機(jī)械加工簡(jiǎn)介—原文.doc

機(jī)械加工介紹 日常生活當(dāng)中，機(jī)械加工扮演真越來越重要的角色，追求自動(dòng)化水平的發(fā)展固然迫切，但對(duì)于基本的加工要件有所了解，加以發(fā)展，才能有所成就！1.車床車床主要是為了進(jìn)行車外圓、車端面和鏜孔等項(xiàng)工作而設(shè)計(jì)的機(jī)床。車削很少在其他種類的機(jī)床上進(jìn)行，而且任何一種其他機(jī)床都不能像車床那樣方便地進(jìn)行車削加工。由于車床還可以用來鉆孔和鉸孔，車床的多功能性可以使工件在一次安裝中完成幾種加工。因此，在生產(chǎn)中使用的各種車床比任何其他種類的機(jī)床都多。車床的基本部件有：床身、主軸箱組件、尾座組件、溜板組件、絲杠和光杠。床身是車床的基礎(chǔ)件。它能常是由經(jīng)過充分正火或時(shí)效處理的灰鑄鐵或者球墨鐵制成。它是一個(gè)堅(jiān)固的剛性框架，所有其他基本部件都安裝在床身上。通常在床身上有內(nèi)外兩組平行的導(dǎo)軌。有些制造廠對(duì)全部四條導(dǎo)軌都采用導(dǎo)軌尖朝上的三角形導(dǎo)軌（即山形導(dǎo)軌），而有的制造廠則在一組中或者兩組中都采用一個(gè)三角形導(dǎo)軌和一個(gè)矩形導(dǎo)軌。導(dǎo)軌要經(jīng)過精密加工以保證其直線度精度。為了抵抗磨損和擦傷，大多數(shù)現(xiàn)代機(jī)床的導(dǎo)軌是經(jīng)過表面淬硬的，但是在操作時(shí)還應(yīng)該小心，以避免損傷導(dǎo)軌。導(dǎo)軌上的任何誤差，常常意味著整個(gè)機(jī)床的精度遭到破壞。主軸箱安裝在內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌的固定位置上，一般在床身的左端。它提供動(dòng)力，并可使工件在各種速度下回轉(zhuǎn)。它基本上由一個(gè)安裝在精密軸承中的空心主軸和一系列變速齒輪(類似于卡車變速箱)所組成。通過變速齒輪，主軸可以在許多種轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)車床有812種轉(zhuǎn)速，一般按等比級(jí)數(shù)排列。而且在現(xiàn)代機(jī)床上只需扳動(dòng)24個(gè)手柄，就能得到全部轉(zhuǎn)速。一種正在不斷增長的趨勢(shì)是通過電氣的或者機(jī)械的裝置進(jìn)行無級(jí)變速。由于機(jī)床的精度在很大程度上取決于主軸，因此，主軸的結(jié)構(gòu)尺寸較大，通常安裝在預(yù)緊后的重型圓錐滾子軸承或球軸承中。主軸中有一個(gè)貫穿全長的通孔，長棒料可以通過該孔送料。主軸孔的大小是車床的一個(gè)重要尺寸，因此當(dāng)工件必須通過主軸孔供料時(shí)，它確定了能夠加工的棒料毛坯的最大尺寸。尾座組件主要由三部分組成。底板與床身的內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌配合，并可以在導(dǎo)軌上作縱向移動(dòng)。底板上有一個(gè)可以使整個(gè)尾座組件夾緊在任意位置上的裝置。尾座體安裝在底板上，可以沿某種類型的鍵槽在底板上橫向移動(dòng)，使尾座能與主軸箱中的主軸對(duì)正。尾座的第三個(gè)組成部分是尾座套筒。它是一個(gè)直徑通常大約在5176mm（23英寸）之間的鋼制空心圓柱體。通過手輪和螺桿，尾座套筒可以在尾座體中縱向移入和移出幾個(gè)英寸。車床的規(guī)格用兩個(gè)尺寸表示。第一個(gè)稱為車床的床面上最大加工直徑。這是在車床上能夠旋轉(zhuǎn)的工件的最大直徑。它大約是兩頂尖連線與導(dǎo)軌上最近點(diǎn)之間距離的兩倍。第二個(gè)規(guī)格尺寸是兩頂尖之間的最大距離。車床床面上最大加工直徑表示在車床上能夠車削的最大工件直徑，而兩頂尖之間的最大距離則表示在兩個(gè)頂尖之間能夠安裝的工件的最大長度。普通車床是生產(chǎn)中最經(jīng)常使用的車床種類。它們是具有前面所敘的所有那些部件的重載機(jī)床，并且除了小刀架之外，全部刀具的運(yùn)動(dòng)都有機(jī)動(dòng)進(jìn)給。它們的規(guī)格通常是：車床床面上最大加工直徑為305610mm（1224英寸）；但是，床面上最大加工直徑達(dá)到1270mm（50英寸）和兩頂尖之間距離達(dá)到3658mm的車床也并不少見。這些車床大部分都有切屑盤和一個(gè)安裝在內(nèi)部的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)。小型的普通車床車床床面最大加工直徑一般不超過330mm（13英寸）-被設(shè)計(jì)成臺(tái)式車床，其床身安裝在工作臺(tái)或柜子上。雖然普通車床有很多用途，是很有用的機(jī)床，但是更換和調(diào)整刀具以及測(cè)量工件花費(fèi)很多時(shí)間，所以它們不適合在大量生產(chǎn)中應(yīng)用。通常，它們的實(shí)際加工時(shí)間少于其總加工時(shí)間的30%。此外，需要技術(shù)熟練的工人來操作普通車床，這種工人的工資高而且很難雇到。然而，操作工人的大部分時(shí)間卻花費(fèi)在簡(jiǎn)單的重復(fù)調(diào)整和觀察切屑過程上。因此，為了減少或者完全不雇用這類熟練工人，六角車床、螺紋加工車床和其他類型的半自動(dòng)和自動(dòng)車床已經(jīng)很好地研制出來，并已經(jīng)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。2.數(shù)字控制先進(jìn)制造技術(shù)中的一個(gè)基本的概念是數(shù)字控制（NC）。在數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)之前，所有的機(jī)床都是由人工操縱和控制的。在與人工控制的機(jī)床有關(guān)的很多局限性中，操作者的技能大概是最突出的問題。采用人工控制是，產(chǎn)品的質(zhì)量直接與操作者的技能有關(guān)。數(shù)字控制代表了從人工控制機(jī)床走出來的第一步。數(shù)字控制意味著采用預(yù)先錄制的、存儲(chǔ)的符號(hào)指令來控制機(jī)床和其他制造系統(tǒng)。一個(gè)數(shù)控技師的工作不是去操縱機(jī)床，而是編寫能夠發(fā)出機(jī)床操縱指令的程序。對(duì)于一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，其上必須安有一個(gè)被稱為閱讀機(jī)的界面裝置，用來接受和解譯出編程指令。發(fā)展數(shù)控技術(shù)是為了克服人類操作者的局限性，而且它確實(shí)完成了這項(xiàng)工作。數(shù)字控制的機(jī)器比人工操縱的機(jī)器精度更高、生產(chǎn)出零件的一致性更好、生產(chǎn)速度更快、而且長期的工藝裝備成本更低。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了制造工藝中其他幾項(xiàng)新發(fā)明的產(chǎn)生： 電火花加工技術(shù)、激光切割、電子束焊接。數(shù)字控制還使得機(jī)床比它們采用有人工操的前輩們的用途更為廣泛。一臺(tái)數(shù)控機(jī)床可以自動(dòng)生產(chǎn)很多類的零件，每一個(gè)零件都可以有不同的和復(fù)雜的加工過程。數(shù)控可以使生產(chǎn)廠家承擔(dān)那些對(duì)于采用人工控制的機(jī)床和工藝來說，在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)。同許多先進(jìn)技術(shù)一樣，數(shù)控誕生于麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中。數(shù)控這個(gè)概念是50年代初在美國空軍的資助下提出來的。在其最初的價(jià)段，數(shù)控機(jī)床可以經(jīng)濟(jì)和有效地進(jìn)行直線切割。然而，曲線軌跡成為機(jī)床加工的一個(gè)問題，在編程時(shí)應(yīng)該采用一系列的水平與豎直的臺(tái)階來生成曲線。構(gòu)成臺(tái)階的每一個(gè)線段越短，曲線就越光滑。臺(tái)階中的每一個(gè)線段都必須經(jīng)過計(jì)算。在這個(gè)問題促使下，于1959年誕生了自動(dòng)編程工具（APT）語言。這是一個(gè)專門適用于數(shù)控的編程語言，使用類似于英語的語句來定義零件的幾何形狀，描述切削刀具的形狀和規(guī)定必要的運(yùn)動(dòng)。APT語言的研究和發(fā)展是在數(shù)控技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展過程中的一大進(jìn)步。最初的數(shù)控系統(tǒng)下今天應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)是有很大差別的。在那時(shí)的機(jī)床中，只有硬線邏輯電路。指令程序?qū)懺诖┛准垘希ㄋ髞肀凰芰蠋〈?，采用帶閱讀機(jī)將寫在紙帶或磁帶上的指令給機(jī)器翻譯出來。所有這些共同構(gòu)成了機(jī)床數(shù)字控制方面的巨大進(jìn)步。然而，在數(shù)控發(fā)展的這個(gè)階段中還存在著許多問題。一個(gè)主要問題是穿孔紙帶的易損壞性。在機(jī)械加工過程中，載有編程指令信息的紙帶斷裂和被撕壞是常見的事情。在機(jī)床上每加工一個(gè)零件，都需要將載有編程指令的紙帶放入閱讀機(jī)中重新運(yùn)行一次。因此，這個(gè)問題變得很嚴(yán)重。如果需要制造100個(gè)某種零件，則應(yīng)該將紙帶分別通過閱讀機(jī)100次。易損壞的紙帶顯然不能承受嚴(yán)配的車間環(huán)境和這種重復(fù)使用。這就導(dǎo)致了一種專門的塑料磁帶的研制。在紙帶上通過采用一系列的小孔來載有編程指令，而在塑料帶上通過采用一系列的磁點(diǎn)瞇載有編程指令。塑料帶的強(qiáng)度比紙帶的強(qiáng)度要高很多，這就可以解決常見的撕壞和斷裂問題。然而，它仍然存在著兩個(gè)問題。其中最重要的一個(gè)問題是，對(duì)輸入到帶中指令進(jìn)行修改是非常困難的，或者是根本不可能的。即使對(duì)指令程序進(jìn)行最微小的調(diào)整，也必須中斷加工，制作一條新帶。而且?guī)ㄟ^閱讀機(jī)的次數(shù)還必須與需要加工的零件的個(gè)數(shù)相同。幸運(yùn)的是，計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用很快解決了數(shù)控技術(shù)中與穿孔紙帶和塑料帶有關(guān)的問題。在形成了直接數(shù)字控制（DNC）這個(gè)概念之后，可以不再采用紙帶或塑料帶作為編程指令的載體，這樣就解決了與之有關(guān)的問題。在直接數(shù)字控制中，幾臺(tái)機(jī)床通過數(shù)據(jù)傳輸線路聯(lián)接到一臺(tái)主計(jì)算機(jī)上。操縱這些機(jī)床所需要的程序都存儲(chǔ)在這臺(tái)主計(jì)算機(jī)中。當(dāng)需要時(shí)，通過數(shù)據(jù)傳輸線路提供給每臺(tái)機(jī)床。直接數(shù)字控制是在穿孔紙帶和塑料帶基礎(chǔ)上的一大進(jìn)步。然而，它敢有著同其他信賴于主計(jì)算機(jī)技術(shù)一樣的局限性。當(dāng)主計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，由其控制的所有機(jī)床都將停止工作。這個(gè)問題促使了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)的產(chǎn)生。微處理器的發(fā)展為可編程邏輯控制器和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展做好了準(zhǔn)備。這兩種技術(shù)為計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）的發(fā)打下了基礎(chǔ)。采用CNC技術(shù)后，每臺(tái)機(jī)床上都有一個(gè)可編程邏輯控制器或者微機(jī)對(duì)其進(jìn)行數(shù)字控制。這可以使得程序被輸入和存儲(chǔ)在每臺(tái)機(jī)床內(nèi)部。它還可以在機(jī)床以外編制程序，并將其下載到每臺(tái)機(jī)床中。計(jì)算機(jī)數(shù)控解決了主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障所帶來的問題，但是它產(chǎn)生了另一個(gè)被稱為數(shù)據(jù)管理的問題。同一個(gè)程序可能要分別裝入十個(gè)相互之間沒有通訊聯(lián)系的微機(jī)中。這個(gè)問題目前正在解決之中，它是通過采用局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)微機(jī)聯(lián)接起來，以得于更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。3.車削加工普通車床作為最早的金屬切削機(jī)床的一種，目前仍然有許多有用的和為人要的特性和為人們所需的特性?，F(xiàn)在，這些機(jī)床主要用在規(guī)模較小的工廠中，進(jìn)行小批量的生產(chǎn)，而不是進(jìn)行大批量的和產(chǎn)。在現(xiàn)代的生產(chǎn)車間中，普通車床已經(jīng)被種類繁多的自動(dòng)車床所取代，諸如自動(dòng)仿形車床，六角車床和自動(dòng)螺絲車床?，F(xiàn)在，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)熟知先利用單刃刀具去除大量的金屬余量，然后利用成型刀具獲得表面光潔度和精度這種加工方法的優(yōu)點(diǎn)。這種加工方法的生產(chǎn)速度與現(xiàn)在工廠中使用的最快的加工設(shè)備的速度相等。普通車床的加偏差主要信賴于操作者的技術(shù)熟練程度。設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該認(rèn)真地確定由熟練工人在普通車床上加工的試驗(yàn)件的公差。在把試驗(yàn)伯重新設(shè)計(jì)為生產(chǎn)零件時(shí)，應(yīng)該選用經(jīng)濟(jì)的公差。六角車床 對(duì)生產(chǎn)加工設(shè)備來說，目前比過去更注重評(píng)價(jià)其是否具有精確的和快速的重復(fù)加工能力。應(yīng)用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)具體的加工方法，六角車床可以獲得較高的質(zhì)量評(píng)定。在為小批量的零件（100200件）設(shè)計(jì)加工方法時(shí)，采用六角車床是最經(jīng)濟(jì)的。為了在六角車床上獲得盡可能小的公差值，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量將加工工序的數(shù)目減至最少。自動(dòng)螺絲車床:自動(dòng)螺絲車床通被分為以下幾種類型：?jiǎn)屋S自動(dòng)、多軸自動(dòng)和自動(dòng)夾緊車床。自動(dòng)螺絲車床最初是被用來對(duì)螺釘和類似的帶有螺紋的零件進(jìn)行自動(dòng)化和快速加工的。但是，這種車床的用途早就超過了這個(gè)狹窄的范圍。現(xiàn)在，它在許多種類的精密零件的大批量生產(chǎn)中起著重要的作用。工件的數(shù)量對(duì)采用自動(dòng)螺絲車床所加工的零件的經(jīng)濟(jì)性有較大的影響。如果工件的數(shù)量少于1000件，在六角車床上進(jìn)行加工比在自動(dòng)螺絲車床上加工要經(jīng)濟(jì)得多。如果計(jì)算出最小經(jīng)濟(jì)批量，并且針對(duì)工件批量正確地選擇機(jī)床，就會(huì)降低零