數(shù)控加工工藝設(shè)計PPT課件

1、Add Your Text in hereAdd Your Text in hereAdd Your Text in hereAdd Your Text in hereAdd Your Text in here數(shù)控加工工藝概念數(shù)控加工工藝設(shè)計主要內(nèi)容數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計加工余量目錄第1頁/共108頁第2頁/共108頁數(shù)控加工工藝概念 數(shù)控加工工藝特點數(shù)控加工工藝內(nèi)容十分明確而且具體、工藝設(shè)計工作相當(dāng)準確而且嚴密。數(shù)控加工的工序相對集中數(shù)控加工工藝遠比普通機械加工工藝復(fù)雜數(shù)控加工容易實現(xiàn)柔性加工第3頁/共108頁數(shù)控加工工藝概念 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufactur

2、ing System，簡稱FMS）是數(shù)控加工設(shè)備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)。它包括多個柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。柔性制造系統(tǒng)一般由加工系統(tǒng)，物料系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件組成，加工系統(tǒng)采用的設(shè)備由待加工工件的類別決定，主要有加工中心（Machining Center，MC）、車削中心或計算機數(shù)控(CNC)車、銑、磨及齒輪加工機床等,用以自動地完成多種工序的加工。第4頁/共108頁數(shù)控加工工藝概念 1-1-托盤交換站托盤交換站 2-2-自動向?qū)≤囎詣酉驅(qū)≤?3-3-加工中心加工中心 4-4-倉庫進出站倉

3、庫進出站 5-5-堆垛機堆垛機 6-6-自動化倉庫自動化倉庫第5頁/共108頁數(shù)控加工工藝概念v適合數(shù)控機床加工的零件適合數(shù)控機床加工的零件: :多品種、小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的多品種、小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件。零件。輪廓形狀復(fù)雜或?qū)庸ぞ纫筝^高的零件。輪廓形狀復(fù)雜或?qū)庸ぞ纫筝^高的零件。用普通機床加工時需用昂貴工藝裝備（工具、用普通機床加工時需用昂貴工藝裝備（工具、夾具和模具）的零件。夾具和模具）的零件。 需要多次改型的零件。需要多次改型的零件。價值昂貴、加工中不允許報廢的關(guān)鍵零件。價值昂貴、加工中不允許報廢的關(guān)鍵零件。需要最短生產(chǎn)周期的急需零件。需要最短生產(chǎn)周期

4、的急需零件。第6頁/共108頁 數(shù)控加工工藝過程的組成： 數(shù)控加工工藝過程是由若干個順次排列的工序組成。 工序是指一個（或一組）工人在同一個工作地對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工人、工作地和工件三不變加上連續(xù)完成是構(gòu)成工序的四個要素，工序是組成工藝過程的基本單元。工序數(shù)目和工藝過程的確定與零件的技術(shù)要求、零件的數(shù)量和現(xiàn)有工藝條件等有關(guān)。 工序又可分為安裝、工步和走刀。 數(shù)控加工工藝概念第7頁/共108頁數(shù)控加工工藝概念 例：階梯軸，零件毛坯為棒料，加工采用銑打機加工兩端中心孔，第8頁/共108頁數(shù)控加工工藝概念 階梯軸加工工藝1工序號工序號工序內(nèi)容工序內(nèi)容設(shè)備設(shè)備1銑

5、端面，打中心孔銑打機2車大外圓、倒角數(shù)控車床3車小外圓及倒角數(shù)控車床4銑鍵槽銑床第9頁/共108頁數(shù)控加工工藝概念 階梯軸加工工藝2工序號工序號工序內(nèi)容工序內(nèi)容設(shè)備設(shè)備1銑端面，打中心孔銑打機2車所有外圓、倒角數(shù)控車床3銑鍵槽銑床第10頁/共108頁數(shù)控加工工藝概念工步是指在加工表面、刀具和切削速度和進給量均保持不變的情況下完成的部分內(nèi)容，是同一道工序中，表面加工的先后次序。工步順序?qū)α慵募庸べ|(zhì)量、加工效率和數(shù)控加工中的走刀路線有直接影響，應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點和工序的加工要求等合理安排。走刀是指刀具在加工表面上切削一次所完成的內(nèi)容，走刀是構(gòu)成工藝過程的最小單元。走刀路線是刀具在整個加工工序中

6、相對于工件的運動軌跡，走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。工步的劃分與安排一般可隨走刀路線來進行。第11頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容1.零件的分析2.數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計3.數(shù)控加工工序設(shè)計a.數(shù)控機床選定b.工件的定位、夾緊和夾具選擇c.確定走刀路線和安排工步順序d.刀具的選擇e.量具的選擇4.數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫第12頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容1.零件的分析:應(yīng)當(dāng)明確零件在機器中的作用，以及零件各個部分的作用。 首先需要仔細分析零件圖，明確零件要求及加工要求。決定零件是否采用數(shù)控加工、數(shù)控加工的內(nèi)容一般可按下列順序考慮： n普通機床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為數(shù)控加工優(yōu)

7、先選擇的內(nèi)容； n普通機床難加工、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為數(shù)控加工重點選擇的內(nèi)容； n普通機床加工效率低，工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床尚存在富余能力的基礎(chǔ)上進行選擇。第13頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容例：偏心套，材質(zhì)為45號鋼，調(diào)質(zhì)HB240-260第14頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容2.數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計:工序的劃分 l工序集中加工順序的安排 l數(shù)控加工工序與普通工序的銜接l工序必須前后兼顧 加工余量，定位面精度和形位公差要求，矯形工序的技術(shù)要求，毛坯的熱處理第15頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容n 幾類典型零件的合理的數(shù)控加工工藝路線。a)

8、 軸類零件：銑端面打中心孔數(shù)控車床（粗、半精、精加工）數(shù)控磨床（精加工）b) 法蘭和盤類件：數(shù)控車床（粗加工）車削中心（精加工）；c) 型腔模具零件：普通機床加工外形及基面數(shù)控銑床加工型面高速數(shù)控銑精加工拋光或電腐蝕型面；d) 板類零件：雙軸銑床或龍門銑床加工大平面立式加工中心上加工各類孔；e) 箱體零件：立式加工中心上加工底面臥式加工中心上加工四周面各工藝面。第16頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容3.數(shù)控加工工序設(shè)計 工序設(shè)計的主要內(nèi)容是進一步把本工序的加工內(nèi)容確定下來。l工序的內(nèi)容、機床、夾具、刀具、量具a.數(shù)控機床選定l第一種情況：有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工該零件的數(shù)控機床

9、。l第二種情況：已經(jīng)有了數(shù)控機床，要選擇適合在該機床上加工的零件。第17頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容n機床主參數(shù)l工作臺面尺寸、坐標軸的行程、主軸轉(zhuǎn)速、進給速度范圍等l加工中心的工作臺面尺寸和坐標軸的行程都有一定的比例關(guān)系。例：工作臺面尺寸為500mm500mm的機床，X軸行程一般為700800mm、Y軸為550700mm、Z軸為500600mm。l 主軸電動機也是主參數(shù)，它代表了機床的加工效率，機床的剛性。第18頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容例：箱體零件的的尺寸為500（L）400（W） 400（H）,選擇臥式加工中心機床例：數(shù)控車床CK6136A床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑

10、360，兩頂尖間最大支撐長度為750，主軸通孔直徑58。第19頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容l機床精度 主軸回轉(zhuǎn)精度 軌導(dǎo)向精度 各坐標軸間的相互位置精度 機床的熱變形特性等。l選擇 重載粗加工需要較大的主軸，高速銑削需要較低的扭矩，使用較小的主軸更合適。主軸的尺寸將決定最大銑刀直徑和機床能夠加工的切削深度。 從機床的定位精度可估算出該機床在加工時的相應(yīng)精度。在單軸上移動加工兩孔的孔距精度約為單軸定位精度的1.52倍。第20頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容l 機床功能 數(shù)控機床的功能包括坐標軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)、輔助功能、數(shù)控系統(tǒng)功能選擇等。例：臥式加工中心，主要加工箱體類零件，應(yīng)

11、該在基本軸X、Y、Z的基礎(chǔ)上選擇B軸（旋轉(zhuǎn)工作臺）。由于增加了B軸，加工范圍從加工箱體的一個側(cè)面變成了任意角度的側(cè)面，四軸聯(lián)動完全可以加工大多數(shù)箱體類零件。第21頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容b.工件的定位、夾緊和夾具選擇l基準統(tǒng)一l減少裝夾次數(shù) l單件小批量生產(chǎn)時，優(yōu)先選用柔性夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具l零件比較復(fù)雜，批量比較大，則需要設(shè)計專用夾具。第22頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容c.確定走刀路線和安排工步順序 在確定走刀路線時，主要遵循以下原則：l 應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求第23頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 圓弧插補方式銑削外整圓圓弧插補

12、方式銑削外整圓 圓弧插補方式銑削內(nèi)整圓第24頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容直線加工直線加工 曲線加工曲線加工第25頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容a) a) 行切法行切法b) b) 環(huán)切法環(huán)切法 c) c) 行切行切+輪廓輪廓三種加工凹槽的走刀路線三種加工凹槽的走刀路線第26頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 a) a) 習(xí)慣走刀路線習(xí)慣走刀路線 b) b) 最短走刀路線最短走刀路線第27頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容l 保持刀具在切削過程中負荷基本穩(wěn)定a) a) 先底后側(cè)加工先底后側(cè)加工b b）先側(cè)后底加工）先側(cè)后底加工側(cè)壁與底面的加工側(cè)壁與底面的加工第28

13、頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容l 側(cè)壁較陡又較高的工件 a) a) “上坡上坡”加加工工b b）“下坡下坡”加工加工側(cè)壁與底面的加工側(cè)壁與底面的加工第29頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容l 加工拐角 拐角加工拐角加工第30頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容d.刀具的選擇刀具選擇總的原則是：適用、安全、經(jīng)濟。適用 適用是要求所選擇的刀具能達到加工的目的，完成材料的切除，并達到預(yù)定的加工精度。l粗加工時盡量選擇直徑大的并有足夠切削能力的刀具才能快速切除材料；l精加工時，為了能把結(jié)構(gòu)形狀全部加工出來，要使用較小的刀具，加工到每一個角落（可達性）。l切削低硬度材料時，可以使用高

14、速鋼刀具l切削高硬度材料時，就必須要用硬材料刀具第31頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容l 安全 指的是在有效去除材料的同時，不會產(chǎn)生刀具的碰撞、折斷等。l 經(jīng)濟 指的是能以最小的成本完成加工。 刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高則可以使總體成本可能比使用普通刀具更低，產(chǎn)生更好的效益。選擇刀具時還要考慮安裝調(diào)整的方便程度、剛性、耐用度和精度。第32頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容e.量具的選擇：測量器具選擇原則準確度指標、適用性能和檢測成本。l測量的準確性。 計量器具的性能指標是選用計量器具的

15、主要依據(jù)。計量器具的性能指標中以示值誤差和回程誤差為主。示值誤差：計量器具指示出來的尺寸數(shù)值和被測尺寸的實際數(shù)值的差值回程誤差：計量器具對同一個尺寸進行正向和反向測量時，由于結(jié)構(gòu)上的原因，計量器具的指示值不可能完全相同，這兩個指示值之差，即指示值的變化范圍。第33頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 根據(jù)加工方法，批量和數(shù)量，結(jié)構(gòu)等特性選擇計量儀器。l 批量生產(chǎn)以專用量具，量規(guī)和專用儀器為主。l 大批量生產(chǎn)選用高效率的機械化，自動化的專用測量儀器第34頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 按不同實際需要選擇不同的測量方法：n 直接測量與間接測量900.02測量值LR=5L1L2400.

16、10燕尾尺寸測量第35頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容絕對測量和相對測量l絕對測量：是指被測量和標準量直接比較后得到被測量絕對值的測量。l相對測量（比較測量）是指被測量和標準量進行比較后只確定被測量相對于標準量的偏差值的測量。n絕對測量 孔測量常用的測量量具主要有：卡尺、內(nèi)徑百分尺、內(nèi)測百分尺、三爪內(nèi)徑千分尺。l內(nèi)徑百分尺（ 讀數(shù)值為0.01mm ）a)a)外形結(jié)構(gòu)外形結(jié)構(gòu)b)使用方法第36頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容l 內(nèi)測百分尺:國產(chǎn)內(nèi)測百分尺的讀數(shù)值為0.01mm內(nèi)測百分尺測量工件孔1：固定爪2：活動爪第37頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容l 三爪內(nèi)徑千分尺:

17、三爪內(nèi)徑千分尺，讀數(shù)值為0.005mm，適用于測量中小直徑的精密內(nèi)孔。尤其適于測量深孔的直徑。三爪內(nèi)徑千分尺的零位，必須在標準孔內(nèi)進行校對。三爪內(nèi)徑千分尺1測量爪2扭簧3測微螺桿4螺紋軸套5刻度盤6測力裝置第38頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 相對測量 相對測量時，儀器的零位或起始讀數(shù)常用已知的標準量（例如量塊的尺寸）來調(diào)整，儀器讀數(shù)裝置僅指標出被測的量對標準量的偏差值，因而儀器的示值范圍大大縮小，有利于簡化儀器結(jié)構(gòu)，提高儀器示值的放大倍數(shù)和測量準確度。l使用環(huán)規(guī)、內(nèi)徑百分表測量孔 高精度的光滑環(huán)規(guī)是一種簡單，方便，用于控制工件極限尺寸的無刻度定值量規(guī)，經(jīng)常用作校準內(nèi)徑百分表，內(nèi)徑量

18、表等測量內(nèi)尺寸量具的標準。使用光滑環(huán)規(guī)對內(nèi)徑百分表校準和對孔的測量光滑環(huán)規(guī)光滑環(huán)規(guī)第39頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容內(nèi)徑百分表內(nèi)徑百分表1 1：測架：測架2：彈簧：彈簧3：活動活動桿桿4：定心：定心護護橋橋5 5：測量頭：測量頭6：活動：活動測頭測頭7 7：杠桿：杠桿校正校正孔測量孔測量內(nèi)徑百分表內(nèi)徑百分表校準校準和測量和測量第40頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 接觸測量和非接觸測量:l 接觸測量：測量裝置的敏感元件（測頭）與被測對象表面發(fā)生機械接觸的測量，存在機械作用的測量力。 l 非接觸測量：測量裝置的敏感元件與被測對象表面不直接接觸的測量，因而沒有機械作用的測量力。

19、第41頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容例：光學(xué)機外對刀儀，用來測量刀具的長度、直徑。光學(xué)機外對刀儀光學(xué)機外對刀儀第42頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 單項測量與綜合測量l 單項測量：對多參數(shù)的同一被測對象上的各被測量分別測量。l 綜合測量：對被測件的與多個單項參數(shù)有關(guān)的綜合參數(shù)所進行的測量。第43頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容a) a) 內(nèi)螺紋塞規(guī)內(nèi)螺紋塞規(guī)b) b) 外螺紋塞規(guī)外螺紋塞規(guī)螺紋塞規(guī)螺紋塞規(guī)例：用螺紋量規(guī)測量螺紋作用中徑第44頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 靜態(tài)測量與動態(tài)測量:l 靜態(tài)測量：在測量過程中，被測的量或零件與敏感元件處于相對靜止?fàn)?/p>

20、態(tài)。l動態(tài)測量：在測量過程中，被測的量或零件與敏感元件處于相對運動狀態(tài)，或測量過程是模擬零件在工作或加工時的運動狀態(tài)。第45頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容4.數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫 :數(shù)控銑床的工藝文件包括：（1）編程任務(wù)書。（2）數(shù)控加工工序卡片。（3）數(shù)控機床調(diào)整單。（4）數(shù)控加工刀具卡。（5）數(shù)控加工進給路線圖。（6）數(shù)控加工程序單。第46頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容第47頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容第48頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容第49頁/共108頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容例：編制平面凸輪工藝，材料為45#，凸輪輪廓表面淬火HRC4

21、548，深0.60.8，大批量生產(chǎn)。第50頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計 定位基準的選擇：在制訂工藝規(guī)程時，定位基準選擇的正確與否，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當(dāng)用夾具安裝工件時，定位基準的選擇還會影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。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(yīng)先選擇精基準，再選擇粗基準。第51頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計 精基準的選擇原則：1）基準重合原則。a)a)尺寸基準尺寸基準b) b) 基準不重合基準不重合c) c) 基準重合基準重合第52頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計2）

22、基準統(tǒng)一原則 即應(yīng)采用同一組基準定位加工零件上盡可能多的表面。這樣做可以簡化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計、制造的工作量和成本，縮短生產(chǎn)準備周期。由于減少了基準轉(zhuǎn)換，因此便于保證各加工表面的相互位置精度。例：加工軸類零件時，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，符合基準統(tǒng)一原則。第53頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計a) a) 箱體零件箱體零件b)b) 一面兩孔統(tǒng)一定位一面兩孔統(tǒng)一定位箱體零件定位箱體零件定位 例：箱體零件采用一面兩孔定位，（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準。第54頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計3）自為基準原則。即某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加

23、工表面本身作為定位基準。浮動鏜刀鏜孔、珩磨孔、外圓、拉孔、無心磨外圓等都是自為基準的實例。 例：外圓研磨第55頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計4）互為基準原則即當(dāng)對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進行加工時，用兩個表面互相作為基準，反復(fù)進行加工，以保證位置精度要求。例：要保證精密齒輪的齒圈跳動精度，在齒面淬硬后，先以齒面定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨齒面，從而保證位置精度。第56頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計工件以漸開線齒面定位工件以漸開線齒面定位1-1-夾具體夾具體2-2-彈性薄膜盤彈性薄膜盤3-3-卡爪卡爪4-4-保持架保持架5-5-工件工件( (齒輪齒輪) 6-) 6-定心圓柱

24、定心圓柱7-7-彈簧彈簧8-8-螺釘螺釘9-9-推桿推桿第57頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計5）便于裝夾原則即所選精基準應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。粗基準的選擇原則：選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并應(yīng)特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時應(yīng)考慮下列原則：1）選擇重要表面為粗基準第58頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計例 ：床身導(dǎo)軌面粗基準選擇比較，工序1以床身面為粗基準，保證床身面加工余量；工序2以床退面為粗基準，無法保證床身面加工余量。床身粗基準選擇比較工序1工序1工序2工序2床身導(dǎo)軌粗基準選擇比較床身導(dǎo)軌粗基準

25、選擇比較第59頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計2）選擇不加工表面為粗基準為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準。如果工件上有多個不加工面，則應(yīng)選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準，以便保證精度要求，使外形對稱等。第60頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計例：支撐 套外圓與孔鑄造時存在同軸度誤差圖（4-31a)），外圓不加工，孔加工（4-31b)），為了保證工件的孔壁厚度均勻，以外圓定位鏜孔，消除孔與外圓的位置誤差。圖圖4-314-31支撐套支撐套第61頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計3）選擇加工余量最小的表面為粗基準。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻

26、的情況下，如果零件上每個表面都要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準，以避免該表面在加工時因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 4）粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。因為粗基準本身都是未經(jīng)機械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。實際上，無論精基準還是粗基準的選擇，上述原則都不可能同時滿足，有時還是互相矛盾的。因此，在選擇時應(yīng)根據(jù)具體情況進行分析，權(quán)衡利弊，保證其主要的要求。 第62頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計加工方法的選擇:(1)盡量采用經(jīng)濟加工精度方案進行加工 某種加工方法的經(jīng)濟加工精度是指在正常的工作條件下（包括完好的機床設(shè)備、必要的工藝裝

27、備、標準的工人技術(shù)等級、標準的耗用時間和生產(chǎn)費用）所能達到的加工精度。任何一種加工方法可以獲得的加工精度和表面粗糙度均有一個較大的范圍。只有在一定的精度范圍內(nèi)才是經(jīng)濟的。表4-6，表47，表4-8為表面加工方案，表4-9為各種加工方法的經(jīng)濟精度和表面粗糙度。(2)首先考慮主要表面的加工方案(3)確定加工方案時應(yīng)考慮零件的材料、硬度、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小等。第63頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計例：材質(zhì)為HT300，40H7精度的孔，表面粗超度為Ra0.8，加工方案有三種：擴孔粗鉸精鉸擴孔拉孔粗鏜半精鏜精鏜可以根據(jù)零件及表面的結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)綱領(lǐng)，決定采用哪一種加工方案。第64頁/共108頁數(shù)控

28、加工工藝路線的設(shè)計第65頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計第66頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計第67頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計第68頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計第69頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計加工工序劃分的原則加工工序劃分的原則: :（1 1）先粗后精的原則）先粗后精的原則 零件表面的加工順序一般按照粗加工、半精加工、精零件表面的加工順序一般按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的順序進行，目的是逐步提高零件加工表加工和光整加工的順序進行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量。面的精度和表面質(zhì)量。 如果零件的表面由數(shù)控機床加工，工序安排一般按粗如果零件

29、的表面由數(shù)控機床加工，工序安排一般按粗加工、半精加工、精加工的順序進行，即粗加工全部完成加工、半精加工、精加工的順序進行，即粗加工全部完成后再進行半精加工和精加工。粗加工時可快速去除大部分后再進行半精加工和精加工。粗加工時可快速去除大部分加工余量，再依次半精加工、精加工各個表面，這樣既可加工余量，再依次半精加工、精加工各個表面，這樣既可提高生產(chǎn)效率，又可保證零件的加工精度和表面粗糙度。提高生產(chǎn)效率，又可保證零件的加工精度和表面粗糙度。第70頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計（2）基準面先加工原則零件加工首先把用作精加工基準的表面加工出來，然后以基準表面定位加工其他表面。定位基準的精確，減少后

30、道工序的裝夾誤差。如果精基準面不止一個，則應(yīng)該按照基準轉(zhuǎn)換的順序和逐步提高加工精度的原則來安排基準面的加工。例：軸類零件首先對定位基準面（一般為中心孔、外圓）進行加工，然后以中心孔錐面和外圓為基準加工外圓。第71頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計（3）先面后孔原則 對于箱體類、支架類、機體類等零件，平面輪廓尺寸較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，故應(yīng)先加工平面，后加工孔。先面后孔原則有兩層含義：先將平面加工出來，再以面定位，加工孔，可以保證定位準確、穩(wěn)定；在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先將此面加工好，再加工孔，則可避免上述情況的發(fā)生，有利于提高孔的加工精度。 第72頁/共108頁數(shù)控

31、加工工藝路線的設(shè)計（4）先內(nèi)后外原則對于精密套筒，其外圓與孔的同軸度要求較高，一般采用先孔后外圓的原則，即先以外圓作為定位基準加工孔，再以精度較高的孔作為定位基準加工外圓，這樣可以保證外圓和孔之間具有較高的同軸度要求，而且使用的夾具結(jié)構(gòu)也很簡單。（5）減少換刀次數(shù)的原則 在數(shù)控加工中，應(yīng)盡可能按刀具進入加工位置的順序安排加工順序。第73頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計 工序集中與工序分散原則: 內(nèi)容內(nèi)容 特點特點工序集中按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些，將許多工序組成一個集中工序。最大限度的工序集中，就是在一個工序內(nèi)完成工件所有表面的加工采用數(shù)控機床、加工

32、中心按工序集中原則組織工藝過程，生產(chǎn)適應(yīng)性反而好，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對容易，雖然設(shè)備的一次性投資較高，但由于有足夠的柔性，仍然受到愈來愈多的重視。工序分散按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些。 最大限度的工序分散就是每個工序只包括一個簡單工步。傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn)基本是按工序分散原則組織工藝過程的，這種組織方式可以實現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn)，但對產(chǎn)品改型的適應(yīng)性較差，轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。第74頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計數(shù)控加工工序劃分的特點：（1）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝后加工出很多待加工面，但程序太長會受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存

33、容量），機床連續(xù)工作時間的限制（如一道工序在一個班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長會增加出錯率，查錯與檢索困難。因此，程序不能太長，一道工序的內(nèi)容也不能太多。（2）以加工部分劃分工序。對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。 第75頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計例：編制平面凸輪（圖4-32）工藝，材料為45#，凸輪輪廓表面淬火HRC4548，深0.60.8，大批量生產(chǎn)。（1）工藝分析：毛坯毛坯為20mm板材，采用數(shù)控等離子切割，外形為66，30H7孔為26。等離子工藝使用高溫帶電氣體熔化金屬并將熔化后的金屬材料從切割面上吹掉。相對于火焰切割

34、，具有更好的切割質(zhì)量，等離子切割的邊緣基本不殘留浮渣、熱影響區(qū)、頂邊圓角和切割角度小，有更高的生產(chǎn)效率。第76頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計主要表面加工方法30H7孔采用粗鏜孔口倒角精鏜；4-13H7孔采用打定心孔鉆孔擴孔（銑刀）粗鉸精鉸。采用90定心鉆。90定心鉆有兩個作用，一方面打定心孔，另一方面孔口倒角。擴孔用于消除鉆孔時孔的位置度誤差（孔與端面的垂直度）；凸輪輪廓采用粗銑（順銑）精銑（順銑）表面淬火磨削。磨削的余量主要與凸輪輪廓表面淬火的變形量有關(guān)，磨削的效率比較低，因此，表面淬火的變形量小磨削余量小，磨削時間短，效率高。磨削變形量的大小可通過工藝試驗進行優(yōu)化、確定。第77頁/共

35、108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計工序的劃分加工工序路線采用下料熱處理（退火）車外圓、端面掉頭車外圓、端面粗精鏜30H7孔，鉆、擴（立銑刀）、粗、精鉸4-13H7孔，銑凸輪輪廓凸輪輪廓表面淬火磨削凸輪輪廓表面。凸輪兩端平面采用車削比采用銑削效率高；加工30H7、4-13H7孔，凸輪輪廓采用工序集中。第78頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計圖圖4-324-32平面凸輪平面凸輪第79頁/共108頁數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計（2）具體工藝第80頁/共108頁加工余量加工余量的概念：加工余量是指加工過程中所切去的金屬層厚度。余量有總加工余量和工序余量之分。由毛坯轉(zhuǎn)變?yōu)榱慵倪^程中，在某加工表面上切除金屬層的

36、總厚度，稱為該表面的總加工余量（亦稱毛坯余量）。一般情況下，總加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐漸切除的，故每道工序所切除的金屬層厚度稱為該工序加工余量（簡稱工序余量）。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差，毛坯余量是毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計尺寸之差。由于工序尺寸有公差，因此實際切除的余量大小不等。圖438表示工序余量與工序尺寸的關(guān)系。由圖可知，工序余量的基本尺寸（簡稱基本余量或公稱余量）Z可按下式計算：對于被包容面：Z=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸對于包容面：Z=本工序基本尺寸-上工序基本尺寸 第81頁/共108頁加工余量為了便于加工，工序尺寸都按“入體原則”標注極限偏差，即被包容面的

37、工序尺寸取上偏差為零；包容面的工序尺寸取下偏差為零；毛坯尺寸則按雙向布置上、下偏差。(a)(a)被包容面被包容面 (b)(b)包容面包容面圖圖4 43838工序余量與工序尺寸及其工序余量與工序尺寸及其公差的關(guān)系公差的關(guān)系第82頁/共108頁加工余量工序余量和工序尺寸及其公差的計算公式為Z=Zmin+Ta Zmax=Z+Tb=Zmin+Ta+Tb 式中 Zmin最小工序余量； Zmax最大工序余量； Ta上工序尺寸的公差； Tb本工序尺寸的公差第83頁/共108頁加工余量影響最小加工余量的因素：影響最小加工余量的因素較多，現(xiàn)將主要影響因素分單項介紹如下。（1）前工序形成的表面粗糙度和缺陷層深度（

38、Ra和Da）。為了使工件的加工質(zhì)量逐步提高，一般每道工序都應(yīng)切到待加工表面以下的正常金屬組織，將上道工序形成的表面粗糙度和缺陷層切掉。（2）前工序形成的形狀誤差和位置誤差（x和w）。當(dāng)形狀公差、位置公差和尺寸公差之間的關(guān)系是獨立的時，尺寸公差不控制形位公差。此時，最小加工余量應(yīng)保證將前工序形成的形狀和位置誤差切掉。 第84頁/共108頁加工余量以上影響因素中的誤差及缺陷，有時會重疊在一起，如圖439所示，圖中的x為平面度誤差、w為平行度誤差，但為了保證加工質(zhì)量，可對各項進行簡單疊加，以便徹底切除。上述各項誤差和缺陷都是前工序形成的，為能將其全部切除，還要考慮本工序的裝夾誤差b的影響。如圖440

39、所示，由于三爪自定心卡盤定心不準，使工件軸線偏離主軸旋轉(zhuǎn)軸線e值，造成加工余量不均勻。為確保將前工序的各項誤差和缺陷全部切除，直徑上的余量應(yīng)增加2e。裝夾誤差b的數(shù)量，可在求出定位誤差、夾緊誤差和夾具的定位誤差后求得。 第85頁/共108頁加工余量圖圖4 43939影響最小加工影響最小加工余量的因素余量的因素圖圖4 44040裝夾誤差對裝夾誤差對加工余量的影響加工余量的影響第86頁/共108頁加工余量 綜上所述，影響工序加工余量的因素可歸納為下列幾點： 前工序的工序尺寸公差（Ta）； 前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷層深度（Ra+Da）； 前工序形成的形狀誤差和位置誤差（x、w）； 本工序的裝

40、夾誤差（b）。 第87頁/共108頁加工余量 誤差復(fù)映： 1）誤差復(fù)映概念 有形狀誤差（或相互位置誤差）的工件毛坯，在加工后，因加工余量不均，切削力變化，使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生了相應(yīng)的變形，其形狀誤差（或位置誤差）仍以與毛坯相似的形式、程度不同地反映在新的加工表面上。反映復(fù)映的程度用誤差復(fù)映系數(shù)。誤差復(fù)映系數(shù)是工件誤差g對毛坯誤差m的比值。 mg/第88頁/共108頁加工余量 例：以橢圓截面車削（圖4-41）說明誤差復(fù)映系數(shù) 由于毛坯有誤差(圓度)，圓周的加工余量不相等，切削時切深不相同。設(shè)系統(tǒng)剛度為K，最大切深為 (在A點處)，最小切深為 (在B點處)，則毛坯誤差為為，當(dāng)?shù)毒咄ㄟ^A點時，切削分力背向

41、力為，相應(yīng)的變形為，=/K；刀具通過B點時，切削分力背向力為，相應(yīng)的變形為，=/K。加工后零件半徑上的誤差：mppppgaakcFFk)()(1212121第89頁/共108頁加工余量 式中 g 工件圓度誤差； m 毛坯圓度誤差； k 工藝系統(tǒng)剛度； 誤差復(fù)映系數(shù)。 C常量圖圖4-414-41誤差復(fù)映現(xiàn)象誤差復(fù)映現(xiàn)象第90頁/共108頁加工余量 誤差復(fù)映與工藝系統(tǒng)剛度，走刀次數(shù)、切削量有關(guān)。機械加工中，誤差復(fù)映系數(shù)通常小于1。在每一次切削走刀中，毛坯形狀誤差、尺寸誤差呈有規(guī)律的減小。通過多次走刀，毛坯復(fù)映到零件的誤差小到規(guī)定的公差范圍之內(nèi)即。1321 n第91頁/共108頁加工余量 （1）麻花鉆的結(jié)構(gòu)特點及對切削加工的影響 麻花鉆切削部分（圖4-42）橫刃過長，使定心困難；兩主切削刃不對稱，使鉆頭兩側(cè)受力不均衡，鉆頭直徑受孔徑的限制，螺旋槽使鉆芯更細，鉆頭剛度低，僅有兩條棱帶導(dǎo)向，鉆頭容易擺動，孔的軸線容易偏斜，切屑與孔壁擠壓摩擦，常常劃傷孔壁，鉆出孔的形狀和位置誤差較大，孔尺寸精度低、表面粗糙。第92頁/共108頁加工余量圖圖4-424-42鉆頭切削部分結(jié)構(gòu)鉆頭切削部分結(jié)構(gòu)第93頁/共108頁加工余量 （2）鉆、擴、鉸加工的誤差復(fù)映系數(shù) 麻花鉆鉆孔時，孔不可避免地會產(chǎn)生尺寸、粗糙度、形狀和位置（與表面的垂直度）誤差。鉆、擴、鉸