【毕业设计】数控机床轴类零件的加工设计及发展途径 ㊣ 精品文档 值得下载

可用两顶尖装夹。

该装夹方式适用于多序加工或精加工。

用卡盘和顶尖装夹。

当车削质量较大的工件时要段用卡盘夹住，另段用后顶尖支撑。

这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。

用心轴装夹。

当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。

这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。

确定合理的装夹方式装夹方法先用三爪自定心卡盘毛坯左端，加工右端达到工件精度要求再工件调头，用三爪自定心卡盘毛坯右端，再加工左端达到工件精度要求。

长春职业技术学院毕业论文设计专用纸第章刀具及切削用量选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切关系。

在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。

般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。

选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度制造和磨刀成本来选择。

复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。

对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，般取。

对于装刀换刀和调刀比较复杂的多刀机床组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。

车间内工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当工序单位时间内所分担到的全厂开支较大时，刀具寿命也应选得低些。

大件精加工时，为保证至少完成次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。

与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。

数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料如高速钢超细粒度硬质合金并使用可转位刀片。

选择数控车削用刀具数控车削车刀常用的般分成型车刀尖形车刀圆弧形车刀以及三类。

成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。

数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀非矩形车槽刀和螺纹刀等。

在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。

尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。

这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如内外圆车刀左右端面车刀切槽切断车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。

尖形车刀几何参数主要是几何角度的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点如加工路线加工干涉等进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。

二是圆弧形车刀。

圆弧形车刀是以圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。

该车刀圆弧刃每点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。

圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接凹形的成型面。

选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削长春职业技术学院毕业论文设计专用纸刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。

设置刀点和换刀点刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢所以在程序执行的开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。

此起始点般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。

在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。

对刀点设置原则是便于数值处理和简化程序编制。

易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。

对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，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准或工艺基谁上。

实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即刀位点与对刀点的重合。

所谓刀位点是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。

平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点。

球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。

用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。

而有些工厂采用光学对刀镜对刀仪自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。

加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。

所谓换刀点是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。

确定切削用量数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。

切削用量包括主轴转速背吃刀量及进给速度等。

对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。

切削用量的选择原则是保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。

沈阳广播电视大学综合实训报告第页共页第章典型轴类零件的加工轴类零件加工工艺分析技术要求轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度，轴向般要求不高。

轴颈的直径公差等级通常为，几何形状精度主要基于高性能的平台上不仅可以完成数控系统的基本功能如信息处理刀补计算插补计算加减速控制等和开关量控制功能内装，而且还可以完成伺服控制功能。

这样，以前由完成的数字化伺服控制功能如位置控制速度控制矢量变换控制等均可由中的完成，从而实现内装式伺服控制，这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模，而且还大幅度缩小了伺服控制部分硬件规模。

这种具有内装和内装伺服控制的全软件化集成式数控系统，其硬件规模将达到最小化，整个数控系统除个平台外，剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。

这既有效提高了系统可靠性，又消除了信息传递瓶颈，提高了系统性能，同时还可显著降低系统成本，使系统包括电机售价将可降至现有数控系统的半左右。

显然，这种高性能高可靠性低成本的新型数控系统将具有极强的竞争力，有望为开创中国数控的新局面作出贡献。

此外，集成化数控系统还有大优点，就是容易实现开放式结构。

这是因为，这种系统的硬件本身已经是完全开放的，构成开放式数控系统的工作完全在软件上，只要制定好标准和协议，从信息处理轨迹插补加减速控制开关量控制到伺服控制都可以实现开放，从而可大大方便用户的使用。

推进数控功能部件的专业化生产沈阳广播电视大学综合实训报告第页共页解决数控系统问题后，如何实现数控机床的模块化设计与制造便是我国机床制造企业快速响应市场需求，在竞争中获胜的另关键。

要实现数控机床的模块化设计制造，必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。

目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。

因此，在今后的若干年内，我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。

其要点如下新型永磁电主轴单元电主轴已成为国际市场上最热门的数控机床功能部件。

但目前这类产品几乎都为感应异步型，存在以下突出问题转子上存在绕组，有大电流流过，因此转子发热严重，直接影响主轴精度低速出力小且转矩脉动大，难以满足宽范围切削要求效率和功率因素低，不仅电机体积和重量大而且要求逆变器容量大耗能多④控制系统复杂成本高。

因此，利用我国稀土永磁材料的优势，开发新型大功率高效率宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元，将可有效解决现有电主轴存在的问题，形成具有中国特色的新代电主轴产品。

由于永磁电主轴的机械结构和控制系统都较感应异步型电主轴简单，因此易于进行专业化大规模生产。

当然，这还要攻克主轴支承陶瓷轴承流体动静压轴承磁悬浮轴承技术高精度高速动平衡技术高速驱动检测与控制技术高可靠性安全保证技术等关键技术。

廉价的高性能伺服系统目前，套进给交流伺服系统驱动器电机的价格般都在万元以上，主轴伺服系统的价格高达数万元，已成为降低国产数控机床成本的大障碍。

因此，应配合新型集成化国产数控系统的发展，大力开发廉价的高性能内装式伺服系统。

由于内装式伺服的硬件部分只有电机和功率接口，充分利用我国的永磁资源优势，通过专业化生产可以把电机的造价降下来，而采用智能化的模块作为功率接口也很便宜，因此将内装式进给伺服的价格控制在数千元以内，将内装式主轴伺服的价格控制在万元以内，将是完全可能的。

直线交流伺服系统直线交流伺服系统是下世纪数控机床不可缺少的功能部件，目前我国还没有成熟产品，因此应加强研究开发和推广应用。

考虑到常规机床的防磁问题较难解决，而并联机床的防磁相对容易，因此可为常规结构机床开发感应异步型直线电机，为并联结构机床开发永磁同步型直线电机，从而扬长避短，构成符合实际应用要求的新型高速高精度进给系统。

在此基础上，可进步开发将驱动与支承合二为的磁悬浮工作台。

零传动数控转台与摆头数控转台与摆头是多坐标数控机床的关键部件，传统的采用高精度蜗杆蜗轮等传动的转台与摆头不仅制造难度大成本高，而且难以达到高速加工所需的速度和精度，因而必须另辟蹊径开发新型零传动无机械传动链数控转台沈阳广播电视大学综合实训报告第页共页和摆头，以促进我国高速高精度多坐标数控机床的发展。

高速高精度检测装置高速高精度是下世纪数控机床发展的主题，这不但需要高性能的控制和驱动，同时还需要高品质的检测环节，因此应在现有技术基础上，进步开发以上精度的高速以上线位移传感器和万脉冲的角位移传感器，此类技术国外对我国是封锁的。

加速数控机床的全国产化，打好市场翻身仗数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。

在上述总体战略指导下，采取抓两头低价位数控机床和高速高效数控机床带中间普通数控机床促重型重型关键装备的方针，将是在国内市场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军，最终打赢国产数控机床市场翻身仗的种有效战术和策略。

关于普通数控机床的发展已有许多文章作了专门论述，因此下面仅就低价位数控机床高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题作讨论。

大力发展低价位数控机床低价位机床是功能满足用户要求无功能浪费技术指标适中可靠性好价格便宜的普及型数控机床。

这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之，也是国内众多用户渴求的产品，其市场前景相当广阔。

然而，如果采用国外数控系统包括伺服按照传统思路来发展低价位机床，是很难将价格降至广大用户所能接受的水平的。

因此，采用本文提出的新型集成化国产数控系统来发展高性能的低价位数控机床，将是条最有希望成功的道路。

只要有定批量，由此构成的全国