全站仪调教螺母的设计与加工
目录
引言 1
一、零件的分析设计 2
（一）分析绘图 2
（二）材料选择 4
（三）主程序编制与刀具选择 5
二、零件加工过程 8
（一）机床熟悉、安全检查 8
（二）卡盘换装 9
（三）自制夹具? 10
（四）刀具安装 11
（五）零件加工 13
（六）自检 16
（七）机床维护 18
（八）问题解决 19
三 零件加工程序 20
（一）数控编程 20
（二）夹具程序 22
总结 24
参考文献 25
致谢 26
引言
全站仪，即全站型电子测距仪（Electronic Total Station），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是能够测量水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且减少误差，使之更为精准化。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。
全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应运而生的，现代的全站仪是组合式的测量仪器，即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，或整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几种。
而全站仪调焦螺母（如图）则为其中的重要组成部分，顾名思义，它是调动全站仪光学元件焦距的控制零件，使得在使用过程中所测得的数据更为精准。它 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
的使用可分为粗调和细调。因为它是测量仪器的重要组成部分，是全站仪的调控部件，所以对于调教螺母的制作，精度要求尤为重要。无论是它的尺寸精度，还是表面光洁度都是有所要求的。
图 0-1
本课题来自苏州一光仪器有限公司。
零件的分析设计
（一）分析绘图
调焦螺母作为全站仪的调节装置，必然有着高精度的要求，同时它与其他零件的几个接触面也必须高精度，以达到近乎光滑的水平（成品如图1-1、1-2）
图 1-1-1
图 1-1-2
1.草图：图纸设计是重要的一步，决定后面的很多关键点，首先是做出的是整体零件全剖图（如图1-3）
零件要求：零件外圆内孔表面光滑无明显缺陷。
零件形状：该零件形状为旋转体，左侧为台阶面，右侧也是台阶面，其中右侧台阶面有一个90度的槽口（定位用),孔分为三段，左右侧各为一个相同尺寸的孔，中间部分为一段内方牙螺纹，其余棱角部分有倒角。
生产规模：大批量生产。
图 1-3
2.尺寸和精度：接着对整体图纸进行详细的尺寸标注，其中有多个尺寸都是有上下公差范围的，并且公差范围比较小，以确保高精度（如图 1-4）
图 1-4
其中左下角的尺寸为内方牙螺纹尺寸（如图1-5）
图 1-5
（二）材料选择
因为该零件是调焦螺母，外圆、 内孔、内螺纹都需要不停地的类似轴、内孔进行旋转摩擦，因此相对于零件的耐磨性有所要求，同时该零件属于高精度要求零件，也是批量生产产品，加工过程不能太困难，因此选择编号为HPb59-1的黄铜。
铜的最大特点是导电、导热性能搞，耐蚀性良好。但是， 工业纯铜的强度不高（约200MPa），因而限制了它作为结构材料的使用。 为了提高铜的强度，并赋予特殊的性能，在铜中加人适量的合金元素，从而获得铜合金，具有较高的强度、韧性、耐磨性以及良好的导电、导热性能，特别是在空气中耐腐蚀。因此，选择该黄铜制作该零件是适合的。
注●化学成份：
铜 Cu ：57.0～60.0 锌 Zn：余量
铅 Pb：0.8～1.9 硼 B：≤0.02
铝 Al： ≤0.2 铁 Fe：≤0.5
锑 Sb ：≤0.01 铋 Bi：≤0.003
杂质：≤1.0
●力学性能：（棒材的纵向室温拉伸力学性能）
抗拉强度 σb (MPa)：≥420
伸长率 δ10 (%)：≥10
伸长率 δ5 (%)：≥12
（三）主程序编制与刀具选择
根据零件的图纸要求以及毛坯料已加工部分可进行零件主程序的编辑，同时对加工过程所需要的刀具进行选择。
一道工序进行外圆以及端面车削。为提高表面精度、光滑度，再加上是批量生产零件，需要加工时间短的特点，因此选择的刀具要达到刀口细、排削性良好的机夹刀（如图 1-6）（期初先选用的是自制白钢外圆刀，白钢刀车削工件表面光滑，但由于白钢刀熔点低耐磨性不高，刀口易断，因此选择机夹刀是最为合适的）。
机夹刀的优点既有冷硬性，又有热硬性，即在常温时的硬度，又名耐磨性，在高温下还能保持切削所需的硬度，韧性－能承受振动和冲击负荷的机能，同时刀头换刀方便、快捷。
图纸左侧的两个端面和一个外圆面（如图 1-7）可放在同一步骤进行车削加工。因为两个端面的毛坯料余量较大，可对这两个端面先车削掉一部分，以方便后面的精加工保护刀口。精加工时进刀速度不宜过快，F0.05就行了。在切削第二端面时可选择退刀切削的方式进行切削，这样排削方便，能保证端面的光洁度，也能保护刀口。
图 1-6 图 1-7
第二道工序进行加工的是右侧台阶面上的90度槽（如图 1-8）加工。槽口宽度为1mm，深度为0.5mm，因为槽口宽度、深度较小，切削量不多，槽内部表面光洁度要求高，可选择白钢刀作为切削刀具，此白钢刀为自制刀具，刀尖90，刀宽1.5mm（如图 1-9），进刀速度不宜过快，但也不能太慢，适中才行，F0.05就足够了。
图 1-8 图 1-9
N130 X29 Z-0.4 F0.05
N140 Z-22 F0.08
N150 X38 F0.1
N160 X39.6 W-0.8 F0.05
N170 G0 X100 Z100
N180 T0404
N190 G0 X44 Z5
N200 Z-27
N210 G1 Z-29 F0.2
图 2-6-3
图 2-6-4
图 2-6-5
检测完毕后进行刀补、调整，再重新加工一个新的零件再次测量刀补，直至完全调整好尺寸。其中孔径的大小刀补时需要注意，若止规都能塞进去，孔直接做大了，报废，需要减小刀补，而且刀补较大；如果孔做小了可以在零件不取下的情况下，每次增加2丝刀补，直到通规能塞进去，止规塞不进位置，这样刀补便几乎调整好了，接下来就可以批量加工生产了。
引言 1
一、零件的分析设计 2
（一）分析绘图 2
（二）材料选择 4
（三）主程序编制与刀具选择 5
二、零件加工过程 8
（一）机床熟悉、安全检查 8
（二）卡盘换装 9
（三）自制夹具? 10
（四）刀具安装 11
（五）零件加工 13
（六）自检 16
（七）机床维护 18
（八）问题解决 19
三 零件加工程序 20
（一）数控编程 20
（二）夹具程序 22
总结 24
参考文献 25
致谢 26
引言
全站仪，即全站型电子测距仪（Electronic Total Station），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是能够测量水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且减少误差，使之更为精准化。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。
全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应运而生的，现代的全站仪是组合式的测量仪器，即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，或整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几种。
而全站仪调焦螺母（如图）则为其中的重要组成部分，顾名思义，它是调动全站仪光学元件焦距的控制零件，使得在使用过程中所测得的数据更为精准。它 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
的使用可分为粗调和细调。因为它是测量仪器的重要组成部分，是全站仪的调控部件，所以对于调教螺母的制作，精度要求尤为重要。无论是它的尺寸精度，还是表面光洁度都是有所要求的。
图 0-1
本课题来自苏州一光仪器有限公司。
零件的分析设计
（一）分析绘图
调焦螺母作为全站仪的调节装置，必然有着高精度的要求，同时它与其他零件的几个接触面也必须高精度，以达到近乎光滑的水平（成品如图1-1、1-2）
图 1-1-1
图 1-1-2
1.草图：图纸设计是重要的一步，决定后面的很多关键点，首先是做出的是整体零件全剖图（如图1-3）
零件要求：零件外圆内孔表面光滑无明显缺陷。
零件形状：该零件形状为旋转体，左侧为台阶面，右侧也是台阶面，其中右侧台阶面有一个90度的槽口（定位用),孔分为三段，左右侧各为一个相同尺寸的孔，中间部分为一段内方牙螺纹，其余棱角部分有倒角。
生产规模：大批量生产。
图 1-3
2.尺寸和精度：接着对整体图纸进行详细的尺寸标注，其中有多个尺寸都是有上下公差范围的，并且公差范围比较小，以确保高精度（如图 1-4）
图 1-4
其中左下角的尺寸为内方牙螺纹尺寸（如图1-5）
图 1-5
（二）材料选择
因为该零件是调焦螺母，外圆、 内孔、内螺纹都需要不停地的类似轴、内孔进行旋转摩擦，因此相对于零件的耐磨性有所要求，同时该零件属于高精度要求零件，也是批量生产产品，加工过程不能太困难，因此选择编号为HPb59-1的黄铜。
铜的最大特点是导电、导热性能搞，耐蚀性良好。但是， 工业纯铜的强度不高（约200MPa），因而限制了它作为结构材料的使用。 为了提高铜的强度，并赋予特殊的性能，在铜中加人适量的合金元素，从而获得铜合金，具有较高的强度、韧性、耐磨性以及良好的导电、导热性能，特别是在空气中耐腐蚀。因此，选择该黄铜制作该零件是适合的。
注●化学成份：
铜 Cu ：57.0～60.0 锌 Zn：余量
铅 Pb：0.8～1.9 硼 B：≤0.02
铝 Al： ≤0.2 铁 Fe：≤0.5
锑 Sb ：≤0.01 铋 Bi：≤0.003
杂质：≤1.0
●力学性能：（棒材的纵向室温拉伸力学性能）
抗拉强度 σb (MPa)：≥420
伸长率 δ10 (%)：≥10
伸长率 δ5 (%)：≥12
（三）主程序编制与刀具选择
根据零件的图纸要求以及毛坯料已加工部分可进行零件主程序的编辑，同时对加工过程所需要的刀具进行选择。
一道工序进行外圆以及端面车削。为提高表面精度、光滑度，再加上是批量生产零件，需要加工时间短的特点，因此选择的刀具要达到刀口细、排削性良好的机夹刀（如图 1-6）（期初先选用的是自制白钢外圆刀，白钢刀车削工件表面光滑，但由于白钢刀熔点低耐磨性不高，刀口易断，因此选择机夹刀是最为合适的）。
机夹刀的优点既有冷硬性，又有热硬性，即在常温时的硬度，又名耐磨性，在高温下还能保持切削所需的硬度，韧性－能承受振动和冲击负荷的机能，同时刀头换刀方便、快捷。
图纸左侧的两个端面和一个外圆面（如图 1-7）可放在同一步骤进行车削加工。因为两个端面的毛坯料余量较大，可对这两个端面先车削掉一部分，以方便后面的精加工保护刀口。精加工时进刀速度不宜过快，F0.05就行了。在切削第二端面时可选择退刀切削的方式进行切削，这样排削方便，能保证端面的光洁度，也能保护刀口。
图 1-6 图 1-7
第二道工序进行加工的是右侧台阶面上的90度槽（如图 1-8）加工。槽口宽度为1mm，深度为0.5mm，因为槽口宽度、深度较小，切削量不多，槽内部表面光洁度要求高，可选择白钢刀作为切削刀具，此白钢刀为自制刀具，刀尖90，刀宽1.5mm（如图 1-9），进刀速度不宜过快，但也不能太慢，适中才行，F0.05就足够了。
图 1-8 图 1-9
N130 X29 Z-0.4 F0.05
N140 Z-22 F0.08
N150 X38 F0.1
N160 X39.6 W-0.8 F0.05
N170 G0 X100 Z100
N180 T0404
N190 G0 X44 Z5
N200 Z-27
N210 G1 Z-29 F0.2
图 2-6-3
图 2-6-4
图 2-6-5
检测完毕后进行刀补、调整，再重新加工一个新的零件再次测量刀补，直至完全调整好尺寸。其中孔径的大小刀补时需要注意，若止规都能塞进去，孔直接做大了，报废，需要减小刀补，而且刀补较大；如果孔做小了可以在零件不取下的情况下，每次增加2丝刀补，直到通规能塞进去，止规塞不进位置，这样刀补便几乎调整好了，接下来就可以批量加工生产了。
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