校办工厂普通机床与数控机床 机械设计及自动化专业毕业设计 毕业论文

1、毕业论文校办工厂普通机床与数控机床专 业机械制造与自动化指导教师 日 期 山西煤炭职业技术学院毕业设计评阅书设计题目 校办工厂普通机床与数控机床评阅意见：指导教师 系 主 任 年 月 日山西煤炭职业技术学院毕业答辩评定书 评定意见 评定成绩 山西煤炭职业技术学院毕业答辩委员会主任 委员 年 月 日 前 言 机械制造与自动化是先进制造技术的重要组成部分，它主要包括机床概论和数控技术，其中核心技术是数控技术。随着数控技术的发展，我国的机械制造行业发生了日新月异的变化，国内数控机床的用量迅速增加。因此我在总结机械类专业技术的基础上编写本报告。本报告以实际应用为出发点，以全面学习掌握机床的工作原理、技

2、术性能、传动、结构及其调整使用方法和数控原理、数控技术的基本概念等为主，注重实践，通俗易懂，使读者更容易接受与理解。编写本报告时，在体系编排上，力求符合科学性和认识规律；在内容取材上，力求满足实用性和针对性前提下，深入浅出，概念清楚准确，叙述层次分明，文字简练通顺，插图明晰易懂，以便讲授。本报告由山西煤炭职业技术学院计算机信息系机械制造与自动化专业机制330801班闫艳山编写，本报告在编写过程中参考并引用了有关文献资料和插图等。由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请读者和各位同仁提出宝贵意见并批评指正。目 录第一章 机加工实习任务6第1节 普通机床的基础知识.6 第2节 典型零件的加工工

3、艺. .16第二章 数控加工实习任务30第1节 数控机床的基础知识.30第2节 典型零件的数控编程方法.34第3节 典型零件的工作图及加工程序.35第4节 各数控机床的编程指令和操作方法.44第5节 加工图示零件. .50参考文献54毕业设计小结.55图2-47右端加工过程54顶岗实习任务书第一章 机加工实习任务第1节 普通机床的基础知识 普通机床的类型有：车床、镗床、铣床、刨床、磨床、钻床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、拉床、特种加工机床、锯床和其他机床。在每一类机床中，又按工艺特点、布局形式、结构性能等不同，细分为若干组，每一组细分为若干系（系列）。以下是几种常用机床：一、车床1.车床的型号

4、机床均用汉拼音字母和数字，按一定规律组合进行编号，以表示机床的类型和主要规格。 车床型号C6132的含义如下： C车床类； 6普通车床组；1普通车床型；32最大加工直径为320mm。 2.车床的组成部分及功用车床由床身、床头箱、变速箱、进给箱、光杆、丝杆、溜板箱、刀架、床腿和尾架等部分组成。 床身：是车床的基础零件，用来支承和安装车床的各部件，保证其相对位置，如床头箱、进给箱、溜板箱等。床身具有足够的刚度和强度，床身表面精度很高，以保证各部件之间有正确的相对位置。床身上有四条平行的导轨，供大拖板（刀架）和尾架相对于床头箱进行正确的移动，为了保持床身表面精度，在操作车床中应注意维护保养。 床头箱

5、（主轴箱）：用以支承主轴并使之旋转。主轴为空心结构。其前端外锥面安装三爪卡盘等附件来夹持工件，前端内锥面用来安装顶尖，细长孔可穿入长棒料。C6132车床主轴箱内只有一级变速，其主轴变速机构安放在远离主轴的单独变速箱中，以减小变速箱中的传动件产生的振动和热量对主轴的影响。 变速箱：由电动机带动变速箱内的齿轮轴转动，通过改变变速箱内的齿轮搭配（啮合）位置，得到不同的转速，然后通过皮带轮传动把运动传给主轴。 进给箱 又称走刀箱，内装进给运动的变速齿轮，可调整进给量和螺距，并将运动传至光杆或丝杆。 光杆、丝杆：将进给箱的运动传给溜板箱。光杆用于一般车削的自动进给，不能用于车削螺纹。丝杆用于车削螺纹。溜

6、板箱：又称拖板箱，与刀架相联，是车床进给运动的操纵箱。它可将光杆传来的旋转运动变为车刀的纵向或横向的直线进给运动；可将丝杆传来的旋转运动，通过“对开螺母”直接变为车刀的纵向移动，用以车削螺纹。 刀架：用来夹持车刀并使其作纵向、横向或斜向进给运动。它包括以下各部分： （1）大拖板（大刀架、纵溜板） 与溜板箱连接，带动车刀沿床身导轨纵向移动，其上面有横向导轨。 （2）中溜板（横刀架、横溜板） 它可沿大拖板上的导轨横向移动，用于横向车削工件及控制切削深度。 （3）转盘 它与中溜板用螺钉紧固，松开螺钉，便可在水平面上旋转任意角度，其上有小刀架的导轨。 （4）小刀架（小拖板、小溜板） 它控制长度方向的微

7、量切削，可沿转盘上面的导轨作短距离移动，将转盘偏转若干角度后，小刀架作斜向进给，可以车削圆锥体。 （5）方刀架 它固定在小刀架上，可同时安装四把车刀，松开手柄即可转动方刀架，把所需要的车刀转到工作位置上。 尾架：安装在床身导轨上。在尾架的套筒内安装顶尖，支承工件；也可安装钻头、铰刀等刀具，在工件上进行孔加工；将尾架偏移，还可用来车削圆锥体，使用尾架时注意： （1）用顶尖装夹工件时，必须将固定位置的长手柄扳紧，尾架套筒锁紧。 （2）尾架套筒伸出长，一般不超过100mm。 （3）一般情况下尾架的位置与床身端部平齐，在摇动拖板时严防尾架从床身上落下，造成事故。3.车床的工作原理 车床是作进给运动的车

8、刀对作旋转主运动的工件进行切削加工的机床。车床的加工原理就是把刀具和工件安装在车床上，由车床的传动和变速系统产生刀具与工件的相对运动，即切削运动，切削出合乎要求的零件。 车床的加工范围较广，主要加工回转表面，可车外圆、车端面、切槽、钻孔、镗孔、车锥面、车螺纹、车成形面、钻中心孔及滚花等。 一般车床的加工精度可达IT10- IT7，表面粗糙度 Ra 值可达1.6 µm。二、铣床 1.铣床的型号如XQ6225，X表示铣床，Q表示轻便铣床，6表示卧式铣床，2表示万能升降台铣床，25表示工作台宽度的1/10(250mm)。铣削加工能达到的精度等级为IT

9、97级，表面粗糙度Ra=6.31.6m。 X代表机床分类代号A改进顺序号5铣床类立式铣床32代表工作台面的宽度为320mm以下是部分铣床的型号及名称XK5032立式数控铣床X5040立式升降台铣床X5032立式升降台铣床XQ5032立式升降台铣床X6140万能升降台铣床X6132万能升降台铣床XQ6132万能升降台铣床X6432万能回转头铣床，多功能摇臂铣床ZX50立式升降台铣床2.铣床的组成及构造 以升降台铣床为例，一般是由床身，横梁，主轴，纵向工作台，横向工作台，转台，升降台，底座等构成床身用来固定和支承铣床各部件，顶面上有供横梁移动用的水平导轨。前壁有燕尾形的垂直导轨，供升降台上下移动。

10、内部装有主电动机，主轴变速机构、主轴、电器设备及润滑油泵等部件。 横梁端装有吊架，用以支承刀杆，以减少刀杆的弯曲与振动。横梁可沿床身的水平导轨移动，其伸出长度由刀杆长度来进行调整。 主轴是用来安装刀杆并带动铣刀旋转的，主轴是一空心轴，前端有7:24的精密锥孔，其作用是安装铣刀刀杆锥柄。 纵向工作台 由纵向丝杠带动在转台的导轨上作纵向移动，以带动台面上的工件作纵向进给，台面上的T形槽用以安装夹具或工件。 横向工作台 位于升降台上面的水平导轨上，可带动纵向工作台一起作横向进给。 转台 可将纵向工作台在水平面内扳转一定的角度（正、反均为045o），以便铣削螺旋槽等，具有转台的卧式铣床称为卧式万能铣床

11、。 升降台 可以带动整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动，以调整工件与铣刀的距离和垂直进给。 底座用以支承床身和升降台，内盛切削液。升降台铣床的主要特点是带有升降台。升降台可以沿着床身上的导轨上下移动，工作台安装在升降台上面，并能前后左右移动。所以升降台铣床加工工件时很灵活，用途很广。3.铣床的工作原理 铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨 床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。铣床的工作原理是在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面三、磨

12、床1.磨床的型号如MG1432A型高精度万能外圆磨床 M类别代（磨床类） G通用特性（高精度）1组别代号（外圆磨床组） 4系别代号（万能外圆磨床系）32主参数（最大磨削直径320mm）A重大改进顺序号（第一次重大改进）以下是部分磨床的型号及名称M1420万能外圆磨床M2140内圆磨床M7325卧轴圆台平面磨床2.磨床的组成及构造以外圆磨床为例，磨床由床身，工作台，砂轮架，头架，尾架等组成床身：用于支承和连接磨床各个部件。为提高机车刚度，磨床床身一般为箱型结构，内部装有液压传动装置，上部有纵向和横向两组导轨以安装工作台和砂轮架。 工作台：由上下两层组成，上工作台可相对于下工作台偏转一定角度，以便

13、磨削锥面；下工作台下装有活塞，可通过液压机构使工作台往复运动。砂轮架：其上安装砂轮，由单独电动机带动作高速旋转。砂轮架安装在床身的横向导轨上，可通过手动或液压传动实现横向运动。 头架：用于安装工件，其主轴由电动机经变速机构带动作旋转运动，以实现周向进给；主轴前端可安装卡盘或顶尖。 尾架：安装在工作台右端，尾架套筒内装有顶尖，可与顶尖一起支承工件。它在工作台上的位置可根据工件长度任意调整。 3.磨床的工作原理工件在两个砂轮之间，其中一个砂轮起磨削作用，称磨削轮；另一个砂轮起传动作用，称导轮；工件下部由托板支承。导轮轴线在垂直方向上与磨削轮形成一个角度，带动工件旋转和纵向进给运动四、齿轮加工机床

14、1.齿轮加工机床的型号如Y3150E型滚齿机Y齿轮加工设备代号3滚齿机组代号 1滚齿机系代号（5插齿机组代号，7磨齿机组代号）50 可加工的最大工件直径（折算系数1/10） E设备经过第五次改进部分齿轮加工机床的型号及名称YA2150-弧齿锥齿轮粗切机YM3603A卧式滚齿机YS5120高速插齿机Y7125A大平面砂轮磨齿机2.齿轮加工机床的组成及构造以滚齿机为例，滚齿机的主要组成部分 滚齿机有机床、工件台，刀架台，操作台四个部分组成。 机床固定整个滚齿机机架，完成各种驱动的变速调节，链条传动等; 工件台完成工件回转运动和径向进给运动; 刀架台完成滚刀主轴回转运动，刀架转角运动和刀具的切向进给

15、运动; 操作台完成加工件的参数设定，系统运行情况的监控和系统运行的相关操作。 3.齿轮加工机床的工作原理以滚齿机为例，滚齿机通过工件的旋转和刀具的旋转及上下运动，运用先进剃齿机技术，使得工件的旋转和刀具的转角形成一定的角度完成不同齿型工件的加工。采用伺服系统，执行径向进给位置量的控制，提高了径向进给轴的绝对定位精度和重复定位精度;操作、编程方便，具有中英文菜单显示，内置PLC实现自动控制，具有粗-精剃齿、径向进给量预选、光整、微量回程、工作台定点停位等功能。提高可靠性及生产效率，减少调整辅助时间。第2节 典型零件的加工工艺 零件的结构千差万别，但其基本几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面

16、、曲面等。很少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工方法的综合应用。下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺 一、轴类零件的加工1.轴类零件的分类、技术要求轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等如图6-1，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： 尺寸精度  轴类零件

17、的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6IT9。 几何形状精度  主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。 相互位置精度  包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 表面粗糙度  轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.

18、21.6m，传动件配合轴颈为0.43.2m。 中国数控之家 其他  热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。2.轴类零件的材料、毛坯及热处理（1）轴类零件的材料轴类零件材料  常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。轴类毛坯  常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 中国数控之家（2）轴类零件的热处理锻造毛坯在加工前，均需

19、安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。3.轴类零件的安装方式轴类零件的安装方式主要有以下三种。（1）采用两中心孔定位装夹一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支承轴颈

20、定位，车（钻）中心锥孔；再以中心孔定位，精车外圆；以外圆定位，粗磨锥孔；以中心孔定位，精磨外圆；最后以支承轴颈外圆定位，精磨（刮研或研磨）锥孔，使锥孔的各项精度达到要求。（2）用外圆表面定位装夹对于空心轴或短小轴等不可能用中心孔定位的情况，可用轴的外圆面定位、夹紧并传递扭矩。一般采用三爪卡盘、四爪卡盘等通用夹具，或各种高精度的自动定心专用夹具，如液性塑料薄壁定心夹具、膜片卡盘等。（3）用各种堵头或拉杆心轴定位装夹加工空心轴的外圆表面时，常用带中心孔的各种堵头或拉杆心轴来安装工件。小锥孔时常用堵头轴类零件工艺过程示例4.CA6140车床主轴主要加工表面加工工序安排CA6140车床主轴主要加工表面

21、是Ø75h5、Ø80h5、Ø90g5、Ø105h5轴颈，两支承轴颈及大头锥孔。它们加工的尺寸精度在IT5IT6之间，表面粗糙度Ra为0.40.8mm主轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段（包括铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆等）；半精加工阶段（半精车外圆，钻通孔，车锥面、锥孔，钻大头端面各孔，精车外圆等）；精加工阶段（包括精铣键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等）。在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了主轴加工各主要表面总是循着以下顺序的进行，即粗车调质（预备热处理）半精车精车淬火-回火（最终热处理）粗磨精磨。综上所述，主轴主要表面的

22、加工顺序安排如下：外圆表面粗加工（以顶尖孔定位）外圆表面半精加工（以顶尖孔定位）钻通孔（以半精加工过的外圆表面定位）锥孔粗加工（以半精加工过的外圆表面定位，加工后配锥堵）外圆表面精加工（以锥堵顶尖孔定位）锥孔精加工（以精加工外圆面定位）。当主要表面加工顺序确定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。对主轴来说非主要表面指的是螺孔、键槽、螺纹等。这些表面加工一般不易出现废品，所以尽量安排在后面工序进行，主要表面加工一旦出了废品，非主要表面就不需加工了，这样可以避免浪费工时。但这些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面过程中损伤已精加工过。5.轴类零件的检验（1）加工中的检测自动测量装

23、置，作为辅助装置安装在机床上。这种检验方式能在不影响加工的情况下，根据测量结果，主动地控制机床的工作过程，如改变进给量，自动补偿刀具磨损，自动退刀，停车等，使之适应加工条件的变化，防止产生废品，故又称为主动检测，主动检测属在线检测，即在设备运行状况，对生产过程进行预测预报及必要调整。（2） 加工后的检测单件小批生产中，尺寸精度一般用外径千分尺检验；大批大量生产时，常采用光滑极限量规检验，长度大而精度高的工件可用比较仪检验。表面粗糙度又用粗糙度样板进行检验；要求较高时则用光学显微镜或轮廓仪检验。圆度误差可用千分尺测出的工件同一截面内直径的最大差值之半来确定，也可用千分表借助V形架来测量。若条件许

24、可，可用圆度仪检验。圆柱度误差通常用千分尺测出同一轴向剖面内最大与最小值之差的方法来确定。主轴相互位置精度检验一般以轴两端顶尖孔或工艺锥堵上的顶尖为定位基准，在两支承轴颈上分别用千分表测量。 二、典型齿轮加工工艺分析1.圆柱齿轮加工工艺程的内容和要求 圆柱齿轮的加工工艺程一般应包括以下内容：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的的精加工。在编制工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量和生产环境的不同，而采取各种不同的工艺方案。编制齿轮加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段：    （1)齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；   &

25、#160; （2)粗加工：切除较多的余量；     （3)半精加工：车、滚、插齿；     （4)热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等     （5)精加工：精修基准、精加工齿形 2.齿轮加工工艺过程分析 基准的选择  对于齿轮加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。带轴齿轮主要采用顶点孔定位；对于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两端孔口的斜面定位；孔径大时则采用锥堵。顶点定位的精度高，且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以

26、下两种定位、夹紧方式。    （1）以内孔和端面定位 这种定位方式是以工件内孔定位，确定定位位置，再以端面作为 轴向定位基准，并对着端面夹紧。这样可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合，定位精度高，适合于批量生产。但对于夹具的制造精度要求较高。     （2）以外圆和端面定位 当工件和加剧心轴的配合间隙较大时，采用千分表校正外圆以确定中心的位置，并以端面进行轴向定位，从另一端面夹紧。这种定位方式因每个工件都要校正，故生产率低；同时对齿坯的内、外圆同轴要求高，而对夹具精度要求不高，故适用于单件、小批生产。 &

27、#160;   综上所述，为了减少定位误差，提高齿轮加工精度，在加工时应满足以下要求：     1)应选择基准重合、统一的定位方式；     2)内孔定位时，配合间隙应近可能减少；     3)定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度要求。 齿轮毛坯的加工     齿面 加工前的齿轮毛坯加工，在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来，同时齿坯加

28、工所占工时的比例较大，无论从提高生产率，还是从保证齿轮的加工质量，都必须重视齿轮毛坯的加工。     在齿轮图样的技术部要求中，如果规定以分度圆选齿厚的减薄量来测定齿侧间隙时，应注意齿顶圆的精度要求，因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的。齿顶圆精度太低，必然使测量出的齿厚无法正确反映出齿侧间隙的大小，所以，在这一加工过程中应注意以下三个问题：     1)当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度；     2)保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度； 3)提高齿轮内

29、孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙； 3.齿形及齿端加工  齿形加工是齿轮加工的关键，其方案的选择取决于多方面的因素，如设备条件、齿轮精度等级、表面粗糙度、硬度等。常用的齿形加工方案在上节已有讲解，在此不再叙述。     齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。经倒圆、倒尖后的齿轮在换档时容易进入啮合状态，减少撞击现象。倒棱可除去齿端尖角和毛刺。图9-14是用指状铣刀对齿端进行倒圆的加工示意图。倒圆时，铣刀告诉旋转，并沿圆弧作摆动，加工完一个齿后，工件退离铣刀，经分度再快速向铣刀靠近加工下一个齿的齿端。   &#

30、160; 齿端加工必须在淬火之前进行，通常都在滚（插）齿之后，剃齿之前安排齿端加工。 4.轮加工过程中的热处理要求   在齿轮加工工艺过程中，热处理工序的位置安排十分重要，它直接影响齿轮的力学性能及切削加工性。一般在齿轮加工中进行两种热处理工序，即毛坯热处理和齿形热处理常用齿轮刀具      齿轮刀具的分类：     齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具，由于齿轮的种类很多，其生产批量和质量的要求以及加工方法又各不相同，所以齿轮刀具的种类也很多，通常按下列方法来分类：   

31、60; 1.按照加工的齿轮类型来分，有以下三类刀具；     (1)圆柱齿轮刀具 它也可以分为两类     渐开线圆柱齿轮刀具 如盘形齿轮铣刀、指形齿轮铣刀、齿轮滚刀、插齿刀和剃齿刀等     非渐开线圆柱齿轮刀具 如圆弧齿轮滚刀、摆线齿轮滚刀和花键滚刀等     （2）蜗轮刀具 如蜗轮滚刀、蜗轮飞刀等     （3）锥齿轮刀具     2.按刀具

32、的工作原理分，有以下两类刀具     (1)成形齿轮刀具 这类刀具的切削刃廓形与被加工齿轮端剖面内的槽形相同。如盘形齿轮铣刀、指壮齿轮铣刀等。 (2)展成齿轮刀具 这类刀具加工齿轮时，刀具本身就是一个齿轮，它和被加工齿轮各自按啮合关系要求的速比转动，而由刀具齿形包络出齿轮的齿形。如齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀等。 三、箱体类加工工艺1.箱体类零件的功用及结构特点 箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件

33、的精度、性能和寿命。常见的箱体类零件有：机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体和机座等。根据箱体零件的结构形式不同，可分为整体式箱体和分离式箱体两大类。前者是整体铸造、整体加工，加工较困难，但装配精度高；后者可分别制造，便于加工和装配，但增加了装配工作量。箱体的结构形式虽然多种多样，但仍有共同的主要特点：形状复杂、壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。因此，一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%20%。2.箱体类零件的主要技术要求、材料和毛坯（1）箱体零件的主要技术要求

34、箱体类零件中以机床主轴箱的精度要求最高。以某车床主轴箱为例，箱体零件的技术要求主要可归纳如下：1）主要平面的形状精度和表面粗糙度 箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。一般箱体主要平面的平面度在0.10.03mm，表面粗糙度Ra2.50.63m，各主要平面对装配基准面垂直度为0.1/300。2）孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度 箱体上的轴承支承孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，

35、也易使传动件（如齿轮）产生振动和噪声。一般机床主轴箱的主轴支承孔的尺寸精度为IT6，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为Ra0.630.32m。其余支承孔尺寸精度为IT7IT6，表面粗糙度值为Ra2.50.63m。 3）主要孔和平面相互位置精度同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否则，不仅装配有困难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起振动和噪声，影响齿轮寿命。支承孔之间的孔距公差为0.120.05mm，平行度公差应小于孔距公差，一般在全长取0.10.04mm。同一轴线上孔的同轴度公差一般为0.0

36、40.01mm。支承孔与主要平面的平行度公差为0.10.05mm。主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直度公差为0.10.04mm。（2）箱体的材料及毛坯 箱体材料一般选用HT200400的各种牌号的灰铸铁，而最常用的为HT200。灰铸铁不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱则选用耐磨铸铁。负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关。有关数据可查有关资料及根据具体情况决定。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生

37、。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效或退火工序。3.箱体零件的检验表面粗糙度检验通常用目测或样板比较法,只有当Ra值很小时，才考虑使用光学量仪。孔的尺寸精度：一般用塞规检验；单件小批生产时可用内径千分尺或内径千分表检验；若精度要求很高可用气动量仪检验。平面的直线度:可用平尺和厚薄规或水平仪与桥板检验平面的平面度：可用自准直仪或水平仪与桥板检验，也可用涂色检验。同轴度检验：一般工厂常用检验棒检验同轴度。孔间距和孔轴线平行度检验：根据孔距精度的高低，可分别使用游标卡尺或千分尺，也可用量块测量。三坐标测量机可同时对零件的尺寸，形状和位置等进行高精度的测量。第二

38、章、数控加工实习任务第1节 数控机床的基础知识一、数控机床的种类很多，可以按不同的方法对数控机床进行分类：按工艺用途可分为：    数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗铣床、数控电火花加工机床、数控线切割机床、数控齿轮加工机床、数控冲床、数控液压机等各种用途的数控机床。按运动方式分： 1.点位控制数控机床：数控系统只控制刀具从一点到另一点的准确位置，而不控制运动轨迹，各坐标轴之间的运动是不相关的，在移动过程中不对工件进行加工。这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。2直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置外，还要保证两点间的

39、移动轨迹为一直线，并且对移动速度也要进行控制，也称点位直线控制。这类数控机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。单纯用于直线控制的数控机床已不多见。3 轮廓控制数控机床：轮廓控制的特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行连续相关的控制，它不仅要控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且要控制整个加工过程的每一点的速度、方向和位移量，也称为连续控制数控机床。这类数控机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床、加工中心等。按伺服控制方式分：1开环控制数控机床：这类机床不带位置检测反馈装置，通常用步进电机作为执行机构。输入数据经过数控系统的运算，发出脉冲指令，使步进电机转过

40、一个步距角，再通过机械传动机构转换为工作台的直线移动，移动部件的移动速度和位移量由输入脉冲的频率和脉冲个数所决2半闭环控制数控机床： 在电机的端头或丝杠的端头安装检测元件（如感应同步器或光电编码器等），通过检测其转角来间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控系统中。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可获得较稳定的控制特性。其控制精度虽不如闭环控制数控机床，但调试比较方便，因而被广泛3闭环控制数控机床：这类数控机床带有位置检测反馈装置，其位置检测反馈装置采用直线位移检测元件，直接安装在机床的移动部件上，将测量结果直接反馈到数控装置中，通过反馈可消除从电动机到机床移动部件整个机械传动

41、链中的传动误差，最终实现精确定位。二、数控机床的组成数控机床一般由下列几个部分组成： 主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。 数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加

42、工。 辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。 编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。三、数控车床的组成及其作用       数控车床主要由数控系统、机床主机（包括床身、主轴箱、刀架进给传动系统、液压系统、冷却系统、润滑系统等）组成。      1.数控系统 用于对机床的各种动作进行自动化控制。   &

43、#160;  2.床身 数控车床的床身和导轨有多种形式，主要有水平床身、倾斜床身、水平床身斜滑鞍等，它构成机床主机的基本骨架。      3.传动系统及主轴部件 其主传动系统一般采用直流或交流无级调速电动机，通过皮带传动或通过联轴器与主轴直联，带动主轴旋转，实现自动无级调速及恒切削速度控制。主轴组件是机床实现旋转运动（主运动）的执行部件。      4.进给传动系统 一般采用滚珠丝杠螺母副，由安装在各轴上的伺服电机，通过齿形同步带传动或通过联轴器与滚珠丝杠直联，实现刀架的纵向

44、和横向移动。      5.自动回转刀架 用于安装各种切削加工刀具，加工过程中能实现自动换刀，以实现多种切削方式的需要。它具有较高的回转精度。      6.液压系统 它可使机床实现夹盘的自动松开与夹紧以及机床尾座顶尖自动伸缩。      7.冷却系统 在机床工作过程中，可通过手动或自动方式为机床提供冷却液对工件和刀具进行冷却。    8.润滑系统 集中供油润滑装置，能定时定量地为机床各润滑部件提供合理润滑

45、。第2节 典型零件的数控编程方法一、典型零件的编程方法数控编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程是指从零件图样阐发工艺处理、数据计算、编著程序单、输入程序到程序校验等各步调首要有人工完成的编程历程。它适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工，和计算较简略，程序段不多，编程易于使成为事实的场合等。但对几何形状复杂的零件（尤其是空间曲面构成的零件），和几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件，由于编程时计认真算数值的事情至关繁琐，事情量大，容易堕落，程序校验也较坚苦，用手工编程难于完成，因此要接纳自动编程。所谓自动编程即程序编制事情的大多或全部由计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也

46、是数控编程未来的成长趋向。同时，也要看到手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来历于手工编程，二者相辅相成。在手工编程时，坐标值计算要按照图样尺寸和设定的编程原点，按确定的加工线路，对刀尖从加工开始到竣事历程中每条运动轨迹的起点或终点坐标值进行一个一个点仔细计算。 二、编程步调 拿到一张轴类零件图纸后，首先应对零件图纸阐发，确定加工工艺历程，也即确定零件的加工方法（如接纳的工夹具、装夹定位方法等），加工线路（如进给线路、对刀点、换刀点等）及工艺参量（如进给速率、主光轴转速、切削速率和切削深度等）。其次应进行数值计算。绝大多数控系统都带有刀补功效，只需计算轮廓相邻几何元素的交点（或切

47、点）的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后，按照计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参量及匡助动作，结合数控系统划定使用的坐标指令代码和程序段格局，节节编著零件加工程序单，并输入CNC装配的储存器中。第3节 收集上述零件的工作图及加工程序 轴类零件一、下面是某轴的设计图及加工程序： 对L/D<4的轴类零件，可以采用液压卡盘装夹一端来进行车削加工。如图2-41所示为要车削的短轴零件，编程原点设置在右端面，采用两次车削，精车余量单边为0.2mm，其数控程序编写如下：00005N0G50x110.0Z20.0；    *设置工

48、件原点在右端面（相当于G92）N2G30UOW0；    /*直接回第二考点N4G50S1500T0101M08；    *限制最高主轴转速为1500rmin，调01号刀具N6G96S200M03z    *设定恒切削速度为200mm/minN8G00x63.4Z3.0；    /*快速走到外圆粗车始点(63.4，3.0)N10G01x75.4z-2.86FO.3；    以进给率0.3mm/r粗车倒角N12z-34.8；  

49、  /*粗车第一段外圆面N14x77.0；    *粗车R4mm处台阶端面N16G03x85.4z-39.OR4.2；    *粗车R4n加圆角N18z-54.8；    *粗车第二段外圆面N19x92.28；    *粗车C5处台阶端面N20x102.2Z-59.72；    /*粗车C5倒角N22Z-70.O；    /*粗车第三段外圆面N24G00x104.0 z0.2；  

50、60; *外圆面N26G00X76.0；    *快速走到点(760，02)N28x-1.6；    *粗车右端面N30G00z2.0；    快速走到点(o，2o)N32G30U0W0；    返回第二参考点以进行换刀N34G50 s1500T0202；    限制最高主轴转速为1500r/min，调02号刀具N36G96S250；    /设定恒切削速度为250m/minN38G00x80.0z3.0； 

51、;   刀具快速走到精车始点(80.0，3.0)N40x69.0；N42G42G01X67.0z1.0；    调刀尖半径补偿，右偏N46Z35.0；    精车第一段外圆面N48x77.O；    精车R4mm处台阶端面N50G03x85.O z-39.OR4.0；    精车R4mm圆角N52z-55.0；    精车第二段外圆面N54X92.0；      精车C5处台阶

52、端面N56x102.0z-60.O；  ·    精车C5倒角N58z-70.0；    N60G40G00x103.0z3.0；N62x77.0；    ，N64G4l G01x71.Oz0.0；N66X-1.6；N70G40G00z3.O M09；    取消刀补，走到点(-1.6，152.0)N26G30U0w0M05；    /返回第二参考点N27M30；    程序结束套类零件二、下面是

53、某套的设计图及加工程序：序号程序号注解O0002；N1;                                       （粗车程序段） G0G97G99 M03 S 500T0101F0.15;&

54、#160;Z2.0; X42.0; G71 U1.5 R0.5;                      （粗车外圆，F=0.15,S=500,ap=1.5）G71 P10 Q20 U0.3 W0; N10G00 X37.0;  G01 Z0; X38.0 C0.5; N20Z-35.0;  G0

55、0 X150.0; Z150.0; N2;  G00 M03 S800 T0202 F0.05;     (转外圆精车刀，取2号刀补)Z2.0; X42.0; G70 P10 Q20; G00 X150.0; Z150.0; M0  S0;                  &#

56、160;              （程序暂停）N3;                               （镗孔粗车程序段） G00 M03 S250

57、 T0303 F0.1;          Z2.0; X16.0; G71 U1.5 R0.5; G71 P30 Q40 U-0.3 W0; N30G00 X31.0;  G01 Z0; X29.0 C0.5; Z-14.04; X24.0 C0.5; N40Z-32.0;  G00 Z150.0; X150.0; N4;   

58、0;                          （镗孔粗车程序段） G00 M03 S800 T0404 F0.05; Z2.0; X16.0; G70 P30 Q40; G00 Z150.0; X150.0; M30;    &#

59、160;                           程序结束 盘类零件三、下面是某盘类零件的设计图及加工程序；1.左端面的加工 左端面的加工过程如下图所示，图中为定位点，为夹紧点，工件原点设置在右端，数控程序如下：上图所示为左端加工过程O0022 程序编号O0022N0 G50X200.0Z60.0； 设置工件原点在右端面N2G

60、30U0W0； 直接回第二参考点N4G50S1500T0101M08； 限制最高主轴转速为1500rmin，调01号车刀N6G96S200M03； /指定恒切削速度为200mminN8G00X198.0Z3.0； /快速走到外圆粗车始点(198.6，3.0)N10G0l ZO.3F0.3； 接近端面圆弧切削起点N12G03X200.6Z-1.0Rl.3 车削开始N14G0l Z-20.0； /200mm外圆粗车N16G00X200.6Z0.3； 快速走到右端面粗车起点N18G01X98.0； 右端面粗车N20G30U0 W0；N22T0202； 调02号精车刀N24G00X198.OZl.0； 快速走到端面精车起点N26G42G01Z0.0F0.15； 刀具右偏N28G03X200.O Z-1.0R1.O； R1端面圆角精车N30Z-20.0； /200mm