【正文】 銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時， 5 軸聯(lián)動加工可比 3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因 5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比 3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了 5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。 2 當前由于電主軸的 出現(xiàn)，使得實現(xiàn) 5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型 5 軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含 5面加工機床）的發(fā)展。 （ 3） 智能化、柔性化、網(wǎng)絡化、集成化 數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的控制機理，不但具有模糊控制、學習控制、自適應控制、三維刀具補償、運動參數(shù)運動補償?shù)裙δ埽揖哂泄收显\斷專家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。 21 世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率 和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 （ 4） 重視新技術標準和規(guī)范的建立 數(shù)控標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術誕生后的 50 年間的信息交換都是基于 ISO6983 標準，即采用 G， M代碼描述如何（ how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然， 他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的 CNC 系統(tǒng)標準 ISO14649（ STEP－ NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領域產(chǎn)品信息的標準化。 加工在機械制造業(yè)中的地位和作用 數(shù) 控機床的出現(xiàn)及它所帶來的巨大的效益，引起了世界各國科技界和工業(yè)界的普遍重視。幾十年來，數(shù)控機床在品種、數(shù)量、加工范圍和加工精度等方面有了驚人的發(fā)展，隨著電子元件的發(fā)展，數(shù)控裝置經(jīng)歷了使用電子管、 分立元件、集成電路的過程。特別是使用了小型計算機和微處理機以來，數(shù)控機床的性能價格比日趨合理，可靠性日益提高。在工業(yè)發(fā)達的國家，數(shù)控機床在工業(yè)、國防等領域的應用已相當普遍，已由開始階段的解決單件、小批量復雜形狀的零件加工，發(fā)展到為減輕勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率、保證質(zhì)量、減低成本等地中批量甚至大批量生產(chǎn)的應用。現(xiàn)在認為，即使是對批量在 5005000 件之間的不復雜的零件用數(shù)控機床加工也是經(jīng)濟的。隨著經(jīng)濟發(fā)展和科學的進步，我國的數(shù)控機床方面的開發(fā)、研制、生產(chǎn)等將得到迅速發(fā)展。發(fā)展數(shù)控機床是當前機械制造業(yè)技術改造 的必由之路，是未來工廠自動化的基礎。 數(shù)控車床是車削加工功能較全的數(shù)控機床，它可以把車削、銑削、螺紋加工、鉆削等功能集中在一臺設備上，使其具有多種工藝手段。數(shù)控車床設有旋轉刀架或旋轉刀盤，在加工過程中由程序自動選用刀具和更換刀位。采用數(shù)控車床進行第一章 緒論 3 加工可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證加工零件的精度，減輕勞動強度，為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省大量的費用，提高企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。 4 第二章 典型軸類配合零件 的數(shù)控加工 工藝分析 及工藝 的 分析 （ 詳細 零件圖見附錄 ） 圖 件一 圖 件二 第二章 典型軸類配合零件的數(shù)控加工工藝分析 5 零件圖的正確性及完整性分析 在制訂零件的機械加工工藝規(guī)程之前，對零件進行工藝性分析，以及對產(chǎn)品零件圖提出修改意見，是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作 。此次設計的是一個軸類組合零件 ,此件幾何要素間的相互關系明確，條件充分；采用一個主視圖和一個剖視圖完整的表達零件，尺寸表達完整，符合國家制圖標準。有利于編制程序時的數(shù)據(jù)分析和計算；表面粗糙度的標注明確了各加工面的加工精度要求。 檢查零件圖的完整性和正確性 ， 在了解零件形狀和結構之后，應檢查零件視圖是否正確 和完整，是否能 足夠表達 的 直觀、清楚，繪制是否符合國家標準，尺寸、公 差以及技術要求的標注是否齊全、合理等。 零件精度及技術要求分析 對圖紙資料進行分析包括零件技術要求分析和結構工藝性分析兩個方面。這是制訂機械加工工藝的重要步驟，也是學生應當掌握的基本技能。分析技術要求包括四個方面。 （ 1） 加工表面的尺寸精度。 （ 2） 主要加工表面的形狀精度。 （ 3） 主要加工表面的相互位置精度。 （ 4） 零件的表面質(zhì)量 該組合零件表面由內(nèi)外表面、內(nèi)圓錐面、橢圓面、圓、順圓弧、逆圓弧及內(nèi)螺紋等 表面組成。 其中 件一的尺寸精度主要有Ф 24 ? ㎜、Ф ? ㎜ 、Ф? ㎜ 、 Ф 44 ? ㎜ ， 長度尺寸 130 ? ㎜，位置精度以Ф ? ㎜中心為基準，Ф ? ㎜ 圓柱面 、 橢圓面 和圓弧面的 表面粗糙度值 Ra 為 um，要求較高。 件二的尺寸精度主要有 Ф 24 ? ㎜、Ф 34 ? mm、Ф 440. ? mm、Ф ? mm、Ф38 ? mm，長度尺寸 52 ? ㎜，位置精度以 Ф ? ㎜中心為基準， Ф 24 ? ㎜內(nèi)圓柱面和圓弧面的表面粗糙度值 Ra 為 um，要求較高。 零件 圖尺寸標注完整，符合數(shù)控加工尺寸標注 要求，輪廓描述清除完整；零件材料為 45 鋼，加工切削性能較好，無熱處理和硬度要求。 數(shù)控設備 的 選擇 選擇數(shù)控機床時，一般應考慮以下幾個方面的問題： （ 1） 數(shù)控機床主要規(guī)格的尺寸應與工件的輪廓尺寸相適應。即小的工件應當選擇小規(guī)格的機床加工，而大的工件則選擇大規(guī)格的機床加工，做到設備的合理使用。 （ 2） 機床的工作精度與工序要求的加工精度相適應。根據(jù)零件的加工精度要求選擇機床，如精度要求低的粗加工工序，應選擇精度低的機床，精度要求高的精加工工序，應選用精度高的機床。 6 （ 3） 裝夾方便、夾具結構簡單也是選擇數(shù)控 設備是需要考慮的一個因素。選擇采用臥式數(shù)控機床，還是選擇立式數(shù)控機床，將直接影響所選擇的夾具的結構和加工坐標系，直接關系到數(shù)控編程的難易程度和數(shù)控加工的可靠性。 應當注意的是，在選擇數(shù)控機床時應充分利用數(shù)控設備的功能，根據(jù)需要進行合理的開發(fā)，以擴大數(shù)控機床的功能，滿足產(chǎn)品的需要。然后，根據(jù)所選擇的數(shù)控機床，進一步優(yōu)化數(shù)控加工方案和工藝路線，根據(jù)需要適當調(diào)整工序的內(nèi)容。 選擇加工機床，首先要保證加工零件的技術要求，能夠加工出合格的零件。其次是要有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。選擇加工機床一般要考慮到機床的 結構、載重、功率、行程和精度。 還應 依據(jù)加工零件的材料狀態(tài)、技術狀態(tài)要求和工藝復雜程度，選用適宜、經(jīng)濟的數(shù)控機床， 綜合 考慮以下 因素的影響。 ① 機床的類別（車、銑、加工中心等）、規(guī)格（行程范圍）、性能 （加工材料）。 ② 數(shù)控機床的 主軸功率、扭矩、轉速范圍 ，刀具以及刀具系統(tǒng)的配置情況。 ③ 數(shù)控機床的 定位精度和重復定位精度 。 ④ 零件 的定位基準和裝夾方式。 ⑤ 機床坐標系和 坐標 軸的聯(lián)動情況。 ⑥ 控制系統(tǒng)的刀具參數(shù)設置，包括機床的 對刀、刀具補償以及 ATC 等 相關的 功能。 根據(jù)以上資料采用 CKA6140 數(shù)控機床，即可滿足對工件加工精度的要 求，另外再配備一些專用量具以提高工件的加工質(zhì)量。 正確選擇定位粗基準及精基準 在指定工藝規(guī)程時，定位基準選擇的正確與否，對能保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有較大的影響，當用夾具安裝時，定位基準的選擇還會影響到夾具結構的復雜程度，因此，定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題。選擇定位基準時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此定位基準的選擇應先選擇精基準，再選擇粗基準。 （ 1） 精基準的選擇原則 選擇精基準時，主要考慮保證 加工精度和工件安裝方便可靠，其選擇原則如下： ① 基準重合原則 ； ② 基 準統(tǒng)一原則 ； ③ 自為基準原則 ； ④ 互為基準原則 ； 所選精基準應保證工件安裝可靠，夾具設計簡單、操作方便。 第二章 典型軸類配合零件的數(shù)控加工工藝分析 7 結合工廠的現(xiàn)有設備、零件的加工要求及毛坯的質(zhì)量，應以設計基準作為定位基準，這樣設計基準與定位基準重合滿足基準重合原則；選擇以Ф 60mm 基準滿足基準統(tǒng)一原則。對工件的輪廓及整體形狀精度的保證非常有利。 （ 2） 粗基準的選擇 選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意應盡快獲得精基面。 ① 如果主要要求保證工件上某重要表面的加工余量均勻，則應 選該表面作為粗基準。 ② 若主要要求保證加工面與不加工面之間的位置要求，則應選不加工面為粗基準。 ③ 作為粗基準的表面，應盡量平整光潔，有一定面積，以使工件定位可靠，夾緊方便。 ④ 粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。 該組合零件以毛坯的外圓為粗基準。 確定合理的裝夾方式 在機床進行加工時，除了使用刀具、量具之外，還需要一些裝夾工件的輔助裝置。 由前面的圖克制我們加工的零件時軸類零件，對于軸類零件，通常以零件的自身的外圓柱做定位基準來定位。通常有以下幾種方法： （ 1） 用四爪單動卡盤裝卡 ； （ 2） 用三爪自定心卡盤裝 卡 ； （ 3） 用兩頂尖裝卡 ； （ 4） 用一夾一頂裝卡 ； （ 5） 用雙三爪自定心卡盤裝卡。 加工件 2的 R30 時就是采用一夾一頂裝夾的方式：通過件 1與件 2的配合，夾住件 1，再用已有工藝頂尖頂住件 2右端。 零件裝夾的基本要求： ，即夾緊時，夾緊裝置不改變工件定位后占據(jù)的正確位置； ，即夾緊裝置既保證工件在加工時位置不變，又使工件夾緊變形?。?，即夾緊裝置與生產(chǎn)類型相適應，結構簡單，便于制造與維修；適用型好，即夾緊裝置操作方便，安全省力，零件裝夾的目的是通過定位和夾緊而使工件在加工過程中始終保 持其正確的加工位置，以保證達到該加工工序所規(guī)定的加工技術要求。 加工方案 的 制定 擬訂工藝路線是制定工藝規(guī)程的關鍵步驟，其主要內(nèi)容包括選擇各表面的加工方法、安排工序的先后順序，確定工序集中與分散程度等。為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。 零件加工過程中，為滿足零件的幾何尺寸、形位精度以及其它各項技術要求，首先必須制訂出經(jīng)濟、合理的工藝路線。由于零件生產(chǎn)類型為單件生產(chǎn)，并采用了工序集中的工藝加工傾向安排，即采用通用數(shù)控機床配以通用的工裝夾具，來保證零件的加 工質(zhì)量，同時也可以提高勞動生產(chǎn)率，盡量降低生產(chǎn)成本。 8 加工工序 的 劃分 數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行： （ 1） 以一次安裝所進行的加工作為一道工序； （ 2） 以一個完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容為一道工序； （ 3） 以工件