀具刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。確定加工順序加工順序的擬訂按照基面先行的原則和先粗后精的原則確定，在一次裝夾中完成所有的加工，根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)特征，可確定如下的加工路線：1）裝夾2）銑平面3）銑外輪廓4）銑凹槽5）鉆孔工藝卡片工藝卡片銑床零件產(chǎn)品類型零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱箱體零件共一頁第一頁材料牌號45#毛坯種類毛坯外形尺寸140×100×40每臺件數(shù)1工序號工序名稱工序內(nèi)容說明工藝裝備工時準(zhǔn)終單件1熱處理調(diào)質(zhì)28~32HRC2普銑裝夾、銑平面保證高度39mm虎鉗、Φ100端銑刀3數(shù)銑裝夾、裝刀具并對刀保證工件裝夾水平虎鉗、Φ8立銑刀4粗銑床外輪廓留余量0.2Φ8立銑刀5精銑外輪廓保證精度要求Φ8立銑刀6粗銑槽留余量0.2Φ8立銑刀7精銑槽保證尺寸精度Φ8立銑刀8鉆孔用鉆孔循環(huán)鉆4個孔Φ9.8鉆頭9銑孔銑4個孔Φ8立銑刀10檢驗(yàn)按照圖紙要求檢驗(yàn)產(chǎn)品是否合格游標(biāo)卡尺等刀具表序號刀具號刀具名稱主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度（mm/min）1T01∮100端銑刀8001002T02∮8mm立銑刀8002003T03∮9.8鉆頭3001003.2程序程序編制DW01.MPFG54G00X0Y0Z50S800M03T01G00Z10G00X120Y-30G01Z-2ZX-120Y30X120G00Z10M06T02D01S500M03G41G90GX0Y51G01Z-25Y50X60G02X70Y40Z-25I0J-10G01Y-40G02X60Y-50Z-25I-10J0G01X-60G02X-70Y-40Z-25I0J10G01Y40G02X-60Y50Z-25I10J0G01X100G00G40Z50X25Y36.5G01Z-6G02X25Y-36.5CR=36.5G01X-36Y-26.5G02X-35Y26.5CR=26.5G01X25Y36.5G40G01Y30.5G02X25Y-30.5CR=30.5G01X-35Y-20.5G02X-35Y20.5CR=20.5G01X25Y30.5Y23.5