【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定位基準(zhǔn)和夾緊方式，以減少誤差環(huán)節(jié)。應(yīng)盡量采用通用夾具或組合夾具，必要時(shí)才設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。 三、數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì) 與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)相比，數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)僅是對(duì)幾道數(shù)控加工工序工藝過(guò)程的概括，而不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過(guò)程。因此，數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)要與零件的整個(gè)工藝過(guò)程相協(xié)調(diào)，并注意以下問(wèn)題。 1．工序的劃分 在劃分工序時(shí)，要根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)以及零件的結(jié)構(gòu)與工藝性 、機(jī)床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況等綜合考慮?？梢园匆砸淮伟惭b加工作為一道工序，以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序，以加工部位劃分工序，以粗、精加工劃分工序等方法進(jìn)行工序的劃分。 2．加工順序的安排 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位與夾緊的需要來(lái)考慮，重點(diǎn)是保證工件的剛性不被破壞。如先進(jìn)行內(nèi)型內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工序；在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。 3．?dāng)?shù)控加工工序與普通工序的銜接 數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通工 序，如銜接得不好，就容易產(chǎn)生矛盾。解決的最好辦法是相互建立狀態(tài)要求，如：要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對(duì)校形工序的技術(shù)要求；對(duì)毛坯的熱處理要求等。這樣做的目的是相互能滿足要求，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交驗(yàn)驗(yàn)收時(shí)有依據(jù)。 4．?dāng)?shù)控加工方法的選擇 （ 1）平面孔系零件的加工 這類(lèi)零件的孔數(shù)較多，孔位精度要求較高，宜用點(diǎn)位直線控制的數(shù)控鉆與鏜床加工。在加工時(shí)，孔系的定位都用快速運(yùn)動(dòng)。在編制加工程序時(shí)，應(yīng)盡可能應(yīng)用子程序調(diào)用的方法來(lái)減少程序段的數(shù)量，以減小加工程序的長(zhǎng)度和提高加工的可 靠性。 （ 2）旋轉(zhuǎn)體類(lèi)零件的加工 該類(lèi)零件用數(shù)控車(chē)床或磨床來(lái)加工。由于車(chē)削零件毛坯多為棒料或鍛坯，加工余量較大且不均勻，故編程中，粗車(chē)的加工線路往往是要考慮的主要問(wèn)題。 （ 3）平面輪廓零件的加工 這類(lèi)零件的輪廓多由直線和圓弧組成，一般在兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的銑床上加工。圖 11為銑削平面輪廓實(shí)例，若選用的銑刀半徑為 R，則點(diǎn)劃線為刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。一般數(shù)控系統(tǒng)具有刀具半徑補(bǔ)償功能，可按其零件輪廓編程。為保證加工平滑，應(yīng)增加切入和切 10 圖 12 “行切法”加工 圖 13 四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工 圖 14 五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工 出程序段。由于一般數(shù)控系統(tǒng)都只具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，所以對(duì)于非圓曲線的平面輪廓，都用圓弧和直線去逼近，有關(guān)逼近的計(jì)算方法請(qǐng)參閱有關(guān)書(shū)籍。 （ 4）立體輪廓表面的加工 它根據(jù)曲面形狀、機(jī)床功能、刀具形狀以及零件的精度要求有不同數(shù)控加工方法。 ① “行切法”加工 它也稱(chēng)為 坐標(biāo)加工，是指在三坐標(biāo)控制的數(shù)控機(jī)床上，以 X、 Y、 Z 三軸中任意兩軸作插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，第三軸作周期性進(jìn)給，刀具采用球頭銑刀。如圖 12 所示，球頭銑刀沿 YZ平面的曲線進(jìn)行插補(bǔ)加工，當(dāng)一段加工完后進(jìn)給△ X，再加工另一相鄰曲線，如此依次用平面曲線來(lái)逼近整個(gè)曲面。其中△ X 根據(jù)表面粗糙度的要求及刀頭的半徑選取，球頭銑刀的球半徑應(yīng)盡可能 選得大一些，以利于改善表面粗糙度，增加刀具剛度和散熱性能。但在加工凹面時(shí)球頭半徑必須小于被加工曲面的最小曲率半徑。 ② 三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工 對(duì)于一些空間曲線的零件，需用自動(dòng)編程系統(tǒng)通過(guò)空間直線去逼近，可在有空間直線插補(bǔ)功能的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床上加工。 ③四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工 如圖 13所示的飛機(jī)大梁，它的加工表面是直紋扭曲面，若在三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床上采用球頭銑刀加工，不但生產(chǎn)率低，而且零件的 表面粗糙度 也很差。因此，可采用圓柱銑刀周邊切削方式，在四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的機(jī)床上加工，除了三個(gè)移動(dòng)坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)外，為保證刀具與工件型面在全長(zhǎng)上 始終貼合，刀具還應(yīng)繞 O1或 O2作擺動(dòng)聯(lián)動(dòng)。由于擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致直線移動(dòng)坐標(biāo)需作附加運(yùn)動(dòng)，其附加運(yùn)動(dòng)量與擺動(dòng)中心 O1或 O2的位置有關(guān)，其編程計(jì)算比較復(fù)雜。 ④五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工 如圖 14所示為螺旋槳葉片的形狀，半徑為 Ri的圓柱面與葉面的交線 AB為螺旋線的一部分，螺旋角為ψ i，葉片的徑向葉型線（軸向剖面） DE的傾角α為后傾角。螺旋線 AB用極坐標(biāo)方法以空間折線進(jìn)行逼近，逼近線段 mn是由 C坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)Δθ與 z坐標(biāo)位移Δ Z的合成。當(dāng) AB加工完后，刀具應(yīng)徑向位移一個(gè)微小值（改變 Ri），再加工相鄰的另一條葉形線，依次逐一加工 ，即可形成整個(gè)葉面。由于葉面的曲率半徑較大，所以常用端面銑刀加工，以提高生產(chǎn)率并簡(jiǎn)化程序。為保證銑刀端面始終與曲面貼合，銑刀還應(yīng)繞坐標(biāo)軸 x和 y作擺角運(yùn)動(dòng)，在擺角的同時(shí)還應(yīng)作直角坐標(biāo)的附加運(yùn)動(dòng)，以保證銑刀端面中心始終位于程序編制值所規(guī)定的位置上。這種加工的程序編制一般都采用自動(dòng)編程的方法來(lái)完成。 四、數(shù)控加工工序設(shè)計(jì) 它的主要內(nèi)容是進(jìn)一步把本工序的加工內(nèi)容、加工用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡都具體確定下來(lái)，為編制加工程序作好充分準(zhǔn)備。在工序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下方面。 1．確定走刀路線和安排工步順序 11 圖 15 刀具的進(jìn)刀路線 圖 16 輪廓加工的走刀路線 圖 17 輪廓加工的走刀路線 圖 18 直線、斜線走刀路線 圖 19 矩形走刀路線 零 件加工的走刀路線是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。因此，在確定走刀路線時(shí)最好畫(huà)出一張工序簡(jiǎn)圖，可以將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫(huà)上去（包括切入、切出路線），這樣可以方便編程。工步的安排一般可隨走刀路線來(lái)進(jìn)行。在確定走刀路線時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)： （ 1）對(duì)點(diǎn)位加工的數(shù)控機(jī)床，如鉆、鏜床，要考慮盡可能縮短走刀路線，以減少空程時(shí)間，提高加工效率。 （ 2）為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一次走刀連續(xù)加工。 （ 3）刀具的進(jìn)退刀路線應(yīng)盡量避免在輪廓處停刀或 垂直切入切出工件，以免留下刀痕。在車(chē)削和銑削零件時(shí)，應(yīng)盡量避免如圖 15（ a）所示的徑向切入或切出，而應(yīng)按如圖 15（ b）所示的切向切入或切出，這樣加工后的表面粗糙度較好。 （ 4） 銑削輪廓的加工路線要合理選擇，一般采用圖 16所示的三種方式進(jìn)行。圖（ a）為 Z字形雙方向走刀方式，圖（ b）為單方向走刀方式，圖（ c）為環(huán)形走刀方式。在銑削封閉的凹輪廓時(shí)，刀具的切入或切出不允許外延，最好選在兩面的交界處，否則會(huì)產(chǎn)生刀痕。為保證表面質(zhì)量，最好選擇圖 17 中的（ b）和（ c）所示的走刀路線。 （ 5）旋轉(zhuǎn)體類(lèi)零件的加工在 采用數(shù)控車(chē)或數(shù)控磨床加工時(shí)，由于車(chē)削零件的毛坯多為捧料或鍛件，加工余量大且不均勻，因此合理制定粗加工時(shí)的 加工路線。 如圖 18 所示為手柄加工實(shí)例，其輪廓由三段圓弧組成，由于加工余量較大而且又不均勻，因此比較合理的方案是先用直線和斜線程序車(chē)去圖中虛線外的加工余量，再用圓弧程序精加工成形。 圖 19所示的零件表面形狀復(fù)雜，毛坯為 捧料， 加工時(shí)余量不均勻其粗加工路線應(yīng)按圖中 1～4 矩形依次分段加工，然后再換精車(chē)刀一次成形，最后用螺紋車(chē)刀粗、精車(chē)螺紋。至于粗加工走刀的具體次數(shù)，應(yīng)視每次的切削深度而定。 2．定位基準(zhǔn)和夾 緊方式的確定 在確定定位基準(zhǔn)和夾緊方式時(shí)，應(yīng)力求設(shè)計(jì)、工藝與程編計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少裝夾次數(shù)，盡量避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案。 3．夾具的選擇 數(shù)控加工對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(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。此外，當(dāng)零件加工批量小時(shí)，盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具以及其它通用夾具；成批生產(chǎn)時(shí)才考慮專(zhuān)用夾具；零件裝卸要方便可靠。 4．刀具的選擇 12 數(shù)控機(jī)床上的刀具選擇較嚴(yán)格，有些刀具是專(zhuān)用的。選擇刀具應(yīng)考慮工件材質(zhì)、加工輪廓類(lèi)型、機(jī)床允許的切削用量以及剛性和 刀具耐用度等。編程時(shí)，要規(guī)定刀具的結(jié)構(gòu)尺寸和調(diào)整尺寸。對(duì)加工凹輪廓，端銑刀的刀具半徑或球頭銑刀的球頭半徑必須小于被加工面的最小曲率半徑。對(duì)自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床，在刀具裝到機(jī)床上以前，要在機(jī)外預(yù)調(diào)裝置（如對(duì)刀儀）中，根據(jù)編程確定的參數(shù)，調(diào)整到規(guī)定的尺寸或測(cè)出精確的尺寸。在加工前，將刀具有關(guān)尺寸輸入到數(shù)控裝置中。 第三節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程編制 一、 機(jī)械加工工藝規(guī)程的概念和作用 機(jī)械加工工藝規(guī)程是將零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法按規(guī)定的圖表和文字形式書(shū)寫(xiě)成的工藝文件。它的作用是指導(dǎo)零件加工的主要技術(shù)文件，是生產(chǎn) 組織和管理工作的基本依據(jù)，是新建或擴(kuò)建工廠或車(chē)間的基本資料。 二、 機(jī)械加工工藝規(guī)程主要 工藝文件的編寫(xiě) 將工藝規(guī)程的內(nèi)容填入一定格式的卡片中，用于生產(chǎn)準(zhǔn)備、工藝管理和指導(dǎo)工人操作等的各種技術(shù)文件稱(chēng)之為工藝文件。其種類(lèi)和形式是多種多樣的，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品圖樣與技術(shù)要求，生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)條件和國(guó)內(nèi)外同行業(yè)的工藝技術(shù)狀況等來(lái)編制。工藝文件的詳細(xì)程度差異較大，主要根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型而定。在單件或小批生產(chǎn)中，一般只編制簡(jiǎn)單的工藝規(guī)程，采用工藝文件中的機(jī)械加工工藝卡片，它是以工序?yàn)閱挝缓?jiǎn)要說(shuō)明產(chǎn)品或零、部件的加工 (或裝配 )過(guò)程的一種工 藝文件，這種卡片格式見(jiàn)表 11。 表 11 機(jī)械加工工藝卡片 工廠 機(jī)械加工 工藝卡片 產(chǎn)品名稱(chēng) 及 型 號(hào) 零件名稱(chēng) 零件圖號(hào) 材料 名稱(chēng) 毛 坯 種 類(lèi) 零件重量 kg 毛重 第 頁(yè) 牌號(hào) 尺 寸 凈重 共 頁(yè) 性能 每臺(tái)件數(shù) 每批件數(shù) 工 序 裝 夾 工步 工序內(nèi)容 同時(shí) 加工 零件數(shù) 切 削 用 量 設(shè)備名稱(chēng) 及編 號(hào) 工 藝 裝 備 名稱(chēng)及編號(hào) 技 術(shù) 等 級(jí) 工時(shí)定額 min 切削 深度 mm 切削 速度 m/min 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或往復(fù) 次數(shù) 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)或毫米 /雙行程） 夾具 刀具 量具 單件 準(zhǔn)備 終結(jié) 更 改 內(nèi) 容 編制 校 對(duì) 審 核 會(huì) 簽 在成批生產(chǎn)中多采用詳細(xì)的工藝規(guī)程，規(guī)定產(chǎn)品或零、部件的制造工藝過(guò)程和操作方法，常見(jiàn)的工藝文件有下列幾種： 1．機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 如表 12 所示，這種卡片主要列出整個(gè)零件加工所經(jīng)過(guò)的工藝路線，它是制訂其它工藝文件的基礎(chǔ)，也是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、編制作業(yè)計(jì)劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。由于它對(duì)各個(gè)工序的說(shuō)明不 夠具 13 體，故適用于生產(chǎn)管理，是工藝規(guī)程的總綱。它訂在工藝規(guī)程的最前面，是在所有工序卡填寫(xiě)完后再編寫(xiě)。表中的“ 工序號(hào) ”應(yīng)逢五進(jìn)位（ 0、 10?）。 表 12 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 工 廠 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 零件材料 零件名稱(chēng) 零件毛坯 工序號(hào) 工 序 名 稱(chēng) 設(shè) 備 刀 量 具 夾具名稱(chēng) 名 稱(chēng) 型 號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī) 格 更改內(nèi)容 編制 校 對(duì) 審 核 會(huì) 簽 2．工序卡 工 序卡包括毛坯工序卡、機(jī)械加工工序卡、熱處理工序卡及表面處理工序卡、數(shù)控加工工序卡、 數(shù)控加工程序說(shuō)明卡和數(shù)控加工走刀路線圖 、鉗工工序卡、特種檢驗(yàn)工序卡、洗滌、防銹、油封工序卡和檢驗(yàn)工序卡等內(nèi)容，其格式如表 13所示。 表 13 工序卡 工 廠 工 序 卡 工序名稱(chēng) 工序號(hào) 零件名稱(chēng) 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 硬度 零件材料 同時(shí)加工零件數(shù) （毛坯簡(jiǎn)圖） （工序簡(jiǎn)圖） 序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 夾 具 刀 具 量 具 編制 校 對(duì) 審 核 會(huì) 簽 （ 1）毛坯工序卡 它是機(jī)械加工車(chē)間驗(yàn)收毛坯時(shí)用的技術(shù)文件，一般作為 0 工序，放在機(jī)械加工工序之前 。 毛坯工序卡具體填法如下： ①毛坯簡(jiǎn)圖中畫(huà)出機(jī)械加工車(chē)間驗(yàn)收時(shí)必須檢驗(yàn)的外形、尺寸及公差； 14 ②在簡(jiǎn)圖中毛坯尺寸下方用括號(hào)注明成品零件尺寸； ③毛坯簡(jiǎn)圖可不按比例繪制，但各部分要大體適當(dāng)。也可在簡(jiǎn)圖中利用加粗線畫(huà)出零件外形； ④在“工序內(nèi)容”欄內(nèi)填寫(xiě)毛坯技術(shù)條件，如缺陷、圓角半徑、出橙角、殘留毛邊、硬度等； ⑤對(duì)于棒料、板料、型材毛坯，應(yīng)在毛坯簡(jiǎn)圖位置處畫(huà)出下料簡(jiǎn)圖，圖中標(biāo)明材料規(guī)格 尺寸、材料消耗定額。 （ 2）機(jī)械加工工序卡 這種卡片是用來(lái)具體指導(dǎo)工人在普通機(jī)床上加工時(shí)進(jìn)行操作的一種工藝文件，它是根據(jù) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡中 每道工序制訂的。 卡片中部按加工位置繪制 工序簡(jiǎn)圖 ，該圖可不按比例繪制，但各部分要大致適當(dāng)，應(yīng)清楚表明全部加工內(nèi)容及要求（包括形狀、位置、尺寸、公差、粗糙度等），并以 加粗線 表示加工表面。定位（支靠）、夾緊表面分別用“ ”、“ ”等符號(hào)表示。 工序簡(jiǎn)