数控车床零件加工及其工艺设计样本.doc

数控车床零件加工及工艺设计

数控车床

目录
摘要
一、 数控机床
1、 数控机床概述
2、 数控机床组成
3、 数控机床特点
二、 数控加工技术
1、 数控加工技术介绍
2、 数控加工特点
3、 数控加工技术发展
4、 数控加工工艺
三、 各部分零件工艺分析
1、 金属材料分析
2、 各零部件材料选择及工艺分析
四、 关键零件参数设置及加工路径分析
1、 概述

摘要
在车床上，利用工件旋转运动和刀具直线运动或曲线运动来改变毛坯形状和尺寸，把它加工成符合图纸要求。
车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工方法。车削是最基础、最常见切削加工方法，在生产中占有十分关键地位。
在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛一类，约占机床总数50%。车床既可用车刀对工件进行车削，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。
数控车削加工是现代制造技术经典代表，伴随数控技术发展，数控机床不仅在宇航、造船、军工等领域广泛使用，而且也进入了汽车、机床等民用机械制造行业。现在，在机械行业中，单件、小批量生产所占有百分比越来越大，机械产品精度和质量也在不停地提升。所以，一般机床越来越难以满足加工精密零件需要。同时，因为生产水平提升，数控机床价格在不停下降，所以，数控机床在机械行业中使用已很普遍。

一、 数控机床
1、 数控机床概述
数控机床和数控技术是微电子技术同传统机械技术相结合产物，是一个技术密集行产品和技术。数控机床是一个用电子计算机和专用电子计算装置控制高效自动化机床。关键分为立式和卧式两种。立式机床装夹零件方便，但切屑排除较慢；卧式装夹零件不是很方便，但排屑性能好，散热快。数控机床是依据机械加工工艺要求，使电子计算机对整个加工过程进行信息处理和控制，实现生产过程自动化。很好处理了复杂、精密、多品种、中小批量机械零件加工问题，是一个通用、灵活、高效能自动化机床同时，数控技术又是柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CLMS）技术基础之一，是机电一体化高新科技关键组成部分。
2、 数控机床组成
即使数控机床种类繁多，如数控车床、数控铣床、加工中心、数控电火花、线切割、激光加工机床等，不过它们组成部分基础相同，关键包含以下多个方面：
（1） 机床主体
数控机床主体即数控机床关键机械结构部分。包含数控机床床身、主轴及进给机构等。
（2） 数控装置
控制装置是数控机床中心步骤，也叫做计算机数控（CNC）装置。CNC装置实际上就是一个计算机系统，经过对加工程序运行处理，发出控制信号。实现对加工过程自动控制。CNC装置包含以下几部分：
① 微处理器及其总线
微处理器（CPU）及其总线（BUS）是CNC装置关键。CPU由运算器和控制器组成，实现数据算术运算和逻辑运算和指令操作控制。CPU最基础运算处理就是插补运算。总线是计算机系统内部各部分之间传输信号渠道，通常由数据总线、地址总线和控制总线等组成。
② 输入装置
输入装置是吧加工程序输入至计算机装置，通常采取纸带输入、手动输入、直接输入存放器三种方法。
③ 存放器
存放器是用来存放CNC装置数据、参数及程序。存放器通常由存放系统程序只读存放器ROM、存放运算中间结果随机存放器RAM和存放加工零件程序、数据和参数RAM等组成。
④ 位置控制单元
位置控制单元是把插补运算求取坐标给定值和位置检测装置测得实际值进行比较，然后将结果送入速度控制单元，对进给机构运动进行控制。
⑤ 可编程序控制器
可编程序控制器（PLC）是用来替换传统机床强电控制线路，实现对数控机床切削液供给、停止、刀具自动交换、工作态度自动交换等自动控制功效。
⑥ 通信接口
现代数控机床往往全部带有标准数据通信接口，以使和编程机及上级计算机连接，实现通信功效。伴随柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS发展，CNC装置通信功效将发挥愈加关键作用。CNC和上级计算机等网络通信功效关键是经过串行数据通信接口来实现。
（3） 伺服系统
伺服系统接收来自CNC装置指令信息，严格根据指令信息要求，拖动机床移动部件，完成零件加工。伺服系统直接决定了刀具和零件相对位置，所以伺服系统性能是决定数控机床加工精度关键原因。伺服系统关键由伺服控制电路、功率放大电路、检测装置和伺服电动机等部分组成。
（4） 附加装置
为了深入提升生产率、提升加工精度和提升自动化程度，数控机床还含有很多附加装置，如自动换刀装置、自动交换工作台及切屑处理装置等。
3、 数控机床特点
（1） 含有较大柔性
在确保工件表面精度情况下，关键取决于加工程序，它和一般机床不一样，无须制造、更换很多工具、夹具，不需要常常调整机床。所以，数控机床适适用于零件频繁更换场所。也就是适合单件、小批生产及新产品开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备费用。
（2） 加工精度高
数控机床加工精度通常可达成0.005—0.1mm，数控机床是按数字信号形式控制，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（通常为0.001mm），而且机床进给传动链反向间隙和丝杠螺距平均误差可由数控装置进行赔偿，所以，数控机床定位精度比较高。
（3） 加工质量稳定、可靠
加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具走刀轨迹完全相同，零件一致性好、质量稳定。
（4） 便于加工复杂形状零件
数控机床能同时控制多个坐标联动，可加工其它机床极难加工甚至不可能加工复杂曲面。对于以函数形式或列表值表示曲面，加工更为方便。
（5） 生产效率高
数控机床可有效降低零件加工时间和辅助时间，数控机床主轴转速和进给量范围大，许可机床进行大切削量强力切削，数控机床移动部件快速移动和定位及高速切削加工，降低了半成品工序间周转时间，提升了生产效率。
（6） 改善劳动条件
数控机床加工前经调整好后，输入程序并开启，机床就能自动连续进行加工，直至加工结束。操作者关键是程序输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态观察、零件检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者劳动趋于智力型工作。另外，机床通常是封闭式加工，即清洁，又安全。
（7） 利于生产管理现代化
数控机床加工，可预先正确估量加工时间，所使用刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控机床使用数字信号和标准代码为控制信息，易于实现加工信息标准化，现在已和计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）有机结合起来，是现代集成制造技术基础。
（8）机床使用、维护技术要求高
数控机床是多科学、高新技术产物，对应，这就对机床操作和维护提出了较高要求。另外，机床价格高，设备一次性投资大，为确保数控加工综合技术经济效益，一样要求机床使用者和维修人员应含有较高专业素质。
根据以上特点，数控机床最适合在单件、小批生产条件下，加工下列类型零件：
① 一般机床难以加工，或即使能加工、但需要复杂、昂贵工艺设备
② 材料昂贵、不许可报废零件
③ 结构复杂、需要多工序加工零件
④ 生产周期要求短急缺零件