数控车床主轴和箱体加工编程

1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。2ABSTRACTOREANDALONGWITHTHEADVANCEOFSOCIETY,THEDEVELOPMENTOFMANUFACTURINGINDUSTRYISMMOREQUICK,THETECHNICALEQUIPMENTOFNUMERICALCONTROLOFNUMERICALCONTROLISTOMAKEINDUSTRIALMODERNIMPORTANTFOUNDATIONWHETHERDIRECTLYAFFECTAECONOMYOFCOUNTRYSTRONGLYDEVELOPTHISFOUNDATIONWITHTHECOUNTRYSCOMPREHENSIVEPOWER,CONCERNASTRATEGICPOSITIONOFCOUNTRYTHEREFOREONWORLD,EACHINDUSTRIALDEVELOPEDCOUNTRIESADOPTSSIGNIFICANTMEASURETODEVELOPTHEOWNTECHNICALANDITSESTATEOFNUMERICALCONTROLINRECENTYEARS,HAVEGOTTENFAIRLYBIGADVANCETHEDEVELOPMENTOFNUMERICALCONTROLOFMACHINETOOLISVERYRAPID,ISTHEIMPORTANTPARTOFTHEMACHINETOOLOFNUMERICALCONTROL,THEDESIGNOFTHECASEOFMAINSHAFTUPDATEALSOMOREANDMORERAPIDWHATIDESIGNISTHATTHECASECASINGPROCESSINGTECHNOLOGYASWELLASPROGRAMMINGOFNUMERICALCONTROLOFMACHINETOOLOFMAINSHAFTHAVEINWHICHBEENCONCERNEDWITHTHEOPTIONOFCUTTINGTOOL,MEASURINGTOOL,BLANKANDLOCATIONSTANDARDETCINCASINGPROCESSINGDESIGNDRAWINGISTHETWOBLUEPRINTSNO0ANDABLUEPRINTNO1ANDTWOBLUEPRINTSNO2KEYWORDNUMBERCONTROLTOPROCESSTHECRAFT、COUNTTOCONTROLTOWEAVETHEDISTANCE、FIXEDPOSITIONBASIS、PRINCIPALAXISBOX、CRAFTPLAITDISTANCE。目录3摘要1ABSTRACT2第一章绪论5第二章数控加工概念621高速、高效、高精度、高可靠性8第三章数控车床931数控车床的组成932数控车床的特点1133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1541毛坯的选择1842确定数控加工内容18443数控加工零件的工艺性分析1844定位基准的选择19441精基准的选择19442粗基准的选择1945加工方法的选择2046刀具的选择21461数控车刀的类型与刀片选择2147夹具的选择2148量具的选择2249数控加工工艺路线设计22491外圆表面的加工方法的选择22第五章工序的划分24551加工顺序的安排25511切削加工工序安排25512热处理工序安排25513辅助工序安排2652数控加工工序设计2653走刀路线和工步顺序的确定2654主轴机械加工工艺规程卡片2755主轴的工艺分析2756箱体机械加工工艺规程卡片2757箱体的工艺分析28第六章数控加工程序2961主轴数控加工程序29662箱体数控加工部分的程序31621安装面的数控加工31622主轴孔的数控加工程序33第七章毕业设计总结3771成本分析3772经济效益分析3773前景预测37结论38参考文献39致谢40附录1专题41附录2外文翻译（外文部分）497附录3外文翻译（中文部分）62附录4主轴机械加工工艺卡片69附录5主轴箱机械加工工艺卡片70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8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。9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。21、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/MIN）、高速且高加/减速度的进给运动10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01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。47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。241）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。48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557我选择杠杆千分表，游标卡尺49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。491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25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26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。2751零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。511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46502，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、1415行孔。但是要粗、精分开，粗镗半精镗精镗。512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。513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。2852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、工序尺寸及其公差、切削用量和工时定额等，为编制加工程序做好充分准备。53走刀路线和工步顺序的确定走刀路线是刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，而且反映了工步的顺序。箱体的数控加工主要是个行孔的加工，加工时镗杆要从内孔的母线切入，我们采用工件进给。工步顺序是指同一道工序中，各个表面加工的先后顺序。它对零件的加工质量、加工效率和数控加工中的走刀路线由直接影响，我们要应根据零件的结构特点和工序的加工要求等合理安排。工步的划分与安排一般可随走道路线来进行，在确定走刀路线主要考虑一下几点对点位加工的数控机床，如钻、镗床，要尽可能缩短走刀路线，以减少空程时间，提高加工效率。为保证工件轮廓表面加工后粗糙度的要求，最终轮廓应安排最后一次走刀连续工作。刀具的进退刀路线要尽量避免在轮廓处停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕。54主轴机械加工工艺规程卡片（见附录4）卡片上详细写出牵引部箱体的加工工艺规程，加工时按照卡片上的工序加工，严格保证加工精度。55主轴的工艺分析1）毛坯锻造后，首先安排正火处理，一消除锻造应力、细化晶粒、降低硬度、改善切削性能。2）粗加工后安排调质处理，获得均匀细致的回火索氏提组织，提高零件的综合性能，以便在表面淬火时，得到均匀细致的硬化层。同时消除粗加工中产生的内应力。293）对有相对运动的轴颈表面和经常装卸工具的的安装表面淬火处理，以提高其耐磨性。表面淬火处理应安排在磨削加工之前。4）粗加工阶段完成铣面、钻中心孔、粗车外圆等。5）半精加工阶段完成半精车外圆、钻大小头端面上各孔、精车外圆等。6）精加工阶段完成粗磨外圆、精摸外圆等。7）外圆表面的加工顺序，先加工小直径外圆，后加工大直径外圆，以免一开始就降低了工件的刚度。8）主轴上的键槽等次要表面加工，一般都应安排在外圆精车或粗磨之后进行，否则不仅在精车是造成断续切削而产生的震动，影响加工质量，易损坏刀具，而且键槽的尺寸要求难以保证。对主轴上的螺纹和不淬火部位的精密小孔等，为减小其变形，最好安排在淬火后加工。56箱体机械加工工艺规程卡片（见附录5）57箱体的工艺分析1）铸件必须进行时效处理，以消除应力。有条件时应在露天放一年以上再加工。2）为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件的主要定位基准集中在底面上。3）镗孔时，在可能的条件下尽量采用“支撑镗削”方法，以增加镗杆的刚性，提高加工精度。对直径较小的孔，应采用钻、扩、铰加工方法。为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再加工其他孔的方法。4）为了提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精镗分开进行。5）孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。6）同一轴线上的孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。7）各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过检验心轴进行测量。8）数控加工时各孔的正确位置是靠手动控制坐标来完成的，为更好地保证加工质量，单件小批量生产时也可采用组合夹具镗模进行加工；批量较大时，应采用专用镗模进行加工。9）非加工表面进行喷丸处理。3031第六章数控加工程序根据零件的特点查机械加工工艺师手册，主轴的数控加工机床我选择CSK6163数控车床。主轴箱的数控加工我选择ZBTK8216型数控卧式镗床。数控程序的编制我采用计算机辅助编程软件是FANUC6T系统。61主轴数控加工程序该零件为轴类零件，根据加工要求，选用两把刀具。1号刀为外圆车刀，2号刀为切槽刀。采用对到仪对刀。零件图如图61图61刀具卡片如下（表61）32刀具卡片刀具号刀具类型补偿量备注说明T1车刀H1T2切槽刀H2表61该零件的加工程序如下O0001N10G92X250Z900。N20S630M03。N30T1M06。N40M08。N50G00X77Z720。N60G01U0W29F150。N70X85W0。N80U0W118。N90X90W0。N100U0W134。N110X95W0。N120U0W170。N130X100W0。N140U0W200。N150X110W0。N160U0W3。N170X142W0。N180U0W42。N190X126W0。N200U0W10。N210X86W0。N220U0W13。N230G00X250。N240Z900M05M09。N250T2M06M08。33N260G00X95。N270Z691。N280G01X74W0F10。N290G04U50。N300G00X110W0。N310U0W142。N320G01X86W0F10。N330G04U50。N340G00X120W0。N350U0W324。N360G01X96W0F10。N370G04U50。N380G00X130。N390X250Z900M05M09N400M02。62箱体数控加工部分的程序对于凹形槽封闭轮廓类零件，为了保证铣削凹形侧面时能达到图样要求的表面粗糙度，应一次走刀连续加工而成。铣削外轮廓表面时铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲线的延长线切向切入和切出零件表面，而不应沿法向直接切入零件，以免加工表面留下刀痕。该箱体有两部分是数控车床加工。621安装面的数控加工此加工工序是主轴箱箱体与机床床身的连接部分的加工。加工的质量直接影响到机床的加工精度。此到工序是以465尺寸左面为基面；工件压在工作台一角位置，找正A面在01以内，精铣A、B面（B面的精加工用30立铣刀侧刃加工，不许有接刀痕，吃刀深度02MM）粗糙度达RA32,平面度达005MM。加工时以图上O点为原点进行加工，加工零件如图62。34图62刀具卡片如下表（表62）刀具卡片刀具号刀具类型补偿量备注说明T1铣刀H130表62数控加工程序如下O0002N10T1M06。N20G54G90N30G00X0Y0Z100。N40M03。N50G00X10Y20。N60G01Z02F60。N70Y480。N80X31。N90Y15。35N100X52。N110Y480。N120X73。N130Y20。N140G00Z5。N150X274。N160Y480。N170X294。N180Y15。N190X314。N200Y480。N210X323。N220Y20。N230Z78。N240Y490。N250Z158。N260Y20。N270Z238。N280Y490。N290Z35。N300G00Z50。N310M30。622主轴孔的数控加工程序此加工工序是主轴孔的加工，这道工序是主轴箱体加工精度要求最高的一项。它涉及到机床安装以后使用时的加工精度。此道工序是以A面为基面、B面导向、保证B面与主轴孔平行002，上高等垫片，300（0，01）至300（0，005）。5001尺寸达50005MM。保证深度尺寸115（02，01）。精镗1415过孔至尺寸，精镗140、150孔。孔径公差按轴承尺寸配镗。加工时原点为图三O点。加工零件如图63。36图63刀具卡片如下（表63）刀具卡片刀具号刀具类型补偿量备注说明T1铣刀H130表63该零件的数控加工程序如下O0003N10G54G90G00X0Y0Z50。N20Z5S500M03。N30G01Z390F150。N40G42X70F60。N50G03X70Y0I140J0。N60X70Y0I140J0。N70G01Z410。N80G03X70Y0I140J0。N90X70Y0I140J0。37N100G01Z430。N110G03X70Y0I140J0。N120X70Y0I140J0。N130G01Z450。N140G03X70Y0I140J0。N150X70Y0I140J0。N160G01Z470。N170G03X70Y0I140J0。N180X70Y0I140J0。N190G01G40X0Y0。N200Z140F150。N210G42X7075Y0F60。N220G03X7075Y0I1415J0。N230X7075Y0I1415J0。N240G40G01X0Y0。N250Z20F150。N260G42X75Y0F60。N270G03X75Y0I150J0。N280X75Y0I150J0。N290G01Z40。N300G03X75Y0I150J0。N310X75Y0I150J0。N320G01Z60。N330G03X75Y0I150J0。N340X75Y0I150J0。N350G01Z80。N360G03X75Y0I150J0。N370X75Y0I150J0。N380G01Z100。N390G03X75Y0I150J0。N400X75Y0I150J0。N410G01Z115。N420G03X75Y0I150J0。38N430X75Y0I150J0。N440G40G01X0Y0。N450Z5F150。N460G00Z50。N470M30。39第七章毕业设计总结71成本分析本产品属于大批量生产，可以降低成本，而且材料为铸铁，价格相对而言比较低廉。加工工艺比较简单，利于工人操作，接生工人工时，间接的节省时间，也就减少了成本，因此，在市场竞争中低成本利于企业的发展，利于占有市场。72经济效益分析在我国，数控机床是个发展趋势，以后将是数控机床的天下，因此，对数控机床的需求也越来越大，主轴箱做为数控机床的重要零件，我设计的主轴箱箱体工艺简单明了，利于操作，对于工厂工人而言，特别方便，而且编程只要工人几天就可以实际操作，经济实惠。便于推广，在工厂中实用性很大。现在工厂使用的工艺和编程内容复杂，不利于掌握，对于工人而言，增加了劳动，浪费了时间，我出于节省劳动力，节省时间，降低成本出发，做了这个毕业设计，相信会对数控机床主轴箱的发展出一点力。73前景预测随着社会的进步，工业发展占有越来越重要的位置了，作为工业的重要部分，机床的发展，是工业发展的动力，数控机床的出现是机床发展的新纪元。作为数控机床的重要部分主轴箱的发展也是越来越快，从老式的笨重复杂，到现在的简单小巧。主轴箱的进步是随着数控机床一起的，我国现在工厂里的主轴箱加工，相对来说，不是尽善尽美。相对别的国家而言，工艺比较复杂难懂，编程比较麻烦。因此，在我国一些工厂都是进口外国机床直接配套的工艺和编程，而我国的机床工艺和编程发展缓慢。出于上述的情况，我设计了主轴箱的工艺和编程，如果能把我的设计投放到生产中，我想一定会创造一定的经济效益，为祖国的数控机床事业作出贡献的。40结论为期三个月的毕业设计结束了，在本次设计中，我查了大量的资料，在网上也搜索了很多相关数控机床主轴箱的内容，在我设计困难的时候，我得到了我的导师和多位院里老师的指导和帮助，同学们也给了我很大的支持，因此，我的设计与老师同学的帮助是分不开的，在这里，我对帮助过我顺利完成毕业设计的老师和同学表示真挚的感谢。我的实际题目是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。在本次设计中，我设计了主轴箱的数控加工工艺，主轴箱的数控加工编程。我的工作是在机械厂工作，因此，本次毕业设计对我而言，非常重要。既是对我大学四年的学习总结，也是为以后在工厂工作打下基础。在本次设计中，在老师的指导下，我完成了主轴和主轴箱加工的数控编程，学习了新的知识，很感谢学校为我创造这个学习设计的机会。本次设计中，我查阅了大量的书籍，在此，对所有机械书籍的作者表示感谢。没有他们的辛勤劳动，不可能完成我的毕业设计。由于我的知识有限，而且设计中涉及了编程的知识，因此，有很多缺点和错误，希望答辩时专家和老师们能给我指出，对此表示感谢。参考文献411许镇宇机械零件北京高等教育出版社，1983；2孔庆复计算机辅助设计与制造哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，1994；3雷宏机械工程基础哈尔滨黑龙江出版社2002；4王中发实用机械设计北京北京理工大学出版社1998；5唐宗军机械制造基础大连机械工业出版社1997；6吴祖育，秦鹏飞数控机床上海上海科学技术出版社2003；7许翔泰，刘艳芳数控加工编程实用技术北京机械工业出版社2000；8吴明友数控机床加工技术东南大学出版社江苏2000；9王宝成现代数控机床天津天津科学技术出版社，2000；10廖效果，朱启俅数字控制机床江西华中科技大学出版社，2002；11王卫兵数控编程100例机械工业出版社，2004；12张树森机械工程学辽宁；东北大学出版社，2001；13应云天俄文翻译手册北京高等教育出版社，1999；14金蓓数控加工的编程技巧航空精密制造技术成都2002，2；15邓星钟机电传动控制第三版武汉华中科技大学出版社,2001；16董献坤数控机床结构与编程机械工业出版1997；17曹琰数控机床应用与维修北京电子工业出版社，1994；18李福生等实用数控机床技术手册北京北京出版社，1993；19王爱玲等实用数控与编程技术北京国防工业出版社，1993；致谢在本次设计过程中，得到了张振金老师和刘荣滨老师（毕业设计指导老师）的大力帮助。在这，首先向张老师和刘老师表示最真挚的感谢感谢他在百忙之中多次利用休息时间耐心的给予指导与帮助与此同时，机械工程学院机制教研室的全体老师和沈阳机床厂的各位老师和师傅也给予了我热心42的指导与帮助，在此一并向帮助过我的老师和朋友们表示最真挚的谢意是你们的热心帮助，我能完成自己的毕业设计，完成四年的学习总结。在此，我祝愿母校能发展越来越好，尽快的升为大学，我能为自己为科院人而自豪，永远记得老师教我们的先做人再学习，在以后的工作中勤奋工作。附录1专题部分数控五轴技术及数控编程随着科学技术的发展，制造技术的进步，以及社会对产品质量和品种多样化的要求越来越加强烈。中、小批量生产的比重明显增加，要求现代数控机床成为一种高效率、高质量、高柔性和低成本的新一代制造设备。同时，43为了满足制造业向更高层次发展，为柔性制造单元，柔性制造系统，以及计算机集成制造系统提供基础设备，也要求数控机床向更高水平发展。这些要求主要由数字控制技术的发展来实现。数控技术体现在数控装置、伺服驱动系统、程序编制、机床主机和检测监控系统等方面。一、数控加工技术近代，大工业生产大量采用了刚性自动化。在汽车工业、拖拉机以及轻工业消费品生产方面。采用了大量的组合机床自动线、流水线；在标准件生产中采用了凸轮控制的专用机床和自动机床。这类机床适合于大批量生产，但是建立制造过程很难，所以更换产品，修改工艺要较长的时间和比较多的费用。由于产品多样化和产品更新，解决单件，小批量生产自动化迫在眉睫。航空、宇航、造船、电子等工艺对解决复杂型零件加工和高精度零件加工要求越来越高。这就使刚性自动化不能满足要求，柔性加工和柔性自动化也就迅速发展起来。数控机床是新型的自动化机床，它具有广泛通用性和很高的自动化程度。数控机床是实现柔性自动化最重要的装置，是发展柔性生产的基础。数控机床在下面一些零件的加工中，更能显示出它的优越性。它们是1）批量小而又多次生产的零件；2）几何形状复杂的零件；3）在加工过程中必须进行多种加工零件；4）切削余量大的零件；5）必须控制公差（即公差带范围小）的零件；6）工艺设计会变化的零件；7）加工过程中的错误回造成严重浪费的贵重零件；8）需全部检测的零件，等等。数控加工技术的特点1、提高生产率。数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比较。采用最佳切削参数和最佳走刀路线能缩短加工时间，从而提高生产率。2、稳定产品质量。采用数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品质量。它是按照程序自动加工不需要人工干预，而且加工精度还利用软件进行校正及补偿，因此，可以获得比机床本身精度还要高的加工精度及重复精度。3、有广泛的适应性和较大的灵活性。通过改变程序，就可以加工新品种的零件。能够完成很多普通机床难以完成，或者根本不能加工的复杂型面的零件的加工。4、可以实现一机多用。一些数控机床，例如加工中心，可以自动换刀。44一次装卡后，几乎能完成零件的全部加工部位的加工，节省了设备和厂房面积。5、提高经济效益。可以进行精确的成本计算和生产进度安排，减少在制品，加速资金周转，提高经济效益。6、不需要专用夹具。采用普通的通用夹具就能满足数控加工的要求，节省了专用夹具设计制造和存放的费用。7、大大地减轻了工人的劳动强度。数控机床是具有广泛的通用性而又具有很高自动化程度的全新型机床。它的控制系统不仅能控制机床各种动作的先后顺序，还能控制机床运动部件的运动速度，以及刀具相对工件的运动轨迹。数控机床是计算机辅助设计和制造，群控，柔性制造系统，计算机集成制造系统等柔性加工和柔性制造系统的基础。但是，数控机床的初投资及维修技术等费用较高，要求管理及操作人员的素质也较高。合理地选择及使用数控机床，可以降低企业的生产成本，提高经济效益和竞争能力。二、五轴加工技术五轴加工是在数控镗或数控铣的基础上，增加了自动换刀装置，使工件在一次装夹后，可以连续对工件自动进行钻孔、扩控、铰孔、攻螺纹、铣削等多加工的机床。加工中心一般带有自动分度回转工作台或主轴箱可自动改变角度，从而使工件一次装夹后，自动完成多个平面或多个角度位置的多工序加工，工序高度集中；加工中心能自动改变主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹；加工中心如果带有交换工作台，工件在工作位置的工作台上进行加工的同时，可在装卸位置的工作台上装卸工件，工作效率高。五轴数控加工技术可以在一次装夹中完成工件的全部机械加工工序，满足从粗加工到精加工的全部加工要求，即适用于单件小批量生产也适用于大批量生产，减少了加工时间和生产费用，提高了数控设备的生产能力和经济性。目前国际上五轴高速切削加工技术主要应用于汽车工业、模具行业、航空航天行业，尤其是在加工复杂曲面的领域、工件本身或刀具系统刚性要求较高的加工领域，显示了强大的功能。国内五轴高速切削加工技术的研究与应用始于20世纪90年代，应用于模具、航空航天和汽车工业。但采用的高速切削CNC机床、高速切削刀具和CAD/CAM软件等以进口为主。数控五轴高速切削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技术，45是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术。在常规切削加工中备受困惑的一系列问题通过五轴高速切削加工的应用得到了解决。其切削速度和进给速度比传统的切削加工速度高，切削机理发生了根本的变化。与传统切削加工相比，切削加工发生了本质的飞跃。其单位功率的金属切除率提高了3040、切削力降低了30、刀具的切削寿命提高了70、留于工件的切削热大幅度降低、低阶切削振动几乎消失。随着切削速度的提高，单位时间毛坯材料的去除率增加，切削时间减少，加工效率提高。缩短了产品的制造周期，增加了产品的市场竞争力。同时高速加工的小量快进使切削力减少，切屑的高速排除，减少了工件的切削力和热应力变形，提高了刚性差和薄壁零件切削加工的可能性。另外，由于切削力的降低，转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，而工件的表面粗糙度对低阶频率最为敏感，由此降低了表面粗糙度。在模具的高淬硬刚件（4565HRC）的加工过程中，采用高速切削可以取代电加工和磨削抛光的工序。避免了电极的制造和费时的电加工时间，大幅度减少了钳工的打磨与抛光量。一些市场上越来越需要的薄壁模具工件，高速铣削可顺利完成。而且在高速铣削CNC加工中心上，模具一次装夹可完成多工步加工。1、五轴高速加工切削的优点五轴高速加工切削系统主要由高速加工中心、高性能的刀具夹持系统、高速切削刀具、安全可靠的高速切削CAM软件系统，因此五轴高速加工是一项大的系统工程。随着切削刀具技术的进步，高速加工已应用于加工合金钢（硬度大于30HRC），广泛地应用在汽车和电子元件产品中的冲压模，注射模零件。高速加工的定义依赖于被加工的工件材料的类型。例如，高速加工合金钢采用的切削速度为500M/MIN，而这一速度在加工铝合金是常采用顺铣。2、五轴高速铣削加工机床五轴超高速切削技术是切削技术是切削加工的方向，也是时代发展的产物。高速切削技术是切削加工技术的主要发展方向之一，它随着CNC技术、微电子技术、新材料和新结构等基础技术的发展而迈尚更高的台阶。然而高速切削技术自身也存在着一些急待解决的问题，如高硬度材料的切削机理、刀具在载荷变化过程中的破损、建立高速切削数据库、开发适用于高速切削加工状态的监控技术和绿色制造技术等等。同时高速切削所用的CNC机床，车、铣、钻等刀具，CAD/CAM软件等技术含量高，价格昂贵，使得高速切削投资大，这在一定程度上制约了高速切削技术的推广应用。高速切削的高效应用要求机床系统中的部件都必须先进，主要表现在以下几个方面46A、机床结构的刚性。提供高速进给的驱动器（快进速度约40M/MIN，3D轮廓加工速度为10M/MIN），能够0410M/S的加速度和减速度。B、主轴和刀柄的刚性。1000050000转/MIN的转速，通过主轴压缩空气或冷却系统控制刀柄和主轴间的轴向间隙不大于0005MM。C、控制单元2和4位并行处理器，高的数据传输率，能够自动加减速。D、可靠性与加工工艺。提高机床的利用率和无人操作的可靠性，工艺模型有助于对切削条件和刀具寿命之间关系的理解。常见国内外五轴高速加工中心与传统普通数控机床相比，其机床结构、加工速度和性能更优秀，如德国的DMC85高速加工中心，采用直线电机和电主轴，其主轴转速达到30000转/MIN，进给速度达到120M/MIN，加速度超过1G（重力加速度）。五轴高速机床要求高的主轴单元和冷却系统、高刚性的机床结构、安全装置和监控系统、以及优良的静动力特性等，其技术含量高，机床制造难度大等特点。目前国内的高速机床其性能与国外相比还存在一定的差距。三、数控编程数控机床是按照事先编制好的工程序自动对工件进行加工的高效自动化设备。在数控机床上加工零件时，要把加工零件的全部工艺过程、工艺参数和位移数据，以信息的形式记率在控制介质上，用控制介质上的信息来控制机床，实现零件的全部加工过程。这里，我们把从零件图纸到获得数控机床所需控制介质的全部过程，称为程序编制。程序编制是数控加工的一项重要、工作，理想的加工程序不仅应保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时应该能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床安全可靠及高效地工作。数控机床程序编制的内容主要包括分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写程序单、制备控制介质及程序校验。其具体步骤与要求如下1、分析零件图纸首先要分析零件图纸。根据零件的材料、形状、尺寸、精度、毛坯形状和热处理要求等确定加工方案，选择合适的数控机床。2、工艺处理工艺处理涉及问题较多，需要考虑如下几点1）确定加工方案此时应按照能充分发挥数控机床功能的原则，使用合适的数控机床，确定合理的加工方法。472）刀具工夹具的设计和选择数控加工用刀具由加工方法、切削用量及其它与加工有关的因素来确定。数控机床具有刀具补偿功能和自动换刀功能。数控加工一般不需要专用的复杂的夹具。在设计和选择夹具时，应特别注意要迅速完成工件的定位和夹紧过程，以减少辅助时间。使用组合夹具，生产准备周期短，夹具零件可以反复使用，经济效益好。此外，所用夹具应便于安装，便于协调工件和机床坐标系的尺寸关系。3）选择对刀点程序编制时正确地选择对刀点是很重要的。“对刀点”是程序执行的起点，也称“程序原点”。对刀点的选择原则是所选对刀点，应使程序编制简单；对刀点应选择在容易找正、并在加工过程中便于检查的位置；引起的加工误差小。对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具或机床上。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基础或工艺基准上。4）确定加工路线加工路线的选择主要应该考虑尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产率；保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求；有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量。5）确定切削用量切削用量即切削深度和宽度，主轴转速及进给速度等。切削用量的具体数值应根据数控机床使用说明书的规定，被加工工件材料，加工工序以及其它工艺要求，并结合实际经验来确定。3、数学处理在工艺处理工作完成后，根据零件的几何尺寸，加工路线，计算数控机床所需的输入数据。一般数控系统都具有直线插补、圆弧插补和刀具补偿功能。对于加工由直线和圆弧组成的较简单的平面零件，只需计算出零件轮廓的相邻几何元素的交点或切点（称为基点）的坐标值。对于较复杂的零件或零件的集合形状与数控系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算。4、编写零件加工程序单在完成工艺处理和数值计算工作后，可以编写零件加工程序单，编写人员根据所使用数控系统的指令、程序段格式，逐段编写零件加工程序。编程人员要了解数控机床的性能、程序指令代码以及数控机床加工零件的过程，才能编写出正确的加工程序。5、制备控制介质及程序检验程序编好后，需制作控制介质。控制介质有穿孔纸带、穿孔卡、磁带、48软磁盘和硬磁盘等。早期为穿孔纸带，现在已被磁盘所代替。但是，规定的穿孔纸带代码标准没有变。在单件和多品种小批量产品生产模式下，产品品种复杂多样，个性化要求高，没有统一的流程。数控加工技术在这种生产模式中日益发挥巨大作用人。数控加工技术不仅可以提高产品的加工精度和品质，而且可以大大缩短产品的生产周期。一般来讲，数控加工技术中包括了数控加工机床、数控编程软件和数控设备管理软件。数控编程软件（软件）在提高机床加工精度和加工效率方面起着至关重要的作用。从目前数控加工设备的普及和发展情况来看，数控编程软件要具有如下特性。软件要操作简单，易学易用随着国内企业数控设备使用的不断普及，对数控编程人员的需求量也不断增加。那种需要长时间培训才能要输入或设置很多选项，过多的操作会给编程人员带来很大的压力，也带来了更多的出错几率。因此，操作简单、易学易用是数控编程软件普及的关键。要做到操作简单，易学易用不仅仅是软件界面的问题，更多涉及到的是软件的智能化处理算法。软件产生的刀具轨迹要保证高速、高精度和高效率数控加工技术是提高产品生产效率，缩短生产周期的关键手段。高速不仅仅是要求编程软件支持高速加工机床，也要求编程软件产生的刀具轨迹能够发挥普通数控机床的最高切削速度。在保证高精度的前提下尽量减少空走刀和重复走刀。这样