【正文】 照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。 常見(jiàn)的箱體類零件有：機(jī)床主軸箱、機(jī)床進(jìn)給箱、變速箱體、減速箱體、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和機(jī)座等。前者是整體鑄造、整體加工，加工較困難，但裝配精度高；后者可分別制造，便于加工和裝配，但增加了 裝配工作量。因此，一般中型機(jī)床制造廠用于箱體類零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量約占整個(gè)產(chǎn)品加工量的 15%~20%。以某車床主軸箱，如圖 8－ 2 所示為例，箱體零件的技術(shù)要求主要可歸納如下： 箱體的主要平面是裝配基準(zhǔn)，并且往往是加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，所以，應(yīng)有較高的平面度和較小的表面粗糙度值，否則， 直接影響箱體加工時(shí)的定位精度，影響箱體與機(jī)座總裝時(shí)的接觸剛度和相互位置精度。 、幾何形狀精度和表面粗糙度 箱體上的軸承支承孔本身的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度都要求較高，否則，將影響軸承與箱體孔的配合精度，使軸的回轉(zhuǎn)精度下降，也易使傳動(dòng)件（如齒輪）產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。其余支承孔尺寸精度為 IT7～ IT6，表面粗糙度值為 ～ 。支承孔之間的孔距公差為 ～，平行度公差應(yīng)小于孔距公差，一般在全長(zhǎng)取 ~。支承孔與主要平面的平行度公差為 ~。 (二）箱體的材料及毛坯 箱體材料一般選用 HT200~400 的各種牌號(hào)的灰鑄鐵，而最常用的為 HT200。在單件生產(chǎn)或某些簡(jiǎn)易機(jī)床的箱體，為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，可采用鋼材焊接結(jié)構(gòu)。負(fù)荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及根據(jù)具體情況決定。為了減少毛坯制造時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁厚盡量均勻，箱體澆鑄后應(yīng)安排時(shí)效或退火工序。對(duì)于制造行業(yè)，設(shè)計(jì)、制造水平和產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及生產(chǎn)周期息息相關(guān)。采用 CAD/CAM 的技術(shù)已成為整個(gè) 制造行業(yè)當(dāng)前和將來(lái)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。數(shù)字化表示是指用數(shù)字形式為計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的設(shè)計(jì)對(duì)象生成內(nèi)部描述，象二維圖、三維線框、曲面、實(shí)體和特征模型；而數(shù)字化表現(xiàn)是指在計(jì)算機(jī)屏幕上生成真實(shí)感圖形、創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行漫游、多通道人機(jī)交互、多媒體技術(shù)等。極大地提高了設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，從而縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。幾乎每一個(gè)現(xiàn)代制造企業(yè)都離不開(kāi)大量的數(shù)控設(shè)備。設(shè)計(jì)系統(tǒng)只有配合數(shù)控加工才能充分顯示其巨大的優(yōu)越性。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，二者很自然地緊密結(jié)合起來(lái)，形成 CAD/CAM系統(tǒng) ， 在這個(gè)系 統(tǒng)中設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)階段可利用公共數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù) ，即通過(guò) 公共數(shù)據(jù)庫(kù)將設(shè)計(jì)和制造過(guò)程緊密地聯(lián)系為一個(gè)整體。 CAD/CAM大大縮短了產(chǎn)品的制造周期，顯著地提高產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。波音 777新一代大型客機(jī)以 4年半的周期研制成功，采用的新結(jié)構(gòu)、新發(fā)動(dòng)機(jī)、新的電傳操縱等都是一步到位，立刻投入批量生產(chǎn)。媒介宣傳中稱之為 無(wú)紙?jiān)O(shè)計(jì) ，而波音 公司本身認(rèn)為，這主要應(yīng)歸功于 CAD/CAM 設(shè)計(jì)制造一體化?，F(xiàn)在，工作站和微機(jī)平臺(tái) CAD/CAM 軟件已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件。這類軟件的特點(diǎn)是優(yōu)越的參數(shù)化設(shè)計(jì)、變量化設(shè)計(jì)及特征造型技術(shù)與傳統(tǒng)的 實(shí)體和曲面造型功能結(jié)合在一起，加工方式完備，計(jì)算準(zhǔn)確，實(shí)用性強(qiáng)，可以從簡(jiǎn)單的 2軸加工到以 5軸聯(lián)動(dòng)方式來(lái)加工極為復(fù)雜的工件表面，并可以對(duì)數(shù)控加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制和優(yōu)化，同時(shí)提供了二次開(kāi)發(fā)工具允許用戶擴(kuò)展 UG的功能。 中檔 CAD/CAM 軟件 CIMATRON是中檔 CAD/CAM 軟件的代表。 相對(duì)獨(dú)立的 CAM軟件 相對(duì) 獨(dú)立的 CAM系統(tǒng)有 Mastercam、 Surfcam等。 系統(tǒng)主要有 交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。 國(guó)內(nèi) CAD/CAM 軟件 國(guó)內(nèi) CAD/CAM軟件的代表有 CAXAME、金銀花系統(tǒng)等。這些軟件價(jià)格便宜，主要面向中小企 業(yè)，符合 我 國(guó)國(guó)情和標(biāo)準(zhǔn)，所以受到了廣泛的歡迎，贏得了越來(lái)越大的市場(chǎng)份額。它是指把 CAD、 CAE、 CAPP、 CAM以至 PPC（生產(chǎn)計(jì)劃與控制）等各種功能不同的軟件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，用統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來(lái)組織各種信息的提取、交換、共享和處理，保證系統(tǒng)內(nèi)部信息流的暢通并協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)有效地運(yùn)行。因此，人們著手將 CAD、 CAE、 CAPP、 CAM和 PPC等系統(tǒng)有機(jī)地、統(tǒng)一地集成在一起，從而消除 自動(dòng)化孤島 ，取得最佳的效益。 CAD/CAM 系統(tǒng)的網(wǎng) 絡(luò)化能使設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品方案在費(fèi)用、流動(dòng)時(shí)間和功能上并行處理的并行化產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)；能提供產(chǎn)品、進(jìn)程和整個(gè)企業(yè)性能仿真、建模和分析技術(shù)的擬實(shí)制造系統(tǒng)；能開(kāi)發(fā)自動(dòng)化系統(tǒng)，產(chǎn)生和優(yōu)化工作計(jì)劃和車間級(jí)控制，支持敏捷制造的制造計(jì)劃和控制應(yīng)用系統(tǒng)；對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中物流 ， 能進(jìn)行管理的物料管理應(yīng)用系統(tǒng)等。專家系統(tǒng)具有邏輯推理和決策判斷能力。應(yīng)用這些實(shí) 例 和啟發(fā) 準(zhǔn)則，根據(jù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)不斷縮小探索的范圍，使問(wèn)題得到解決。加工程序的編制，是決定加工質(zhì)量的重要因素。 加工中心所配置的數(shù)控系統(tǒng)各有不同，各種數(shù)控系統(tǒng)程序編制的內(nèi)容和格式也不盡相同，但是程序編制方法和使用過(guò)程是基本相同的。 加工中心是一種工藝范圍較 廣 的數(shù)控加工機(jī)床，能進(jìn)行銑削、鏜削、鉆削和螺紋加工等多項(xiàng)工作。加工工藝范圍 工藝性分析 一般主要考慮以下幾個(gè)方面： （ 1）選擇加工內(nèi)容 加工中心最適合加工形狀復(fù)雜、工序較多、要求較高的零件， 這類零件常 需使用多種類型的通用機(jī)床、刀具和夾具，經(jīng)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工。同時(shí)要特別注意，圖樣上應(yīng)盡量采用統(tǒng)一 的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，從而簡(jiǎn)化編程，保證零件的精度要求。 （ 4）審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性 分析零件的結(jié)構(gòu)剛度是否足夠 ,各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理等。加工中心在一次裝夾中，盡可能完成所有能夠加工表面的加工。 加工過(guò)程中，為了減少換刀次數(shù)，可采用刀具集中工序，即用同一把刀具把零件上相應(yīng)的部位都加工完，再換第二把刀具繼續(xù)加工。 零件的裝夾 （ 1）定位基準(zhǔn)的選擇 在加工中心加工時(shí)，零件的定位仍應(yīng)遵循六點(diǎn)定位原則。例如，對(duì)于箱體零件，盡可能采用一面兩銷的組合定位方式。 3）編程原點(diǎn)與零件定位基準(zhǔn)可以不重合，但兩者之間必須要有確定的幾何關(guān)系。例如，圖 Φ80H7 孔和4Φ25H7 孔，其中 4ф25H7 都以 ф 80H7孔為基準(zhǔn)，編程原點(diǎn)應(yīng)選擇在 ф80H7 孔的中心線上。 （ 2）夾具的選用 在加工中心上 ,夾具的任務(wù)不僅是裝夾零件 ,而且要以定位基準(zhǔn)為參考基準(zhǔn)，確定零件的加工原點(diǎn)。 （ 3）零件的夾緊 在考慮夾緊方案時(shí)，應(yīng)保證夾緊可靠，并盡量減少夾緊變形。 加工中心所使用刀具的刀頭部分與數(shù)控銑床所使用的刀具基本相同，加工中心所使用刀具的刀柄部分與一般數(shù)控銑床用刀柄部分不同，加工中心用刀柄帶有夾持槽供機(jī)械手夾持。 不同的加工中心，其換刀過(guò)程是不完全一樣的，通常選刀和換刀可分開(kāi)進(jìn)行。選刀動(dòng)作可與機(jī)床的加工重合起來(lái)，即利用切 削時(shí)間進(jìn)行選刀。 哈廷 VMC1250P3 加工中心裝備有盤形刀庫(kù)，通過(guò)主軸與刀庫(kù)的相互運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)換刀。下面將主要介紹加工中心的加工固定循環(huán)功能、 B類宏程序應(yīng)用、對(duì)刀方法等內(nèi)容。由于加工中心具有多把刀具，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，因此需要測(cè)量所用各把刀具的基本尺寸，并存入數(shù)控系統(tǒng)，以便加工中調(diào)用，即進(jìn)行加工中心的對(duì)刀。 圖 應(yīng)用舉例 南京市職工大學(xué) 對(duì)刀儀的基本結(jié)構(gòu) ， 對(duì)刀儀平臺(tái) 7上裝有刀柄夾持軸 2，用于安裝被測(cè)刀具。當(dāng)光源發(fā)射器 8發(fā)光，將刀具刀刃放大投影到顯示屏幕 1上時(shí)，即可測(cè)得刀具在 X（徑向尺寸）、Z（刀柄基準(zhǔn)面到刀尖的長(zhǎng)度尺寸）方向的尺寸。 5. 測(cè)得 X為 20，即刀具直徑為 φ20mm ，該尺 寸可用作刀具半徑補(bǔ)償； Z為 ，即刀具長(zhǎng)度尺寸為 mm，該尺寸可用作刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償； ； 南京市職工大學(xué) 加工 中心的選型 在企業(yè)的技術(shù)改造中，為提高競(jìng)爭(zhēng)力，都把加工中心放在優(yōu)先選擇的地位，都希望用最少的投資獲得精度高、功能強(qiáng)、運(yùn)行可靠的機(jī)床。因此，用戶如何選擇適合的機(jī)床顯得十分重要。加工中心的選型，由于價(jià)格遠(yuǎn)較普通機(jī)床昂貴，所以受到的制約因素更多，機(jī)床選擇合理與否就更顯突出。 1 選型程序 正確、全面地認(rèn)識(shí)加工中心是選型訂貨的基礎(chǔ)，要對(duì)加工中心的性能、特征、類型、主要參數(shù)、功能、適用范圍、不足等有全面、詳盡的了解和掌握。 （ 1）正確選擇加工對(duì)象 在企業(yè)生產(chǎn)的眾多零件中選擇典型加工對(duì)象，即零件族選擇。批量的 形成不僅按零件的幾何尺寸和數(shù)量來(lái)決定，還應(yīng)考慮工藝的成組性。零件族選擇的是否合適，對(duì)充分發(fā)揮投資效益有著十分重要的影響。選擇規(guī)格、精度、功能符合要求的機(jī)床，并考慮企業(yè)今后的發(fā)展，決定是否需要功能預(yù)留。 2 選型 （ 1）類型 選擇 考慮加工工藝、設(shè)備的最佳加工對(duì)象、范圍和價(jià)格等因素，根據(jù)所選零件族進(jìn)行選擇。在一次裝夾中需完成多面加工時(shí)，可選擇五面加工中心；當(dāng)工件尺寸較大時(shí)，如機(jī)床床身、立柱等，可選龍門式加工中心。 （ 2）參數(shù)選擇 加工中心最主要的參數(shù)為工作臺(tái)尺寸等，根據(jù)確定的零件族的典型零件進(jìn)行選擇。應(yīng)選比典型零件稍大一些的工作臺(tái)，以便留出安裝夾具所需的空間，還應(yīng)考慮工作臺(tái)的承載能力，承載能力不足時(shí)應(yīng)考慮加大工作臺(tái)尺寸，以提高承載能力。工作臺(tái)的尺寸基本上決定了加工空間的大小。 主軸電動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)矩 它反映了數(shù)控機(jī)床的切削效率，也從一個(gè)側(cè)面反映了機(jī)床的剛性。應(yīng)根據(jù)工件毛坯余量、所要求的切削力、加工精度和刀具等進(jìn)行綜合考慮。特別是高速切削時(shí)，既要有高的主軸轉(zhuǎn)速，還要具備與主軸轉(zhuǎn)速相匹配的進(jìn)給速度。主要是定位精度、重復(fù)定位精度、銑圓精度。特別值得注意的是，選型訂貨時(shí)必須全面分析，不能簡(jiǎn)單地看產(chǎn)品樣本所列的精度數(shù)值，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)不同、規(guī)定數(shù)值不同、檢測(cè)方法不同，數(shù)值的涵義就不同。值 (如：177。進(jìn)而分析各種不同標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的檢測(cè)計(jì)算方法和檢 測(cè)環(huán)境條件，才不會(huì)產(chǎn)生誤解。一些大孔和大圓弧可以采用圓弧插補(bǔ)用立銑刀銑削，不論典型工件是否有此需要，為了將來(lái)可能的需要及更好地控制精度，必須重視這一指標(biāo)。將生產(chǎn)廠樣本上或產(chǎn)品合格證上的位置精度當(dāng)作機(jī)床的加工精度是錯(cuò)誤的。整個(gè)工藝系統(tǒng)的誤差，原因是很復(fù)雜的，很難用線性關(guān)系定量表達(dá)。一般說(shuō)來(lái)，計(jì)算結(jié)果應(yīng)大于 。加工中心的加工速度大大高于普通機(jī)床，電動(dòng)機(jī)功率也高于同規(guī)格的普通機(jī)床，因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛度也遠(yuǎn)高于普通機(jī)床。實(shí)際上用戶在選型時(shí)，綜合自己的使用要求，對(duì)機(jī)床主參數(shù)和精度的選擇都包含了對(duì)機(jī)床剛性要求的含義。用于難切削材料加工的機(jī)床，應(yīng)對(duì)剛性予以特殊關(guān)注。 （ 5）數(shù)控系統(tǒng)選擇 數(shù)控功能分為基本功能與選擇功能，可以從控制方式、驅(qū)動(dòng)形式、反饋形式、檢測(cè)與測(cè)量、用戶功能、操作方式、接口形式和診斷等方面去衡量。對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的功能一定要根據(jù)機(jī)床的性 能需要來(lái)選擇，訂購(gòu)時(shí)既要把需要的功能訂全，不能遺漏，同時(shí)避免使用率不高造成浪費(fèi)，還需注意各功能之間的關(guān)聯(lián)性。應(yīng)根據(jù)需要選擇，不能片面追求高指標(biāo)，以免造成浪費(fèi)。同時(shí)要注意，再好的系統(tǒng)，必須要有機(jī)床可靠的零件質(zhì)量和裝配質(zhì)量支持，才能發(fā)揮效能。一般坐標(biāo)軸的數(shù)量也是機(jī)床檔次的一個(gè)標(biāo)志。盡管增加軸數(shù)可強(qiáng)化機(jī)床的功能，最終還是要注意工藝要求和資金平衡?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)有兩種，用于分度的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。分度角有： 176。7 5176。7 3176。120 和南京市職工大學(xué) 1176。360 等，須根據(jù)具體工件的加工要求選擇。立式加工中心也可配置數(shù)控分度頭。 （ 8）自動(dòng)換刀裝置 (ATC)和刀庫(kù)容量 ATC 的工作質(zhì)量和刀庫(kù)容量直接影響機(jī)床的使用性能、質(zhì)量及價(jià)格。應(yīng)根據(jù)典型工件的工藝分析算出加工零件所需的全部刀具數(shù)，由此來(lái)選擇刀庫(kù)容量。同時(shí)要關(guān)注最大刀具尺寸、最大刀具重量。換刀時(shí)間短可提高生產(chǎn)率，但換刀時(shí)間短，一般換刀裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高、成本高，過(guò)分強(qiáng)調(diào)換刀時(shí)間會(huì)使價(jià)格大幅度提高并使故障率上升。 （ 9）冷卻方式 冷卻裝置形式較多，部分帶有全防護(hù)罩的加工中心配有大流量的淋浴式冷卻裝置，有的配有刀具內(nèi)冷裝置 (通過(guò)主軸的刀具內(nèi)冷方式或外接刀具內(nèi)冷方式 )，部分加工中心上述多種冷卻方式均配置。否則，加工引起的熱變形，將影響精度和生產(chǎn)效率。 （ 10）自動(dòng)交換工作臺(tái)選擇 為了提高機(jī)床利用率，可選擇交換工作臺(tái)，以便機(jī)床正常工作時(shí)，仍可在交換工作臺(tái)上安裝工件。 （ 11）配備必要的附件、刀具 為了充分發(fā) 揮機(jī)床的作用，在選型訂貨時(shí)，除考慮基本功能和基本備件外，還應(yīng)選用一些選擇功能、選擇件及附件，避免因缺少一個(gè)幾萬(wàn)元錢就能購(gòu)買的附件而影響機(jī)床的正常運(yùn)行。慎重選擇刀柄和刀具是保證機(jī)床正常運(yùn)行的關(guān)鍵?？梢?jiàn)，配備性能良好的刀具，是降低成本，獲得最大綜合經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵措施之一。因此，最佳的選擇辦法還是根據(jù)典型工件所需的品種和數(shù)量確定，并在使用中陸續(xù)添置。許多廠商在樣本和說(shuō)明書中只列出主軸標(biāo)準(zhǔn)，忽略了拉釘、機(jī)械手夾持部位的標(biāo)準(zhǔn)，訂貨時(shí)要特別注意。既可資源共享，降低在刀具方面的投資，也便于管理。同時(shí)注意配套性，對(duì)一些盡管不是必須選擇件，但如果價(jià)格不高，對(duì)使用帶來(lái)很多方便，也應(yīng)盡量選用。 3 需要注意的問(wèn)題 （ 1）注意功能與加工的適應(yīng)性雖然加工中心可進(jìn)行鉆、銑、鏜等多種加工。要注意以下幾點(diǎn)： 復(fù)雜曲線加工時(shí)，要考慮 CNC 是否有所需要的曲線插補(bǔ)功能，或選擇什么方式逼近加工曲線并保證要求的粗糙度。有的還必須配備南京市職工大學(xué) 自動(dòng)編