【正文】 出現(xiàn)的問題由操作者自由地進(jìn)行調(diào)整。嚴(yán)格說來，數(shù)控編程也屬于數(shù)控工藝的范疇。在數(shù)控加工過程中，如果 數(shù)控機(jī)床是硬件的話，數(shù)控工藝和數(shù)控程序則相當(dāng)于軟件，兩者缺一不可。 為適應(yīng)加工復(fù)雜外形零件而發(fā)展起來的一種數(shù)字控制（簡稱 NC）方法，是用數(shù)字化信號進(jìn)行控制的一種自動化加工技術(shù)。尤其在航 空航天、軍事、造船等領(lǐng)域所需求的零件，精度要求越來越高、形狀也越來越復(fù)雜，這些用普通機(jī)床是難以加工的。數(shù)控加工則是根據(jù)被加工零件的圖樣和工藝要求，編制成以數(shù)碼表示的程序，輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置或控制計算機(jī)中，以控制工件和工具的相對運(yùn)動，使之加工出合格零件的方法。但必須有編程前的數(shù)控工藝做必要準(zhǔn)備工作和編程后的善后處理工作。也就是說，本來由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時就轉(zhuǎn)變?yōu)榫幊倘藛T必須事先具體設(shè)計和明確安排的內(nèi)容。 根據(jù)大量加工實例分析，數(shù)控工藝考慮不周和計算與編程時粗心大意是造成數(shù)控加工失誤的主要原因。這種“多序合一”現(xiàn)象也屬于“工序集中”的范疇，極端情況下，在一臺加工中心上可以完成工件的全部加工內(nèi)容。 由于在數(shù)控機(jī)床加工前，要將機(jī)床的運(yùn)動過程、零件的工藝過程、刀具的形狀、切削用量和走刀路線等都編入程序，這就要求程序設(shè)計人員要有多方面的知識基礎(chǔ)。它不僅包括金屬切削原理、刀具、夾具和機(jī)械加工工藝等，還要運(yùn)用到以前學(xué)過的《機(jī)械制圖》、《金屬材料與熱處理》、《公差配合》、《機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》和《數(shù)控機(jī)床》等有關(guān)知識。 數(shù)控加工工藝具有很大的靈活性。刀具切削性能的優(yōu)劣，直接影響著生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和生產(chǎn)成本。常溫下一般應(yīng)在 HRC60 以上。 3． 良好的耐熱性和導(dǎo)熱性 刀具材料的耐熱性是指在高溫下仍能保持其硬度和強(qiáng)度，耐熱性越好， 刀具材料在高溫時抗塑性變形的能力、抗磨損的能力也越強(qiáng)。 5．良好的經(jīng)濟(jì)性 二、常用刀具材料 刀具材料的種類很多，常用的有工具鋼包括：碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石和立方氮化硼等。 1． 高速鋼 是在合金工具鋼中加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。 1）普通高速鋼 普通高速鋼具有一定的硬度（ 62～ 67 HRC）和耐磨性、較高的強(qiáng)度和韌性，切削鋼料時切削速度一般不高于 50~60m/min，不適合高速切削和硬材料的切削。常用牌號有 9W18Cr4V 、 9W6Mo5Cr4V W6Mo5Cr4V3等。 實際使用中，常將硬質(zhì)合金刀片焊接或用機(jī)械夾固的方式固定在刀體上。數(shù)字表示 Co 含量的百分?jǐn)?shù)， YG6 即含 Co 為 6%，含 Co 越多，則韌性越好。這三種牌號的硬質(zhì)合金制造的刀具分別適用于粗加工、半精加工和精加工。同時還能加工高溫合金、耐熱合金及合金鑄鐵等難加工材料。常用的涂層材料有 TiC、 TiN、 Al2O3 等。但抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，易崩刃。但刃性差，對鐵族材料親和力大。但強(qiáng)度低，焊接性差。又如車削較短鋼料螺紋時，按理要用 YT，但由于車刀在工件切入處要受沖擊，容易蹦刃，所以一般采用 YG 比較有利。刃具有面加工用的各種銑刀和孔加工用的鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鏜刀、鉸刀及絲錐等。 高速鋼面銑刀按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直徑 d＝ 80~250mm，螺旋角β ＝ 10176。 2． 立銑刀 立銑刀是數(shù)控銑削中最常用的一種銑刀，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 為了改善切屑卷曲情況，增大容屑空間，防止切屑堵塞，刀齒數(shù)比較少，容屑槽圓弧半徑則較大。 ～ 45176。 ～ 25176。直徑大干φ 40～φ 160mm 的立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。 、 7176。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀直徑 d＝ 2～ 22mm，錐柄鍵精銑刀直徑 d＝ 14～ 50mm。它的切削刃分布在半徑為 R 的圓弧面上，端面無切削刃。麻花鉆有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。橫刃與主切削刀在端面上投影之間的夾角稱為橫刃斜角，橫刃斜角ψ＝ 50176。 ，甚至是負(fù)值；兩條主切削刃在與其平行的平面內(nèi)的投影之間的夾角為頂角，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的頂角 2φ＝ 118176。直徑為 ～ 20mm 的麻花鉆多為圓柱柄，可裝在鉆 夾頭刀柄上。 2． 擴(kuò)孔刀具 標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆一般有 3~4 條主切削刃，切削部分的材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，結(jié)構(gòu)形式有直柄式、錐柄式和套式等。 擴(kuò)孔直徑在 20~60mm 之間時，且機(jī)床剛性好、功率大，可選用圖 8－ 20 所示的可轉(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆。鏜刀種類很多，按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。 ~75176。 在孔的精鏜中，目前較多地選用精鏜微調(diào)鏜刀。健與健槽配合間隙不能太大，否則微調(diào)時就不能達(dá)到較高的精度。同時，可以消除切削力對鏜桿的影響。 通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀如圖所示，有直柄、錐柄和套式三種。切削部分的主偏角為 5176。 ~8176。）。鉸刀的齒數(shù)除與鉸刀直徑有關(guān)外，主要根據(jù)加工精度的要求選擇。 表 1 鉸刀齒數(shù)選擇 鉸刀直徑 / mm ～ 3 3～ 14 14～ 40 ＞ 40 齒數(shù) 一般加工精度 4 4 6 8 高加工精度 4 6 8 10～ 12 加工 IT 5～ IT7 級、表面粗糙度 Ra 為 m的孔時，可采用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片的單刃鉸刀。因為精密鉸削時，半徑上的鉸削余量是在 10μ m以下，所以刀片的切削刃口要磨得異常鋒利。 為了減少刀具的品種規(guī)格，有必要發(fā)展柔性制造系統(tǒng)和加工中心使用的工具系統(tǒng)。 ? 刀具工業(yè)由脫離使用、脫離用戶的低級階段向面向用戶、面向使用的高級階段的飛躍，成為用戶可利用的專業(yè)化的社會資源和合作伙伴。數(shù)控刀具的分類有多種方法。圖示為數(shù)控車削加工用工具系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)體系。要求不同工作部分都具有同樣結(jié)構(gòu)的刀柄，以便與機(jī)床的主軸相連，所以具有可靠性強(qiáng)、使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)換迅速及刀柄的種類較多的特點(diǎn)。例如國內(nèi)生產(chǎn)的 TMG TMG21 模塊工具系統(tǒng)，發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，是加工中心使用的基本工具。限制一個移動自由度。浮動支承常用的有三點(diǎn)式 和 二點(diǎn)式，無論哪種形式的浮動支承，其作用相當(dāng)于一個固定支承，只限制一個移動自由度，主要目的是提高工件的剛性和穩(wěn)定性。 二、工件以圓孔定位 工件以圓孔定位時，常用的 定位元件有：定位銷、圓柱心軸、圓錐銷、圓錐心軸。間隙配合拆卸方便，但定心精度不高；過盈配合定心精度高，不需夾緊，但裝拆工件不方便。 1． V 形塊的優(yōu)點(diǎn)是對中性好，可以使工件的定位基準(zhǔn)軸線保持在 V 形塊兩斜面的對稱平面上，而且不受工件直徑誤差的影響，安裝方便。限制工件兩個移動自由度和兩個轉(zhuǎn)動自由度 。 基準(zhǔn)不重合誤差的大小等于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)之間的尺寸公差。即 D?? ＝ BΔ? ＋ YΔ? 式中的和是有方向的。 設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，則基準(zhǔn)不符誤差 BΔ ＝ 0，其定位誤差為： D? ＝ 0＋ YΔ ＝ 0＋2sin2 ??D ＝2sin2 ??D 設(shè)計基準(zhǔn) a 與定位基準(zhǔn) 1O 不重合，除含有定位基準(zhǔn)位移誤差 YΔ 外，還有基準(zhǔn)不符誤差 BΔ 。故軸類零件的鍵槽尺寸，一般多以下母線標(biāo)注。即： YΔ = 21 ( Dδ + dδ ) 2）心軸垂直放置 因為無法預(yù)測間隙偏向哪一邊，定位基準(zhǔn)孔在任何方向都可作雙向移動，故其最大位移量（即 YΔ ）較心軸水平放置時大一倍。 工件以一面兩孔定位的基準(zhǔn)位移誤差包括兩類，即沿平面內(nèi)任意方向的基準(zhǔn)位移誤差 YΔ 和基準(zhǔn)轉(zhuǎn)角誤差2/?? 。 3）轉(zhuǎn)角誤差 取決于兩孔和兩銷的最大配合間隙 max1X 和 max2X 、中心距 L 以及工件的偏移方向。 可見，為了減小轉(zhuǎn)角誤差，兩定位孔之間的距離應(yīng)盡可能大些。 二、工件定位的基本原理 1． 六點(diǎn)定位原理 工件在空間具有六個自由度，即沿 x、 y、 z 三個直角坐標(biāo)軸方向的移動自由度 、 、 和繞這三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動自由度 、 、 。 3．工件的定位 l） 完全定位 工件的六個自由度全部被夾具中的定位元件所限制，而在夾具中占有完全確定的惟一位置，稱為完全定位。欠定位是不允許的。但當(dāng)過定位并不影響加工精度，反而對提高加工精度有利時，也可以采用。如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。 3． 組合夾 具 組合夾具是指按一定的工藝要求，由一套預(yù)先制造好的通用標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。 數(shù)控機(jī)床夾具常用通用可調(diào)夾具、組合夾具。 3．夾具體 夾具體用于連接夾具備元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件，以保證夾具的精度、強(qiáng)度和剛度。這種產(chǎn)生夾緊力的機(jī)構(gòu)稱為夾緊裝置。 4．結(jié)構(gòu)性好，夾緊裝置的結(jié)構(gòu)力求簡單、緊湊，便于制造和維修。 4．夾緊力的方向和作用點(diǎn)應(yīng)施加于工件剛性較好的方向和部位。斜楔夾緊是其中最基本的形式，螺旋、偏心等機(jī)構(gòu)是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的演變形式。缺點(diǎn)是夾緊動作較慢，因此在機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較少。 擺動壓塊的結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 ， 可根據(jù)夾緊表面來選擇。常用的偏心 件有圓偏心輪［（ a）、（ b）］、偏心軸［（ c）］和偏心叉［（ d）］。車床夾具的典型結(jié)構(gòu)如下： l）三爪自定心卡盤 三爪自定心卡盤是一種常用的自動定心夾具，適用于裝夾軸類、盤套類零件。圓柱心軸主要用于套筒和盤類零件的裝夾；圓錐心軸（小錐度心軸）的定心精度高，但工件的軸向位移誤差加大，多用于以孔為定位基準(zhǔn)的工件；花鍵心軸用于以花鍵孔定位的工件?？梢园垂ぜ募庸ば枰M成各種功用的夾具。 槽系組合夾具 l 一長方形基礎(chǔ)板； 2 一方形支撐件； 3 一菱形定位盤； 4 一快換鉆套； 5 一叉形 壓板； 6 一螺栓； 7 一手柄桿； 8 一分度合件 一、組合夾具的工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用 1． 組合夾具的工作原理與特點(diǎn) 組合夾具是機(jī)床夾具中一種標(biāo)準(zhǔn)化 、 系列化 、 通用化程度很高的工藝裝備 。 使用完畢后 ， 可方便地拆開元件 ， 洗凈后存放起來 ， 待重新組裝時重復(fù)使用 。 4）減少夾具存放面積，改善管理工作。 3）從加工工件的幾何形狀和尺寸方面看，組合夾具一般可不受工件形狀 復(fù)雜程度的限制，很少遇到因工件形狀特殊而不能組裝夾具的情況。 19 2．支承件 包括各種規(guī)格尺寸的墊片、墊板、方形和矩形支承、角度支承、角鐵、菱形板、 V 形塊、螺孔板、伸長板等，支承件主要用作不同高度的支承和 各種定位支承平面，是夾具體的骨架。 導(dǎo)向件 5．夾緊件 包括各種形狀尺寸的壓板，夾緊件主要用來將工件夾緊在夾具上，保證工件定位后的正確位置在外 力作用下不變動。 7．其他件 包括除了上述六類以外的各種用途的單一元件，例如連接板、回轉(zhuǎn)壓板、浮動塊、各種支承釘、支承帽、二爪支承、三爪支承、平衡塊等。 【課后作業(yè)】 【教學(xué)后記】 20 綿竹市職業(yè)中專學(xué)校 課 時 授 課 教 案 【課程名稱】 數(shù)控加工工藝 【授課班級】 09 秋 5 【授課時間】 第 周星期 第 節(jié) 【課 題】 定位基準(zhǔn)的選擇 【教學(xué)目的】 了解基準(zhǔn)的概念和分類、輔助基準(zhǔn)的選擇 掌握粗基準(zhǔn)的選擇原則 掌握精基準(zhǔn)的選擇原則 【重點(diǎn)、難點(diǎn)】 粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)的選擇原則 授課主要內(nèi)容 一、基準(zhǔn)的概念和分類 零件是由若干表面組成，各表面之間都有一定的尺寸和相互位置要求。 2．工藝基準(zhǔn) 在工藝中采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 同一零件的多道工序盡可能選擇同一個定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 5）便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單適用，操作方便靈活。 2）加工余量最小原則 以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面有足夠的加工余量。 3．輔助基準(zhǔn)的選擇 輔助基準(zhǔn)是為了便于裝夾或易于實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一而人為制成的一種定位基準(zhǔn)，如軸類零件加工所用的兩個中心孔，它不是零件的工作表面，只是出于工藝上的需要才作出的。每道工序的工序尺寸都不相同，它們是逐步向設(shè)計尺寸接近的。 基準(zhǔn)重合時，工序尺寸及其公差的計算 這是指加工的表面在各工序中，均采用設(shè)計基準(zhǔn)作為工藝基準(zhǔn)，其工序尺寸及其公差的確定比較簡單。組成尺寸鏈的各個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。 3）減環(huán)：組成環(huán)中，由于該環(huán)的變動引起封閉環(huán)反向變動（反向變動是指該環(huán)增大時封閉環(huán)減小，該環(huán)減小時封閉環(huán)增大）的環(huán)則稱為減環(huán)。除可用定義直接判定增環(huán)、減環(huán)外，還可在繪制尺寸鏈圖時，用首尾相接的單箭頭線順序表示各環(huán)。極 值法的特點(diǎn)是簡單可靠，其基本公式如下： 22 1）封閉環(huán)的基本尺寸 封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)基本尺寸之和減去所有減環(huán)基本尺