机械轴类零件的设计与编程

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1、第一章概述1.1数控技术基础数控机床是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际信息处理联盟（InternationalFederationofInformationprocessing，IFIP）第五技术委员会，对数控机床作了如下定义：数控机床是一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。数控机床的研制最早是从美国开始的。1948年，美国帕森斯公司（ParsonsCo.)在研制加工直升飞机桨叶轮廓用检查样板的加工机床任务时，提出了研制数控机床的初始设想。1949年，在美国空军部门的支持下，帕森斯公司正式接受

2、委托，与麻省理工学院伺服机构实验室（ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology）合作，开始从事数控机床的研制工作。经过三年时间的研究，于1952年试制成功世界上第一台数控机床试验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床。其数控系统全部采用电子管元件，数控装置体积比机床本体还要大。后又经过三年的改进和自动编程研究，于1955年进入实用阶段。一直到20世纪50年代末，由于价格和技术上的原因，数控机床局限在航空工业中应用，品种也多为连续控制系统。到了60年代，由于晶体

3、管的应用，数控系统提高了可靠性且价格开始下降，一些民用工业开始发展数控机床，其中多数是钻冲，冲床等点位控制的机床。数控技术不仅在机床上得到实际应用，而且逐步推广到焊接机，火焰切割机等，使数控技术不断地扩展应用范围。1.2数控技术的特点和应用范围数控机床与普通机床相比，一般有以下几个特点。1.对加工对象改型的适应性强。2.加工精度高。3.加工生产率高。１７4.减轻劳动强度，改善劳动条件。5.良好的经济效应。6.有利于生产管理的现代化。虽然数控机床有以上优点，但初期投资大，维修费用高，要求管理及操作人员素质也较高，因此，应合理地选择及使用数控机床，使企业获得最好的经济效

4、益。作为一种高度自动化的机床，数控机床有一般机床所不具备的许多优点，所以数控机床的应用范围在不断扩大。但数控机床是一种高度机电一体化产品，技术含量高，成本高，使用维修都有一定难度。因此，若从最经济的方面出发，数控机床适用于加工的应用范围一般是下面几种：（1）多品种小批量零件。（2）结构较复杂，精度要求较高的零件。（3）需要频繁改型的零件。（4）价格昂贵，不允许报废的关键零件。（5）要求精密复制的零件。（6）需要最短生产周期的急需零件。（7）要求100%检验的零件。１７第二章工艺方案分析2.1零件图零件车削工艺分析如2-1所示，零件材料处理为：45钢，调制处理HRC2

5、6～36，下面对该零件进行数控车削工艺分析。图2-1考核要求：（1）以小批量生产条件编程。（2）不准用砂布及锉刀等修饰表面。（3）未注倒角0.5×45°。（4）未注公差尺寸按GB1804-M。2.2零件图分析该零件表面由圆柱，顺圆弧，逆圆弧，圆弧，螺纹等表面组成。尺寸标注完整，选用毛坯为45#钢，ф30mm×120mm，调制处理HRC26～36。2.3确定加工方法１７加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度地加工方法一般有许多，因而在实际选择时。要结合零件的形状，尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。通过图C-3的数据

6、分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削。（1）加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。（2）设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率。（3）简化数值计算和减少程序段，降低编程工作量。（4）根据工件的外形，刚度，加工余量，机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。（5）合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。2.4确定加工方案零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工，半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案

7、。加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位和夹紧。（2）先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓。（3）尽量减少重复定位和换刀次数。（4）在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。2.5工件加工工艺措施（1）零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、фmm，轴向长度5±0.04mm、27.5±0.04mm，球Sф１７mm，在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为ф28mm、ф23.005mm