【正文】 的實踐經驗和習慣自行考慮和決定的，一般無須工藝人員在設計工藝規(guī)程時進行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也 可由試切保證。一些由復雜曲面、曲線形成的機械零件，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)工藝難以達到零件要求的精度，而用數控機床可輕松實現要求。數控工藝不僅包括詳細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容以及標有數控加工坐標位置的工序圖等，在自動編程中更需要確定詳細的各種工藝參數。同時，在對圖形進行數學處理、計算和編程時，都要力求準確無誤。數控機床上可以在一次裝夾狀態(tài)下加工多個面，大大降低了因多次安裝帶來的誤 差。而數控加工工藝系統(tǒng)主要由工件、刀具、夾具、定位部分、運動部分、能量部分、控制部分、加工程序等部分組成，通過數控系統(tǒng)把從外 部輸入的幾何信息和工藝信息轉變?yōu)閿悼啬茏R別的數字信息，即將刀具與工件的相對運動軌跡、加工過程中主軸轉速和進給速度的轉換、冷卻液的開關、工件和刀具的交換等控制和操作，按第 25 頁 共 38 頁 規(guī)定的代碼和格式編制加工程序，然后將該程序輸入數控系統(tǒng)。專用機床的生產批量大，復雜程度相對簡單；普通機床的生產批量小，復雜程度簡單；數控機床適用于小批量生產，復雜程度較高，用如圖 32 所示進行比較。外圓粗車刀 1200 r/min 180㎜/min 切槽 T03 切斷刀（寬度3mm） 320 r/min 32mm/min 表 2（續(xù)） 車削螺紋 T04 60176。車螺紋時，根據 ??? P 為螺紋導程， K 為安全系數， K 一般取 80,計算主軸轉速 n=320 r/min。 ④ T04：硬質合金 60176。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進給。該零件的尺寸標注完整、正確，零件輪廓描 述清楚。 調頭，雙頂尖裝夾，半精車小端，螺紋大徑車到 216。 （ 3）軸上的螺紋一般有較高的精度，如安排在局部淬火之前進行加工，則淬火后產生的變形會影響螺紋的精度。而且由于多數工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個外圓和端面，這也符合基準統(tǒng)一原則。優(yōu)點是加工精度較高，效率高。由圖 4— 1 可知，該工件材料是 45 鋼，無熱處理及硬度要求?？梢酝ㄟ^機床控制面板上的修調開關進行人工調整 ,但是最大進給速度受設備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制 ,并與機床的脈沖當量有關。 背吃刀量（切削深度）的選擇應根據加工余量確定。在數控加工的工藝路線擬訂中應注意以下幾個問題 : (1)盡量在普通機床上完成零件的大切削量粗加工及一些易加工工序 ,以提高數控機床的利用率。 (2)在回轉工作臺上 ,可使工作臺的回轉中心與夾具的對稱中心重合 ,把對刀點定在重合的中心線上 ,工作臺不論怎樣轉動 ,中心線始終保持 一致 ,即基準始終保持一致。數控加工臺時費用高 ,為提高效益 ,對刀具提出了更高的要求。 ??? (3)注意加工的適應性。 (2)工藝的設計應非常嚴密。而在數控加工時，數控機床受控于加工程序指令，加工的全過程都是按程序指令自動完成的，這些具體的工藝問題，不僅成為數控工藝設計時必須認真考慮的內容，而且還必須做出正確的選擇并編入加工規(guī)程中，也就是說，本來是由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時調整來處理的許多工藝問題，在數控加工時就轉變?yōu)榫幊倘藛T必須事先設計和安排的內容。 光整加工階段的主要任務是對于零件尺寸精度和表面質量要求很高的表面，還要安排光整加工階段，這一階段的主要任務是提高尺寸精度和表面粗糙度。加工精度和表面質量要求較高時，還可以增設光整加工和超精加工階段。 2)零件的材料和熱處理要求 零件材料和熱處理是影響加工方法選擇的重要因素。通常，具體擬定是，往往設定幾個工藝路線方案，經分析比較后，選擇其中最優(yōu)的一個方案。對必須改裝或重新設計的專用機床、專用或成組工藝裝備，應在進行經濟性分析和論和論證的基礎上提出設計任務書。 常用機械零件的毛坯有鑄件、短件、焊接件、型件、沖壓件以及粉末冶金、成型軋制見等。此外，必要時還需要檢 驗工序卡和機床調整卡。一個工步可以包括一次或幾次走刀。如表 11 所示工序 1 中，包括四個工步：兩次車端面，兩次鉆中心孔；工序 2 中也也包括四個工步；而表 12 工序 4只有一個工步。在一道工序中，工件可能安裝一次，也可能安裝幾次。在一個工序中可能包含一個或幾個安裝 ,每一個安裝中又可能包含有一個或幾個工步及每一工步中包含一次或幾次走刀。而為保證工藝過程正常進行所需的刀具、夾具制造 ,機床調整維修等則屬于輔助過程。這一系統(tǒng)不僅能夠快速、經濟地適應新的加工需求，而且為制造廠提供了將其技術與任何第三方的技術或產品進行集成的可能性。代表我國當前數控機床水平的中華 1型、航天 1型數控系統(tǒng)已能夠向國內各機床制造廠配套自身的數控系統(tǒng)所需的伺服系統(tǒng)，還應用于一些老設備的技術改造。前三個階段的數控系統(tǒng)主要是有電路的硬件和連線組成，稱為接線邏輯數控系統(tǒng) (WiedlogicNC)或硬數控系統(tǒng)。目前，大多數工廠在生產中憑經驗或參考切削用量手冊來選擇切削用量，這往往達不到切削參數的最優(yōu)選。工藝設計的 好壞，不僅會影響機床效率的發(fā)揮，而且還將直接影響零件的加工質量。 24 加工工藝工序比較 16 制定工藝規(guī)程 13 第四章 螺紋軸傳統(tǒng)加工工藝與數控加工工藝實例 I 數控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝比較 目錄 摘要 4 工位 14 傳統(tǒng)加工工藝分析 15 劃分加工階段 25 加工工藝內容比較 28 高精度 30 柔性化、智能化 30 開放化、網絡化 31 結論 ： 31 參考文獻 33 III 數控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝比較 摘要 數控加工工藝是數控加工過程中較為復雜又非常重要的環(huán)節(jié)，與加工程序的編制、零件加工的質量、效益都有著密切的關系。因此縮短切削加工時間，對提高生產率起著重要的作用。數控系統(tǒng)由當初的電子管式起步，經歷了以下幾個發(fā)展 階段：分立式晶體管式 — 小規(guī)模集成電路式 — 大規(guī)模集成電路式 — 小型計算機式— 超大規(guī)模集成電路 — 微機式的數控系統(tǒng)。又在“七五”、“八五”、“九五”期間對伺服驅動技術進行重大科技項目攻關，取得了重大成果。數控技術向高速化、高精度、多軸控制和復合方向發(fā)展，向模塊化、可重構、可擴充的軟硬件系統(tǒng)，這就是開放式控制系統(tǒng)。它包括毛坯制造、零件加工、熱處理、質量檢驗和機器裝配等。零件的機械加工工藝過程由若干工序組成。 安裝 工件加工前，使其在機床或夾具中占 據一正確而固定位置的過程稱為安裝。 一道工序可能包括幾個工步，也可能只有一個工步。在一個工步中，當加工表面上需要切除的材料較厚，無法一次全部切除掉，需要分幾次切除時，則每切去一層材料稱為一次走刀。因此，除了工藝過程卡外，還應有相應的加工工序卡。正確確定毛坯有重大的技術經濟意義，它不但影響 毛坯制造的工藝和費用，而且對零件機械加工工藝過程也有極大的影響，是保證規(guī)程設計質量的重要環(huán)節(jié)。機床和工藝裝備的選擇應在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質量的前提下，與生產批量和生產節(jié)拍想適應，并應優(yōu)先考慮采用標準化的工藝裝備和充分領用現 有條件，以降低生產準備費用。工件路線的優(yōu)劣，對零件的加工質量、生產效率、生產成本以及工人的勞動 強度，都有很大的影響。滿足要求的加工方法可能會有多種，再結合其他條件，最后確定一種。一般來說，整個加工過程可分為粗加工、半精加工、精加工等幾個階段。一般精加工取背吃刀量 。 在普通機床上加工工件時，對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、走刀路線與切削用量等，在很大程度上都是操作工人根據自己的實踐經驗和習慣自行考慮和決定的，并可以根據實際加工情況隨時進行調整，一般無需工藝人員在設計規(guī)程時做過多的 規(guī)定。 在通用機床加工時 ,許多具體的工藝問題可以由操作工人根據自己的實踐經驗和習慣自行考慮和決定 ,在加工工藝設計時一般無需進行過多的規(guī)定；而在數控加工時 ,這些具體的工藝問題 ,不僅成為數控工藝設計時必須認真考慮的內容 ,而且必須做出正確的選擇并編入到加工程序中。編程員必須具備較扎實的工藝基本知識和較豐富的實際工作經驗。 (2)刀 具的選擇。如在數控車床上加工零件時 ,可將對刀點定在零件的回轉中心上；在加工中心上加工以孔定位的工件時 ,可將孔的中心作為對刀點。 工藝路線 的擬訂 加工路線的制定直接關系到數控機床的使用效率、加工精度、刀具數量和經濟性等問題 ,應盡量做到工序集中、工藝路線最短、輔助時間最少。切削用量包括主軸轉速、進給速度和切削深度 ,切削用量的參數都應在加工程序中反映 ,其具體值可根據數控機床的工藝特性、參考切削用量手冊并結合實踐經驗確定。 進給速度應根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。 傳統(tǒng)加工工藝分析 下面主要對圖 41 的加工方法的選擇、加工階段的劃分、定位基準的選擇、加工順序的安排、工藝規(guī)程的制定等進行分析。 2)靠模車削法：即中拖板的進給由靠模實現。因為軸類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對軸線的垂直度是相互位置精度的 主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準重合原則。以內徑定心的花鍵，其內徑和鍵側均需進行磨削加工。 3 鉗 研磨兩端中心孔 車床 4 車 雙頂尖裝夾，半精車大端，直徑留余量 。該零件表面由圓柱面、圓錐面、順圓弧、逆圓弧及螺紋組成，且有較高的精度和表面粗糙度要求，特別是 R1R3 的粗糙度要求較高，其表面粗糙度值為 m。 YCK400 數控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機床數控系統(tǒng)就會自動確定其進給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其進給路線（但精車的進給路線需要人為確定）。 ③ T03：切槽刀，刀寬取 3mm，用于切槽。 ②主軸轉速的選擇 車直線和圓弧時，根據車床和刀具允許的切削速度選粗車切削速度 =90m/min、精車切削速度 =120m/min，然后利用公式 =π dn/1000 計算主軸轉速 n（粗車直徑 D=40 ㎜ ，精車工件直徑取平均值）：粗車 750r/min、精車 1200 r/min。外圓粗車刀 750r/min 300 ㎜ /min ㎜ /r 精車外輪廓 T02 90176。下面通過以下幾點進行比較： 設備比較 數控機床的應用隨著數控技術的發(fā)展越來越廣泛，不同的數控裝置，不同的機床設備，其應用范圍各不相同。直接通過人工操作，從而實現零件的加工。傳統(tǒng)工藝加工方式下，因機床加工能力的限制，一般需要多次裝夾才能完成零件圖紙要求的精度。所以，在數控加工的工藝設計中必須注意加工過程中的每一個細節(jié)。而在數控加工時，原本在普通機床上由操作工人靈活掌握并可通過適時調整來處理的上述工藝問題，不僅成為數控工藝設計時必須認真考慮的內容，而且編程人員必須事先設計和安排好并做出正確的選擇編入加工程序中。 由于數控機床本身具有很高的重復定位精度，又是按所編程自動完成加工的，消除了操作者的各種人為誤差，提高了同批工件加工尺