毕业设计(论文)-浅谈加工中心对轴套类零件的加工

毕业论文正文第1页哈尔滨职业技术学院印制摘要随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本文主要介绍了数控加工中心对轴套类零件的加工，轴套类零件常用的表达方法、数控加工中心的刀库组成、轴套类零件的加工刀具的选择、选择合理的走刀路线、加工中心上加工的轴套类零件实例、完成该零件的工艺规程和主要工序的工装设计，并绘制零件图。关键词：数控技术；加工中心；轴套类零件毕业论文正文第1页哈尔滨职业技术学院印制目录绪论………………………………………………………………………………………1一、数控加工中心………………………………………………………………………1（一）数控机床的发展绪论……………………………………………………………1（二）数控加工中心的组成……………………………………………………………4（三）数控加工中心的分类……………………………………………………………5（四）数控加工中心的加工特点………………………………………………………5二、数控加工中心操作…………………………………………………………………7（一）数控加工中心的操作……………………………………………………………7（二）数控加工中心的刀库组成………………………………………………………8（三）数控加工中心编程方法…………………………………………………………8三、轴套类零件的加工…………………………………………………………………9（一）轴套类零件常用的表达方法……………………………………………………9（二）轴套类零件的加工刀具的选择…………………………………………………10四、加工中心上加工的轴套类零件实例………………………………………………12结论………………………………………………………………………………………14参考文献…………………………………………………………………………………15致谢………………………………………………………………………………………16毕业论文正文第1页哈尔滨职业技术学院印制浅谈加工中心对轴套类零件的加工绪论随着电子、信息等高新技术的不断发展，随着市场需求个性化与多样化，未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。数控技术是制造业实现这些先进制造技术的基础，而数控技术水平高低和数控设备拥有量是体现国家综合国力水平、衡量国家工业现代化的重要标志之一。而加工中心及其它的工作原理和其编程内容和步骤，再对加工零件的工艺进行分析和概写，再对其加工方案进行选定，选定加工中心确定装夹方案、加工顺序、加工刀具、刀具的切削量及拟定其工序卡，根据工序进行编程。通过工艺设计和加工，其零件能够正常加工，我们必须在加工时认真分析其加工方法，对其装夹和加工方案能够正确选择和选用使零件在加工中心中能正确顺利的进行操作和完成。一、数控加工中心（一）数控机床的发展自从1952年第一台数控铣床在美国诞生以来，随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量技术的发展，数控机床得到迅速的发展和更新换代。数控技术的发展先后经历了电子管（1952年）、晶体管（1959年）、小规模集成电路（1956年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理或计算机（1974年）等五代数控系统。前三代数控系统采用专用电子线路实现硬件式数控，一般成为普通数控系统，简称NC。第四代和五代系统是采用微处理器及大规模集成电路组成的软件式数控系统，称为现代数控系统，简称CNC(第四代)和MNC（第五代）。由于现代数控毕业论文正文第2页哈尔滨职业技术学院印制系统的控制功能大部分由软件技术来实现，因而使硬件得到进一步简化，系统可靠性提高，功能更加灵活和完善。目前现代数控系统几乎完全取代了以往的普通数控系统。随着数控技术的发展，用通用微机技术开发数控系统可以得到强的力的硬件和软件支持，这些软件和硬件是开放式的，此时的通用微机除了具备本身的功能外，还具有全功能数控系统的全部功能，这是一条发展数控技术的途径。当前全功能数控系控的特点有：（1）选用高速微处理器微处理器是现代数控系统的核心部件，担负着运算、存储和控制等多重任务，其位数和运行速度直接关系到加工效率和加工精度。高速32位微处理器的采用，使得数控系统的输入译码、计算和输出等环境都在高速下进行，同时提高了多轴联动，进给速度和分辨率等指标。（2）配置高速，功能强的可编程控制器数控系统除了对位置进行信息控制外，还要对I/O状态量进行控制。数控系统中高速和强功能的可编程控制器能滿足数控机床这方面的要求。同时，PLC输入/输出点数和PLC容量的增加可满足直接数字控制系统（DNC）和柔性制造单元（FMC）的控制要求。（3）CRT图形显示、人机对话功能及自诊断功能大多数现代数控系统采用CRT于手能键盘配合，实现程序的输入，编辑、修改和删除等功能，具有前台操作、后台编辑的功能及用户宏程序等；可以有二维图形轨迹显示，有的还可以实现三维彩色动态图形的显示。系统具有硬件、软件及机床故障自诊断功能，提高了可维修性。（4）具有多种监控、检测和补偿功能为了提高数控机床的效率及加工精度，有些数控机床配置了各种测量装置，如刀具磨损的检测、机床精度及热变形的检测等，于之相适应，毕业论文正文第3页哈尔滨职业技术学院印制数控系统则有刀具寿命管理、刀具参数补偿、反向间隙及丝杠螺距误差补偿、热变形补偿等功能。（5）CND智能化在现代数控系统中，引进了自适应控制技术。数控系统能检测对机床本身有影响的信息，并自动连续调整有关数据，以达到系统运行的最优化。在有的CNC系统中，有建立了切削率的数据库及切削用量的专家系统等。大多数现代数控系统都有学习及示教功能。（6）通信功能一般数控系统都有通信功能，如采用RS-232C串行接口与编程机、微机等外设通信。现代数控系统还要于其他数控系统或上级计算机通信，所以除了RS-232接口外，还有RS-422的DNC等多种通信接口。数控系统要单机的进入柔性制造系统进而形成计算机知集成制造系统，就要求数控系统具有更高通信功能为此有的数控系统开发了符合ISO开发系统互联七成网络模型的通信规约，为自动化技术发展创造了条件。（7）标准化、通用化和模块化现代数控系统的性能越来越完善，功能越来越多样，促使数控系统的硬件和软件结构实现标准化、通用化和模块化。现在不同的标准化模块可以组成各种不同的数控机床控制系统。能方便的移植计算机行业或自动化领域的成果，也便于现有的数控系统进一步扩展及升级。（8）开发性基于PC的开放式数控系统已成为数技术发展的重要方向，通过制定必要的技术规范，在通用PC基础上一方面使硬件的体系结构和功能模块具有兼容性；另一方面使软件、接口等技术规范化和标准化，为机床制造厂或用户提供一个良好的开发环境。（9）高可靠性毕业论文正文第4页哈尔滨职业技术学院印制现代数控系统的平均无故障时间已达到30000h以上。数控系统与微机和通用机积极生产批量大小的区别，其制造过程，包括元件筛选，印制电路板、焊接和贴附、生产过程及最终产品的检测和出厂前整机的考机等措施保证了数控系统有很高的可靠性。（二）数控加工中心的组成加工中心自问世至今已有30多年，世界各国出现了各种类型的加工中心，虽然外形结构各界，但从总体来看主要由以下几大部分组成。（1）基础部件它是加工中心的基础结构，由床身、立柱和工作台等组成，它们主要承受加工中心的静载荷以及在加工时产生的切削负载，因此必须要有足够的刚度。这些大件可以是铸铁件也可以是焊接而成的钢结构件，它们是加工中心中体积和重量最大的部件。（2）主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启、停和变速等动作均由数控系统控制，并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。（3）数控系统加工中心的数控部分由CNC装置、可编程控制器、伺服驱动装置以及操作面板等组成。它是执行顺序控制动作和完成加工过程的控制中心。（4）自动换刀系统由刀库、机械手等部件组成。当需要换刀时，数控系统发出指令，由机械手(或通过其他方式)将刀具从刀库内取出装入主轴孔中。（5）辅助装置毕业论文正文第5页哈尔滨职业技术学院印制包括涡滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心中不对缺少的部分。（三）数控加工中心的分类加工中心常按主轴在空间所处的状态分为立式加工中心和卧式加工中心，加工中心的主轴在空间处于垂直状态的称为立式加工中心，主轴在空间处于水平状态的称为卧式加工中心。按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数分：有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等。三轴、四轴是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。按工作台的数量和功能分：有单工作台加工中心、双工作台加工中心，和多工作台加工中心。按加工精度分：有普通加工中心和高精度加工中心。普通加工中心，分辨率为1μm，最大进给速度15～25m／min，定位精度lOμm左右。高精度加工中心,分辨率为0.1μm，最大进给速度为15～100m／min，定位精度为2μm左右。介于2～lOμm之间的，以±5μm较多，可称精密级。（四）数控加工中心的加工特点（1）机床的刚度高、抗振性好为了满足加工中心高自动化、高速度、高精度、高可靠性的要求，加工中心的静刚度、动刚度和机械结构系统的阻尼比都高于普通机床(机床在静态力作用下所表现的刚度称为机床的静刚度；机床在动态力作用下所表现的刚度称为机床的动刚度)。（2）机床的传动系统结构简单，传递精度高，速度快毕业论文正文第6页哈尔滨职业技术学院印制加工中心传动装置主要有三种，即滚珠丝杠副；静压蜗杆-蜗母条；预加载荷双齿轮-齿条。它们由伺服电机直接驱动，省去齿轮传动机构，传递精度高，速度快。一般速度可达15m／min，最高可达100m／min；（3）主轴系统结构简单，无齿轮箱变速系统主轴功率大，调速范围宽，并可无级调速。目前加工中心95％以上的主轴传动都采用交流主轴伺服系统，速度可从10～20000r／min无级变速。驱动主轴的伺服电机功率一般都很大，是普通机床的1～2倍，由于采用交流伺服主轴系统，主轴电动机功率虽大，但输出功率与实际消耗的功率保持同步，不存在大马拉小车那种浪费电力的情况，因此其工作效率最高，从节能角度看，加工中心又是节能型的设备。（4）加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和新结构，能长期的保持导轨的精度，在高速重切削下，保证运动部件不振动，低速进给时不爬行及运动中的高灵敏度导轨采用钢导轨、淬火硬度≥HRC，与导轨配合面用聚四氟乙烯贴层。这样处理的优点：a．摩擦系数小；b．耐磨性好；c.减振消声；d．工艺性好。所以加工中心的精度寿命比一般的机床高。（5）设置有刀库和换刀机构这是加工中心与数控铣床和数控镗床的主要区别，使加工中心的功能和自动化加工的能力更强了。加工中心的刀库容量少的有几把，多的达几百把。这些刀具通过换刀机构自动调用和更换，也可通过控制系统对刀具寿命进行管理。（6）控制系统功能较全它不但可对刀具的自动加工进行控制，还可对刀库进行控制和管理，实现刀具自动交换。有的加工中心具有多个工作台，工作台可自动交换，不但能对一个工件进行自动加工，而且可对一批工件进行自动加工。这毕业论文正文第7页哈尔滨职业技术学院印制种多工作台加工中心有的称为柔性加工单元。随着加工中心控制系统的发展，其智能化的程度越来越高，如FANUCl6系统可实现人机对话、在线自动编程，通过彩色显示器与手动操作键盘的配合，还可实现程序的输入、编辑、修改、删除，具有前台操作、后台编辑的前后台功能。加工过程中可实现在线检测，检测出的偏差可自动修正，保证首件加工一次成功，从而可以防止废品的产生。二、数控加工中心操作（一）数控加工中心的