【正文】 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)。支承孔與主要平面的平行度公差為 ~。其余支承孔尺寸精度為 IT7～ IT6，表面粗糙度值為 ～ 。以某車(chē)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(zhǔn)，并且往往是加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，所以，應(yīng)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(shí)的定位精度，影響箱體與機(jī)座總裝時(shí)的接觸剛度和相互位置精度。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。 箱體類(lèi)零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 箱體類(lèi)是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個(gè)整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。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。由于箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要表面的精度要求高，為減少或消除粗加工時(shí)產(chǎn)生的切削力、夾緊力和切削熱對(duì)加工精度的影響，一般應(yīng)盡可能把粗精加工分開(kāi)，并分別在不同機(jī)床上進(jìn)行。 有些精度要求較低的螺釘孔，可根據(jù)加工的方便及工序時(shí)間的平衡，安排其工序的次序。 (2) 箱體加工工藝的原則 擬訂箱體類(lèi)零件工藝過(guò)程時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則： ① “先面后孔 ”的原則。自然時(shí)效比人工時(shí)效了，目前仍用于精密機(jī)床鑄件，一般都在毛坯鑄造后立即時(shí)效。 南京市職工大學(xué) 為此，通常選擇主軸孔和與主軸孔相距較遠(yuǎn)的一個(gè)軸孔作為粗基準(zhǔn)。但由于箱體頂面不是裝配基面，故定位基面與裝配基面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）不重合，增加了定位 誤差。以工件底面作為定位基準(zhǔn)面的鏜模，中間支承只能采用懸掛的方式。 對(duì) 主軸箱體，精基準(zhǔn)選擇具有兩種可行方案： （ 1）中小批生產(chǎn)時(shí)，以箱體底面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)。所以，在制訂箱體類(lèi)零件加工工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)將如何保證 孔的精度作為重點(diǎn)來(lái)考慮。 1. 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇對(duì)保證箱體類(lèi)零件的技術(shù)要求十分重要。由于底面具有裝配基面，這樣就實(shí)現(xiàn)了定位基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，消除了基準(zhǔn)不重合誤差。這種懸掛天夾具座體上的導(dǎo)向支承架不僅剛度差、安裝誤差大，而且裝卸也不方便，故不適用中小批生產(chǎn)。為了保證圖紙規(guī)定的精度要求，需進(jìn)行工藝尺寸換算。若鑄造時(shí)各軸孔和內(nèi) 腔泥芯是整體的，且毛坯精度較高，則以上各項(xiàng)要求一般均可滿足。而粗加工之后，精加工之前應(yīng)有一段存放時(shí)間，以消除加工內(nèi)應(yīng)力。先加工平面，后加工孔，是箱體零件加工的一般規(guī)律。但對(duì)于保證箱體部 件裝配關(guān)系的螺釘孔、銷(xiāo)孔以及與軸承孔相交的潤(rùn)滑油孔，則必須在軸孔精加工后鉆鉸。至于要求不高的平面，則 可將粗精兩次走刀安排在一個(gè)工序內(nèi)完成，以縮短工藝過(guò)程，提高工效 。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，還可以采用各種專用的組合銑床對(duì)箱體各平面進(jìn)行多刀、多面的同時(shí)銑削；對(duì)于尺寸較大的箱體；也可以在龍門(mén)銑床上進(jìn)行組合銑削，以便有效地提高箱體平面加工的生產(chǎn)效率。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器或部件的精度、性能和壽命。 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(diǎn)：形狀復(fù)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。 一般箱體主要平面的平面度在 ～ ，表面粗糙度 ~，各主要平面對(duì)裝配基準(zhǔn)面垂直度為 。 同一軸線的孔應(yīng)有一定的同軸度要求，各支承孔之間也應(yīng)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(yùn)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(dòng)和噪聲，影響齒輪壽命。主要平面間及主要平面對(duì)支承孔之間垂直度公差為 ～ 。此外，精度要求較高的坐標(biāo)鏜床主軸箱則選用耐磨鑄鐵。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。人工設(shè)計(jì)、單件生產(chǎn)這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造方式已無(wú)法適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的要求。 CAD的概念不僅僅是體現(xiàn)在輔助制圖（圖形實(shí)現(xiàn)）方面 ,它更主要地起到了設(shè)計(jì)助手的作用，幫助廣大工程 技術(shù)人員從繁雜的查手冊(cè)、計(jì)算中解脫出來(lái)。隨著對(duì)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。數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)利用設(shè)計(jì)的結(jié)果和產(chǎn)生的模型，形成數(shù)控加工機(jī)床所需的信息。飛機(jī)出廠后直接交付客戶使用，故障返修率幾乎為零。 高檔 CAD/CAM 軟件 高檔 CAM軟件的代表有 Unigraphics、 IDEAS /Pro/Engineer、 CATIA等。這類(lèi)軟件實(shí)用性強(qiáng)，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。主要應(yīng)用在中小企業(yè)的模具行業(yè)。 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 集成化 集成化是 CAD/CAM 技術(shù)發(fā)展的一個(gè)最為顯著的趨勢(shì)。 網(wǎng)絡(luò)化 21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)、選購(gòu)原輔材料和零部件、進(jìn)行加工制造，直至營(yíng)銷(xiāo)，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程也將全球化。它將許多實(shí) 例 和有關(guān)專業(yè)范圍內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)、準(zhǔn)則結(jié)合在一起 , 給設(shè)計(jì)者更全面，更可靠的指導(dǎo)。我們將研究影響加工中心應(yīng)用效果的編程 特 點(diǎn)、工藝及工裝、機(jī)床功能等因素。加工中心特別適合于箱體類(lèi)零件和孔系的加工。 （ 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(xiàng)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。對(duì)位置精度要南京市職工大學(xué) 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(dāng)，就有可能將傳動(dòng)副的反向間隙帶入，直接影響位置精度。同時(shí) ,還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)： 1）進(jìn)行多工位加工時(shí)，定位 基準(zhǔn)的選擇應(yīng)考慮能完成盡可能多的加工內(nèi)容，即便于各個(gè)表面都能被加工的定位方式。編程原點(diǎn)的選擇主要考慮便于編程和測(cè)量。因此，定位基準(zhǔn)要準(zhǔn)確可靠。 加工中心編程的 特 點(diǎn) 由于加工中心的加工特點(diǎn)，在編寫(xiě)加工程序前，首先要注意換刀程序的應(yīng)用。多數(shù)加工中心都規(guī)定了固定的換刀點(diǎn)位置，各運(yùn)動(dòng)部件只有移動(dòng)到這個(gè)位置，才能開(kāi)始換刀動(dòng)作。 加工中心的對(duì)刀方法 “ 加工坐標(biāo)系設(shè)定 ” 的內(nèi)容中，通過(guò)對(duì)刀方式設(shè)置加工坐標(biāo)系的方法，這一方法也適用于加工中心。通過(guò)快速移動(dòng)單鍵按鈕 4和微調(diào)旋鈕 5或 6，可調(diào)整刀 柄夾持軸 2在對(duì)刀儀平臺(tái) 7上的位置。由于加工中心一次性投資大、技術(shù)復(fù)雜，給用戶選型訂貨造成許多不便；同時(shí)價(jià)格、功能和精度是一個(gè)對(duì)立的統(tǒng)一體。正確選型是用好加工中心、使加工中心發(fā)揮效益的關(guān)鍵。加工中心適宜于多品種、小批量生產(chǎn)。 （ 2）制定工藝方案 對(duì)確定的零件族的典型零件 (主樣件 )進(jìn)行工藝分析，制定工藝方案。如，加工兩面以上的工件或在四周呈徑向輻射狀排列的孔系、面的加工，如各種箱體，應(yīng)選臥式加工中心；單面加工的工件，如各種板類(lèi)零件等，宜選立式加工中心；加工復(fù)雜曲面時(shí)，如導(dǎo)風(fēng)輪、發(fā)動(dòng)機(jī)上的整體葉輪等，可選五軸加工中心；工件的位置精度要求較高，采用臥式加工中心。 工作臺(tái)尺寸 這是加工中心的主參數(shù)，主要取決于典型零件的外廓尺寸、裝夾方式等。如個(gè)別工件的尺寸大于機(jī)床坐標(biāo)行程，則 必須要求工件的加工區(qū)處在機(jī)床的行程范圍之內(nèi)。 主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度 需要高速切削或超低速切削時(shí)，應(yīng)關(guān)注主軸的轉(zhuǎn)速范圍。數(shù)控精度通常用 定位精度和重復(fù)定位精度來(lái)衡量，特別是重復(fù)定位精度，它反映了坐標(biāo)軸的定位穩(wěn)定性，是衡量該軸是否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。 )常是不明確的，訂貨時(shí)要特別注意，一定要弄清是 ISO 標(biāo)準(zhǔn)、VDI/DGQ344182(德國(guó)標(biāo)準(zhǔn) )、 JIS(日本標(biāo)準(zhǔn) )還是 NMTBA(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) )。 數(shù)控精度對(duì)加工質(zhì)量有舉足輕重的影響，同時(shí)要注意加工精度與機(jī)床精度是兩個(gè)不同的概念。在選型時(shí)，可參考工序能力 kp 的評(píng)定方法作為精度的選型依據(jù)。剛性是機(jī)床質(zhì)量的一個(gè)重要特征，但對(duì)選型而言，由用戶對(duì)所選機(jī)床進(jìn)行剛性評(píng)價(jià)尚無(wú)可借鑒的標(biāo)準(zhǔn)。這時(shí)為了獲得機(jī)床的高剛性，往往不局限于零件尺寸，而選用相對(duì)零件尺寸大 1 至 2 個(gè)規(guī)格的機(jī)床。在可供選擇的數(shù)控系統(tǒng)中，性能高低差別很大，價(jià)格也可相差數(shù)倍。 （ 6）坐標(biāo)軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù) 坐標(biāo)軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)均應(yīng)滿足典型工件加工要求。 （ 7）工作臺(tái)功能選擇 臥式加工中心有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 times。 times。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)任意分度，作為 B 軸與其它軸聯(lián)動(dòng)控制。 刀庫(kù)容量以滿足一個(gè)復(fù)雜加工零件對(duì)刀具的需要為原則。 ATC 的選擇主要考慮換刀時(shí)間與可靠性。精度較高、特殊材料或加工余量較大的零件，在加工過(guò)程中，必須充分冷卻。如機(jī)床要納入 FMC、 FMS，則自動(dòng)交換工作臺(tái)是必須的，這樣便于機(jī)床進(jìn)入自動(dòng)物流系統(tǒng)。國(guó)外金屬切削專家認(rèn)為“ 1 臺(tái)價(jià)值 25 萬(wàn)美元的數(shù)控機(jī)床其效率的發(fā)揮在很大程度上取決于 1 把價(jià)值 30 美元的立銑刀的性能”。 配備刀柄時(shí)，要注意機(jī)床主軸孔的標(biāo)準(zhǔn)、拉釘標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械手夾持部位的標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)床的構(gòu)成中，排屑裝置、防護(hù)裝置和對(duì)刀儀等均是必須的。但是在具體選擇時(shí)，還應(yīng)根據(jù)需要考慮機(jī)床功能是否適應(yīng)。 需要進(jìn)行螺紋切削時(shí) (非攻絲方式 )，不僅要看是否有螺紋切削功能、螺旋線插補(bǔ) 功能和主軸轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給同步功能，還要考慮機(jī)床是否有徑向進(jìn)給裝置、是否有主軸在旋轉(zhuǎn)方向上任意角度位置準(zhǔn)確定位功能。盡可能在購(gòu)買(mǎi)主機(jī)時(shí)一并購(gòu)置部分易損部件及其它附件。加工中心使用中，故障發(fā)生時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于軸承的第一次更換期。對(duì)于機(jī)床噪聲，各國(guó)都有明確的標(biāo)準(zhǔn)。不悅耳雜音一般指雖不超出噪聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的等級(jí)，但是卻可以聽(tīng)到的怪異音響。 南京市職工大學(xué) 數(shù)控機(jī)床加工程序編制基礎(chǔ) 數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動(dòng)化加工設(shè)備， 它 嚴(yán)格按照 加工 程序，自動(dòng)的對(duì)被加工工件進(jìn)行加工。當(dāng)針對(duì)某一臺(tái)數(shù)控機(jī)床編制加工程序時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格按機(jī)床編程手冊(cè)中的規(guī)定進(jìn)行程序編制。 如圖 所示， 編程工作主要包括： （ 1）分析零件圖樣和制定工藝方案 這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括：對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。當(dāng)零件的幾何形狀與控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能 不一致時(shí)，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般需要使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，否則難以完成。 （ 4）程序檢驗(yàn) 將編寫(xiě)好的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，就可控制數(shù)控機(jī)床的加工工作。對(duì)于形狀復(fù)雜和要求高的零件，也可采用鋁件、塑料或石蠟等易切材料進(jìn)行試切來(lái)檢驗(yàn)程序。 （ 1） 手工編程 手 工編程指 主要 由人工來(lái)完成數(shù)控編程中各個(gè)階段的工作。 （ 2）計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程 自動(dòng)編程 是 指在編程過(guò)程中，除了分析零件圖 樣 和制定工藝方案由人工進(jìn)行外，其余工作均由計(jì)算機(jī)輔助完成。 根據(jù)輸入方式的不同，可將自動(dòng)編程分為圖形數(shù)控自動(dòng)編程、語(yǔ)言數(shù)控自動(dòng)編程和語(yǔ)音數(shù)控自動(dòng)編程等。語(yǔ)音數(shù)控自動(dòng)編程是采用語(yǔ)音識(shí)別器，將編程人員發(fā)出的加工指令聲音轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸こ绦颉，F(xiàn)在一般使用字地址可變程序段格式，每個(gè)字長(zhǎng)不固定，各個(gè)程序段中的長(zhǎng)度和功能字的個(gè)數(shù)都是可變的。 加工程序的一般格式 （ 1） 程序開(kāi)始符、結(jié)束符 程序開(kāi)始符、結(jié)束符是同一個(gè)字符， ISO 代碼中是 %， EIA代碼中是 EP，書(shū)寫(xiě)時(shí)要單列一段。每個(gè)程序段一般占一行。能夠掌握機(jī)床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、加工坐標(biāo)系的概念，具備實(shí)際動(dòng)手設(shè)置機(jī)床加工坐標(biāo)系的能力。 南京市職工大學(xué) 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 數(shù)控機(jī)床的加工工藝與通用機(jī)床的加工工藝有許多相同之處， 但 在數(shù)控機(jī)床上加工零件比通用機(jī)床加工零件 的 工藝規(guī)程 要 復(fù)雜得多。 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇 對(duì)于 一 個(gè)零件來(lái)說(shuō)，并非全部加工工藝過(guò)程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成 ,而往往只是其 中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。 不適于數(shù)控加工的內(nèi)容 一般來(lái)說(shuō)，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易于與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。 數(shù)控加工工藝性分析 被加工零件的數(shù)控加工工藝性問(wèn)題涉及面很廣，下面結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。因?yàn)樵谧詣?dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時(shí)要計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，無(wú)論哪一點(diǎn)不明確或不確定，編程都無(wú)法進(jìn)行。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn)，或在毛坯上增加一些工藝凸臺(tái)。零件的形狀盡可能對(duì)稱，便于利用數(shù)控機(jī)床的鏡向 加工功能來(lái)編程，以節(jié)省編程時(shí)間。這種方法適合于加工內(nèi)容 較少的 零 件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。因此程序不能太長(zhǎng)，一道工序的內(nèi)容不能太多。對(duì)于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于 對(duì) 粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來(lái)說(shuō)，凡要進(jìn)行粗、精加工的 過(guò)程， 都要將工序分開(kāi)。 在選擇了數(shù)控加工工藝內(nèi)容和確定了零件加工路線后，即可進(jìn)行數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)。對(duì)單件、小批量、工作量較大的模具加工來(lái)說(shuō)，一般可直接在機(jī)床工作臺(tái)面上通過(guò)調(diào)整實(shí)現(xiàn)定位與夾緊，然后通過(guò) 加工坐標(biāo)系的設(shè)定 來(lái)確定零件的位置。圖中： 1凸輪零件， 2夾具體， 3圓柱定位銷(xiāo)， 4定位塊， 5菱形定位銷(xiāo)， 6壓板， 7夾緊螺母。 4） 銑鍵槽時(shí)，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀，如圖 所示。選用時(shí)，主要可根據(jù)刀片排列方式。 2)立裝結(jié)構(gòu) (刀片切向排列 ) 立裝結(jié)構(gòu)銑刀的刀片只用一個(gè)螺釘固定在刀槽上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)位方便。 (3)