電機(jī)轉(zhuǎn)子換軸設(shè)計(jì).doc

衢 州 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工工藝與編程作者： 沈 力 系 （部）： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 數(shù)控技術(shù)08級(jí)(1)班 指導(dǎo)教師： 馬 曉 麗 職稱： 教 授 2011年 6月 5日衢州學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)課題名稱電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工工藝與編程系 別 機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)/班級(jí)數(shù)控技術(shù)/08級(jí) 1班學(xué)生姓名沈力學(xué) 號(hào)3089124104指導(dǎo)教師 馬曉麗單位/職稱教授課題來(lái)源企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)成果形式論文所屬崗位金工車間工藝管理技術(shù)員、數(shù)控加工中、高級(jí)工一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題的主要內(nèi)容、任務(wù)和目標(biāo)、基本要求等1、課題研究的主要內(nèi)容在指定的fanuc-0imate數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)仿真軟件條件下，完成電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工工藝與編程，轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控仿真。轉(zhuǎn)子芯軸零件圖見(jiàn)附圖。2、任務(wù)和目標(biāo)通過(guò)本課題的研究工作，實(shí)現(xiàn)以下工作任務(wù)及目標(biāo)：1）能對(duì)數(shù)控車床零件進(jìn)行加工工藝分析，制定有關(guān)數(shù)控加工工藝卡片；2）完成該車削零件的數(shù)控加工程序編制； 3）完成該車削零件的數(shù)控加工仿真；4）數(shù)控車加工中關(guān)鍵問(wèn)題分析，能提出自己的應(yīng)用心得和實(shí)際應(yīng)用中解決問(wèn)題的方法，在數(shù)控加工技能上得到綜合訓(xùn)練，就業(yè)后能較快的適應(yīng)相關(guān)的職業(yè)崗位。3、基本要求1）完成開(kāi)題報(bào)告1篇（1500字以上），相關(guān)技術(shù)應(yīng)用論文1篇（8000字以上），轉(zhuǎn)子心軸cad圖1幅。完成畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)周記12篇，畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)報(bào)告鑒定表1篇。 2）設(shè)計(jì)（論文）的寫(xiě)作規(guī)范封面（封面后插入任務(wù)書(shū)）；摘要：主要說(shuō)明該課題主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵詞；目錄；正文：課題來(lái)源及意義，轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工工藝、編程（部分重要程序的源代碼及說(shuō)明），數(shù)控仿真，結(jié)論；參考文獻(xiàn)(最少20篇)；謝辭。3）論文書(shū)寫(xiě)要求語(yǔ)言精練，簡(jiǎn)潔，表達(dá)力求準(zhǔn)確。論文要求用a4紙打印，并裝訂成冊(cè)。圖紙用a3或a4圖幅打印。二、實(shí)踐要求： 課題要求學(xué)生在第6學(xué)期在企業(yè)金工車間的數(shù)控加工工藝管理崗位上頂崗實(shí)習(xí)，了解車間工藝管理員的工作職責(zé)，熟悉車間常規(guī)零件的加工過(guò)程及其特點(diǎn)，以及數(shù)控加工中、高級(jí)工操作等。完成頂崗實(shí)習(xí)周記，在周記中能詳細(xì)介紹每周的工作任務(wù)及工作中遇到的問(wèn)題和解決方法等。三、進(jìn)度安排第一階段（第5學(xué)期，第14-20周）第1416周：查閱與課題研究相關(guān)的文獻(xiàn)資料，按任務(wù)書(shū)要求完成開(kāi)題報(bào)告。完成轉(zhuǎn)子芯軸的cad圖繪制。第1718周：零件的數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)，零件加工編程和數(shù)控仿真，完成論文初稿。第19周：按要求修改論文和圖紙，完成論文終稿和轉(zhuǎn)子cad圖，準(zhǔn)備答辯。第20周：完成開(kāi)題報(bào)告、論文和圖紙的打印和裝訂，交開(kāi)題報(bào)告、論文和cad圖的電子版，預(yù)答辯。第二階段（第6學(xué)期）第114周：頂崗實(shí)習(xí)。第15 周：答辯，交全部畢業(yè)設(shè)計(jì)和頂崗實(shí)習(xí)的紙質(zhì)和電子材料。四、推薦的主要參考資料1.劉雄偉.數(shù)控機(jī)床操作與編程培訓(xùn)教程，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.62.數(shù)控技術(shù)之家，/shukongjishu/index.html3.李玉蘭.數(shù)控加工技術(shù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.64.autocad及南京宇航仿真等軟件平臺(tái)指導(dǎo)教師簽名 馬曉麗 2010 年 12 月6 日專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名 周建強(qiáng) 2010 年12 月 6日 電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工工藝與編程摘 要本次論文設(shè)計(jì)的內(nèi)容介紹了電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工特點(diǎn)、加工工藝分析以及數(shù)控編程的一般步驟，并通過(guò)實(shí)例詳細(xì)的介紹了數(shù)控加工工藝的分析方法。第一章緒論部分主要介紹了電動(dòng)工具和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷史，以及目前國(guó)內(nèi)外的研究狀況。簡(jiǎn)明扼要的闡述了一下此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的大概思路。在第二章中，介紹了南京宇航仿真軟件，fanuc-0imate系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及其組成和數(shù)控車床的一般操作步驟。在第三章中，先根據(jù)電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸cad圖紙的尺寸及加工要求，選擇毛胚和刀具，制定相應(yīng)的加工工藝路線，在了解fanuc系統(tǒng)編程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，手工編制簡(jiǎn)單零件的數(shù)控加工程序，以南京宇航數(shù)控仿真為平臺(tái)，利用該軟件仿真功能，采用fanuc 0i系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床，虛擬完成電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控車床加工過(guò)程，以驗(yàn)證加工工藝的準(zhǔn)確性和數(shù)控程序編寫(xiě)的正確性。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲了很多，掌握了很多。我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。關(guān)鍵詞：電動(dòng)工具、數(shù)控車床、轉(zhuǎn)子芯軸、工藝分析、數(shù)控編程機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄第一章 緒論11.1課題的背景及意義11.2國(guó)內(nèi)外研究狀況綜述31.3本課題設(shè)計(jì)主要的內(nèi)容及任務(wù)4第二章 基于fanuc數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床52.1 南京宇航數(shù)控仿真軟件的簡(jiǎn)介52.2 fanuc-0imate數(shù)控系統(tǒng)介紹62.3 fanuc-0imate數(shù)控車床的構(gòu)成62.4 數(shù)控車床加工工藝的主要內(nèi)容7第三章 電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸數(shù)控車加工工藝及仿真83.1 電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工工藝83.1.1零件圖的分析83.1.2加工方案及加工路線的確定93.1.3各工序刀具及切削參數(shù)93.1.4加工過(guò)程工藝卡片的設(shè)計(jì)93.1.5程序的編制103.2 電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工仿真123.2.1數(shù)控機(jī)床的選擇133.2.2毛坯的選擇及安裝133.2.3刀具的選擇133.2.4機(jī)床對(duì)刀143.2.5程序的讀入和執(zhí)行143.3加工效果圖14結(jié)論17參考文獻(xiàn)18致 謝19第一章 緒論 1.1課題的背景及意義20世紀(jì)60年代，由于科技發(fā)展水平的提升和世界經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，專業(yè)級(jí)電動(dòng)工具的應(yīng)用開(kāi)始興起，專業(yè)級(jí)電動(dòng)工具制造業(yè)率先在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并迅速發(fā)展。90年代，伴隨著中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)在全球的競(jìng)爭(zhēng)力的提高，中國(guó)專業(yè)級(jí)電動(dòng)工具制造業(yè)也開(kāi)始起步，并逐漸顯示出強(qiáng)大制造競(jìng)爭(zhēng)力。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，中國(guó)專業(yè)級(jí)電動(dòng)工具行業(yè)在承接國(guó)際分工轉(zhuǎn)移的過(guò)程中不斷發(fā)展，已成為國(guó)際專業(yè)級(jí)電動(dòng)工具市場(chǎng)的主要供應(yīng)國(guó)之一。隨著電動(dòng)工具應(yīng)用的發(fā)展，根據(jù)電動(dòng)工具的應(yīng)用領(lǐng)域的不同，電動(dòng)工具行業(yè)習(xí)慣將整個(gè)行業(yè)大致分為通用級(jí)、專業(yè)級(jí)和工業(yè)級(jí)三個(gè)級(jí)別。專業(yè)電動(dòng)工具屬資金密集、技術(shù)密集型產(chǎn)品，在發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)成本過(guò)高，因此歐、美發(fā)達(dá)國(guó)家正在將電動(dòng)工具制造基地轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國(guó)家特別是中國(guó)進(jìn)行生產(chǎn)。在歐美國(guó)家，專業(yè)電動(dòng)工具廣泛應(yīng)用于建筑道路建設(shè)、金屬加工和木材加工。隨著歐美出生率的下降，為了提高產(chǎn)量，專業(yè)電動(dòng)工具必須具備較高的性能。同時(shí)，隨著工廠和建筑業(yè)中老年和女性工人的增加，對(duì)于重量輕、自動(dòng)化和安全的專業(yè)電動(dòng)工具的需求在逐年增加。經(jīng)過(guò)上世紀(jì)90年代以來(lái)的快速發(fā)展，全球?qū)I(yè)電動(dòng)工具的市場(chǎng)容量在2008年已達(dá)到約140億美元，全球?qū)I(yè)電動(dòng)工具的需求量2006年-2008年來(lái)一直保持年均3%左右的增長(zhǎng)率，市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定增加。雖然2008年下半年開(kāi)始受到金融危機(jī)影響，全球?qū)I(yè)電動(dòng)工具市場(chǎng)增長(zhǎng)受阻，但從2009年以來(lái)的情況來(lái)看，市場(chǎng)正逐步恢復(fù)，預(yù)計(jì)全球?qū)I(yè)電動(dòng)工具市場(chǎng)容量在2012年將超過(guò)150億美元。從專業(yè)電動(dòng)工具市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)看，電動(dòng)工具大都是手持進(jìn)行操作，因此除了要求電動(dòng)工具有較高的性能外，還要求電動(dòng)工具輕巧、操作舒適、功能多樣、對(duì)操作者和環(huán)境沒(méi)有危害。近年來(lái)，國(guó)外專業(yè)電動(dòng)工具產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)如下：1)電子技術(shù)廣泛應(yīng)用：2)電池式專業(yè)電動(dòng)工具快速發(fā)展：3)積極開(kāi)發(fā)人性化環(huán)保型專業(yè)電動(dòng)工具4)專業(yè)電動(dòng)工具單位重量出力不斷提高世界電動(dòng)工具的誕生就是從電鉆產(chǎn)品開(kāi)始的1895年，德國(guó)fein 公司研制出世界上第一臺(tái)直流電鉆，這臺(tái)電鉆重量14公斤，外殼用鑄鐵制成，只能在鋼板上鉆4毫米的孔。隨后出現(xiàn)了三相工頻（50hz）電鉆，但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]能突破3000r/min。1914 年，出現(xiàn)了單相串激電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電鉆，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)10000r/min以上。 1927年，出現(xiàn)了供電頻率為150200hz的中頻電鉆，它既具有單相串激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)，又具有三相工頻電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠的優(yōu)點(diǎn)，但因需用中頻電流供電，使用受到限制。60年代，出現(xiàn)了用鎳鎘電池作電源的無(wú)電源線的電池式電鉆。到70年代中后期，因電池價(jià)格降低，充電時(shí)間也縮短，這種電鉆在歐美、日本得到廣泛使用。 電鉆最初用鑄鐵作外殼，后改用鋁合金作外殼。60年代，熱塑性工程塑料在電鉆上獲得應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了電鉆的雙重絕緣。 60年代還出現(xiàn)了電子調(diào)速電鉆。這種電鉆利用晶閘管等元件組成電子線路，以開(kāi)關(guān)撳鈕被撳入的深度不同來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而使電鉆在使用時(shí)能按被加工對(duì)象的不同（如材料不同、鉆孔直徑大小等），選擇不同的轉(zhuǎn)速。電鉆類電動(dòng)工具是一種在各種材料和零件上鉆孔的機(jī)械化工具。它由電動(dòng)機(jī)或電磁鐵作為動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工作頭進(jìn)行作業(yè)。在金屬、塑料和類似材料上鉆孔的稱為電鉆，而在磚石、混凝土和類似材料上打孔的稱為沖擊電鉆、電錘等。電鉆類電動(dòng)工具品種多、規(guī)格齊、產(chǎn)量大，需求量也大，廣泛適用于建筑梁、板、柱、墻等的加固，裝修、墻安裝、支架、欄桿、廣告牌、空調(diào)室外機(jī)、導(dǎo)軌、衛(wèi)星接收器電梯、鋼結(jié)構(gòu)廠房等安裝。據(jù)歷年行業(yè)資料，全世界每年消耗的大量電動(dòng)工具，有80%是由中國(guó)工廠（包括國(guó)內(nèi)企業(yè)和外資企業(yè)）生產(chǎn)并組織出口的。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，其余20%由國(guó)外電動(dòng)工具企業(yè)生產(chǎn)的電動(dòng)工具（基本上是專業(yè)工具），有許多零部件也是中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)并出口的。當(dāng)今世界科技日新月異，知識(shí)高速增長(zhǎng)，科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為了第一生產(chǎn)力，因而要求我們要有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。數(shù)控技術(shù)是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)。世界各國(guó)信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在高精尖數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。同時(shí)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)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(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)國(guó)防、汽車等的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)，如：橋式三、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門(mén)銑床、龍門(mén)移動(dòng)式五座標(biāo)ac擺角數(shù)控龍門(mén)銑床、龍門(mén)移動(dòng)式三座標(biāo)數(shù)控龍門(mén)銑床等。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造業(yè)中，普通機(jī)械正逐漸被高效率、高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)械所代替。很多年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)了多次的改造，適應(yīng)了現(xiàn)在的社會(huì)發(fā)展，但當(dāng)前又出現(xiàn)了一些新的發(fā)展方向。數(shù)控加工也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)則為我們的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、綜合設(shè)計(jì)能力，加強(qiáng)我們大學(xué)生的動(dòng)手能力和工程實(shí)踐的訓(xùn)練提供了一個(gè)嶄新的平臺(tái)。通過(guò)對(duì)這個(gè)課題的研究，我們對(duì)在校學(xué)習(xí)的知識(shí)的理解有了鞏固和加深。在技能培訓(xùn)方面可以開(kāi)放我們的思維，使理論和實(shí)際結(jié)合更加緊密。1.2國(guó)內(nèi)外研究狀況綜述我國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)電動(dòng)工具的歷史還是比較早的，是從1942年開(kāi)始的。當(dāng)時(shí)是模仿美國(guó)的一款電鉆從而開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)生產(chǎn)電動(dòng)工具的歷史。在1954年成為我國(guó)第一家專業(yè)電動(dòng)工具制造廠。1974年我國(guó)進(jìn)行了單相串激電動(dòng)工具聯(lián)合設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)2年多的努力試制成了雙重絕緣單相串激電鉆，雙重絕緣單相串激角向磨光機(jī)，手持式直向砂輪機(jī)三個(gè)系列以及雙重絕緣單相串激模具電磨，曲線鋸等20個(gè)品種規(guī)格的產(chǎn)品。1976年開(kāi)始籌建國(guó)家級(jí)的科研試驗(yàn)基地“中國(guó)電動(dòng)工具檢測(cè)中心”，“中國(guó)電工產(chǎn)品認(rèn)證委員會(huì)電動(dòng)工具認(rèn)證站”于1985年通過(guò)驗(yàn)收，從此我國(guó)可以按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)國(guó)內(nèi)外各類電動(dòng)工具的功能參數(shù)，安全，噪聲，無(wú)線電干擾等各種質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行全面的鑒定試驗(yàn)，形式認(rèn)可，安全認(rèn)證。1895年，德國(guó)制造出世界上第一臺(tái)直流電鉆。隨后出現(xiàn)了三相工頻（50hz）電鉆。1914 年，出現(xiàn)了單相串激電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)工具，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)10000r/min以上。1927年，出現(xiàn)了供電頻率為150200hz的中頻電動(dòng)工具，它既具有單相串激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)，又具有三相工頻電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠的優(yōu)點(diǎn)，但因需用中頻電流供電，使用受到限制。60年代，隨著電池制造技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了用鎳鎘電池作電源的無(wú)電源線的電池式電動(dòng)工具。但當(dāng)時(shí)因價(jià)格昂貴，發(fā)展較慢。到70年代中后期，因電池價(jià)格降低，充電時(shí)間也縮短，這種電動(dòng)工具在歐美、日本得到廣泛使用。電動(dòng)工具最初用鑄鐵作外殼，后改用鋁合金作外殼。60年代，熱塑性工程塑料在電動(dòng)工具上獲得應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)工具的雙重絕緣，保障了電動(dòng)工具的使用安全性。由于電子技術(shù)的發(fā)展，60年代還出現(xiàn)了電子調(diào)速電動(dòng)工具。這種電動(dòng)工具利用晶閘管等元件組成電子線路，以開(kāi)關(guān)撳鈕被撳入的深度不同來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而使電動(dòng)工具在使用時(shí)能按被加工對(duì)象的不同（如材料不同、鉆孔直徑大小等），選擇不同的轉(zhuǎn)速。從專業(yè)電動(dòng)工具市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)看，電動(dòng)工具大都是手持進(jìn)行操作，因此除了要求電動(dòng)工具有較高的性能外，還要求電動(dòng)工具輕巧、操作舒適、功能多樣、對(duì)操作者和環(huán)境沒(méi)有危害。近年來(lái)，全球?qū)I(yè)電動(dòng)工具產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)有：1）電子技術(shù)廣泛應(yīng)用，包括電子調(diào)速和控速技術(shù)，以及開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化的智能電動(dòng)工具。2）電池式專業(yè)電動(dòng)工具快速發(fā)展。3）積極開(kāi)發(fā)人性化環(huán)保型專業(yè)電動(dòng)工具。4）專業(yè)電動(dòng)工具單位重量出力不斷提高。以上是目前國(guó)際上專業(yè)電動(dòng)工具的市場(chǎng)趨勢(shì)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)專業(yè)電動(dòng)工具將得到更新的發(fā)展。通過(guò)學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)理念和正確研判市場(chǎng)趨勢(shì)，我國(guó)將不僅成為專業(yè)電動(dòng)工具生產(chǎn)大國(guó)，而且成為專業(yè)電動(dòng)工具生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。當(dāng)然我國(guó)要不斷被提高自己的技術(shù)水平，開(kāi)拓新興市場(chǎng)。1.3本課題設(shè)計(jì)主要的內(nèi)容及任務(wù)本論文設(shè)計(jì)課題是電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工工藝與編程。在指定的畫(huà)圖軟件，fanuc-0imate數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)仿真軟件條件下完成電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的繪圖、數(shù)控加工工藝分析、編程及其數(shù)控仿真加工。本次畢業(yè)論文主要包括以下內(nèi)容：1)繪制cad零件圖；2)零件圖的加工工藝分析；2)零件的加工工藝的分析；3)數(shù)控加工工序卡片的制定；4)零件的數(shù)控加工程序編制；5)零件的仿真加工及效果圖。第二章 基于fanuc數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床2.1 南京宇航數(shù)控仿真軟件的簡(jiǎn)介南京宇航數(shù)控仿真系統(tǒng)提供車床、立式銑床、臥式加工中心、立式加工中心；控制系統(tǒng)有fanuc系統(tǒng)、siemens系統(tǒng)、三菱系統(tǒng)、大森系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)以及三菱系統(tǒng)系統(tǒng)。豐富的刀具材料庫(kù),采用數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理刀具材料和性能參數(shù)庫(kù)，刀具庫(kù)含數(shù)百種不同材料和形狀的車刀、銑刀，支持用戶自定義刀具以及相關(guān)特征參數(shù)。機(jī)床操作全過(guò)程仿真，仿真機(jī)床操作的整個(gè)過(guò)程；毛坯定義、工件裝夾、壓板安裝、快速對(duì)刀、安裝刀具、機(jī)床手動(dòng)操作等仿真。加工運(yùn)行全環(huán)境仿真仿真數(shù)控程序的自動(dòng)運(yùn)行和mdi運(yùn)行模式；三維工件的實(shí)時(shí)切削，刀具軌跡的三維顯示；提供刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)系設(shè)置等系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定。全面的碰撞檢測(cè)手動(dòng)、自動(dòng)加工等模式下的實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)，包括刀柄刀具與夾具、壓板、機(jī)床等碰撞，也包括機(jī)床行程越界及主軸不轉(zhuǎn)時(shí)刀柄刀具與工件等的碰撞。數(shù)控程序處理能夠通過(guò)dnc導(dǎo)入各種cad、cam軟件生成的數(shù)控程序，例如mastercam、proe、ug、caxa-me等，也可以導(dǎo)入手工編制的文本格式數(shù)控程序，還能夠直接通過(guò)面板手工編輯、輸入、輸出數(shù)控程序。目前國(guó)內(nèi)的仿真系統(tǒng)：（1）法蘭克系統(tǒng)：fanuc0md，fanuc0td，fanuc0i-m，fanuc0i-t，fanuc18i-m ，fanuc18i-t（2）西門(mén)子系統(tǒng)：siemens 810d-m，siemens 810d-t，siemens 802d-m，siemens 802d-t，siemens 802s-m，siemens 802s-t，siemens 802se-m，siemens 802se-t（3）華中數(shù)控系統(tǒng)：華中世紀(jì)星hnc21-m, hnc21-t（4）廣州數(shù)控系統(tǒng)：gsk-990m, gsk-980t, gsk-928ma, gsk-928tc（5）大森數(shù)控系統(tǒng)：dasen 3i-m, dasen 3i-t（6）凱恩帝knd系統(tǒng)：knd100-m， knd100-t（7）三菱系統(tǒng)：ezmotion-nc e60-m, ezmotion-nc e60-t2.2 fanuc-0imate數(shù)控系統(tǒng)介紹日本fanuc公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)，在市場(chǎng)的占有率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他的數(shù)控系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆裝，各個(gè)控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。（2）具有很強(qiáng)的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力。其工作環(huán)境溫度為045，相對(duì)濕度為75。（3）有較完善的保護(hù)措施。fanuc對(duì)自身的系統(tǒng)采用比較好的保護(hù)電路。（4）fanuc系統(tǒng)所配置的系統(tǒng)軟件具有比較齊全的基本功能和選項(xiàng)功能。對(duì)于一般的機(jī)床來(lái)說(shuō)，基本功能完全能滿足使用要求。（5）提供大量豐富的pmc信號(hào)和pmc功能指令。這些豐富的信號(hào)和編程指令便于用戶編制機(jī)床側(cè)pmc控制程序，而且增加了編程的靈活性。（6）具有很強(qiáng)的dnc功能。系統(tǒng)提供串行rs232c傳輸接口，使通用計(jì)算機(jī)pc和機(jī)床之間的數(shù)據(jù)傳輸能方便、可靠地進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)高速的dnc操作。（7）提供豐富的維修報(bào)警和診斷功能。2.3 fanuc-0imate數(shù)控車床的構(gòu)成fanuc系統(tǒng)的典型構(gòu)成如下：（1）數(shù)控主板：用于核心控制、運(yùn)算、存儲(chǔ)、伺服控制等。新主板集成了plc功能。（2）plc板：用于外圍動(dòng)作控制。新系統(tǒng)的plc板已經(jīng)和數(shù)控主板集成到一起。（3）i/o板：早期的i/o板用于數(shù)控系統(tǒng)和外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)交換。新型的i/o板主要集成了顯示接口、鍵盤(pán)接口、手輪接口、操作面板接口及rs232接口等。（4）mmc板：人機(jī)接口板。這是個(gè)人電腦化的板卡，不是必須匹配的。本身帶有crt、標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)、軟驅(qū)、鼠標(biāo)、存儲(chǔ)卡及串行、并行接口。（5）crt接口板：用于顯示器接口。新系統(tǒng)中，crt接口被集成到i/o板上。另外，還提供其他一些可選板卡等。2.4 數(shù)控車床加工工藝的主要內(nèi)容數(shù)控編制中的工藝處理包括： 1）零件圖的分析2）加工方案及加工路線的確定3）機(jī)床的選擇，選用fanuc 0i標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床（平床身前置刀架）4）零件材料的選擇，并設(shè)置材料的大小及長(zhǎng)度5）零件的裝夾6）刀具和切削用量的選擇7）刀具對(duì)刀，并建立加工坐標(biāo)系。 8）數(shù)控程序編制或?qū)?）數(shù)控加工及操作步驟 10）零件測(cè)量、檢驗(yàn)其合格性第三章 電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸數(shù)控車加工工藝及仿真3.1 電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工工藝3.1.1零件圖的分析在數(shù)控車削加工中，零件車削加工成形輪廓的結(jié)構(gòu)為兩頭加工的零件，零的軌跡精度要求高，零件的總體結(jié)構(gòu)主要包括圓柱、倒角、溝槽、正反螺紋、齒輪等。如圖3-1所示，該零件表面由外圓柱面、槽、倒角及正反螺紋表面組成。在數(shù)控車削的加工中，此零件重要的徑向加工部位有齒頂直徑da=6.48mm的齒輪（銑齒有效長(zhǎng)度8），8mm的圓柱段（圓跳動(dòng)為0.012，表面粗糙度ra=0.8m），2x0.3的溝槽，9mm的圓柱段，中間較長(zhǎng)的7.8mm的圓柱段車正反螺紋（t9，深0.2，圓跳動(dòng)為0.13，表面粗糙度為12.5m），7mm圓柱度（圓跳動(dòng)為0.012）。未注的倒角為1x45零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求；輪廓描述清楚完整。選用毛坯為10x139的棒料，由于仿真軟件中的材料沒(méi)有20crmnti，用80f低碳鋼替代。圖3-1 電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸3.1.2加工方案及加工路線的確定根據(jù)零件圖樣要求其加工工序?yàn)?（1)建立工件坐標(biāo)系。（2)端面加工，采用35的外圓車刀，可用g01指令。（3)零件左邊外圓粗車加工，可選用35的外圓車刀，可用g71指令。(4)零件左邊外圓精車加工，可選用35的外圓車刀，可用g70指令。（5)零件左邊的車槽加工，可選用寬2mm的車槽刀，可用g01指令。（6)工件調(diào)頭（7)端面加工，采用35的外圓車刀，可用g01指令。（8)零件右邊外圓粗車加工，可選用35的外圓車刀，可用g71指令。(9)零件右邊外圓精車加工，可選用35的外圓車刀，可用g70指令。（10)零件右邊的車八字螺紋槽加工，可選用60的螺紋車刀，可用g92指令。工序號(hào)程序編號(hào)零件圖號(hào)零件名稱使用設(shè)備夾具編號(hào)材料加工內(nèi)容刀具號(hào)刀具名稱刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速加工余量/mm備注車外輪廓t010135菱形外圓車刀粗600精12000.5用g71車削車溝槽t0202切槽刀1200用g70車削車正反螺紋t030360外螺紋車刀200用g92車削3.1.3各工序刀具及切削參數(shù)數(shù)控加工刀具卡片見(jiàn)表3-1。表3-1 數(shù)控加工刀具卡片3.1.4加工過(guò)程工藝卡片的設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝卡見(jiàn)表3-2。表3-2數(shù)控加工工藝卡3.1.5程序的編制工序名稱工藝要求2010.121下料10x139棒料1根3數(shù)控車工步工步內(nèi)容刀具號(hào)1車端面（軸）t012自右向左粗車外輪廓（軸）t013自右向左精車外輪廓（軸）t014加工槽（軸）t025自右向左粗車外輪廓（軸）t016自右向左精車外輪廓（軸）t017車八字螺旋槽t034檢驗(yàn)材料80f低碳鋼備注：規(guī)格數(shù)量10x139電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控編程如下表格。 (1)左端：6.48、8、9以及退刀槽的加工程序見(jiàn)表3-3。表3-3加工程序程序段號(hào)o0055;程序名n010m03 s600 g99 t0101;轉(zhuǎn)速為600 r/min，選用第一把刀n020g00 x10 z2;刀具定位至粗加工循環(huán)點(diǎn)n030g71 u1 r0.5;粗車循環(huán)n040g71 p1 q2 u0.5 f0.1;n050n1 g01 x4.48;n060z0;n070x6.48 z-1;n080z-13.5;n090x8;n100z-20.5;n110x9;n120z-31.5;n130n2 x20;粗車循環(huán)結(jié)束n140g00 x100 z100;快速退回n150m05;主軸停轉(zhuǎn)n160m00;程序暫停n170m03 s1200 g99 t0101;主軸轉(zhuǎn)速為1200 r/minn180g00 x10 z2;刀具定位至精加工循環(huán)點(diǎn)n190g70 p1 q2 f0.05;精車循環(huán)n200g00 x100 z100;快速退回n210m05;主軸停轉(zhuǎn)n220m00;程序暫停n230m03 s1200 g99 to2o2;主軸轉(zhuǎn)速1200 r/min，第二把刀，準(zhǔn)備車溝槽n240g00 x10 z2; n250g01 z-20.5;n260x7.4； n270g00 x20;n280x100 z100;快速退回n290m05;主軸停轉(zhuǎn)n300m30；程序結(jié)束(2)右端：7、7.8的加工程序見(jiàn)表3-4。表3-4加工程序程序段號(hào)o0066;程序名n010m03 s600 g99 t0101;轉(zhuǎn)速為600 r/min，選用第一把刀n020g00 x10 z2;刀具定位至粗加工循環(huán)點(diǎn)n030g71 u1 r0.5;粗車循環(huán)n040g71 p1 q2 u0.5 f0.1;n050n1 g01 x5;n060z0;n070x7 z-1;n080z-9;n090x7.8;n100z-107.5n110x9;n120z-110;n130n2 x20;粗車循環(huán)結(jié)束n140g00 x100 z100;快速退回n150m05;主軸停轉(zhuǎn)n160m00;程序暫停n170m033 s1200 g99 t0101;主軸轉(zhuǎn)速為1200 r/minn180g00 x10 z2;刀具定位至精加工循環(huán)點(diǎn)n190g70 p1 q2 f0.05;精車循環(huán)n200g00 x100 z100;快速退回n210m05;主軸停轉(zhuǎn)n220m30;程序結(jié)束(3)右端：八字螺旋槽的加工程序見(jiàn)表3-5。表3-5加工程序程序段號(hào)o0077程序名n010m03 s200 g99 t0101;轉(zhuǎn)速為200 r/min，選用第三把刀n020g00 x10 z-9;n030g92 x7.2 z-107.5 f20;車第一條螺旋槽n040g00 x10 z-107.5;n050g92 x7.2 z-9 f20;車第二條螺旋槽n060g00 x10;n070x100 z100;快速退回n080m05;主軸停轉(zhuǎn)n090m30;程序結(jié)束3.2 電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工仿真先運(yùn)行南京宇航數(shù)控仿真軟件，進(jìn)入操作界面。3.2.1數(shù)控機(jī)床的選擇fanuc0i-t數(shù)控機(jī)床如圖3-2所示圖3-2 fanuc0i-t數(shù)控機(jī)床機(jī)床啟動(dòng)回零：按 再按 按下和使機(jī)床回零。3.2.2毛坯的選擇及安裝在原來(lái)已運(yùn)行的南京宇航數(shù)控仿真軟件中，先選擇零件尺寸，再按安裝零件，如圖所示選擇好后確定。如圖3-3所示：圖3-3 毛胚的選擇3.2.3刀具的選擇點(diǎn)擊選擇刀具，彈出刀具選擇的對(duì)話框，選擇角度為35的外圓車刀、寬度為2mm的切槽刀和角度為60的螺紋刀，如圖3-4所示：圖3-4刀具的選擇3.2.4機(jī)床對(duì)刀按，跳出界面，如。選擇第一把刀，按，跳出對(duì)刀窗口，如。選擇邊界上的點(diǎn)，然后輸入x10和z0，按測(cè)量；然后在mdi模式下輸入程序選擇第二把刀和第三把刀，如上操作，最后顯示如圖3-5所示。：圖3-5對(duì)刀后的界面3.2.5程序的讀入和執(zhí)行按再按按輸入程序號(hào)o0055、o0066、o0077 按按鈕，按，再按找到編好的程序文件打開(kāi)。按再按，機(jī)床將執(zhí)行程序，零件被加工完成. 3.3加工效果圖首先導(dǎo)入程序o0055，如圖3-6、3-7、3-8、3-9所示，然后執(zhí)行程序，加工效果如圖3-10所示：圖3-6 加工程序 圖3-7 加工程序 圖3-8 加工程序 圖3-9 加工程序 圖3-10 加工效果圖第二步工件掉頭反向裝夾，導(dǎo)入程序o0066，如圖3-11、3-12、3-13所示，然后執(zhí)行程序，加工效果如圖3-14所示。圖3-11 加工程序 圖3-12 加工程序圖3-13 加工程序 圖3-14 加工效果圖第三步導(dǎo)入程序o0077，如圖3-15所示，然后執(zhí)行程序，加工效果如圖3-16所示，最終效果如圖3-17所示。圖3-15 加工程序圖3-16 加工效果圖圖3-17 最終加工效果圖結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的課題是電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工工藝與編程。所以查找了相關(guān)的資料，了解到電動(dòng)工具是一種運(yùn)用小容量電動(dòng)機(jī)或電磁鐵，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工作頭的手持式或可移式的機(jī)械化工具。結(jié)構(gòu)輕巧，攜帶使用方便；勞動(dòng)生產(chǎn)效率高，比其它工具效率高，費(fèi)用低，振動(dòng)小和易于控制。本設(shè)計(jì)（論文）主要介紹了電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控加工特點(diǎn)、加工工藝分析以及數(shù)控編程的一般步驟，并通過(guò)實(shí)例詳細(xì)的介紹了數(shù)控加工工藝的分析方法。通過(guò)企業(yè)電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子心軸的生產(chǎn)圖紙要求用autocad軟件繪制出電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸圖紙，然后根據(jù)圖紙綜合運(yùn)用所學(xué)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸軸的工藝分析，確定它的加工過(guò)程，接著制定相應(yīng)的工藝卡片，再根據(jù)設(shè)計(jì)的圖紙對(duì)芯軸進(jìn)行編程，最后利用南京宇航仿真軟件進(jìn)行仿真，把實(shí)體加工出來(lái)。最后，將所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫(xiě)成論文，讓老師進(jìn)行指導(dǎo)修正。第一章緒論部分主要介紹了電動(dòng)工具和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷史，以及目前國(guó)內(nèi)外的研究狀況。簡(jiǎn)明扼要的闡述了一下此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的大概思路。在第二章中，介紹了南京宇航仿真軟件，fanuc-0imate系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及其組成和數(shù)控車床的一般操作步驟。在第三章中，先根據(jù)電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸cad圖紙的尺寸及加工要求，選擇毛胚和刀具，制定相應(yīng)的加工工藝路線，在了解fanuc系統(tǒng)編程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，手工編制簡(jiǎn)單零件的數(shù)控加工程序，以南京宇航數(shù)控仿真為平臺(tái)，利用該軟件仿真功能，采用fanuc 0i系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床，虛擬完成電動(dòng)工具轉(zhuǎn)子芯軸的數(shù)控車床加工過(guò)程，以驗(yàn)證加工工藝的準(zhǔn)確性和數(shù)控程序編寫(xiě)的正確性。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）查閱大量跟本課題有關(guān)的文獻(xiàn)資料，工作量相當(dāng)?shù)拇?，涉及的方面相?dāng)廣，也是一項(xiàng)綜合性的工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲了很多，掌握了很多。我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。參考文獻(xiàn)1劉雄偉.數(shù)控機(jī)床操作與編程培訓(xùn)教程，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.62數(shù)控技術(shù)之家，/html/shukongjishu/index.html3李玉蘭.數(shù)控加工技術(shù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.64趙長(zhǎng)明,劉萬(wàn)菊.數(shù)控加工工藝及設(shè)備.北京:高等教育出版社,2003 5李家杰.數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)用教程.南京:東南大學(xué)出版社，2005.26富大偉、劉瑞素主編.數(shù)控系統(tǒng).北京：