【正文】 ）, 華北科技學(xué)院學(xué)報，），貴州大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，），廣東技術(shù)師范學(xué)院，），梧州技術(shù)交流站，）。結(jié)論：經(jīng)過四個多月的努力，我的論文《數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝比較》終于完成，在整個設(shè)計過程中，出現(xiàn)過很多的難題，但都在老師和同學(xué)的幫助下順利解決，在不斷的學(xué)習(xí)過程中我體會到：寫論文是一個不斷學(xué)習(xí)的過程，從最初剛選論文題目對題目研究的方向模糊不清到到最后能夠?qū)υ搯栴}有深刻的了解和認(rèn)識，我體會到實踐對于學(xué)習(xí)的重要性，以前只是明白理論，沒有經(jīng)過實踐，對知識的理解不夠明確，通過這次論文的寫作，以前對理論知識模棱兩可的現(xiàn)在得到了深刻的認(rèn)識。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。[15] 開放化、網(wǎng)絡(luò)化目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負(fù)自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。自動編程、加工過程智能監(jiān)控、在線檢測等。因此促進(jìn)了多軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床的發(fā)展。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快，模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復(fù)雜而且品種增多。依靠快速、準(zhǔn)確的數(shù)字量傳遞技術(shù)對高性能的機床執(zhí)行部件進(jìn)行高精密度、高響應(yīng)速度的實時處理，由于采用了新型刀具，車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000米一8000米/分以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá)10萬轉(zhuǎn)/分)以上；工作臺的移動速度(進(jìn)給速度):在分辨率為1微米時，在100米/分(有的到200米/分)，在24米/分以上；自動換刀速度在1秒以內(nèi)；小線段插補進(jìn)給速度達(dá)到12米/分。 高速、高效90年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機床，加快機床高速化發(fā)展步伐。當(dāng)前，機械加工高精度的要求如下:普通的加工精度提高了一倍，達(dá)到5微米；精密加工精度提高了兩個數(shù)量級，超精密加工精度進(jìn)入納米級()，加工表面粗糙Ra=。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對超精密加工技術(shù)不斷提出了新的要求。兩加工精度如圖45所示。數(shù)控加工工藝加工的零件精度高，誤差小，生產(chǎn)效益高，用普通數(shù)控機床一般可以提高效率35倍，使用數(shù)控加工中心機床則可提高生產(chǎn)率510倍，節(jié)約了時間與資金。一些由復(fù)雜曲面、曲線形成的機械零件，用常規(guī)工藝方法和手工操作難以加工甚至無法完成，如圖31中的RR15用常規(guī)工藝難以達(dá)到零件要求的精度，而用數(shù)控機床可輕松實現(xiàn)要求。在設(shè)計傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)時采用了減少誤差的措施，并由數(shù)控進(jìn)行補償，所以數(shù)控機床有較高的加工精度。其本身具有很高的定位精度，而且數(shù)控加工是按所編程的程序自動完成加工的，消除了操作者的各種人為誤差，提高了同批工件加工尺寸的一致性，使加工質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品的合格率高。數(shù)控工藝不僅包括詳細(xì)描述的切削加工步驟，而且還包括工夾具型號、規(guī)格、切削用量和其他特殊要求的內(nèi)容以及標(biāo)有數(shù)控加工坐標(biāo)位置的工序圖等，在自動編程中更需要確定詳細(xì)的各種工藝參數(shù)。用通用機床加工時，許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀及尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上都是由操作工人根據(jù)自己的實踐經(jīng)驗和習(xí)慣自行考慮和決定的，一般無須工藝人員在設(shè)計工藝規(guī)程時進(jìn)行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也可由試切保證。編程員必須具備較扎實的工藝基本知識和較豐富的實際工作經(jīng)驗。普通機床加工零件時，通常是經(jīng)過多次“試切”過程來滿足零件的精度要求，而數(shù)控加工過程是嚴(yán)格按程序規(guī)定的尺寸進(jìn)給的，因此在對圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、計算和編程時一定要準(zhǔn)確無誤。同時，在對圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、計算和編程時，都要力求準(zhǔn)確無誤。比如，在數(shù)控機床上攻螺紋時，數(shù)控系統(tǒng)不知道孔中是否已擠滿了切屑，是否需要換刀，或清洗一下切屑再繼續(xù)加工。數(shù)控加工工藝的設(shè)計嚴(yán)密、精確。傳統(tǒng)加工中，工序較分散，每道工序中的工步內(nèi)容少，而數(shù)控加工中一道工序中的工步內(nèi)容很多，傳統(tǒng)加工工藝編制時將“工序”的編制作為重點，而數(shù)控加工中，著眼點就必然在“工步”上。數(shù)控機床上可以在一次裝夾狀態(tài)下加工多個面，大大降低了因多次安裝帶來的誤差。傳統(tǒng)工藝中工序多，要多次安裝才能達(dá)到零件的要求，使用的設(shè)備多。同時，所用機械的設(shè)備少，圖41用一臺數(shù)控車床就可以了，而傳統(tǒng)機床用了車床和磨床等。[9][10] 加工工藝工序比較數(shù)控加工工藝的工序集中，傳統(tǒng)加工工藝的加工工序分散。而數(shù)控加工工藝系統(tǒng)主要由工件、刀具、夾具、定位部分、運動部分、能量部分、控制部分、加工程序等部分組成，通過數(shù)控系統(tǒng)把從外部輸入的幾何信息和工藝信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控能識別的數(shù)字信息，即將刀具與工件的相對運動軌跡、加工過程中主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的轉(zhuǎn)換、冷卻液的開關(guān)、工件和刀具的交換等控制和操作，按規(guī)定的代碼和格式編制加工程序，然后將該程序輸入數(shù)控系統(tǒng)。如圖334所示可知，傳統(tǒng)加工工藝的系統(tǒng)主要有工件、夾具、刀具和機床組成。采用數(shù)控機床時要求操作人員要有相當(dāng)高的素質(zhì)，工資成本高，而選用普通設(shè)備所用的工資成本低，對工作人員素質(zhì)要求低；數(shù)控機床的系統(tǒng)復(fù)雜，修理復(fù)雜，維護費用高，一般需要專門的維修人員，而普通機床的系統(tǒng)相對簡單得多，修理相對簡單，維護費用低。由于費用高昂，數(shù)控機床加工大批量零件不利，一般加工大批量零件時采用專用機床和專用夾具，專用機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式,生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。專用機床的生產(chǎn)批量大，復(fù)雜程度相對簡單；普通機床的生產(chǎn)批量小，復(fù)雜程度簡單；數(shù)控機床適用于小批量生產(chǎn)，復(fù)雜程度較高，用如圖32所示進(jìn)行比較。數(shù)控加工工藝通過裝夾一次就可以加工出合格的零件，減少了多次裝夾帶來的誤差，數(shù)控機床的加工精度高，加工效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。硬質(zhì)合金320 r/min 32mm/min 外螺紋車刀切斷 T05切斷刀（寬度3mm） 編制數(shù)控加工程序 O0010 N10G50設(shè)定坐標(biāo)系N20T0100選擇1號外圓車刀基準(zhǔn)刀無刀補 N30S750 M03 主軸正傳，轉(zhuǎn)速750r/min N40G00N50G01 進(jìn)刀至外徑粗車循環(huán)起點N60G71U1 粗車切削深度為1mm， N70G71P80 Q210 外徑粗車循環(huán) N80T0202 N90M00 N100 S1200 N110G01 精車開始（）N120 N130 Z28 N140 N150 N160 G02 N170 G01 N180 G03 N190 G02 N200 G01 N210 Z110精車Φ34外圓柱面 N220 G70 P80 Q210精車循環(huán)G70 N230 G00 320 r/min 32mm/min 取消2號刀補N250 T0303選擇3號切槽刀，調(diào)用3號刀補N260 M00程序暫停，根據(jù)需要調(diào)用切槽是的主軸轉(zhuǎn)速 N270 S320主軸轉(zhuǎn)速320r/min N280 G00 N290 G01 X20進(jìn)刀準(zhǔn)備切槽 N300 X12N310 G04 N320 G00 X17N330 N340 G01 N350 G00 T0300N390 T0404N400 M00N410 G00 G92 N440 N450 N460 N470 N480 N490 G00 車槽到暫停進(jìn)給1秒，車槽底退刀準(zhǔn)備倒角返回對刀點取消3號刀補選擇4號刀，并調(diào)用4號刀補程序暫停，調(diào)整車削螺紋的主軸轉(zhuǎn)速快速定位到螺紋車削循環(huán)起點粗車螺紋循環(huán)，螺距2mm，= ㎜N510 T0400取消4號刀補N520 T0505選擇5號刀切斷刀，并調(diào)用5號刀補 N530 M00程序暫停N540 G00 N550 切斷 N560 G00 N580 T0500取消5號刀補 N590 M05主軸停 N600 M30程序結(jié)束 數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝比較通過以上兩套工藝方案可知傳統(tǒng)機械加工工藝在加工RR15時達(dá)不到零件的精度要求，而且效率低。外圓粗車刀螺紋軸 YCK400 主軸轉(zhuǎn)速 750r/min材料 制表 進(jìn)給速度 300 ㎜ /min45鋼 吳熙 進(jìn)給量 ㎜/r T02 90176。綜合前面分析的各項內(nèi)容，并將其填入表1所示的數(shù)控加工刀具卡和表2所示的數(shù)控加工工藝卡片。最后根據(jù)公式Vf=nf計算粗車、精車進(jìn)給速度分別為300 ㎜ /min和180 ㎜/min。③進(jìn)給速度的選擇 選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，再根據(jù)加工的實際情況確定粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。②主軸轉(zhuǎn)速的選擇 車直線和圓弧時，根據(jù)車床和刀具允許的切削速度選粗車切削速度=90m/min、精車切削速度=120m/min，然后利用公式=πdn/1000計算主軸轉(zhuǎn)速n（粗車直徑D=40 ㎜，精車工件直徑取平均值）：粗車750r/min、精車1200 r/min。根據(jù)普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)和加工工號，螺距為2mm，（半徑值）。⑤T05：切斷刀，刀寬取3mm，用于切斷。外螺紋車刀，刀尖角59176。③T03：切槽刀，刀寬取3mm，用于切槽。②T02:外圓精車刀。外圓粗車刀。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給。②先車削工件右端面（對刀前手動完成），并以此端面的中心作為原點建立工件坐標(biāo)系；③采用G71功能對工件進(jìn)行外形粗車，然后用G70進(jìn)行精車； ④進(jìn)行切槽加工；⑤采用循環(huán)指令功能車削螺紋；⑥切斷工件。本工件在一次裝夾后即可加工出全部的工件表面。 選擇設(shè)備及制定加工工藝根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用YCK400數(shù)控車床。該零件的尺寸標(biāo)注完整、正確，零件輪廓描述清楚。 分析零件圖由圖3—1可知，該工件材料是45鋼，無熱處理及硬度要求。數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容主要包括：分析零件圖樣、工藝裝備的選擇、對刀點與換刀點的確定、工藝路線的擬定、切削用量的選擇、編寫程序等。車床車雙頂尖裝夾，車螺紋M16。調(diào)頭，雙頂尖裝夾，半精車小端，螺紋大徑車到216。加工簡圖設(shè)備車床表41（續(xù)）調(diào)頭，切斷，鉆中心孔。40130 三爪卡盤夾持工件，粗車大端面，直徑留余量2mm。[7]根據(jù)分析可擬定如下加工順序：車端面鉆中心孔——粗車外圓——半精車——磨削。（3）軸上的螺紋一般有較高的精度，如安排在局部淬火之前進(jìn)行加工，則淬火后產(chǎn)生的變形會影響螺紋的精度。以外徑定心的花鍵軸，通常只磨削外徑，而內(nèi)徑銑出后不必進(jìn)行磨削，但如經(jīng)過淬火而使花鍵扭曲變形過大時，也要對側(cè)面進(jìn)行磨削加工。（2）軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之前。通過分析本加工采用一夾一頂和兩中心孔定位。而且由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個外圓和端面，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 選擇定位基準(zhǔn)軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。 劃分加工階段根據(jù)加工質(zhì)量，該零件加工可劃分為粗加工、半精加工、精加工、和磨削四個階段。3)圓弧刀架車削法：把小拖板和刀架換成圓弧刀架，直接車削即可，加工精度高，效率高，但加工內(nèi)孔較難。優(yōu)點是加工精度較高，效率高。此法加工精度低，效率低，適合單件加工，要求工人有較高的加工經(jīng)驗和技術(shù)。下面介紹普通機床加工圓弧的方法：1）手動車削法：用手搖大拖板和中拖板的進(jìn)給手柄，兩手配合車削出圓弧的大致形狀。該零件的尺寸標(biāo)注完整、正確，零件輪廓描述清楚。進(jìn)給速度的確定原則:(1)當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時,可選擇較高的進(jìn)給速度,以提高生產(chǎn)效率；(2)在加工不銹鋼等高強度鋼時,宜選擇較低的進(jìn)給速度；(3)刀具空行程,特別是遠(yuǎn)距離“回零”時,可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度,以縮短加工周期；(4)進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和切削深度相適應(yīng)。進(jìn)給速度應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。數(shù)控機床的控制面板上一般都有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)開關(guān),可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。半精加工時，；精加工時。主要受機床、刀具和工件系統(tǒng)剛度的制約，在系統(tǒng)剛度允許的情況下，應(yīng)盡量選擇較大的背吃刀量。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度,切削用量的參數(shù)都應(yīng)在加工程