【正文】 這表明，我們的高級技工在未來 5— 10 44 年內(nèi)仍會有大量的人才缺口。在加工中心上加工零件的特點是：被加工零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動選擇和更換刀具； 自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能，連續(xù)地對工件各加工面自動地進(jìn)行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。 2. 選用直徑為 5mm的絲錐進(jìn)行攻絲。數(shù)控程序中的地址代碼意義如表 11所示。 1）應(yīng)有足夠的加工余量，特別是最后的工序，加工余量應(yīng)能保證達(dá)到圖樣上所規(guī)定的精度和表面粗糙度值要求。 當(dāng)主要表面加工順序確定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。 仿形進(jìn)給路線，用于鑄、鍛件毛坯時進(jìn)給路線較短。 1）數(shù)控車削進(jìn)給路線的確定 確定數(shù)控車削進(jìn)給路線的工作重點 ，主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件設(shè)計圖確定的輪廓順序進(jìn)行的。對于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機(jī)床加工的余量小一些。 因本零件屬于 小批量生產(chǎn)，因此，選用通用量具即可。 4）鑲硬質(zhì)合金的立銑刀可用于加工凹槽、窗口面、凸臺面和毛坯表面。若采用機(jī)械集中，則可采用各種高效的專用刀具、復(fù)合刀具和多刃刀具等。 精度要求高的 軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進(jìn)行低溫時效處理。支承軸頸常為 ～ m，傳動件配合軸頸為 ～ m。 3. 主要零件的參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析 概述 軸是機(jī)械加工中常見的典型零件之一。由它將機(jī)器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件集合成一個整體，使它們之間保持 正確的相互位置關(guān)系，并按一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)的傳遞運動或動力。 各零部件的材料選擇及工藝分析 14 齒輪的材料及熱處理對齒輪的使用性能和壽命有很大的影響。脆 13 性材料原則上只適用于制造承受靜載荷的零件，承受沖擊載荷時應(yīng)選擇塑性材料。每一種合金元素含量為 2%~5%或合金元素總含量為 5%~10%的稱為中合金鋼。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（如Q21 Q235）一般只保證機(jī)械強度而不保證化學(xué)成分，不宜進(jìn)行熱處理，通常用于 11 不太重要的零件和機(jī)械結(jié)構(gòu)中。 2 鋼 鋼的強度較高，塑性較好，可通過軋制、鍛造、沖壓、焊接和鑄造方法加工各種機(jī)械零件，并且可以用熱處理和表面處理方法提高機(jī)械性能，因此其應(yīng)用極為廣泛。 2 各部分零件的工藝分析 金屬材料的分析 一、材料 機(jī)械制造中最常用的材料是鋼 和鑄鐵，其次是有色金屬合金，非金屬材料如塑料、橡膠等，在機(jī)械制造中也得到廣泛的應(yīng)用 。從 l974 年開始，人們 把 CAD 系統(tǒng)和生產(chǎn)計劃管理及力學(xué)計算相結(jié)合，發(fā)展成為 CAD／ CAM綜合系統(tǒng)。 5)按程序單制作控制介質(zhì)。在數(shù)控機(jī)床上加工時 ，將記錄在控制介質(zhì)上、描述加工過程所需的全部工藝信息，即原先在通用機(jī)床上加工時需要操作者考慮和決定的內(nèi)容及動作的數(shù)碼信息輸人數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置，對輸入信息進(jìn)行運算和控制，并不斷向伺服機(jī)構(gòu) —— 使機(jī)床實現(xiàn)加工運動的機(jī)電功能轉(zhuǎn)換部件發(fā)送脈沖信號，伺服機(jī)構(gòu)對脈沖信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換與放大處理，然后由傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)床按所編程序進(jìn)行運動，便可加工出我們所需要的零件。在工藝系統(tǒng)中，大約有 30余種變量直接或間接影響加工效果，如工件毛坯余量不均、材料硬度不一致、刀具磨損、工件變形、機(jī)床熱變形、切削液的粘度、刀具與工件材料化 學(xué)親和力的大小等因素。 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展 數(shù)控系統(tǒng)采用高速的 32位以上的微處理器，使其輸人、譯碼、計算、輸出等環(huán)節(jié)都在高速下完成，并可提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率及實現(xiàn)連續(xù)小程序段的高速加工。數(shù)控裝置體積越來越小，精度越來越高，在工業(yè)生產(chǎn) 中日益發(fā)揮著重要作用。此外，傳動鏈短、傳動機(jī)構(gòu)精密、高效，也極大地提高了傳動精度。 數(shù)控機(jī)床的特點及用途 進(jìn)入 80 年代的機(jī)械制造業(yè) ，其產(chǎn)品面臨市場競爭帶來的挑戰(zhàn)，促使越來越多的企業(yè) 走上小批量、多品種、不斷更新產(chǎn)品的道路。 CNC與上級計算機(jī)等的網(wǎng)絡(luò)通信功能主要是通過串行數(shù)據(jù)通信接口來實現(xiàn)的。輸入方法有兩種．一是 MDI(手動數(shù)據(jù)輸入 )，這種方法適用于比較短的程序，只能使用一次，機(jī)床動作后程序就消失；二是在控制裝置的 EDIT(編輯 )狀態(tài)下輸入加工程序，存放在控制裝置的內(nèi)存中，用這種方法可以對程序進(jìn)行修改，并且可以重復(fù)使用。實現(xiàn)對加工過程的自動控制。同時，數(shù)控技術(shù)又是柔性制造系統(tǒng) (FMS)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）的技術(shù)基礎(chǔ)之一，是機(jī)電一體化高新科技的重要組成 部分。同時，由于生產(chǎn)水平的提高，數(shù)控機(jī)床的價格在不斷下降，因此，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械行業(yè)中的使用已很普遍。 Pro/Engineer 實體設(shè)計系統(tǒng) ,是由美國 PTC 公司于 1989 年開發(fā)出來的，其主要功能有： Pro/Engineer。 數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控技術(shù)可以應(yīng)用于各種 加工機(jī)床，例如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控沖床、數(shù)控電火花、線切割、激光加工機(jī)床等等。 典型 CNC裝置的構(gòu)成如圖 11所示。 (3)直接輸入存儲器 直接輸入方式是采用 CNC裝置的串行通信接口等，通過對有關(guān)參數(shù)的設(shè)定，直接讀入由自動編程機(jī)或者其它計算機(jī)編制的程序。 (三 )伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)接收來自 CNC裝置的指令信息， 嚴(yán)格按照指令信息的要求，拖動機(jī)床的移動部件，完成零件的加工。隨著以航天、精密儀器制造業(yè)為主的高技術(shù) 產(chǎn)品不斷的出現(xiàn)，復(fù)雜零件越來越多，精度要求也越來越高，傳統(tǒng)的剛性自動化生產(chǎn)模式 難以滿足要求，柔性自動化生產(chǎn)則應(yīng)運而生。因此，數(shù)控機(jī)床具有較高的加工精度。 6 數(shù)控加工的特點 1) 自動化程度高 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都有機(jī)床自動完成 .在柔性制造系統(tǒng)上，上下料、檢測、診斷對到、傳輸、調(diào)度、管理等也都有機(jī)床自動完成，這樣減輕了操作者的勞動強度，改善了勞動條件。 目前采用 64位微處理器的新型數(shù)控系統(tǒng)，更增強了插補運算功能、快速進(jìn)給功能，可進(jìn)行更高速的加工，并實現(xiàn)了多軸控制功能，一般控制軸數(shù)為 3～ 15軸，最多24軸，同時控制軸數(shù)可達(dá) 3～ 6軸。這些變量一般事先難以預(yù)知，編制加工程序時常依據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)?？梢?，實現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關(guān)鍵。 6)對程序進(jìn)行校驗與修改。 70 年代后期， CAD／ CAM 進(jìn)人初期實用階段。 金屬材料主要指鑄鐵和鋼，它們都是鐵碳合金，它們的區(qū)別主要在于含碳量的不同。 鋼的類型很多，按用途分，鋼可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊用途鋼。碳素鋼的性能主要取決于其含碳量。每一種合金元素含量高于 5%或合金元素總含量高于 10%的稱為高合金鋼。 （ 2） 零件的工作條件 在腐蝕介質(zhì)中工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕材料，在高溫下工作的零件應(yīng)選耐熱材料，在濕熱環(huán)境下工作的零件，應(yīng)選防銹能力好的材料，如不銹鋼、銅合金等?？紤]材料的綜合性能及經(jīng)濟(jì)性，本課題所設(shè)計的齒輪的材料選用 45 鋼，齒面硬度 220～ 250HBS。因此，箱體的加工質(zhì)量對機(jī)器的精度、性能和壽命都有直接的影響。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。 ⑸ 其他 熱處理、倒角、倒棱及外觀修飾等要求。 經(jīng)綜合考慮，本課題所設(shè)計的軸采用 45 鋼，因其在機(jī)構(gòu)中起傳遞作用，則需要有較高的強度、硬度和耐磨性。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)符合加工要求。 5）鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀可以進(jìn)行強力切削，銑削毛坯表面和用于孔的粗加工。 切削用量的選擇 對于高效率的金屬切削機(jī)床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。 在確定切削用量時，要根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進(jìn)給量，刀具耐用度，最后選擇合適的切削速度。 車削進(jìn)給路線泛指刀具從對刀點（或機(jī)床固定原點）開始運動起，直至返回該點并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。因毛坯形狀為圓棒料，排除第三種進(jìn)給路線，根據(jù)力求進(jìn)給路線最短原則，第一種走刀路線較適合。對主軸來說非主要表面指的是螺孔、鍵槽、螺紋等。 2）應(yīng)考慮加工方法和設(shè)備的剛性，以及工件可能發(fā)生的變形。 表 11 功 能 地 址 意 義 程序號 ： (ISO)， O (EIA) 程序序號 順序號 N 順序號 準(zhǔn)備功能 G 動作模式（直線、圓弧等） 尺寸字 X、 Y、 Z 坐標(biāo)移動指令 A、 B、 C、 U、 V、 W 附加軸移動指令 R 圓弧半徑 I、 J、 K 圓弧中心坐標(biāo) 進(jìn)給功能 F 進(jìn)給速率 主軸旋轉(zhuǎn)功能 S 主軸轉(zhuǎn)速 刀具功能 T 刀具號、刀具補償號 輔助功能 M 輔助裝置的接通和斷開 補償號 H、 D 補償序號 24 暫停 P、 X 暫停時間 子程序號指定 P 子程序序號 子程序重復(fù)次數(shù) L 重復(fù)次數(shù) 參數(shù) P、 Q、 R 固定循環(huán) 二、程序編制方法 的確定 程序編制分為：手工編程和自動編程兩種。 3. 再選用直徑為 6mm 的絲錐進(jìn)行攻絲。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機(jī)床的調(diào)整時間及工件周轉(zhuǎn)、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。 致 謝 本文是在尊敬的 ***老師的精心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師高尚的品德，淵博的學(xué)識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和高度的責(zé)人心深深地影響著 我。而發(fā)達(dá)國 家技術(shù)工人中，高級工占 35%、中級工占 50%、初級工占 15%。數(shù)控加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行多種加工操作的數(shù)控機(jī)床。 軸的加工程序 軸的加工尺寸如圖所示： 25 一、軸外圓表面的加工程序如下： 粗車 右端面程序： O1000 N10 G92 X50 Z100 N20 M03 S500 N30 T0101 N40 G00 Z5 N50 G01 N60 N70 N80 Z54 N90 X36 N100 N110 G00 X45 N120 Z5 N130 G01 X45 N140 Z5 N150 G01 N160 N170 N180 N190 Z45 N200 X32 N210 N220 X35 N230 Z131 N240 G00 X45 26 N250 Z5 N260 01 X27 Z0 N270 N280 N290 Z54 N300 X28 N310 N320 G00 X50 N330 Z5