台式钻床.doc

江苏省徐州技师学院数控工程系毕业设计说明书
引言
台式钻床在工作时，需要把要加工的工件装夹在作业台上，但是作业台上装夹后，工件不能进行位置的变动，如果要变换钻孔位置，需要取下工件二次装夹才能完成。这大大的增加了加工误差以及加工时间，要想解决这个问题，就要把作业台改成机床工作台这种可以运动的工作台。
手摇工作台光可以在钻床加工上使用，还可以在钳工的划线还有在攻丝时使用，不仅方便快捷，而且方便装夹使用。

1

一、手摇工作台的发展趋势
在机械加工中，钻床应用非常广泛，在加工中，像手摇工作台这种可以提高加工效率，降低加工误差的装置可以更广泛的应用，在进行改进后，可以在更多方面使用。
二、手摇工作台的功能
手摇工作台主要用于钻床加工时，工件的定位和位置的变化进行调整，如果改进后，工作台有了X、Y两轴运动，或可以旋转运动，那么就可以进行普遍应用，极大的方便了加工。
三、手摇工作台的使用
1.手摇工作台的特点
能有效利用传动机构来对工作台进行调整，使应用范围广，使用简单、方便。
（1）根据生产变化,进行工作台位置调整方便加工和使用。
（2）简单易学。
（3）调整钻床工作位置方便,迅速。。
（4）工作台制造材料多样，方便在任何工作条件下使用。
用途：手摇工作台应用很广泛，使用时能很好利用传动机构去工作，能很好完成工作要求，降低工件的废品率，降低成本，提高工作效率。
2.手摇工作台的工作原理
手摇工作台是利用螺纹传动原理，使工作台移动到指定位置。应用时可根据刻度来精确定位，降低误差。

3

螺旋传动：螺旋传动是通过螺旋（或称螺杆）与螺母进行的，主要用来传递动力或起重。螺旋传动可以把回转运动变为直线运动，也可以把直线运动变为回转运动。这种传动由于构造简单，加工方便，工作平稳，易于自锁，所以在机床、起重设备、锻压机械，测量仪器及其它工业设备中得到广泛应用。其缺点是传动摩擦损失较大，效率低。
3.工作台的使用方法
（1）使用前必须检查机床手摇工作台是否正常，各部件是否灵活，加工工件是否可以在工作台上正常装夹使用。
（2）将工作台按要求移动到指定位置，看是否发生干涉和超程。
（3）无异常后按加工要求摇动手摇轮使工作台移动，从而完成工件加工。
4.使用注意事项
（1）使用过程中必须严格按照要求操作，不能违规使用。
（2）工作台上的夹具装置应固定牢靠，夹具装夹工件不能超出装夹范围。
（3）工作时要按照加工工艺来正确选择加工速度、切削用量。
三、设计及加工方案的确定
1.绘图软件
在AutoCAD和CAXA等专业制图软件没有出现以前，机械制图一直采用的是手工绘图的方法进行绘图，即采用二维的投影图来表达目标物体的各种信息，这与当时在工程设计与生产中的一半采用图纸设计的方法是相符合的。
在机械制图中引入AutoCAD和CAXA技术，可以更直观、形象、高效、准确的解决机械设计中的设计复杂、资源利用率低等难题，缩短零件制作时间，具有巨大的作用。
2.主要尺寸设计
通过对工作台工作特性的了解，并查阅大量书籍资料、网上资料、向老师请教及对机床工作台实际了解等。初步确定模拟图形，并利用画图软件画出三维图形，建立初步数据，根据初步设计进行图纸绘制，再经过再三的模拟、验证、讨论最终确定尺寸，精确加工要求。
3.零件各部分的分析与加工
梯形螺纹的加工：
图一 件一图纸
如图件一所示，用数控车床加工，刀具参数选择如下：
序号
刀具名称
刀具规格
背吃刀量
（mm）
进给量
(mm/r)
主轴转速（r/min）
备注
1
端面刀
80度
1
0.2
600

2
外圆刀
35度
1 2
0.2 0.1
600∕1200

3
螺纹刀
60度
/
/
800

4
梯形螺纹刀
30度
/
/
600

5
切槽刀
4mm
/
0.1
400

6
中心钻
/
/
/
1200

表一 加工工序
件1加工工艺及加工安排
序号
工艺安排
1
夹住工件左端露出50mm，平端面见平
2
用中心钻钻出中心孔
3
将工件拆下，露出270mm，用顶尖顶住
4
粗精车外轮廓至尺寸
5
加工M30*1.5三角螺纹
6
切工件末端退刀槽
7
加工Tr40*6梯形螺纹
8
切断工件
表二 加工工艺
件1程序：
O0001 （右端外轮廓 ） O0002（加工M30*1.5三角螺纹）
M3 S600 M3 S800
T0101 F0.2 T0202
G0X50Z2 G0 X32 Z2
G71U2R1 G92 X29.5 Z-20 F1.5
G71P1Q2U1 X29
N1G0X27 X28.6
G1Z0 X28.3
X29.85Z-1.5 X28.1
Z20 X28.05
X30 G0 X100
Z-60 Z100
X34 M05
X39.8Z-63 M30
Z-264
N2G0X50
M3S1200
T0101F0.1
G0X50Z2
G70P1Q2
G0X100
Z100
M05
M30

O0003（切件1左端退刀槽 ） O0004（加工件1梯形螺纹）
M3S400 M3 S800
T0303F0.1 T0404
G0X45 G0 X45 Z6
Z2 #1=40
Z-254 N1 #1=#1-0.2
G1X20 G0 X#1
G0X45 G32 Z-255 F6
Z-257 G0 X45
G1X20 Z6
G0X45 IF[#1 GT 33]GOTO1
Z-260 G0 X100
G1X20 Z100
G0X100 M05
Z100 M30
M05
M30

M3S400（切断）
T0303F0.1
G0X45
Z2
Z-264
G1X1
G0X100
Z100
M05
M30
梯形螺纹牙型和加工难点
牙型：梯形螺纹牙型为梯形，牙型角为30度，这种螺纹在传动螺旋中应用最广泛，特别是用在金属切削机床的传动螺旋中。这种螺纹加工较易，由于有30度的倾斜角，磨损后可利用对开螺母来消除磨损间隙，以保证旋合的正确性，从而保证传动精度。缺点是传动效率较矩形螺纹有所降低，但因其强度较高，因此应用较广，并已经标准化了，多用于车床的丝杠传动及起重螺旋等。
加工难点：在加工过程中，易产生振动，工件在振动下尺寸会超差，螺纹误差很明显，在旋合时会感到振动，有异响。加工过长时，振动尤其明显。梯形螺纹加工时可用手磨刀和成型刀两种，手磨刀使用时由于刀尖的尺寸不够，需要借到车削，易产生误差，成型刀加工简单、快捷，加工尺寸达到要求会有倒角生成。解决难点的方法是：在加工过程中减少吃刀量，加工过长工件时，除了减少吃刀量还要用顶尖顶住，以减少振动。

件二加工

图二 件二图纸
如图件二所示，用数控车床加工，刀具参数选择如下：
序号
刀具名称
刀具规格
背吃刀量
（mm）
进给量
(mm/r)
主轴转速（r/min）
备注
1
端面刀
80度
1
0.2
600

2
外圆刀
35度
1 2
0.2 0.1
600∕1200

3
切槽刀
4mm
/
0.1
400

4
中心钻
/
/
/
1200

表二 加工工序
件2加工工艺及加工安排
序号
工艺安排
1
夹住工件左端露出50mm，平端面见平
2
用中心钻钻出中心孔
3
将工件拆下，露出250mm，用顶尖顶住
4
粗精车外轮廓至尺寸
5
切削件二左端阶台
6
切断工件
表四 加工工艺

件二程序：
O0010（加工件二右端外轮廓 ） O0011（加工件二左端槽子）
M3S600 M3S400
T0101F0.2 T0202F0.1
G0X40Z2 G0X32
G71U2R1 Z-274
G71P1Q2U1 G1X10
N1G0X9 G0X32
G1Z0 Z-277
X10Z-0.5 G1X10
Z-10 G0X32
X30，c0.5 Z-280
Z-284 G1X10
N2G0X40 G0X32
M3S1200 Z-284
T0101F0.1 G1X1
G0X40Z2 G0X100
G70P1Q2 Z100
G0X100 M05
Z100 M30
M05
M30
件二加工难点：
在加工件二时，由于工件长度太长，以至于在加工过程中易产生振动，工件外轮廓尺寸前后会有误差。所以在加工过程中，要减小吃刀量，控制尺寸时，要在工件上多处位置测量，调整程序来达到尺寸要求。
件三加工

图三 件三图纸
如图件3所示，用数控车床加工，刀具参数选择如下：
序号
刀具名称
刀具规格
背吃刀量
（mm）
进给量
(mm/r)
主轴转速（r/min）
备注
1
端面刀
80度
1
0.2
600

2
外圆刀
35度
1 2
0.2 0.1
600∕1200

3
切槽刀
4mm
/
0.1
400

4
中心钻
/
/
/
1200

表五 加工工序
件3加工工艺及加工安排
序号
工艺安排
1
夹住工件左端露出50mm，平端面见平
2
用中心钻钻出中心孔
3
将工件拆下，露出250mm，用顶尖顶住
4
粗精车外轮廓至尺寸
5
切削件二左端阶台
6
切断工件
表六 加工工艺

件三程序：
O0010（加工件三右端外轮廓 ） O0011（加工件三左端槽子）
M3S600 M3S400
T0101F0.2 T0202F0.1
G0X40Z2 G0X32
G71U2R1 Z-274
G71P1Q2U1 G1X10
N1G0X9 G0X32
G1Z0 Z-277
X10Z-0.5 G1X10
Z-10 G0X32
X30，c0.5 Z-280
Z-284 G1X10
N2G0X40 G0X32
M3S1200 Z-284
T0101F0.1 G1X1
G0X40Z2 G0X100
G70P1Q2 Z100
G0X100 M05
Z100 M30
M05
M30
件三加工难点：
在加工件二时，由于工件长度太长，以至于在加工过程中易产生振动，工件外轮廓尺寸前后会有误差。所以在加工过程中，要减小吃刀量，控制尺寸时，要在工件上多处位置测量，调整程序来达到尺寸要求。
4.数车加工总结
在加工过程中，最大的问题就是工件长度太长，导致尺寸以及配合产生误差，加工时对于尺寸的控制不好把握，由于工件的配合要求较高，所以在加工过程中，采用电脑画图进行工件加工，可以很好的把握尺寸及加工长轴。
加工过程中用到了CAXA数控车软件，这款软件使用简单，易于学习使用，对于复杂工件以及尺寸要求较高的工件，加工起来非常方便，它可以按要求自动生成程序，传输到机床进行工件的加工。

四、数铣加工
件一加工：

件一图纸：

件一加工工序：
工步号
工艺内容
刀具号
切削用量
加工特性
S（r/min）
F(mm/r)
αp（mm）
1
夹紧工件，平端面
T1
1500
200
0.3
基准面手动铣削
2
粗铣工件外轮廓
T2
800
100
5
留有0.2mm余量
3
粗铣工件内轮廓
T2
800
100
5
留有0.2mm余量
4
粗精铣工件内位轮廓
T3
1200
150
20
根据粗铣后测量的尺寸进行精铣
5
反面装夹，去除余量
T1
1500
200
1
去除余量
表一 件一加工工序
加工刀具：
刀具号
刀具名称
刀尖圆弧半径mm
刀具方位
T1
φ63面铣刀
0.2
1
T2
φ12立铣刀
0.2
2
T3
φ10立铣刀
0.2
3
表二 件一加工刀具
件一程序：
外轮廓粗铣程序：
O1001（外轮廓粗铣程序） G1 Z-15
M3 S800 Y-25
T0101 F100 X-25
G90 G54 GO X0 Y0 Z10 Y25
G41 X25 Y25 D01 X25
G1 Z-5 G1 Z-20
Y-25 Y-25
X-25 X-25
Y25 Y25
X25 X25
G1 Z-10 G0 X100
Y-25 G41
X-25 M05
Y25 M30
X25

O1002 (外轮廓精铣程序) O1003 (内轮廓粗铣程序)
M3 S1200 M3 S800
T0202 F150 G90 G54 G0 X0 Y0 Z10
G90 G54 G0 X0 Y0 Z10 G42 X15 Y5 D01
G41 X25 Y25 D01 G1 Z-5
G1 Z-20 G2 I-30
Y-25 G1 Z-10
X-25 G2 I-30
Y25 G1 Z-20
X25 G2 I-30
G0 Z100 G0 Z100
M5 G40
M30 M5
M30

O1004(内轮廓精铣程序)
M3 S1200
G90 G54 G0 X0 Y0 Z10
G42 X15 Y5 D01
G1 Z-20
G2 I-30
G0 Z100
G40
M3
M30
件二加工：

件二图纸：

件二加工工序：
工步号
工艺内容
刀具号
切削用量
加工特性
S（r/min）
F(mm/r)
αp（mm）
1
加紧工件，平端面
T1
1500
200
0.3
基准面手动铣削
2
粗铣工件外轮廓
T2
800
100
5
留有0.2mm余量
3
粗铣工件内轮廓
T2
800
100
5
留有0.2mm余量
4
粗精铣工件内位轮廓
T3
1200
150
20
根据粗铣后测量的尺寸进行精铣
5
反面装夹，去除余量
T1
1500
200
1
去除余量
表三 件二加工工序
加工刀具：
刀具号
刀具名称
刀尖圆弧半径mm
刀具方位
T1
φ63面铣刀
0.2
1
T2
φ12立铣刀
0.2
2
T3
φ10立铣刀
0.2
3
表四 件二加工刀具

件二程序：
O1005(外轮廓粗铣程序) O1006(外轮廓精铣程序)
M3 S800 M3 S1200
T0101 F100 T0202 F150
G90 G54 G0 X0 Y0 Z10 G90 G54 G0 X0 Y0 Z10
G41 X30 Y30 D01 G41 X30 Y30 D01
G1 Z-5 G1 Z-20
Y-30 Y-30
X-30 X-30
Y30 Y30
X30 X30
Z-10 G0 Z100
Y-30 G40
X-30 M5
Y30 M30
X30
Z-15
Y-30
X-30
Y30
X30
Z-20
Y-30
X-30
Y30
X30
G0 Z100
G40
M5
M30

O1007 (内轮廓粗铣程序) O1008(内轮廓精铣程序)
M3 S800 M3 S1200
T0101 F100 T0202 F150
G90 G54 G0 X0 Y0 Z10 G90 G54 G0 X0 Y0 Z10
G42 X15 D01 G42 X15 D01
G1 Z-5 G1 Z-5
G2 I-30 G2 I-30
G1 Z-10 G1 Z-10
G2 I-30 G2 I-30
G1 Z-15 G1 Z-15
G2 I-30 G2 I-30
G1 Z-20 G1 Z-20
G2 I-30 G2 I-30
G0 Z100 G0 Z100
G40 G40
M5 M5
M30 M30

件三加工：

件三图纸：

件三工序：
工步号
工艺内容
刀具号
切削用量
加工特性
S（r/min）
f(mm/r)
αp（mm）
1
加紧工件，平端面
T1
1500
200
0.3
基准面手动铣削
2
粗铣工件外轮廓
T2
800
100
5
留有0.2mm余量
3
粗铣工件内轮廓
T2
800
100
5
留有0.2mm余量
4
粗精铣工件内位轮廓
T3
1200
150
20
根据粗铣后测量的尺寸进行精铣
5
反面装夹，去除余量
T1
1500
200
1
去除余量
表五 件三加工工序
加工刀具：
刀具号
刀具名称
刀尖圆弧半径mm
刀具方位
T1
φ63面铣刀
0.2
1
T2
φ12立铣刀
0.2
2
T3
φ10立铣刀
0.2
3
表六 件三加工刀具
件三程序：
O1009 (外轮廓粗铣程序) O1010(外轮廓精铣程序)
M3 S800 M3 S1200
T0101 F100 T0202 F150
G90 G54 G0 X0 Y0 Z10 G90 G54 G0 X0 Y0 Z10
G41 X105 Y25 D01 G41 X105 Y25 D01
G1 Z-5 G1 Z-5
Y-25 Y-25
X-105 X-105
Y25 Y25
X105 X105
G1 Z-10 G0 Z100
Y-25 G40
X-105 M05
Y25 M30
X105
G1 Z-15
Y-25
X-105
Y25
X105
G1 Z-20
Y-25
X-105
Y25
X105
G0 Z100
G40
M5
M30

O1011(内轮廓粗铣程序) O1012(内轮廓精铣程序)
M3 S800 M3 S1200
T0101 F100 T0202 F150
G90 G54 G0 X0 Y0 Z10 G90 G54 G0 X0 Y0 Z10
G42 X87.5 D01 G42 X87.5 D01
G1 Z-5 G1 Z-20
G2 I-30 G2 I-30
G1 Z-10 G0 Z100
G2 I-30 G40
G1 Z-15 M5
G2 I-30 M30
G1 Z-20
G2 I-30
G0 Z100
G40
M5
M30

件四加工：

件四图纸：

件四
件四加工工序：
工步号
工艺内容
刀具号
切削用量
加工特性
S（r/min）
F(mm/r)
αp（mm）
1
加紧工件，平端面
T1
1500
200
0.3
基准面手动铣削
2
粗铣工件外轮廓
T2
800
100
5
留有0.2mm余量
3
粗铣工件内轮廓
T2
800
100
5
留有0.2mm余量
4
粗精铣工件内位轮廓
T3
1200
150
20
根据粗铣后测量的尺寸进行精铣
5
反面装夹，去除余量
T1
1500
200
1
去除余量
表七 件四加工工序
加工刀具：
刀具号
刀具名称
刀尖圆弧半径mm
刀具方位
T1
φ63面铣刀
0.2
1
T2
φ12立铣刀
0.2
2
T3
φ10立铣刀
0.2
3
表八 件四加工刀具

件四程序：
O1013 (外轮廓粗铣程序) O1014(外轮廓精铣程序)
M3 S800 M3 S1200
T0101 F100 T0202 F150
G90 G54 G0 X0 Y0 Z10 G90 G54 G0 X0 Y0 Z10
G41 X105 Y37.5 D01 G41 X105 Y37.5 D01
G1 Z-5 G1 Z-20
Y-37.5 Y-37.5
X-105 X-105
Y37.5 Y37.5
X105 X105
G1 Z-10 G0 Z-10
Y-37.5 X-105 Y34.5
X-105 G1 Z-3
Y37.5 X105
X105 G0 Z100
G1 Z-15 G40
Y-37.5 M5
X-105 M30
Y37.5
X105
G1 Z-20
Y-37.5
X-105
Y37.5
X105
G0 Z-10
X-105 Y34.5
G1 Z-3
X105
G0 Z100
G41
M5
M30

O1015(内轮廓粗铣程序) O1016(内轮廓粗铣程序)
M3 S800 M3 S1200
T0101 F100 T0202 F150
G90 G54 GO X0 Y0 Z10 G90 G54 G0 X0 Y0 Z10
G42 X22 D01 G42 X22 D01
G1 Z-5 G1 Z-20
G2 I-43 G2 I-43
G1 Z-10 G0 Z10
G2 I-43 X-95
G1 Z-15 G1 Z-20
G2 I-43 G2 I-30
G1 Z-20 G0 Z100
G2 I-43 G40
G0 Z10 M5
X95 M30
G1 Z-5
G2 I-30
G1 Z-10
G2 I-30
G1 Z-15
G2 I-30
G1 Z-20
G2 I-30
G0 Z10
X-95
G1 Z-5
G2 I-30
G1 Z-10
G2 I-30
G1 Z-15
G2 I-30
G1 Z-20
G2 I-30
G0 Z100
G40
M5
M30

数铣加工重点
（1）垂直度的保证
由于工件都为四方体所以对垂直度的精度要求很高，如果不保证工件的垂直度则会造成无法进行装配。为了保证垂直度，我们在铣方的时候先铣平一个表面。然后采用了落料的方法，这样就可以利用机床的精度进行五个面的垂直度保证。在铣最后一个面的时候利用百分表进行找正，使误差控制在正负0.03mm之内，从而达到垂直度的精度，完成工件的装配。
（2）表面粗糙度
工件采用45#钢，所以在用白钢刀粗精铣后表面粗糙度不是很好，不能达到理想的程度。因此，我们使用了合金铣刀。采用合金刀不但可以更好的保证工件的表面粗糙度，还可以提高效率大大的提升了完成的速度。精铣时，我们通过跟换更小的刀以及提高转速和倍率，来进一步提高表面粗糙度。
（3）配合
铣床负责的部分需要和轴类工件配合，由于对刀误差和各种原因可能导致配合中孔的位置产生微小的偏移，不能很好的进行配合。所以，我们先车出轴类工件然后在进行铣床部分的加工，每加工一个工件就拿出相应的部分就行适配，如果不能进行装配就做出相应的调整和修改。这样就能很好的进