【文章內容簡介】 精度與工序要求的加工精度相適應。如精度要求低的粗加工工序，應選用精度低的機床；精度要求高的精加工工序 ，應選用精度高的機床。但機床的精度不能過低，也不能過高。機床精度過低，不能保證加工精度，機床精度過高，又會增加零 12 件的制造成本，應根據加工精度要求合理選擇，保證有三分之一的儲備量。注意不要一味地追求不必要的高精度。 綜合考慮上述因素，在選擇機床時，應充分利用現有的設備，優(yōu)先考慮新技術、新工藝來提高生產效率。 1．工件的定位與夾緊方案的確定 在數控機床上工件的定位基準與夾緊方案的確定，應遵循定位基準的選擇原則與工件夾緊的基本要求。此外，在數控機床上裝夾工件時應考慮 以下幾個因素； （ 1）力求設計基準、工藝基準與編程計算的基準統一。應防止過定位，箱體工件最好選擇一面兩銷作為定位基準。定位基準在數控機床上要細心找正。為了找正方便，有的機床，例如臥式加工中心工作臺側面，應安裝專用定位板。 （ 2）盡量減少裝夾次數。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)揮數控機床的效率。 （ 3）避免采用占機人工調整式方案，以免占機時間太多，影響加工效率。 2．夾具的選擇 數控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求；一是要保證 夾具的坐標方與機床的坐標方向相對固定；二是要能協調零件與機床坐標系的尺寸關系。除此之外，還要考慮以下幾點： (1)當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調夾具和欺其他通用夾具，以縮短準備時間，節(jié)省生產費用。 (2)在成批量不大時，應盡量采用組合夾具，并力求結構簡單，夾具結構應有足夠的剛度和強度。 (3)因為在數控機床上通常一次裝夾完成工件的全部工序，因此應防止工件夾緊引起的變形造成工件加工不良。夾緊力應靠近主要支承點，力求靠近切削部位。 (4)夾具上各零部件應不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要開敞 ，加工部位開闊，夾具的定位、夾緊機構元件不能影響加工中的進給（如產生碰撞等）。 (5)裝卸零件要快速、方便、可靠，以縮短準備時間，批量較大時應考慮氣動或液壓夾具、多工位夾具。 13 刀具的合理選擇和使用，對提高數控加工效率、降低生產成本、縮短交貨期及加快新產品開發(fā)等到方面有十分重要的作用。國外有資料表明，刀具費用一般占制造成本 %～ 4%，但它卻直接影響占制造成本 20%的機床用和 38%的人工費用。如果進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 會增加成本，但效率提高則會使機床費用和人工費用有很大降低，這正是工業(yè)發(fā)達國家制造業(yè)所采用的加工策略之一。 應根據機床的加工能力、工件材料的性質、加工工序、切削用量以及其他相關因素正確選擇刀具及刀柄。刀具選擇的總原則是：安裝調整方便，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)先采用標準刀具，必要時也采用各種高生產率的復合刀具及其他一些專用刀具。此外應結合實際情況，盡可能選用各種先進刀具，如可轉位刀具、整體硬質合金刀具、陶瓷刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等 應符合加工要求，刀具材料應和工件材料相適應。 在刀具性能上，數控機床加工所用刀具應高于普通機床加工所用刀具。所以選擇數控機床加工刀具時，還應考慮以下幾個方面。 為適應刀具在粗加工或對難加工材料的工件加工時，能采用大的背吃刀量和高速進給，刀具必須具有能夠承受高速切削和強力切削的性能。同時，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定，以便實現按刀具使用壽命換刀或由數控統對刀具壽命進行管理。 為適應數控加工的高精度和自動牛換刀等要求，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 等。 要保證數控加工中不會發(fā)生刀具意外損壞及潛在缺陷而影響到加工的順利進行，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的適應性。 14 數控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應具有比普通機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刀的次數，從而提高數控機床的加工效率及保證加工質量。 在數控加工中，焗斷屑和排屑不像普通機床加工那樣，能及時收人工處理，切屑易纏繞在刀具和工件上，會損壞刀具和劃傷工件已加工不表面， 甚至會發(fā)生傷人和設備事故，影響加工質量和機床的順利、安全運行，所以要求刀具應具有較好如丘而止斷屑性能。 數控加工中，刀具刀們點相對于工件運動的軌跡稱為進給路線，刀稱走刀路線。它不但包括季工步的內容，而且也反映出工步的順序。在普通機床加工中，進給路線由操作者直接控制，工序設計時必須考慮。但在數控加工中，進給路線中由數控系統控制的，因此，工序設計時必須擬定好刀具的進給路線，并繪制進給路線圖，以便寫在數控加工程序中。 工步順序是指同一道工序中各個表面加工的先后次序。它對零件的 加工質量、加工效率和數控加工中的進給路線有直接影響，應根據零件的結構特點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行，在確定走刀路線埋，主要遵循以下幾點原則： (1)加工路線應保證被加工工件的精度和表面粗糙度。 (2)應使加工路線最短，以減少空行程時間，提高加工效率。 (3)盡是簡化數學處理時的數值計算工作量，以簡化編程工作。 (4)當某段進給路線重復使用時，為了簡化編程，縮短程序長度，應使用子程序。 此外，確定加工路線時，還要考慮工件的形狀與剛度、先完成對剛性破壞小的工步，后完成對剛 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計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。 數控編程時，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速、背吃刀量及進給速度等。切削乃是應根據加工性質、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并結合經驗確定。確定切削用量時除了遵循切削用量選擇的原則和方法外，還應考慮以下因素。 不同廠家生產的刀具質量差異較大，所以切削用量須根據實際所用刀具和現場經驗加以修正。 一般進口刀具允許的切削乃是高于國產刀具。 切削用量受機床電動機的功率和機床的剛性限制，必須在機床說明書規(guī)定的范圍內選取，避免因功率不夠發(fā)生悶車，或剛性不足產生大的機床變形或振動，影響加工精度表面粗糙度。 數控機床的工時費用較高，刀具損耗費用所占比重較低，應盡量用高的切削用量，通過適當降低刀具壽命來提高數控機床的生產率。 一般情況下，數控加工后工件尺寸的測量方法與普通機床加工后的測量方法幾乎相同：單件小批量生產中應采用通用量具，如游標卡 尺、百分表等；大批大量生產中應采用各種量規(guī)和一些高生產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。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，此時需采用特殊測量工具（如超聲波測厚儀）來進行檢測。加工較復雜工件時，為了在加工中能隨時掌握質量情況，應安排幾次計劃停機。用人工介入方法進行中間檢測。 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，生產綱領： 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 R10 的圓弧較難加工，內孔有錐面孔。 17 零件材料是 45 號鋼， 無熱處理和硬度要求。加工重點保證外圓尺寸 0 ?? 、0 ?? 、 0 ?? 、 24? 和內孔尺寸 ??? 、 錐面 。 尺寸標注完整，輪廓描述清楚。外輪廓應分粗、精車和車槽來完成，內輪 廓應分鉆孔、粗鏜、精鏜來完成。 零件 2 主要由圓柱面、 錐面 構成。零件材料為 45號鋼，無熱處理和硬度要求。加工重點保證外圓尺寸 0 ?? 、 36? 、 ??? 。長度尺寸及其它尺寸比較容易保證。尺寸標注完整，輪廓描述清楚。 零件 二相對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%。 外輪廓應先分粗、精車，同時保證尺寸精度。流程圖如下圖所示。 選定加工內容及數控機床 加工內容：本 課題是配合件加工，零件 1 主要由圓柱面、圓弧面、槽、內錐孔等構成。零件材料為 45 號鋼，無熱處理和硬度要求；零件 2 主要由圓柱面、錐面構成。零件材料為 45 號鋼，無熱處理和硬度要求。加工零件一時要重點保證外圓尺寸0 ?? 、 0 ?? 、 0 ?? 、 24? 和內孔尺寸 ??? 、 錐面尺寸準確。 加工零件二時要重點保證外圓尺寸 0 ?? 、 36? 、 ??? 。本次加工通用機床無法加工的內容，通用機床難加工，質量也難以保證的內容作為優(yōu)先選擇內容，通用機床加工效率低、工人手動操作勞動強度大的內容作為重點選擇內容。本軸類二件配零件運用LCYC9 LCYC9 LCYC97 這三種循環(huán)即可進行編程，但要特別注意的是橢圓編程，它運用了 無條件轉移 GOTO 語句和 條件轉移 IF語句，要充分理解它的意義。 數控機床： CK6140A 確定加工工序、工步 及裝夾方案 本課題按安裝次數來劃分工序，共分 4 道工序。 一、先加工零件 2 右端： 18 (一 )工藝路線 1．車端面。夾直徑 65mm 毛坯，伸出長度約 65mm，校正、夾緊，用外圓車刀加工端面。 2．粗車外圓。粗加工外輪廓 25? mm、錐面、 52? mm，留精加工余量 。 3．精車外圓。粗加工外輪廓 25? mm、錐面、 52? mm，至尺寸要求。 4．切斷留余量 。 (二 )裝夾方案及加工部位 二、加工零件 2 左端： (一 )工藝路線 1．工件換邊安裝，夾 mm25? 外圓，夾持長 15mm 2．車端面。車端面保證總長 0 ? mm，并倒角 (二 )裝夾方案及加工部位 19 三 、加工零件 1 左端： (一 )工藝路線 。 夾 65? mm的毛坯，伸出長度 85mm 2. 打中心孔 3. 鉆孔 ?? 4．粗鏜孔。粗鏜孔內輪 廓 25? 的內孔、錐孔，留精加工余量 5．精鏜孔。精鏜孔內輪廓 25? 的內孔、錐孔至尺寸要求 6. 粗車外圓。粗車外輪廓 mm52? 和 mm62? ，留精加工余