【文章內(nèi)容簡介】 分工序劃分的原則：　　在數(shù)控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。①保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會(huì)在一次裝夾中全部完成。 為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，則應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行。②提高生產(chǎn)效率原則。為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，應(yīng)將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再換另一把刀來加工其他部位，同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程。 熱處理工序的安排 為了提高零件的力學(xué)性能，改善材料的切削加工性能和消除殘余應(yīng)力，在工藝過程中需要適當(dāng)安排一些熱處理工序。(1)預(yù)備熱處理 預(yù)備熱處理安排在粗加工前后，其目的是改善材料的切削加工性能，消除毛坯應(yīng)力，細(xì)化晶粒，均勻組織，為最終熱處理做準(zhǔn)備等，常用的熱處理方法有退火、正火和調(diào)質(zhì)等。(2)除殘余應(yīng)力熱處理 由于毛坯在制造和機(jī)械加工過程中，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)引起工件的變形和開裂，為穩(wěn)定尺寸、保證產(chǎn)品的質(zhì)量，所以要安排消除內(nèi)應(yīng)力處理，常用的方法有時(shí)效處理和深冷處理?；窗残畔⒙殬I(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8目前，對鑄件常用人工時(shí)效代替自然時(shí)效，時(shí)效通常安排在毛坯制造之后或粗加工之后。對于精度要求特別高的零件，在粗加工和半精加工過程中要經(jīng)過多次去應(yīng)力退火，在粗精磨過程中還要經(jīng)過多次人工時(shí)效。深冷處理一般安排在淬火之后進(jìn)行，然后回火，但是為了防止內(nèi)應(yīng)力過大產(chǎn)生的裂紋，在淬火之后先回火，然后進(jìn)行深冷處理，繼續(xù)以稍低的溫度進(jìn)行第二次回火。(3)處理 最終熱處理的目的是提高零件的溫度，表面硬度和耐磨性等。一般安排在精加工之前進(jìn)行，以便通過精加工糾正熱處理引起的變形，常用的熱處理方法有淬火，表面淬火，滲碳，滲氮和碳氮共滲等。 輔助工序的安排輔助工序一般包括去毛刺、倒棱、清洗、防銹等。若輔助工序安排不黨或遺漏，將會(huì)給后備工序造成困難，甚至是影響產(chǎn)品的質(zhì)量，所以對輔助工序的安排必須給以足夠的重視。 工序間的銜接 有些工件的加工是由普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床共同完成的。數(shù)控機(jī)床的加工工序一般都穿插在整個(gè)加工工藝過程之間，因此要注意解決好數(shù)控加工工序與非數(shù)控加工工序的銜接問題。例如，對毛坯熱處理的要求，作為定位基準(zhǔn)和面的精度是否滿足要求，是否為下道工序留有加工余量，留多大等，都應(yīng)銜接好，以免產(chǎn)生矛盾。 數(shù)控加工工藝規(guī)程的制定 零件圖的工藝性分析(1)零件結(jié)構(gòu)工藝性分析　　在數(shù)控車削加工中，對零件圖進(jìn)行工藝分析的主要內(nèi)容包括進(jìn)行尺寸標(biāo)注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術(shù)要求分析。此外還應(yīng)分析零件結(jié)構(gòu)和加工要求的合理性，選擇工藝基準(zhǔn)。 　?、俪叽鐦?biāo)注方法分析 　　零件圖上的尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床的加工特點(diǎn)，以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，可考慮在不影響零件精度的前提下選擇統(tǒng)一的工藝基準(zhǔn)。計(jì)算轉(zhuǎn)化各尺寸，以簡化編程計(jì)算。 　?、谳喞獛缀我胤治?　　在手工編程時(shí)，要計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。在自動(dòng)編程時(shí)要對零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在零件圖分析時(shí)，要分析幾何元素的給定條件是否充第一章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)概述 9分。 　?、劬群图夹g(shù)要求分析 　　對被加工零件的精度和技術(shù)進(jìn)行分析，是零件工藝性分析的重要內(nèi)容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內(nèi)容包括：分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理；分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達(dá)到圖紙要求，若達(dá)不到，允許采取其他加工方式彌補(bǔ)時(shí)，應(yīng)給后續(xù)工序留有余量；對圖紙上有位置精度要求的表面，應(yīng)保證在一次裝夾下完成；對表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)采用恒線速度切削（注意：在車削端面時(shí)，應(yīng)限制主軸最高轉(zhuǎn)速)。(2)選擇數(shù)控車削得加工內(nèi)容數(shù)控車削加工工藝是采用數(shù)控車床加工零件時(shí)所運(yùn)用的方法和技術(shù)手段的總和。其主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：①選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容；②對零件圖紙進(jìn)行數(shù)控車削加工工藝分析；③工具、夾具的選擇和調(diào)整設(shè)計(jì)；④工序、工步的設(shè)計(jì)；⑤加工軌跡的計(jì)算和優(yōu)化；⑥數(shù)控車削加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改；⑦首件試加工與現(xiàn)場問題的處理；⑧編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件；總之，數(shù)控加工工藝內(nèi)容較多，有些與普通機(jī)床加工相似。(3)零件毛坯的工藝性分析數(shù)控車削加工時(shí)，由于是自動(dòng)化加工，除要求毛坯的余量要充分、均勻，毛坯裝夾要方便、可靠外，還應(yīng)注意到數(shù)控車削中最難保證的是加工面與非加工面之間的尺寸。如果已確定或準(zhǔn)備采用數(shù)控車削，就應(yīng)事先對毛坯的設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的修改或在設(shè)計(jì)時(shí)就充分加以考慮，即在零件圖注明的非加工表面處也增加適當(dāng)?shù)挠嗔俊７駝t毛坯將不適合數(shù)控車削，加工很難進(jìn)行下去。因此，只要準(zhǔn)備采用數(shù)控銑削加工，就應(yīng)在對零件圖進(jìn)行工藝分析后，結(jié)合數(shù)控車削的特點(diǎn)，對零件車削的特點(diǎn)，對零件毛坯進(jìn)行工藝分析。 裝夾方案的確定(1)定位基準(zhǔn)的選擇①精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件的加工精度，特別是加工表面的相互位置精度來考慮，同時(shí)也必須盡量使裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單可靠。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循以下原則：1)“基準(zhǔn)重合”原則 即應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。2)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 即在加工工件的多個(gè)表面時(shí)，盡可能使用同一組定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，這樣便于保證各加工表面的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差，并能簡化夾具的設(shè)計(jì)與制造?；窗残畔⒙殬I(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 103)“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)加工表面相互位置精度以及它們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時(shí)，可以采用互為基準(zhǔn)的原則，反復(fù)多次進(jìn)行加工。4)“自為基準(zhǔn)”原則 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，在加工時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，而該表面與其他表面之間的位置精度則由先行工序保證。②粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇主要影響不加工表面與加工表面之間的相互位置精度以及加工表面的余量分配。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循的原則是：1)如果必須保證工件上加工表面與不加工表面之間的相互位置精度要求，則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)。如果工件上有多個(gè)不加工表面，則應(yīng)以其中與加工表面要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。2)若必須首先保證工件上某重要表面加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。3)選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡量平整光潔，不應(yīng)有飛邊、澆冒口等缺陷。4)粗基準(zhǔn)一般只使用一次。數(shù)控機(jī)床加工在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)除了遵循以上原則外，還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：①應(yīng)盡可能在一次裝夾中完成所有能加工表面的加工，為此要選擇便于各個(gè)表面都能加工的定位方式。如對于箱體零件，宜采用一面兩銷的定位方式，也可采用以某側(cè)面為導(dǎo)向基準(zhǔn)，待工件夾緊后將導(dǎo)向元件拆去的定位方式。②如果用一次裝夾完成工件上各個(gè)表面加工，也可直接選用毛面作定位基準(zhǔn)，只是這時(shí)毛坯的制造精度要求更高一些。(2)夾具選用原則①在生產(chǎn)類型為批量較小或單件試制時(shí)，若零件復(fù)雜應(yīng)采用組合夾具。②在生產(chǎn)類型為中批量或批量生產(chǎn)時(shí)，一般用專用夾具，其定位效率較高且穩(wěn)定可靠。③在生產(chǎn)批量較大時(shí)，可考慮采用多工位夾具、機(jī)動(dòng)夾具，如液壓、氣壓夾具。(3)夾具的選擇數(shù)控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數(shù)，以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件，通常以零件自身的外圓柱面作定位基準(zhǔn)；對于套類零件，則以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)。數(shù)控車床夾具除了使用通用的三爪自動(dòng)定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動(dòng)及氣動(dòng)夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實(shí)際操作時(shí)應(yīng)合理選擇 。第一章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)概述 11 切削用量的選擇數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量 ap、主軸轉(zhuǎn)速 S（或切削速度υ）及進(jìn)給速度 F（或進(jìn)給量 f ） 。 　　切削用量的選擇原則，合理選用切削用量對提高數(shù)控車床的加工質(zhì)量至關(guān)重要。確定數(shù)控車床的切削用量時(shí)一定要根據(jù)機(jī)床說明書中規(guī)定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時(shí)，首先考慮在機(jī)床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量 ap；其次選擇較大的進(jìn)給量 f；最后再根據(jù)刀具允許的壽命確定一個(gè)合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數(shù)，提高加工效率，增大進(jìn)給量有利于斷屑。精車時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉(zhuǎn)速 S(r/min )可根據(jù)切削速度 υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D 為工件或刀／具直徑 mm)計(jì)算得出，也可以查表或根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。 刀具選擇的基本要求刀具的使用壽命除與刀具材料相關(guān)外，還與刀具的直徑有很大的關(guān)系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產(chǎn)率的有效措施。數(shù)控車削常用的刀具一般分為 3 類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。 　　(1)尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構(gòu)成，如外圓偏刀、端面車刀等。這類車刀加工零件時(shí)，零件的輪廓形狀主要由一個(gè)獨(dú)立的刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到。 　　(2)圓弧形車刀。除可車削內(nèi)外圓表面外，特別適宜于車削各種光滑連接的成型面。其特征為：構(gòu)成主切削刃的刀刃形狀為一 圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃的每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，因此刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。 　　(3)成型車刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀時(shí)間和方便對刀，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化。數(shù)控車削加工中，應(yīng)盡量采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀。 進(jìn)給路線的確定確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，因精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。 進(jìn)給路線泛指刀具從對刀點(diǎn)（或機(jī)床固定原點(diǎn)）開始運(yùn)動(dòng)起，直至返回該點(diǎn)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?；窗残畔⒙殬I(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的進(jìn)給路線，不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損等。 數(shù)控加工工藝分析的步驟與方法程序編制人員在進(jìn)行工藝分析時(shí)，要有機(jī)床說明書、編程手冊、切削用量表、標(biāo)準(zhǔn)工具、夾具手冊等資料，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等。此外，編程人員應(yīng)不斷總結(jié)、積累工藝分析方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，編寫出高質(zhì)量的數(shù)控加工程序。 機(jī)床的合理選用 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，一般有兩種情況。第一種情況：有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工該零件的數(shù)控機(jī)床。第二種情況：已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床，要選擇適合在該機(jī)床上加工的零件。無論哪種情況，考慮的因素主要有，毛坯的材料和類、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等。概括起來有三點(diǎn)：：①要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。②有利于提高生產(chǎn)率。③盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費(fèi)用)。 數(shù)控加工零件工藝性分析 工藝分析是數(shù)控車削加工的前期工藝準(zhǔn)備工作。工藝制定得合理與否，對程序的編制、機(jī)床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了編制出一個(gè)合理的、實(shí)用的加工程序，要求編程者不僅要了解數(shù)控車床的工作原理、性能特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)。掌握編程語言及編程格式，還應(yīng)熟練掌握工件加工工藝，確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應(yīng)遵循一般的工藝原則并結(jié)合數(shù)控車床的特點(diǎn)，認(rèn)真而詳細(xì)地進(jìn)行數(shù)控車削加工工藝分析。 加工方法的選擇與加工方案的確定 (1)加工方法的選擇 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對于IT7級(jí)精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達(dá)到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當(dāng)孔徑較大時(shí)則應(yīng)選擇鏜孔。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)際情況。常用加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊。 (2)加工方案確定的原則第一章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)概述 13 零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。 工序與工步的劃分 工序的劃分在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，一般工序劃分有以下幾種方式：工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序，在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。下面以加工中心為例來說明工步劃分的原則： ①同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)行。 ②對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的精度。因?yàn)殂娤鲿r(shí)切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，減少由變形引起的對孔