唐学勇轴类零件与设计及加工工艺分析.docVIP

1数控技术概述 数控技术的应用范围很广，而数控机床则是数控技术在机械行业中的应用，是机电一体化的典型产品。数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动对工件进行加工。凡是采用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的方法，均称为数控，数控加工是一种具有高效率、高精度与高柔性特点的自动化加工方法，可有效解决复杂、精密、小批量多变量零件的加工问题，充分适应现代化生产的需要，数控加工必须由控制机床来实现。 1.1 数控加工简介 一、高速加工技术发展迅速 高速加工技术发展迅速，在高档数控机床中得到广泛应用。应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术，优化机床结构，采用高性能功能部件，移动部件轻量化，减少运动惯性。在刀具材料和结构的支持下，从单一的刀具切削高速加工，发展到机床加工全面高速化，如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转；快速移动速度从每分钟十几米发展到几十米和超过百米；换刀时间从十几秒下降到10秒、3秒、1秒以下，换刀速度加快了几倍到十几倍。应用高速加工技术达到缩短切削时间和辅助时间，从而实现加工制造的高质量和高效率。 二、精密加工技术有所突破 通过机床结构优化、制造和装配的精化，数控系统和伺服控制的精密化，高精度功能部件的采用和温度、振动误差补偿技术的应用等，从而提高机床加工的几何精度、运动精度，减少形位误差、表面粗糙度。加工精度平均每8年提高1倍，从1950年至2000年50年内提升100倍。目前，精密数控机床的重复定位精度可以达到1μm，进入亚微米超精加工时代。 三技术集成和技术复合趋势明显 技术集成和技术复合是数控机床技术最活跃的发展趋势之一，如工序复合型——车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工技术复合，跨加工类别技术复合——金切与激光、冲压与激光、金属烧结与镜面切削复合等，目前已由机加工复合发展到非机加工复合，进而发展到零件制造和管理信息及应用软件的兼容，目的在于实现复杂形状零件的全部加工及生产过程集约化管理。技术集成和复合形成了新一类机床——复合加工机床，并呈现出复合机床多样性的创新结构。 四数字化控制技术进入了智能化的新阶段 数字化控制技术发展经历了三个阶段:数字化控制技术对机床单机控制；集合生产管理信息形成生产过程自动控制；生产过程远程控制，实现网络化和无人化工厂的智能化新阶段。智能化指工作过程智能化，利用计算机、信息、网络等智能化技术有机结合，对数控机床加工过程实行智能监控和人工智能自动编程等。加工过程智能监控可以实现工件装卡定位自动找正，刀具直径和长度误差测量，加工过程刀具磨损和破损诊断、零件装卸物流监控，自动进行补偿、调整、自动更换刀具等，智能监控系统对机床的机械、电气、液压系统出现故障自动诊断、报警、故障显示等，直至停机处理。随着网络技术的发展，远程故障诊断专家智能系统开始应用。数控系统具有在线技术后援和在线服务后援。人工智能自动编程系统能按机床加工要求对零件进行自动加工。在线服务可以根据用户要求随时接通INTERNET接受远程服务。采用智能技术来实现与管理信息融合下的重构优化的智能决策、过程适应控制、误差补偿智能控制、故障自诊断和智能维护等功能，大大提高成形和加工精度、提高制造效率。信息化技术在制造系统上的应用，发展成柔性制造单元和智能网络工厂，并进一步向制造系统可重组的方向发展。 五极端制造扩张新的技术领域 极端制造技术是指极大型、极微型、极精密型等极端条件下的制造技术。极端制造技术是数控机床技术发展的重要方向。重点研究微纳机电系统的制造技术，超精密制造、巨型系统制造等相关的数控制造技术、检测技术及相关的数控机床研制，如微型、高精度、远程控制手术机器人的制造技术和应用；应用于制造大型电站设备、大型舰船和航空航天设备的重型、超重型数控机床的研制；IT产业等高新技术的发展需要超精细加工和微纳米级加工技术，研制适应微小尺寸的微纳米级加工新一代微型数控机床和特种加工机床；极端制造领域的复合机床的研制等 1.2 数控加工遵循的一般原则 数控加工具有自动化程度高、加工质量稳定、可以实现多轴联动、工序集中、工人劳动强度低等优点，但数控加工也存在投资大、加工费用高、技术要求高等缺陷。所以应根据工厂的实际情况全面考虑，一般可参考以下原则： 1、形状复杂、加工面多、加工量大、生产批量较小的零件。 2、普通机床无法加工，或需要使用复杂工装才能加工的零件表面。 3、加工精度要求高的零件。 4、零件上某些尺寸难以测量和控制的情况。 5、零件一次装夹，可完成铣、镗、钻、铰、攻螺纹等多种操作的情况。 1.3 数控加工的步骤 通过了解产品的工艺性和公差等级，在初步明确设计要求的基础上，可以将步骤进行设计方案的论证。 1、分析零件图样 根据任务书，画出零件图，并对工件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、刀