【正文】 零 件 的 加 工 精 度 高 ，工 藝 難 度 較 大 。 2 第 2 章 數控加工工藝基礎 ...........................................................4 數 控 加 工 工 藝 分 析 4 零 件 圖 的 分 析 11 箱 體 類 零 件 的 主 要 技 術 要 求 20 分 離 式 箱 體 的 工 藝 特 點 21 箱 體 零 件 加 工 中 關 鍵 工 藝 問 題 及 解 決 辦 法 1 970 年初研 制 成 功 集 成 電 路 控 制 系 統(tǒng) 。 數控機床的趨勢 數 控 機 床 總 的 發(fā) 展 趨 勢 是 工 序 集 中 、高 速 、高 效 、高 精 度 、高 可 靠 性以及方便使用。正在 開 發(fā) 的 采 用 64 位 C P U 的 新 型 數 控 系 統(tǒng) ， 可 實 現 快 速 進 給 、 高 速 加 工 、多 軸 控 制 功 能 ， 指 控 軸 數 最 多 可 達 到 24 個 ， 同 時 聯 動 軸 數 可 達 3~ 6 軸，進給速度為 20~ 24m/ mi n， 最 快 可 達 6 0 m/ mi n。目 前 ，數 控 機 床 配 置 了 新 型 、高 速 、多 功 能 的 數 控 系 統(tǒng) ，其 分 辨 率 可 達 到 ， 有 的 可 達 到 um， 實 現 了 高 精 度 加 工 。 6． 結構新型化 一 種 完 全 不 同 于 原 來 數 控 機 床 結 構 的 新 興 數 控 機 床 ，近 幾 年 被 開 發(fā) 成功 ，這 種 被 稱 為“ 6 條 腿 的 加 工 中 心 ” 或 虛 軸 機 床 的 數 控 機 床 ， 沒 有 任 何導 軌 和 滑 臺 ， 采 用 能 夠 伸 縮 的“ 6 條 腿 ”支 撐 并 聯 ，并 與 安 裝 主 軸 頭 的 上平 臺 和 安 裝 工 件 的 下 平 臺 相 連 ?！?圖 形 交 互 自 動 編 程 ” 是 一 種計 算 機 輔 助 編 程 技 術 ，以 計 算 機 輔 助 設 計（ C A D）軟 件 為 基 礎 。尤 其 是 航 空 航天 、軍 事 、造 船 等 領 域 所 需 要 的 零 件 ，精 度 要 求 越 來 越 高 ，形 狀 也 越 來 越復雜，這些零件用普通機床是難以加工的。在 數 控 加 工 過 程 中 ，如 果 數 控 機床 是 硬 件 的 話 ，數 控 工 藝 和 數 控 程 序 就 相 對 于 軟 件 ，兩 者 缺 一 不 可 。嚴 格 來 說 ，數 控 編 程 也 是 屬 于 數 控 加 工 工 藝 的 范 疇 。數 控 編 程 就 是 將制定的數控加工工藝內容程序化。 2． 數 控 加 工 的 工 藝 要 求 相 當 準 確 而 且 嚴 密 。在 實 際 工 作 中 ，一 個 字 符 、一 個 小 數 點 或 一 個 逗 號 的差 錯 都 有 可 能 釀 成 重 大 機 床 事 故 和 質 量 事 故 。 3． 數 控 加 工 的 工 序 相 對 集 中 。其過程包 括 以 下 部 分 ： （ 1） 準 備 工 作 。如鑄造、鍛造和沖壓等。包括組裝和部裝等。 2． 工藝過程 在 機 械 產 品 的 生 產 過 程 中 ， 與 原 材 料 變 為 成 品 直 接 有 關 的 過 程 稱 為工 藝 過 程 ，如 毛 坯 的 制 造 、機 械 加 工 、熱 處 理 和 裝 配 等 。 1． 工序 工 序 是 指 一 個 (或 一 組 )工 人 ， 在 一 個 工 作 地 點 (如 一 臺 設 備 )對 一 個(或同時對幾個 )工 件 所 連 續(xù) 完 成 的 那 一 部 分 工 藝 過 程 。 3． 工位 為 了 減 少 工 件 的 安 裝 次 數 ，在 大 批 量 生 產 時 ，常 采 用 各 種 回 轉 工 作 臺 、回 轉 夾 具 或 移 位 夾 具 ，使 工 件 在 一 次 安 裝 中 先 后 處 于 幾 個 不 同 位 置 進 行 加工 。一 道 丁 序 可 以 包 括 幾 個 工 步 ，也 可 以 只包括一個工步。在工藝文件上，復合工步應視為一個工步。 1． 檢查零件圖的完整性和正確性 7 在 了 解 零 件 形 狀 和 結 構 之 后 ，應 檢 查 零 件 視 圖 是 否 正 確 、足 夠 ，表 達是 否 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。 3． 零件的材料分析 即 分 析 所 提 供 的 毛 坯 材 質 本 身 的 機 械 性 能 和 熱 處 理 狀 態(tài) ，毛 坯 的 鑄 造品 質 和 被 加 工 部 位 的 材 料 硬 度 ，是 否 有 白 口 、 夾 砂 、疏 松 等 。 （ 2）零件圖上標注的尺寸應便于測量，不要從軸線、中心線、假想平面等難以測量的基準標注尺寸。 2 .3 零 件 機械加工工藝 規(guī)程的制定 零件機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和方法等的工藝 文 件 。 合 理 的 工 藝 規(guī) 程 是 建 立 在正 確 的 工 藝 原 理 和 實 踐 基 礎 上 的 ， 是 科 學 技 術 和 實 踐 經 驗 的 結 晶 。 3． 工藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本資料。 2． 制定工藝規(guī)程的原始資料 (1）產品零件圖樣及裝配圖樣。 （ 4） 本廠現有生產條件，如機床設備、工藝裝備、工人技術水平及毛坯的制造生產能力等。必 須 可 靠 地 保 證 零 件 圖 上 技 術 要 求 的 實 現 。 2． 毛坯選擇 毛 坯 的 種 類 和 質 量 對 零 件 加 工 質 量 、生 產 率 、材 料 消 耗 以 及 加 工 成 本都 有 密 切 關 系 。 3． 制訂零件的機械加工工藝路線 (1)確定各表面的加工方法。 (3)制訂工藝路線。 擇 機 床 及 工 、夾 、 量 、刃 具 。 10 。 工藝文件的編制 零件的機械加工工藝過程確定之后，應將有關內容填寫在工藝卡片上 ，這 些 工 藝 卡 片 總 稱 為 工 藝 文 件 。它 通 過 工 序 簡 圖 詳 細 說 明 了 該 工 序 的 加 工 內 容 、 尺 寸 及 公 差 、 定 位 基 準 、裝 夾 方 式 、刀 具 的 形 狀 及 其 位 置 等 ，并 注 明 切 削 用 量 、工 步 內 容 及 工 時 等 。它 不 但 包 含 了 工 藝 過 程 卡 片 的 內 容 ，而 且 詳 細 說 明 了 每一 工 序 的 工 位 及 工 步 的 工 作 內 容 ，對 于 復 雜 工 序 ，還 要 繪 出 工 序 簡 圖 ，標注 工 序 尺 寸 及 公 差 等 。 它 將 機 器 及 其 部 件 中 的 軸 、軸 承 套 和 齒 輪 等 零 件 按 一 定 的 相 互 關 系 裝 配 成 一 整 體 ，并 按 預 定 的 傳 動 關系 協(xié) 調 運 動 。 常 見 的 箱 體 有 ：組 合 機 床 主 軸 箱 、 車 床 進 給 箱 、泵 殼 、分 離 式 減 速 箱等。此 外 ， 精 度 要 求 較 高的 坐 標 鏜 床 主 軸 箱 則 選 用 耐 磨 鑄 鐵 。單 件 小 批 生 產直 徑 大 于 50 mm 的 孔 ，成 批 生 產 大 于 30 mm 的 孔 ，一 般 都 在 毛 坯 上 鑄 出 預孔，以減少加工余量。 支撐孔之間的孔距尺寸精度及相互位置精度 在 箱 體 上 有 齒 輪 嚙 合 關 系 的 相 鄰 孔 之 間 ，應 有 一 定 的 孔 距 尺 寸 精 度 及平 行 度 要 求 ，否 則 會 影 響 齒 輪 的 嚙 合 精 度 ，工 作 時 會 產 生 噪 音 和 振 動 ，并影響齒輪壽命。同 軸 線 孔 的 同 軸 度 超 差 ，不 僅 會給 箱 體 中 軸 的 裝 配 帶 來 困 難 ，且 使 軸 的 運 轉 情 況 惡 化 ，軸 承 磨 損 情 況 加 劇 ，溫度升高。如 一 般 機 床 箱 體 裝 配 基 面 和 定 位 基 面 的 平面度為 ~ mm 表 面 粗 糙 度 為 Ra1. 6~ 。 箱 體 的 技 術 要 求 根 據 箱 體 的 工 作 條 件 和 使 用 性 能 的 不 同 而 有 所 不 同 。 3 .4 箱 體 零件的加工工 藝 過程及 分析 箱 體 零 件 的 主 要 加 工 表 面 是 孔 系 和 裝 配 基 準 面 。該箱體的加工工藝路線如表 3 1。 14 對 于 大 件 ，一 般 在 龍 門 刨 床 或 龍 門 銑 床 上 進 行 。 圖 3 1 組合銑削和組合磨削 箱 體 支 承 孔 的 加工 ，對 于 直 徑 小 于 50 m m 的 孔 ，一 般 不 鑄 出 ，可 采 用鉆－擴 (或 半 精 鏜 )－鉸 (或 精 鏜 )的 方 案 。 工藝 過程的原則 (1)先面后孔的 加工 順序 箱 體 主 要 是 由 平 面 和 孔 組 成 ，這 也 是 它 的 主 要 表 面 。 (2)粗精 加工 分階段進行 粗 、精 加工 分 開 的 原 則 ：對 于 剛 性 差 、批 量 較 大 、要 求 精度 較 高 的 箱體 ，一 般 要 粗 、精 加工 分 開 進 行 ，即 在 主 要 平 面 和 各 支 承 孔 的 粗 加工 之后 15 再 進 行 主 要 平 面 和 各 支 承 孔 的 精 加工 。 (3)合理地安排熱處理工序 為 了 消 除 鑄 造 后 鑄 件 中 的 內 應 力 ，在 毛 坯 鑄 造 后 安 排 一 次 人 工 時 效 處理 ，有 時 甚 至 在 半 精 加 工 之 后 還 要 安 排 一 次 時 效 處 理 ，以 便 消 除 殘 留 的 鑄造 內 應 力 和 切 削 加工 時 產 生 的 內 應 力 。此 外 ，還 應 保 證 定 位 穩(wěn) 定 ，夾緊可靠。 根據生產類型不同，實現以主軸孔為粗基準的工件安裝方式也不一樣。 在單件小批生產時，由于毛坯 精度 低 ， 一 般 以 劃 線 找 正 法 安 裝 。 ① 一面兩孔 (基準統(tǒng)一原則 ) 在 多 數 工 序 中 ，箱 體 利 用 底 面 (或 頂 面 )及 其 上 的 兩 孔 作 定 位 基 準 ， 加工 其 它 的 平 面 和 孔 系 ，以 避 免 由 于 基 準 轉 換 而 帶 來 的 累 積 誤 差 。 圖 3 2 為某車床主軸箱簡圖， 表 3 2 為該主軸箱小批量生產 的工藝 過程。 在 中 、小 批 量 生 產 時 ，盡 可 能 使 定 位 基 準 與 設 計 基 準 重 合 ，以 設 計 基準作為統(tǒng)一的定位基準。產 品裝 配 時 窗 口 上 加 密 封 墊 片 和 蓋 板 用 螺 釘 緊 固 。 圖 3 3 吊架式鏜模夾具 20 第 4 章 分離式 箱體加工工藝過程及其分析 一 般 減 速 箱 ，為 了 制 造 與 裝 配 的 方 便 ，常 做 成 可 分 離 的 ，如 圖 4 1 所示。 圖 4 1 分離式箱體 21 4 .2 分 離 式 箱 體的 工藝 特點 分離式箱體 的工藝 過程如表 4 表 4 表 4 3 所示。第 一 階 段 先 對 箱 蓋 和 底 座 分 別 進 行 加工 ，主 要完 成 對 合 面 及 其 它 平 面 ， 緊 固 孔 和 定 位 孔 的 加工 ， 為 箱 體 的 合 裝 作 準 備 ；第 二 階 段 在 合 裝 好 的 箱 體 上 加工 孔 及 其 端 面 。 這 樣 可 以 保 證對合面凸緣厚薄均勻，減少箱體合裝時對合面的變形。 3．箱體的成批加工 未 來 保 證 軸 承 孔 軸 心 線 與 箱 體 端 面 的 垂 直 度 及 其 他 技 術 要 求 ，除 按 上述 工 藝 過 程 ，以 地 面 和 端 面 定 位 ，按 畫 線 鏜 孔 外 ，成 批 生 產 時 可 以 地 面 上兩 定 位 銷 孔 配 合 底 面 定 位 ，成 為 典 型 的 一 面 兩 孔 的 定 位 方 式 ，這 就 需 要 箱體 對 合 前 ，以 對 合 面 和 軸 承 孔 端 面 定 位 加 工 好 底 座 底 面 上 兩 定 位 銷 孔 。 大 批 大 量生產箱體時，可采用專用機床和專用工藝裝備進行加工。 由 于 主 軸 承 孔 的 精 度 要 求 比 其 它 孔 高 ，因 此 ，在 其 它 軸 孔 精 加 工 以 后 ，還 需 單 獨 對 主 軸 孔 進 行 精 加 工 和 光 整 加 工 。 所 以 對 箱 體 類 零 件 的 加 工 熟 悉 基 礎 上 可 以 提 高 自 己 在數控加工方面能力的掌握。本 次 的 設 計 是 三 年 來 學 習 過 程 中 涵 蓋 面 最 廣 的 一 次 設計 ，它 不 僅 體 現 了 我 們 對 設 計 思 考 ，更 重 要 的 是 把 我 們 三 年 來 所 學 知 識 應用 到 了 實 踐 ，使 我 明 白 了 在 今 后 設 計 過 程 中 的 一 般 步 驟 和 方 法 ， 經 過 這 幾個 月 的 緊 張 的 畢 業(yè) 設 計 ， 使 我 在 理 論