【正文】 好，可靠性高。從美國、德國等國家引進(jìn)了一些新技術(shù)。其中，特別是數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床的可靠性不斷提高。 研究本課程的目的、意義 制造技術(shù)市場全球化使競爭空前劇烈， 從而要求制造商具有較強(qiáng)的市場適應(yīng)能力，因而市場對適合中小批量加工，具有良好柔性和多功能性的制造系統(tǒng)的需求己逐步超過對大型單一功能的制造系統(tǒng)的需求。所以對數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝進(jìn)行比較、研究，找出它們的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，從而利用它們來指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械制造過程中，凡是直接改變零件形狀、尺寸、相對位置關(guān)系和性能等，使其成為成品或半成品的過程，稱為機(jī)械制造工藝過程。要進(jìn)行傳統(tǒng)加工工藝與數(shù)控加工工藝比較，必須先弄清楚傳統(tǒng)加工工藝的內(nèi)容和相關(guān)的術(shù)語。其中工序是工藝過程中的基本單元。劃分的主要依據(jù)是工作地是否變動和工作地是否變動和工作是否連續(xù)。若階梯軸的精度和表面粗糙度要求不高，單間小批量生產(chǎn)時(shí)，其工藝過程見表 11；大批量生產(chǎn)時(shí)，其工藝過程見表 12。工件加工過程中應(yīng)盡可能減少安裝次數(shù)，以免影響加工精度和增加輔助時(shí)間。 表 11 單件小批量生產(chǎn)的工藝過程 工序號 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 車端面，鉆中心孔；調(diào)頭車端面，鉆中心孔 車床 2 車大外圓及倒角；調(diào)頭車小外圓及倒角 車床 3 銑鍵槽 銑床 4 去毛刺 鉗工臺 表 12 大批量生產(chǎn)的工藝過程 工序號 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 車端面，鉆中心孔 車床 2 車大外圓及倒角 車床 3 車小外圓及倒角 車床 4 銑鍵槽 銑床 5 去毛刺 鉗工臺 第 5 頁 共 38 頁 工步 在加工表面、切屑刀具和切屑用量（不包括切屑深度）不變的條件下，連續(xù)完成 的那部分工序稱為工步。如用一把轉(zhuǎn)頭連續(xù)鉆削幾個(gè)相同尺寸的孔，就認(rèn)為是一個(gè)工步，而不看成幾個(gè)工步。 圖 12 多工位加工 圖 13 復(fù)合工步 走刀 走刀是指切削工具在加工表面上切削一次所完成的那部分工藝過程。 第 6 頁 共 38 頁 傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝規(guī)程 工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零件部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。對于大批量生產(chǎn)，因其生產(chǎn)組織嚴(yán)密、分工細(xì)致，工藝規(guī)程應(yīng)盡量詳細(xì)，要求對每道工序的加工精度、操作過程、切削用量、使用的設(shè)備及刀、夾、量具等均作出具體規(guī)定。 制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本要求 制定工藝規(guī)程的基本要求是在保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下，盡量提高生產(chǎn)效率和降低成本，使經(jīng)濟(jì)效率最大化，另外，還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，盡可能采用國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并保證工人具有良好而安全的勞動條件。 3) 確定毛坯的種類及其制造方法 毛坯是由原材料變成零件過程的第一步。有的隨著零件材料的選定而確定，如選用鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁等，此時(shí)毛坯必為鑄件，且除了形狀簡單的小尺寸零件選用鑄造型材外，均選用單件造型鑄件。 5）確定工序所需的機(jī)床和工藝裝備 工藝裝備包括夾具、刀具、量具、輔具等。 7）確定切削用量。 ??? 第 8 頁 共 38 頁 工藝路線的擬定 擬定工藝路線是工藝規(guī)程的關(guān)鍵步驟。 加工經(jīng)濟(jì)精度可以定義為：在正常的加工條件下（使用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人、合理的工時(shí)定額）所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度。主要應(yīng)考慮以下問題： 1)加工表面的精度和表面粗糙度要求 根據(jù)這些要求，選擇與之相符合的加工經(jīng)濟(jì)季度對應(yīng)的加工方法。因材料過軟容易堵塞砂輪而不宜采用磨削；鋼件和鑄鐵可采用磨削，而一般淬火表面只 能采用磨削。 加工階段的劃分 當(dāng)加工零件的質(zhì)量要求比較高時(shí)，往往不可能在一兩個(gè)工序中完成全部的加工 工作，而必須分幾階段來進(jìn)行加工。 粗加工階段的主要任務(wù)主要是盡快從毛坯上去除大部分余量，并加工出精基準(zhǔn)，關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率。 精 加工階段的主要任務(wù)是從工件表面切除少量余量，達(dá)到工件設(shè)計(jì)要求的加工精度和表面粗糙度。 第 10 頁 共 38 頁 第三章 數(shù)控加工工藝 數(shù)控加工工藝，就是使用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用的各種工藝方法和工藝手段。數(shù)控加工是數(shù)控機(jī)床按照事先編好的加工程序自動對工件進(jìn)行加工的過程。數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容主要包括：分析零件圖樣、工藝裝備的選擇、對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定、工藝路線的擬定、切削用量的選擇、編寫程序等。分析零件圖的另一重要目的就是確定零件數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì) ,應(yīng)注意以下三點(diǎn) : (1)工藝的內(nèi)容應(yīng)十分具體。比如，在數(shù)控機(jī)床上攻螺紋時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)不知道孔中是否已擠滿了切屑，是否需要換刀，或清洗一下切屑再繼續(xù)加工。 工藝方案的好壞不僅會影響數(shù)控機(jī)床效率的發(fā)揮，而且將直接影 響到零件的加工質(zhì)量?？傊?,在不影響零件使用特性的許可范圍內(nèi) ,應(yīng)盡量滿足數(shù)控加工工藝的各種需求。夾具應(yīng)裝夾方便、快速 ,定位準(zhǔn)確、可靠 ,以縮短零件加工的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。刀具確定后 ,應(yīng)將刀具規(guī)格、專用刀具代號和該刀具所要加工的內(nèi)容列表記錄下來 ,供編程時(shí)使用。對刀點(diǎn)一般可按以下原則進(jìn)行選擇 : (1)加工精度要求不高時(shí) ,可直接用工件上或夾具上的某些表面作為對刀面；加工精度要求較高時(shí) ,對刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。對刀點(diǎn)最好選在機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)上 ,或者選在距機(jī)床原點(diǎn)為某一確定值的點(diǎn)上 ,這樣便于坐標(biāo)值的計(jì)算 ,方便編程 ,減少尺寸換算引起的誤差。因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過程中要自動換刀 ,換刀點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)換刀時(shí)不得碰傷工件、夾具及機(jī)床的原則來設(shè)定。精加工余量一般以 為宜。 切削用量的合理選擇 數(shù)控加工的質(zhì)量、效率和生產(chǎn)成本 ,在很大程度上取決于切削用量的合理選擇。粗加工時(shí)，在不影響加工精度的條件下，可使背吃刀量等于零件的加工余量，這可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率。其計(jì)算公式為 : dv?1000n? d 為刀具或工件直徑 ,mm； n 為主軸轉(zhuǎn)速 ,r/min； v 為切削速度 ,m/min。 第 14 頁 共 38 頁 第四章 螺紋軸傳統(tǒng)加工工藝與數(shù)控加工工藝實(shí)例 在制造過程中，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求，一般可采用幾種不同的工藝方案加工。以下分別對螺紋軸進(jìn)行兩種工藝分析比較。該零件的尺寸標(biāo)注完整、正確，零件輪廓描述清楚。此法加工精度低，效率低，適合單件加工，要求工人有較高的加工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。 3)圓弧刀架車削法：把小拖板和刀架換 成圓弧刀架，直接車削即可，加工精度高，效率高，但加工內(nèi)孔較難。 選擇定位基準(zhǔn) 軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。 通過分析本加工采用一夾一頂和兩中心孔定位。以外徑定心的花鍵軸，通常只磨削外徑，而內(nèi)徑銑出后不必進(jìn)行磨削，但如經(jīng)過淬火而使花鍵扭曲變形過大時(shí)，也要對側(cè)面進(jìn)行磨削加工。 ???根據(jù)分析可擬定如下加工順序： 車端面鉆中心孔 —— 粗車外圓 —— 半精車 —— 磨削。 第 17 頁 共 38 頁 表 41（ 續(xù)） 調(diào)頭，切斷，鉆中心孔。 5 車 雙頂尖裝夾，車螺紋 M16。 分析零件圖 由圖 3— 1 可知，該工件材料是 45 鋼，無熱處理及硬度要求。 選擇設(shè)備及制定加工工藝 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用 YCK400 數(shù)控車床。 ②先車削工件右端面（對刀前手動完成），并以此端面的中心作為原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系； ③采用 G71 功能對工件進(jìn)行外形粗車，然后用 G70 進(jìn)行精車； ④進(jìn)行切槽加工； ⑤采用循環(huán)指令功能車削螺紋； 第 19 頁 共 38 頁 ⑥切斷工件。 外圓粗車刀。 。 30′，刀尖圓弧半徑取 。用硬質(zhì)合金螺紋刀低速 7 次進(jìn)給車削，每次切削吃刀深度（半徑值）分別為 = ㎜ ， = = =， = = =。（根據(jù)粗車時(shí)， f=— ， 精車時(shí)， f=— ，切斷時(shí)， f=第 20 頁 共 38 頁 — ）所以粗車時(shí)取 f= ㎜ /r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f= ㎜ /r，切斷時(shí) f=。 表 1 數(shù)控加工刀具卡片 零件號 零件名稱 螺紋軸 材料 45鋼 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 硬質(zhì)合金 900外圓車刀 1 車端面及粗車輪廓 2 T02 硬質(zhì)合金 900外圓車刀 1 精車輪廓 2 T03 切槽刀 1 切槽 3 T04 硬質(zhì)合金 600外螺紋 車刀 1 車螺紋 5 T05 切斷刀 1 切斷 表 2 螺紋軸數(shù)控加工工藝卡 零件號 零件名稱 螺紋軸 材料 45鋼 編程編號 O0010 機(jī)床型號 YCK400 制表 吳熙 工序內(nèi)容 刀具號 刀具種類 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 進(jìn)給量 粗車端面 外輪廓 T01 90176。 N470 第五次螺紋半精車循環(huán)， =。數(shù)控加工工藝通過裝夾一次就可以加工出合格的零件，減少了多次裝夾帶來的誤差，數(shù)控機(jī)床的加工精度高，加工效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。 由于費(fèi)用高昂，數(shù)控機(jī)床加工大批量零件不利，一般加工大批量零件時(shí)采用專用機(jī)床和專用夾具，專用機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式 ,生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。如圖 3 34 所示可知，傳統(tǒng)加工工藝的系統(tǒng)主要有工件、夾具、刀具和機(jī)床組成。 ??? ???? 加工工藝工序 比較 數(shù)控加工工藝的工序集中，傳統(tǒng)加工工藝的加工工序分散。傳統(tǒng)工藝中工序多，要多次安裝才能達(dá)到零件的要求，使用的設(shè)備多。傳統(tǒng)加工中，工序較分散，每道工序中的工步內(nèi)容少，而數(shù)控加工中一道工序中的工步內(nèi)容很多，傳統(tǒng)加工工藝編制時(shí)將“工序”的編制作為重點(diǎn)，而數(shù)控加工中，著眼點(diǎn)就必然在“工步”上。比如，在數(shù)控機(jī)床上攻螺紋時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)不知道孔中是否已擠滿了切屑，是否需要換刀，或清洗一下切屑再繼續(xù)加工。 普通機(jī)床加工零件時(shí)，通常是經(jīng)過多次“試切”過程來滿足零件的精度要求，而數(shù)控加工過程是嚴(yán)格按程序規(guī)定的尺寸進(jìn)給的，因此在對圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、計(jì)算和編 程時(shí)一定要準(zhǔn)確無誤。用通用機(jī)床加工時(shí)，許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀及尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上都是由操作工人根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮和決定的，一般無須工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也 可由試切保證。其本身具有很高的定位精度， 而且數(shù)控加工是按所編程的程序自動完成加工的，消除了操作者的各種人為誤差，提高了同批工件加工尺寸的一致性，使加工質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品的合格率高。一些由復(fù)雜曲面、曲線形成的機(jī)械零件，用常規(guī)工藝方法和手工操作難以加工甚至無法完成，如圖 31 中的 R R15 用常規(guī)工藝難以達(dá)到零件要求的精度，而用數(shù)控機(jī)床可輕松實(shí)現(xiàn)要求。在設(shè)計(jì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)采用了減少誤差的措施，并由數(shù)控進(jìn)行補(bǔ)償，所以數(shù)控機(jī)床有較高的加工精度。數(shù)控工藝不僅包括詳細(xì)描述的切削加工步驟，而且還包括工夾具型號、規(guī)格、切削用量和其他特殊要求的內(nèi)容以及標(biāo)有數(shù)控加工坐標(biāo)位置的工序圖等，在自動編程中更需要確定詳細(xì)的各種工藝參數(shù)。編程員必須具備較扎實(shí)的工藝基本知識和較豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，在對圖形進(jìn)