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摘 要随着社会的进步，制造业的发展越来越迅速，数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。数控机床发展很快，作为数控机床的重要部分，主轴箱的设计更新也越来越快。我设计的是SSCK20A数控机床主轴和主轴箱箱体加工工艺以及数控编程，其中涉及了主轴和箱体加工中刀具、量具、毛坯、定位基准等的选择。设计图为两张零号图纸，一张一号图纸,两张二号图纸。关键词：数控加工工艺 、数控编程、定位基准、主轴箱、工艺编程。AbstractOre and Along with the advance of society, the development of manufacturing industry is mmore quick, the technical equipment of numerical control of numerical control is to make industrial modern important foundation. Whether directly affect a economy of country strongly develop this foundation with the countrys comprehensive power, concern a strategic position of country. Therefore on world, each industrial developed countries adopts significant measure to develop the own technical and its estate of numerical control. in recent years, have gotten fairly big advance. The development of numerical control of machine tool is very rapid , is the important part of the machine tool of numerical control, the design of the case of main shaft update also more and more rapid. What I design is that the case casing processing technology as well as programming of numerical control of machine tool of main shaft have in which been concerned with the option of cutting tool, measuring tool, blank and location standard etc. in casing processing. Design drawing is the two blueprints No. 0 and a blueprint No. 1 and two blueprints No. 2 .Keyword: Number control to process the craft、count to control to weave the distance、fixed position basis、 principal axis box、craft plait distance。目 录摘要：1Abstract2第一章 绪论5第二章 数控加工概念62.1高速、高效、高精度、高可靠性8第三章 数控车床93.1数控车床的组成93.2数控车床的特点 113.3数控车床的适用范围及工作原理12第四章 数控加工工艺分析154.1 毛坯的选择184.2确定数控加工内容184.3数控加工零件的工艺性分析18 4.4定位基准的选择19 4.4.1精基准的选择19 4.4.2粗基准的选择19 4.5加工方法的选择20 4.6刀具的选择21 4.6.1数控车刀的类型与刀片选择214.7夹具的选择214.8量具的选择224.9数控加工工艺路线设计22 4.9.1外圆表面的加工方法的选择22第五章 工序的划分245.1加工顺序的安排255.1.1切削加工工序安排255.1.2热处理工序安排255.1.3辅助工序安排26 5.2数控加工工序设计265.3走刀路线和工步顺序的确定265.4主轴机械加工工艺规程卡片275.5主轴的工艺分析275.6箱体机械加工工艺规程卡片275.7箱体的工艺分析28第六章 数控加工程序296.1主轴数控加工程序29 6.2箱体数控加工部分的程序31 6.2.1安装面的数控加工31 6.2.2主轴孔的数控加工程序33第七章 毕业设计总结377.1成本分析37 7.2经济效益分析377.3前景预测37结论38参考文献39致谢40第一章绪论随着社会的进步，制造业的发展越来越迅速，数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。现在不仅能够生产车、钻、镗、铣类及磨削和其它类型的数控机床，而且还可以生产各种加工中心、车削中心、柔性制造单元、组合柔性制造单元等高性能、高自动化的数控机床和柔性制造系统。我国数控机床的品种已有200多个，产量已达到年产10000台的水平。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。我的设计题目为SSCK20A数控机床主轴和主轴箱箱体数控加工工艺分析及数控加工程序编制，通过对数控机床的箱体设计来加深自己对数控机床的了解，为以后自己进入机械厂这样的工作单位打下基础。由于我所了解的知识有限，所以我的设计难免有缺陷。在本次设计中，有导师，同学的很大帮助，对此非常感谢。第二章数控加工概念数控加工就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。数控机床是一种用计算机来控制的机床，用来控制机床的计算机不管是专用计算机，还是通用计算机都统称为数控系统。数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。在数控机床上加工零件与在普通机床上加工零件，其加工方法并无多大差异，但是在机床的运动控制上却有很大的区别。在普通机床加工时，机床的运动受控于操作工人。如机床的开启、主轴转速的变换、走刀路径、运动部件的位移量，以及机床的停止等都是依靠操作工人来控制的。在数控机床上加工零件时，机床的运动和辅助动作的实现均受控于数控系统发出的指令。而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式编制的。编写加工指令的过程就称为编程。所谓编程，就是把加工零件的工艺过程、工参数、运动要求用数字指令形式记录在介质上，并输入数控系统。数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运动或终断信息来控制机床的各种运动。当零件的加工程序结束时，机床便会自动停止。任何一种数控机床，在其数控系统中若没有输入程序指令，数控机床不能工作。2.1、高速、高效、高精度、高可靠性 要提高加工效率，首先必须提高切削和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度，而可靠性则是上述目标的基本保证。为此，必须要有高性能的数控装置作保证。 1）高速、高效 机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。 新一代数控机床（含加工中心）只有通过高速化大幅度缩短切削工时才可能进一步提高其生产率。超高速加工特别是超高速铣削与新一代高速数控机床特别是高速加工中心的开发应用紧密相关。90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元（电主轴，转速15000100000r/min）、高速且高加/减速度的进给运动部件（快移速度60120m/min，切削进给速度高达60m/min）、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统（含监控系统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，应不失时机地开发应用新一代高速数控机床。 依靠快速、准确的数字量传递技术对高性能的机床执行部件进行高精密度、高响应速度的实时处理，由于采用了新型刀具，车削和铣削的切削速度已达到5000米8000米/分以上；主轴转数在30000转/分(有的高达10万转/分)以上；工作台的移动速度：（进给速度），在分辨率为1微米时，在100米/分（有的到200米/分）以上，在分辨率为0.1微米时，在24米/分以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12米/分。根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机的推广应用，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求。还由于新产品更新换代周期加快，模具、航空、军事等工业的加工零件不但复杂而且品种增多。我们学校的数控加工中心引进的先进数控加工中心设备就是高速的切削，在我国这样转速的加工中心很少，因此，大力发展高速的数控机床是未来的发展方向。2）高精度 从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（90的刀具；而副偏角的选择要考虑是否已加工表面轮廓产生干涉。刀具选择是数控加工的工序设计的重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。另外数控机床主轴转速比不同机床高12倍，且输出功率大，因此与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、强度大、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装方便。参考机械加工工艺师手册选用微调镗刀。刀具材料采用高速钢。4.7夹具的选择数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定：二是能协调零件与机床坐标系的尺寸/除此之外，重点考虑以下几点。1） 单件小批量生产时，优先选用组合夹具，可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。2） 在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。3） 零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。4） 夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，既夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀。5） 为提高数控机床的效率，批量较大的零件加工可采用多工位、气动或液压夹具。4.8量具的选择数控加工主要用于单件小批量生产，一般采用通用量具，如游标卡尺、百分表等。查机械加工工艺师手册表55-7我选择杠杆千分表，游标卡尺4.9数控加工工艺路线设计工艺路线的拟定是制定工艺规程的重要内容之一，其主要内容包括：选择各加工表面的加工方法、划分加工阶段、划分工序以及安排工序的先后顺序等。设计者应根据从生产实践中总结出来的一些综合性工艺原则，结合本厂的实际生产条件，提出几种方案，通过对比分析，从中选择最佳方案。选择机械零件的结构形状是多种多样的，但它们都是由平面、外圆柱面、内圆柱面或曲面、成形面等基本表面组成的。每一种表面都有多种加工方法，具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素，选用相应的加工方法和加工方案。4.9.1外圆表面的加工方法的选择外圆表面的主要加工方法是车小和磨削。当表面粗糙度要求较高时，还要经光整加工。 最终工序为车削的加工方案，适用与淬火钢以外的各种金属。 最终工序为磨削的加工方案，适用与淬火钢，未淬火钢和铸铁，不适用于有色金属，因为有色金属韧性大，磨削时易堵塞砂轮。 最终工序为精细车和金刚车的加工方案，适用于要求较高的有色金属的精加工 最终工序为光整加工，如研磨、超精磨及超精加工等，为提高生产率和加工质量，一般在光整加工前进行精磨。 对表面粗糙度要求高而尺寸精度要求不高的外圆，可采用滚压或抛光。在数控机床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序，划分方法如下。1）按所用的刀具划分 以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序，这种方法适用于工件的待加工表面较多、机床连续工作时间过长、加工程序的编制和检查难道较大等情况。加工中心常用这种方法划分。2）按安装次数划分 以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适用于工件的加工内容不多工件，加工完成后就能达到后达到待检状态。第五章加工工艺规程的编制（1）工序划分的原则工序划分可以采用两种不同的原则，即工序集中原则和工序分散原则。 工序集中原则 是指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。如果箱体加工采用工序集中原则，可以高效的专用设备和数控机床，提高生产率；减少工序数目，缩短工艺路线，简化生产计划和生产组织工作；减少机床的数量、操作工人数和占地面积；减少工件装夹次数，不仅保证了个加工表面间的相互位置精度，而且减少夹具数量和装夹工件的辅助时间。缺点是专用设备和工艺装备投资达、调整维修比较麻烦、生产准备周期长，不利于转产。 序分散原则 就是将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容较少，。采用工序分散原则的优点是：加工设备和装备结构简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易；有利于选择合理的切削用量，减少机动时间。缺点是工艺路线较长，所需设备和工人较多，占地面积较大。（2）工序的划分方法 工序的划分主要考虑生产纲领、所用设备及零件本身的结构和技术要求等。大批大量生产时，若使用多轴、多刀的高效加工中心，可按工序集中原则组织生产；若在由组合机床组成的自动线上加工，供需一般按分散原则划分。随着现代数控技术的发展，特备是加工中心的应用，工艺路线的安排更多地趋向于工序集中。单件小批生产时，通常采用工序集中原则。成批生产时，可按工序集中原则划分，也可按工序分散原则划分，应视具体情况而定。对于结构尺寸和重量都很大的重型零件，应采用工序集中原则，以减少装夹次数和运输量。对于刚性差、精度高的零件，应按工序需分散原则划分工序。（3）工序集中的划分方法在数控机床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序，划分方法如下： 按所用刀具划分 以同一把刀具完成的那一部份工艺过程维一道工序，这种方法适用于工件的待加工表面较多、机床连续工作时间过长、加工工序的变成和检查难度较大等情况。 按安装次数划分 以一次安装完成的那一部分工艺过程维一道工序。这种方法适用于工件的加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。 按粗、精加工划分 即粗加工中完成的那一部分工艺过程称为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程称为一道工序。这种划分方法适用于加工后的变形较大，需粗、精加工分开的零。 按加工部位划分 即以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序，对于加工表面多而复杂的零件，可按其结构特点划分成多道工序。5.1零件加工顺序的安排在选定加工方法、划分工序后，我们要对加工顺序进行安排。零件的加工工序包括切削加工工序、热处理工序、辅助工序（包括表面处理、清洗和检验等），这些工序直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。因此我们要合理安排好箱体的切削加工、热处理和辅助工序顺序。5.1.1切削加工工序安排 切削加工工序安排原则包括基面先行原则、先粗后精原则、先主后次原则和先面后孔原则。根据以上的原则，对于主轴我们应该先加工端面，然后一端面作为定位基准再加工台阶轴的各部分外圆面。对于箱体我们首先要把B面先铣好，因为它他是后面加工的定位基准，但我们不采用数控机床加工，可以在普通的铣床上加工。接着我们要根据先粗后精原则和先主后次原则来加工个行孔，为了避免基准不重合引起的误差，我们先加工4650.2，接着先后加工加工150H7行孔，接着先后铣面350、面320、面380、然后镗140行孔、141.5行孔。但是要粗、精分开，粗镗半精镗精镗。5.1.2热处理工序安排 为了提高材料的力学性能、改善材料的切削加工性和消除工件的内应力，箱体在加工之前要进行正火热处理，可以消除在毛坯制造时产生的残余应力，改善组织。在箱体加工时，难免要产生内应力，这样会引起工件变形，影响加工质量，但是箱体的加工周期比较长，所以在加工过程中，产生的内应力比较小，我们不需要对工件进行消除残余应力热处理，在加工完成后，进行时效处理就可以了。5.1.3辅助工序安排辅助工序主要包括：检验、清洗、去毛刺、去磁、倒棱角、涂防锈油和平衡。其中检测工序是主要的辅助工序，是保证箱体加工质量的主要措施之一。一般安排在粗加工全部结束后，精加工之前、重要的工序之后、工件在不同车间之间转移前后和工件全部加工结束后。所以在箱体各行孔粗镗全部结束后，安排检验，在各行孔半精镗之后，安排全面清理加工中引起的飞边、毛刺清理、清理干净内腔铁屑和杂物，之后，也要进行检验。精镗之后也要进行清理和检验。5.2数控加工工序设计数控加工工艺路线确定之后，各道工序的加工内容已基本确定，接下来便可以着手数控加工工序的设计。数控加工工序设计主要任务实为每一道工序选择机床、夹具、刀具及量具，确定定位夹紧方案、走刀路线与工步顺序、加工余量、工序尺寸及其
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