随着社会的进步，制造业的发展越来越迅速，数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。数控机床发展很快，作为数控机床的重要部分，主轴箱的设计更新也越来越快。
我设计的是SSCK20A数控机床主轴和主轴箱箱体加工工艺以及数控编程，其中涉及了主轴和箱体加工中刀具、量具、毛坯、定位基准等的选择。设计图为两张零号图纸，一张一号图纸,两张二号图纸。
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数控车床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。
因此了解数控车床的结构与工作原理是操作、维修、改进数控车床的前提，也是设计一款数控车床的基本。基于此本文介绍了数控车床的主轴系统、伺服进给系统、刀架系统等的特点、设计要求及结构特点，对于系统部件也作了介绍。
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：针对中小型企业对柔性制造系统(FMS)的小型化、易管理、经济可靠的要求。介绍了一个柔性
制造系统的总体方案、工作流程，并重点对控制系统进行了阐述，通过ProfiBus-DP总线通讯采集各
分站信息，并协调各个分站动作，使各加工单元与物流系统联成一个有机整体，实现人机交互界面接
受用户实时集中控制和操作。




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：分析了铣削加工的力学模型，针对典型的难切削加工材料0Crl8Ni9不锈钢，进行了油雾冷却、
干切削和切削液冷却三种方式下的立铣加工试验，测定了各种冷却条件下的切削力系数，并将切削
力计算结果和实际测量结果进行了比较，对切削力模型的实际建立以及切削机理研究等具有重要的
理论和应用价值




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现代机床多采用多电机拖动，主轴和各进给系统分别由各自电机拖动。由于机床可加工不同产品，材质、刀具、工序、工位各个不同，要求机床的执行部件有不同的运动速度和作用力，因此，机床的主运动应能进行调速。

传统的数控车床主轴调速，一般采用电机带动减速箱来传动和调速，即所谓机械调速，这种传动方式有以下三种特点：

负载具有恒功率特性，由于齿轮箱的转矩跟速度成反比变化，所以，在齿轮箱变速时，如果不计齿轮箱的摩擦等因素造成的功率损耗，减速箱处于恒功率状态。

主轴速度变化一般是有级调速。齿轮箱的齿轮齿数固定，通过机械变换，只能产生有限几种速度，这些速度是跳跃、非连续的。

低速时过载能力强。传动系统在工作时的速度高于低速，由于齿轮箱的转矩跟速度成反比，造成低速时转矩远大于工作转矩，给传动系统带来很强的低速过载能力。

随着电气传动技术，如变频调速技术的迅速发展和日趋完善，高速数控机床的主传动系统的机械结构得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。变频器通过调整频率和电压，简单地实现机床主轴无级调速，还可实现远距离操作，很容易实现自动控制。

数控车床在加工一些工件时，特别是低速粗加工的重切削情况下，要求能在低速运行下输出较大的力矩，对变频器的要求就是低频力矩大。

机床加工工件，大多数要求选择最经济的加工速度，在此速度下加工时，才能发挥机床和刀具的最大效益。一方面，随着工件的大小、材料性质、要求的尺寸精度、表面粗糙度以及所用刀具的不同，最经济的切削速度亦不相同，另一方面，机床的快速进刀、快速退刀和对刀调整等辅助工作的调整也需要不同的运动速度，因此就必须保证机床能在不同的速度下工作，以适应不同的加工工艺，这就要求变频器有较宽的调速范围。一般较低的要求为：1：100，高的要求为1：1000或以上。速度精度的要求一般要求静差度小于5%，更高的要求为1%以下，如果速降过大，则加工的质量就会受到影响，如光洁度就不好。

保证机床运动平稳的前提下，实现以过渡过程时间最短为目标的最优加减速控制规律能使机床更好地满足高精度加工要求，特别是在高速加工中，加减速功能显得尤为重要。数控系统加减速控制功能是指数控系统有程序预读功能——能“预测”加工方向的未来变化并调整运动速度使之符合编程表面要求；在被加工表面形状（曲率）发生变化时及时采取改变进给速度等措施以避免过切；当刀具切入工件时，数控系统可以根据需要自动降低进给速率，因此，数控系统加减速控制功能可使工程师在编程进给速率时只需用最高加工速度，数控系统能自动根据工件轮廓调整实际速度，可大大节省加工时间。在cnc装置中，为了保证机床在起动或停止时不产生冲击、失步、超程或振荡，必须对进给电机的频率或电压进行加减速控制，即在机床加速起动时保证加在电机上的频率或电压逐渐增加，而当机床减速停止时保证加在电机上的频率或电压逐渐减小。这些应用要求变频器的加减速快，以应对速度的迅速变化。

综上撰述，数控机床对变频器要求：

1、调速范围宽，低频力矩大；

2、速度控制精度高；

3、加减速快，刹车效果好；

4、适应金属加工金属粉尘多、油雾大的环境。
 
 
 
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一种数控车床自动送料装置的设计研究

企业为了预防缺陷的发生，需要按照国家承认和接受的标准，如按照ISO 230标准或ASME B5.54标准进行检验。所以企业必须具备编辑工艺文件的能力和保证机床的工艺精度的能力。这两种标准都要求使用球杆和激光干涉仪按照所推荐的程序检测机床的精度。采用这些标准的目的并不是规定机床必须满足某一精度，而是要找出机床可以达到什么样的精度水平。零件的书面资料规定企业的机床精度必须能生产合格的零件，并在这一地方设定精度标杆。经测试可以让您了解您的机床能够达到多高的水平。只要机床能够达到那个精度标杆，就具备了工艺加工的能力。


现代的机床都具备测试和校准技术，而且也能够提供这种技术，这样车间能够保证机床的精度并且正常运行。越来越多的工厂和大型车间拥有自己的激光干涉仪和电子设备，而小的工厂则可以通过各种渠道，利用商业化方式，以具有竞争性的价格通过租赁的方式获得设备以及检测服务。


实际上，现在可以为任何车间提供伸缩式球杆检测器，用于机床的快速检测，只要15min就可完成检测任务，以维护机床的加工精度。采用球杆检测可以精确地评价机床的几何精度、正圆度和粘/滑误差、侍服增益误配、振动、齿隙、重复精度和标尺的误配。一些球杆软件可以根据ISO 230-4和ASME B5.54和B5.57标准提供特定误差的诊断，然后提供一份普通的英语清单，按照对机床精度的整体影响顺序，列出各种误差的来源。这可以使机床维修人员直接针对有问题的地方进行处理。


阶段性的球杆测试跟得上机床的性能发展趋势。预防性的维护有利于在机床偏离工艺加工能力前事先做出计划。工业上一般趋向于按照需要，而不是按照时间来校正机床。没有理由为维护而抽出一台正在从事生产的完好机器来进行校正。当发现有什么不正常的情况时，还是让检测球杆和生产的零件来确定。检测期间可以继续生产。点焊机


机上探针检测


今天标准机床所能达到的精度和重复精度已经接近过去只有CMM坐标测量机才能达到的水平。这一功能可以使机床本身在关键的加工工艺阶段，用探针对工件进行自动检测。一旦机床安装了测量仪器，测量探针就变成了操作员的CNC测量计。检测程序可作为加工工艺中的一部分进行编程，并在各个点上自动运行，检测尺寸和位置以及提供必要的补偿。这样可免除操作人员使用千分表和塞规进行测量，并消除人为因素造成控制系统中卡具、零件和刀具偏置所引起的误差。机上检测已成为工艺的一个部分，这是一个经过改进的强大的工艺工具，可在最短的生产时间内，第一次就制造出合格的零件。


可用于自动地确定零件的位置，然后建立起一个工作坐标系统，机上检测可削减设置时间，提高主轴的利用率，降低卡具的成本和消除非生产加工通行时间。在复杂的零件加工方面，原先需要45min时间调试卡具，现应用检测装置只需45s并且全部由CNC自动操作完成。在开始加工铸件或锻件时，检测装置能确定工件的形状，可避免因空切而浪费时间，并可帮助确定最佳的刀具切入角度。工艺过程中的控制是利用检测装置对切削过程中的机床特性、尺寸和位置进行监控，同时验证每一加工工序各种特点之间的精确尺寸关系，以避免发生问题。可以对测头编程，并按程序检测各阶段的实际加工结果，然后自动实现刀具补偿，特别是在粗加工或半精加工以后。


参考检测是将零件特点与一个尺寸样板或已知位置和尺寸的基准表面进行比较，它能使CNC确定定位差距，然后产生一个偏移量来补偿这一差距。在进行关键加工前，通过对仿造样板的检测，CNC就能够针对样板已知的尺寸检查其自身的定位，然后对偏移量进行编程。如果尺寸样板安装在机床上并暴露于同样的环境条件下，那么可使用参考检测监控和补偿热膨胀系数。其所产生的结果是一个闭路循环过程，不会受到操作员影响。


每台机床在其运动过程中以及在其结构中都存在许多自身固有的小误差，因此，在CNC的编程位置与刀尖真实位置之间总是存在着一点微小的差距，即使在两者之间经过激光补偿调节至相当一致以后。可编程人造样板检测是进一步补偿机床其余误差的好方法。它可为工艺控制提供反馈，能够使定位精度接近机床重复精度的规范要求。这种闭路工艺控制可以使加工中心的加工精度达到镗铣床和其他精密机床的加工水平。


许多探针检测操作通过使用内存驻留宏指令程序完成。工作坐标的更新、刀具几何形状的改变以及零件的测量等，由CNC在成功完成探针检测周期后自动确定。这就能消除由错误信息链接或错误计算所造成的严重误差。用于加工以后的零件检验，通过探针检测可以减少脱机检验的长度和复杂性，在某些情况下甚至可以将其全部消除。由于大型昂贵的工件移动起来非常困难，而且又很费时间，所以机上检验特别有利于大型昂贵的工件。


在这里还可以采用两种方法来完成参考检测，即采用机床相关性检测法，将机上测量的数据与以前的CMM测量机数据进行比较;或采用仿造样板检测法，将机上数据与已知尺寸的可追溯性仿造样板进行比较。在进行这一比较时，CNC能够确定机床是否已真正达到规定的加工公差。根据这些结果，就能做出明智的决定，对仍然留在机床上的工件采取正确的处理方法。


非接触式激光对刀


激光对刀仪为验证刀具的尺寸提供了一个快速的自动化方法，特别在模具制造中，对检验长期加工后的刀具磨损，起着关键的作用。激光对刀仪是高速、高精度调刀和检测刀具断裂的有效方法，具有良好的成本效益，在工作状态下，当刀具通过激光束分度或以正常的速度旋转时，它能迅速地测量其长度和直径。随主轴速度工作的激光检测可鉴别因主轴、刀具和刀座夹持不协调和径向振动而引起的误差，这一功能是采用静态对刀系统是无法实现的。有些NC数控对刀仪可以在最高横向行程时检测断??。


当刀具通过激光束运动时，系统电子装置就会检测到激光束的中断，同时向控制器发出一个输出信号。NC数控系统可以在激光束的任何地方精确地测量最小直径为0.2 mm的刀具。当激光束超过50%阈值而被所检测的刀具阻断时，就会触发系统。非接触式对刀系统采用的是在加工条件下可靠的红色可见光二极管激光器。


先进的电子元件和简化的设计使非接触式对刀替代了接触式系统。由于没有任何运动部件，实际上可以使NC数控系统免于维护。这种设计不存在接触式系统所需的框架和执行机构。有些NC数控激光对刀仪带有保护系统，安装在一个结实的不锈钢装置内，内部充有不间断的压缩空气，即使在测量的过程中，也可防止污染物质、切屑、石墨和冷却液的侵入。这些系统几乎还可以安装在各种尺寸和各种外形的机床上，而对机床的工作不会造成任何影响。


提高工艺水平的强大工具等这些技术的成熟应用以及可支配性对于提高模具加工的自动化水平并实现更好的工艺控制有很大好处。它们能够使模具制造商以更高的几何精度和尺寸精度更快地生产模具，几乎不需要操作员参与、返工或手工精加工作业。
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