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摘 要 車床是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床,而專用機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式,生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化,可根據需要靈活配置,能縮短設計和制造周期。因此專用機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點,在大批、大量生產中得到廣泛應用,并可用以組成自動生產線。 專用機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時,工件一般不旋轉,由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動,來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉,由刀具作進給運動,也可實現(xiàn)某些回轉體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。 本設計是把6136普通車床改造成全自動液壓專用機床，對車床結構作了設計，在設計過程中考慮到車床的形成工藝，床身的受力分析和床身的熱態(tài)分析。該設計滿足了全自動液壓專用機床的加工精度要求，整體性能穩(wěn)定。 關鍵詞：刀架拖板；液壓缸；上料機構；分析 Abstract Lathe is mainly used tool for rotating workpiece turning processing machine tools, and special machine tools commonly used multi-spindle, multi-tool, process, surface or transfer process at the same time, the production efficiency is higher than general machine tools several times or more. Due to gm parts have standardization and seriation, can be flexibly configured according to need, to shorten design and manufacturing cycle. So dedicated machine tool has both the advantages of low cost and high efficiency, is widely used in large, mass production, and can be used to form automatic production line. Dedicated box is generally used in the machine or special shaped parts. When the workpieces are generally not rotate, the by the rotation of the tool movement and relative feed movement of cutting tool and workpiece, to implement a drilling, reaming, counter boring, reaming, boring, milling plane, cylindrical internal and external screw thread and cutting processing and face, etc. Some combination machine tools using turning head clamping workpiece to rotate, the tool feed movement, also can achieve some of the revolving body parts, such as flywheel, vehicle driving axle half shaft, etc.) of the cylindrical and face processing. This design is put 6136 ordinary lathe to transform into a special machine, automatic hydraulic structure design of the lathe, in the design process of forming process considering lathe bed, bed of the thermal stress analysis and modal analysis. The design of automatic hydraulic meet the special machine machining accuracy requirement, and overall stability. Key words:Tool carriage apron;hydraulic cylinder;Feeding institutions;analysis I 目 錄 摘 要 III Abstract IV 目 錄 V 1 緒論 1 2 零件的工藝性分析 2 3 總體方案的確定 4 4 刀架拖板設計 6 4.1 設計本部分的重要性 6 4.2 本部分的設計方案 6 4.2.1 縱向液壓缸的安置 6 4.2.2 橫向液壓缸的位置 7 4.3 出屑 9 5 結構設計及計算分析 10 5.1 縱向液壓缸的設計 10 5.1.1 液壓缸的類型和安裝形式 10 5.1.2 液壓缸工作壓力的確定 10 5.1.3 液壓缸內徑及液壓缸活塞桿直徑的確定 11 5.1.4 液壓缸的推力和流量計算 12 5.1.5 活塞桿直徑的驗算 12 5.1.6 液壓缸長度及壁厚的確定 13 5.1.7 液壓缸外徑的計算 13 5.1.8 液壓缸進出油口尺寸的確定 13 5.1.9 液壓缸的結構設計 13 5.2 橫向液壓缸的設計 14 5.2.1 液壓缸的類型和安裝形式 14 5.2.2 液壓缸工作壓力的確定 15 5.2.3 液壓缸內徑及液壓缸活塞桿直徑的確定 15 5.2.4 液壓缸的推力和流量計算 15 5.2.5 活塞桿直徑的驗算 16 5.2.6 液壓缸壁厚的計算和剎那高度的計算 16 5.2.7 壓缸外徑液的計算 16 5.2.8 液壓缸進出油口尺寸的確定 16 5.2.9 液壓缸的結構設計 17 5.3 彈簧的設計與計算 17 5.4 螺桿的校核 18 6 CAM設計 20 6.1 襯套的CAM 22 7 結論與展望 24 7.1 結論 24 7.2 展望 24 致 謝 25 參考文獻 26 附錄 27 I 全自動液壓專用機床設計——刀架和上料機構設計 1 緒論 隨著科學技術的發(fā)展，即使原來屬于新穎，先進的機床也會逐漸變得陳舊，落后，滿足不了產品科類日益增加和質量不斷提高的需要，因此，“技術老化”是客觀規(guī)律。 目前，我國的工廠企業(yè)，除了一些新建單位外，大多數都存在設備老化問題，設備役齡在15年以上，所占比重相當大，面對這么多的陳舊設備應該怎樣辦呢？一方面要創(chuàng)造或引進新技術，新工藝，新設備，進行必要的設備更新。另一方面則要進行技術革新，挖掘設備潛力，進行有效的技術改造，使舊設備適應新的生產需要。 本設計是把6136普通車床改造成全自動液壓專用機床，這樣生產錠腳時，生產率大大提高，勞動強度大大降低。而且因為是在原有的舊設備進行改造，就能夠充分利用原機床的結構，避免了重新設計和制造許許多多的零部件，使工作量大大地減少，節(jié)省很多物質，制造成本低，見效快。改造機床還有一個顯著的特點是興廢利舊，使原先已淘汰的機床重見陽光，充分發(fā)揮其使用價值。 改造后的機床為全自動液壓專用機床。專用機床是加工某種特定零件，完成某些特定工序的專門機床，他有利于實現(xiàn)單機自動化，組成生產自助線，提高勞動生產率的，降低勞動強度。隨著生產率的發(fā)展和自助化程度的提高，專用機床目前在生產中的應用已越來越廣。 本設計的主要要求為用6136普通車床改造為全自動液壓專機加工錠腳的端面和外圓。生產綱領：粗車為600件/班，精車為680件/班。 本設計的方案力求簡單可行，工作可靠，便于調整。 由于設計時間有限，加之實踐經驗不足，設計中難免有些錯誤，請各位老師批評指正。 2 零件的工藝性分析 工件是機床改造后的加工對象，也是改造機床工作的主要依據之一，故對工件進行工藝性分析是必須的。 由于改造后的專用機床只加工零件的端面和外圓，故在此也只對這道工序的工藝性進行分析。 根據工廠生產錠腳的工藝路線，在進行車端面和外圓加工前，C端面，φ16+0.05孔和末端中心孔已經加工完畢。在這道工序中，要保證的尺寸精度有11±0.1, φ24以及φ21.5。要保證的位置精度是D端面相對于φ16.25+0.035的錐孔的圓跳動為0.05mm,還有在精車時，要車0.5mm的退刀槽。在這道工序中，要求達到的粗糙度為6.3。 從以上的分析中可以看到，這道工序的加工要求并不太高，首先要保證的是位置精度，其次是尺寸精度，粗糙度6.3在精車時就能夠達到[1]。 針對桿類零件的加工特點和該零件的具體形狀以及加工要求，我們決定采用短錐銷——頂尖定位，短錐銷定位可限制x,y,z三個移動自由度。頂尖可限制y,z方面的轉動自由度（如下圖2-1所示）。這樣定位后，只剩下一個需要轉動的x方向的轉動自由度，故此定位正確[8]。 圖2.1 短錐銷 采用這樣的定位方法之后，如何夾緊工件并使工件旋轉呢？經過討論，我們決定采用這樣的專用夾具（見下圖2.2）。 圖2.2 專用夾具 在工裝上裝四個彈簧銷，工件上料時，可以有兩個壓在工件下面，幫助落料，另兩個卡在零件的銑平面上，帶動工件旋轉。零件的末端有中心孔，故采用頂尖鎖緊，以此來夾緊工件。設計這個專用夾具，不僅可以完成愛動工件轉動的重任，而且還可靠彈簧銷來幫助落料，真是一舉兩得。至此，工件的定位，夾緊已確定。 3 總體方案的確定 針對6136普通車床，根據對零件的工藝分析和給定的液壓傳動方式知道，由于采用液壓傳動實現(xiàn)自動化，使用專用夾具夾緊定位，所以要拆掉溜板箱，進給齒輪箱，改造刀架拖板和尾架，設計夾具和上下料機構，原來車床的床身，床頭箱等則可利用。 根據以上的條件，我們設計了三套方案，一套是采用單刀靠模。采用一把車刀進行車端面和兩個外圓。同時在縱橫方向上進行靠模。如下圖3-1所示。 1－主軸箱 2－夾具 3－死擋鐵 4－尾架 5－刀架拖板 6－鑲條 7－死擋鐵 8－頂針 圖3.1 單刀靠模 單刀靠模在縱橫向都需要靠模，特別是縱向靠模比較麻煩，改造的機構增多。雖然采用單刀靠模車床的抗振性較好，同時因為吃力相同，光潔度較好，但這樣改造不但復雜繁瑣，不經濟，而且生產率較低。另一套方案是采用雙刀靠模。則采用兩把刀同時車外圓，開始時，利用第一把成形車刀進行車端面（精加工時通過靠模車刀可切出退刀槽）。之后兩把刀同時進行兩個外圓的車削，見下圖3.2所示： 1—主軸箱 2—定位件 3—尾架 4—刀架拖板 5—鑲鋼 6—死擋鐵 圖3.2雙刀靠模 這套方案比第一套方案設計簡單，生產率高，粗糙度在精車時完全可以達到，加工零件少，成本低。而且C6136車床能夠承受的軸向抗力為520Kg，徑向抗力為390Kg。遠遠地小于390Kg，所以可以看到機床的剛性是足夠的，故決定采用第二套方案。 在這套方案中，刀具是由兩把車刀組成的，第一把是成形車刀，進行車端面，切退刀槽和車外圓。第二把是60°外圓車刀，車φ21.5的小外圓。安裝時，兩把刀的切削刃間距等于35mm，后一把刀比第一把刀進1.75mm。切削時，先是第一把刀車端面，通過靠模，切出退刀槽，遇到行程開關之后即進行縱車外圓，此時后面的一把刀也進行切削，兩把刀同時縱車外圓，到后一把刀加工完畢時，前一把早已切削完畢。這樣這道工序即加工完畢。 加工中，刀具的運動是通過行程開關發(fā)信，死擋鐵限位，由掖壓缸來驅動[11]。 4 刀架拖板設計 4.1 設計本部分的重要性 在車床上加工零件，其表面成形運動由兩個運動所組成，一是工件的旋轉運動，另一個就是刀具的進給運動。刀具的進給運動直接參與切削過程，改變工件的形狀，尺寸和精度。本設計中，刀具的進給運動則是由刀架拖的運動來實現(xiàn)的。所以，刀架拖板傳動設計的合理與否，制造精確與否，直接關系到機床的加工質量和生產率，反映到加工工件上。工件的加工精度，尺寸要求，以及切削用量等都需要本部分的設計來保證?？梢哉f本部分的設計在整個設計中占有重要地位[12]。 4.2 本部分的設計方案 根據總體方案來進行本部分的設計。首先按照課題把C6136改造成用來加工錠腳端面和外圓的全自動液壓專用機床設計以及錠腳的加工精度等，要求進行改裝的6136車床具有下列的精度要求： 1. 溜板箱移動對主軸中心線的不平行度允差0.03/300 2. 導軌的直線性允差每米不可超過0.01~0.05mm 3. 導軌間的不平行性偏差每米不可超過0.05mm 4. 刀架橫向移動對主軸軸線的垂直度允差為0.03/300 5. 主軸的軸向竄動允差0.03/300 本部分的設計是如何來完成縱橫向的進給運動。既然給定用液壓傳動，那么進給運動就靠液壓缸了。 4.2.1 縱向液壓缸的安置 方案一： 1—主軸箱 2—刀架 3—大拖板 4—縱向液壓缸 5—錠腳 圖4.1 縱向液壓缸安置在齒輪箱處 如圖4.1所示，縱向液壓缸安裝在原來拖板齒輪箱處，液壓缸采用桿固定的雙出桿式。在原來花鍵軸的位置上固定錠腳。液壓缸則通過螺釘和定位銷連接刀架溜板?？v向液壓缸這樣放置，結構緊湊，但設計，安裝，調試復雜。 方案二： 1——主軸箱 2——刀架拖板 3——跳板 4——支架 5——液壓缸 6——滑板 圖4.2 縱向液壓缸安置于床身導軌上 縱向液壓缸安置在尾架后的床身導軌上，缸固定通過滑板利用調節(jié)螺釘固定在床身導軌上，錠腳通過支架和跳板來拖動大拖板縱向移動（跳板分別與支架和大拖板相連接）。這樣安置雖然看上去零散，但結構簡單，安裝調試方便，而且占據的空間位置并不影響其他裝置。對于舊機床改造，力求簡單可行，調試方便，工作可靠，所以，決定采用本方案。如圖4.2所示。 4.2.2 橫向液壓缸的位置 橫向液壓缸的安置有兩種方案，一種是液壓缸放在后導軌上，用支承板來固定液壓缸，這樣安置就刀架拖板部分來講，這樣安置比較有利，對人的操作無影響，但是因為本機床上有自動上下料機構，上料機構就安置在后面，要與橫向液壓缸相碰，故此方案不能成立。另一種方案是橫向液壓缸安置在前導軌的大拖板上，用兩個螺釘固定在大拖板上。這樣安裝雖對工人操作有所影響，但卻是可行的。事實上，這液壓缸尺寸較小，又是全自動機床，對工人操作的影響是微乎其微了。 所以，刀架拖板的液壓缸布置如下圖4.3。 圖4.3 橫向及縱向液壓缸安置 4.3 出屑 在原來的6136車床上，鐵屑是靠操作工人排屑的，現(xiàn)在改為自動車床后，不可能再由工人來排屑。一是吸塵，因為工件材料為灰鑄鐵，加工時細小鐵屑易風風揚揚，采用吸塵措施可以改善這一情況，細小的鐵屑都被吸走了，剩下較大的鐵屑怎么辦呢？設計時采用了第二條排屑措施，在大拖板設置出屑板，出屑板傾斜（和水平面）30°,其高度略小于加工高度，鐵屑落下后就不會堆積在拖板上，而是順斜坡滑到落料機構中，落料機構中的板是網眼板，鐵屑則通過網眼落到下面的容器內，這樣排屑問題基本解決了[13]。 5 結構設計及計算分析 5.1 縱向液壓缸的設計 5.1.1 液壓缸的類型和安裝形式 縱向液壓缸是用來拖動刀架拖板在床身導軌上來回移動，根據總體設計，方案的要求選用雙作用單錠腳液壓缸。安裝形式因為是水平安裝在床身導軌上，故采用切向底座的安裝方式，如下圖5.1所示。 圖5.1 切向底座的安裝方式 5.1.2 液壓缸工作壓力的確定 工作載荷：F=Fx+fs× Fx——縱車時的軸向力 F——在垂直方向上的力（包括重力，主求削力） fs——摩擦系數,取0.2 縱車時，兩把刀同時切削，故Fx=Fx+Fx 成形車刀車外圓時Kr=30°,外圓車刀Kr=60° ——系數,因為Kr=30°，查表=36 t——切深（mm）根據零件的尺寸要求，t=1mm S——進給量（mm/轉），根據總體計算，S=0.7(mm/轉) 因為==36×1×=310N ==51×1×=442N 所以Fx= +=310+440=754N ==99×1×=758N 查表得99 =86.5 = =86.5×1×=622N = +=758+622=1380N G---拖板重量，約600N F= Fx+fs×=754+0.2×=1426N 所以工作負載F=1562小于5000N，故選用工作壓力為1.2MPa （參考馬恩《液壓與氣壓傳動》[M] 69頁表3—10缸筒內徑尺寸系列（GB2348-80））[5] 5.1.3 液壓缸內徑及液壓缸活塞桿直徑的確定 液壓缸內徑和液壓缸活塞桿的直徑可以由公式得出： 當刀具進行切削時液壓缸為有桿腔進油 D= F-工作負載 -活塞桿直徑為0.5D D=液壓缸內徑（mm） -液壓缸工作壓力（MPa） p-液壓缸回油腔壓力（MPa）本設計中背景壓力為0.5MPa D= 帶入數據得D=67.5mm 取D=70mm 則活塞桿直徑d=0.5×70=35mm 5.1.4 液壓缸的推力和流量計算 實際工作推力P=PA（N） P=PA===3464N 流量計算：Q=Av v-液壓缸工作速度 根據總體設計，縱車快退時間為1.5s v==3.2 s-行程為80mm Q=v×A=12.3 取Q=10 代入數據，則實際液壓缸速度為： v==2.7 t==1.78（s）[10] 5.1.5 活塞桿直徑的驗算 按強度條件驗算活塞桿的直徑 活塞桿長度為350mm，所以d必須大于或等于 公式中= -材料屈服極限（Pa） n-安全系數，n1.4 活塞桿材料為45號鋼，=353Mpa，n取2 =353÷2=176.5Mpa D=35mm 所以活塞桿直徑滿足要求。 5.1.6 液壓缸長度及壁厚的確定 液壓缸長度由工作行程來確定，縱向液壓缸的工作行程為80mm，故液壓缸的長度為85mm，液壓缸壁厚的計算 所以此液壓缸為低壓系統(tǒng)，其壁厚根據結構設計，取δ=14mm[4]。 5.1.7 液壓缸外徑的計算 D=D+2δ=70+2×14=98（mm） 5.1.8 液壓缸進出油口尺寸的確定 液壓缸的進出口尺寸，是根據油管內的平均流速來確定的，注意要結構上的可能性，按表選取連接螺紋為M22×1.5,公稱直徑為15mm。 5.1.9 液壓缸的結構設計 a.液壓缸缸體與缸蓋的連接結構 液壓缸缸體與缸蓋采用法蘭連接，如下圖5.2所示。 圖5.2 缸體及缸蓋的法蘭連接 采用法蘭連接結構簡單，容易加工，容易裝卸，法蘭連接在生產中使用廣泛。 b.導向長度的確定 活塞桿的導向是利用前缸蓋來導向的，其最小導向長度為： 式中：H——最小導向長度mm L——液壓缸最大工作行程mm D——液壓缸內徑mm H≥=4+35=39mm c.活塞與活塞桿的連接 圖5.3 活塞與活塞桿的連接 采用螺紋連接，這種連接穩(wěn)固，活塞與錠腳之間無公差要求。 d.密封 液壓缸中的密封采用O形密封，因為液壓缸工作在低壓系統(tǒng)，而且其結構簡單，方便安裝，空間小，適用范圍廣[3]。 5.2 橫向液壓缸的設計 5.2.1 液壓缸的類型和安裝形式 根據方案設計要求，選用雙作用單活塞桿液壓缸，安裝方式采用頭部外法蘭式，如下圖5.4所示。 圖5.4 頭部外法蘭式 5.2.2 液壓缸工作壓力的確定 工作負載： 車端面時，成形車刀的Kr=90° 查表=123 F==28×1×=243N F==123××1=908N F= -刀架移動部分的重量，約為30Kg=300N F= =243+0.2=726.2N 根據工作負載選定工作壓力∵F=726.2N＜5000N 故選用工作壓力為1.2MPa 5.2.3 液壓缸內徑及液壓缸活塞桿直徑的確定 當刀具進行切削時，液壓缸為無桿腔進油直徑為： D= ——液壓缸回油腔壓力（mPa）,本設計中背壓為0.5mPa d——活塞桿直徑,暫取d=0.5D D== D=33.5mm 取D=50mm 活塞桿直徑根據結構設計需要取20mm 5.2.4 液壓缸的推力和流量計算 實際工作推力P=PA(N) P=P×A==2356N 流量計算：Q=Av 根據總體設計，橫向快退時間初定0.5(s) v===4800=48 s-行程，橫向液壓缸的行程為40mm Q=v×A==7.9 取Q= 則液壓缸的實際速度為： v===6.1 t==×60=0.4（s） 5.2.5 活塞桿直徑的驗算 按強度條件驗算錠腳的直徑。 因為活塞桿長度L＜10d=200.故驗算公式為 d =176.5Mpa ==2.320mm 所以活塞桿滿足要求 5.2.6 液壓缸壁厚的計算和剎那高度的計算 因為此液壓缸用語低壓系統(tǒng)，其壁厚根據結構設計，取δ=10mm 液壓缸長度由工作行程40mm來確定，故液壓缸長度為45mm 5.2.7 壓缸外徑液的計算 D=D+2δ=50+2×10=80（mm） 5.2.8 液壓缸進出油口尺寸的確定 查表液壓缸進出油口的公稱直徑為10mm.連接螺紋為M18×1.5 5.2.9 液壓缸的結構設計 此液壓缸的活塞桿比較短，而且活塞直徑與桿直徑相差不大，故決定采用活塞與活塞桿做成一體的結構。 最小導向長度的確定： 除以上兩點外，橫向液壓缸的結構設計與縱向液壓缸的結構設計相似[6]。 5.3 彈簧的設計與計算 根據胡克定律，高一時就已學到，定律內容是：在彈簧的彈性限度內，彈簧的伸長與受到的拉力成正比。公式表示為： F=kx 式中的x表示彈簧的伸長，也就是彈簧的現(xiàn)在的長度減去原來的長度得到的數，k是比例系數，叫做彈性系數、勁度系數或倔強系數，F(xiàn)表示彈簧的拉力大小。 以下大概介紹了彈簧的優(yōu)勢、特定的應用空間和材料選擇原則及計算校核方法。在結構設計上創(chuàng)造性地使用彈簧，可以實現(xiàn)其獨特的功能，而先進的CAD/CAE計算手段有助于彈簧的設計制造。 本次設計為防止換向時和拖板縱向快退到死擋鐵時，液壓缸產生沖擊，故在支架之前加一彈簧來起緩沖作用。 根據工作條件已知： 最大工作負荷；在最大工作負荷下的變形量h=14mm;彈簧材料為碳素彈簧鋼絲Ⅱ；端部并緊不磨平；主要參數的制造精度為2級。 計算：根據，以及錠腳的結構設計，查手冊得：如下表5-1中數據所示： 表5-1 數據 彈簧絲直徑d 中徑D 節(jié)距L P 單圈變形量 單圈展開長度 單圈剛度P 重量Q 3.5mm 28mm 9.95mm 31.487Kg f4.606 87．92 6.836 0.065Kg 5.4 螺桿的校核 圖5.5 螺桿校核 當橫向液壓缸有桿腔進油時，刀架快退，T形槽帶動螺桿快退，此時螺桿受剪切力，I處為危險截面。 危險截面受到的力為摩擦力。 F=fG G=300N f=0.2 F=fG=0.2300=60N 圖5.6 螺桿截面 危險截面面積A= 剪切應力： 螺桿的材料為鋼，其許用剪切應力為 因為τ<τ 所以螺桿校核合格[16]。 6 CAM設計 CAM (computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造)的核心是計算機數值控制(簡稱數控)，是將計算機應用于制造生產過程的過程或系統(tǒng)。1952年美國麻省理工學院首先研制成數控銑床。數控的特征是由編碼在穿孔紙帶上的程序指令來控制機床。此后發(fā)展了一系列的數控機床，包括稱為“加工中心”的多功能機床，能從刀庫中自動換刀和自動轉換工作位置，能連續(xù)完成銳、鉆、餃、攻絲等多道工序，這些都是通過程序指令控制運作的，只要改變程序指令就可改變加工過程，數控的這種加工靈活性稱之為“柔性”。加工程序的編制不但需要相當多的人工，而且容易出錯，最早的CAM便是計算機輔助加工零件編程工作。麻省理工學院于1950年研究開發(fā)數控機床的加工零件編程語言APT，它是類似FORTRAN的高級語言。增強了幾何定義、刀具運動等語句，應用APT使編寫程序變得簡單。這種計算機輔助編程是批處理的[14]。 CAM系統(tǒng)一般具有數據轉換和過程自動化兩方面的功能。CAM所涉及的范圍，包括計算機數控，計算機輔助過程設計。 數控除了在機床應用以外，還廣泛地用于其它各種設備的控制，如沖壓機、火焰或等離子弧切割、激光束加工、自動繪圖儀、焊接機、裝配機、檢查機、自動編織機、電腦繡花和服裝裁剪等，成為各個相應行業(yè)CAM的基礎[2]。 計算機輔助制造系統(tǒng)是通過計算機分級結構控制和管理制造過程的多方面工作，它的目標是開發(fā)一個集成的信息網絡來監(jiān)測一個廣闊的相互關聯(lián)的制造作業(yè)范圍，并根據一個總體的管理策略控制每項作業(yè)。 從自動化的角度看，數控機床加工是一個工序自動化的加工過程，加工中心是實現(xiàn)零件部分或全部機械加工過程自動化，計算機直接控制和柔性制造系統(tǒng)是完成一族零件或不同族零件的自動化加工過程，而計算機輔助制造是計算機進入制造過程這樣一個總的概念。 一個大規(guī)模的計算機輔助制造系統(tǒng)是一個計算機分級結構的網絡，它由兩級或三級計算機組成，中央計算機控制全局，提供經過處理的信息，主計算機管理某一方面的工作，并對下屬的計算機工作站或微型計算機發(fā)布指令和進行監(jiān)控，計算機工作站或微型計算機承擔單一的工藝控制過程或管理工作[15]。 計算機輔助制造系統(tǒng)的組成可以分為硬件和軟件兩方面：硬件方面有數控機床、加工中心、輸送裝置、裝卸裝置、存儲裝置、檢測裝置、計算機等，軟件方面有數據庫、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助數控程序編制、計算機輔助工裝設計、計算機輔助作業(yè)計劃編制與調度、計算機輔助質量控制等。 到目前為止，計算機輔助制造（CAM，Computer Aided Manufacturing）有狹義和廣義的兩個概念。CAM的狹義概念指的是從產品設計到加工制造之間的一切生產準備活動，它包括CAPP、NC編程、工時定額的計算、生產計劃的制訂、資源需求計劃的制訂等。這是最初CAM系統(tǒng)的狹義概念。到今天，CAM的狹義概念甚至更進一步縮小為NC編程的同義詞。CAPP已被作為一個專門的子系統(tǒng)，而工時定額的計算、生產計劃的制訂、資源需求計劃的制訂則劃分給MRPⅡ/ERP系統(tǒng)來完成。CAM的廣義概念包括的內容則多得多，除了上述CAM狹義定義所包含的所有內容外，它還包括制造活動中與物流有關的所有過程（加工、裝配、檢驗、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。 數控系統(tǒng) 數控系統(tǒng)是機床的控制部分，它根據輸入的零件圖紙信息、工藝過程和工藝參數，按照人機交互的方式生成數控加工程序，然后通過電脈沖數，再經伺服驅動系統(tǒng)帶動機床部件作相應的運動[9]。 傳統(tǒng)的數控機床（NC）上，零件的加工信息是存儲在數控紙帶上的，通過光電閱讀機讀取數控紙帶上的信息，實現(xiàn)機床的加工控制。后來發(fā)展到計算機數控（CNC），功能得到很大的提高，可以將一次加工的所有信息一次性讀入計算機內存，從而避免了頻繁的啟動閱讀機。更先進的CNC機床甚至可以去掉光電閱讀機，直接在計算機上編程，或者直接接收來自CAPP的信息，實現(xiàn)自動編程。后一種CNC機床是計算機集成制造系統(tǒng)的基礎設備?，F(xiàn)代CNC系統(tǒng)常具有以下功能： (1) 多坐標軸聯(lián)動控制; (2) 刀具位置補償; (3) 系統(tǒng)故障診斷; (4) 在線編程; (5) 加工、編程并行作業(yè); (6) 加工仿真; (7) 刀具管理和監(jiān)控; (8) 在線檢測。 所謂數控編程是根據來自CAD的零件幾何信息和來自CAPP的零件工藝信息自動或在人工干預下生成數控代碼的過程。常用的數控代碼有ISO（國際標準化組織）和EIA（美國電子工業(yè)協(xié)會）兩種系統(tǒng)。其中ISO代碼是七位補偶代碼，即第8位為補偶位；而EIA代碼是六位補奇碼，即第5列為補奇位。補偶和補奇的目的是為了便于檢驗紙帶閱讀機的讀錯信息。一般的數控程序是由程序字組成，而程序字則是由用英文字母代表的地址碼和地址碼后的數字和符號組成。每個程序都代表著一個特殊功能，如G00表示點位控制，G33表示等螺距螺紋切削，M05表示主軸停轉等。一般情況下，一條數控加工指令是若干個程序字組成的，如N012G00G49X070Y055T21中的N012表示第12條指令，G00表示點位控制，G49表示刀補準備功能，X070和Y055表示X和Y的坐標值，T21表示刀具編號指令。整個指令的意義是：快速運動到點（70，55），一號刀取2號撥盤上刀補值[7]。 數控編程的方式一般有四種： （1） 手工編程； （2） 數控語言編程； （3） CAD/CAM系統(tǒng)編程； （4） 自動編程。 6.1 襯套的CAM 該襯套材料為45鋼，對同軸度和粗糙度要求較高，所以選擇CAM制造。 如圖6.1為所需要制造的零件： 圖6.1襯套 模擬加工圖，如圖6.2： 圖6.2襯套模擬加工 襯套CAM制作步驟： 1.進行三維造型； 2.選材料，其材料為45鋼； 3.為滿足表面粗糙度要求，確定為銑削后進行精車削； 4.選擇適合刀具及切削量； 5.進行模擬加工； 6.系統(tǒng)對其進行計算； 7.自動生成加工數控數據（見附錄）。 7 結論與展望 7.1 結論 大學四年學習中，屠德剛老師給予了我們許多幫助，教給我們許多為人處世的道理，傳授給我們許多理論知識，我們在各方面都得到了很大的進步。我們從心底感謝四年來老師對我們的諄諄教誨，感謝學校為我們提供了一個良好的學習環(huán)境。四年中我們所學到的扎實的專業(yè)理論知識，為我們能擬寫出優(yōu)秀的畢業(yè)論文打下了堅實的基礎，也為我們能順利地走上工作崗位提供了保障。 就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。因此在設計過程中，需仔細分析、計算各種參數，確保設計的合理性、經濟性、可加工性等?？梢栽诮窈蟮墓ぷ髦性谥R、能力和素質方面得到進一步提高。為今后參加祖國的四個現(xiàn)代化建設打下一個良好的基礎,為祖國的發(fā)展出一份力量。 在本次設計過程中還有許多不足的地方，懇請各位老師給予指導和幫助。 7.2 展望 數控技術和專用化改造的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數控和改造技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢，對提高產品質量、勞動生產率、自動化、無污染、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。 致 謝 在屠德剛老師的精心指導和幫助下，經過自己幾個月地認真設計，最終完成了大四畢業(yè)設計階段的所有任務——全自動液壓專用機床改造設計。 這次做論文的經歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。不積跬步何以至千里，本次設計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心的幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此，我還要感謝每一位關心我的老師，使我在大學四年過完了一個充實而又開心的生活。 最后，我要向太湖學院的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們四年來的辛勤栽培。 參考文獻 [1] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004：21-22． [2] 韓鳳起．UG NX 3.0中文版機械設計范例解析[M] ．北京：機械工業(yè)出版社，2006.1：214-217. 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X-2.625 Y-9.603 R7. X-.156 Y-9.954 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y9.955 R9.955 X-9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X2.322 Y-9.68 R9.955 X7.208 Y-5.423 R7. G00 Z31. X3.095 Y3.526 G03 X-.031 Y-1.955 Z27. R3.6 G01 X0.0 G03 X1.955 Y0.0 R1.955 X0.0 Y1.955 R1.955 X-1.955 Y0.0 R1.955 X-.031 Y-1.955 R1.955 G01 X-.094 Y-5.954 G03 X0.0 Y-5.955 R5.955 X5.955 Y0.0 R5.955 X0.0 Y5.955 R5.955 X-5.955 Y0.0 R5.955 X-.094 Y-5.954 R5.955 G01 X-7.531 Y-1.005 G03 X-7.779 Y-2.85 R7. X-2.625 Y-9.603 R7. X-.156 Y-9.954 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y9.955 R9.955 X-9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X2.322 Y-9.68 R9.955 X7.208 Y-5.423 R7. G00 Z30. X3.095 Y3.526 G03 X-.031 Y-1.955 Z26. R3.6 G01 X0.0 G03 X1.955 Y0.0 R1.955 X0.0 Y1.955 R1.955 X-1.955 Y0.0 R1.955 X-.031 Y-1.955 R1.955 G01 X-.094 Y-5.954 G03 X0.0 Y-5.955 R5.955 X5.955 Y0.0 R5.955 X0.0 Y5.955 R5.955 X-5.955 Y0.0 R5.955 X-.094 Y-5.954 R5.955 G01 X-7.531 Y-1.005 G03 X-7.779 Y-2.85 R7. X-2.625 Y-9.603 R7. X-.156 Y-9.954 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y9.955 R9.955 X-9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X2.322 Y-9.68 R9.955 X7.208 Y-5.423 R7. G00 Z29. X3.095 Y3.526 G03 X-.031 Y-1.955 Z25. R3.6 G01 X0.0 G03 X1.955 Y0.0 R1.955 X0.0 Y1.955 R1.955 X-1.955 Y0.0 R1.955 X-.031 Y-1.955 R1.955 G01 X-.094 Y-5.954 G03 X0.0 Y-5.955 R5.955 X5.955 Y0.0 R5.955 X0.0 Y5.955 R5.955 X-5.955 Y0.0 R5.955 X-.094 Y-5.954 R5.955 G01 X-7.531 Y-1.005 G03 X-7.779 Y-2.85 R7. X-2.625 Y-9.603 R7. X-.156 Y-9.954 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y9.955 R9.955 X-9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X2.322 Y-9.68 R9.955 X7.208 Y-5.423 R7. G00 Z28. X3.095 Y3.526 G03 X-.031 Y-1.955 Z24. R3.6 G01 X0.0 G03 X1.955 Y0.0 R1.955 X0.0 Y1.955 R1.955 X-1.955 Y0.0 R1.955 X-.031 Y-1.955 R1.955 G01 X-.094 Y-5.954 G03 X0.0 Y-5.955 R5.955 X5.955 Y0.0 R5.955 X0.0 Y5.955 R5.955 X-5.955 Y0.0 R5.955 X-.094 Y-5.954 R5.955 G01 X-7.531 Y-1.005 G03 X-7.779 Y-2.85 R7. X-2.625 Y-9.603 R7. X-.156 Y-9.954 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y9.955 R9.955 X-9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X2.322 Y-9.68 R9.955 X7.208 Y-5.423 R7. G00 Z27. X3.095 Y3.526 G03 X-.031 Y-1.955 Z23. R3.6 G01 X0.0 G03 X1.955 Y0.0 R1.955 X0.0 Y1.955 R1.955 X-1.955 Y0.0 R1.955 X-.031 Y-1.955 R1.955 G01 X-.094 Y-5.954 G03 X0.0 Y-5.955 R5.955 X5.955 Y0.0 R5.955 X0.0 Y5.955 R5.955 X-5.955 Y0.0 R5.955 X-.094 Y-5.954 R5.955 G01 X-7.531 Y-1.005 G03 X-7.779 Y-2.85 R7. X-2.625 Y-9.603 R7. X-.156 Y-9.954 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y9.955 R9.955 X-9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X2.322 Y-9.68 R9.955 X7.208 Y-5.423 R7. G00 Z26. X3.095 Y3.526 G03 X-.031 Y-1.955 Z22. R3.6 G01 X0.0 G03 X1.955 Y0.0 R1.955 X0.0 Y1.955 R1.955 X-1.955 Y0.0 R1.955 X-.031 Y-1.955 R1.955 G01 X-.094 Y-5.954 G03 X0.0 Y-5.955 R5.955 X5.955 Y0.0 R5.955 X0.0 Y5.955 R5.955 X-5.955 Y0.0 R5.955 X-.094 Y-5.954 R5.955 G01 X-7.531 Y-1.005 G03 X-7.779 Y-2.85 R7. X-2.625 Y-9.603 R7. X-.156 Y-9.954 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y9.955 R9.955 X-9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X2.322 Y-9.68 R9.955 X7.208 Y-5.423 R7. G00 Z25. X3.095 Y3.526 G03 X-.031 Y-1.955 Z21. R3.6 G01 X0.0 G03 X1.955 Y0.0 R1.955 X0.0 Y1.955 R1.955 X-1.955 Y0.0 R1.955 X-.031 Y-1.955 R1.955 G01 X-.094 Y-5.954 G03 X0.0 Y-5.955 R5.955 X5.955 Y0.0 R5.955 X0.0 Y5.955 R5.955 X-5.955 Y0.0 R5.955 X-.094 Y-5.954 R5.955 G01 X-7.531 Y-1.005 G03 X-7.779 Y-2.85 R7. X-2.625 Y-9.603 R7. X-.156 Y-9.954 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y9.955 R9.955 X-9.955 Y0.0 R9.955 X0.0 Y-9.955 R9.955 X2.322 Y-9.68 R9.955 X7.208 Y-5.423 R7. G00 Z24. X3.095 Y3.526 G03 X-.031 Y-1.955 Z20. R3.6 G01 X0.0 G03 X1.955 Y0.0 R1.955 X0.0 Y1.955 R1.955 X-1.955 Y0.0 R1.955 X-.031 Y-1.955 R1.955 G01 X-.094 Y-5.954 G03 X0.0 Y-5.955 R5.955 X5.955 Y0.0 R