数控设备应用技术与维护专业(设计)——FANUC系统数控车的加工.doc

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1、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

2、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 编程目录摘要2目录3第一章前言41. 1本课题研究的意义41.2本课题目前的现状71.3本课题的研究所达目标141.4完成本课题可行性分析15第二章零件加工162.1零件图纸162.2零件的结构分析与加工表面分析172.3零件加工工艺过程及工序卡212.4零件加工工序卡28第三章机床设备介绍与数控编程333.1数控设备介绍与数控编程333.2零件的节点计算353.3程序的编辑373.4 G代码和M代码39第四章42结语42参考文献43第一章前言1.1本课题研究的意义1.1.1数控机床的基本概念数控是数字控制（nume

3、rical 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。 1.1.2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。 1.1.3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；

4、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型。 1.1.4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

5、，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

6、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

7、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、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。1.1.5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

8、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

9、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 。1.2本课题目前的现状1.2.1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1959年，由于在计算机行业中研制出晶体管元件，在数控系统

10、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

11、为特征的数控系统称为第五代系统。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，我国数控机床的品种已有了新的发展，除了各类

12、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、 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

13、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。

14、四 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。1.2.2数控机床行业现状及前景一 、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

15、，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.

16、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

17、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

18、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 、世界机床强国产业现状德

19、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

20、、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

21、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

22、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。1.2.3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

23、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.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

24、，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.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

25、、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.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

26、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.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

27、。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.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

28、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.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。1.3本课题的研究所达目标1.3.1、理论方

29、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

30、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1.4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

31、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。第二章零件加工2.1零件图纸1.件1如图:图（1）2、件2如图：2.2零件的结构分析与加工表面分析22.1零件基本结构分析：该

32、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)2.2.2.零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。2.2.3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

33、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353020，长度为6mm,6mm,8mm,4mm,保证其精度。（3）内螺纹：M3015H螺纹，其最大直径D=27、P=28.85，最小直径

34、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：M301.5-6g的普通螺纹，其最大直径为30-0.1P=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；2.2.4零件加工表面分析2.2.4.1件一的加工表面分析：件1

35、材料规格根据零件图纸要求可取45钢，501001 件1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480.012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件1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

36、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。2.2.4.2件二的加工表面分析：件2材料规格根据零件图纸要求可取45钢，50901件2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353020长度为6mm,4mm,8mm,保证其精度。然后加工螺纹M301.5-6g。件2椭球加工分析：取好总长，取一头夹紧卡盘，加工外圆台阶，3035480.025，然后进行螺纹加工，利用锥度公式计算出.M301.5-6H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

37、.件2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。 2.3零件加工工艺过程及工序卡2.3.1件1加工工艺过程见表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50100锯床2车三爪卡盘夹持工件,车端面见平，粗车两个台阶、圆弧，直径留余量50丝数控车床精车两个台阶、圆弧，达到技术要求和尺寸要求掉头粗车台阶、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

38、进行粗车数控车床4镗粗镗内孔表面数控车2.3.2件2加工工艺过程见表2-2:件2加工工艺过程(表3-2)工序号工 种工 序 内 容加 工 简 图设 备1下料50502钻三爪自定心卡盘夹持工件车端面，用20的麻花钻钻中心孔数控车床3车用镗刀进行台阶粗加工。数控车床4镗然后进行精加工数控车床然后用内螺纹刀刀加工三角螺纹,保证其技术要求5车拿出已加工好的一半椭圆，在加工另一半椭圆，卡盘夹紧，用90度刀车出端面和螺纹台阶。留50丝余量。数控车床精车端面和螺纹台阶。保证尺寸到位。6用切槽刀进行切槽 7 车粗精车螺纹数控车8车把两个半球进行配合，卡盘先夹52的一端粗精车半圆。9车然后掉头粗精车车另一头。1

39、0检查，测量2.4零件加工工序卡2.4.1件件1工序卡(表2-3)1工序卡见表2-3:工序号工序内容刀具号刀具型号主轴转速r/min进给速度F背吃刀量mm备注1三爪夹紧，粗车圆弧和三个台阶。T010190度外圆刀800F0.11.5使用每转进给G992精车圆弧和台阶。T010190度外圆刀1800F0.33掉头夹住圆弧一头，粗车退刀槽和台阶。T0202尖刀800F0.11.54精车退刀槽和台阶。T0202尖刀1800F0.35用麻花钻打孔6006使用镗孔刀进行镗孔。T0303镗孔刀600F0.117精加工镗孔T0303镗孔刀1500F0.38检查测量2.4.2件2工序卡(表2-4)件1工序卡见

40、表2-4:工序号工序内容刀具号刀具型号主轴转速r/min进给速度F背吃刀量mm备注1三爪夹紧毛坯，用麻花钻进行打孔。6002然后进行粗镗35，31，30的台阶。T0101镗孔刀600F0.11.53精车内台阶T0101镗孔刀1500F0.3使用每转进给G994粗精车内螺纹。T0202内螺纹刀600F0.115加工另一半球，夹紧毛坯车3035的外圆。T030390度外圆刀800F0.11.56精加工3035，的外圆。T030390度外圆刀1800F0.37粗精加工切槽T0404切槽刀450F0.058粗精加工螺纹M301.5T0505螺纹刀600F0.19两半球配合好用三爪夹好粗车椭圆。T010

41、190度外圆刀800F0.11.510精车椭球T010190度外圆刀1800F0.311掉头粗车另一半椭圆。T010190度外圆刀800F0.11.512精车T010190度外圆刀1800F0.32.5刀具明细表格及结构简图刀具刀号（T）主轴转速(S)（r/min）进给速度（F）背吃刀量(ap)（mm）简图麻花钻01016000.3镗孔刀02028000.11内螺纹刀04046000.11刀具刀号（T）主轴转速(S)（r/min）进给速度（F）背吃刀量(ap)（mm）简图 90外圆刀01018000.11.5切槽刀02028000.05145端面刀03038000.11.5外螺纹刀040460

42、00.11尖刀05058000.11.5 第三章机床设备介绍与数控编程31数控设备介绍与数控编程FANUC机床数控装置中插补器发出的位置指令信号与工作台（或刀架）上检测到的实际位置反馈信号进行比较，根据其差值不断控制运动，进行误差修正，直至差值为零停止运动。这种具有反馈控制的系统，在电气上称为闭环控制系统。应该说，由于反馈的存在，可以消除系统中的机械传动部件制造误差对加工精度带来的影响，从而可获得较高的加工精度。但是由于很多机械传动环节包括在闭环控制的环路内，各部件的摩擦特性，刚性以及间隙等，都是非线性的，直接影响系统的调节参数。所以闭环控制系统的设计调整都有较大的技术难度，如果设计、调整得不

43、好，还很容易造成系统的不稳定。由于这种位置检测信号取自机床工作台（传动系统的最末端执行件），所以包含了整个传动系统的全部误差，故也称为全闭环系统。闭环控制的数控机床，主要是一些精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床、大型数控机床等。数控编程的主要内容包括：（1）分析零件图样，确定工艺过程（2）数学处理（3）编写程序单（4）制作程序介质并输入程序信息（5）程序校验和试切削程序编制的方法有手工编程和自动编程两大类。3.1.1 手工编程手工编程编制工件加工程序的各个步骤，即从工件图样分析、工艺处理、确定加工路线和工艺参数，计算程序中所需的数据，编写加工程序清单直到程序的检验，均由人来完成。手工编程

44、在点位直线加工及直线圆弧组成的轮廓加工中仍广泛应用。(1)确定工艺过程根据零件图样进行工艺分析，在此基础上选定加工机床、刀具和夹具，确定零件加工的工艺路线、工序及切削用量等工艺参数。（2）数值计算 根据了零件图样上的尺寸、工艺要求等，选定一个工件坐标系，在工件坐标系内计算工件轮廓的坐标值，即基点和节点坐标。 （3）编制加工程序 根据制定的加工工艺方案，按照机床数控系统指令代码及程序格式的规定，编制加工程序。 （4）输入到数控系统 把编制好的程序输入到数控系统，常用的输入方法有：在操作面板上输入；利用DNC（数据传输）功能，将计算机上编制的加工程序通过传输软件和接口传输到数控系统。 （5）程序校验和试切削 所编制的加工程序须经校验和试切削才能用于正式加工。通常采用空运行的方法进行程序校验，但这只能校验程序格式是否正确及代码是否完整，不能校验轨迹的