河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 題目：傳動(dòng)器主要部件的數(shù)控加工班 級(jí)：姓 名：專 業(yè)：指導(dǎo)教師：答辯日期：II摘 要隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床不僅在宇航、造船、軍工等領(lǐng)域廣泛使用，而且也進(jìn)入了汽車、機(jī)床等民用機(jī)械制造行業(yè)目前，在機(jī)械行業(yè)中，單件、小批量的生產(chǎn)所占有的比例越來越大，機(jī)械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也在不斷地提高所以，普通機(jī)床越來越難以滿足加工精密零件的需要同時(shí)，由于生產(chǎn)水平的提高，數(shù)控機(jī)床的價(jià)格在不斷下降，因此，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械行業(yè)中的使用已很普遍Pro/Engineer實(shí)體設(shè)計(jì)系統(tǒng),是由美國(guó)PTC公司于1989年開發(fā)出來的，其主要功能有：Pro/Engineer基本三維造型，參數(shù)化功能定義、組裝、三維實(shí)物著色、二維視圖生成、二三維圖形輸出；復(fù)雜部件生成；二三維裝配圖組裝設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)干涉檢查；工程圖生成；復(fù)雜造型；系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)接口；有限元網(wǎng)格；復(fù)雜曲面造型；數(shù)控自動(dòng)編程及刀具軌跡仿真；模具設(shè)計(jì)等MasterCAM設(shè)計(jì)及制造系統(tǒng)是將設(shè)計(jì)和制造結(jié)合在一起的PC級(jí)套裝軟件，利用MasterCAM可以繪制零件的圖紙，生成零件的數(shù)控加工程序并通過電纜直接送至數(shù)控機(jī)床上，由數(shù)控機(jī)床完成零件的加工，是一套CAD/CAM一體化軟件。

在MasterCAM系統(tǒng)中，可以將用AutoCAD等CAD軟件繪制的圖形調(diào)入至MasterCAM中使用，也可將用MasterCAM繪制的圖形送入到其它CAD軟件中去使用關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床 Pro/E MasterCAM目 錄摘 要 (1)1 緒 論1.1數(shù)控機(jī)床 (1)1.2數(shù)控加工技術(shù) (5)1.3數(shù)控加工工藝 (8)1.4 CAD/CAM技術(shù) (8)1.5本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 (9)2 各部分零件的工藝分析2.1 金屬材料的分析 (10)2.2 各零部件的材料選擇及工藝分析 (13)3 主要零件的參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析3.1 概述 (15)3.2 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 (16)3.3 工藝裝備的選擇 (17)3.4 切削用量的選擇 (18)3.5 進(jìn)給路線的確定 (20)3.6 加工順序的確定 (22)3.7 加工余量的確定 (22)3.8 程序的確定 (23)3.9 軸的加工程序 (24)4 結(jié)論與展望4.1 本文總結(jié) (38)4.2 將來展望 (39)致 謝 (40)參考文獻(xiàn) (41)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 (42)I1 緒 論1.1 數(shù)控機(jī)床1.1.1 數(shù)控機(jī)床的概述數(shù)控機(jī)床和數(shù)控技術(shù)是微電子技術(shù)同傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種技術(shù)密集型的產(chǎn)品和技術(shù)。

它是根據(jù)機(jī)械加工工藝的要求，使電子計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)加工過程進(jìn)行信息處理與控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化較好地解決了復(fù)雜、精密、多品種、中小批量機(jī)械零件加工問題，是一種通用、靈活、高效能的自動(dòng)化機(jī)床同時(shí)，數(shù)控技術(shù)又是柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的技術(shù)基礎(chǔ)之一，是機(jī)電一體化高新科技的重要組成部分1.1.2 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控技術(shù)可以應(yīng)用于各種加工機(jī)床，例如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控沖床、數(shù)控電火花、線切割、激光加工機(jī)床等等雖然數(shù)控機(jī)床的種類繁多，但它們的組成部分基本相同，主要包括以下幾個(gè)方面一)機(jī)床的主體 數(shù)控機(jī)床的主體即數(shù)控機(jī)床的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括數(shù)控機(jī)床的床身、主軸以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)等與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的外部造型、整體部局、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)以及操作機(jī)構(gòu)等方面部已發(fā)生了很大的變化，這些變化的目的是為了滿足數(shù)控技術(shù)的要求，從而使數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)得以充分發(fā)揮二)控制裝置控制裝置是數(shù)控機(jī)床的中心環(huán)節(jié)，也叫做計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）裝置CNC裝置實(shí)際上就是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過對(duì)加工程序的運(yùn)行處理，發(fā)出控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工過程的自動(dòng)控制典型CNC裝置的構(gòu)成如圖1-1所示由圖可知，CNC裝置包含以下幾個(gè)部分：1. 微處理器及其總線微處理器(CPU)及其總線(BUS)是CNC裝置的核心。

CPU由運(yùn)算器和控制器組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算以及指令的操作控制．CPU最基本的運(yùn)算處理就是插補(bǔ)運(yùn)算所謂插補(bǔ)就是求取零件加工路徑的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，用以控制數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)總線是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間傳遞信號(hào)的渠道，一般由數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等組成2. 輸入裝置輸入裝置是把加工程序輸人至計(jì)算機(jī)的裝置，通?？梢圆捎靡韵氯N方式：(1)紙帶輸入 紙帶輸人方式就是在特制的紙帶上穿孔．用孔的不同位置的組合．構(gòu)成不同的數(shù)控代碼，通過紙帶閱讀機(jī)，把紙帶上的代碼轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別和處理的電信號(hào)2)手動(dòng)輸人 手動(dòng)輸入方式就是使用數(shù)控機(jī)床上的鍵盤輸入加工程序輸入方法有兩種．一是MDI(手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入)，這種方法適用于比較短的程序，只能使用一次，機(jī)床動(dòng)作后程序就消失；二是在控制裝置的EDIT(編輯)狀態(tài)下輸入加工程序，存放在控制裝置的內(nèi)存中，用這種方法可以對(duì)程序進(jìn)行修改，并且可以重復(fù)使用3)直接輸入存儲(chǔ)器 直接輸入方式是采用CNC裝置的串行通信接口等，通過對(duì)有關(guān)參數(shù)的設(shè)定，直接讀入由自動(dòng)編程機(jī)或者其它計(jì)算機(jī)編制的程序3. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來存放CNC裝置的數(shù)據(jù)、參數(shù)及程序的存儲(chǔ)器一般由存放系統(tǒng)程序的只讀存儲(chǔ)器ROM、存放運(yùn)算的中間結(jié)果的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM以及存放加工零件程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)的RAM等組成。

4. 位置控制單元位置控制單元是把插補(bǔ)運(yùn)算求取的坐標(biāo)給定值與位置檢測(cè)裝置測(cè)得的實(shí)際值進(jìn)行比較，然后將結(jié)果送入速度控制單元，對(duì)進(jìn)結(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制5. 可編程序控制器可編程序控制器(PLC)是用來替代傳統(tǒng)的機(jī)床強(qiáng)電控制線路，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的切削液供給、停止、刀具的自動(dòng)交換、工作臺(tái)的自動(dòng)交換等的自動(dòng)控制功能6. 通信接口現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床往往都帶有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信接口，以便與編程機(jī)及上級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)通信功能隨著柔性制造系統(tǒng)FMS、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS的發(fā)展，CNC裝置的通信功能將發(fā)揮更加重要的作用CNC與上級(jí)計(jì)算機(jī)等的網(wǎng)絡(luò)通信功能主要是通過串行數(shù)據(jù)通信接口來實(shí)現(xiàn)的三)伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)接收來自CNC裝置的指令信息，嚴(yán)格按照指令信息的要求，拖動(dòng)機(jī)床的移動(dòng)部件，完成零件的加工伺服系統(tǒng)直接決定了刀具與零件的相對(duì)位置，因而伺服系統(tǒng)的性能是決定數(shù)控機(jī)床的加工精度的主要因素伺服系統(tǒng)主要由伺服控制電路、功率放大電路、檢測(cè)裝置以及伺服電動(dòng)機(jī)等部分組成四)附加裝置為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率、提高加工精度和提高自動(dòng)化程度，數(shù)控機(jī)床還具有許多附加裝置，例如自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)交換工作臺(tái)及切屑處理裝置等等1.1.3 數(shù)控機(jī)床的基本工作原理在數(shù)控機(jī)床上加工一個(gè)零件，一般包含以下幾個(gè)步驟：1.根據(jù)加工零件的圖紙和工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式來編寫加工程序；2.將加工程序制作成穿孔帶；3.通過紙帶閱讀機(jī)將穿孔帶上的程序輸入CNC裝置。

也可以來用手動(dòng)輸入方式將程序輸入CNC裝置；4.CNC裝置對(duì)程序代碼進(jìn)行譯碼、寄存和運(yùn)算，然后為伺服系統(tǒng)提供控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具與零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制；5.與此同時(shí)，CNC裝置提供的信號(hào)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床其它各運(yùn)動(dòng)部件的控制與操作，包括主軸變速、工件松夾、刀具轉(zhuǎn)位以及開關(guān)冷卻液等通過以上步驟，數(shù)控機(jī)床最終便可以加工出合格的零件了1.1.4 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及用途進(jìn)入 80 年代的機(jī)械制造業(yè)，其產(chǎn)品面臨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)帶來的挑戰(zhàn)，促使越來越多的企業(yè)走上小批量、多品種、不斷更新產(chǎn)品的道路隨著以航天、精密儀器制造業(yè)為主的高技術(shù)產(chǎn)品不斷的出現(xiàn)，復(fù)雜零件越來越多，精度要求也越來越高，傳統(tǒng)的剛性自動(dòng)化生產(chǎn)模式難以滿足要求，柔性自動(dòng)化生產(chǎn)則應(yīng)運(yùn)而生數(shù)控機(jī)床就是在這種形勢(shì)下產(chǎn)生的自動(dòng)化設(shè)備，它是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備與其他類型的自動(dòng)化機(jī)床型比較，數(shù)控機(jī)床主要有如下一些優(yōu)點(diǎn):(1) 具有較大柔性由前述可知，數(shù)控機(jī)床是按照記錄在穿孔帶等信息載體上的指令信息自動(dòng)加工進(jìn)行加工的加工對(duì)象改變時(shí)，只需重新編制程序或更換一條穿孔帶、磁帶或其他形式的信息載體，即不需要對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行調(diào)整，也不需要制造凸輪、靠模一類的輔助裝置這樣，便非常迅速地從一種零件的加工過渡到另一種零件的加工，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期大為縮短。

2) 能獲得較高的加工精度機(jī)床加工精度在很大程度上取決于進(jìn)給傳動(dòng)的位置精度數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)為數(shù)字式伺服傳動(dòng)，它能保證運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如位移、速度的準(zhǔn)確性此外，傳動(dòng)鏈短、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)精密、高效，也極大地提高了傳動(dòng)精度因此，數(shù)控機(jī)床具有較高的加工精度3) 便于加工復(fù)雜形狀的零件數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制多個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，可加工其他機(jī)床很難加工甚至不可能加工的復(fù)雜曲面對(duì)于以函數(shù)形式或列表值表示的曲面，加工更為方便4) 機(jī)床的使用、維護(hù)技術(shù)要求高數(shù)控機(jī)床是多學(xué)科、高新技術(shù)的產(chǎn)物，相應(yīng)地，這就對(duì)機(jī)床的操作和維護(hù)提出了較高的要求此外，機(jī)床價(jià)格高，設(shè)備一次性投資大，為保證數(shù)控加工的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，同樣要求機(jī)床的使用者和維修人員應(yīng)具有較高的專業(yè)素質(zhì)按照以上特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床最適合在單件、小批生產(chǎn)條件下，加工下列類型的零件:①普通機(jī)床難以加工，或雖能加工，但需要復(fù)雜、昂貴的工藝設(shè)備②材料昂貴、不允許報(bào)廢的零件③結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要多工序加工的零件④生產(chǎn)周期要求短的急缺零件1.2 數(shù)控加工技術(shù)1.2.1數(shù)控加工技術(shù)簡(jiǎn)介數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)，它將制造技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、微電子技術(shù)、監(jiān)控檢測(cè)技術(shù)等多種高新建設(shè)傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)有效地結(jié)合起來，成為制造自動(dòng)化領(lǐng)域最重要的基礎(chǔ)技術(shù)。

數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展十分迅速，從第一代的電子管元件數(shù)控裝置，經(jīng)歷了晶體管電路、小中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路控制系統(tǒng)，發(fā)展到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)控裝置體積越來越小，精度越來越高，在工業(yè)生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重要作用1.2.2 數(shù)控加工的特點(diǎn)1) 自動(dòng)化程度高 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都有機(jī)床自動(dòng)完成.在柔性制造系統(tǒng)上，上下料、檢測(cè)、診斷對(duì)到、傳輸、調(diào)度、管理等也都有機(jī)床自動(dòng)完成，這樣減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件2) 加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定 數(shù)控加工的尺寸精度通常在0.005 ～0.lm 之間，日前最高的尺寸精度可達(dá)士0.0015mm，不受零件形狀復(fù)雜程度的影響，加工中消除了操作者的人為誤差，提高了同批零件尺寸的一致性，是產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定3) 加工對(duì)象適應(yīng)性強(qiáng) 數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工的控制信息是加工程序當(dāng)加工對(duì)象改變時(shí)，除了相應(yīng)更換刀具和解決工件裝夾方式外，只要重新編寫并輸入該零件的加工程序，便可自動(dòng)加工出新的零件，不必對(duì)機(jī)床作任何復(fù)雜的調(diào)整，這樣縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，給新產(chǎn)品的研制開發(fā)以及產(chǎn)品的改進(jìn)、改型提供了捷徑4) 生產(chǎn)效率高 數(shù)控機(jī)床的加工效率高，一方面是自動(dòng)化程度高，在一次裝夾中能完成較多表面的加工，省去了劃線、多次裝夾、檢測(cè)等工序;另一方面是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度高，空行程時(shí)間短。

5) 易于建立計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò) 由于數(shù)控機(jī)床是使用數(shù)字信息，易于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(CAD/CAM)系統(tǒng)連接，形成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造與數(shù)控機(jī)床緊密結(jié)合的一體化系統(tǒng)1.2.3 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展1.高速化 數(shù)控系統(tǒng)采用高速的32位以上的微處理器，使其輸人、譯碼、計(jì)算、輸出等環(huán)節(jié)都在高速下完成，并可提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率及實(shí)。