1引言

深孔鉆鏜床主要用于深孔鉆孔，擴孔，鏜孔等深孔加工。但由于加工深度常達到十幾米甚至幾十米，在加工過程中，刀具損壞狀況很難掌握，通常都由操作者根據自己的工作經驗來判斷。因此當刀具損壞時，十分不容易被發現，常常會影響加工的精度，并造成生產上的損失，甚至使機床受到損壞。經過多年的摸索實踐總結出如下方法，很好地解決了這一問題。

在普通的深孔鉆鏜床中，床頭箱主軸，鉆桿箱主軸通常選用直流調速裝置控制直流電機來實現調速。直流調速具有調速范圍寬，低速性能好等特點。

2工作原理

在正常加工過程中，隨著鉆孔的深入，刀具所受鉆削扭矩基本保持不變，電機的功率也基本保持不變。當刀具損壞后，則刀具所受扭矩變大，從而引起電機電流增大，通過PLC的模擬量輸入模塊將檢測到模擬量信號轉變為數字量信號，利用PLC的運算功能與設定值進行比較，來確定刀具是否損壞。

利用調速裝置的模擬量輸出口將檢測到的電流信號轉換成0~10V電壓信號，輸出到PLC的模擬量輸入模塊進行A/D模數轉換，然后與設定值進行比較。這個設定值由工藝人員根據工件材質，刀具，加工量等參數計算得到，通過拔段開關來選擇。當檢測值大于設定值20%時，則判定扭矩過載，即刀具受損，PLC發出報警，停止加工，更換刀具,工件加工示意圖如圖1所示。

1引言

深孔鉆鏜床主要用于深孔鉆孔，擴孔，鏜孔等深孔加工。但由于加工深度常達到十幾米甚至幾十米，在加工過程中，刀具損壞狀況很難掌握，通常都由操作者根據自己的工作經驗來判斷。因此當刀具損壞時，十分不容易被發現，常常會影響加工的精度，并造成生產上的損失，甚至使機床受到損壞。經過多年的摸索實踐總結出如下方法，很好地解決了這一問題。

在普通的深孔鉆鏜床中，床頭箱主軸，鉆桿箱主軸通常選用直流調速裝置控制直流電機來實現調速。直流調速具有調速范圍寬，低速性能好等特點。

2工作原理

在正常加工過程中，隨著鉆孔的深入，刀具所受鉆削扭矩基本保持不變，電機的功率也基本保持不變。當刀具損壞后，則刀具所受扭矩變大，從而引起電機電流增大，通過PLC的模擬量輸入模塊將檢測到模擬量信號轉變為數字量信號，利用PLC的運算功能與設定值進行比較，來確定刀具是否損壞。

利用調速裝置的模擬量輸出口將檢測到的電流信號轉換成0~10V電壓信號，輸出到PLC的模擬量輸入模塊進行A/D模數轉換，然后與設定值進行比較。這個設定值由工藝人員根據工件材質，刀具，加工量等參數計算得到，通過拔段開關來選擇。當檢測值大于設定值20%時，則判定扭矩過載，即刀具受損，PLC發出報警，停止加工，更換刀具,工件加工示意圖如圖1所示。

小孔加工一般采用麻花鉆在普通鉆床、車床、鏜銑床上加工，大孔采用車床或鏜床先進行鉆加工、然后進行鏜加工。通常講的深孔一般是指長徑比大于10的孔，而對于長徑比大于50mm的深孔而言由于受到加長鉆頭剛性的影響，在加工過程中要保證加工的不偏心實現起來有很大的困難。

1軋輥深孔的加工

1.1軋輥深孔加工難點分析

工件深孔如圖1所示，材料為H13鍛鋼，成品重量3555kg，裝配圖如圖2所示，出口產品。設計要求：孔深5050mm由三個臺階孔組成，最外端內孔粗糙度Ra0.8，里面兩深孔為60度錐面連接，同軸度準0.1mm，裝配深度450mm，裝配間隙端部塞尺0.1塞不進，過盈量0.28-0.35mm。針對這種總長較長，長徑比大、同軸度要求高的精密產品，加工此種產品的難度如下：①軋輥噸位較重長度較長裝夾定位困難；②內孔較深，粗糙度Ra0.8，同軸度≤準0.1mm；③裝配過盈量0.28-0.35mm，裝配輥頸部分長450mm，必須保證裝配面的圓柱度；④輥身淬火，因此熱裝時溫度不能高于回火溫度，增加了裝配的難度，同時對孔的尺寸精度要求提出了更高的要求。在此種情況下，加工此類深孔對位置及加工效果要求較高，加工難度大，為此本文進行了詳細的分析和探索，制定了切實有效的加工工藝方案。

1.2加工設備的確定

如何正確選擇加工設備是保證加工質量很重要的環節，加工設備的選擇是否得當，對于產品的加工質量，生產效率有很大的影響。該輥內孔如在車床上加工難度較大：工件較長，裝夾困難，易變形，需多中心架支撐，并需要設計輔助工裝；刀桿處于懸臂狀態，剛性差，加工時會產生振動和讓刀現象；加工兩內孔錐度連接面時加工難度較大。綜上所述，選擇車床加工，不但操作復雜，生產效率低，加工質量無法保證。因此，為縮短加工工序步驟，前期粗鏜孔可采用車床加工，最終工序需采用數控鏜對內孔進行精加工。鑒于以上狀況，結合寶鋼軋輥科技有限責任公司設備及工件特點，確定最終孔的加工選擇在TK6916數控鏜床上加工。

本次設計的目的是設計出能夠加工泵體蓋加工6-φ2孔的鉆孔專機。在孔加工時，一般都采用多級變速的，適用于多種孔加工的鉆床或鏜床。若用于生產品種單一的、批量生產的產品時有些浪費。泵體蓋孔鉆削專機及夾具設計是為分工序、批量生產該泵時設計的專機及專用夾具。總結本文所做的工作，有以下幾點結論：

1)本次設計中，機床采用一級變速，使主軸直接達到鉆削速度。

2)選用深孔加工刀具加工，提高加工質量。

3)使用傳送帶輸送工件，使加工時減少搬運工件的時間，并降低工人的勞動強度。

4)夾具采用一面兩孔定位，螺旋及鉸鏈綜合夾緊機構手動夾緊。由于鉆削力較小，不需要太大的夾緊力就能實現夾緊，因此采用手動夾緊也不會加大工人的勞動強度。

綜上所述，本次設計的設計周期短，相對于一般鉆床價格低，從而大大減少了在機床方面投入的資金。由于采用輸送帶傳送工件，降低了工人的勞動強度，節省了加工時間，提高了生產效率。由此，齒輪泵生產的成本也降低了。

1優質水泵機械的要求

一是優質水泵機械的特征：一臺優質的水泵，首先要達到一流的設計要求，并且以最好的制造工藝作為保障，還要有最優質的加工工藝作為支撐。工藝是影響水泵機械產品質量的決定性因素，沒有高超的工藝技術，就不可能制造出符合高標準要求的精密設備，并且生產成本與生產效率也會缺乏保障。特別是水泵的結構組成復雜，零件數量繁多，加工制作難度遠遠超過一般的機械產品，這也給水泵質量控制提出了更高挑戰和要求。二是水泵零件的相關要求。水泵零件可分為以下幾種類型：不銹鋼、鑄鋼件、鉻鋼、鐵件、碳鋼等；水泵零件加工對精密度的要求非常高，尤其是定位裝夾基準時，必須找準正流道方位，杜絕葉輪流道與壓水室相互錯位、偏移，甚至出現摩擦的情況。為確保制造出高精密度的水泵零件，應當尤其注重控制工藝流程和設計工裝。

2水泵機械制造工藝水平的提高

2.1工件裝夾。一是工件裝夾前的檢查工作。在工件裝夾前，應當對夾具夾緊面、定位面等進行仔細的檢查、擦拭和清理，以保證精確定位，有效避免盲目生產造成的零件報廢。二是在做好準備以后，根據定位標準和工藝流程，完成如下操作：首先，在定位基準的選擇上，應充分考慮后續操作是否方便，確保工件易于夾緊、易于定位，從而提高零件加工過程中的可靠性、穩固性；其次，各加工面的定位基準要統一，確保各加工面的垂直度、平行度精準；再次，盡可能為加工尺寸鏈的測量與換算制造方便，并確保3個基準（分別是設計、加工、檢驗基準）高度重合；此外，在粗加工基準的選擇上，必須滿足后續工序對定位的要求，如果是精加工工序，應該將已加工的表面作為參照，最大程度地保證加工定位的精準度。三是保持工件夾緊力的大小適宜，并盡可能地讓夾緊作用點接近加工面，同時能作用于支撐面；針對工件剛性較差的情況，需要增設相應的輔助支撐，使工件保持必要的剛性。四是在對精加工面進行相關操作時，建議墊一塊銅皮進行保護，防止夾緊過程中出現損壞工件表面的情況。五是采用合適的操作工具，通常來說，加工面距離床頭箱越近，采用工具的剛性越好，則工件表面的粗糙性越有保證。2.2加工要求。（1）對尺寸的相關要求。對于公差要求，應當根據中間的公差處理。（2）對加工操作人員的要求。應嚴格按照工藝文件盒圖樣進行相關操作，同時對于工件的材料質地、精密程度、作業刀具、機床設備等各方面因素進行全面考慮，選擇合適的工藝方法。（3）粗加工工藝要求。在樔深、倒圓、倒角上，按照精加工余量進行，可適當地加大和加深；只有這樣才能在精加工后符合設計要求。針對退刀不宜深的銳角處，應力不應過于集中。（4）加工中相關要求。假如出現毛疵，就要及時解決，不要將其帶入下道工序。（5）工藝文件和圖樣相關要求。假如未規定自由尺寸和倒角，應當根據有關規定操作。（6）對精加工和粗加工在同一生產工序中的相關要求。要特別注意受熱不均、應力等的變化，以免對產品尺寸精密度造成不良影響。（7）加工大件產品的相關要求。要特別注意工件松動的問題，避免出現質量問題，導致事故發生。（8）在切削零件的過程中，假如系統出現粗糙度降低的情況或者異樣聲音，要馬上退刀，停車進行仔細檢查。（9）使用量具的相關要求。應特別注重準確性，在測量之前要先進行校準。在測量中，應避免因為用力太猛而造成量具出現測量誤差加大，或者量具被損壞的情況。2.3典型零件加工。（1）泵體加工一是泵體加工的關鍵。確保裝配基準與壓水室流道相匹配。因為泵體加工的工具有鏜床、車床、立車等，其中，加工小泵體通常使用臥式床，其生產效率較高，但是在加工面和流道位置相匹配方面，不容易找準，易出現基準面和流道中心不協調的情況。二是加工大泵體工藝技巧。在立車和鏜床上，應多方面進行加工，因此可使用墊鐵對流道位置偏移情況進行矯正，鏜床能夠旋轉，很容易壓緊，并且可以一次裝夾，也可以對多個側面進行同時加工。以管道離心泵的泵體加工為例，具體工藝流程如下：①以底腳面為準，尋找正流道，在進行加固之后，分別進入出口法蘭，務必保證法蘭平行，同時與流道中心保持重合；②要盡可能地讓水口法蘭立到臺面上，在找到正流道的準確方位后，予以壓實，并將工作臺旋轉半圈，將底腳面鎖緊；③根據工藝圖樣，開展其他工序。（2）葉輪加工現階段，國內對葉輪的加工主要是通過車床來實現的。①以四爪葉輪后口為外徑或環，以流道中心為軸，以葉輪正基準或進口直徑為徑，對準后夾緊。在加工過程中，應當保證葉輪流道相對位置。②找到三爪夾葉輪口環以后，將其夾緊，把其內孔、外徑和后口環等加以固定，確保鍵槽對稱性。③鉆葉輪平衡孔應保證大小均勻，葉片間距應當合理，以確保葉片不會造成損傷。④最后對葉輪進行平衡試驗。（3）軸類零件加工在軸類零件加工過程中，加工難度最大的要數細長軸。所以，我們在加工時需要選擇合適的工裝，同時采用合理的加工方法，以防止生產出來的零件達不到質量要求。軸類零件精加工，使用雞心夾進行裝夾，并要符合徑向跳動標準，最后利用磨床完成工藝。加工軸類零件的工藝流程為：①粗車階段。鉆兩頭中心孔，頂一頭夾另一頭，把外圓粗車打磨、保留余量，然后再進行熱加工；②半精車階段。熱加工完成以后，應保證精車余量在0.5mm~1mm，以確保可以在軸上加工螺紋、退刀槽等；③要特別注意確保銑鍵槽時的對稱度；④磨外圈，利用兩頭頂上雞心夾的方式磨配合面。結語伴隨著市場經濟的快速發展，很多產品會因為加工制造工藝不精而出現一些這樣或那樣的問題，因此，我們應當不斷改善產品生產工藝，提高產品質量。水泵這一特殊產品具有復雜的生產加工工藝，所以我們要在遵循相關制造規律的前提下，多進行實地考察和思考，根據水泵產品的實際需求確定相應的加工制作方案，盡可能地提高水泵設計、制作水準，從而制作出滿足市場需求的優質水泵產品。

參考文獻

[1]陳婷婷,徐定,陳君杰.水泵設計制造水平提升策略分析[J].科技創新與應用，2016(12):99.

CAM（ComputerAidedManufacturing--計算機輔助制造）是CAD/CAM及CIMS的重要組成部分。從廣義上講包括：計算機輔助生產計劃、計算機輔助工藝過程設計、計算機數控編程、計算機控制加工過程設計、計算機數控編程、計算機控制加工過程等內容。本章闡述有關數控編程的內容。

使用數控機床加工時，必須編制零件的加工程序。理想的加工程序不僅應保證加工出符合設計要求的合格零件，同時應能使數控機床功能得到合理的應用和充分的發揮，且能安全可靠和高效地工作。

編制程序前，程序編制者需了解所用數控機床的規格、性能，CNC系統所具備的功能及編程指令格式等。編制程序時，需先對零件圖紙規定的技術特性、零件的幾何開頭尺寸及工藝要求進行分析，確定加工方法、加工路線和工藝參數，再進行數值計算獲得刀位數據。然后鈄工件的尺寸、刀具運動中心軌道、位移量、切削能數（主軸轉速、刀具進給量、切削深度等）以及輔助功能（主軸正、反轉，冷卻液開、關等），按數控機床采用的指令代碼及程序格式，編制出工件的數控加工程序。程序編制好之后，大都需要控制介質，常見的控制介質為穿孔紙帶，還有磁盤，磁泡存儲器等。通過控制介質將零件加工程序送入控制系統，或由面板通過人機對話將零件加工程序送入CNC控制系統，不僅免去了制備控制介質的繁瑣工作，而且提高了程序信息傳遞的速度及可靠性。

6.1.2數控編程的內容與步驟

數控編程的主要內容包括：分析零件圖紙，進行工藝處理，確定工藝過程；數學處理，計算刀具中心運動軌跡，獲得刀位數據；編制零件加工程序；制備控制介質；校核程序及首件試切。數控編程一般分為以下幾個步驟（見圖6-1）：

1.分析零件圖樣，進行工藝處理地編程人員首先需對零件的圖紙及技術要求詳細的分析，明確加工的內容及要求。然后，需確定加工方案、加工工藝過程、加工路線、設計工夾具、選擇刀具以主合理的切削用量等。工藝處理涉及的問題很多，數控編程人員要注意以下幾點：

前言

畢業設計是學生在學完教學計劃所規定的全部課程后，總結在校學習成果，應用自己所學知識和能力進行的一次綜合性的大實踐，在校學習的最后一環，必將對畢業后的工作產生深遠的影響。畢業設計培養和鍛煉自己對所學知識的靈活應用，通過畢業設計，可以掌握正確的設計方法和設計思維方法，進一步提高自己有關機械制造工藝及設備方面的設計能力，提高制圖、計算、文字敘述、運用各種標準、規范、手冊的能力，學會調查研究、理論聯系實際、鍛煉查閱、分析研究國內外有關資料的能力，鞏固并擴大知識領域和視野，學習本專業范圍內與設計題目有關的專業知識，使自己得到更好的鍛煉，以能夠勝任將來的工作的需要。

隨著現代機械工業的發展，機床的種類越來越繁多，機床的功能越來越多，為了適應當今機械生產中的特殊要求，專用機床的應用越來越廣泛。之所以選擇套筒十字槽銑削專機設計作為我的設計題目，是因為我發現以前的銑床雖然功能不少，但是有很多不足之處，比如對工件大批量生產不能滿足，而且生產效率不高，對一些有特殊要求的工件也不能進行批量生產。基于這個前提，我選擇了銑削類的專機設計，主要是針對套筒十字槽的銑削進行加工。通過本次設計，可以生產出一種銑床滿足套筒十字槽的銑削標準化批量生產，這種銑床既可以滿足特殊的加工要求又節省了時間、減少了勞動力。本畢業設計的目的是設計出一種銑削類的專用機床，讓它只對套筒十字槽這一類材料進行銑削加工。本機床結構簡單、集中化程度高、針對性強、工作效率高、能夠適應在生產批量大的生產中的要求。它既提高了生產效率，又簡化了操作程序，而且減輕了工人的勞動強度。

由于較早以前的銑床應用領域比較狹窄，并且對加工特殊要求的工件還不能滿足，這樣就引起了一場技術革命，銑床得到了廣泛改進，它的應用范圍也大幅度擴大，對銑床新的技術研究從未停止過。銑床是用多刃銑刀進行銑削加工的機床，銑刀的旋轉為主運動。由于平面的銑削比刨削生產效率高，因此，早先的銑床是取代刨床而出現的。后來刀具技術提高了，能夠制造各種復雜形狀的銑刀，因而銑床從銑削平面擴大到能加工各種溝槽、螺旋面、回轉面、齒形面以及復雜的空間曲面。銑床的類型較多，為適應加工工件的尺寸和重量，銑床的類型有：升降臺銑床、無升降臺銑床和龍門銑床；為適應批量生產的有：圓工作臺銑床、雙端面銑床和鼓輪銑床；為適應某些特殊工件加工而發展的有：工具銑床、鍵槽銑床、曲軸銑床；為適應加工復雜曲面的有：液壓仿形銑床、電氣仿形銑床、數字程序控制銑床等。此外，還有與鏜削加工相結合的銑鏜床以及與磨削加工相結合的銑磨床。

當然在銑床中夾具的設計也是至關重要的，由于夾具設計過程的隨機因素較多，目前仍有許多企業沿用傳統的設計方法來完成，即由經驗豐富的工藝人員人工設計(或借助二維CAD設計)。很顯然，這種設計方法在很大程度土受夾具設計者的經驗和知識水平的限制，且設計周期長，設計效率低，勞動強度大，已不適應現代制造技術。因此，開發出實用的計算機輔助夾具設計系統是解決這一間題的重要方法和手段。計算機輔助設計可以分為概念設計、技術設計和詳細設計三個階段。概念設計是計算機輔助夾具設計中最關鍵的一個環節,它影響著后續的技術設計和詳細設計,是決定夾具方案優劣的重要階段。由于銑削加工切削用量及切削力較大，又是多刃斷續切削，加工時易產生振動，因此設計銑床夾具時應注意：夾緊力要足夠且反行程自鎖；夾具的安裝要準確可靠，即安裝及加工時要正確使用定向鍵、對刀裝置；夾具體要有足夠的剛度和穩定性，結構要合理。

銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。

裝備制造業是為國民經濟發展以及國家安全提供技術裝備的戰略性產業，也是關系國計民生的基礎性產業。發展裝備制造業，對于促進調整產業結構、推進科技創新和產業升級、增強核心競爭力具有重要意義。當前，我省裝備制造業發展進入關鍵時期，國際金融危機既帶來嚴峻挑戰，也為結構調整帶來了重要機遇。為應對當前形勢，推動我省裝備制造業實現由大到強新跨越，制定本方案。

一、現狀及面臨的形勢

(一)現狀。

1.經濟總量快速增長，支撐拉動作用明顯。我省裝備制造業連續多年保持快速發展，形成門類比較齊全、有一定規模和技術水平的產業體系，主要經濟指標增速高于全省GDP增長速度，高于全國機械裝備制造業年均增速。目前，全行業規模以上企業6803家，總資產4157億元，從業人員(含汽車)145萬人。20*年，完成工業增加值2300億元，實現主營業務收入8600億元，利稅816億元，完成出貨值(含汽車)960億元。

2.在全國同行業處于優勢地位。經濟總量占全國同行業的13%，主營業務收入、工業增加值、利潤均居全國同行業第二位。電工電器成為帶動行業發展的優勢產業，農機行業躍居全國第一位，農用運輸車產量占全國總產量80%以上，拖拉機、聯合收割機、機動植保機械、工程機械、石油機械等產能及市場占有率均居全國首位，金切機床居全國第二位。

3.企業裝備水平顯著提高。重點骨干企業新增設備投資50%以上用于引進具有國際先進水平的各類重要加工及檢測設備。一批重點項目相繼建成投產，重點骨干企業50%的技術裝備達到國內先進水平，其中25%達到國際先進水平，行業發展后勁顯著增強，工藝裝備水平實現質的飛躍。