【正文】 （ 2）毛坯選 擇 端蓋零件要求耐磨性較高，抗震性能好，而且精度要求不高，所以綜合所有的因素選擇灰鑄鐵。 切削用量的選取 根據(jù)該零件的精度要求，以及 選擇原則 :保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能；保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機床的性能；最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本來確定的切削用量如下： 端蓋零件的加工 端蓋加工工藝分析 (1)技術(shù)要求 該零件為典型的銑床零件，其精度為 IT9— IT11 級，表面粗糙度 。范圍之間取，鑄鐵常取 45176。主偏角 Kr 在 45176。銑削時沖擊力大，為保護刀尖，硬質(zhì)合金面銑刀刃傾角常取λ s為 5176。銑刀的磨損主要發(fā)生在后刀面上，因此適當(dāng)?shù)募哟?后角可以減少磨損，所以常取α o=5176。銑削強度和硬度高的材料可以選擇負(fù)前角。根據(jù)工件材料為灰鑄鐵選擇刀具材料為硬質(zhì)合金 YT15 的刀具。 刀具的選擇及切削用量確定 刀具的選擇 數(shù)控加工對刀具的基本要求是強度高、精度高、耐用度高，同時還要求切削速度和進(jìn)給速度高、可靠性好、使用壽命長、斷屑及排屑性能好以及尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)試方便等。 裝夾選擇及確定 數(shù)控銑床的夾具是各種虎鉗，通用的有可轉(zhuǎn)虎鉗、可傾虎鉗以及常用的平口虎鉗。 （ 3） 避免采用占機人工調(diào)試加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。根據(jù)該零件的毛坯分析，在選擇定位基準(zhǔn)時不僅僅要注意四項原則，還應(yīng)該注意下列三點： （ 1） 力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。 2）工序安排 首先進(jìn)行預(yù)先熱處理（正火）消除內(nèi)應(yīng)力，再銑平面，確定為基準(zhǔn)面，再進(jìn)行其他加工，最后檢驗，入庫。 2） 機床選擇 該零件精度要求屬于 IT9— IT11 級，精度要求不高，屬于單件小批量生產(chǎn)類零件，所以選用數(shù)控機床： XK0824。 1） 毛坯的選擇 該零件一般要求耐磨性較高，在強度和塑性、 韌性上要求較低，綜合所有性能，所以選擇灰鑄鐵。 程序的輸入 （加工右端的主程序） G54 G90 X80 Z100 S500 M03 T1 （設(shè)定工件坐標(biāo)系，選擇 1 號刀，主軸轉(zhuǎn)速 500r/min，進(jìn)給量為 ） G00 X55 Z2 CNAME=“ YM01” （用毛坯切削循環(huán)調(diào)用子程序 YM01，切削循環(huán)賦值進(jìn)行粗車） R105=1 R106= R108= R109=7 刀具表 車床： T01 93176。 （ 8）工藝卡片 主軸轉(zhuǎn)速 s/(r/min) 進(jìn)給量 f/(mm/r) 背吃刀量 ap/mm 粗車外圓 500 精車外圓 800 精銑鍵槽 800 50 學(xué)校 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 001號 產(chǎn)品名稱 輸出軸 零件名稱 輸出軸 材 料 牌 號 毛 坯 種 類 棒料 毛坯外形 尺寸 總長 250mm，直徑52mm 每毛坯件數(shù) 1件 工序 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 切 削 用 量 設(shè)備名稱 工 藝 裝 備 切削深度/mm 切削 速度mm/min 進(jìn)給量/mm 夾具 刀 具 量具 1 下料 在毛坯料上切斷棒料，保證長度為210mm 26 200 車床 三爪和頂尖 切斷刀 游標(biāo)卡尺 2 熱處理 正火（消除內(nèi)應(yīng)力、改變切削性能） 3 車削 1）粗車外圓直徑到達(dá) 47mm 2 300 車床 三爪和頂尖 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 2)粗車端面，保證總長度為 202mm。 （ 5）夾具選擇 車床選用三爪卡盤和頂尖，銑床選用平口虎鉗裝夾。車刀車端面， 93176。機床型號選用： CK613 XK0824。 （ 3）機床選擇 該零件為單件小批量生產(chǎn)，且有鍵槽，屬于配合零件，表面粗糙度及尺寸精度要求較高，用普通機床加工難度大，操作難度也大，而且還無 法達(dá)到零件的精度要求。圖為輸出軸零件，加工精度要求較高。編程時，切削用量必須在每一道加工工序中明確的以指令的方式寫出來，才能保證最大限度的提高加工的精度、節(jié)省時間、提高生產(chǎn)效率。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。 綜合以上所述， 考慮到加工效率 、 接刀痕跡 、刀具牌號材料選擇為 硬質(zhì)合金刀 YT15 的刀具。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當(dāng)某工序單位時間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支 M較大 時，刀具壽命也應(yīng)選得低些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由 于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取 1530min。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點，根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。 所以該零件的裝夾方法為： 先用三爪自定心卡盤夾住毛坯左端，加工右端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤夾住右端，再加工左端達(dá)到工件精度要求。根據(jù)零件的分析，適合選擇用 三爪自定心卡盤 裝夾，因為 三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。 定位基準(zhǔn)的選擇原則 1）基準(zhǔn)重合原則 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 3）余量均勻原則 4）便于裝夾原則 定位基準(zhǔn)的選取 根據(jù)上述原則，綜合進(jìn)行分析，最終確定該零件的定位基準(zhǔn)為左右的端面。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。 2）工序順序安排 先應(yīng)該進(jìn)行預(yù)先熱處理（正火），再根據(jù)“先基面，后其他”的原則，先將基準(zhǔn)面加工出來，在粗加工完后進(jìn)行調(diào)制處理，然后根據(jù)“先面后鍵槽”的順序，先加工 完面再加工鍵槽，最后檢驗。 3）機床的選擇 該零件為單件小批量生產(chǎn)零件，選用 CK613 XK082磨床。正火的成本較低、生產(chǎn)效率較高的熱處理方法，對于中碳鋼來說，經(jīng)調(diào)制處理后能提高其硬度，改善切削性能。因此，綜合以上因素，該零件毛坯選用最常用的 45＃鋼棒料。 第三章 車床軸類零件的加工 工藝方案的分析 零件圖分析 該零件圖為典型軸類零件，有圓柱、圓錐、倒角及鍵槽組成，屬于小型軸類零件，表面粗糙度 、其余未標(biāo)注的為 ，為 IT6— IT7 級，尺寸標(biāo)注完整，精度要求完整，基準(zhǔn)明確。 6）多媒體技術(shù)應(yīng)用化 多媒體技術(shù)集成計算機、聲像和通信技術(shù)于一體， 使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。例如，在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設(shè)定和刀具 自動管理及補償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在 高速加工時的綜合運用控制中引入提前預(yù)測和預(yù)算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制目的。數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商不應(yīng)制約用戶的生產(chǎn)工藝和適用范圍。也就是說，不僅在控制機床加工時數(shù)控系統(tǒng)還是智能的，就是在系統(tǒng)出現(xiàn)了故障時，診斷、維修也是 智能的。 2）智能化 智能化是為了提高生產(chǎn)的自動化程度。 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢 1)精度高、高速度 盡管 10 多年前數(shù)控機床就出現(xiàn)了高精度、高速度的趨勢，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史沒有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化。 20 世紀(jì) 90 年代后，發(fā)展了基于 PCNC的第六代數(shù)控系統(tǒng)，它充分利用了現(xiàn)有 PC 機的軟硬件資源，規(guī)范設(shè)計出新一代功能更強的數(shù)控系統(tǒng)。 第四代數(shù)控采用小型計算機取代專用計控制算機，數(shù)控系統(tǒng)的許多功能由軟件來實現(xiàn)，故這種數(shù)控系統(tǒng)又成為軟件數(shù)控系統(tǒng)，即計算機數(shù)控系統(tǒng)，簡稱 CNC（ Computer Numerical Control)。在第一臺數(shù) 控機床問世至今的 50 年余中，先后經(jīng)歷了電子管（ 1952 年）、晶體管和印刷電路板（ 1960 年）、小規(guī)模集成電路（ 1965 年）、小型計算機（ 1970 年）、微處理器或微型計算機（ 1974 年）和基于 PCNC的智能數(shù)控系統(tǒng)（ 20 世紀(jì) 90年代）等六個數(shù)控時代。此時的通用微機除了具備本身的功能外，還具備了全功能數(shù)控系統(tǒng)的所有功能，是數(shù)控機床發(fā)展趨勢。 3）高檔型數(shù)控系統(tǒng) 全閉環(huán)控制，采用的微型計算機為 32位以上的 CPU,彩色 CRT 或 TFT 液晶顯示器，內(nèi)存大于 150KB,進(jìn)給大多采用數(shù)字式交流伺服驅(qū)動，聯(lián)動軸數(shù) 5軸以上，多功能智能化監(jiān)控系統(tǒng)和面向用戶的宏程序功能；還有較強的智能診斷和智能工藝數(shù)據(jù)庫，能實現(xiàn)加工條件的自動設(shè)定，能實現(xiàn) DNC 和網(wǎng)絡(luò)通訊。數(shù)控機床半閉環(huán)控制圖框如下： 按數(shù)控系統(tǒng) 的功能分類 1）經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)一般為開環(huán)，聯(lián)動軸數(shù)為三軸或三軸以下，這種系統(tǒng)只能滿足一般精度要求的加工，如直線，斜線，圓弧及帶螺紋類的零件，系統(tǒng)的價格便宜，典型的系統(tǒng)有我國大方， SIEMENS802S 等，主要適用于經(jīng)濟型數(shù)控車床、數(shù)控銑床及數(shù)控磨床等。因此，其精度比閉環(huán)控制系統(tǒng)稍差。它與閉環(huán)控制系統(tǒng)的不同之處僅在將檢測元件裝在傳動鏈的旋轉(zhuǎn)部位，它所檢測得到的不是工作臺的實際位移 量。數(shù)控機床開環(huán)系統(tǒng)控制框圖如下： 2） 閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床 閉環(huán)控制系統(tǒng)是帶有位置檢測反饋裝置， 將位移的實際值反饋回去與指令值比較，用比較落后的差值去控制機床的移動部件，直至差值消除時才停止修正動作的系統(tǒng)。 按伺服控制系統(tǒng)分類 1） 開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床 開環(huán)控制系統(tǒng)不裝備位置檢測反饋裝置，即無位移的實際反饋與指令值進(jìn)行比較修正。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標(biāo)，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 3） 輪廓控制 系統(tǒng) 數(shù)控機床 輪廓控制 系統(tǒng) 數(shù)控機床 又稱連續(xù)控制系統(tǒng)數(shù)控機床或者軌跡控制系統(tǒng)數(shù)控機床。通常采用此類系統(tǒng)的設(shè)備有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床等。 4） 測量、繪圖類數(shù)控機床 測量、繪圖類數(shù)控機床有數(shù)控繪圖機、數(shù)控坐標(biāo)測量機、數(shù)控對刀儀等。 2） 金屬成形類數(shù)控機床 金屬成形類數(shù)控機床是指采用擠、壓、沖、拉等成形工藝的數(shù)控機床，采用的又?jǐn)?shù)控彎管機、數(shù)控壓力機、數(shù)控沖剪機、數(shù)控折彎機、數(shù)控旋壓機等。 數(shù)控機床的分類 數(shù)控機床的種類繁多，從不同的角度對其進(jìn)行考查，就有不同的分法，通常可以按以下方式對其分類。首先需要對零件圖樣的技術(shù)特征、幾何形狀、尺寸和工藝等加工要求進(jìn)行系統(tǒng)的分析，確定合理、正確的加工方案和加工路線，然后按照數(shù)控機床規(guī)定采用的代 碼和程序格式，根據(jù)加工要求編制出數(shù)控加工程序。這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機床。 6）、機床本體 數(shù)控機床的機床本體與傳 統(tǒng)機床相似，由主軸傳動裝置、進(jìn)給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件和機床部件的松開、夾緊，分度工作臺轉(zhuǎn)位分度等開關(guān)輔助動作。 位置檢測裝置將數(shù)控機床各坐標(biāo)軸的實際位移量檢測出來，經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機床的數(shù)控裝置之后，數(shù)控裝置將反饋回來的實際位移量值與設(shè)定值進(jìn)行比較，控制驅(qū)動裝置按照指令設(shè)定值運動。驅(qū)動裝置包括控制器（含功率放大器）和執(zhí)行機構(gòu)兩大部分。 4）、驅(qū)動裝置和位置檢測裝置 驅(qū)動裝置接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功 率放大后，嚴(yán)格按照指令信息的要求驅(qū)動機床移動部件，以加工出符合圖樣要求的零件。 零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進(jìn)行運動，即按圖形軌跡移動。 3）、數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心。數(shù)控機床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控加工程序還可由 編程計算機用 RS232C 或采用網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。 2）、輸入裝置 輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數(shù)控代碼傳遞并存入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。編制程序的工 作可由人工進(jìn)行；對于形狀復(fù)雜的零件，則要在專用的編程機或通用計算機上進(jìn)行自動編程（ APT）或 CAD/CAM 設(shè)計。在對加工零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，確定零件坐標(biāo)系在機床坐標(biāo)系上的相對位置，即零件在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數(shù)；零件加工的工