買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 三零件的數(shù)控加 工工藝分析 （一）數(shù)控加工的基礎知識 1 概述零件的數(shù)控加工過程 在數(shù)控機床上加工零件時，首先要將被加工零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化。先根據(jù)零件加工圖樣的要求確定零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)、刀具參數(shù)，再按數(shù)控機床規(guī)定采用的代碼和程序格式，將與加工零件有關的信息如工件的尺寸、刀具運動中心軌跡、位移量、切削參數(shù) (主軸轉速、切削進給量、背吃刀量 )以及輔助操作 (換刀、主軸的正轉與反轉、切削液的開與關 )等編制成數(shù)控加工程序，然后將程序輸入到數(shù)控裝置中，經數(shù)控裝置分析處理后，發(fā)出指令控制機床進行自動加工。 數(shù)控 車床工作過程：如圖所示。數(shù)控車床工作大致分為下面幾個步驟： 1）根據(jù)零件圖要求的加工技術內容，進行數(shù)值計算、工藝處理和程序設計。 2）將數(shù)控程序按數(shù)控車床規(guī)定的程序格式編制出來，并以代碼的形式完整記錄在存儲介質上，通過輸入（手工、計算機傳輸?shù)龋┓绞?，將加工程序的內容輸送到?shù)控裝置。 3）由數(shù)控系統(tǒng)接收來的數(shù)控程序（ 是一個文本數(shù)據(jù)，表現(xiàn)比較直觀，較容易地被編程人員直接理解，但卻無法為軟件直接利用。 4）根據(jù) X、 理并驅動機床的運動結構（主軸電動機、進給電動機等）動作，使機床自動完成相應零件的加工。 2切削加工必須具備的兩種運動 1）主運動：主運動是切除工件多余金屬層，形成工件新表面的必要運動。它是由機床提供的主要運動。主運動的特點是速度最高，消耗功率最多。切削加工中只有一個主運動，它可由工件完成，也可由刀具完成。如車削時工件的旋轉運動、銑削和鉆削時和鉆頭的旋轉運動等都是主運動。 2）進給運動：進給運動是把切削金屬層間斷或連續(xù)投入切削的一種運動，與主運動相配合即可 不斷切削金屬層，獲得所需的表面。進 給運動的特點是速度小、消耗功率少。切削加工中進給運動可以是一個、兩個或多個。它可以是連續(xù)的運動，如車削外圓時，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 車刀平行于工件軸線的縱向運動；也可以是間斷的運動，如刨削是工件或刀具的橫向運動。 3切削要素 4金屬切削過程的控制 5切削 用量 及切削液的選擇 （ 1）切削用量的確定 切削用量用來衡量切削運動量的大小。 在一般的切削加工中，切削用量包括切削速度、進給量和背吃刀量三要素。 1）切削速度 切削刃上選定點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度。單位為 m/s或 m/ 若主運動為旋轉 運動，切削速度一般為其最大的線速度?？砂聪率接嬎悖?000 m/s或 m/式中： d 工件或刀具的直徑， n 工件或刀具的轉速， r/s或 r/ 若主運動為往復直線運動（如刨削、插削等），則常以其平均速度為切削速度，即： 000 m/s或 m/中 L 往復行程長度（ 主運動每秒或每分鐘的往復次數(shù)， st/s或 2）進給量 刀具在進給運動方向上相對工件的位移量稱為進給量。 用單齒刀具（如車刀、刨刀等）加工時，進給 量常用刀具或工件每轉或每行程，刀具在進給運動方向上相對工件的位移量來度量，稱為每轉進給量或每行程進給量，以 位為 mm/圖 1 用多齒刀具（如銑刀、鉆頭等）加工時，進給運動的瞬時速度稱進給速度，以 位為 mm/s或 mm/ 刀具每轉或每行程中每齒相對工件在進給運動方向上的位移量稱每齒進給量，以 位為 mm/z。 每齒進給量、進給量和進給速度之間有如下關系： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 vf=fn=mm/s或 mm/式中 n 刀具或工件轉速， r/s或 r/z 刀具的齒數(shù)。 3）背吃刀量 在通過切削刃上選定點并垂直于該點主運動方向的切削層尺寸平面中，垂直于進給運動方向測量的切削層尺寸，稱為背吃刀量（圖 1,單位 車削時，可用下式計算： 工件待加工表面（圖 1徑（ ； 工件已加工表面直徑（ 。 （ 2）切削液的選擇 首先要了解到油基和水基切削液的特性。一般來說，油基切削液的潤滑性能好，而水基切削液冷卻性能好，而乳化液即具有一定的潤滑性和防銹性，又有一 定的冷卻性和清洗性，但是容易產生微生物而發(fā)生分解變質。 主要從下列幾個方面考慮切削液的選擇 1）根據(jù)工件材料選擇 工件材料的可切削性對切削液的選擇具有重要的意義。切削加工的具體情況和要求不同，切削加工的難易程度就不同。粗加工時，要求刀具的磨損慢和加工生產率高；精加工時，要求工件有高的精度和較小的表面粗糙度。 對于難加工的材料應選用活性高 、含抗磨 、極壓添加劑的切削液；對于容易加工的材料則選用不含極壓添加劑的切削液。 切削有色金屬和輕金屬時，切削力和切削溫度都不高，可選用礦物油 和高濃度乳化液。切削合金鋼時，如果切削量較低 、表面粗糙度要求較小（如拉削以及螺紋切削），此時需要優(yōu)異潤滑性能的切削液，可選用 極壓切削油和高濃度乳化液。切削鑄鐵與青銅等脆性材料時，切削中常形成崩碎切屑，容易隨切削液到處流動，流入機床導軌之間造成部件損壞，可使用冷卻和清洗性能好的低濃度乳化液。 2）根據(jù)工件方法選擇 較高切削速度的粗加工中（例如：車削、銑削、鉆削），要求切削液具有良好的冷卻性能，這時應選用水基切削液以及低濃度乳化液。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 在一些精密的高強度加工中（例如：拉削 、攻絲 、深孔 鉆 削 、齒輪加工），此時需要切削液具有優(yōu)異的潤滑性能，可選用極壓切削油和高濃度乳化液。 a 工具鋼刀具：此類刀具的耐熱溫度在 200 300 o C ，耐熱性能差，高溫下會失去硬度，因此要求采用冷卻性能好的切削液，以低濃度乳化液為宜。 b 高速鋼刀具：高速粗切削時，切削量大，產生大量的切削熱，為避免工件燒傷而影響加工質量，應采用冷卻性好的水基切削液；如果用高速鋼刀具進行中 、 低速的精加工時，為減小刀具和工件的摩擦黏結，抑制切削瘤生成，提高加工精度，一般采取油基切削液或高濃度乳化液。 c 硬質合金刀具：此類刀具熔點和硬度較高，化學和熱穩(wěn)定性較好，切削和耐磨性能比高速鋼刀具要好的多。在一般的加工中可使用油基切削液。如果是重切削時，切削溫度很高，容易極快磨損刀具，此時應使用流量充足的冷卻潤滑液，以 3% 5% 的乳化液為宜（采用噴霧冷卻，效果更好）。 d 陶瓷刀具 、 金剛石刀具 、 立方氮化硼刀具：這些刀具硬度和耐磨性較高，切削時一般不使用切削液，有時也可使用水基切削液。 3）根據(jù)機床要求選擇 選擇切削液時，必須要考慮到機床結構是否適應。一般要按照機床說明書規(guī)定的切削液品種，如沒有特殊理由不要輕易更改，以免導致機床損壞。 根據(jù)經濟效益選擇 選擇切削液必須進行綜合的經濟分析，正確的評價切削液的經濟效益。費用大致有：購買切削液的費用 、 切削液的管理費用 、 切削刀具的耗損費 、 生產效率的提高 、 切削液的使用周期 、 切削液的廢棄處理費用等諸多方面。 在加工產品的總費用里，購買切削液的費用只占很小一部分，如果正確地選用了切削液而改善了產品質量和操作環(huán)境，提高了加工效率，延長刀具的耐用度，減少了切削液補充 、 管理的費用 . 從而帶來顯著的經濟效益 。如果選用不當，會產生相反的效果。所以需要進行綜合的經濟分析。 4）其他方面的考慮 如果選用了油基切削液，就需要強調防火安全性；如果選用了水基切削液，就應考慮切削液的排放問題，企業(yè)應具備廢液處理設施和采取相應措施。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 另外需要遵循安全衛(wèi)生法 、 消防法 、 污水排放法等法規(guī) 。 （ 3）切削液的作用 (1)潤滑作用：金屬切削加工液（簡稱切削液）在切削過程中的潤滑作用，可以減小前刀面與切屑，后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤滑膜，從而減小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面 溫度和刀具磨損，改善工件材料的切削加工性能。 在磨削過程中，加入磨削液后，磨削液滲入砂輪磨粒工件及磨粒磨屑之間形成潤滑膜，使界面間的摩擦減小，防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑，從而減小磨削力和摩擦熱，提高砂輪耐用度以及工件表面質量。 （ 2）冷卻作用：切削液的冷卻作用是通過它和因切削而發(fā)熱的刀具（或砂輪）、切屑和工件間的對流和汽化作用把切削熱從刀具和工件處帶走，從而有效地降低切削溫度，減少工件和刀具的熱變形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷卻性能和其導熱系數(shù)、比熱、汽化熱以及粘度（或流動性） 有關。水的導熱系數(shù)和比熱均高于油，因此水的冷卻性能要優(yōu)于油。 （ 3）清洗作用：在金屬切削過程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及鐵粉、油污和砂粒，防止機床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂輪的切削刃口保持鋒利，不致影響切削效果。對于油基切削油，粘度越低，清洗能力越強，尤其是含有煤油、柴油等輕組份的切削油，滲透性和清洗性能就越好。含有表面活性劑的水基切削液，清洗效果較好，因為它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂輪上，同時它能滲入到粒子和油泥粘附的界面上，把它從界面上分離， 隨切削液帶走，保持切削液清潔。 （ 4）防銹作用：在金屬切削過程中，工件要與環(huán)境介質及切削液組分分解或氧化變質而產生的油泥等腐蝕性介質接觸而腐蝕，與切削液接觸的機床部件表面也會因此而腐蝕。此外，在工件加工后或工序之間流轉過程中暫時存放時，也要求切削液有一定的防銹能力，防止環(huán)境介質及殘存切削液中的油泥等腐蝕性物質對金屬產生侵蝕。特別是在我國南方地區(qū)潮濕多雨季節(jié)，更應注意工序間防銹措施。 （ 5）其它作用：除了以上 4種作用外，所使用的切削液應具備良好的穩(wěn)定性，在貯存和使用中不產生沉淀或分層、析油、析皂和老化等現(xiàn)象。 對細菌和霉菌有一定抵買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 抗能力，不易長霉及生物降解而導致發(fā)臭、變質。不損壞涂漆零件，對人體無危害，無刺激性氣味。在使用過程中無煙、霧或少煙霧。便于回收，低污染，排放的廢液處理簡便，經處理后能達到國家規(guī)定的工業(yè)污水排放標準等。 6機床夾具的選擇 各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。 （ 1）機床夾具的用途 （ 2）機床夾具的組成 （ 3）機床夾具的分類 7數(shù)控加工的工藝基礎 （ 1）工序工步的概念 工序：工序是產品制 造過程中的基本環(huán)節(jié) ,也是構成生產的基本單位 一個工作地點對同一個或同時對幾個工件進行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過程。 工步：工序又可分成若干工步。加工表面不變、切削刀具不變、切削用量中的進給量和切削速度基本保持不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序內容。 （ 2）工藝規(guī)程制定的步驟及方法 a零件的工藝性分析 數(shù)控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面加以分析。 零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應符合編程方便的原則 1零件圖上尺寸標注方法應適應數(shù)控加工的特點在數(shù)控加 工零件圖上，應以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調，在保持設計基準、工藝基準、檢測基準與編程原點設置的一致性方面帶來很大方便。由于零件設計人員一般在尺寸標注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的標注方法，這樣就會給工序安排與數(shù)控加工帶來許多不便。由于數(shù)控加工精度和重復定位精度都很高，不會因產生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的分散標注法改為同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 寸的標注法。 2構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分 在手工編 程時要計算基點或節(jié)點坐標。在自動編程時，要對構成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。因此在分析零件圖時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。如圓弧與直線，圓弧與圓弧在圖樣上相切，但根據(jù)圖上給出的尺寸，在計算相切條件時，變成了相交或相離狀態(tài)。由于構成零件幾何元素條件的不充分，使編程時無法下手。遇到這種情況時，應與零件設計者協(xié)商解決。 零件各加工部位的結構工藝性應符合數(shù)控加工的特點 1)零件的內腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，生產效益提高。 2)內槽圓角的大小決定著刀 具直徑的大小，因而內槽圓角半徑不應過小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉接圓弧半徑的大小等有關。 3)零件銑削底平面時，槽底圓角半徑 4)應采用統(tǒng)一的基準定位。在數(shù)控加工中，若沒有統(tǒng)一基準定位，會因工件的重新安裝而導致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調現(xiàn)象。因此要避免上述問題的產生，保證兩次裝夾加工后其相對位置的準確性，應采用統(tǒng)一的基準定位。 零件上最好有合適的孔作為定位基準孔，若沒有，要設置工藝孔作為定位基準孔 (如在毛坯上增加工藝凸耳或在后續(xù)工序要銑去的余量上設置工藝孔 )。若無法 制出工藝孔時，最起碼也要用經過精加工的表面作為統(tǒng)一基準，以減少兩次裝夾產生的誤差。 此外，還應分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保證、有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 b選擇毛坯 毛坯的確定在制訂機械加工工藝規(guī)程時，正確選擇合適的毛坯，對零件的加工質量、材料消耗和加工工時都有很大的影響。顯然毛坯的尺寸和形狀越接近成品零件，機械加工的勞動量就越少，但是毛坯的制造成本就越高，所以應根據(jù)生產綱領，綜合考慮毛坯制造和機械加工的費用來確定毛坯，以求得最好的經濟效益。 1毛坯的 種類 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 (1) 鑄件 鑄件適用于形狀較復雜的零件毛坯。其鑄造方法有砂型鑄造、精密鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等。較常用的是砂型鑄造，當毛坯精度要求低、生產批量較小時，采用木模手工造型法；當毛坯精度要求高、生產批量很大時，采用金屬型機器造型法。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等有色金屬。 (2) 鍛件 鍛件適用于強度要求高、形狀比較簡單的零件毛坯。其鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛毛坯精度低、加工余量大、生產率低，適用于單件小批生產以及大型零件毛坯。模鍛毛坯精度高、加工余量小、生產率高，但成本也高，適用于中小型零件 毛坯的大批大量生產。 (3) 型材 型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯；冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。 (4) 焊接件 焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼板等焊接而成的毛坯件，它簡單方便，生產周期短，但需經時效處理后才能進行機械加工。 (5) 冷沖壓件 冷沖壓件毛坯可以非常接近成品要求，在小型機械、儀表、輕工電子產品方面應用廣泛。但因沖壓模具昂貴而僅用于大批大量生產。 2毛坯選擇時應考慮的因素 (1) 零件的材料及機械性能要求 零件材料的工藝特性和力學性能大致決定了毛坯的種類。例如鑄鐵 零件用鑄造毛坯；鋼質零件當形狀較簡單且力學性能要求不高時常用棒料，對于重要的鋼質零件，為獲得良好的力學性能，應選用鍛件，當形狀復雜力學性能要求不高時用鑄鋼件；有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯。 (2) 零件的結構形狀與外形尺寸 大型且結構較簡單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；結構復雜的毛坯多用鑄造；小型零件可用模鍛件或壓力鑄造毛坯；板狀鋼質零件多用鍛件毛坯；軸類零件買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 的毛坯，若臺階直徑相差不大，可用棒料；若各臺階尺寸相差較大，則宜選擇鍛件。 (3) 生產綱領的大小 大批大量生產中，應采用精度和生產率都較高的毛坯 制造方法。鑄件采用金屬模機器造型和精密鑄造，鍛件用模鍛或精密鍛造。在單件小批生產中用木模手工造型或自由鍛來制造毛坯。 (4) 現(xiàn)有生產條件 確定毛坯時，必須結合具體的生產條件，如現(xiàn)場毛坯制造的實際水平和能力、外協(xié)的可能性等，否則就不現(xiàn)實。 (5) 充分利用新工藝、新材料 為節(jié)約材料和能源，提高機械加工生產率，應充分考慮精密鑄造、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等在機械中的應用，這樣，可大大減少機械加工量，甚至不需要進行加工，經濟效益非常顯著。 c確定裝夾方案 d工藝路線設計：加工方法的選擇；加工階段的劃分；工序的劃分；機械加工順序的安排（遵循先粗后精、先主后次、基面先行、先面后孔、先內后外等原則）；熱處理工序的安排。 參考機械制造工藝學第 32、 33頁 e輔助工序的安排 輔助工序的種類較多，包括檢驗、去毛刺、倒棱、清洗、防銹、去磁及平衡等。輔助工序也是必要的工序，若安排不當或遺漏，將會給后繼工序和裝配帶來困難，影響產品質量，甚至使機器不能使用。例如，未去凈的毛刺將影響裝夾精度、測量精度、裝配精度以及工人安全；潤滑油中未去凈的切削， 將影響機器的使用質量；研磨后清洗過的會帶入殘存的沙粒，加劇工件在使用中的磨損；用磁力夾緊的工件沒有安排去磁工序，會使帶有磁性的工件進入裝配線，影響裝配質量。因此，要重視輔助工序的安排。輔助工序的安排不難掌握，問題是常被遺忘。 檢驗工序更是必不可少的工序。它對保證質量、防止長生廢品起到重要作用。除了工序中自檢外，需要在下列場合單獨安排檢驗工序； 1）粗加工階段結束后。 2）重要工序前后。 3）送往外車間加工的前后，如熱處理工序前后。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4）全部加工工序完成后。 有些特殊的檢驗，如探傷等檢查工件的內部質量，一般都 安排在精加工階段。密封性檢驗、工件的平衡和重量檢驗，一般都安排在工藝過程最后進行。 f工序間的銜接：如：對毛坯熱處理的要求；作為定位基準的孔和面的精度是否滿足要求；是否為后道工序留有加工余量，留多大等，都應銜接好。 （ 3）加工余量的確定 1）加工余量的概