数控设备应用技术与维护专业毕业论文(设计)——FANUC系统数控车的加工.doc

1 毕 业 设 计 题目：FANUC系统数控车的加工 姓名： 顾 文 明 学号： 0612205160 专业： 数控技术应用 班级： 06大专数控设备班 指导老师: 卞 洪 元 2010 年 11 月 2 摘要摘要 数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了 其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改 造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机 床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来 了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技 术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的 CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制 造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现 代机电类专业学生必不可少的。 本次设计内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般 步骤。并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。 关键词： 数控技术 加工工艺 编程 3 目录目录 摘要摘要2 目录目录3 第一章前言第一章前言4 1. 1 本课题研究的意义4 1.2 本课题目前的现状7 1.3 本课题的研究所达目标14 1.4 完成本课题可行性分析15 第二章零件加工第二章零件加工16 2.1 零件图纸16 2.2 零件的结构分析与加工表面分析17 2.3 零件加工工艺过程及工序卡21 2.4 零件加工工序卡28 第三章机床设备介绍与数控编程第三章机床设备介绍与数控编程 33 3.1 数控设备介绍与数控编程33 3.2 零件的节点计算35 3.3 程序的编辑37 3.4 G 代码和 M 代码 39 第四章第四章42 结语42 参考文献参考文献43 4 第一章前言第一章前言 1.1 本课题研究的意义本课题研究的意义 1.1.11.1.1 数控机床的基本概念数控机床的基本概念 数控是数字控制（numerical control,NC）的简称，是利用离散的数字信号 对信息进行传输、运算 处理。数控技术是利用数字控制原理对某一些工作过程进行自动控制的技 术。它已广泛应用于航空航天、军事、电子信息、通讯、家电、汽车、机械加 工等领域，是一门正在发展的高新技术。 1.1.21.1.2 数控机床的组成数控机床的组成 数控机床主要由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置（CNC） 、伺服 驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。 1.1.31.1.3 程序编制及程序载体程序编制及程序载体 数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分 析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的 安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工 的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等 加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格 式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行；对于形状复 杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或 CAD/CAM设计。 编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以 是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类 5 型。 1.1.41.1.4 控机床加工特点及其应用控机床加工特点及其应用 数控机床已越来越多的应用于现代制造业，并发挥出普通机床无法比拟的 优势，数控机床主要有以下几特点： 1.传动链短，与普通机床相比主轴驱动不再是电机皮带齿轮副机 构变速，而是采用横向和纵向进给分别由两台伺服电机驱动运动完成，不再使 用挂轮、离合器等传统部件，传动链大大缩短。 2.刚性高，为了与数控系统的高精度相匹配，数控机床的刚性高，以便适 应高精度的加工要求。 3.轻拖动，刀架（工作台）移动采用滚珠丝杠副，摩擦小，移动轻便。丝 杠两端的支承式专用轴承，其压力角比普通轴承大，在出厂时便选配好；数控 机床的润滑部分采用油雾自动润滑，这些措施都使得数控机床移动轻便。 一、数控机床的管理使用 数控机床的使用好坏既需要操作者的精心使用，又必须依靠科学的管理， 完善的管理制度、科学的生产模式是提高生产效率的有效手段。 1.建立健全完善的管理制度，有效控制、监督数控机床相关人员的工作， 使机床的操作、运行全过程受控。 2.加强技术人员、技术工人管理人员的培训。数控加工的培训是一向长期 的工作，是一个不断提高的过程。通过培训工艺人员可以编制更加简化的数控 加工工艺、简化程序、缩短加工时间；技术工人可以提高操作技能；管理人员 可以更加了解数控设备的特点、过程控制，以现代生产管理理念实施管理。 3.科学组织生产。改进停工待料，生产能力不平衡问题，提高数控机床的 开工率，合理安排生产节拍，合理分配生产任务。利用零件加工的相似性，将 待加工零件进行分类，从而在工艺编制、生产计划及调度中合理安排，提高设 备生产能力的平衡度。科学的生产批次将极大限度的降低机床调整时间比例、 工装准备时间比例，可提高批量效率。 4.为了发挥数控机床的价值，操作者必须正确的掌握数控机床操作原则。 按机床操作规程正确操作机床；按工艺和程序要求加工零件；加工前协调零件、 6 刀具、压板等尺寸避免干涉和碰撞；提高技术素质，减少装刀、找正等非加工 时间；正确维护保养各种辅具确保精度可靠。 1.1.51.1.5 研究数控技术的意义研究数控技术的意义 数控技术是支持现代装备制造业的关键技术群，直接决定制造装备的功能 和性能，是信息化带动工业化进 程中装备层的关键技术，属于支持先进制造技 术的重要基础技术群。 近年来，我国的工业经济总体增长较快，国际制造产业向中国快速转移迹 象明显，但尚未摆脱产品档次低 、国际竞争力弱的局面。中国制造产品，除人 工成本低外，其他如质量、款式、技术含量等方面均不具备 竞争优势。当前， 在国内经济发展中存在如此现象，即高档的产品非进口即由进口的机械设备生 产。而那 些高精度机械设备除进口外，还有可能通过再上游的进口装备机械生 产。即每个生产环节，进口的总比国 产的要高一个档次。以手机为例，虽然部 分国产手机质量超过进口产品，但机壳大多由进口模具生产。而 最高精度的模 具又须借助高端进口数控加工中心生产。整个制造业长期依赖进口设备，导致 恶性循环，可 能带来三个结果：一是始终不能获得国际上最新最好的技术设备。 导致中国的制造业永远停留在二流水平 。二是最终产品的大部分价值被发达国 家所获取。三是不能掌握整个经济发展的核心技术，国民经济的命 脉始终掌握 在他人手里。 另外装备制造业的崛起是对中国工业现代化和国家综合国力提升的重要支 持。制造业进步一方面提升物质 生产能力，解决关键装备的制造问题，另一方 面制造业的共性技术军民两用，对国防和国家安全意义重大 。 7 1.21.2 本课题目前的现状本课题目前的现状 1.2.11.2.1 机床数控技术的发展过程机床数控技术的发展过程 数控机床是用计算机控制机床加工的机械。应用了自动控制、计算机、精 密测量和机床结构等方面的最新成就。很多年来，随着科学技术的发展，机床 数控技术经过了多次的改造，适应了现在的社会发展，但当前又出现了一些新 的发展方向。 一、数控机床的产生一、数控机床的产生 1959年，由于在计算机行业中研制出晶体管元件，在数控系统中广泛采用 晶体管和印刷电路板，从而跨入了第二代。 1965年，出现小规模集成电路，由于它体积小、功耗低，使数控系统的可 靠性得以进一步提高。数控系统发展到第三代。 以上三代系统，都是采用专用控制计算机的数控系统， ，统称为普通数控系 统。 随着当今技术的发展，小型计算机的价格急剧下降，激烈地冲击着市场。 数控系统的生产厂家采用小型计算机来取代专用控制计算机，许多功能可以依 靠编制专用程序存在计算机的存储器中，构成控制软件而加以实现，提高了系 统的可靠性。这种数控系统，称为第四代系统，即计算机数控系统。 计算机技术的发展更新很快，就在1970年前后，有了小型处理器，并且用 到了各个行业，数控技术也不例外。以小处理机技术为特征的数控系统称为第 五代系统。 二、我国的发展情况二、我国的发展情况 我国从1958年开始研究数控机械加工技术，60年代我国研制出了可以加工 非圆齿轮等复杂形状的工件的铣床、数控非圆齿轮插齿机等设备，保证了加工 质量，减少了废品，提高了效率，取得了良好的效果。70年代针对航空工业等 加工复杂形状零件的急需，从1973年以来进行了数控机床的研制，经过3年努力， 到1975年已试制生产了300多台数控机床。1982年，青海第一机床厂生产的 XHK754卧式加工中心，长城机床厂生产的CK7815数控车床可以陆续形成了批量 生产。1984年仅机械工业部门就生产数控机床650台， 1985年，我国数控机床 8 的品种已有了新的发展，除了各类数控线切割机床以外，其他各种金属切削机 床（如各种规格的立式、卧式加工中心，立式、卧式数控车床，数控铣床，数 控磨床等） ，也都有了很大的发展。到1989年底，数控车床占40%，加工中心占 27%。 目前，我国除具有设计与生产的数控机床外，还生产出了柔性制造系统。 现在我国的机床数控技术已经进入了一个新的发展时期 数控机床可以按多种方式进行分类。若按工艺用途，可将其分为一般数控 机床、数控加工中心机床、多坐标机床等；若按测量装置的有无及位置可分为 开环、闭环和半闭环等系统。 三、三、 数控机床的发展动向数控机床的发展动向 从数控系统的发展来看，数控机床已发展了五代。在实际应用中，除了机 床行业之外，数控技术还应用在其他部门，产生了各种数控设备。最初，人们 考虑的是在一台设备上如何提高自动化程度。后来，人们发现电子计算机处理 数据的速度比数控设备的加工速度快，利用一台计算机可控制多台数控设备， 惯称之为。 当前，国内外在数控装置、机床结构等的研究与开发方面不断取得成果出 现了新的发展特点。从数控系统方面看，主要有： （1）主控机向着多位的微处理机化发展。 （2）数控装置向着集成化和智能化的方向发展。 （3）数控系统采用模块化结构。 （4）数控编程更加图形化和自动化。 （5）数控系统更加可靠和宜人化。 在数控机床的结构方面，一是其驱动装置正向着交流和数字化的方向发展； 二是机床床体部分的设计和制造不断选用新的材料；三是其加工刀具等辅助工 具的材料引人注目。 四四 未来发展趋势未来发展趋势 高速化 高精度化 功能复合化 多轴联动化 数控机床是现代制造技术的基础装备，其技术水平高低是衡量一个国家的 工业现代化水平的重要标志。数控机床的可靠性是机床质量的关键。目前国产 9 数控机床的可靠性水平与国外相比明显偏低，严重影响了国产数控机床的竞争 能力，提高国产数控机床的可靠性已成为当务之急。 1.2.21.2.2 数控机床行业现状及前景数控机床行业现状及前景 一一 、中国数控机床行业现状及前景、中国数控机床行业现状及前景 随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心 的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加 工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有 无限放大的经济与社会效应。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数 控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。 “十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为 17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，2004年产量是 2000年的3.7倍，平均年增长39；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万 台大关，是“九五”末期的4.24倍。 “十五”期间，中国机床行业发展迅猛的主要原 因是市场需求旺盛。固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展迅猛、外 商投资企业增长速度加快所致。 2006年，中国数控金切机床产量达到85756台，同比增长32.8%，增幅高于 金切机床产量增幅18.4个百分点，进而使金切机床产值数控化率达到37.8%，同 比增加2.3个百分点。此外，数控机床在外贸出口方面亦业绩骄人，全年实现出 口额3.34亿美元，同比增长63.14%，高于全部金属加工机床出口额增幅18.58个 百分点。 2007年，中国数控金切机床产量达123,257台，数控金属成形机床产量达 3,011台；国产数控机床拥有量约50万台，进口约20万台。 2008年10月，中国数控机床产量达105,780台，比2007年同比增长2.96。 长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依 靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制 于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计 水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、 尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能 10 力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床 还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、 服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺 乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机 床产业的发展。 国外公司在中国数控系统销量中的80以上是普及型数控系统。如果我们 能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从 根本上实现战略反击。同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新 体系，提高中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品， 提高中国高档数控系统总体技术水平。 “十一五”期间，中国数控机床产业将步入快速发展期，中国数控机床行业 面临千载难逢的大好发展机遇，根据中国数控车床1996-2005年消费数量，通过 模型拟合，预计2009年数控车床销售数量将达8.9万台，年均增长率为16.5%。 根据中国加工中心1996-2005年消费增长模型，预计2009年加工中心消费数量将 达2.8万台，较2005年年均增长率为17.8%。 二二 、世界机床强国产业现状、世界机床强国产业现状 德国：创历史新高 2006年，德国机床业界的1生产与服务总值高达108亿 欧元，增长4%。在出口方面，截至2006年，德国机床制造业已连续4年取得上好 成绩，仅2006年前9月的出口增幅便高达13%。来自中国市场的需求超过了美国 市场，再度成为德国机床出口的最大海外市场。 与此同时，德国对韩国与印度 的机床出口也有出色表现。这标志着亚洲市场的繁荣及其各个行业工业标准的 提高。日本用户也在增加对德国机床与技术的订购，2006年日本首次跃居德国 15大出口市场之一。 进口方面，亚洲的机床生产企业正不断提升技术标准，着力强化其在德国 市场中的地位。2006年前3个季度，德国的机床进口增长率高达15%，主要增量 来自中国、韩国、中国台湾与日本。 2007年该国机床生产与服务总值还将继续 攀升，达115亿欧元。如此一来，德国机床制造业将取得历史以来的最好成绩， 并有望打破行业在2001年所创下的最高记录。 3 日本：细水长流式的景气复苏 截至2006年年底，日本机床业已连续32个 11 月每月订货额超过1000亿日元，超过了上世纪90年最高峰时连续22个月订货额 超过1000亿日元的记录。其他的统计数字为:2006年机床工业生产总值达1兆 2110亿日元，与订货额基本呈现同样的发展趋势，出口额9255亿日元，同比增 长14%，进口额1356亿日元，同比增长26%。 回顾以2002年为谷底的本次恢复期 的机床工业订货额情况，2002年为6758亿日元，同比增长14.3%;2003年为8511 亿日元，同比增长25.9%;2004年为1兆2362亿日元，同比增长45.2%;2005年为1 兆3632亿日元，同比增长10.3%;2006年的订货额远远超出了当初的预测值1兆 1200亿日元，达到1兆4370亿日元，同比增长54%，创造了16年来的历史新高， 继续着细水长流式的景气复苏。 韩国：出口良好，内需萎缩 2006年韩国机床产业的总产值达到41.4亿美元， 估计比前年增长了18%。按阶段可分为：上半年良好、下半年停滞，表现为出口 良好、内需萎缩的景象。 按照不同行业需求形态来看，以中小企业为主的铸造 模具行业的需求，由于内需的不景气呈现出了全面的萎缩，而电气电子行业没 能追加大量的投资，比前年有所减少。然而对业绩辉煌的造船业来讲，需求十 分活跃，对大型机械的需求大大增加。汽车行业虽然因受到现代汽车公司的罢 工影响多少有所萎缩，但通过汽车厂商的海外拓展及GM大宇。雷诺三星的投资 相对扩大，基本保持了前年的水平。 1.2.31.2.3 数控机床发展趋势数控机床发展趋势 进入21世纪,我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发 的制造装备发展的良机,也遭遇到加入WTO后激烈的市场竞争的压力。从技术层 面上来讲,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。数控机 床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础 装备，它的发展一直备受人们关注。数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、 优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向 机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。 另一方面，通过持续的研究，信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提 升。 目前，世界先进制造技术不断兴起，超高速切削、超精密加工等技术的应 12 用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术 提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展。 一一. .高速度、高精度化高速度、高精度化 速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质 量。目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器，以提高系统的基本运算速 度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处 理能力，即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电动机直接驱动机床工作 台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技 术，使追踪滞后误差大大减小，从而改善拐角切削的加工精度。 为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一 的结构形式，实现了变频电动机与机床主轴一体化，主轴电机的轴承采用磁浮 轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。目前，陶瓷刀具和金刚石涂层 刀具已开始得到应用。 二二. .多功能化多功能化 配有自动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心，能在同一台 机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加 工，现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部 位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方 式，即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的前台 加工，后台编辑。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求，数 控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信， 也可以直接对多台数控机床进行控制。 三三. .智能化智能化 现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工 作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较小 的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、 自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种 设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用停机等措施，并进行故障 报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机，而接通备 13 用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展 趋势是采用人工智能专家诊断系统。 四四. .数控编程自动化数控编程自动化 随着计算机应用技术的发展，目前CADCAM图形交互式自动编程已得到较 多的应用，是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样，再经 计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而自动生成NC零件加工程序， 以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展，当前又出现了CADCAPPCAM 集成的全自动编程方式，它与CADCAM系统编程的最大区别是其编程所需的加 工工艺参数不必由人工参与，直接从系统内的CAPP数据库获得。 五五. .可靠性最大化可靠性最大化 数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集 成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元 器件的数量，来提高可靠性。通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要 求，同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化，使得既 提高硬件生产批量，又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、 在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设 备进行故障诊断和报警。利用报警提示，及时排除故障；利用容错技术，对重 要部件采用冗设计，以实现故障自恢复；利用各种测试、监控 技术，当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。 六六. .控制系统小型化控制系统小型化 数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集 成元件、多层印刷电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装， 较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的 阴极射线管，将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机 床设备上，更便于对数控机床的操作使用。 14 1.31.3 本课题的研究所达目标本课题的研究所达目标 1.3.11.3.1、理论方面、理论方面 1.学会半圆，宏程序的编制和应用。 2.学会对零件加工工艺的制定。 3.熟悉了数控机床的组成，了解相关控制系统原理。 4.掌握各编程指令的意义，编写正确的加工程序。 5.了解了机械制造相关知识。 6.学会应用或了解关于数控方面的软件 1.3.2、操作方面 1.按照机械制图标准，绘制出零件图。 2.熟练掌握数控机床面板及操作界面的使用。 3熟悉掌握工件装夹、刀具装夹、刀具刃磨、编程原点找正、对刀等操作 方法及步骤 4.熟练掌握零件图纸分析、工艺制定、刀具选择、切削用量选择、程序编 写等加工相关内容，并能够进行计算机仿真加工。 5.熟练掌握数控加工过程的完成步骤（从图纸到工件的完整加工过程） ，并 能保证零件加工成型的相对尺寸精度、形状精度、表面的位置精度、表面粗度 等其他要求。 6.熟悉数控机床教学安全操作规程 7.通过数控高级考核 15 1.41.4 完成本课题可行性分析完成本课题可行性分析 本人通过四年半的理论知识与专业技能的学习，已初步能够独立进行零件 的设计、材料分析，工艺的制定，到最终的编程加工。并且在每学期都要进行 维期两个用月的专业技能强化训练，让我们深入感受到理论与实践是相辅相成 的。在实践方面已通过数控车床中级、普车中级、钳工中级的考核，对电工、 机床的结构及工件的加工工艺也有一定的了解；并且论文的论题与自己所学专 业相对应，并且具有充分的参考资料（如：机械制图 、 数控加工编程 、 数控机床 、 机械制造基础 、 金属工艺学 、 机械设计 、 CAD/CAM应用技 术等资料） 。 金属工艺学此书系统地阐述了钢铁生产、金属材料的性能、 金属的结构与结晶、合金的相结构与相图、铁碳合金、钢的热处理、工业用钢、 机械加工工艺规程的制定等方面的基本原理和基础知识。 数控加工编程此书 从三种数控系统SIEMENS、FANUC、华中入手,深入浅出地阐述了零件的分析,尤 其十分详细地介绍了如何编程,同时还介绍了编程时的注意点,最后还对加工中 心的对刀和其他类型机床作了简要的介绍。除此之外还有专门的指导老师、教 授做辅导；综合以上分析相信一定能够顺利地完成最终的设计。 16 第二章零件加工第二章零件加工 2.12.1 零件图纸零件图纸 1.件件 1 如图如图: 图（图（1） 2、件、件 2 如图：如图： 17 2.22.2 零件的结构分析与加工表面分析零件的结构分析与加工表面分析 2 22.12.1 零件基本结构分析：零件基本结构分析： 该零件是一个配合件，如图由 a 和图 b 组合而成，分件 1 和件 2，件 2 为 椭球配件。材料规格为 45 钢。 图 a（件 1） 图 b(件 2) 18 2.2.2.2.2.2.零件的表面组成及形状零件的表面组成及形状 1.件 1 大致由曲面，外圆，退刀槽，圆弧，圆锥和一个孔组成，该零件为 轴类零件。 2.件 2 是内孔大致由外圆弧，切槽，外螺纹，内锥，镗孔，内螺纹组成该 零件为套类零件。 2.2.32.2.3 对零件的局部表面进行分析对零件的局部表面进行分析 1.分析件 （1）圆弧：半径为 R38 的圆弧，其作用起过渡作用，保证圆弧与台阶连 接光滑。 （2）孔：总长度为 7mm 的台阶孔， （¢32.272 的内孔） ，精度要求也较高， 可取内圆磨削加工方法保证其精度； （3）外圆：¢48 的外圆，其上偏差 es=0，下偏差 ei=0.016，表面粗糙度 Ra 为 3.2，可用车削加工保证其表面粗糙度； （4）¢42 和¢36 的外圆：其上偏差 es=+0.016，下偏差=-0.016，其尺寸控制 在 36.012mm35.988mm 之间，Ra 为 1.6，加工要求较高，可取外圆磨削加工； 其作用便与装夹. （5）退刀槽：槽宽为 5mm,槽深为 3mm，其公差尺寸按未注要求加工，其 作用安全防止撞刀； 2.分析件 2: （1）长半轴 48mm 短半轴 24mm 的椭圆，表面粗糙度 Ra=1.6，精度高， 可采用外圆磨削保证其精度. (2)镗孔：直径分别为¢35¢30¢20，长度为 6mm,6mm,8mm,4mm,保证其精 度。 （3）内螺纹：M30×15H 螺纹，其最大直径 D=27、P=28.85，最小直径为 17-1.3P=28.05mm，C1.5 的倒角其作用保护刀尖，保证牙齿形成，保证其与半 球紧密配合。 （4）切槽：使用槽到在固定位置切槽，保证其尺寸。 （4）外螺纹：M30×1.5-6g 的普通螺纹，其最大直径为 30- 19 0.1P=28.85mm，最小直径为：30-1.3P=28.05mm，C1.5 的倒角；其作用保护刀 尖，保证，牙齿形状的成形保证与另一半球螺纹部分的良好配合； （5）¢35 的外圆，其上偏差 es=0，下偏差-0.025，其尺寸控制在 35mm34.967mm 之间，Ra 为 1.6，加工要求较高可取外圆磨削加工，其作用保 证与半球很好的配合； 2.2.42.2.4 零件加工表面分析零件加工表面分析 2.2.4.12.2.4.1 件一的加工表面分析：件一的加工表面分析： 件件 1 1 材料规格根据零件图纸要求可取材料规格根据零件图纸要求可取 4545 钢，钢，¢ ¢5050×1×10000 1件件 1 1 左端表面加工分析左端表面加工分析： 加工外圆时，要先加工直径较大的外圆，然后加工直径小的外圆，这样避 免了影响材料的刚度。首先加工¢48±0.012 的外圆，其外圆表面粗糙度值为 1.6，精度较高，车削加工无法保证其精度，可采用外圆磨削加工保证其表面粗 糙度。其次加工圆弧 R38,保证标准尺寸，根据技术要求，半圆的表面粗糙度 Ra 为 3.2，要保证加工表面的光滑度。 最后加工宽度为 5槽深为 3的槽，根据技术要求，槽的表面粗糙度为 1.6，为了使槽的表面光滑，最后可进行平刀。 2 2件件 1 1 右端表面加工分析：右端表面加工分析： 在加工件 1 右端时，在保证其零件总长度的情况下，先进行打孔，然后镗 孔，镗¢32.272 的台阶孔，长 7mm，其¢32.272 的内孔表面粗糙度为 1.6，精度 较高，难以控制，可采用内圆磨削加工保证其表面精度。 2.2.4.22.2.4.2 件二的加工表面分析：件二的加工表面分析： 件件 2 2 材料规格根据零件图纸要求可取材料规格根据零件图纸要求可取 4545 钢，钢，¢ ¢50×9050×90 1 1件件 2 2 椭球配合件分析：椭球配合件分析： 加工件 2 可先将零件的 总长度取好，然后用麻花钻进行打孔，在达到一定 深度的时候用镗孔刀进行镗孔，直径为¢35¢30¢20 长度为 6mm,4mm,8mm,保证 其精度。然后加工螺纹 M30×1.5-6g。 20 件件 2 2 椭球加工分析：椭球加工分析： 取好总长，取一头夹紧卡盘，加工外圆台阶，¢30¢35¢48±0.025，然后进行 螺纹加工，利用锥度公式计算出.M30×1.5-6H 的内螺纹与件 2 的内螺纹的配合 是 H/g 配合，其配合要求要装拆方便. 件件 2 2 椭球加工分析：椭球加工分析： 最后将两个半球配合起来旋在一起任意一头夹在卡盘上，然后车半圆，保证 其精度，¢48，最后掉头车另一半椭球。其精度要求比较高要求表面光滑。 21 2.32.3 零件加工工艺过程及工序卡零件加工工艺过程及工序卡 2.3.12.3.1 件件 1 1 加工工艺过程见表加工工艺过程见表 2-1:2-1: 件 1 加工工艺过程(表 2-1) 工序 号 工 种工 序 内 容加 工 简 图设 备 1下料 50×100 锯床 三爪卡盘夹 持工件,车端 面见平，粗 车两个台阶、 圆弧，直径 留余量 50 丝 2车 精车两个台 阶、圆弧， 达到技术要 求和尺寸要 求 数控 车床 22 掉头粗车台 阶、内槽和 端面，取总 长。直径留 50 丝。 精车台阶、 内槽、和端 面，达到技 术要求和尺 寸要求。 3钻 调头，三爪 卡盘夹持工 件另一端,用 钻 20 的麻 花钻钻孔， 然后用镗孔 刀进行粗车 数控