【正文】 ............................................................................... 26 附錄 A ........................................................................................................................ 26 第一章 緒論 1 第一章 緒論 加工 的概述 隨著社會生產率的提高和科學技術的發(fā)展，機械產品日趨精密復雜，對機械產品的質量和生產效率也提出了越來越高的要求。 為適應加工精密復雜零件而發(fā)展起來的數(shù)字控制（簡稱 NC）技術，是利用數(shù)字化信息對機械運動機加工過程進行控制的一種方法。它是一種綜合應用了計算機技術、自動控制技術、精密測量技術和機床設計技術的典型機電一體化產品，是現(xiàn)代制造技術的基礎。 數(shù)控發(fā)展趨勢 數(shù)控技術的應用不但 給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（ IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。 （ 2） 軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(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行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。但過去因 5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比 3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了 5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。因此促進了復合主軸頭類型 5 軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含 5面加工機床）的發(fā)展。 21 世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率 和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、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)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。數(shù)控技術誕生后的 50 年間的信息交換都是基于 ISO6983 標準，即采用 G， M代碼描述如何（ how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然， 他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術高速發(fā)展的需要。 加工在機械制造業(yè)中的地位和作用 數(shù) 控機床的出現(xiàn)及它所帶來的巨大的效益，引起了世界各國科技界和工業(yè)界的普遍重視。特別是使用了小型計算機和微處理機以來，數(shù)控機床的性能價格比日趨合理，可靠性日益提高?，F(xiàn)在認為，即使是對批量在 5005000 件之間的不復雜的零件用數(shù)控機床加工也是經濟的。發(fā)展數(shù)控機床是當前機械制造業(yè)技術改造 的必由之路，是未來工廠自動化的基礎。數(shù)控車床設有旋轉刀架或旋轉刀盤，在加工過程中由程序自動選用刀具和更換刀位。 4 第二章 典型軸類配合零件 的數(shù)控加工 工藝分析 及工藝 的 分析 （ 詳細 零件圖見附錄 ） 圖 件一 圖 件二 第二章 典型軸類配合零件的數(shù)控加工工藝分析 5 零件圖的正確性及完整性分析 在制訂零件的機械加工工藝規(guī)程之前，對零件進行工藝性分析，以及對產品零件圖提出修改意見，是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作 。有利于編制程序時的數(shù)據分析和計算；表面粗糙度的標注明確了各加工面的加工精度要求。 零件精度及技術要求分析 對圖紙資料進行分析包括零件技術要求分析和結構工藝性分析兩個方面。分析技術要求包括四個方面。 （ 2） 主要加工表面的形狀精度。 （ 4） 零件的表面質量 該組合零件表面由內外表面、內圓錐面、橢圓面、圓、順圓弧、逆圓弧及內螺紋等 表面組成。 件二的尺寸精度主要有 Ф 24 ? ㎜、Ф 34 ? mm、Ф 440. ? mm、Ф ? mm、Ф38 ? mm，長度尺寸 52 ? ㎜，位置精度以 Ф ? ㎜中心為基準， Ф 24 ? ㎜內圓柱面和圓弧面的表面粗糙度值 Ra 為 um，要求較高。 數(shù)控設備 的 選擇 選擇數(shù)控機床時，一般應考慮以下幾個方面的問題： （ 1） 數(shù)控機床主要規(guī)格的尺寸應與工件的輪廓尺寸相適應。 （ 2） 機床的工作精度與工序要求的加工精度相適應。 6 （ 3） 裝夾方便、夾具結構簡單也是選擇數(shù)控 設備是需要考慮的一個因素。 應當注意的是，在選擇數(shù)控機床時應充分利用數(shù)控設備的功能，根據需要進行合理的開發(fā)，以擴大數(shù)控機床的功能，滿足產品的需要。 選擇加工機床，首先要保證加工零件的技術要求，能夠加工出合格的零件。選擇加工機床一般要考慮到機床的 結構、載重、功率、行程和精度。 ① 機床的類別（車、銑、加工中心等）、規(guī)格（行程范圍）、性能 （加工材料）。 ③ 數(shù)控機床的 定位精度和重復定位精度 。 ⑤ 機床坐標系和 坐標 軸的聯(lián)動情況。 根據以上資料采用 CKA6140 數(shù)控機床，即可滿足對工件加工精度的要 求，另外再配備一些專用量具以提高工件的加工質量。選擇定位基準時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此定位基準的選擇應先選擇精基準，再選擇粗基準。 第二章 典型軸類配合零件的數(shù)控加工工藝分析 7 結合工廠的現(xiàn)有設備、零件的加工要求及毛坯的質量，應以設計基準作為定位基準，這樣設計基準與定位基準重合滿足基準重合原則；選擇以Ф 60mm 基準滿足基準統(tǒng)一原則。 （ 2） 粗基準的選擇 選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意應盡快獲得精基面。 ② 若主要要求保證加工面與不加工面之間的位置要求，則應選不加工面為粗基準。 ④ 粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。 確定合理的裝夾方式 在機床進行加工時，除了使用刀具、量具之外，還需要一些裝夾工件的輔助裝置。通常有以下幾種方法： （ 1） 用四爪單動卡盤裝卡 ； （ 2） 用三爪自定心卡盤裝 卡 ； （ 3） 用兩頂尖裝卡 ； （ 4） 用一夾一頂裝卡 ； （ 5） 用雙三爪自定心卡盤裝卡。 零件裝夾的基本要求： ，即夾緊時，夾緊裝置不改變工件定位后占據的正確位置； ，即夾緊裝置既保證工件在加工時位置不變，又使工件夾緊變形?。?，即夾緊裝置與生產類型相適應，結構簡單，便于制造與維修；適用型好，即夾緊裝置操作方便，安全省力，零件裝夾的目的是通過定位和夾緊而使工件在加工過程中始終保 持其正確的加工位置，以保證達到該加工工序所規(guī)定的加工技術要求。為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。由于零件生產類型為單件生產，并采用了工序集中的工藝加工傾向安排，即采用通用數(shù)控機床配以通用的工裝夾具，來保證零件的加 工質量，同時也可以提高勞動生產率，盡量降低生產成本。 綜上面分析，擬訂以下加工方案： 工序 一 車 零件 1左端 工序 二 車 零件 2左端 工序 三 車 零件 2右端 工序 四 車 零件 1右端 工序 五 車 零件 零件 2兩件配合加工外輪廓面 工步順序 的 確定 數(shù)控車工步的安排原則：先粗 后精、先近后遠、內外交叉、保證工件加工剛度的要求、同一把刀能加工內容連續(xù)加工原則。 數(shù)控車床使用的車刀、鏜刀、切斷刀、螺紋加工刀具均有焊接式和機夾式之分，除經濟型數(shù)控車床外，目前已廣泛使用機夾式車刀，它主要由刀體、刀片和刀片壓緊系統(tǒng)三部分組成，如圖 24所示，其中刀片普遍使用硬質合金涂層刀片。 10 因為零件圖中包含內螺紋、槽等，所以要選擇相應的刀具來加工。 外圓車刀 1 粗精車外輪廓 表面 25 25 4 T04 鏜刀 1 鏜內孔各表面 2020 5 T05 內螺紋刀 1 粗精車內螺紋 2525 6 T06 外切槽刀 1 切 、切斷 2525 7 T07 內切槽到 1 切 4mm槽 25 25 編制 徐方強 審核 批準 共 1頁 第 1頁 確定對刀方式及對刀點 （ 1） 對刀方式 對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。深入理解數(shù)控車床的對刀原理對于操作者保持清晰的對刀思路、熟練掌握對刀操作以及提出新的對刀方法都具有指導意義。 數(shù)控車削的對刀方式有幾種，我采用試切對刀的方法對刀。該組合零件件一加工時對刀點選在在距工件 X7 Z3點，件二加工內輪廓選距工件在 X7 Z3，加工外輪廓選在距工件 X7 Z3 點，加工 內 輪廓選在距工件 X1 Z3 點 ,這樣可實現(xiàn)零件的快速加工。在數(shù)控車床上加工零件時，需要經常換刀，在編程時就要設換刀點。普通數(shù)控車床換刀點由編程人員確定，通常將其與對刀點重合，車削中心與加工中心換刀點一般為固定點 。該零件換刀點設定在 X100、 Z100 位置上，避免與工件發(fā)生碰撞，而且利于換刀快速進刀。 第二章 典型軸類配合零件的數(shù)控加工工藝分析 11 切削用量的選擇 切削用量的確定 （ 1） 背吃刀量 ap的確定 在工藝系統(tǒng)剛度和機床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進給次數(shù)。 （ 2） 進給量 f 進給量 f的選取應該與背吃刀量和主軸轉速相適應。在切斷、車削深孔或精車時，應選擇較低的進給速度。 粗車時，一般取 f=～ ㎜ /r，精車時常取 f=～ ㎜ /r，切斷時f=～ ㎜ /r （ 3） 主軸轉速 n 的確定 車外圓時主軸轉速應根據零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。需要注意的是，交流變頻調速的數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。 加工余量 的確定 加工余量 是 指加工過程中，所切去的金屬層厚度。 影 響加工余量的因素 ： （ 1） 工序表面粗糙度和缺陷層 ； （ 2） 工序的尺寸公差 ； （ 3） 工序的形位誤差 ； （ 4） 本工序的裝夾誤差 。 （ 2） 查表修正法 ： 先從加工余量手冊中查得所需數(shù)據，然后再結合工廠得實際情況進行適當修正。 （ 3） 分析計算法 ： 根據加工余量的計算公式和一定的試驗資料，對影響加工余量的各項因素進行綜合分析和計算來確定加工余量的一種方法。 確定 加工余量時應該注意的幾個問題 ： （ 1） 采用最小加工余量原則在保證加工精度和加工質量的前提下，余量越小越好，以縮短加工時間、減少材料消耗、降低加工費用 ； 12 （ 2） 要充分防止因余量不足而造成廢品 ； （ 3） 余量中應包含 因 熱處理引起的變形 ； （ 4） 大零件取大余量 ， 零件愈大，切削力、內應力引起的變形愈大 ， 因此工序加工余量應取大一些，消除 點 變形量 ； （ 1） 總加工余量（毛坯余量）和工序余量要分別確定總加工余量的