【文章內(nèi)容簡介】 工對(duì)象的批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求來決定。若工序按集中原則劃分的，對(duì)單件小批量生產(chǎn)，則應(yīng)選擇通用機(jī)床或數(shù)控機(jī)床，是用一臺(tái)數(shù)控機(jī)床來完成加工，還是選擇幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床來完成加工；對(duì)大批量生產(chǎn)，則應(yīng)選擇高效自動(dòng)化機(jī)床和多刀、多軸機(jī)床。若工序按分散劃分的，則應(yīng)選擇 結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床。 機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與工件的外形尺寸和加工表面的有關(guān)尺寸相適應(yīng)。即小工件則選小規(guī)格的機(jī)床加工，大工件則選大規(guī)格的機(jī)床加工。另外，所選用的數(shù)控機(jī)床必須能適應(yīng)被加工零件的形狀尺寸要求。這一點(diǎn)應(yīng)在被加工零件工藝分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行，如加工空間曲面形狀的葉片，往往要選擇四軸或五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床或加工中心。這里要請(qǐng)注意的是防止由于冗余功能而付出昂貴的代價(jià)。 機(jī)床的精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)。如精度要求低的粗加工工序，應(yīng)選用精度低的機(jī)床；精度要求高的精加工工序 ，應(yīng)選用精度高的機(jī)床。但機(jī)床的精度不能過低，也不能過高。機(jī)床精度過低，不能保證加工精度，機(jī)床精度過高，又會(huì)增加零 12 件的制造成本，應(yīng)根據(jù)加工精度要求合理選擇，保證有三分之一的儲(chǔ)備量。注意不要一味地追求不必要的高精度。 綜合考慮上述因素，在選擇機(jī)床時(shí)，應(yīng)充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，優(yōu)先考慮新技術(shù)、新工藝來提高生產(chǎn)效率。 1．工件的定位與夾緊方案的確定 在數(shù)控機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定，應(yīng)遵循定位基準(zhǔn)的選擇原則與工件夾緊的基本要求。此外，在數(shù)控機(jī)床上裝夾工件時(shí)應(yīng)考慮 以下幾個(gè)因素； （ 1）力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。應(yīng)防止過定位，箱體工件最好選擇一面兩銷作為定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)在數(shù)控機(jī)床上要細(xì)心找正。為了找正方便，有的機(jī)床，例如臥式加工中心工作臺(tái)側(cè)面，應(yīng)安裝專用定位板。 （ 2）盡量減少裝夾次數(shù)。盡可能在一次定位裝夾后就能加工妯全部或大部分待加工表面，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率。 （ 3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案，以免占機(jī)時(shí)間太多，影響加工效率。 2．夾具的選擇 數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求；一是要保證 夾具的坐標(biāo)方與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下幾點(diǎn)： (1)當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和欺其他通用夾具，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。 (2)在成批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。 (3)因?yàn)樵跀?shù)控機(jī)床上通常一次裝夾完成工件的全部工序，因此應(yīng)防止工件夾緊引起的變形造成工件加工不良。夾緊力應(yīng)靠近主要支承點(diǎn)，力求靠近切削部位。 (4)夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工，即夾具要開敞 ，加工部位開闊，夾具的定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的進(jìn)給（如產(chǎn)生碰撞等）。 (5)裝卸零件要快速、方便、可靠，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間，批量較大時(shí)應(yīng)考慮氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具。 13 刀具的合理選擇和使用，對(duì)提高數(shù)控加工效率、降低生產(chǎn)成本、縮短交貨期及加快新產(chǎn)品開發(fā)等到方面有十分重要的作用。國外有資料表明，刀具費(fèi)用一般占制造成本 %～ 4%，但它卻直接影響占制造成本 20%的機(jī)床用和 38%的人工費(fèi)用。如果進(jìn)給速度和切削速度提高 15%～ 20%，則可降低制造成本 10%～ 15%。這說明使用好刀具 會(huì)增加成本，但效率提高則會(huì)使機(jī)床費(fèi)用和人工費(fèi)用有很大降低，這正是工業(yè)發(fā)達(dá)國家制造業(yè)所采用的加工策略之一。 應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性質(zhì)、加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素正確選擇刀具及刀柄。刀具選擇的總原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)也采用各種高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具及其他一些專用刀具。此外應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，盡可能選用各種先進(jìn)刀具，如可轉(zhuǎn)位刀具、整體硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等 應(yīng)符合加工要求，刀具材料應(yīng)和工件材料相適應(yīng)。 在刀具性能上，數(shù)控機(jī)床加工所用刀具應(yīng)高于普通機(jī)床加工所用刀具。所以選擇數(shù)控機(jī)床加工刀具時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。 為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時(shí)，能采用大的背吃刀量和高速進(jìn)給，刀具必須具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。同時(shí)，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定，以便實(shí)現(xiàn)按刀具使用壽命換刀或由數(shù)控統(tǒng)對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理。 為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動(dòng)牛換刀等要求，刀具必須具有較高的精度。如有的整體式立銑刀的徑向尺 寸精度高達(dá) 等。 要保證數(shù)控加工中不會(huì)發(fā)生刀具意外損壞及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行，要求刀具 及與之組合的附件必須具有很具有很好的可靠性及較強(qiáng)的適應(yīng)性。 14 數(shù)控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應(yīng)具有比普通機(jī)床加工所用刀具更高的耐用度，以盡是減少更換或修磨刀具及對(duì)刀的次數(shù)，從而提高數(shù)控機(jī)床的加工效率及保證加工質(zhì)量。 在數(shù)控加工中，焗斷屑和排屑不像普通機(jī)床加工那樣，能及時(shí)收人工處理，切屑易纏繞在刀具和工件上，會(huì)損壞刀具和劃傷工件已加工不表面， 甚至?xí)l(fā)生傷人和設(shè)備事故，影響加工質(zhì)量和機(jī)床的順利、安全運(yùn)行，所以要求刀具應(yīng)具有較好如丘而止斷屑性能。 數(shù)控加工中，刀具刀們點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為進(jìn)給路線，刀稱走刀路線。它不但包括季工步的內(nèi)容，而且也反映出工步的順序。在普通機(jī)床加工中，進(jìn)給路線由操作者直接控制，工序設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮。但在數(shù)控加工中，進(jìn)給路線中由數(shù)控系統(tǒng)控制的，因此，工序設(shè)計(jì)時(shí)必須擬定好刀具的進(jìn)給路線，并繪制進(jìn)給路線圖，以便寫在數(shù)控加工程序中。 工步順序是指同一道工序中各個(gè)表面加工的先后次序。它對(duì)零件的 加工質(zhì)量、加工效率和數(shù)控加工中的進(jìn)給路線有直接影響，應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工序的加工要求等合理安排。工步的劃分與安排一般可隨走刀路線來進(jìn)行，在確定走刀路線埋，主要遵循以下幾點(diǎn)原則： (1)加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。 (2)應(yīng)使加工路線最短，以減少空行程時(shí)間，提高加工效率。 (3)盡是簡化數(shù)學(xué)處理時(shí)的數(shù)值計(jì)算工作量，以簡化編程工作。 (4)當(dāng)某段進(jìn)給路線重復(fù)使用時(shí)，為了簡化編程，縮短程序長度，應(yīng)使用子程序。 此外，確定加工路線時(shí)，還要考慮工件的形狀與剛度、先完成對(duì)剛性破壞小的工步，后完成對(duì)剛 性破壞大的工步，以免工件剛性不足影響加工精度等以及設(shè)計(jì)刀具的切入與切出方向和在銑削加工中是采用順銑還是逆銑等。 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。切削乃是應(yīng)根據(jù)加工性質(zhì)、加 15 工要求、工件材料及刀具的尺寸和材料等查閱切削手冊(cè)并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定。確定切削用量時(shí)除了遵循切削用量選擇的原則和方法外，還應(yīng)考慮以下因素。 不同廠家生產(chǎn)的刀具質(zhì)量差異較大，所以切削用量須根據(jù)實(shí)際所用刀具和現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)加以修正。 一般進(jìn)口刀具允許的切削乃是高于國產(chǎn)刀具。 切削用量受機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率和機(jī)床的剛性限制，必須在機(jī)床說明書規(guī)定的范圍內(nèi)選取，避免因功率不夠發(fā)生悶車，或剛性不足產(chǎn)生大的機(jī)床變形或振動(dòng)，影響加工精度表面粗糙度。 數(shù)控機(jī)床的工時(shí)費(fèi)用較高，刀具損耗費(fèi)用所占比重較低，應(yīng)盡量用高的切削用量，通過適當(dāng)降低刀具壽命來提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)率。 一般情況下，數(shù)控加工后工件尺寸的測量方法與普通機(jī)床加工后的測量方法幾乎相同：單件小批量生產(chǎn)中應(yīng)采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分表等； 大批大量生產(chǎn)中應(yīng)采用各種量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用檢具與量儀等。量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)。在特殊情況下，如加工面積較大的工件，其腹板中間的厚度，用通用量具已無法檢測，加工后和加工中的測量 都存在問題，此時(shí)需采用特殊測量工具（如超聲波測厚儀）來進(jìn)行檢測。加工較復(fù)雜工件時(shí)，為了在加工中能隨時(shí)掌握質(zhì)量情況，應(yīng)安排幾次計(jì)劃停機(jī)。用人工介入方法進(jìn)行中間檢測。 16 第三章 軸類配合件的工藝文件編制 零件圖樣如下圖所示，生產(chǎn)綱領(lǐng)： 2 件。 零件圖 裝配圖 零件的工藝分析 此軸類二件配零件組合較為復(fù)雜， 從外形上看件一的右端有部分橢圓形，左邊部分有 R18， R10 的圓弧，且從圖中可發(fā)現(xiàn) R10 的圓弧較難加工，內(nèi)孔有錐面孔。 17 零件材料是 45 號(hào)鋼， 無熱處理和硬度要求。加工重點(diǎn)保證外圓尺寸 0 ?? 、0 ?? 、 0 ?? 、 24? 和內(nèi)孔尺寸 ??? 、 錐面 。 尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。外輪廓應(yīng)分粗、精車和車槽來完成，內(nèi)輪廓應(yīng)分鉆孔、粗 鏜、精鏜來完成。 零件 2 主要由圓柱面、 錐面 構(gòu)成。零件材料為 45號(hào)鋼，無熱處理和硬度要求。加工重點(diǎn)保證外圓尺寸 0 ?? 、 36? 、 ??? 。長度尺寸及其它尺寸比較容易保證。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。 零件 二相對(duì)于件一就比較容易加工，是階梯形的，錐面與件一的錐面配合面積大于 75%。 外輪廓應(yīng)先分粗、精車，同時(shí)保證尺寸精度。流程圖如下圖所示。 選定加工內(nèi)容及數(shù)控機(jī)床 加工內(nèi)容：本課題是配合件加 工，零件 1 主要由圓柱面、圓弧面、槽、內(nèi)錐孔等構(gòu)成。零件材料為 45 號(hào)鋼，無熱處理和硬度要求；零件 2 主要由圓柱面、錐面構(gòu)成。零件材料為 45 號(hào)鋼，無熱處理和硬度要求。加工零件一時(shí)要重點(diǎn)保證外圓尺寸0 ?? 、 0 ?? 、 0 ?? 、 24? 和內(nèi)孔尺寸 ??? 、 錐面尺寸準(zhǔn)確。 加工零件二時(shí)要重點(diǎn)保證外圓尺寸 0 ?? 、 36? 、 ??? 。本次加工通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容，通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容作為優(yōu)先選擇內(nèi)容，通用機(jī)床加工效率低、工人手動(dòng)操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容。本軸類二件配零件運(yùn)用LCYC9 LCYC9 LCYC97 這三種循環(huán)即可進(jìn)行編程，但要特別注意的是橢圓編程，它運(yùn)用了 無條件轉(zhuǎn)移 GOTO 語句和 條件轉(zhuǎn)移 IF語句，要充分理解它的意義。 數(shù)控機(jī)床： CK6140A 確定加工工序、工步及裝夾方案 本 課題按安裝次數(shù)來劃分工序，共分 4 道工