【正文】 除了操作者 的人為誤差，提高了同批零件尺寸的一致性，是產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定。 以加工中心為例． 其主要精度指標(biāo) —— 直線坐標(biāo)的定位精度和重復(fù)定位精度都有了明顯的提高：定位精度由土 5um／ m提高到土 (～ 3)um／ m，重 7 復(fù)定位精度由土 2um提高到土 1um。實(shí)際加工中，很難選擇最佳參數(shù)進(jìn)行切削。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。 7)首件試加工與現(xiàn)場問題處理。 CAD／ CAM 技術(shù)推動了幾乎一切領(lǐng)域的設(shè)計(jì)革命， CAD 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平已成為衡量一個國家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。含碳量小于 2%的鐵碳合金稱為鋼，含碳量大于 2%的稱為鐵。結(jié)構(gòu)鋼可用于加工機(jī)械零件和各種工程結(jié)構(gòu)。低碳鋼的含碳量低于 %，其強(qiáng)度極限和屈服極限較低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺釘、螺母、墊圈和焊接件等。加入不同的合金元素可改變鋼的機(jī)械性能并具有各種特殊性質(zhì)。零件在工 作中有可能發(fā)生磨損之處，要提高其表面硬度，以增強(qiáng)耐磨性，應(yīng)選擇適于進(jìn)行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。因其加工精度并不高，因此采用：滾齒 — 齒端加工 齒面熱處理 修 正內(nèi)孔的加工方案。本課題所設(shè)計(jì)的箱體采用鑄鐵 HT200，因?yàn)殍T鐵具有較好的耐磨性、鑄造 16 性、切削性和減振性，且成本低廉。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等，其中階梯傳動軸應(yīng)用較廣，其加工工藝能較全面地反映軸類零件的加工規(guī)律和共性。 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 1．軸類零件的材料 ⑴ 軸類零件材料 常用 45 鋼，精度較高的軸可選用 40Cr、軸承鋼 GCr1彈簧鋼 65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用 20CrMnTi、 20Mn2B、 20Cr等低碳合金鋼或 38CrMoAl 氮化鋼。因此，采用淬火 3545HRC。 其次在選用刀具時還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）在數(shù)控機(jī)床上銑削平面時，應(yīng)采用鑲裝可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。 6）精度要求較高的凹槽加工時，可以采用直徑比槽寬小一 些的立銑刀，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補(bǔ)償功能銑削槽的兩邊，直到達(dá)到精度要求為止。這些條件決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。 表 為車削加工時的選擇切削條件的參考數(shù)據(jù)。其基本原則是： ① 力求空行程路線最短。 2）數(shù)控銑削進(jìn)給路線的確定 數(shù)控銑削加工中進(jìn)給路線 對零件的加工精度和表面質(zhì)量有直接的影響，因此，確定好進(jìn)給路線是保證銑削加工精度和表面質(zhì)量的工藝措施之一。這些表面加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安排在后面工序進(jìn)行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣可以避免浪費(fèi)工時。過大的加工余量反而會由于切削抗力的增加而引起工件變形加大，影響加工精度。 ：整個編程過程由人工完成。 4. 選擇直徑為 6mm的螺釘進(jìn)行匹配。 將來展望 近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造業(yè)中，普通機(jī)械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數(shù)控機(jī)械所代替。導(dǎo)師的教誨是寶貴的精神財(cái)富，并將使我受益終生。在制造業(yè)，能夠熟練操作現(xiàn)代化機(jī)床的人才已成稀缺， 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，我國技術(shù)工人中，高級技工占 %，中級工占 35%，初級工占 60%。數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合實(shí)力的水平 . 它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。 根據(jù)以上各種程序編制的特點(diǎn)，對軸的加工程序的編制進(jìn)行以下選擇：由于軸的幾何形狀不太復(fù)雜，因此對其外圓表面的加工，應(yīng)選擇手工編程；其軸上的鍵槽雖不復(fù)雜但計(jì)算工作量大，因此選擇自動編程。 5）在保證加工精度的前提下，應(yīng)盡量采用最小的加工余量總和，以求縮短加工 23 時間，降低加工費(fèi)用。 加工余量的確定 加工余量的大小等于每個中間工序加工余量的總和。 根據(jù)以上分析，本課題所加工的軸上的鍵槽采用右圖所示的走刀方案。 矩形進(jìn)給路線，適用于棒料毛坯，進(jìn)給路線較短。所謂進(jìn)給路線就是數(shù)控機(jī)床在加工過程中刀具中心的移動路線。在選擇切削用量時要充分保證刀具能加工完一個零件，或保證刀具耐用度不低于一個工作班，最少不低于半個工作班的工作時間。 三、量具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應(yīng)廣泛采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分尺和千分表等；大批、大量生產(chǎn)應(yīng)采用極限量塊和高效的專用檢驗(yàn)夾具和量儀等。 2）高速鋼立銑刀多用于加工凸臺和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因?yàn)槊髅嬗杏不瘜雍蛫A砂現(xiàn)象，刀具會很快被磨損。 因?yàn)楸菊n題所要加工的軸形狀較簡單，采用通用夾具即可，因此選用三角卡盤。 調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。 ⑶ 相互位置精度 包括內(nèi)、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。因此，采用淬火 3545HRC。因其結(jié)構(gòu)簡單，故只需先鉆孔后車削即可。此外還應(yīng)考慮加工成本及維修費(fèi)用。表 11 是常用的金屬材料的機(jī)械性能。合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳鋼中加入某些合金元素冶煉而成。碳素鋼的性能主要取 決于含碳量，含碳量越多，其強(qiáng)度越高，但塑性越低?；诣T鐵常用作機(jī)架或殼 座。當(dāng)動力通過齒輪輸入時，通過鍵聯(lián)接，帶動軸 10 傳動，只要在軸的左端安上齒輪、帶輪等零件，就可實(shí)現(xiàn)動力的傳遞。 CAM(Computer Aided Manufacturing— 計(jì)算機(jī)輔助制造 )是從 APT 開始的。 3)對零件圖形進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理。“三化”的實(shí)現(xiàn)，不僅便于組織開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，而且也提高了機(jī)床的質(zhì)量和運(yùn)行的可靠性，并便于用戶的維修和保養(yǎng)。 在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引進(jìn)了自適應(yīng)控制這種智能化技術(shù)。另一方面是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動速度 高，空行程時間短。 按照以上特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床最適合在單件、小批生產(chǎn)條件下，加工下列類型的零件 : ①普通機(jī)床難以加工，或雖能加工，但需要復(fù)雜、昂貴的工藝設(shè)備 ②材料昂貴、不允許報廢的零件 ③結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、需要多工序加工的零件 ④生產(chǎn)周期要求短的急缺零件 數(shù)控加工技術(shù) 數(shù)控加工技術(shù)簡介 數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)，它將制造 技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、微電子技術(shù)、監(jiān)控檢測技術(shù)等多種高新建設(shè)傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)有效 地結(jié)合起來，成為制造自動化領(lǐng)域最重要的基礎(chǔ)技術(shù)。 5 (2) 能獲得較高的加工精度 機(jī)床加工精度在很大程度上取決于進(jìn)給傳動的位置精度。也可以來用手動輸入方式將程序輸入 CNC裝置； 、寄存和運(yùn)算，然后為伺服系統(tǒng)提供控制信號，實(shí)現(xiàn)對刀具與零件相對運(yùn)動的控制； ， CNC裝置提供的信號，還可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)床其它各運(yùn)動部件的控制與操作，包括主軸變速、工件松夾、刀具轉(zhuǎn)位以及開關(guān)冷卻液等。 6. 通信接口 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床往往都帶有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信接口，以便與編程機(jī)及上級計(jì)算機(jī)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)通信功能。 2. 輸入裝置 輸入裝置是把加工程序輸人至計(jì)算機(jī)的裝置，通常可以采用以下三種方式： (1)紙帶輸入 紙帶輸人方式就是在特制的紙帶上穿孔．用孔的不同位置的組合．構(gòu)成不同的數(shù)控代碼，通過紙帶閱讀機(jī)，把紙帶上的代碼轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識別和處理的電信號。 (二 )控制裝置 控制裝置是數(shù)控機(jī)床的中心環(huán)節(jié)，也叫做計(jì)算機(jī)數(shù) 控（ CNC）裝置。它是根據(jù)機(jī)械加工工藝的要求，使電子計(jì)算機(jī)對整個加工過程進(jìn)行信息處 理與控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。目前，在機(jī)械行業(yè)中，單件、小批量的生產(chǎn)所占有的比例越來越大，機(jī)械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也在不斷地提高。 MasterCAM 設(shè)計(jì)及制造系統(tǒng)是將設(shè)計(jì)和制造結(jié)合在一起的 PC 級套裝軟件，利用MasterCAM 可以繪制零件的圖紙，生成零件的數(shù)控加工程序并通過電纜直接送至數(shù)控機(jī)床上，由數(shù)控機(jī)床完成零件的加工，是一套 CAD/CAM 一體化軟件。 (一 )機(jī)床的主體 數(shù)控機(jī)床的主體即數(shù)控機(jī)床的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。 CPU由運(yùn)算器和控制器組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算以及指令的操作控制． CPU最基本的運(yùn)算處理就是插補(bǔ)運(yùn)算。存儲器一般由存放系統(tǒng)程序的只讀存儲器 ROM、存放運(yùn)算的中間結(jié)果的隨機(jī)存儲器 RAM以及存放加工零件程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)的 RAM等組成。伺服系統(tǒng)主要由伺服控制電路、功率放大電路、檢測裝置以及伺服電動機(jī)等部分組成。 與其他類型的自動化機(jī)床型比較，數(shù)控機(jī)床主要有如下一些優(yōu)點(diǎn) : (1) 具有較大柔性 由前述可知，數(shù)控機(jī)床是按照記錄在穿孔帶等信息載體上的指令信息自動加工進(jìn)行加工的。對于以函數(shù)形式或列表值表示的曲面，加工更為方便。 3) 加工對象適應(yīng)性強(qiáng) 數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)自動加工的控制信息是加工程序。為了提高加工精度，對數(shù)控機(jī)床本身除了在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)、主軸箱、進(jìn)給系統(tǒng)中采用低熱脹系數(shù)材料、通人恒溫油等措施外，還在控制方面采取了一系列措施。而自適應(yīng)控制技術(shù)則能根據(jù)切削條件的實(shí)時變化，自動調(diào)整并保持最佳工作狀態(tài)，從而得到高的加工精度、較小的表面粗糙度值，并提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。嚴(yán)格說來，數(shù)控編程也屬于數(shù)控工藝的范疇。 8)數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的編寫與歸檔。 CAD／ CAM 技術(shù)從根本上改變了過去的手工繪圖、發(fā)圖、憑圖樣組織整個生產(chǎn)過程的技術(shù)管理方式，將它變?yōu)樵趫D形工作站上交互設(shè)計(jì)、用數(shù)據(jù)文件發(fā)送產(chǎn)品定義、在統(tǒng)一的數(shù)字化產(chǎn)品模型下進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)打樣、分析計(jì)算、工藝計(jì)劃、工藝裝備設(shè)計(jì)、數(shù)控加工、質(zhì)量控制、編印產(chǎn) 品維護(hù)手冊、組織備件訂貨供應(yīng)等等。 1 鑄鐵 常用的鑄鐵有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。工具鋼可用于制造各種刀具、模具等。含碳量在 %~%的低碳鋼零件可通過滲碳淬火使其表面硬而心部韌，一般用于制造齒輪、鏈輪等要求表面耐磨而且耐沖擊的零件。例如鉻能提 高鋼的硬度，并在高溫時防銹耐酸；鎳使鋼具有良好的淬透性和耐磨性。金屬材料的性能可通過熱處理和表面強(qiáng)化（如噴丸、滾壓等）來提高和改善，因此要充分利用熱處理和表面處理的手段來發(fā)揮材料的潛力。 本課題所設(shè)計(jì)的端蓋采用鑄鐵 HT200，因?yàn)殍T鐵具有良好的耐磨性和減振性，而且價格低廉。加工方法多采用鑄造，毛坯在鑄造時應(yīng)防止砂眼和氣孔產(chǎn)生。 根據(jù)軸類零件的功用和工作條件，其技術(shù)要求主要在以下方面： ⑴ 尺寸精度 軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承 的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為 IT 5～ 17 IT7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為 IT6～ IT9。 ⑵ 軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。 18 工藝裝備的選擇 工 藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。一般采用兩次走刀，一次粗銑，一次精銑。 7）在數(shù)控銑床上鉆孔，一般不采用鉆模，鉆孔深度為直徑的 5 倍左右的深孔加工容易折斷鉆頭，應(yīng)注意冷卻和排屑。經(jīng)濟(jì)的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。 20 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇，一般粗車切削深度為 2～ 3mm,半精車切削深度為 ～ 2mm，精車切削深度為 ～ ?？赏ㄟ^巧用起刀點(diǎn)、將起刀點(diǎn)與其對刀點(diǎn)重合在一起；巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn)，如果將第二把刀的換刀點(diǎn)也設(shè)置在合適點(diǎn)位置上，則可縮短空行程距離，在合理安排“回零”路線時，應(yīng)使其前一刀終 點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足進(jìn)給路線為最短的要求。 下面是銑削中幾種常見的走刀路線。但這些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面過程中損傷已精加工過的主要表面。 3）應(yīng)考慮到熱處理引起的變形，否則可能 產(chǎn)生廢品。對編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識和數(shù)值計(jì)算能力）手工編程適用于：幾何形狀不太復(fù)雜的零件。 三、軸上鍵槽的銑削路徑如圖所示： 程