典型轴类零件数控车削加工工艺过程及编程分析毕业设计
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- 典型轴类零件数控车削加工工艺过程及编程分析毕业设计（论文）
1.引言
高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为当前衡量一个国家综合经济实力和科技水平的重要标志之一，成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。随着我国从制造业大国走向制造业强国的步伐的加快，掌握以数控技术为主的先进制造技术，提高计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的技术水平成为一个制造企业持续进步，赖以生存的重要支撑。
2.数控车床的特点
数控车床是目前国内数量最多，应用最广数控机床，由于采用了数控系统作为控制核心，利用伺服电机通过滚珠丝杆驱动溜板和刀架实现进给运动，其运动链与普通车床相比也更短，总体结构刚性好，抗振性好。与普通车削相比，数控车削具有以下特点：
(1).可以加工具有复杂型面的工件
在数控车床上零件，零件的形状主要取决于加工程序，因此只要能编写程序，无论工件多么复杂都能加工。
(2).加工精度高，质量稳定
因为数控车床本身的精度比普通车床高，一般数控车床的定位精度为±0.01mm，重复定位精度为±0.005mm，在加工过程中操作人员不参与，所以消除了操作者的人为误差，工件的加工精度全部由数控机床保证；又因为数控车削加工采用工序集中，减少了工件多次装夹对加工精度的影响，所以工件的精度高，尺寸一致性好，质量稳定。
(3).生产效率高
数控车削加工可有效地减少零件的加工时间和辅助时间。由于数控车床的主轴转速、进给速度、快速定位速度高，通过合理选择切削用量，充分发挥刀具的切削性能，可以减少零件的加工时间。此外，数控车削加工一般采用通用或组合夹具，加工过程中能进行自动换刀，减少了辅助时间。综合上述几方面，数控车削加工的生产效率高。
(4).改善劳动条件
在数控车床上从事加工的操作者，其主要任务是编辑程序、输入程序、装卸零件、准备刀具、观测加工状态、检验零件等，劳动强度极大降低。此外，数控车床一般是封闭式加工，既清洁，又安全，劳动条件得到了改善。
(5).有利于生产管理现代化
数控车削加工可预先估算加工工件所需的时间，相同工件所用时间基本一致，因此，工时和工时费用可以精确估计。这有利于编制生产进度表，有利于均衡生产和取得更高的预计产量；此外，数控车削加工所使用的刀具、夹具可进行规范化管理。这些均有利于生产管理现代化。
基于上述原因，认真研究和改进数控车削加工工艺过程及编程分析，对提高生产效率，提升员工素质，增加企业竞争力有着十分重要的意义。
3.零件图工艺分析
零件图如图1所示：
图1 轴零件图
由图1知，零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。该零件由圆柱、圆锥、圆弧、内螺纹、外螺纹、内孔等组成，其中外径尺寸及内孔尺寸有较高的尺寸要求和表面粗糙度要求。内外螺纹均为细牙螺纹，有较高的公差等级要求。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。通过分析，可采用以下几点工艺措施：
（1）对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取基本尺寸即可。
（2）在轮廓曲线上，有一处椭圆圆弧，加工中需改变进给方向的轮廓曲线。因此，在加工时应给机械间隙补偿以保证轮廓曲线的准确性。
（3）由图纸分析，此零件需换向加工（四次装夹），因此需分设坐标系。为保证其表面无夹伤痕迹，便于加工，加工前应作专用夹具如图2所示：
图2 夹具
4.设备的选定
选取普利森集团出品的CKD6126B型数控机床作为加工设备，此机床是普利森集团于2005年开发的数控车床，其外形图如图3所示：
图3 CKD6126B数控车床外形图 图4 KND100T外形图
CKD6126B型数控车床通过数控系统自动控制，可对加工范围内的各种内孔、外圆、圆锥面、圆弧面及螺纹进行加工。机床床身采用树脂砂造型，导轨经过超音频淬火和精密磨削。主运动通过松下变频器及变频电机实现无级变速。数控系统选用KND100T系统，其外形图如图4所示：
进给采用交流伺服驱动。机床配备有手摇脉冲发生器。机床防护采用全封闭防护。机床润滑采用间歇式自动润滑。机床配备冷却系统合照明系统。机床配备尾座。其主要技术参数如表1所示：
表1 CKD6126主要技术参数
一般规格 床身上最大工件回转直径 300mm
滑板上最大工件回转直径 120mm
最大工件长度 350mm
床头箱 主轴通孔直径 φ 50mm
主轴前端锥孔锥度 莫氏锥度6号
主轴转速范围 300-4000r/min
走刀系统 纵向最小移动距离 0.001mm
横向最小移动距离 0.001mm
纵向最大移动速度 6m/min
横向最大移动速度 4m/min
刀架系统 刀具的截面尺寸 16×16mm
下滑板的最大横向行程 240mm
下滑板的最大纵向行程 270mm
刀具形式 排刀架(双燕尾)或电动刀架
刀夹数量 6
床尾 床尾主轴直径 φ 40mm
床尾主轴孔锥度 莫氏锥度3号
床尾主轴最大行程 60mm
其它 主电机功率 3.0kW
机床重量 1500kg
外形尺寸(长×宽×高) 1638 ×1078×1650mm
该零件加工所需机床调整单如表2所示：
表2 数控机床调整单
零件号 XXX 零件名称 轴 工序号 NO.1 制表 张武彬 ...
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豫公网安备 41072402000322号
