【正文】 了提高精度？還是為了集中工序，縮短周期？或是實現(xiàn)柔性加工要求？有了明確的目標(biāo)，有針對性地選用機床，才能以合理的投入，獲得最佳效果。數(shù)控設(shè)備的選用應(yīng)從以下幾個方面考慮。 數(shù)控機床的選擇 合理選用機床，才能以合理的投入，獲得最佳生產(chǎn)效果。 現(xiàn)有生產(chǎn)條件：要考慮現(xiàn)有的毛坯制造水平和設(shè)備能力。又湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 19 如車床開合螺母外殼，它由兩個零件合成一個鑄件，待加工到一定階段后 再切開，以保證加工質(zhì)量和加工方便 （四） 選擇毛坯的原則： （ 1）選擇原則：毛坯的形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件的形狀和尺寸，以減少機械加工。例如，為了加工時安裝方便，有的鑄件毛坯需要鑄出必要的技術(shù)凸臺。 毛坯的形狀和尺寸的確定，除了將毛坯余量附在零件相應(yīng)的加工表面上之外，有時還要考慮到毛坯的制造、機械加工及熱處理等技術(shù)因素的影響。對于鍛件應(yīng)考慮鍛造圓角和模鍛斜度。對于單件小批生產(chǎn)，鑄件上直徑小 30mm 和鑄鋼件上直徑小于 60mm 的孔 可以不鑄出。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關(guān)。 毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。 （ 三 ） 毛坯的形狀及尺寸 毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。一般用途的階梯軸，如各段直徑相差不大，可選用圓棒料；如各段直徑相差較大，為減少材料消耗和機械加工的勞動量，則宜采用鍛造毛坯，尺寸大的零件一般選擇自由鍛造，中小型零件可考慮選擇模鍛件。 零件材料的技術(shù)性 例如材料為鑄鐵或青銅等的零件應(yīng)選擇鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀不復(fù)雜，力學(xué)性能要求又不太高時，可選用型材；重要的鋼質(zhì)零件，為保證其力學(xué)性能，應(yīng)選擇鍛造件毛坯。如鑄件采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；選用冷拉和冷軋型材。 其它毛坯 其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。其優(yōu)點是制造簡單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。就其制造技術(shù)，又可分為熱軋和冷拉兩大類。 型材 型材主要有板材、棒材、線 材等。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。因此鍛件的力學(xué)性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。各種鑄造技術(shù) 及技術(shù)特點見表 39 。 （ 一 ） 常見的毛坯種類 常見的毛坯種類有以下幾種： 鑄件 對形狀較復(fù)雜的毛坯，一 般可用鑄造技術(shù)制造。 二、毛坯的選擇 毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造技術(shù)及費用，而且也與零件的機械加工技術(shù)和加工質(zhì)量密切相關(guān)。 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 17 2）在滿足產(chǎn)品使用性能的條件下，零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟值 3）盡量選用切削加工性好的材料 4）有便于裝夾的定位基準(zhǔn)和夾緊表面。 （ 2）機械加工對零件局部結(jié)構(gòu)工藝性的要求 思考題：分析下圖中零件局部結(jié)構(gòu)工藝性存在的問題，并提出改進意見。由此可見，零件結(jié)構(gòu)工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合地分析。 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析： （ 1）零件結(jié)構(gòu)工藝性： 是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下 制造的可行性和經(jīng)濟性。過高的要求會增加加工難度，過低的要求會影響工作性能，兩者都是不允許的。 分析技術(shù)要求是否合理： （ 1）加 工表面的尺寸精度； （ 2）主要加工表面的形狀精度； （ 3）主要加工表面的相互位置精度； （ 4）表面質(zhì)量要求； （ 5）熱處理要求。 零件的加工件數(shù)，對裝夾與定位、刀具選擇、工序安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的因素。 物理因素是與被加工材料性質(zhì)和與切削機理相關(guān)的因素。殘留面積越大，表面越粗糙。機械加工時，表面粗糙度形成的原因，主要有兩方面，一是幾何因素，二是物理因素。如沿 X 坐 標(biāo)軸運動的方向線與其主軸軸線不垂直時，則無法保證垂直度這一位置公差要求。除工藝系統(tǒng)誤差外，還包括程序編制的坐標(biāo)數(shù)據(jù)值、刀具補償值、刀具磨損補償值的誤差等。工藝系統(tǒng)的種種誤差，是零件產(chǎn)生加工尺寸誤差的根源。 尺寸公差，從零件的設(shè)計角度看，是表示工件尺寸所允許的誤差的范圍，它的大小影響零件的使用性能；從工件加工工藝的角度來解讀公差，它首先是生產(chǎn)的命令之一，它規(guī)定加工中所有加工因素引起加工因素誤差大小的總和必須在 該公差范圍內(nèi)，或者說所有的加工因素‘分享’了這個公差，公差是所有加工因素公共的允許誤差。 (2) 公差要求分析 分析零件圖樣上的公差要求，以確定控制其尺寸精度的加工工藝。當(dāng)發(fā)生以上各項缺陷時，應(yīng)向圖樣的設(shè)計人員或技術(shù)管理人員及時反映，解決后 方可進行程序編制工作。 湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 ②分析圖樣中加工輪廓的幾何元素是否充分。對數(shù)控加工來說，尺寸從同一基準(zhǔn)標(biāo)注，便于工藝編程時保持設(shè)計、工藝、檢測基準(zhǔn)與編程原點設(shè)置的一致。 (1) 對尺寸標(biāo)注的分析 工件圖樣用尺寸標(biāo)注確定零件形狀、結(jié)構(gòu)大小和位置要求，是正確理解零件加工 要求的主要的依據(jù)。 2）對零件圖進行數(shù)控加工工藝性分析 對適合數(shù)控加工的工件圖樣進行分析，以明確數(shù)控機床加工內(nèi)容的加工要求。本課題的研究對象防扭臂由于屬于航空產(chǎn)品，精度要求較高，且課題的來源企業(yè)的機械加工設(shè)備基本上都是改進的數(shù)控機床或中檔的數(shù)控機床，因此機械加工的內(nèi)容除鉗工其他切削加工都在數(shù)控機床上加工。主要原因是獲取數(shù)據(jù)難，易與檢驗依據(jù)發(fā)生矛盾，增加編程難度； ④不能在一次安裝中加工完成的其它零散部位，采用數(shù)控加工很繁雜，效果不明顯，可安排通用機床補加工。相比之下，下列一些加工內(nèi)容則不宜選擇數(shù)控加工： ①需要通過較長時間占機調(diào)整的加工內(nèi)容，如：零件的粗加工，特別是鑄、鍛毛坯零件 的基準(zhǔn)平面、定位面等部位的加工等； ②必須按專用工裝協(xié)調(diào)的孔及其它加工內(nèi)容。在選擇時，一般 可按下列順序考慮： 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 14 ①通用機床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容，例如葉片、較復(fù)雜的模具內(nèi)腔或外形、非圓齒輪、凸輪的加工等； ②通用機床難加工、質(zhì)量也難保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點選擇內(nèi)容； ③通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容，一般在數(shù)控機床尚存在富余加工能力的基礎(chǔ)上進行選擇。 數(shù)控加工工藝原則和內(nèi)容在許多方面與普通機床加工工藝基本相似，下面主要針對數(shù)控加工的不同點進行簡要說明 、數(shù)控加工工藝設(shè)計過程 （ 1） 數(shù)控加工工藝設(shè)計準(zhǔn)備 1） 選擇并確定 數(shù)控加工的內(nèi)容 對零件圖樣進行仔細的工藝分析，選擇出那些最適合、最需要進行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。 第三章 數(shù)控加工工藝分析及設(shè)計編程 、數(shù)控工藝分析理論及在本設(shè)計中的應(yīng)用 、數(shù)控加工工藝設(shè)計的內(nèi)容 工 藝設(shè)計是對工件進行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作，它必須在編程之前完成。 由于航空設(shè)備質(zhì)量要求輕，一般采用輕質(zhì)量金屬，唱采用鋁合金。 由于防扭臂為航空航天設(shè)備上的零件，因此防扭臂的精度等級較高，此AXXX 防扭臂其同軸孔的同軸度要求達到 ，單耳片軸線與雙耳片軸線的平行度公差值 小于 ，且單耳片端 面與孔的中心線垂直度小于 。三湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 13 角架主體中間有減輕結(jié)構(gòu)，中間為一凹面，凹面為一空間曲面且?guī)в幸豢讖綖?0 的通孔。三角形輪廓上帶有三個耳片，每個耳片上都有通孔，其中有兩個孔為同軸孔，它們的軸線和第三個孔的軸線相互平行，并有一定的位置公差要求?，F(xiàn)已 AXXX 型飛機的防扭臂為例說明防扭臂結(jié)構(gòu)特點。 、防扭臂的結(jié)構(gòu) 防扭臂的大概輪廓都為三角形，如下圖 21 所示。 3 個鉸鏈軸平行，且和減震支柱垂直，使得減震支柱的內(nèi)筒和外筒能夠伸縮運動，卻不能相對轉(zhuǎn)動。 第二章 防扭臂的功用及具體結(jié)構(gòu) 、功用 防扭臂為飛機起落架上的一重要零件，通常以上防扭臂和下防扭臂成對出現(xiàn)。首先根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及要求，結(jié)合來源單位的設(shè)備擁有情況，分析其加工工藝，詳細設(shè)計工序，并編寫數(shù)控加工程 序，最后對重要工序的夾具進行研究設(shè)計。加工航天發(fā)射的運載火箭、艙體等大件，需要 100t以上大噸位旋壓機，φ 3000mm以上 5 軸雙柱立式車銑中心、φ 16000mm 以上落地銑鏜加工中心、加工寬度2022mm 以上寬龍門鏜銑加工中心等重型機床。結(jié)合航空航天設(shè)備的特點，未來航空航天制造企業(yè)將采購一大批高速加工中心、 5 軸加工中心和 5 軸高速龍門銑床等關(guān)鍵設(shè)備。航天產(chǎn)品的發(fā)動機制造中，推力室內(nèi)外壁結(jié)構(gòu) 、閥門、活門、轉(zhuǎn)子葉片等的加工，對數(shù)控銑床 /銑削中心、精密數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床等數(shù)控設(shè)備有較多的需求。航天產(chǎn)品的彈 /箭 /星載設(shè)備主要為 控制、導(dǎo)引、探測部件等高精度的精密儀器與機械，對數(shù)控技術(shù)與裝備的要求主要是：精密數(shù)控車床和車削中心、高精度萬能數(shù)控磨床、數(shù)控光學(xué)坐標(biāo)磨床和成形磨床、高精度數(shù)控電火花加工機床等。飛機起落裝備所需材料比較特殊，起落支架采用高強度的鈦合會等材料，加工難度湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 9 大，其毛坯需要萬噸壓力機鍛造成型，機械加工需要數(shù)控落地銑鏜床、龍門 5軸聯(lián)動加工中心等設(shè)備。在飛機制造方面，可以分為飛機的發(fā)動機、機身類零部件、飛機載設(shè)備和飛機起落裝備等部分說明。 在飛機主機（機體）制造過程中，對多坐標(biāo) /高速 /高剛性 /大功率的數(shù)控龍門銑床 、床身式立銑床、立式加工中心以及專用高速蜂窩銑床和長桁緣條銑床等數(shù)控加工設(shè)備的需求量大，主要用于整體構(gòu)件（如機身、機翼、尾翼上的大型整體壁板 /框等）、鈦合金、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件以及其它高強度合金鋼的梁 /肋 /接頭類復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件等的數(shù)控加工。發(fā)達國家數(shù)控機床約占機床總量的 40%，在航空航天制造企業(yè)中，數(shù)控機床的比例則要高許多，有的高達 80%以上。在航空航天產(chǎn)品制造過程中，對數(shù)控技術(shù)與裝備的需求呈現(xiàn)出以下六個特點：機械加工的數(shù)控化率要求高，幾乎對各種類的數(shù)控 機床都有需求；對數(shù)控機床利用率及數(shù)控加工效率要求高；數(shù)控加工已成為 CAD/CAPP/CAM 集成應(yīng)用及“無圖紙制造”的基礎(chǔ)；高速高精度數(shù)控切削加工已成為必然趨勢；要求對不同材料和結(jié)構(gòu)的零部件數(shù)控加工工藝及切削參數(shù)進行優(yōu)化；部分數(shù)控技術(shù)與裝備具有專用性。航空航天產(chǎn)品中的零部件中大多數(shù)需要經(jīng)過切削加工這一工藝過程，數(shù)控加工技術(shù)和數(shù)控加工設(shè)備已成為航空航天產(chǎn)品制造中的主要需求之一。 21 世紀，我國經(jīng)濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。數(shù)控工藝程編準(zhǔn)備周期過長已經(jīng)成為高效數(shù)控加工過程中的薄弱環(huán)節(jié)，已不能適應(yīng)新形勢下客戶和市場的需要，所以迫切要求對工藝程編技術(shù)進行技術(shù)革新，提高工藝程編的效率和質(zhì) 量。 在與航空、航天以及電子等領(lǐng)域的制造企業(yè)合作過程中，我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代復(fù)雜產(chǎn)品制造過程中由于零件材料和結(jié)構(gòu)工藝的新特點，對數(shù)控機床設(shè)備能力和數(shù)控加工技術(shù)水平提出了更高的要求，企業(yè)的數(shù)控機床擁有量快速增長，加工設(shè)備的數(shù)控化率明顯提高，數(shù)控加工零件比例應(yīng)用面越來越廣泛，但是由于對新型數(shù)控機床和先進數(shù)控加工技術(shù)掌握不夠，缺乏合理優(yōu)化的切削參數(shù)、加工工藝數(shù)據(jù)庫和數(shù)字化數(shù)控車間管理系統(tǒng)，因此，數(shù)控機床應(yīng)用水平不高， 數(shù)控加工質(zhì)量和效率都受到影響，尤其是在實際生產(chǎn)過程中數(shù)控加工應(yīng)用的綜合效率低，突出表現(xiàn)在數(shù)控機床主軸開動率低、加工過程主軸功率利用率低、單位時間的材料去除率低。 國家大型民用客機項目的啟動，從數(shù)控加工的角度看，由于飛機結(jié)構(gòu)件尺寸顯著增大，零件結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，幾何精度不斷提高，采用的材料也逐漸從過去的以鋁合金為主變?yōu)殇X合金和鈦合金并重的局面，其加工難度、工藝程編工作量和質(zhì)量控制難度大幅增加。而現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)與裝備是先進制造技術(shù)中的重要組成，在航空航天產(chǎn)品制造中已成為決定性的關(guān)鍵技術(shù)之一。在目前的發(fā)展趨勢中大量的新型材料、新結(jié)構(gòu)已在航空航天產(chǎn)品中得到應(yīng)用；國防需要以及市場競爭要求航空航天 產(chǎn)品的研制周期和生產(chǎn)周期大大縮短；此外，要求最終產(chǎn)品的全生命周期使用成本不斷降低。這些都意味著數(shù)控加工技術(shù)對飛機零部件制造事業(yè)起著至關(guān)重要的作用。這樣，其加工的難度也不斷提高，不夸張地說，它一直在挑戰(zhàn)著機床、刀具以及編程技術(shù)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁件、蜂窩件不僅形狀復(fù)雜，而且孔、空穴、溝槽、加強筋等多，工藝剛性較差。為了提高零件強度和工作可靠性，主要采用整體毛坯件和整體薄壁結(jié)構(gòu)。 飛機結(jié)構(gòu)零件以其結(jié)構(gòu)尺寸大、理論外形復(fù)雜 ， 典型的飛機零件的結(jié)構(gòu)特點是薄壁結(jié)構(gòu)，形狀復(fù)雜，外形變斜角變化大，外形多為雙曲面，要求成形精確。自 20 世紀末以來，飛機設(shè)計制造過程中由于性能上的需求而廣泛采用了整體結(jié)構(gòu)件，其中 80%以上的飛機結(jié)構(gòu)件均采用數(shù)控加工完成，是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域。飛機的制造是航天事業(yè)的主要組成部分，在它的研制設(shè)計開發(fā)中有著自己鮮明的加工特征和方法；由產(chǎn)品特點所決定，航空航天設(shè)備制造一般都需要大型、高速、精密、多軸和高效數(shù)控機床。 、數(shù)控加工技術(shù)在航空工業(yè)中的應(yīng)用及存在的問題 航空航天設(shè)備制造業(yè)主要包括飛機制造、航空航天器制造兩大部分，由于隨著人類科學(xué)不斷進步，社會向前發(fā)展，航空航天制造業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力不但是一個國家制造業(yè)的實力標(biāo)志，而且是國防科技工業(yè)現(xiàn)代化水平的綜合體現(xiàn)。 目前飛機結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工效率的技術(shù)瓶頸已經(jīng)逐漸發(fā)生改變，從之前的數(shù)控設(shè)備能力不足逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控工藝程編效率低下。 航空航天設(shè)備業(yè)既有國家政