我国车削中心发展情况和典型毕业论文(编辑修改稿)

我国车削中心发展情况和典型毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

圈 3 由油缸控制同时与齿圈 齿圈 2 啮合时，实现固 定角度的定位及锁紧，定位精度达 2’以内；当齿圈脱离，摩擦环处于锁紧状态时，可实现任意位置的锁紧；当齿圈脱离，摩擦环处于放松状态时， B 轴可与其他轴实现联动插补。 图 15数控 B 轴结构 Z 轴形式 ( 1) 机械预载双齿轮消隙。 传动链采用一分二形式，主链的 2个斜齿轮角度相同但旋向相反，分别与二支链斜齿轮啮合。 主链斜齿轮可轴向移动，带动支链输出小齿轮反向旋转，与齿条异侧齿面接触产生内作用力，即可消除间隙。 控制主链斜齿轮移动作用力的大小即 可控制传动刚度。 优点是成本较低，采用检测元件反馈后可实现较高的定位精度，但由于传动链零件要求较高，调整维护不便。 ( 2) 双电动机预载消隙。 原理同 C轴的双驱消隙方式，传动链采用主、副双传动链形式，共同作用于 Z 轴齿条异侧齿面。 优点是结构简单，调整方便准确，通过数控系统可灵活地控制双传动链内部张力，提高传动刚度及定位的准确性。 Y 轴形式 为配合动力刀具加工所需，根据原理不同可采用实 y轴与虚拟 Y 轴两种形式 ( 1) 实 Y轴。 借鉴镗铣床结构并结合车削中心特点而开发，为立柱形式。 受整机结构限制少，有利于 Y 轴行程的扩大及对不同加工模块的配置。 拖板 ( 箱体 ) 结构可采用前置、偏重庆航天职业学院毕业论文 ７ 置、箱中箱等形式。 ( 2) 虚拟 Y 轴。 如图 5所示，刀架运动方向与 X运动方向有一固定夹角 d，双向运动合成后产生 y 向运动。 虚拟 Y 轴可单独使用，也可与其他轴实现插补联动，但 Y 轴行程有限，受整机结构限制较大。 图 16虚拟 Y轴 切削系统 根据加工对象的特点及复杂性，车削中心可采用不同的切削系统，主要有刀盘式动力刀架、集中式多功能立柱、交换式刀具单元，需综合衡量机床、 工件 、切削系统等多方面因素才能组合出最优加工方案。 ( 1) 刀盘式动力刀架。 刀盘可安装车刀座、动力刀具，刀具柄部接口标准主要采用DIN69880，安装位有 8～ 12 个。 动力传递接口主要有 DINl 80 DI N5480、 DI N5482 等型式。 刀具由伺服电动机驱动，采用各种动力刀具后，可满足车、铣、钻、铣、铰孔、攻丝、磨削等加工。 刀盘式动力刀架常与虚拟 Y 轴结合，可满足小范围的加工。 如图 6 所示。 重庆航天职业学院毕业论文 ８ 图 17 刀盘式动力刀架 ( 2) 集中式多功能立柱。 与镗铣床的立柱结构不同，集中式多功能立柱采用模块化设计，可根据不同要求，安装车刀架模块、刀板模块、镗削模块、磨削模块、铣削模块，也可安装双摆角数控万能铣头。 立柱采用 B 轴动力回转结构、 Y 轴结构产生旋转运动及直线运动，使刀具相对工件轴线到达所需角度和高度。 ( 3) 交换式切削单元。 各种切削单元固定于床身一侧，大拖板上布置有交换装置，当需要某种切削功能时，大拖板自动移至相应切削单元位置，通过交换机构交换该切削单元并自动锁紧，以实现交换的全自动化。 3. 发展趋势 经过 30余年的发展，我国车 削中心技术逐步发展成熟，主要发展趋势如下。 ( 1) 机床配置多样化。 受行业发展不一的影响，用户对零件加工的精度、效率及成本等的要求多样，因此需要重视大重型车削中心功能与价格的合理匹配关系，以解决售价昂贵的问题。 根据用户的不同要求，选择适合的关键结构和配置组合成具有不同侧重点的车削中心。 若加工能力不强，效率要求不高，尺寸范围不大，可选用复合 C，轴 +机械预载双齿轮消隙 Z轴 +刀盘式动力刀架 +模块式角度可变动力刀具 +虚拟 Y轴型式，采用手动换刀；反之，可选用双驱独立 Cr 轴 +双电动机预载消隙 Z轴 +数控 B轴 +集中式多 功能立柱 +实 Y轴形式 +刀库型式。 ( 2) 工艺范围更灵活。 通过增加新型功能模块，扩展了更多加工、检测方法，如滚齿轮、多轴车削等，可以使复杂零件的所有加工真正做到完整、统一。 ( 3) 加工效率更高。 通过优化总体布局，改进功能组合，以达到效率的提高。 如采用双重庆航天职业学院毕业论文 ９ 拖板、双刀具系统，把车削功能以及其他功能分别布置于不同拖板上，达到发挥各模块最大加工能力的目的。 ( 4) 加工零件大型化，结构复杂化。 大型零件的调整、安装受到工件质量、结构的严格限制，非常不便，而大重型车削中心可以减少上述过程的操作难度和时间，工件愈 大这种优势愈明显；因此，目前车削中心正向大型化发展。 （ 5）作为机、电、液、气紧密集成的高端复杂装备，近年来通过引进技术、消化创新、集成创新和原始创新等方式，已掌握部分关键技术。 国产大重型车削中心在稳定性、复合性能、精度、环保、数控技术、智能化及效率上已达到较高的水平，但与已历经几代技术发展的进口设备相比还有一定差距。 针对我国工业基础薄弱的情况，国产大重型车削中心要达到国际先进水平就必须持续跟进，在机床结构、温度、震动控制、噪声控制、动态控制及数控应用等方面不断研发改进，使国产大重型车削中心技术不得到提高， 带动我国高档数控装备达到新的提升。 重庆航天职业学院毕业论文 １０ 第二章 典型零件数控编程 本设计要求操作人员根据如图 1所示的零件图，通过图样分析、工艺分析、加工用量的选择、程序的编制完成工件的仿真加工。 图 21 零件图 45钢 图 22 立体图 重庆航天职业学院毕业论文 １１ 2 图样分析 在图样分析中，首先要正确分析零件图，确定零件的加工部位与顺序，并根据零件图的技术要求，分析零件的形状、基准面、尺寸公差和粗糙度 要求等。 图面分析 如图 11所示的零件是典型的方圆结合类零件，通过对此零件图的分析可知道：此零件的外轮廓圆台、正方圆弧凸台、三角凸台。 虽然该零件轨迹曲线不太复杂，但有着严格的几何精度要求，必须保证其尺寸精度和几何精度，所以加工难度较大。 精度分析 (1)尺寸精度 如图 1 所示的零件中精度要求较高的尺寸主要有六边形和整圆尺寸的加工误差为 对于尺寸精度要求，主要通过加工过程中的精确对刀，正确选用刀具的磨损量和正确选用合适的加工工艺等措施来保证。 （ 2）形位精度 如图 1所示的零件 中主要的形位精度有四方体、六方体、整圆相对于外形中心线的对称度，加工表面相对于工件底平面的平行度等。 对于形位精度的要求，在对刀精确的情况下，主要通过工件在夹具中的正确安装等措施来保障。 （ 3）表面粗糙度 如图 1所示的零件中，所加工表面底面的表面粗糙度 ，所加工表面侧平面和孔的表面粗糙度要求均为。 对于表面粗糙度要求，主要通过选用正确的粗、精加工路线，选用合适的切削用量等措施来保证。 加工完成后需要进行清根操作，同时还要对整个零件进行手动去毛倒棱，自检自查。 数控铣 削加工工艺的实质，就是在分析零件精度和表面粗糙度的基础上 ， 对数控铣削的机床选择、毛坯选择、加工方法、装夹方式、切削加工进给路线、刀具选择以及切削用量等工艺内容进行正确而合理的选择。 重庆航天职业学院毕业论文 １２ 数控铣削加工零件与加工 （ 1）机床与毛坯 如图 11 所示的零件选用的机床为 FANUC0i 系统的数控铣床，毛坯材料选用 45 钢，尺寸为 Φ 120mm*60mm 的圆钢。 （ 2）数控铣削加工分析 为了保证零件的各项精度需求，本工件采用对整个零件进行先粗加工，在精加工 的加工方案。 粗加工主要用于去除工件余量，对于粗加工后的精加工余量 ，在保证加工余量的基础上，应尽量减少精加工余量。 粗加工时，应以保证加工效率为主，因此粗加工一般使用大直径刀具。 数控铣床加工零件时，粗加工和精加工一般采用顺铣即左刀补的加工方式。 数控铣削加工工件的安装方式 由于该工件为单件加工，所以在加工过程中选用通用夹具进行定位与装夹。 根据加工要求选用三爪卡盘为夹具，工件装夹后，首先找正工件侧母线与主轴方向平行，然后找正工件中心，并将该点设为工件坐标系的原点。 夹具的要求，在数控铣削加工过程中，夹具是用来装夹被加工工件的，因此必须保证被加工工件的定位精度，并尽可 能做到装卸方便、快捷。 选择夹具时应优先考虑使用通用夹具，使用通用夹具无法装夹、或者不能保证被加工工件的定位与加工工序的定位精度时，才采用专用夹具，专用夹具的定位精度较高，成本也较高。 对于本设计凸台类零件铣削加工的夹具选择三角卡盘。 数 控 铣 削加工刀具 在零件加工中，刀具的 选择是 一 项 非常重要的 工艺内 容。 刀具 选择 的好坏， 将 直接影 响 到工件的精度和 质 量。 在加工 时 ，主要根据工件材料、工 序内 容、机床的加工能力等。 传统 的机床加 工对 刀具的要求比 较 低，而 数 控机床 对 刀具的要求 则 特 别 高。 现 代 数 控机床 转速高，加工精度 高，加工性 状 多种多 样 ，而且加工的很多的零件的部位都是微 细 窄小表面，需要的刀具很小，因此， 数 控机床上的刀具就要有很高的要求。 数 控机床刀具一般要有高的强 度、高 刚 度、高耐 热 耐磨性和硬度。 在加工 时 要仔 细选择 刀具。 在数 控 铣。