花键轴零件数控生产加工工艺Word下载.docx

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目前，数控加工技术成为了机械制造领域中最具活力、最有前途的先进制造技术之一，数控技术的应用已渗入到制造业的各个行业，无论是传统的机械加工和精密加工，还是电子产品的生产都广泛应用数控技术及数控设备。

区别于普通机械加工，数控加工技术更适合于多品种、小批量、结构复杂、精度要求较高的零件的自动化生产，它具有加工精度高、加工对象适应性强、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高、经济效益好、现代化管理程度高等特点。

随着社会的进步，科技的发展，数控技术应用越来越广泛，数控专业人才倍受企业的青睐。

也就是说，数控技术专业应用型人才有着广阔的就业前景和发展空间。

伴随着制造业的发展，我国的发动机曲轴生产得到较大的发展，总量已具相当的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的发展。

花键轴在机器中是承受载荷传递动力的重要零部件，其性能、水平直接影响整机的性能水平及可靠性。

因此，各工业发达国家十分重视花键轴的生产，不断改进其材质及加工手段，以提高其性能水平，满足发动机行业的需要。

近几年来，国内花键轴加工发展十分迅速。

先进的加工工艺加工出的花键轴质量好、效率高且稳定，伴随着汽车工业的发展，我国的花键轴生产得到较大的发展，总量已具相当的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的发展。

2数控加工的概述

2.1数控加工

数控加工，也称之为NC<

NumericalControl）加工，是以数值与符号构成的信息，控制机床实现自动运转。

数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。

数控加工的最大特征有两点：

一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度；

二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。

也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。

数控加工具有如下优点：

1．需熟练的机床操作人员；

2．提高加工精度并且保持加工质量；

3．可以减少工装夹具；

4.可以减少各工序间的周转，原来需要用多道工序完成的工件，数控加工一次装夹完成加工，缩短加工周期，提高生产效率；

5．容易进行加工过程管理；

6．可以减少检查工作量；

7.可以降低废、次品率；

8.便于设计变更，加工设定柔性；

9.容易实现操作过程的自动化，一个人可以操作多台机床；

10.操作容易，极大减轻体力劳动强度。

随着制造设备的数控化率不断提高，数控加工技术在我国得到日益广泛的使用，在模具行业，掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。

数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造<

CAD/CAM）系统的质量。

2.2数控加工工艺内容

1.选择适合在数控上加工的零件，确定工序内容。

2.分析加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求、确定加工方案、

制定数控加工路线，如工艺的划分、加工顺序的安排，非数控加工工序

的衔接等。

设计数控加工工序，如工序的划分，刀具的选择，夹具的定

位与安装，切削用量的确定，走刀路线的确定。

3.调整数控加工工序的程序。

如对刀点、换刀点的选择，刀具的补偿。

4.进行数控编程。

5.自动运动使至程序结束。

3数控机床特点

数控机床是机电一体化的典型代表，与通用机床和专用机床相比，数控机床具有以下主要特点。

3.1具有高度柔性

数控机床是按照被加工零件的数控程序来进行自动加工的，当改变加工零件时，只要改变数控程序软件，不需要更换工具、夹具，也不需改变数控机床机械部分和控制部分的硬件，就能适应加工。

大大缩短了生产、技术准备时间，节省了大量工艺装备的费用，因此，应变能力很强，适合于多品种、单件小批零件的加工。

3.2加工精度高

因为数控机床的主传动和进给传动采用直流或交流伺服电机，可实现无级调速。

大大简化了主传动和进给传动系统，传动链短。

进给传动链中有消除间隙的装置。

丝杆螺距误差、传动误差等造成的位置误差，可由测量装置和数控装置进行补偿．因此，数控机床具有较高的加工精度。

对于中、小型数控机床，定位精度普遍可达到0.02mm，重复定位精度可达到0.01--0.005mm。

数控机床的自动加工方式避免了人工干预造成的操作误差。

同一批加工零件的一致性很好，加工质量十分稳定．数控机床一般都具有刀具半径补偿和位置补偿功能。

可以方便地消除因为刀具磨损、刀具调整误差所造成的工件尺寸误差，提高了工件加工精度。

数控机床可以对结构形状复杂的零件进行手工编程或自动编程。

机床可进行多轴联动或多维插补。

因此，数控机床适于高精度、形状复杂零件的加工。

3.3加工生产率高

工机床加工生产率主要是指加工一个零件所需的时间。

加工时间包括机动时间和辅助时间。

数控机床的主轴转速和进给速度范围大，并可无级调速。

加工时可选用最佳的切削速度和进给速度，可进行恒转速或恒切削速度的切削。

在保证工件加工质量和刀具一定使用寿命的前提下，可尽量加大切削用量。

良好的结构刚度允许数控机床进行强力切削、高速切削。

数控机床移动部件的快速移动和定位采用加速与减速措施，选用了很高的空行程运动速度．消耗在空行程和定位的时间比普通机床少得多，有效地节省了辅助时间。

因为数控机床具有侧量系统，减少零件装卡到机床上的调整时间和零件加工过程中的检验时间。

另外，配合加工中心的刀库使用，可实现一次装夹下进行多工序的连续加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产率。

3.4减轻劳动强度，改善劳动条件

数控机床加工前经调整好后，输人程序并启动，机床就能自动连续进行加工，直至加工结束。

零件一次装卡可完成多道工序。

特别是加工中心可进行多工位、多工序的自动加工。

操作者主要是程序的输入、编辑，装卸零件，刀具准备，加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低。

数控机床一般是封闭式加工，既清洁，又安全。

3.5有利于实现机械加工的现代化管理

数控机床加工能准确地计算出或自动记录单件加工工时和总的加工工时，实现对半成品、成品的统计与管理；

对所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理；

能实现一台中央计算机对几台、十几台数控机床的集中控制和管理<

DNC）。

实现计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造<

CAM）、计算机辅助质量监督<

CAQ）等的有机结合，是现代集成制造技术的基础。

4数控技术和装备发展趋势及对策

装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业<

如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。

马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。

制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。

当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。

此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。

总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域，如机械制造技术、信息处理、加工、传输技术、自动控制技术、伺服驱动技术、传感器技术、软件技术等。

4.1数控技术的发展

1946年诞生了世界上第一台电子计算机，它为人类进入信息社会奠定了基础。

6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。

近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段，六代的发展。

4.1.1数控<

NC）阶段[3]<

1952～1970年）

采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控<

HARD-WIREDNC），简称为数控<

NC）。

这个阶段历经了三代：

第一代——电子管；

第二代——晶体管；

第三代——小规模集成电路。

4.1.2计算机数控<

CNC）阶段<

1970年～现在）

通用小型计算机移植过来作为数控系统的核心部件，1974年微处理器被应用于数控系统称为计算机数控。

到了1990年，PC机<

个人计算机或称微机）可以满足作为数控系统核心部件的要求。

数控系统从此进入了基于PC的阶段。

计算机数控阶段也经历了三代。

第四代——小型计算机；

第五代——微处理器和第六代——基于PC<

国外称为PC-BASED）。

4.2当前数控技术的基本情况

4.2.1数控系统结构的变化

数控体系结构从以硬件及连线组成的硬数控系统发展到以计算机硬件及软件组成的CNC数控系统，伺服及控制的方式逐步从步进电机驱动的开环系统变化为伺服电机驱动的闭环、半闭环系统。

4.2.2软件伺服驱动技术

伺服技术是数控系统的重要组成部分。

采用计算机控制，控制算法采用软件的伺服装置称为“软件伺服”。

它有无温漂、稳定性好、基于数值计算、精度高、通过参数设定、减少调整工作等优点。

交流数字驱动系统，目前应用在数控机床的伺服进给和主轴装置上最为适合。

4.2.3CNC系统的连网技术

数控系统从控制单台机床到控制多台机床的分级式控制需要网络进行通信；

一般称为DNC功能。

通过DNC功能形成网络可以实现对零件加项目序的上传或下传，读、写CNC的数据，PLC数据的传送，存贮器操作控制，系统状态采集和远程控制等。

还可以对CAD/CAM/CAPP以及CNC的程序进行传送和分级管理，传递维修数据，使用户与NC生产厂直接通信。

进而把制造厂家连系一起，构成虚拟制造网络。

4.2.4功能的扩大

现代NC系统具备的功能如：

系统可通过光纤与PC机连接，采用WindowS兼容软件和开发环境；

高速加工能力；

具有高精插补运算功能；

具有高速高精加工的智能控制功能，