【文章內容簡介】 還保持了較高的質量穩(wěn)定性。在采用點位控制系統(tǒng)的鉆孔加工中，由于不需要使用鉆模板與鉆套，鉆模板的坐標誤差造成的影響也不復存在。又由于加工中排除切屑的條件得以改善，可以進行有效地冷卻，被加工孔的精度及表面質量都有所提高。對于復雜零件 的輪廓加工，在編制程序時已考慮到對進給速度的控制，可以做到在曲率變化時，刀具沿輪廓的切向進給速度基本不變，被加工表面就可獲得較高的精度和表面質量。 三、 生產效率高 零件加工所需要的時間包括機動時間與輔助時間兩部分。數(shù)控機床能夠有效地減少這兩部分時間，因而加工生產率比一般機床高得多。數(shù)控機床主軸轉速和進給量的范圍比普通機床的范圍大，每一道工序都能選用最有利的切削用量，良好的結構剛性允許數(shù)控機床進行大切削用量的強力切削，有效地節(jié)省了機動時間。數(shù)控機床移動部 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 6 件的快速移動和定位均采用了加速與減速措施，由于選用 了很高的空行程運動速度，因而消耗在快進、快退和定位的時間要比一般機床少得多。 數(shù)控機床在更換被加工零件時幾乎不需要重新調整機床，而零件又都安裝在簡單的定位夾緊裝置中，可以節(jié)省用于停機進行零件安裝調整的時間。 數(shù)控機床的加工精度比較穩(wěn)定，一般只做首件檢驗或工序間關鍵尺寸的抽樣檢驗，因而可以減少停機檢驗的時間。在使用帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控加工中心時，在一臺機床上實現(xiàn)了多道工序的連續(xù)加工，減少了半成品的周轉時間，生產效率的提高就更為明顯。 四、 自動化程度高 數(shù)控機床對零件的加工是按事先編好 的程序自動完成的，操作者除了操作面板、裝卸零件、關鍵工序的中間測量以及觀察機床的運行之外，其他的機床動作直至加工完畢，都是自動連續(xù)完成，不需要進行繁重的重復性手工操作，勞動強度與緊張程度均可大為減輕，勞動條件也得到相應的改善。 五、 良好的經濟效益 使用數(shù)控機床加工零件時，分攤在每個零件上的設備費用是較昂貴的。但在單件、小批生產情況下，可以節(jié)省工藝裝備費用、輔助生產工時、生產管理費用及降低廢品率等，因此能夠獲得良好的經濟效益。 六、 有利于生產管理的現(xiàn)代化 用數(shù)控機床加工零件，能準確地計算零件的加工 工時，并有效地簡化了檢驗和工夾具、半成品的管理工作。這些特點都有利于使生產管理現(xiàn)代化。 數(shù)控機床在應用中也有不利的一面，如提高了起始階段的投資，對設備維護的要求較高，對操作人員的技術水平要求較高等。 第三章 機床的 數(shù)控化改造 第一節(jié) 機床數(shù)控化改造的現(xiàn)狀 數(shù)控機床可以較好地解決形狀復雜、精密、小批及多變零件的加工問題，能夠穩(wěn)定加工質量和提高生產率，但是數(shù)控機床的應用也受到其他條件的限制。首先，數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資巨大，中小企業(yè)常是心有余而力不足；目前，各企業(yè)都有 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 7 大量的普通機床，完全用 數(shù)控機床替換根本不可能，而且被替代下的機床閑置起來又會造成浪費；在國內，訂購新數(shù)控機床的交貨周期一般較長，往往不能滿足生產急需；通用數(shù)控機床對具體生產存在冗余功能。 要較好地解決上述問題，應走普通機床數(shù)控改造之路。低成本普通車床數(shù)控化改造是一項適合我國實際情況的先進適用技術，也是一項提升我國機床數(shù)控化率的有效途徑。 在美國、日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造作為新的經濟增長行業(yè)，生意盎然。由于機床以及技術的不斷進步，機床改造是個 “永恒 ”的課題。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術為主的新的行業(yè)。 在美、日、德等國，用數(shù)控技術改造機床和生產線已形成了新的行業(yè)。在美國，機床改造業(yè)稱為機床再生（ Remanufacturing） 業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有： Bertsche 工程公司、 ayton 機床公司、 DevliegBullavd（ 得寶 ） 服務集團、 US 設備公司等。美國得寶公司已在中國開辦公司。在日本，機床改造業(yè)稱為機床改裝 （ Retrofitting） 業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團、崗三機械公司、干代田工機公司、野崎工程公司、山本工程公司等。 第二節(jié) 機床數(shù)控化改造的優(yōu)點 一、 從提高資本效率出 發(fā)，改造閑置設備，能發(fā)揮機床的原有功能和改造后的新增功能，提高機床的使用價值。 二、 適用于多品種、小批量零件生產。 三、 數(shù)控改造費用低，減少了投資額，經濟性好。數(shù)控改造費用僅為新購一臺數(shù)控機床費用的 15％～ 25％，同購置新機床相比，一般可以節(jié)省 75％～ 85％的費用。特別是大型，特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造，只需花費新機床購置費用的1/3，交貨期短。但有些特殊情況，如高速主軸、托盤自動交換裝置的制作與安裝過于費工、費錢，往往改造成本提高 2～ 3 倍，與購置新機床相比，只能節(jié)省投資 50％左右。如果 再結合機床大修理，幾乎就是一臺新的數(shù)控機床，甚至精度會更好，因為舊機床床身不會再產生變形。 四、 力學性能穩(wěn)定可靠，結構受限。所利用的床身、立柱等基礎件都是重而堅固的鑄造構件，而不是那種焊接構件，改造后的機床性能高、質量好，可以作為新設 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 8 備繼續(xù)使用多年。數(shù)控化改造使原有的機械結構更為簡單。原有的手搖進給機構全部消失。這樣一方面可以提高精度，減少傳動鏈對精度的影響；另一方面可以減少機械故障率，提高運行的可靠性。但是受到原來機械結構的限制，不宜做突破性的改造。 五、 熟悉了解設備、便于操作維修，降低了操作 者的技術要求，更易提高管理水平。購買新設備時，不了解新設備是否能滿足其加工要求。改造則不然，可以精確地計算出機床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者對機床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓時間短，見效快。改造的機床一旦安裝好，就可以實現(xiàn)全負荷運轉。操作者只需裝夾工件和按開關，加工全部由電腦控制自動完成，即使再復雜的工件也能快速完成，省去了對技術要求的煩惱。同時提高定額管理水平。 六、 可充分利用現(xiàn)有的條件。可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設備時那樣需重新構筑地基。 七、 可以采用最新的控制 技術?？筛鶕夹g革新的發(fā)展速度，及時地提高生產設備的自動化水平和效率，提高設備質量和檔次，將舊機床改成當今水平的機床。自動化程度高，專業(yè)性強，加工精度高，生產效率高。提高了生產率，減少了勞動強度。 八、 增強了功能，如圓弧加工、錐度加工，這是傳統(tǒng)加工方法難以實現(xiàn)的。 九、 交貨期短，可滿足生產急需。 第三節(jié) 機床數(shù)控化改造的必要性 數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性。 （ 1） 可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該 運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。 （ 2） 可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高 3—7 倍。由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化。數(shù)控機床只要更換一個程序，就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產得以自動化，故被稱為實現(xiàn)了 “柔性自動化 ”。（ 3） 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要 “修配 ”。 （ 4） 可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。 （ 5） 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償 等多種自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。 （ 6） 數(shù)控機床能夠降低操作人員的勞動強度，節(jié)省勞動力 （ 一個人可以看管多臺機床 ） ，減少工裝，縮短 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 9 新產品試制周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應等。 第四章 成組技術的發(fā)展現(xiàn)狀 第一節(jié) 零件分類成組的常用方法 相似零件存在于同一產品和不同產品中，一般地，只有打破產品界限，才能有效的擴大批量。相似零件如何歸類成組，是實施成組技術的重要工作。零件成組是否合理直接影響成組化的效果。 零件成組方法很多，歸納起來可分為三類： （ 1） 目測法（或稱經驗法） 這是最簡 單的成組方法，主要憑經驗和目測，把形狀、尺寸、工藝方法等相似的零件歸在一起。一般步驟為：先按需要加工的機床種類，分成幾大類；再按工序相似分成若干組。有些外形不同但加工相似的零件也可歸屬同一組，有些外形相似但加工不同的也可歸屬同一組。 這種劃分的方法簡明易行，但零件品種一多便有困難。 （ 2） 工藝流程分析法 例如有 20 種不同的零件，分別經過車、銑、鉆、磨等不同工序。這種方法要求每個零件都有工藝過程卡，而且要準確。分析各零件加工工序的先后次序和零件在機床的流轉路線，將工序和加工路線同類的零件歸為一組。 （ 3） 編碼 分類法 這是零件分類成組的基本方法，即“以數(shù)代形，按數(shù)歸組”。零件的形狀、尺寸等特征，通常用圖紙表示。若改用對應的數(shù)字（編碼）表示，零件特征便轉換成數(shù)字信息。然后根據編碼的相同或相近將零件分類歸組。這為利用計算機分類創(chuàng)造了條件。 （ 1） 零件的分類編號 怎樣用數(shù)字表示零件的特征，是編碼系統(tǒng)要解決的問題。零件的特征很多。從設計角度，要考慮零件的幾何形狀、結構要素、尺寸、材料等，從工藝角度，要考慮裝夾方法、加工精度、表面光潔度、毛坯類型、熱處理要求以及生產類型等；從生產管理角度，還要考慮設備負荷、交貨期限等 。編碼系統(tǒng)要有利于生產管理，使用方便。 企業(yè)根據具體情況，可以選擇通用的分類編號系統(tǒng)，也可以制定適合本企業(yè)的專 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 10 用分類編號系統(tǒng)。 目前，世界上已有幾十種編碼系統(tǒng)，按分類依據的主要特征來看不外乎有三種類型，即零件結構分類系統(tǒng)，零件工藝分類系統(tǒng)，零件結構和工藝結合的分類系統(tǒng)。其零件結構分類系統(tǒng)有廣泛地用于英、法等國的布里奇 （ Brisch） 分類系統(tǒng)、捷克斯洛伐克的托斯分類系統(tǒng)等等；零件工藝分類系統(tǒng)有米特洛范諾夫分類系統(tǒng)、鮑爾瓦托夫分類系統(tǒng)等等；零件結構和工藝結合分類系統(tǒng)有前蘇聯(lián)工藝設計院提出的 BNTN分類系統(tǒng)、前 西德的奧匹茲 （ Opitz） 分類系統(tǒng)等等。 上述各種類型的分類系統(tǒng)中，前西德的奧匹茲分類系統(tǒng)具有很好的適用性，為全世界所公認，是世界許多國家作為分類編碼法則的基礎。這種分類系統(tǒng)中，每個零件用九位數(shù)字表示，每位都有 0～ 9的數(shù)字來分別表示不同的要求或特征。 A/B ≤3 ,A/ C4 方形件第一位數(shù)字零件類別013456789第二位數(shù)字主要形狀第三位數(shù)字 第四位數(shù)字 第五位數(shù)字回轉面加工 平面加工 輔助孔及齒形加工回轉體非回轉體L/D ≤0 .5 ≤L /D/ 3L/D ≥3L/D ≤2 帶偏移L/D :2帶 偏移2特殊件A/B ≤3 ,A/ C≥ 4方形 件A/B :3長 形件特殊件形狀代碼（主碼） 輔助代碼外形要素主要性狀主要形狀主要形狀主要形狀回形加工回轉加工主要孔平面加工平面加工平面加工輔助孔和齒輔助孔傳波形輔助孔，制造和成形加工第一位第二位第三位第四位尺寸材料毛胚材料精度 圖 11 奧匹茲（ Opitz）分類編碼系統(tǒng)的基本結構 第一位數(shù)字表示零件分類別， （ 其中 0～ 5表示回轉體零件； 6～ 9表示非回轉體零件 ） ； 第二位數(shù)字表示主要形狀， （ 例如 0表示光滑無形狀要素， 1～ 2表示一端帶臺或光滑等 ） ； 第三位數(shù)字表示回轉面加工； 第四位數(shù) 字表示平面加工； 第五位數(shù)字表示輔助孔加工； 第六位數(shù)字表示尺寸； 第七位數(shù)字表示材料； 第八位數(shù)字表示毛坯形狀； 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 11 第九位數(shù)字有示加工精度。 前五位數(shù)為形狀編碼（又稱主要編碼），后四位數(shù)為輔助助碼（又稱設計編碼）。 根據零件回轉體、偏移件、非回轉體的分類，第 2～ 5 位碼的表示各有不同。但輔助編碼都是同一的。其基本組成如圖 11 所示。 圖中 L與 D表示回轉體零件的長度與直徑。 A、 B、 C表示非回轉體零件的長、寬、高。 其中回轉體零件 0、 2類 （ 在回轉體零件中，除去有偏移的和特殊件 ） 的主要編碼位可參照有 9． 7的編碼 表。 4類零件、 6類零件、 7類零件、 8類零件和特殊類零件的主要編碼位都有類似表 8． 7的編碼表。這些編碼可通過查閱有關手冊得到。 我國已制定了 JCBM系統(tǒng)。該系統(tǒng)以機床行業(yè)為實施對象。也適用于其他行業(yè)的機械制造業(yè)；適用于中等和中等以上規(guī)模的多品種中小批生產企業(yè)。 JCBM與奧匹茲系統(tǒng)大同小異，十分相似，是以奧匹茲系統(tǒng)為基礎，使用九位碼。 JCBM保留了奧匹茲系統(tǒng)的優(yōu)點。例如，通用性強、排列規(guī)律碼位適當和兼顧設計、加工和管理等。并且 JCBM還根據我國機械加工業(yè)的特點，對奧匹茲系統(tǒng)作了修改。例如，碼位的內容作 了變動、零件類別作了調整、為使用企業(yè)增補內容留有了余地等。 有關其它各種編碼系統(tǒng)的具體內容可以在有關的手冊上查得。 （ 2）零件組的劃分 劃分零件組，就是按零件的特征和對生產能力的平衡，將各