【文章內(nèi)容簡介】 多坐標(biāo)聯(lián)動自動控制加工復(fù)雜表里面 中北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 第 10 頁 共 41 頁 對于復(fù)雜的表面或者特殊要求的表面，數(shù)控加工與普通加工有著根本不同的方法，尤其對于曲線和曲面的加工，數(shù)控機(jī)床采用多軸聯(lián)動，其加工質(zhì)最和加工效率是無法比擬的。 4．采用先進(jìn)的工藝裝備 數(shù)控加工中廣泛的采用先進(jìn)的數(shù)控刀具、組合夾具等多種工藝裝備是為了滿足數(shù)控加工中高質(zhì)量、高柔性、高效率的要求。 5．工序集中 由于現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床有多種特點(diǎn)，例如精度高、剛性人、切削參數(shù)范圍廣、刀庫容最大及多坐標(biāo)、多工位等特點(diǎn)。所以一次裝夾可以完成多個表面的多種加工，更甚者而言可以再工作臺上裝夾多個相同或相似的工件進(jìn)行加工近而減少了加工設(shè)備、縮短工藝路線和生產(chǎn)周期、工裝工件的運(yùn)輸工作量。 數(shù)控加工工藝加工階段的劃分 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時，一道工序并不能滿足要求，所以通常通過集中甚至更多工序逐步達(dá)到所需求的加工質(zhì)量。通常按工序性質(zhì)的不同分為：粗加工、半精加工、精加工、光整加工，這樣是為了為保證加工質(zhì)量和合理的使 用設(shè)備、人力、物力，零件的加工過程。 1．粗加工階段 —— 主要任務(wù)是切除各表面上的大部分余量，其關(guān)鍵問題是提高其生產(chǎn)效率。 2．半精加工階段 —— 完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做準(zhǔn)備。 3．精加工階段 —— 保證各主要表面達(dá)到圖樣要求，其主要問題是如何保證加工質(zhì)量。 4．光整加工階段 —— 對于表面粗糙度要求很細(xì)和尺寸精度要求很高的表面，還需要進(jìn)行光整加工階段。這個階段的主要目的是提高表面質(zhì)量，一般不能用于提高形狀精度和位置精度。常用的加工方法有金剛車（鏜）、研磨、珩磨、超精加工、鏡面磨、拋光及無屑加 工等。 劃分加工階段的原因： 中北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 第 11 頁 共 41 頁 。 粗加工時，由于加工余量大，所受的切削力、夾緊力也大，將引起較大的變形，如果不劃分階段連續(xù)進(jìn)行粗精加工，上述變形來不及恢復(fù)，將影響加工精度。所以，需要劃分加工階段，使粗加工產(chǎn)生的誤差和變形，通過半精加工和精加工予以糾正，并逐步提高零件的精度和表面質(zhì)量。 。 粗加工要求采用剛性好、效率高而精度較低的機(jī)廢，精加工則要求機(jī)廢精度高。劃分加工階段后，可避免以精干粗，可以充分發(fā)揮機(jī)廢的性能，延長使用壽命。 3．便于安排熱處理工序，使冷熱加工工 序配合的更好。 粗加工后，一般要安排去應(yīng)力的時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。精加工前要安排淬火等最終熱處理，其變形可以通過精加工予以消除。 4．有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷（如鑄件的砂眼氣孔等）。 粗加工時去除了加工表面的大部分余量，若發(fā)現(xiàn)了毛坯缺陷，及時予以報(bào)廢，以免繼續(xù)加工造成工時的浪費(fèi)。 應(yīng)當(dāng)指出：加工階段的劃分不是絕對的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的剛性來決定。一般說來，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應(yīng)越細(xì)；當(dāng)工件批量小、度要求不太高、工件剛性較好時也可以不分或少分階段：重型零件由于輸送及裝 夾困難，一般在一次裝夾下完成粗精加工為了彌補(bǔ)不分階段廢來的弊端，常常在粗加工工步后松開工件，然后以較小的夾緊力重新夾緊，冉繼續(xù)進(jìn)行精加工工步。 工序劃分的原則 通過采用兩種不同原則來采用工序的劃分，即工序集中原則和工序分散原則。 1．工序集中原則。 中北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 第 12 頁 共 41 頁 工序集中原則是指在每道工序中，盡可能多包括盡可能多的加工內(nèi)容，為了使工序的總數(shù)減少。工序集中原則的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：減少工序數(shù)目，縮短工序路線，簡化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作：減少工件裝夾次數(shù)，不僅保證了各加工表面間的相互位置精度，而且減少了夾具數(shù)量和裝夾工件 的輔助時問；有利于采用高效的專用設(shè)備和數(shù)控機(jī)床，提高生產(chǎn)效率；減少機(jī)床數(shù)量、操作工人數(shù)和占地面積。但專用設(shè)備和工藝裝備也有其缺點(diǎn)，如：調(diào)整維修比較麻煩、投資大、生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。 。 加工工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容很少。采用工序序分散原則的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：加工設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)較為簡單，維修方便，操作簡單，轉(zhuǎn)產(chǎn)容易，更加合理的選擇的切削用量，減少機(jī)動時問。但是工藝路線較長．設(shè)備及工人人數(shù)多，占地面積相對而言比較大。 工序劃分的方法 工序集中的劃分原則 在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按工序集中的原則劃分工序，劃分的方法有以下幾種： 1．按所使用刀具劃分。 以同一把刀具完成的工藝過程作為一道工序，這種劃分方法適用于工件的待加工表面較多的情形。加工中心常采用這種方法完成。 2．按工件安裝次數(shù)劃分。 以零件一次裝夾能夠完成的工藝過程作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容不多的零件，在保證零件加工質(zhì)量的前提下，一次裝夾完成全部的加工內(nèi)容。 3．按粗精加工劃分。 根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等諸多因素來劃分工序時，可以按照粗，精加工分開 的原則來劃分工序，即先粗加工，后精加工。 中北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 第 13 頁 共 41 頁 4．按加工部位劃分。 將完成相同型面的那一部分工藝過程作為一道工序。對于加工表面多而且比較復(fù)雜的零件，應(yīng)合理安排數(shù)控加工、熱處理和輔助工序的順序，并解決好工序問的銜接問題。 機(jī)械加工工序順序的安排原則： 在安排加工順序時一般應(yīng)遵循以下原則： l．先基準(zhǔn)面后其它。 應(yīng)首先安排被選作精基準(zhǔn)的表面的加工，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，安排其它表面的加工，該原則還有另外一層意思，是指精加工前應(yīng)先修一下精基準(zhǔn)。例如，精度要求高的軸類零件，第一道加工工序就是 以外圓面為粗基準(zhǔn)加工兩端面及頂尖孔，再以頂尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工開始前首先要修整頂尖孔，以提高軸在精加工時的定位精度，然后再安排各外圓面的精加工。 2．先粗后精。 這是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。 3．先主后次。 主要表面一般指零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面和重要工作面。這些表面是決定零件質(zhì)量的主要因素，對其進(jìn)行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工精度。在安攤好主要表面加工順序后，常常從加工的方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，安排次要表面的加 工。 。 這主要是指箱體和支架類零件的加工而言。一般這類零件上既有平面，又有孔或孔系，這時應(yīng)先將平面（通常是裝配基準(zhǔn)）加工出來，再以平面為基準(zhǔn)加上孔或孔系。此外，在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀。此時也應(yīng)先加工面，再加工孔，以避免上述情況的發(fā)生。 粗基準(zhǔn)的選擇 中北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 第 14 頁 共 41 頁 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 1．保證各重要支承孔的加工余最均勻。 2．保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。 3．要求工件加工表面與不加工表面有一定的位置精度。 選擇原則如下： 1．相互位置要求原則。 選取與加工表面相互 精度要求較高的不加工面作為粗基準(zhǔn)，以保證不加工面與加工面的位置要求。 2．加工余量合理分配原則。 對所有加工面都需要加工的零件，應(yīng)該按加工余量最小的找正，這樣不會因?yàn)槲恢闷铺〉牟课患庸げ怀鰜怼? 3．重要表面原則。 為保證重要表面的加工余景，應(yīng)選擇重要表面作為粗基準(zhǔn) 4．不重復(fù)使用原則。 粗基準(zhǔn)未經(jīng)加工，表面精度較低，二次安裝，位置不一樣，所以一般才不重復(fù)使用。 。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇變速箱的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。以限制工件的 四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后在用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余最一定是均勻的。由于孔的位置，與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就問接保證了孔與箱壁的相對位置。 精基準(zhǔn)的選擇 中北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 第 15 頁 共 41 頁 從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速箱箱體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速箱箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。頂面有兩個定位銷孔， 故采用一面兩孔定位。 精基準(zhǔn)的選擇原則： 1．基準(zhǔn)重合原則。 即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣可以避免基準(zhǔn)不重合誤差 2．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 同一零件多道工序選用同一基準(zhǔn)，這樣既能保證加工面間的相互位置精度，避免或減少因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化引起的誤差，而減少夾具的制造與設(shè)計(jì)工作，降低成本，縮短周期。 3．自為基準(zhǔn)原則。 精加工或光整加工工序要求與量小而均勻，選擇加工表面自身作為基準(zhǔn)。 4．互為基準(zhǔn)原則。 為使個加工表面之間有較高的位置精度，或各加工表面余景均勻，可選擇兩個表面相互作為基準(zhǔn)。 5．便于 裝夾原則。 切削用量的選取一般步驟 1．背吃刀量的選擇 粗加工：根據(jù)工件的加工余量來確定，除留下精加工余最外能全部切除全不切除。余量可達(dá) 8lOmm。當(dāng)切削余最較大、工藝系統(tǒng)過低、機(jī)床功率不足、刀具強(qiáng)度不夠或斷續(xù)切削的沖擊強(qiáng)度較大時，可分多次進(jìn)給。切削表皮有硬皮的鑄、鍛時應(yīng)盡量使背吃量大干硬皮層的厚度，以保護(hù)刀尖