SSCK20A數(shù)控車床主軸及主軸箱的數(shù)控加工及數(shù)控編程設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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Whether directly affect a economy of country strongly develop this foundation with the countrys comprehensive power, concern a strategic position of country. Therefore on world, each industrial developed countries adopts significant measure to develop the own technical and its estate of numerical control. in recent years, have gotten fairly big advance. The development of numerical control of machine tool is very rapid , is the important part of the machine tool of numerical control, the design of the case of main shaft update also more and more rapid. What I design is that the case casing processing technology as well as programming of numerical control of machine tool of main shaft have in which been concerned with the option of cutting tool, measuring tool, blank and location standard etc. in casing processing. Design drawing is the two blueprints No. 0 and a blueprint No. 1 and two blueprints No. 2 .Keyword: Number control to process the craft、count to control to weave the distance、fixed position basis、 principal axis box、craft plait distance。目 錄摘要：1Abstract2第一章 緒論5第二章 數(shù)控加工概念62.1高速、高效、高精度、高可靠性8第三章 數(shù)控車床93.1數(shù)控車床的組成93.2數(shù)控車床的特點(diǎn) 113.3數(shù)控車床的適用范圍及工作原理12第四章 數(shù)控加工工藝分析154.1 毛坯的選擇184.2確定數(shù)控加工內(nèi)容184.3數(shù)控加工零件的工藝性分析18 4.4定位基準(zhǔn)的選擇19 4.4.1精基準(zhǔn)的選擇19 4.4.2粗基準(zhǔn)的選擇19 4.5加工方法的選擇20 4.6刀具的選擇21 4.6.1數(shù)控車刀的類型與刀片選擇214.7夾具的選擇214.8量具的選擇224.9數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)22 4.9.1外圓表面的加工方法的選擇22第五章 工序的劃分245.1加工順序的安排255.1.1切削加工工序安排255.1.2熱處理工序安排255.1.3輔助工序安排26 5.2數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)265.3走刀路線和工步順序的確定265.4主軸機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片275.5主軸的工藝分析275.6箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片275.7箱體的工藝分析28第六章 數(shù)控加工程序296.1主軸數(shù)控加工程序29 6.2箱體數(shù)控加工部分的程序31 6.2.1安裝面的數(shù)控加工31 6.2.2主軸孔的數(shù)控加工程序33第七章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)377.1成本分析37 7.2經(jīng)濟(jì)效益分析377.3前景預(yù)測37結(jié)論38參考文獻(xiàn)39致謝40附錄1專題41附錄2外文翻譯（外文部分）49附錄3外文翻譯（中文部分）62附錄4主軸機(jī)械加工工藝卡片69附錄5主軸箱機(jī)械加工工藝卡片70第一章緒論隨著社會(huì)的進(jìn)步，制造業(yè)的發(fā)展越來越迅速，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。 在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。現(xiàn)在不僅能夠生產(chǎn)車、鉆、鏜、銑類及磨削和其它類型的數(shù)控機(jī)床，而且還可以生產(chǎn)各種加工中心、車削中心、柔性制造單元、組合柔性制造單元等高性能、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床和柔性制造系統(tǒng)。我國數(shù)控機(jī)床的品種已有200多個(gè)，產(chǎn)量已達(dá)到年產(chǎn)10000臺(tái)的水平。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺(tái)為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場占有率等方面情況尤為突出。我的設(shè)計(jì)題目為SSCK20A數(shù)控機(jī)床主軸和主軸箱箱體數(shù)控加工工藝分析及數(shù)控加工程序編制，通過對數(shù)控機(jī)床的箱體設(shè)計(jì)來加深自己對數(shù)控機(jī)床的了解，為以后自己進(jìn)入機(jī)械廠這樣的工作單位打下基礎(chǔ)。由于我所了解的知識(shí)有限，所以我的設(shè)計(jì)難免有缺陷。在本次設(shè)計(jì)中，有導(dǎo)師，同學(xué)的很大幫助，對此非常感謝。第二章數(shù)控加工概念數(shù)控加工就是泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過程。數(shù)控機(jī)床是一種用計(jì)算機(jī)來控制的機(jī)床，用來控制機(jī)床的計(jì)算機(jī)不管是專用計(jì)算機(jī)，還是通用計(jì)算機(jī)都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。在數(shù)控機(jī)床上加工零件與在普通機(jī)床上加工零件，其加工方法并無多大差異，但是在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制上卻有很大的區(qū)別。在普通機(jī)床加工時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)受控于操作工人。如機(jī)床的開啟、主軸轉(zhuǎn)速的變換、走刀路徑、運(yùn)動(dòng)部件的位移量，以及機(jī)床的停止等都是依靠操作工人來控制的。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機(jī)床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式編制的。編寫加工指令的過程就稱為編程。所謂編程，就是把加工零件的工藝過程、工參數(shù)、運(yùn)動(dòng)要求用數(shù)字指令形式記錄在介質(zhì)上，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運(yùn)動(dòng)或終斷信息來控制機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)。當(dāng)零件的加工程序結(jié)束時(shí)，機(jī)床便會(huì)自動(dòng)停止。任何一種數(shù)控機(jī)床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機(jī)床不能工作。2.1、高速、高效、高精度、高可靠性 要提高加工效率，首先必須提高切削和進(jìn)給速度，同時(shí)，還要縮短加工時(shí)間；要確保加工質(zhì)量，必須提高機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)軌跡的精度，而可靠性則是上述目標(biāo)的基本保證。為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。 1）高速、高效 機(jī)床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技術(shù)對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。 新一代數(shù)控機(jī)床（含加工中心）只有通過高速化大幅度縮短切削工時(shí)才可能進(jìn)一步提高其生產(chǎn)率。超高速加工特別是超高速銑削與新一代高速數(shù)控機(jī)床特別是高速加工中心的開發(fā)應(yīng)用緊密相關(guān)。90年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉(zhuǎn)速15000100000r/min）、高速且高加/減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（快移速度60120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min）、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達(dá)到了新的技術(shù)水平。隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，應(yīng)不失時(shí)機(jī)地開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床。 依靠快速、準(zhǔn)確的數(shù)字量傳遞技術(shù)對高性能的機(jī)床執(zhí)行部件進(jìn)行高精密度、高響應(yīng)速度的實(shí)時(shí)處理，由于采用了新型刀具，車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000米8000米/分以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá)10萬轉(zhuǎn)/分)以上；工作臺(tái)的移動(dòng)速度：（進(jìn)給速度），在分辨率為1微米時(shí)，在100米/分（有的到200米/分）以上，在分辨率為0.1微米時(shí)，在24米/分以上；自動(dòng)換刀速度在1秒以內(nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12米/分。根據(jù)高效率、大批量生產(chǎn)需求和電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，高速直線電機(jī)的推廣應(yīng)用，開發(fā)出一批高速、高效的高速響應(yīng)的數(shù)控機(jī)床以滿足汽車、農(nóng)機(jī)等行業(yè)的需求。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快，模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復(fù)雜而且品種增多。我們學(xué)校的數(shù)控加工中心引進(jìn)的先進(jìn)數(shù)控加工中心設(shè)備就是高速的切削，在我國這樣轉(zhuǎn)速的加工中心很少，因此，大力發(fā)展高速的數(shù)控機(jī)床是未來的發(fā)展方向。2）高精度 從精密加工發(fā)展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工業(yè)強(qiáng)國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)，乃至納米級(jí)（90的刀具；而副偏角的選擇要考慮是否已加工表面輪廓產(chǎn)生干涉。刀具選擇是數(shù)控加工的工序設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。另外數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速比不同機(jī)床高12倍，且輸出功率大，因此與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高，不僅要求精度高、強(qiáng)度大、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝方便。參考機(jī)械加工工藝師手冊選用微調(diào)鏜刀。刀具材料采用高速鋼。4.7夾具的選擇數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定：二是能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸/除此之外，重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)。1） 單件小批量生產(chǎn)時(shí)，優(yōu)先選用組合夾具，可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。2） 在成批生產(chǎn)時(shí)，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。3） 零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間。4） 夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對零件各表面的加工，既夾具要敞開，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀。5） 為提高數(shù)控機(jī)床的效率，批量較大的零件加工可采用多工位、氣動(dòng)或液壓夾具。4.8量具的選擇數(shù)控加工主要用于單件小批量生產(chǎn)，一般采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分表等。查機(jī)械加工工藝師手冊表55-7我選擇杠桿千分表，游標(biāo)卡尺4.9數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)工藝路線的擬定是制定工藝規(guī)程的重要內(nèi)容之一，其主要內(nèi)容包括：選擇各加工表面的加工方法、劃分加工階段、劃分工序以及安排工序的先后順序等。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的一些綜合性工藝原則，結(jié)合本廠的實(shí)際生產(chǎn)條件，提出幾種方案，通過對比分析，從中選擇最佳方案。選擇機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)形狀是多種多樣的，但它們都是由平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面或曲面、成形面等基本表面組成的。每一種表面都有多種加工方法，具體選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及生產(chǎn)類型等因素，選用相應(yīng)的加工方法和加工方案。4.9.1外圓表面的加工方法的選擇外圓表面的主要加工方法是車小和磨削。當(dāng)表面粗糙度要求較高時(shí)，還要經(jīng)光整加工。 最終工序?yàn)檐囅鞯募庸し桨?，適用與淬火鋼以外的各種金屬。 最終工序?yàn)槟ハ鞯募庸し桨?，適用與淬火鋼，未淬火鋼和鑄鐵，不適用于有色金屬，因?yàn)橛猩饘夙g性大，磨削時(shí)易堵塞砂輪。 最終工序?yàn)榫?xì)車和金剛車的加工方案，適用于要求較高的有色金屬的精加工 最終工序?yàn)楣庹庸?，如研磨、超精磨及超精加工等，為提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，一般在光整加工前進(jìn)行精磨。 對表面粗糙度要求高而尺寸精度要求不高的外圓，可采用滾壓或拋光。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，劃分方法如下。1）按所用的刀具劃分 以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序，這種方法適用于工件的待加工表面較多、機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間過長、加工程序的編制和檢查難道較大等情況。加工中心常用這種方法劃分。2）按安裝次數(shù)劃分 以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法適用于工件的加工內(nèi)容不多工件，加工完成后就能達(dá)到后達(dá)到待檢狀態(tài)。第五章加工工藝規(guī)程的編制（1）工序劃分的原則工序劃分可以采用兩種不同的原則，即工序集中原則和工序分散原則。 工序集中原則 是指每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少。如果箱體加工采用工序集中原則，可以高效的專用設(shè)備和數(shù)控機(jī)床，提高生產(chǎn)率；減少工序數(shù)目，縮短工藝路線，簡化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作；減少機(jī)床的數(shù)量、操作工人數(shù)和占地面積；減少工件裝夾次數(shù)，不僅保證了個(gè)加工表面間的相互位置精度，而且減少夾具數(shù)量和裝夾工件的輔助時(shí)間。缺點(diǎn)是專用設(shè)備和工藝裝備投資達(dá)、調(diào)整維修比較麻煩、生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。 序分散原則 就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容較少，。采用工序分散原則的優(yōu)點(diǎn)是：加工設(shè)備和裝備結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整和維修方便，操作簡單，轉(zhuǎn)產(chǎn)容易；有利于選擇合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間。缺點(diǎn)是工藝路線較長，所需設(shè)備和工人較多，占地面積較大。（2）工序的劃分方法 工序的劃分主要考慮生產(chǎn)綱領(lǐng)、所用設(shè)備及零件本身的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求等。大批大量生產(chǎn)時(shí)，若使用多軸、多刀的高效加工中心，可按工序集中原則組織生產(chǎn)；若在由組合機(jī)床組成的自動(dòng)線上加工，供需一般按分散原則劃分。隨著現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，特備是加工中心的應(yīng)用，工藝路線的安排更多地趨向于工序集中。單件小批生產(chǎn)時(shí)，通常采用工序集中原則。成批生產(chǎn)時(shí)，可按工序集中原則劃分，也可按工序分散原則劃分，應(yīng)視具體情況而定。對于結(jié)構(gòu)尺寸和重量都很大的重型零件，應(yīng)采用工序集中原則，以減少裝夾次數(shù)和運(yùn)輸量。對于剛性差、精度高的零件，應(yīng)按工序需分散原則劃分工序。（3）工序集中的劃分方法在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序，劃分方法如下： 按所用刀具劃分 以同一把刀具完成的那一部份工藝過程維一道工序，這種方法適用于工件的待加工表面較多、機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間過長、加工工序的變成和檢查難度較大等情況。 按安裝次數(shù)劃分 以一次安裝完成的那一部分工藝過程維一道工序。這種方法適用于工件的加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 按粗、精加工劃分 即粗加工中完成的那一部分工藝過程稱為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程稱為一道工序。這種劃分方法適用于加工后的變形較大，需粗、精加工分開的零。 按加工部位劃分 即以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序，對于加工表面多而復(fù)雜的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分成多道工序。5.1零件加工順序的安排在選定加工方法、劃分工序后，我們要對加工順序進(jìn)行安排。零件的加工工序包括切削加工工序、熱處理工序、輔助工序（包括表面處理、清洗和檢驗(yàn)等），這些工序直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。因此我們要合理安排好箱體的切削加工、熱處理和輔助工序順序。5.1.1切削加工工序安排 切削加工工序安排原則包括基面先行原則、先粗后精原則、先主后次原則和先面后孔原則。根據(jù)以上的原則，對于主軸我們應(yīng)該先加工端面，然后一端面作為定位基準(zhǔn)再加工臺(tái)階軸的各部分外圓面。對于箱體我們首先要把B面先銑好，因?yàn)樗呛竺婕庸さ亩ㄎ换鶞?zhǔn)，但我們不采用數(shù)控機(jī)床加工，可以在普通的銑床上加工。接著我們要根據(jù)先粗后精原則和先主后次原則來加工個(gè)行孔，為了避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差，我們先加工4650.2，接著先后加工加工150H7行孔，接著先后銑面350、面320、面380、然后鏜140行孔、141.5行孔。但是要粗、精分開，粗鏜半精鏜精鏜。5.1.2熱處理工序安排 為了提高材料的力學(xué)性能、改善材料的切削加工性和消除工件的內(nèi)應(yīng)力，箱體在加工之前要進(jìn)行正火熱處理，可以消除在毛坯制造時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，