【正文】 而在數(shù)控加工時(shí)，原本在普通機(jī)床上由操作工人靈活掌握并可通過適時(shí)調(diào)整來處理的上述工藝問題，不僅成為數(shù)控工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮的內(nèi)容，而且編程人員必須事先設(shè)計(jì)和安排好并做出正確的選擇編入加工程序中。傳統(tǒng)工藝加工方式下，因機(jī)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。下面通過以下幾點(diǎn)進(jìn)行比較： 設(shè)備比較 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展越來越廣泛，不同的數(shù)控裝置，不同的機(jī)床設(shè)備，其應(yīng)用范圍各不相同。 ②主軸轉(zhuǎn)速的選擇 車直線和圓弧時(shí)，根據(jù)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(jì)算主軸轉(zhuǎn)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。 YCK400 數(shù)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(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)確定其進(jìn)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(jìn)給路線（但精車的進(jìn)給路線需要人為確定）。 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 。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對(duì)軸線的垂直度是相互位置精度的 主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原則。 傳統(tǒng)加工工藝分析 下面主要對(duì)圖 41 的加工方法的選擇、加工階段的劃分、定位基準(zhǔn)的選擇、加工順序的安排、工藝規(guī)程的制定等進(jìn)行分析。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度 ,切削用量的參數(shù)都應(yīng)在加工程序中反映 ,其具體值可根據(jù)數(shù)控機(jī)床的工藝特性、參考切削用量手冊并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。如在數(shù)控車床上加工零件時(shí) ,可將對(duì)刀點(diǎn)定在零件的回轉(zhuǎn)中心上；在加工中心上加工以孔定位的工件時(shí) ,可將孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。編程員必須具備較扎實(shí)的工藝基本知識(shí)和較豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。 在普通機(jī)床上加工工件時(shí)，對(duì)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(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮和決定的，并可以根據(jù)實(shí)際加工情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，一般無需工藝人員在設(shè)計(jì)規(guī)程時(shí)做過多的 規(guī)定。一般來說，整個(gè)加工過程可分為粗加工、半精加工、精加工等幾個(gè)階段。工件路線的優(yōu)劣，對(duì)零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動(dòng) 強(qiáng)度，都有很大的影響。正確確定毛坯有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義，它不但影響 毛坯制造的工藝和費(fèi)用，而且對(duì)零件機(jī)械加工工藝過程也有極大的影響，是保證規(guī)程設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。在一個(gè)工步中，當(dāng)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(shí)，則每切去一層材料稱為一次走刀。 安裝 工件加工前，使其在機(jī)床或夾具中占 據(jù)一正確而固定位置的過程稱為安裝。它包括毛坯制造、零件加工、熱處理、質(zhì)量檢驗(yàn)和機(jī)器裝配等。又在“七五”、“八五”、“九五”期間對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行重大科技項(xiàng)目攻關(guān)，取得了重大成果。因此縮短切削加工時(shí)間，對(duì)提高生產(chǎn)率起著重要的作用。 25 加工工藝內(nèi)容比較 14 傳統(tǒng)加工工藝分析 4 工位 I 數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝比較 目錄 摘要 13 第四章 螺紋軸傳統(tǒng)加工工藝與數(shù)控加工工藝實(shí)例 16 制定工藝規(guī)程 24 加工工藝工序比較 目前，大多數(shù)工廠在生產(chǎn)中憑經(jīng)驗(yàn)或參考切削用量手冊來選擇切削用量，這往往達(dá)不到切削參數(shù)的最優(yōu)選。代表我國當(dāng)前數(shù)控機(jī)床水平的中華 1型、航天 1型數(shù)控系統(tǒng)已能夠向國內(nèi)各機(jī)床制造廠配套自身的數(shù)控系統(tǒng)所需的伺服系統(tǒng)，還應(yīng)用于一些老設(shè)備的技術(shù)改造。而為保證工藝過程正常進(jìn)行所需的刀具、夾具制造 ,機(jī)床調(diào)整維修等則屬于輔助過程。在一道工序中，工件可能安裝一次，也可能安裝幾次。一個(gè)工步可以包括一次或幾次走刀。 常用機(jī)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。通常，具體擬定是，往往設(shè)定幾個(gè)工藝路線方案，經(jīng)分析比較后，選擇其中最優(yōu)的一個(gè)方案。加工精度和表面質(zhì)量要求較高時(shí)，還可以增設(shè)光整加工和超精加工階段。而在數(shù)控加工時(shí)，數(shù)控機(jī)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(dòng)完成的，這些具體的工藝問題，不僅成為數(shù)控工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮的內(nèi)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(shí)調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時(shí)就轉(zhuǎn)變?yōu)榫幊倘藛T必須事先設(shè)計(jì)和安排的內(nèi)容。 ??? (3)注意加工的適應(yīng)性。 (2)在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上 ,可使工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心與夾具的對(duì)稱中心重合 ,把對(duì)刀點(diǎn)定在重合的中心線上 ,工作臺(tái)不論怎樣轉(zhuǎn)動(dòng) ,中心線始終保持 一致 ,即基準(zhǔn)始終保持一致。 背吃刀量（切削深度）的選擇應(yīng)根據(jù)加工余量確定。由圖 4— 1 可知，該工件材料是 45 鋼，無熱處理及硬度要求。而且由于多數(shù)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(gè)外圓和端面，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 調(diào)頭，雙頂尖裝夾，半精車小端，螺紋大徑車到 216。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給。車螺紋時(shí)，根據(jù) ??? P 為螺紋導(dǎo)程， K 為安全系數(shù)， K 一般取 80,計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 n=320 r/min。專用機(jī)床的生產(chǎn)批量大，復(fù)雜程度相對(duì)簡單；普通機(jī)床的生產(chǎn)批量小，復(fù)雜程度簡單；數(shù)控機(jī)床適用于小批量生產(chǎn)，復(fù)雜程度較高，用如圖 32 所示進(jìn)行比較。數(shù)控機(jī)床上可以在一次裝夾狀態(tài)下加工多個(gè)面，大大降低了因多次安裝帶來的誤 差。數(shù)控工藝不僅包括詳細(xì)描述的切削加工步驟，而且還包括工夾具型號(hào)、規(guī)格、切削用量和其他特殊要求的內(nèi)容以及標(biāo)有數(shù)控加工坐標(biāo)位置的工序圖等，在自動(dòng)編程中更需要確定詳細(xì)的各種工藝參數(shù)。用通用機(jī)床加工時(shí)，許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀及尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上都是由操作工人根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮和決定的，一般無須工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也 可由試切保證。傳統(tǒng)工藝中工序多，要多次安裝才能達(dá)到零件的要求，使用的設(shè)備多。數(shù)控加工工藝通過裝夾一次就可以加工出合格的零件，減少了多次裝夾帶來的誤差，數(shù)控機(jī)床的加工精度高，加工效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。用硬質(zhì)合金螺紋刀低速 7 次進(jìn)給車削，每次切削吃刀深度（半徑值）分別為 = ㎜ ， = = =， = = =。 ②先車削工件右端面（對(duì)刀前手動(dòng)完成），并以此端面的中心作為原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系； ③采用 G71 功能對(duì)工件進(jìn)行外形粗車，然后用 G70 進(jìn)行精車； ④進(jìn)行切槽加工； ⑤采用循環(huán)指令功能車削螺紋； 第 19 頁 共 38 頁 ⑥切斷工件。 第 17 頁 共 38 頁 表 41（ 續(xù)） 調(diào)頭，切斷，鉆中心孔。 選擇定位基準(zhǔn) 軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。以下分別對(duì)螺紋軸進(jìn)行兩種工藝分析比較。 切削用量的合理選擇 數(shù)控加工的質(zhì)量、效率和生產(chǎn)成本 ,在很大程度上取決于切削用量的合理選擇。對(duì)刀點(diǎn)一般可按以下原則進(jìn)行選擇 : (1)加工精度要求不高時(shí) ,可直接用工件上或夾具上的某些表面作為對(duì)刀面；加工精度要求較高時(shí) ,對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。 工藝方案的好壞不僅會(huì)影響數(shù)控機(jī)床效率的發(fā)揮，而且將直接影 響到零件的加工質(zhì)量。數(shù)控加工是數(shù)控機(jī)床按照事先編好的加工程序自動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工的過程。 加工階段的劃分 當(dāng)加工零件的質(zhì)量要求比較高時(shí)，往往不可能在一兩個(gè)工序中完成全部的加工 工作，而必須分幾階段來進(jìn)行加工。 ??? 第 8 頁 共 38 頁 工藝路線的擬定 擬定工藝路線是工藝規(guī)程的關(guān)鍵步驟。 3) 確定毛坯的種類及其制造方法 毛坯是由原材料變成零件過程的第一步。 圖 12 多工位加工 圖 13 復(fù)合工步 走刀 走刀是指切削工具在加工表面上切削一次所完成的那部分工藝過程。若階梯軸的精度和表面粗糙度要求不高，單間小批量生產(chǎn)時(shí)，其工藝過程見表 11；大批量生產(chǎn)時(shí)，其工藝過程見表 12。機(jī)械制造過程中，凡是直接改變零件形狀、尺寸、相對(duì)位置關(guān)系和性能等，使其成為成品或半成品的過程，稱為機(jī)械制造工藝過程。從美國、德國等國家引進(jìn)了一些新技術(shù)。近年來，隨著數(shù)控技術(shù)的普遍應(yīng)用，以及各種先進(jìn)制造技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)輔助時(shí)間大大降低。 26 第五章 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 11 對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 4 工步 9 第三章 數(shù)控加工工藝 運(yùn)用現(xiàn)代切削理論、數(shù)學(xué)建模和模型分析方法尋求切削參數(shù)的最優(yōu)組合，是切削參數(shù)選擇的一個(gè)重要方向。目前，我國的 機(jī)床工業(yè)正從生產(chǎn)大國逐漸變?yōu)闄C(jī)床強(qiáng)國，主要體現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量不斷發(fā)展和提高。通常 ,機(jī)械加工是獲得機(jī)器零件的最主要手段。表 11 中的工序 1 和 2 都是兩次安裝，而工序 3 以及表 12 中的各道工序中都是一次安裝。 ??? 如圖 14 所示為工序、安裝、工位、工步和走刀的關(guān)系示意圖。零件的毛坯種類有的在圖紙上明確，如焊接件。 選擇加工方法的基本原則是：既要保證零件的加工質(zhì)量，又要使加工成本低。加工過程中將粗、精加工分開進(jìn)行，有粗到精使逐步到達(dá)所要求的精度水平。 數(shù)控加工工藝的內(nèi)容 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要把被加工的零件的全部數(shù)控加工工藝過程、工藝參數(shù)和軌跡數(shù)據(jù)，以信息的形式記錄在控制介質(zhì)上，用控制介質(zhì)上的信息來控制機(jī)床，實(shí)現(xiàn)零 件的全部數(shù)控加工過程。 根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn) ,正確選擇加工方法和加工對(duì)象。 (3)對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)便于坐標(biāo)值的計(jì)算 ,并使對(duì)刀方便。主要受機(jī)床、刀具和工件系統(tǒng)剛度的制約，在系 統(tǒng)剛度允許的情況下，應(yīng)盡量選擇較大的背吃刀量。該零件表面由圓柱面、圓錐面、順圓弧、逆圓弧及螺紋組成，且有較高第 15 頁 共 38 頁 的精度和表面粗糙度要求，特別是 R1 R3 的粗糙度要求較高，其表面粗糙度值為 。粗加工外圓時(shí)，為提高工件剛度，則采用軸外圓表面為定位基面，或以外圓和中心孔同作定位基面，即一夾一頂。16mm，其余直徑留余量。 3）刀具的選擇 ① T01： 90176。 ③進(jìn)給速度的選擇 選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，再根據(jù)加工的實(shí)際情況確定粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。 第 24 頁 共 38 頁 數(shù)控機(jī)床采用全封閉或半封閉防護(hù)裝置，防止了切屑或切削液飛出給操作者帶來意外傷害而普通機(jī)床沒有具備這種功能；數(shù)控車床大都采用斜床身結(jié)構(gòu)布局，排屑方便，便于采用 自動(dòng)排屑機(jī)；數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速高，工件裝夾安全可靠；數(shù)控車床大都采用了液壓卡盤，夾緊力調(diào)整方便可靠，同時(shí)也降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；數(shù)控機(jī)床采用自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，在加工過程中可自動(dòng)換刀，能連續(xù)完成多道工序的加工。數(shù)控加工一個(gè)零件，工序雖只有一道，但加工過程仍是一步一步進(jìn)行，粗加工、精加工一道完成，這一步一步的加工就稱為“工步”。 加工精度比較 數(shù)控機(jī)床是高度綜合的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是由精密機(jī)械和自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成的。 加工工藝內(nèi)容比較 數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體、詳細(xì)，傳統(tǒng)加工工藝內(nèi)容一