【正文】 其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的零件。機(jī)械制造的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù) 的競(jìng)爭(zhēng)。近幾十年來(lái)，世界各國(guó)十分重視發(fā)展能有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件加工的數(shù)控加工技術(shù)。1 第 1 章 緒論 隨著科學(xué)技術(shù)飛速和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來(lái)越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加。同時(shí)，隨著航空工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)和輕工業(yè)消費(fèi)品生產(chǎn)的高速增長(zhǎng)，復(fù)雜形狀的零件越來(lái)越多，精度要求也越來(lái)越高。 數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代的CAD/CAM、 FMS、 CIMS 等，都是建立在數(shù)控加工技術(shù)之上，離開(kāi)數(shù)控加工技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)就成了無(wú)本之木。 數(shù)控機(jī)床即是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說(shuō)裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，為了滿(mǎn)足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期快的要求，原來(lái)以單功能組成機(jī)床為主體的生產(chǎn) 線，已不能適應(yīng)機(jī)械制造業(yè)日益提高的要求，因而具有多功能和一定柔性的設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，促使數(shù)控技術(shù)向更 高 層次 發(fā)展 。 數(shù)控機(jī)床是一種高效能自動(dòng)化加工設(shè)備，與普通機(jī)床相比，其特點(diǎn)有柔性好、適應(yīng)性強(qiáng)，精度高，質(zhì) 量穩(wěn)定、加工生產(chǎn)率高，可實(shí)現(xiàn)多功能、高復(fù)雜程度的控制，可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，可靠性高，經(jīng)濟(jì)性好，有利于制造系統(tǒng)現(xiàn)代化。數(shù)控機(jī)床不僅在加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)值昂貴不允許報(bào)廢的零件及需要最短生產(chǎn)周期的急需零件方面發(fā)揮越2 來(lái)越重要的作用，而且在加工大批量以及結(jié)構(gòu)形狀不太復(fù)雜的零件方面也取得了很好的效益。 法蘭是一種盤(pán)狀零件，在管道工程中最為常見(jiàn)，法蘭都是成對(duì)使用的。在需要連接的管道，各種安裝一片法蘭盤(pán)，低壓管道可以使用絲接法蘭， 4 公斤以上壓力的使用焊接法蘭。不同壓力的法蘭有不同的厚度和使用不同的螺栓。 凡是在兩個(gè)平面在周邊使用螺栓連接同時(shí)封閉的連接零件，一般都稱(chēng)為 “法蘭 ”，如通風(fēng)管道的連接，這一類(lèi)零件可以稱(chēng)為 “法蘭類(lèi)零件 ”。比較小型的如閥門(mén)等，可以叫 “法蘭類(lèi)零件 ”。 大批量生產(chǎn)的工藝特征： ⑴零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數(shù)裝配精度較高處 ，采用分組裝配法和調(diào)整法； ⑵毛坯的制造方法與加工余量：廣泛采用金屬模機(jī)器造型，模鍛或其他高效方法。 2． 2 法蘭零件的分析 2． 2． 1 零件的分析 該法蘭零件其材料為 HT150。適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 Ф 26的孔與Ф 的同軸度 mm，與Ф 31H7 的孔的同軸度 mm，與Ф 50f7 的同軸度 248。 另外， D面相對(duì) C 面的平行度 ，也影響 安裝精度。 根據(jù)毛坯的材料、生產(chǎn)類(lèi)型、生產(chǎn)綱領(lǐng)及零件的復(fù)雜程度，毛坯可采用鑄造成型。 2． 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2． 3． 1 定位基準(zhǔn)的選擇 在研究分析工件定位問(wèn)題時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇是關(guān)鍵。作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的，如外園和內(nèi)孔軸線、對(duì)稱(chēng)平面等。在第一道工序中，只能使用工件上未加工的毛坯表面來(lái)定位，這種定位基準(zhǔn)稱(chēng)為粗基準(zhǔn)。在法蘭機(jī)械加工工藝過(guò)程中，大部分工序選用法 蘭的一個(gè)指定的端面和外圓作為主要基面，并用大外圓面作為另一基面。 再深入研究一下： （ 1） 剛性粗加工左端時(shí)，即第一道加工工序中，工件的各個(gè) 表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都很大，如果再遇到工件本身的差，則對(duì)加工精度有很大影響，因此第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對(duì)于整個(gè)工藝過(guò)程的加工精度常有深遠(yuǎn)的影響，所以用法蘭的右端面及5 外圓作為定位面和夾緊面。用大外圓及右端面進(jìn)行定位夾緊。 2． 3． 2 法蘭零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有兩端面、小外圓、外圓（ Φ 50）、 Φ 的外圓以及大外圓面，以及Φ 31H7 的孔，Φ 26 的孔，右端的兩個(gè)槽及連接孔和小孔。 兩端面：尺寸公差為 177。 小外圓：尺寸公差為Φ 42177。m，需進(jìn)行粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)。大外圓：尺寸公差為Φ ，需進(jìn)行粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)。 ，且一側(cè)面相對(duì)于Φ另一定位基面的平行度為 ，需進(jìn)行粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)。 Φ 26H7 的孔：公差等級(jí)為 H7，表面粗糙度為 ，采用粗鏜、半精鏜、精鏜即可加工出。 ，槽徑為Φ 的槽；采用粗車(chē)和精車(chē)。 6﹡Φ 10的孔：采用鉆孔。 的小孔：可采用鉆孔。 Φ 3的斜孔：采用鉆孔。這樣可以保證加工質(zhì)量、合理使用機(jī)床、適應(yīng)熱處理的需要，在粗加工階段可發(fā)現(xiàn)缺陷，便于即使報(bào)廢或修補(bǔ)，將表面精加工安排在最后，可使這些表面少受或不受損傷。車(chē)寬為 的槽。 鏜 半精鏜Φ 26的孔，半精鏜孔的倒角，精鏜孔及其倒角， 70 鉆孔 加工連接孔及小孔，鉆Φ 的通孔，再用Φ 10 的鉆頭鉆至深 處，鉆Φ 3 的孔，鉆Φ 孔以及擴(kuò)孔，鉆Φ 的孔。其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床加專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。 ① 選擇機(jī)床 a 工序 40 是粗車(chē)，本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，選用CK200。 c 工序 70，可以用加工中心加工，可選 VTC160A/16A。 ② 選用夾具 本法蘭零件加工除加 工連接孔及小孔需要設(shè)計(jì)夾具外，其他工序使用通用夾具即可。菱形，粗鏜刀可選用微調(diào)鏜刀，刀片為機(jī)夾式， M： M20*， L=64mm,l=16mm的鏜刀。精車(chē)端面，Φ 42 的外圓，Φ 51的外圓以及大外圓可選用 MCLN（ L/R） 2525M12M5 的外徑車(chē)刀；精鏜Φ 31 的孔及其倒角可選用S16QSDUCL1120E 的內(nèi)徑鏜刀。 c 工序 60 半精車(chē)Φ 的外圓，可選用 PCLNR2525M12 的外徑車(chē)刀，半精鏜Φ 26 的孔可選用 CNMG120408WQCA5025 的內(nèi)徑鏜刀，精車(chē)端面、Φ 外圓及大外圓的另一側(cè)面可選 CPMHO90304HQCA5025 的外徑鏜刀，半精鏜Φ 22 的孔及倒角選用 WNMG080408WF4015 的 內(nèi) 徑 鏜 刀 ， 精 鏜 孔 及 倒 角 可 選 用TCMT110308PF4015 的內(nèi)徑鏜刀，精車(chē)寬為 5的槽用 VBGT110302RYPR930 的外徑槽刀，精車(chē)寬為 的槽用 GMG302003MGPR930 的外徑槽刀，精車(chē)大外圓一側(cè)面寬 深 的槽 GFVR2525M201A 的端面槽刀。 e 鉆Ф 的斜孔可用直徑為 的直柄麻花鉆，擴(kuò)孔時(shí)可用直徑為 的直柄麻花鉆。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器具的測(cè)量方法極限誤差選擇。 b 精加工時(shí)加工孔用量具是內(nèi)徑千分尺，分度值為 mm。粗糙度以及形位公差或是操作者自己不便測(cè)量的尺寸可用輪廓儀測(cè)量。 2． 3． 5 加工工序及切 削用量的計(jì)算 確定工序尺寸一般的方法是由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。則左端至 C面的工 序尺寸即為設(shè)計(jì)尺寸， X精 =（ 177。 ） mm。 查閱有關(guān)手冊(cè)，取粗車(chē)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f= mm/r，精車(chē)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=,取粗車(chē)的主軸轉(zhuǎn)速為 320r/min，精車(chē)的主軸轉(zhuǎn)速為 n=560r/min。 Φ Φ 177。 表 22 查閱有關(guān)手冊(cè) ，取粗車(chē)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=,半精車(chē)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=,精車(chē)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=；粗車(chē)的主軸轉(zhuǎn)速為 320r/min,精車(chē)的主軸轉(zhuǎn)速為 560r/min。 Φ 31 1 IT11 Φ 177。時(shí)間定額是衡量工藝過(guò)程的勞動(dòng)生產(chǎn)率的 主要指標(biāo)，是安排生產(chǎn)計(jì)劃、核算成本的重要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)或擴(kuò)建工廠（或車(chē)間）時(shí)計(jì)算設(shè)備和人員數(shù)量的主要資料。 ⑵它輔助時(shí)間 (ta)是實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。 ⑷休息和生理需要時(shí)間 ()它是操作者在工作時(shí)間內(nèi)為恢復(fù)體力和滿(mǎn)足生理需要所消耗的時(shí)間，一 般可按作業(yè)時(shí)間的 2%進(jìn)行計(jì)算。 /2)/2+]= l=70mm,取 l2=3mm； 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定 f及 n 代入公式，得 tj=（ 70++3） /（ *630） = 6tj=4*= 對(duì)鉆孔 6— Φ 10mm 有 l1=[10*cot(118176。 /2)/2+]mm= 取 l=100mm, l2=0 mm tj=(100+)/(*230)= min 對(duì)鉆Ф 3的孔有 l1=[3*cot(118176。 /2)/2+]= 取 l=10mm, l2=0 mm tj=(10+)/(23*)= 參考有關(guān)資料，得擴(kuò)孔底計(jì)算公式為 tj=(l+l1+l2)/(f*n) l1=(Dd)* (cotkr)/2+(l2) 擴(kuò)盲孔時(shí)， l2=0 mm 對(duì)擴(kuò)孔 Ф 有 12 l1=[(） *cot(118 176。它分為手工編程和自動(dòng)編程。 數(shù)控車(chē)床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成型表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車(chē)槽、鉆孔、擴(kuò)孔以及鉸孔等工作。由于數(shù)控車(chē)床的加工對(duì)象多為回轉(zhuǎn)體，一般使用通用三爪卡盤(pán)夾具。②加工坐標(biāo)系 加工坐標(biāo)系應(yīng)于機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)方向一致， X軸對(duì)應(yīng)徑向， Z 軸對(duì)應(yīng)軸向， C 軸（主軸）的運(yùn)動(dòng)方向則以從機(jī)床尾架向主軸看，逆時(shí)針為 +C向，順時(shí)針為 C 向。④進(jìn)刀和退刀方式 切削起點(diǎn)的確定與工件毛坯余量大小有關(guān)，應(yīng)以刀具快速走到該點(diǎn)時(shí)刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。⑥恒切削速度控制 為了保證加工表面質(zhì)量，利用恒切削速度控制功能，數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)刀尖所處的 X 坐標(biāo)值，作為工件的直徑值來(lái)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速。手工編程適合加工形狀比較簡(jiǎn)單的零件，在自動(dòng)編程高速發(fā)展的將來(lái)，手工編程的地位仍很重要，是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)。 14 T 功能 編程格式 T～ 其中 T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼。 M 功能 M00：程序暫停； M3：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)； M04：主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)； M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止； M08：冷卻液開(kāi)； M09：冷卻液關(guān)； M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。 刀具半徑補(bǔ)償指令 在零件輪廓銑削加工時(shí)，由于刀具半徑尺寸影響，刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。其中 G41 為左偏刀具半徑補(bǔ)償， G42 為右偏刀具半徑補(bǔ)償， G40 是撤消刀具半徑補(bǔ)償指令。 P后共有 8 位數(shù)字，前四位為調(diào)用次數(shù)，省略時(shí)為調(diào)用一次；后四位為所調(diào)用的子程序號(hào)。 確定走刀路線和安排加工順序應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 尋求最短加工路線； 最終輪廓一次走刀完成； 選擇合理的切入切出方向。 15 結(jié) 論 時(shí)光飛逝，還記得當(dāng)初拿著課題發(fā)呆，無(wú)從下手的模樣，現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，感覺(jué)是實(shí)在太快了。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用的不熟練，挺生疏的，得要一邊參閱 教科書(shū)一邊進(jìn)行應(yīng)用了，而這當(dāng)中的一些知識(shí)是以后會(huì)經(jīng)常用到的，所以算是加強(qiáng)訓(xùn)練了一次，把以前的所學(xué)知識(shí)溫故了一遍，所以受益匪淺，而且在這次畢業(yè)課程設(shè)計(jì)將《機(jī)械制造工藝與設(shè)備》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《機(jī)械制圖》、《數(shù)控加工編程及操作》等有機(jī)地結(jié)合在一起。機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是很重要的。因此在設(shè)計(jì)中需要認(rèn)真的對(duì)待每一道工序，不可以馬虎大意。 在這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了許多知識(shí)，也學(xué)到了許 多課本上沒(méi)有的知識(shí)，了解到作為一名設(shè)計(jì)人員，必須了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性，零件總是要在加工之前設(shè)計(jì)出來(lái)的。而且各種標(biāo)準(zhǔn)都要參照各種標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，設(shè)計(jì)一個(gè)零件需要很長(zhǎng)一段時(shí)間，這是我自己動(dòng)手以后才知道的。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)，有很大的收獲，但也存在著不足之處。 總而言之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我有很大的幫助，感覺(jué)把以前所學(xué)的很多知識(shí)重新整理，這對(duì)我以后的工作有很大的幫助。 17 致 謝 首先在 這里我要感謝兩年半來(lái)每一位給我們上課的任課教師，尤其是指導(dǎo)教師王曉光。 在本課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中，理論和實(shí)踐兩方面的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力都得到了鍛煉和提高。再次對(duì)劉佳老師的指導(dǎo) 表示謝意以及設(shè)計(jì)中的所列參考文獻(xiàn)的作者們表示謝意。 18 參考文獻(xiàn) 1. 倪森壽 主編?；瘜W(xué)工業(yè)出版社， 2020?；Q性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)。 3. 孫本緒 熊萬(wàn)武 編。國(guó)防工業(yè)出版社， 1999。機(jī)械制造工藝與裝備。 5. 胡家秀 主編。機(jī)械工業(yè)出版社， 1999。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。 7. 崔兆華 主編 數(shù)控加工工藝 山東科學(xué)技術(shù)出版社， 2020。 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控編程。而數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備。在未來(lái)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)下數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備都有其相應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)，為適應(yīng)世界潮流的變化，中國(guó)在這些方面必 定有自己的研究方向與發(fā)展策略。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面［ 1～ 4］。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn) 品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（ CIRP）將其確定為 21