【正文】 體部 件裝配關(guān)系的螺釘孔、銷孔以及與軸承孔相交的潤滑油孔，則必須在軸孔精加工后鉆鉸。前者是因為要以軸孔為定位基準，而后者會影響軸孔精細鏜時的加工質(zhì)量。 ② “粗精分開，先粗后精 ”的原則。由于箱體結(jié)構(gòu)復雜，主要表面的精度要求高，為減少或消除粗加工時產(chǎn)生的切削力、夾緊力和切削熱對加工精度的影響，一般應盡可能把粗精加工分開，并分別在不同機床上進行。至于要求不高的平面，則 可將粗精兩次走刀安排在一個工序內(nèi)完成，以縮短工藝過程，提高工效 。 (3) 主要表面加工方法的選擇 箱體的主要加工表面為平面和軸承支孔。箱體平面的粗加工 和半精加工，主要采用刨削和銑削，也可采用車削。銑削的生產(chǎn)率一般比刨削高，在成批和大量生產(chǎn)中，多采用銑削。當生產(chǎn)批量較大時，還可以采用各種專用的組合銑床對箱體各平面進行多刀、多面的同時銑削；對于尺寸較大的箱體；也可以在龍門銑床上進行組合銑削，以便有效地提高箱體平面加工的生產(chǎn)效率。箱體平面的精加工，在單件小批生產(chǎn)時，除南京市職工大學 一些高精度的箱體仍需手工刮研以外，一般多以精刨代刮；當生產(chǎn)批量大而精度要求又高時，多采用磨削。為了提高生產(chǎn)效率和平面間的相互位置精度，還可采用專用磨床進行組合磨削。 箱體類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點 箱體類是機器或部件的基礎零件，它將機器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運動或動力。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機器或部件的精度、性能和壽命。 常見的箱體類零件有：機床主軸箱、機床進給箱、變速箱體、減速箱體、發(fā)動機缸體和機座等。根據(jù)箱體零件的結(jié)構(gòu)形式不同，可分為整體式箱體，如圖 8－ 1a、 b、 d 所示和分離式箱體，如圖 8－ 1c 所示兩大類。前者是整體鑄造、整體加工，加工較困難，但裝配精度高；后者可分別制造，便于加工和裝配，但增加了 裝配工作量。 箱體的結(jié)構(gòu)形式雖然多種多樣，但仍有共同的主要特點：形狀復雜、壁薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機床制造廠用于箱體類零件的機械加工勞動量約占整個產(chǎn)品加工量的 15%~20%。 二、箱體類零件的主要技術(shù)要求 、材料和毛坯 南京市職工大學 （一）箱體零件的主要技術(shù)要求 箱體類零件中以機床主軸箱的精度要求最高。以某車床主軸箱，如圖 8－ 2 所示為例，箱體零件的技術(shù)要求主要可歸納如下： 箱體的主要平面是裝配基準，并且往往是加工時的定位基準，所以，應有較高的平面度和較小的表面粗糙度值，否則， 直接影響箱體加工時的定位精度，影響箱體與機座總裝時的接觸剛度和相互位置精度。 一般箱體主要平面的平面度在 ～ ，表面粗糙度 ~，各主要平面對裝配基準面垂直度為 。 、幾何形狀精度和表面粗糙度 箱體上的軸承支承孔本身的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度都要求較高，否則，將影響軸承與箱體孔的配合精度，使軸的回轉(zhuǎn)精度下降，也易使傳動件（如齒輪）產(chǎn)生振動和噪聲。一般機床主軸箱的主軸支承孔的尺寸精度為 IT6，圓度、圓柱度公差不超過孔徑公南京市職工大學 差的一半，表 面粗糙度值為 ～ 。其余支承孔尺寸精度為 IT7～ IT6，表面粗糙度值為 ～ 。 同一軸線的孔應有一定的同軸度要求，各支承孔之間也應有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否則，不僅裝配有困難，而且使軸的運轉(zhuǎn)情況惡化，溫度升高，軸承磨損加劇，齒輪嚙合精度下降，引起振動和噪聲，影響齒輪壽命。支承孔之間的孔距公差為 ～，平行度公差應小于孔距公差，一般在全長取 ~。同一軸線上孔的同軸度公差一般為 ～ 。支承孔與主要平面的平行度公差為 ~。主要平面間及主要平面對支承孔之間垂直度公差為 ～ 。 (二）箱體的材料及毛坯 箱體材料一般選用 HT200~400 的各種牌號的灰鑄鐵，而最常用的為 HT200?；诣T鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。在單件生產(chǎn)或某些簡易機床的箱體，為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，可采用鋼材焊接結(jié)構(gòu)。此外，精度要求較高的坐標鏜床主軸箱則選用耐磨鑄鐵。負荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。 毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、 精度和鑄造方法等因素有關(guān)。有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及根據(jù)具體情況決定。 毛坯鑄造時，應防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應力，應使箱體壁厚盡量均勻，箱體澆鑄后應安排時效或退火工序。 南京市職工大學 CAD/CAM 軟件應用 CAD/CAM（計算機輔助設計 及 制造）與 PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）構(gòu)成了一個現(xiàn)代制造型企業(yè)計算機應用的主干。對于制造行業(yè)，設計、制造水平和產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及生產(chǎn)周期息息相關(guān)。人工設計、單件生產(chǎn)這種傳統(tǒng)的設計與制造方式已無法適應工業(yè)發(fā)展的要求。采用 CAD/CAM 的技術(shù)已成為整個 制造行業(yè)當前和將來技術(shù)發(fā)展的重點。 CAD技術(shù)的首要任務是為產(chǎn)品設計和生產(chǎn)對象提供方便、高效的數(shù)字化表示和表現(xiàn)（ Digital Representation and Presentation）的工具。數(shù)字化表示是指用數(shù)字形式為計算機所創(chuàng)建的設計對象生成內(nèi)部描述，象二維圖、三維線框、曲面、實體和特征模型；而數(shù)字化表現(xiàn)是指在計算機屏幕上生成真實感圖形、創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實環(huán)境進行漫游、多通道人機交互、多媒體技術(shù)等。 CAD的概念不僅僅是體現(xiàn)在輔助制圖（圖形實現(xiàn)）方面 ,它更主要地起到了設計助手的作用，幫助廣大工程 技術(shù)人員從繁雜的查手冊、計算中解脫出來。極大地提高了設計效率和準確性，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，增強行業(yè)競爭能力。 CAM與 CAD密不可分，甚至比 CAD應用得更為廣泛。幾乎每一個現(xiàn)代制造企業(yè)都離不開大量的數(shù)控設備。隨著對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，要高效地制造高精度的產(chǎn)品， CAM技術(shù)不可或缺。設計系統(tǒng)只有配合數(shù)控加工才能充分顯示其巨大的優(yōu)越性。另一方面，數(shù)控技術(shù)只有依靠設計系統(tǒng)產(chǎn)生的模型才能發(fā)揮其效率。所以，在實際應用中，二者很自然地緊密結(jié)合起來，形成 CAD/CAM系統(tǒng) ， 在這個系 統(tǒng)中設計和制造的各個階段可利用公共數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù) ，即通過 公共數(shù)據(jù)庫將設計和制造過程緊密地聯(lián)系為一個整體。數(shù)控自動編程系統(tǒng)利用設計的結(jié)果和產(chǎn)生的模型，形成數(shù)控加工機床所需的信息。 CAD/CAM大大縮短了產(chǎn)品的制造周期，顯著地提高產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。 CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)是一個相當成熟的技術(shù)。波音 777新一代大型客機以 4年半的周期研制成功，采用的新結(jié)構(gòu)、新發(fā)動機、新的電傳操縱等都是一步到位，立刻投入批量生產(chǎn)。飛機出廠后直接交付客戶使用，故障返修率幾乎為零。媒介宣傳中稱之為 無紙設計 ，而波音 公司本身認為，這主要應歸功于 CAD/CAM 設計制造一體化。 CAD/CAM 軟件分類 南京市職工大學 CAD/CAM技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，先后走過大型機、小型機、工作站、微機時代，每個時代都有當時流行的 CAD/CAM軟件。現(xiàn)在，工作站和微機平臺 CAD/CAM 軟件已經(jīng)占據(jù)主導地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件。 高檔 CAD/CAM 軟件 高檔 CAM軟件的代表有 Unigraphics、 IDEAS /Pro/Engineer、 CATIA等。這類軟件的特點是優(yōu)越的參數(shù)化設計、變量化設計及特征造型技術(shù)與傳統(tǒng)的 實體和曲面造型功能結(jié)合在一起，加工方式完備，計算準確，實用性強，可以從簡單的 2軸加工到以 5軸聯(lián)動方式來加工極為復雜的工件表面，并可以對數(shù)控加工過程進行自動控制和優(yōu)化，同時提供了二次開發(fā)工具允許用戶擴展 UG的功能。是航空、汽車、造船行業(yè)的首選 CAD/CAM軟件。 中檔 CAD/CAM 軟件 CIMATRON是中檔 CAD/CAM 軟件的代表。這類軟件實用性強，提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。 相對獨立的 CAM軟件 相對 獨立的 CAM系統(tǒng)有 Mastercam、 Surfcam等。這類軟件主要通過中性文件從其它 CAD系統(tǒng)獲取產(chǎn)品幾何模型。 系統(tǒng)主要有 交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。主要應用在中小企業(yè)的模具行業(yè)。 國內(nèi) CAD/CAM 軟件 國內(nèi) CAD/CAM軟件的代表有 CAXAME、金銀花系統(tǒng)等。這類軟件是面向機械制造業(yè)自主開發(fā)的中文界面、三維復雜形面 CAD/CAM軟件，具備機械產(chǎn)品設計、工藝規(guī)劃設計和數(shù)控加工程序自動生成等功能。這些軟件價格便宜，主要面向中小企 業(yè)，符合 我 國國情和標準，所以受到了廣泛的歡迎，贏得了越來越大的市場份額。 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展趨勢 集成化 集成化是 CAD/CAM 技術(shù)發(fā)展的一個最為顯著的趨勢。它是指把 CAD、 CAE、 CAPP、 CAM以至 PPC（生產(chǎn)計劃與控制）等各種功能不同的軟件有機地結(jié)合起來，用統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來組織各種信息的提取、交換、共享和處理，保證系統(tǒng)內(nèi)部信息流的暢通并協(xié)調(diào)各個系統(tǒng)有效地運行。國內(nèi)外大量的經(jīng)驗表明， CAD系統(tǒng)的效益往往不是從其本身，而是通過 CAM和南京市職工大學 PPC系統(tǒng)體現(xiàn)出來；反過來， CAM系統(tǒng)如果沒有 CAD系統(tǒng)的支持，花巨資引進的設備往往很難得到有效地利用； PPC系統(tǒng)如果沒有 CAD和 CAM的支持，既得不到完整、及時和準確的數(shù)據(jù)作為計劃的依據(jù)，訂出的計劃也較難貫徹執(zhí)行，所謂的生產(chǎn)計劃和控制將得不到實際效益。因此，人們著手將 CAD、 CAE、 CAPP、 CAM和 PPC等系統(tǒng)有機地、統(tǒng)一地集成在一起，從而消除 自動化孤島 ，取得最佳的效益。 網(wǎng)絡化 21世紀網(wǎng)絡將全球化，制造業(yè)也將全球化，從獲取需求信息，到產(chǎn)品分析設計、選購原輔材料和零部件、進行加工制造，直至營銷，整個生產(chǎn)過程也將全球化。 CAD/CAM 系統(tǒng)的網(wǎng) 絡化能使設計人員對產(chǎn)品方案在費用、流動時間和功能上并行處理的并行化產(chǎn)品設計應用系統(tǒng)；能提供產(chǎn)品、進程和整個企業(yè)性能仿真、建模和分析技術(shù)的擬實制造系統(tǒng)；能開發(fā)自動化系統(tǒng)，產(chǎn)生和優(yōu)化工作計劃和車間級控制，支持敏捷制造的制造計劃和控制應用系統(tǒng)；對生產(chǎn)過程中物流 ， 能進行管理的物料管理應用系統(tǒng)等。 智能化 人工智能在 CAD中的應用主要集中在知識工程的引入，發(fā)展專家 CAD系統(tǒng)。專家系統(tǒng)具有邏輯推理和決策判斷能力。它將許多實 例 和有關(guān)專業(yè)范圍內(nèi)的經(jīng)驗、準則結(jié)合在一起 , 給設計者更全面，更可靠的指導。應用這些實 例 和啟發(fā) 準則，根據(jù)設計的目標不斷縮小探索的范圍，使問題得到解決。 南京市職工大學 哈廷 VMC1250P3（ 加工中心的程序編制 與對刀） 加工中心 (Machining Center)簡稱 MC，是由機械設備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復雜零件的高效率自動化機床。加工程序的編制，是決定加工質(zhì)量的重要因素。我們將研究影響加工中心應用效果的編程 特 點、工藝及工裝、機床功能等因素。 加工中心所配置的數(shù)控系統(tǒng)各有不同，各種數(shù)控系統(tǒng)程序編制的內(nèi)容和格式也不盡相同，但是程序編制方法和使用過程是基本相同的。以下所述內(nèi)容，均以配置 FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)的 美國哈廷公司 VMC1250P3， 加工中心為例展開討論。 加工中心是一種工藝范圍較 廣 的數(shù)控加工機床，能進行銑削、鏜削、鉆削和螺紋加工等多項工作。加工中心特別適合于箱體類零件和孔系的加工。加工工藝范圍 工藝性分析 一般主要考慮以下幾個方面： （ 1）選擇加工內(nèi)容 加工中心最適合加工形狀復雜、工序較多、要求較高的零件， 這類零件常 需使用多種類型的通用機床、刀具和夾具，經(jīng)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工。 （ 2）檢查零件圖樣 零件圖樣應表達正確，標注齊全。同時要特別注意，圖樣上應盡量采用統(tǒng)一 的設計基準，從而簡化編程，保證零件的精度要求。 （ 3）分析零件的技術(shù)要求 根據(jù)零件在產(chǎn)品中的功能，分析各項幾何精度和技術(shù)要求是否合理；考慮在加工中心 上加工，能否保證其精度和技術(shù)要求；選擇哪一種加工中心最為合理。 （ 4）審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性 分析零件的結(jié)構(gòu)剛度是否足夠 ,各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理等。 工藝過程設計 工藝設計時，主要考慮精度和效率兩個方面，一般遵循先面后孔、先基準后其它、先粗后精的原則。加工中心在一次裝夾中，盡可能完成所有能夠加工表面的加工。對位置精度要南京市職工大學 求較高的孔系加工 ，要特別注意安排孔的加工順序，安排不當，就有可能將傳動副的反向間隙帶入，直接影響位置精度。 加工過程中，為了減少換刀次數(shù)，可采用刀具集中工序，即用同一把刀具把零件上相應的部位都加工完，再換第二把刀具繼續(xù)加工。但是，對于精度要求很高的孔系，若零件是通過工作臺回轉(zhuǎn)確定相應的加工部位時，因存在重復定位誤差，不能采取這種方法。 零件的裝夾 （ 1）定位基準的選擇 在加工中心加工時，零件的定位仍應遵循六點定位原則。同時 ,還應特別注意以下幾點： 1）進行多工位加工時，定位 基準的選擇應考慮能完成盡可能多的加工內(nèi)容，即便于各個表面都能被加工的定位方式。例如，對于箱體零件，