畢業(yè)設計（論文）箱體類零件的加工工藝分析

1、遼寧石油化工大學畢 業(yè) 設 計設計題目: 箱體類零件的加工工藝分析姓 名 學 號 指導教師 2009 年5 月12日摘要 分析了電機端蓋零件的沖壓成形工藝，介紹了電機端蓋沖裁和拉深工藝設計，確定工位件的尺寸，利用拉深、反拉深交替進行的方法，消除拉深產生的殘留應力，同時還介紹了多工位級進?？傮w結構設計、排樣方案和成形特點，關鍵部件的設計計算方法，模具生產的零件符合精度要求。 電機端蓋沖壓件的復雜多次沖壓工藝分析，初步確定工件各道工序的形狀與尺寸，然后利用dynaform軟件對沖壓工序進行動態(tài)模擬，分析沖壓工序的合理性。通過修改參數(shù)，確定切實可行的沖壓方案，再根據(jù)確定的方案設計制造模具，沖壓出符合

2、要求的工件。對沖壓工序的設計方法和多道成形的動態(tài)模擬方法進行了說明，確保了模具設計的成功，縮短了生產周期，降低了生產成本。1、防爆電機產品質量總體狀況較好，但也存在一些質量問題。 （1）用戶反映個別高壓（6kv）中型隔爆型電機軸承傳動結構及軸承隔爆結構發(fā)生“抱軸”質量事故的不少。 （2）防爆電機繞組質量可靠性不高。用戶反映繞組短路、斷路事故及由短路造成燒壞的現(xiàn)象較多，其中礦用防爆電機比較突出。 （3）防爆電機噪聲、振動質量較差，尤其是中型防爆電機這方面問題更多，用戶意見較大。 （4）防爆電機制造和裝配過程中存在質量問題， 一些產品隔爆面粗糙度達不到標準；隔爆面橢圓度超差情況較多；機座加工工藝難

3、以保證隔爆面同心度；工序傳遞過程中對隔爆面保護不好；隔爆面壁厚不一致；接線盒內未涂耐弧漆，鐵心毛刺超差；裝配前定子繞組內清理不干凈，有時夾有鐵屑等雜物；繞組浸漆后清理不干凈，漆瘤較多；野蠻裝配等現(xiàn)象時常出現(xiàn)。 （5）電機外觀質量差，有的表面清理不好，有的散熱片碰壞損傷嚴重。 2、防爆加油機產品質量良莠不齊。 我們在調查中發(fā)現(xiàn)的防爆加油機產品質量問題主要有以下幾個方面： （1）配用的防爆電器選型不符合防爆標準要求。正確的應該選用隔爆型電器產品，但有少數(shù)選用的是增安型產品。有些生產企業(yè)選用的防爆電器產品質量低劣，有的甚至是假冒或無證（無防爆合格證、生產許可證）產品。 （2）部件之間的內部配線的 選

4、型和連接，很多都不符合防爆標準要求。 （3）電氣系統(tǒng)接線盒內電路的爬電距離和電氣間隙達不到防爆標準要求。 （4）加油機內相鄰區(qū)域的隔離結構不能保證防爆安全要求。 （5）選用的橡膠等密封材料性能不合格，油氣泄漏量較大。 （6）加油機結構材料不符合防爆標準要求，如塑料外殼表面電阻的要求、輕合金材料為防止機械磨擦火花而規(guī)定的某些金屬含量的要求等均已超過標準的規(guī)定。（7） 國家主管部門下達加油機增設稅控功能的規(guī)定后，不少生產廠或加油站加裝的稅控裝置，不符合防爆標準要求。 （8） 其它非防爆性能的質量問題。如計量系統(tǒng)的質量不穩(wěn)定，計量準確度不符合標準；小流量時計量精度低，難以防止計量精度的非正常修改。前

5、言本設計伴隨著機械設計技術發(fā)展和新改革不斷深入，將制造工藝理論和各種具體的制造工藝實踐知識力爭做到有機結合，并使這兩方面都相互加強，滲透和創(chuàng)新而編寫的，針對市場的要求，強調實用性與實踐能力的培養(yǎng)，圍繞產品質量 生產率和經濟性三者之間的辯證關系分析制造工藝與公章，還介紹了鑄件結構設計和如何選擇鑄件，電機的選擇和防爆電機的工作環(huán)境要求，切削的加工工藝和編寫工藝卡，簡介了數(shù)控車床的組成和數(shù)控車床的加工工藝性及數(shù)控加工工藝卡的編寫，防爆電氣設備的使用及維護。本設計通過對鑄件性能、電機工作環(huán)境、普通車床和數(shù)控車床的加工工藝和加工系統(tǒng)進行系統(tǒng)的分析和比較，可以看出現(xiàn)代制造業(yè)的重要性，尤其是數(shù)控加工正快速迅

6、猛的發(fā)展，逐步替代普通車床。機床是現(xiàn)代制造業(yè)的關鍵設備，一個國家數(shù)控機床的產量和技術水平在某種程度上就代表這個國家的制造業(yè)水平和競爭力。作為制造業(yè)大國，我們更應該注重數(shù)控技術，站在時代的前沿。本設計運用普通車床加工工藝和數(shù)控車床加工工藝原理，并結合機械制造基礎、現(xiàn)代制造系統(tǒng)等知識,以防爆電機前后端蓋為例，對車床加工工藝進行認真的研究與分析。加工工藝、工藝分析是本次設計的重點。同時也注意到，材料的選擇，車床的輔助設備，先進的進給系統(tǒng)帶來的方便性。關鍵字：數(shù)控機床，加工工藝，工藝卡等。目錄前言41鑄件結構設計工藝性81.1 常用鑄造金屬材料和鑄造方法81.1.1常用鑄造金屬材料和鑄造方法81.1.

7、2 常用鑄造方法的特點和應用范圍101.2合金鑄造性能對鑄件結構設計工藝的要求101.2.1 合理設計鑄件壁厚101.2.2 合理的鑄件結構形狀111.2.3 合金型鑄件設計的注意事項112電機端蓋拉伸成形工藝及模具122.1電端蓋機122.2零件結構及沖壓分析122.3 電機端蓋拉伸工藝設計132.4電機端蓋模具設計133 切削加工工藝153.1 切削加工工藝性的概念153.1.1切削加工工藝性的含義173.1.2切削加工工藝性的評價173.2 提高切削加工工藝性的措施183.2.1貫徹標準化183.2.2應用成組技術183.2.3優(yōu)化結構設計173.3 端蓋的加工工藝.173.3.1零件特

8、點.173.3.2后端蓋的技術要求183.3.3前端蓋的技術要求.204數(shù)控車床加工工藝.224.1 數(shù)控車床簡介.224.1.1數(shù)控車床的組成.224.1.2數(shù)控車床的用途.234.1.3數(shù)控車床的分類.234.2 數(shù)控車削的主要加工對象244.2.1要求高的回轉體零件.244.2.2 表面形狀復雜的回轉體零件.254.2.3 帶橫向加工的回轉體零件.254.2.4 帶一些特殊類型螺紋的零件.264.3 典型零件的工藝分析.26 4.3.1 后端蓋的工藝分析264.3.2 前端蓋的工藝分析.285防爆電氣設備的使用及維護305.1 防爆電氣設備的通用要求305.2 隔爆電氣設備的檢查325.

9、3 礦用防爆電氣設備的維護32結論33參考文獻34附錄35附錄35附錄36防爆電機前后端蓋工藝分析與加工程序設計1鑄件結構設計工藝性鑄造用的原料來源廣泛，生產成本低，鑄 造工藝靈活性大，幾乎不受零件大小、形狀、 重 量和結構復雜程度的限制，所以鑄造工藝被廣 泛應用（表1.1）表1.1 各類機械中鑄件質量比機械類別（%）機床、內燃機、重型機器70-90風機、壓縮機60-80拖拉機50-70農業(yè)機械40-70汽車20-30鑄件結構工藝性與鑄件的質量、勞動生產 率和鑄造成本有關。設計鑄件時，除了要考慮滿足零件的工作性能外，還要考慮鑄造工藝過程、合金鑄造性能、鑄造方法及機械加工、裝配和運輸?shù)确矫鎸﹁T件

10、結構的要求。1.1 常用鑄造金屬材料和鑄造方法 1.1.1 常用鑄造金屬材料和鑄造方法常用的鑄造金屬材料可分為鑄鐵、鑄鋼和有色金屬（表1.2），其中95%以上的鑄件采用鑄鐵與鑄鋼制成的。表1.2 常用鑄件結構的特點類別性能特點結構特點灰鑄鐵件流動性好、體收縮和線收縮小。綜合力學性能低，抗壓強度比抗拉強度高約3-4倍。吸振性好。彈性模量較低。形狀可以復雜，結構允許不對稱。有箱體、筒形等，例如，用于發(fā)動機的汽缸、筒套、各種機床床身、底座平板、平臺等鑄件。球墨鑄鐵件流動性與灰鑄鐵相近；體收縮比灰鑄鐵大，而線收縮小，易形成縮孔、疏松。綜合力學性能較高，彈性模量比灰鑄鐵高；抗磨性好；沖擊性、疲勞強度較好

11、。消振能力比灰鑄鐵低。一般多設計成均勻壁厚，對于厚度大斷面件，可采用空心結構，如球墨鑄鐵曲軸頸部分。可鍛鑄 鐵件流動性比灰鑄鐵較差；體收縮很大，退火后，最終線收縮很小。退火前，很脆，毛坯易損壞。綜合力學性能稍次于球墨鑄鐵，沖擊性比灰鑄鐵大3-4倍。由于鑄態(tài)要求白口，一般是薄壁均勻件，常用厚度為5-16mm。為增加其剛性，截面形狀為工字形、丁字行或箱形避免十字形截面；零件突出部分應用肋條加固。鑄鋼件流動性差、體收縮、線收縮和裂紋敏感性都比較大。綜合力學性能高；抗壓強度與抗拉強度幾乎相等。吸振性差。結構應具有最小的熱節(jié)點，并創(chuàng)造順序凝固的條件。錫青銅和磷青銅件鑄造性能類似灰鑄鐵。但結晶范圍大，易產

12、生縮松；流動性差；高溫性能差，易脆。強度隨截面增大而顯著下降。耐磨性好。壁厚不得過大；零件突出部分應用較薄的加強肋加固，以免熱裂；形狀不易太復雜。無錫青銅和黃銅件收縮較大，結晶范圍小，易產生集中縮孔；流動性好。耐磨、耐腐蝕性好。類似鑄鋼件。鋁合金件鑄造性能類似鑄鋼，但強度隨壁厚增大而下降的更顯著。壁厚不能過大；其余類似鑄鋼件。1.1.2 常用鑄造方法的特點和應用范圍鑄造方法可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類，用砂型澆注的鑄件占鑄件總產量的90%以上。特種鑄造是一種少用砂或不用砂、采用專用的工藝裝備使金屬熔液成型的鑄造方法，能獲得比砂型鑄造更細的表面粗糙度，更高尺寸精度和力學性能的鑄件，但鑄造成本較

13、高。其特點和應用范圍見表1.3表1.3 砂型鑄造方法的類別、特點和應用范圍鑄造方法主要特點應用范圍手工造型砂箱造型在專用的砂箱內造型，造型、起模、修型等操作方便大、中、小鑄件成批或單件生產劈箱造型將模樣和砂箱分成相應的幾塊，分別造型，然后組裝、造型、烘干、搬運、合箱和檢驗等。成批生產大型復雜鑄件，如機床床身，大型柴油機機身。疊箱造型將幾個甚至十幾個鑄型疊起來澆注，可節(jié)約金屬，充分利用生產面積。中小件成批生產，多用于小型鑄鋼件。脫箱造型造型后將砂箱取走，早無箱或加套箱的情況下澆注，又稱無箱造型。小件成批或單件生產。注：砂型鑄造方法還包括一般機器造型、高壓造型。詳見附錄。1.2 合金鑄造性能對鑄件

14、結構設計工藝的要求鑄件結構必須符合合金鑄造性能的要求，否則鑄件容易產生澆不足、冷隔、縮孔、縮松、粘砂燒結、變形、裂紋等缺陷。1.2.1 合理設計鑄件壁厚鑄件的最小壁厚 合理的鑄件壁厚，能保證鑄件的力學性能和防止產生澆不足、冷隔等缺陷。鑄件的最小壁厚見表1.4 表1.4 鑄件最小允許壁厚 （mm）鑄型種類鑄件尺寸最小允許壁厚鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金鎂合金銅合金高錳鋼砂型200200以下200200500500500500以上68 10121825566101520612455834573356820（最大壁厚不超過125）金屬型7070以下7070150150150150以上510456

15、2.53.53.54.52352.534568注：1 結構復雜的鑄件及灰鑄鐵牌號較高時，選取偏大值。2 特大型鑄件的最小允許壁厚還可適當增加。1.2.2 合理的鑄件結構形狀1 避免鑄件固態(tài)收縮阻礙對于熱裂、冷裂敏感的鑄造合金，鑄件結構應盡量避免其冷卻是收縮阻礙而開裂。2 鑄件應避免設置過大水平面澆注時鑄件朝上的水平面易產生氣孔、砂眼、夾渣和冷隔等缺陷。因此，應盡量減少過大的水平面或采用傾斜的表面。3 其他1.2.3 合金型鑄件設計的注意事項1 鑄件外形和內腔力求簡單，因為金屬型沒有退讓性，故應盡量加大結構斜度，避免或減小鑄件上的凸臺和凹坑及小直徑深孔，以便順利脫型。2 鑄件的壁厚不能過薄，以保

16、證金屬液充滿型腔，否則易產生冷隔、澆不足等缺陷。3 為了從金屬型中取出鑄件，常采用頂出機構，因而容易使高溫鑄件變形。因此，為加強鑄件薄弱部位，應合理利用加強肋。2電機端蓋拉伸成形工藝及模具2.1電機端蓋 電機端蓋圖1所示零件為中小型電機端蓋，材料為08f鋼，料厚為lmm，是電機上的重要零件。該端蓋質量要求高，生產批量大。圖1電機端蓋2.2零件結構及沖壓工藝分析a圖1電機端蓋2零件結構及沖壓工藝分析該端蓋主要由軸承室、定子安裝室2.1.2部分組成。零件根部有2處凸耳，側面有4處腰形內凹窩，頂面有2處圓形加強筋及4處凸出加強筋。軸承室主要配合尺寸為 178 uv_及40。30 。定子安裝室主要配合

17、尺寸為825 。定子安裝室配合尺寸 825u1_與軸承室配合尺寸 178uv_的同軸度公差為 008mm。 由此可知，該電機端蓋的主要配合尺寸精度均為it10級，遠遠超過拉伸件精密級尺寸精度it12it14，形位公差要求也較高。因此，該零件屬于精度高、結構復雜、以拉伸工藝為主的沖壓成形零件。2.3電機端蓋拉伸工藝設計電機端蓋拉伸工藝設計由上述分析可知，該電機端蓋拉伸工藝設計是整個沖壓工藝設計的難點，也是整個模具設計與制造的關鍵。軸承室與定子安裝室的直徑差值較大，高度差值.也較大。因此在拉伸軸承室時，坯料邊緣部分基本不參與流動，在拉伸過程中極易在此部分發(fā)生破裂。所以在第1次拉伸時，拉入變形區(qū)的材

18、料面積應與軸承室部分展開面積相等或比其稍大，然后通過多次拉伸成形軸承室。由于端蓋根部有2處凸耳，故應先將其拉伸成一帶凸緣的圓筒件，經切邊后最終拉伸成形。為保證軸承室與定子安裝室的同軸度要求，軸承室終成形與定子安裝室第1次拉伸應安排在同一工序，從而也減少工序，提高效率，優(yōu)化設計。經過對零件進行全面認真的工藝分析后，制定了以下的工藝流程：落料一軸承室一次預拉伸一軸承室二次預拉伸一一次拉伸一切邊一二次拉伸。并采取了有效的工藝措施，避免了拉裂的產生，提高了拉伸成形的可靠性，保證了產品質量。2.4 電機端蓋模具設計電機端蓋模具設計該端蓋拉伸模具共設計了4套，其中一次拉伸模具結構最為復雜。軸承室最終成形,

19、定子安裝室上半部分及端蓋頂部所有的加強筋的成形均在這一工序完成，模具結構如圖2所示。1、上模座 2，導套3、凹模4、托塊5、打料桿 6、模柄7、導柱8卸料板9，卸料螺釘10，凸模11，托板12、螺母13，雙頭螺栓14、下模座15、螺塞16、定位銷圖2模具結構模具工作過程：坯料放在卸料板上， 由4個彈性定位銷定位。上模壓下，由彈性卸料板壓住坯料逐步拉伸成形。當沖壓結束后，上?；厣?，工序件由卸料板從凸模上卸下或由打料塊從凹模型腔打下。3 切削加工工藝大部分機械零件需經切削加工（含磨削）才能最后成形，切削加工勞動量在機械制造勞動量中占有較大比重，零件的尺寸精度、形狀和位置精度以及表面粗糙度主要通過切

20、削加工予以保證，因此，優(yōu)化零件的切削加工工藝能夠產生顯著的技術經濟效益。3.1 切削加工工藝性的概念3.1.1 切削加工工藝性的含義零件的切削加工工藝性是指所設計的零件不僅必須滿足使用要求，而且能夠在現(xiàn)有或既定的生產規(guī)模和環(huán)境下，采用周期短、效率高、勞動量小、材耗少和成本低的加工方法，優(yōu)質、安全、可靠地進行切削加工。切削加工工藝性綜合的反映了機械零件的切削加工的可行性和經濟性。3.1.2 切削加工工藝性的評價由于機械零件的切削加工工藝性具有綜合性和相對性，因此，不存在惟一的、絕對的評價指標，常用方法是從下列幾個方面進行衡量。1 按照最低成本原冊的綜合評價1）加工成本。2）加工勞動量。3）加工周

21、期。4）材料消耗和材料利用率。5）標準化結構要素利用率。6）平均和最高加工精度等級。7）平均和最好表面粗糙度等級。8）成熟工藝過程利用率。9）現(xiàn)有機床和工藝裝備利用率。10）高、大、精、尖加工檢測設備用量。11）特種刀具用量。12）檢測難易程度。13）生產設備。14）生產占地面積。15）建設周期。16）運行費用。切削加工工藝性的評價也具有高度的綜合性和顯著的相對性。只有從工廠的全局出發(fā)，通盤考慮零件和產品的整體工藝性，并且抓住降低生產成本這一主要矛盾，才能作出較為客觀的評價。2 可持續(xù)發(fā)展角的綜合評價3.2 提高切削加工工藝性的措施3.2.1 貫徹標準化標準化有利于保證設計和制造的可靠性和高質

22、量，直接改善零件的切削加工工藝性，標準化最大限度地減少了產品和零部件的種類、型號、規(guī)格和結構，擴大生產批量，有利于采用先進高效的加工工藝和制造設備，以最優(yōu)批量組織專業(yè)化、自動化生產，從而間接改善了零件的切削加工工藝性。3.2.2 應用成組技術 應用成組技術能夠顯著提高切削加工工藝性：在結構設計方面，可通過對零件分類編碼進行典型設計，限制零件種類和不必要的多樣性；在生產準備方面，可成組制定工藝過程，設計制造工藝裝備；在加工裝備方面，可按成組工藝配置設備，建立生產單元，變相擴大了生產批量，大幅減少了機床和工裝調整工作量，提高了生產效率和機床利用率；在生產管理方面，由于建立了成組生產單元避免了制品在

23、車間內部和車間之間順逆交叉流動的不合理現(xiàn)象。3.2.3 優(yōu)化結構設計1）減少生產準備工作量。2）減少輔助工時。3）減少切削工時。4）保證加工精度和表面質量。5）零件設計時應了解有關加工方法的加工精度和表面粗糙度。6）零件設計時應了解有關機床的加工范圍、精度和表面粗糙度。3.3 端蓋的加工工藝3.3.1 零件特點 端蓋是機械加工中經常加工一類工件，它的應用范圍也很廣。是常安裝箱體上，對傳動軸起著支承和導向作用。端蓋一般是鑄鐵材料，端蓋的主要工作表面尺寸精度、各工作表面的相互位置精度要求也較高（圖3-1，3-2）。 由于端蓋是安裝在箱體側面上，其安裝定位做的緊固孔的位置度也有要求，并一般標有方向和

24、角度。外圓及內孔有多個階梯需要加工。圖3.1 后端蓋圖3.2 前端蓋3.3.2 后端蓋的技術要求1 后端蓋的主要基準是140內孔的軸線，其技術要求見表3.1。2 后端蓋的機械加工工藝卡片見3.2。3 工藝分析1）端蓋內孔73的車削加工應先找正，因為孔位置精度，只要正確選擇刀具、注意刀具的刀刃質量、正確安裝刀具。可以保證質量。2）后端蓋材料為ht250，切削里較小。一般來說一小錐度心軸定位73工藝孔，靠自鎖是可以保證切削的，心軸材料選用宜用鋼料，不宜用鑄鐵。避免二者的親和性而拉毛內孔壁。3）在卡282外圓、端面靠平時，應注意不能碰上隔爆面。表3.1 后端蓋的技術要求項目說明0.04a282外圓軸

25、線對140內孔軸線的徑向跳動公差為0.04mm0.08a73內孔軸線對140內孔軸線的徑向跳動公差為0.08mmht250工件材料為灰鑄鐵，其抗拉強度b240mpa左右表3.2 后端蓋的機械加工工藝過程卡廠名機械加工工藝過程卡片產品型號零件圖號共 頁產品名稱零件名稱后端蓋第 頁材料牌號ht250毛坯種類鑄件毛坯外行尺寸28790每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)備注工序號工序名稱工序內容車間工具工藝裝備工時準終單件1備料鑄造2清清砂3粗車毛坯全部粗車，外圓、內孔、長度均留放1.52mm余量金工c6304精車1卡100外圓，找正后車端面，282，73，140等至圖樣尺寸。車溝槽及倒角。金工c6305精車2卡2

26、82外圓，找正，端面靠平（注意不得碰傷隔爆面）。車端面及100外圓、溝槽、倒角。金工c6306劃線按圖畫3-m12螺孔位置。金工7鉆鉆床加工3-m12內螺紋金工z50258驗按圖樣檢驗并進行水壓實驗9入庫上油包裝編制審核會簽標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期3.3.3 前端蓋的技術要求1 前端蓋的主要基準是140內孔的軸線，其技術要求見表3-3。2 前端蓋的機械加工過程卡片見表3-43 工藝分析。1）端蓋內孔67的車削應先找正，因為次孔有位置精度要求，只要正確選擇刀具、注意刀具的刀刃質量、正確安裝刀具?？梢员ＷC質量。2）前端蓋的材料為ht250，切削力較小。一般來說以小錐度心

27、軸定位67工藝孔，靠自鎖是可以保證切削的，心軸材料選用宜用鋼料，不宜用鑄鐵。避免二者的親和性而拉毛內孔壁。3）在卡277外圓、端面靠平時，應注意不能碰上隔爆面。表3.3 前端蓋的技術要求 項目說明0.04a277外圓軸線對140內孔軸線的徑向跳動公差為0.04mm0.08a67內孔軸線對140內孔軸線的徑向跳動公差為0.08mmht250工件材料為灰鑄鐵，其抗拉強度b240mpa左右 表3.4 前端蓋的機械加工工藝過程卡廠名機械加工工藝過程卡片產品型號零件圖號共 頁產品名稱零件名稱后端蓋第 頁材料牌號ht250毛坯種類鑄件毛坯外行尺寸28790每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)備注工序號工序名稱工序內容車間

28、工具工藝裝備工時準終單件1備料鑄造2清清砂3粗車毛坯全部粗車，外圓、內孔、長度均留放1.52mm余量金工c6304精車1卡110外圓，找正后車端面，277，67，140等至圖樣尺寸。車溝槽及倒角。金工c6305精車2卡277外圓，找正，端面靠平（注意不得碰傷隔爆面）。車端面及110外圓、溝槽、倒角。金工c6306劃線按圖畫3-m12螺孔位置。金工7鉆鉆床加工3-m12內螺紋金工z50258檢驗按圖樣檢驗并進行水壓實驗9入庫上油包裝編制審核會簽標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期4 數(shù)控車床加工工藝4.1 數(shù)控車床簡介4.1.1 數(shù)控車床的組成與普通機床類似，數(shù)控車床是數(shù)控機床中

29、應用最廣泛的一種。數(shù)控機床大致由五個部分組成。1 車床主機 數(shù)控車床的機械部件，主要包括床身、主軸箱、刀架、尾座、進給傳動機構等。2 數(shù)控系統(tǒng) 控制系統(tǒng)，是數(shù)控車床的控制核心，其中包括cpu、存儲器、crt等部分。3 驅動系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)，是數(shù)控車床切削工作的動力部分，主要實現(xiàn)主運動和進給運動。4 輔助裝置 為加工服務的配套部分，如液壓、氣動、照明、潤滑、防護和排屑裝置。5 機外編程器 在普通的計算機上安裝一套編程軟件，使用這套編程軟件以及相應的后置處理軟件，就可以生成加工程序。通過車床控制系統(tǒng)上的通信接口或其他存儲介質（如軟盤、光盤等），把生成加工程序輸入到車床的控制系統(tǒng)中，完成零件的加工。總

30、體上，數(shù)控車床與普通車床相比，其結構上仍然由床身、主軸箱、刀架、進給傳動系統(tǒng)、液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)等部分組成。但數(shù)控車床由于實現(xiàn)了計算機數(shù)字控制，其進給系統(tǒng)與普通車床的進給系統(tǒng)在結構少年宮存在著本質的差別。在普通車床中，主運動和進給運動的動力都來源于同一臺電機，它的運動是由電機經過主軸箱變速，傳至主軸，實現(xiàn)主軸的轉動，同時經過交換齒輪架、進給箱、光杠和絲杠、溜板箱傳到刀架，實現(xiàn)刀架的縱向進給移動和橫向進給移動。主軸轉動與刀架移動的同步關系靠齒輪傳動鏈來保證。而數(shù)控車床則與之完全不同，其主運動和進給運動是有不同的電機來驅動的，即主運動（主軸回轉）由主軸電機驅動，主軸采用變頻無級調速的方式進行變速

31、。驅動系統(tǒng)采用伺服電機（對于小功率的車床采用步進電機）驅動，經過滾珠絲杠傳送到機床滑板和刀架，以連續(xù)控制的方式，實現(xiàn)刀具的縱向（z向）進給運動和橫向（x向）進給運動。這樣，數(shù)控車床的機械傳動結構大為簡化，精度和自動化程度大大提高。數(shù)控車床主運動和進給運動的同步信號來自于安裝在主軸上的脈沖編碼器，伺服控制器再去驅動伺服電機移動，從而使主運動與刀架的切削進給保持同步。4.1.2 數(shù)控車床的用途數(shù)控車床與臥式車床一樣，也是用來加工軸類或盤類的回轉體零件，但是由于數(shù)控車床自動完成內外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，并能進行切槽、鉆孔、鏜孔、擴孔、鉸零件等加工。所以，除此之外，數(shù)控車

32、床還特別適合加工形狀復雜、精度要求較高的軸類或盤類零件。4.1.3 數(shù)控車床的分類 隨著數(shù)控車床制造技術的不斷發(fā)展，數(shù)控車床形成了品種繁多、規(guī)格不一的局面。對數(shù)控車床的分類可以采取不同的方法。1 按數(shù)控系統(tǒng)的功能和機械結構的檔次分1）經濟型數(shù)控車床 經濟性數(shù)控車床是在普通車床基礎上改造而來的，一般采用步進電機驅動的開環(huán)控制系統(tǒng)，其控制部分通常采用單板機或單片機來實現(xiàn)。此類車床結構簡單。價格低廉，但缺少一些諸如刀尖圓弧半徑自動補償和恒表面線速度切削等功能。一般只能進行兩個平動坐標（刀架的移動）的控制和聯(lián)動。 2）全功能型數(shù)控車床 全功能型數(shù)控車床就是日常所說的“數(shù)控車床”。它的控制系統(tǒng)是全功能型

33、的，帶有高分辨率的crt，帶有各種顯示、圖形仿真、刀具和位置補償?shù)裙δ?，帶有通信或網絡接口；采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)，可以進行多個坐標軸的的控制；具有剛性、高精度和高效率等特點。如配有日本funuc-ote、德國sie-mens-810t系統(tǒng)的數(shù)控車床是全功能型的。 3）車削中心 車削中心是在全功能型數(shù)控車床基礎上發(fā)展起來的一種復合加工機床，配備刀庫、自動換刀器、分度裝置、銑削動力頭和機械手等部件，能實現(xiàn)多工序符合加工。工件在一次裝夾后，它不但能完成數(shù)控車床對回轉型面的加工，還能完成回轉零件上各個表面加工，如圓柱面或端面上銑槽或平面等。這就要求主軸除了能承受切削里的作用和實現(xiàn)自動變速控制

34、外，主軸還要能繞z軸旋轉作插補運動或分度運動，車削中心主軸的這種功能稱為c軸功能。車削中心的功能全面，加工質量和速度都很高，但價格也較高。4）fmc車床 fmc是英文flexible manufacturing cell（柔性加工單元）的縮寫。fmc車床實際上就是一個由數(shù)控車床、機器人等構成的系統(tǒng)。它能實現(xiàn)工件搬運、裝卸的自動化和加工調整準備的自動化操作。2 按主軸的配置形式分1）臥式數(shù)控車床 主軸軸線處于水平位置的數(shù)控車床。2）立式數(shù)控車床 主軸線處于垂直位置的數(shù)控車床。還有具有兩根主軸的車床，稱為雙軸臥式數(shù)控車床或雙軸立式數(shù)控車床。3 按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分1）兩軸控制的數(shù)控車床 機床只有

35、一個回轉刀架或兩個排刀架，多采用水平導軌，可實現(xiàn)兩坐標軸控制。2）四軸控制的數(shù)控車床 機床上有兩個獨立的回轉刀架，多采用斜導軌，可實現(xiàn)四坐標軸控制。對業(yè)車削中心或柔性制造單元，還要增加其他的輔助坐標來滿足機床的功能要求。目前我國使用較多的是中小規(guī)格的兩坐標聯(lián)動控制的數(shù)控機床。4.2 數(shù)控車削的主要加工對象4.2.1 要求高的回轉體零件1 精度要求高的零件由于數(shù)控成窗的剛性好，制造和對刀精度高，以及能方便和精確的進行人工補償甚至自動補償，所以它能夠加工尺寸精度要高的零件。一般來說，車削7級尺寸精度的零件應該沒什么困難，在有些場合可以以車代磨。此外，由于數(shù)控車削時刀具運動是通過高精度插補運算和伺服

36、驅動來實現(xiàn)的，再加上機床的剛性好和制造精度高，所以它能加工對母線直線度、圓度、圓柱度要求高的零件。對圓弧以及其他曲線輪廓的形狀，加工出的形狀與圖樣上的目標幾何形狀的接近程度比仿形車床要好。車削曲線母線形狀的零件常采用數(shù)控線切割加工并稍加修磨的樣板來檢查。數(shù)控車削出來的零件形狀精度，不會比這種樣板本身的形狀精度差。數(shù)控車削對提高位置精度特別有效。不少位置精度要求高的零件用傳統(tǒng)的車削達不到要求，只能用磨削或其他方法彌補。車削零件位置精度較高，可以用修改程序內數(shù)據(jù)的方法校正，這樣可以提高其位置精度。而在傳統(tǒng)車床上加工是無法做這種校正的。2 表面粗糙度小的回轉體數(shù)控車床能加工出表面粗糙度小的零件，不是

37、因為數(shù)控機床的剛性和制造精度高，還由于它具有恒線速度和切削速度功。在材質端面、精車留量和刀具一已定的情況下，表面粗糙度去取決于進刀量和切削速度。在傳統(tǒng)的車床上，車削端面時，由于轉速在切削過程中恒定，理論上只有某一直徑出的表面粗糙度最小。實際上也可發(fā)現(xiàn)端面內的表面粗糙讀不一致。使用數(shù)控車床的恒線速度切削功能，就可選用最佳線速度來切削端面，這樣切出的表面粗糙度既小又一致。數(shù)控車床還適合于車削各部位表面粗糙度要求不同的零件。粗糙度小的部位可以用減小走刀量的方法來達到，而這在傳統(tǒng)車床上是做不到的。3 超精密、超低表面粗糙讀的零件磁盤、錄象機磁頭、激光打印機的多面反射體、復印機的回轉鼓、照相機等光學設備

38、的透鏡及其模具，以及隱形眼鏡等要求超高的輪廓精度和超低的表面粗糙度，它們適于在高精度、多功能的數(shù)控車床上加工。以往很難加工的塑料散光用的透鏡，現(xiàn)在也可以用數(shù)控車床來加工。超精加工的輪廓精度苛待0.1m，表面粗糙度可達0.02m，超精加工所用數(shù)控系統(tǒng)的最小設定單位應達到0.01m。超精車削零件的材質以前主要是金屬，現(xiàn)已擴大到塑料和陶瓷。4.2.2 表面形狀復雜的回轉體零件由于數(shù)控車床具有直線和圓弧插補功能，部分車床數(shù)控裝置還有某些非圓曲線插補功能，所以可以車削有任意直線和平面曲線組成的形狀復雜的回轉體零件和難以控制尺寸的零件，如具有封閉內成型面的殼體零件。組成零件輪廓的曲線可以是數(shù)學方程式描述的

39、曲線，也可以是列表曲線。對于有直線或圓弧組成的輪廓，直接利用機床的直線或圓弧插補功能。對于非圓曲線組成的輪廓，可以用非圓曲線或圓弧插補功能；若所選機床沒有曲線插補功能，則應先用直線或圓弧去逼近，然后再用直線或圓弧插補功能進行插補切削。如果說車削圓弧零件和圓錐零件既選用傳統(tǒng)車床也可選用數(shù)控車床，那么車削復雜形狀回轉體零件就只能用數(shù)控車床了。4.2.3 帶橫向加工的回轉體零件帶有鍵槽或徑向孔，或端面有分布的孔系以及有曲面的盤套或軸類零件。如帶法蘭的軸套，帶有鍵槽或方頭的軸類零件等，這類零件宜選擇加工中心加工。當然端面有分布孔系，曲面的盤類零件也可選擇立式加工中心加工，有徑向孔的盤套或軸類零件也常選

40、擇臥式加工中心加工。這類零件如果采用普通車床加工，工序分散，工序數(shù)目多。采用加工中心加工后，由于有自動換刀系統(tǒng)，使得一次裝夾可完成普通機床的多個工序的加工，減少了裝夾次數(shù)，實現(xiàn)了工序集中的原則，保證了加工質量的穩(wěn)定性，提高了生產率，減低了生產成本。4.2.4 帶一些特殊類型螺紋的零件傳統(tǒng)車床所能切削的螺紋相當有限，它只能車等節(jié)距的直螺紋、錐面公制和英制螺紋，而且一臺車床只能限定加工若干種節(jié)距。數(shù)控車床不但能車任何等節(jié)距的直、錐和端面螺紋，而且能車增節(jié)距、減節(jié)距，以及要求等節(jié)距、邊節(jié)距之間平滑過渡的螺紋和變徑螺紋。數(shù)控車床車削螺紋時主軸轉向不必像傳統(tǒng)車床那樣交替變換，它可以一刀接一刀不停的循環(huán)，

41、直到完成，所以它車削螺紋的效率很高。數(shù)控車床可以配備精密螺紋切削功能，再加上采用機夾硬質合金螺紋車刀，以及可以使用較高的轉速，所以車削出來的螺紋精度較高、表面粗糙度小?？梢哉f，包括絲杠在內的螺紋零件很適合與在數(shù)控車床上加工。4.3 典型零件的工藝分析圖3.1，3.2為端蓋零件，材料為灰鑄鐵，分析其數(shù)控車削工藝。4.3.1 后端蓋的工藝分析1 零件的工藝分析如圖3-1所示，該零件屬于典型的端蓋類零件，材料為灰鑄鐵，可選用鑄件為毛坯，為保證在進行數(shù)控加工時工件能可靠地定位，可在數(shù)控加工前將右側的端面、282外圓加工，同時將73內孔鉆71孔。2 選擇設備根據(jù)被加工零件的外行 材料等條件，選定3 確定

42、零件的定位基準和裝夾方式1）定位基準 以已加工出的282外圓及右側的端面為工藝基準。2）裝夾方式 采用專用夾具自定夾緊。4 制定加工方案根據(jù)圖樣要求、毛坯及前道工序情況，確定工藝方案及加工路線。1）粗車外圓及端面。2）粗車內孔。3）精車外輪廓及端面。4）精車內孔。5刀具選擇及刀位號6確定切削用量（略）7數(shù)控加工工藝卡片擬訂以工件左端面為工件原點，換刀點頂為x200，z200。后端蓋數(shù)控加工刀具卡片見表4.1。 表 4.1 后端蓋數(shù)控加工工藝卡片單位名稱產品名稱或代號零件名稱零件圖號后端蓋工序號程序編號夾具名稱使用設備車間001專用夾具vturn-20數(shù)控車床數(shù)控中心工步工步內容刀具號刀柄規(guī)格/

43、mm.主軸轉速/（rmin-1）進給速度（mmmin-1）背吃刀量/mm備注1粗車端面t012020400802粗車外圓t012020400803粗車內孔t0440400604精車外輪廓及端面t07202011001105精車內孔t08521000100編制審核批準年 月 日共 頁第 頁4.3.2 前端蓋的工藝分析1 零件的工藝分析如圖3-1所示，該零件屬于典型的端蓋類零件，材料為灰鑄鐵，可選用鑄件為毛坯，為保證在進行數(shù)控加工時工件能可靠地定位，可在數(shù)控加工前將右側的端面、277外圓加工，同時將67內孔鉆65孔。2 選擇設備根據(jù)被加工零件的外行 材料等條件，選定3 確定零件的定位基準和裝夾方式

44、1）定位基準 以已加工出的277外圓及右側的端面為工藝基準。2）裝夾方式 采用專用夾具自定夾緊。4 制定加工方案根據(jù)圖樣要求、毛坯及前道工序情況，確定工藝方案及加工路線。1）粗車外圓及端面。2）粗車內孔。3）精車外輪廓及端面。4）精車內孔。5刀具選擇及刀位號6確定切削用量（略）7數(shù)控加工工藝卡片擬訂以工件左端面為工件原點，換刀點頂為x200，z200。前端蓋數(shù)控加工刀具卡片見表4.2 表 4.2 前端蓋數(shù)控加工工藝卡片單位名稱產品名稱或代號零件名稱零件圖號前端蓋工序號程序編號夾具名稱使用設備車間001專用夾具vturn-20數(shù)控車床數(shù)控中心工步號工步內容刀具號刀柄規(guī)格/mm.主軸轉速/（rmi

45、n-1）進給速度（mmmin-1）背吃刀量/mm備注1粗車端面t012020400802粗車外圓t012020400803粗車內孔t0440400604精車外輪廓及端面t07202011001105精車內孔t08521000100編制審核批準年 月 日共 頁第 頁5 防爆電氣設備的使用及維護5.1 防爆電氣設備的通用要求不同類型的防爆電氣設備具有不同的特征，需要對它們做出專用的規(guī)定。但就所有防爆電氣設備而言，它們又有共同的特征，即對防爆電氣的通用要求。無論何種類型的電氣設備必須在符合通用要求和專用規(guī)定的情況下，才能保證其防爆性能。通用要求主要包括：防爆電氣設備使用的環(huán)境濕度，對外殼、緊固件、連

46、鎖裝置、絕緣管、接線盒、連接件、引入裝置及接地的要求等。1）防爆電氣設備使用的環(huán)境溫度為2040，環(huán)境積壓為（0.81.1）105pa。2）防爆電氣設備如果用塑料外殼須采用不燃燒性材料制成，并保證塑料表面的絕緣電阻不大于1109，以防聚集靜電，還必須承受沖擊實驗和熱穩(wěn)定實驗。3）防爆電氣設備限制使用鋁合金外殼，防止其與銹鐵摩擦產生大量熱能，避免形成危險溫度。4）緊固件是防爆電氣設備的主要零件。常用的緊固件是由螺栓和螺母及放松用的彈簧墊組成。對于要用特殊緊固件的防爆電氣設備必須用特殊緊固件。例如，隔爆型電氣設備外殼各部分餓連接必須用護圈式緊固件，以防無關人員隨意打開外殼，使外殼失去防爆性能。使用

47、護圈式緊固件應符合以下幾點要求。a.螺栓頭或螺母要放在護圈內，并且用專用工具才能打開。b.緊固后的螺栓頭或螺母的上平面不能超出護圈。c.各種規(guī)格的螺栓的通孔直徑、護圈高度、護圈直徑應符合有關規(guī)定。d.護圈可設開口，開口的圓角不大于120e.護圈要與主體牢固地連在一起。無論何種緊固件都應用不銹鋼材料制成或經防銹處理。5）為了防止電氣設備誤差操作造成事故，防爆電氣設備應設置聯(lián)鎖裝置。聯(lián)鎖裝置在設備帶電時，設備可拆卸部分不能拆卸。當可拆卸部分拆開時，設備不能送電，以保證安全。6）對于固定在設備外客隔板上用來使導線穿過隔板的絕緣套管必須用不易吸濕的絕緣材料制成，絕緣套管的使用不能改變電氣設備的防爆形式

48、。如果絕緣套管或電氣設備需要使用膠結劑，膠結劑必須有抗機械、熱和化學的能力。7）為保證電氣設備導線和電纜連接牢固，防止電氣設備運行中產生火花、電弧，引燃爆炸性混合物，對正常運行產生火花、電弧或危險溫度的電氣設備，功率大于250w或電流大于5a的類電氣設備，其電纜和導線的連接都應使用接線盒和連接件。接線盒的形式根據(jù)使用環(huán)境及有關技術要求決定。接線盒應符合下列條件：接線盒內要留有導線彎曲半徑的空間；接線盒內裸露導體間的電器間隙、爬電距離要符合相應防8）爆類型的有關規(guī)定；為防止電弧、閃絡現(xiàn)象，接線盒內壁應涂耐弧漆。8）連接件是置于接線盒內，供引入電纜或電纜接線用的（又稱線端子）。連接件要有足夠的機械

49、強度和結構尺寸，要保證導線連接可靠，保證在振動和溫度的影響下連接不松動，不產生火花、過熱和接觸不良現(xiàn)象。對于與鋁芯電纜連接的連接件要用銅鋁過渡接頭。9）引入裝置是防爆電氣設備外電路的電纜或電線進入設備內的過度裝置，是防爆電氣設備的薄弱環(huán)節(jié)，因此引入裝置的密封是十分重要的。常用的密封引入裝置有以下三種。a.密封圈式引入裝置。該種引入方式應用最廣泛，包括壓盤式引入裝置和壓緊螺母式裝置兩種。b.澆封固化填料密封式引入裝置。c.金屬環(huán)式引入裝置。引入裝置所用密封圈的材料要用彈性好、不易老化、不易龜裂的橡膠材料或其他類似材料制成，其硬度應達到邵爾氏硬度4555。密封圈只有精度適宜才能起到密封和放松的作用，保證防爆性能。引入裝置必須具有放松和防止拔脫裝置。10）為了防止電氣設備外殼帶點時發(fā)生人身觸電或對地放電引起周圍可燃性氣體混合物爆炸，防爆電氣設備必須進行良好接地。電氣設備的接地主要包括設備金屬外殼的外接地端子和設備接線盒內接地端子。內、外接地端子都應標接地符號“”。接地零件要用不銹鋼材料