1、畢 業(yè) 論 文題 目 數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計(jì) 專 業(yè) 數(shù)控加工與維護(hù)工程 班 級(jí) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 西安工業(yè)大學(xué)函授部二 0 0 九 年摘 要當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。 控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控

2、技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。在此，我們主要探討數(shù)控加工中的工藝分析與工藝設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 工藝分析 工藝設(shè)計(jì) 數(shù)控技術(shù) 路線 目 錄第一章 數(shù)控機(jī)床概述1.1控機(jī)床的產(chǎn)生1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)1.3控機(jī)床的組成1.4控機(jī)床的分類(lèi)1.5控機(jī)床的工作原理第二章數(shù)控加工工藝分析2.1機(jī)床的合理選用2.2數(shù)控加工零件工藝性分析2.3加工方法的選擇與加工方案的確定2.4工序與工步的劃分2.5

3、零件的安裝與夾具的選擇2.6刀具的選擇與切削用量的確定2.7對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定2.8加工路線的確定第三章數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)3.1毛坯選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素3.2粗基準(zhǔn)原則3.3精基準(zhǔn)的選擇原則3.4加工階段的劃分3.5順序的安排3.6的集中與分散總結(jié)參考文致謝 第一章 數(shù)控機(jī)床概述1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈，產(chǎn)品更新越來(lái)越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加，同時(shí)隨著汽車(chē)工業(yè)和輕工業(yè)消費(fèi)品的高速增長(zhǎng)，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，其精度日趨提高，性能不斷改善，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來(lái)越短，傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難以適應(yīng)這種多樣

4、化、柔性化、高效和高質(zhì)量復(fù)雜零件加工要求。因此，對(duì)制造機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備機(jī)床，必然會(huì)相應(yīng)地提出高效率、高精度和高自動(dòng)化的要求。在機(jī)械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到70%80%。這類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)不僅對(duì)機(jī)床提出了“三高”要求，而且還要求機(jī)床應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力。特別是一些由曲線、曲面組成的復(fù)雜零件，若采用通用機(jī)床加工，只能借助畫(huà)線和樣板用手工操作的方法來(lái)加工，或利用靠模和仿型機(jī)床來(lái)加工，其加工精度和生產(chǎn)效率都受到了很大的限制。數(shù)控機(jī)床就是為了解決單件、小批量，特別是高精度、復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。1947年美國(guó)parsons公司為了精確制造直升飛機(jī)機(jī)翼、漿葉和框架，開(kāi)

5、始探討用三坐標(biāo)曲線數(shù)據(jù)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)加工飛機(jī)零件。1952年麻省理工學(xué)院（mit）伺服機(jī)構(gòu)研究所用實(shí)驗(yàn)室制造的控制裝置與辛辛那提（cincinnati hydrotel）公司的立式銑床成功的實(shí)現(xiàn)了三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)控制銑刀連續(xù)空間曲面加工，它綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密檢測(cè)與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是一種新型的機(jī)床，可用于加工復(fù)雜曲面零件。該銑床的研制成功是機(jī)械制造行業(yè)中的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，揭開(kāi)了數(shù)控加工技術(shù)的序幕。數(shù)控機(jī)床的定義，國(guó)際信息處理聯(lián)盟ifip(international federation of inf

6、ormation processing) 將其定義為：數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制的機(jī)床，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作按照這種程序系統(tǒng)發(fā)出的特定代碼和符號(hào)編碼組成的指令進(jìn)行。國(guó)標(biāo)gb81291987將“數(shù)控”定義為：用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床自上世紀(jì)50年代問(wèn)世到現(xiàn)在的半個(gè)世紀(jì)中，數(shù)控機(jī)床的品種得以不斷發(fā)展，幾乎所有機(jī)床都實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了包括生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造和管理等全過(guò)程均由計(jì)算機(jī)集成管理和控制的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)cims（computer integrated manufacturing system），以實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)自動(dòng)化

7、。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域已從航空工業(yè)部門(mén)逐步擴(kuò)大到汽車(chē)、造船、機(jī)床、建筑等機(jī)械制造行業(yè)，出現(xiàn)了金屬成型類(lèi)數(shù)控機(jī)床、特種加工數(shù)控機(jī)床，還有數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。1. 高精度化 普通級(jí)數(shù)控機(jī)床加工精度已由原來(lái)的10m,提高到5m和2m，精密級(jí)從5m提高到1.5m。2. 高速度化 提高主軸轉(zhuǎn)速是提高切削速度的最直接方法，現(xiàn)在主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)50000r/min，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)快速移動(dòng)速度達(dá)30-40m/min。3. 高柔性化 由單機(jī)化發(fā)展到單元柔性化和系統(tǒng)柔性化，相繼出現(xiàn)柔性制造單元（fmc）,柔性制造系統(tǒng)（fms）,和介于二者之間的柔性制造線（ftl）。4. 高自動(dòng)化 數(shù)控機(jī)床除自動(dòng)編程，上下料、

8、加工等自動(dòng)化外，還在自動(dòng)檢索、監(jiān)控、診斷、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)傳輸?shù)姆矫姘l(fā)展。5. 復(fù)合化 包含工序復(fù)合化，功能復(fù)合化，在一臺(tái)數(shù)控設(shè)備上完成多工序切削加工（車(chē)、銑、鏜、鉆）6. 高可靠性 系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間mtbf由80年代10000h提高到現(xiàn)在的30000h，而整機(jī)的mtbf也從100200h提高到500800h。7. 在智能化 網(wǎng)絡(luò)化方面也得到較大發(fā)展現(xiàn)已出現(xiàn)了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行的遠(yuǎn)程診斷服務(wù)。 1.3數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)加工精度數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的。目前數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量普遍達(dá)到了0.001mm，而且進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床能達(dá)到很

9、高的加工精度。對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)在數(shù)控機(jī)床上改變加工零件時(shí)，只需從新編制（更換）程序，輸入新的程序就能實(shí)現(xiàn)對(duì)新的零件的加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工是按事先編好的程序自動(dòng)完成的，操作者除了安放穿孔帶或操作鍵盤(pán)、裝卸工件、關(guān)鍵工序的中間檢測(cè)以及觀察機(jī)床運(yùn)行之外，不需要進(jìn)行繁雜的重復(fù)性手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度與緊張程度均可大為減輕，加上數(shù)控機(jī)床一般都具有較好的安全防護(hù)、自動(dòng)排屑、自動(dòng)冷卻和自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，操作者的勞動(dòng)條件也大為改善。生產(chǎn)效率高數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大，因此，數(shù)控機(jī)床每一道工序都選用

10、最有利的切削用量。由于數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛性好，因此允許進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，這就提高了數(shù)控機(jī)床的切削功率，節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。數(shù)控機(jī)床更換被加工零件時(shí)幾乎不需要重新調(diào)整機(jī)床，故節(jié)省了零件安裝、調(diào)整時(shí)間。數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量穩(wěn)定，一般只做首件檢驗(yàn)和工序間關(guān)鍵尺寸的抽樣檢驗(yàn)，因此節(jié)省了停機(jī)檢驗(yàn)時(shí)間。良好的經(jīng)濟(jì)效益在單件、小批量生產(chǎn)的情況下，使用數(shù)控機(jī)床加工，可節(jié)省劃線工時(shí)，減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間，節(jié)省了直接生產(chǎn)費(fèi)用；使用數(shù)控機(jī)床加工零件一般不需要制作專用夾具，節(jié)省了工藝裝備費(fèi)用；數(shù)控機(jī)床加工精度穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。有利于現(xiàn)代化管理采用數(shù)控機(jī)床加工，能準(zhǔn)確地計(jì)算出零件加工工時(shí)和費(fèi)用，

11、并有效地簡(jiǎn)化了檢驗(yàn)夾具、半成品的管理工作，這些特點(diǎn)都有利于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理。 1.4數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測(cè)量反饋裝置和機(jī)床本體組成 1.5數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)1按加工工藝方法分類(lèi)普通數(shù)控機(jī)床為了不同的工藝需要，普通數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車(chē)床、銑床、鉆床、鏜床及磨床等，而且每一類(lèi)又有很多品種。數(shù)控加工中心數(shù)控加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。典型的數(shù)控加工中心有鏜銑加工中心和車(chē)削加工中心。多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，其特點(diǎn)是數(shù)控裝置能同時(shí)控制的軸數(shù)較多，機(jī)床結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。坐標(biāo)軸數(shù)的多少取決于加工零件的復(fù)雜程度和工藝要求，現(xiàn)在常用的有四、五、六坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)

12、控機(jī)床。數(shù)控特種加工機(jī)床數(shù)控特種加工機(jī)床包括電火花加工機(jī)床、數(shù)控線割機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)床等。2按控制運(yùn)動(dòng)的方式分類(lèi)點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床這類(lèi)機(jī)床只控制運(yùn)動(dòng)部件從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，在移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行加工，對(duì)兩點(diǎn)間的移動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)軌跡沒(méi)有嚴(yán)格要求，可以沿多個(gè)坐標(biāo)同時(shí)移動(dòng)，也可以沿各個(gè)坐標(biāo)先后移動(dòng)。采用點(diǎn)位控制的機(jī)床有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測(cè)量機(jī)等。直線控制數(shù)控機(jī)床這類(lèi)機(jī)床不僅要控制點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，而且要控制(或工作臺(tái))以一定的速度沿與坐標(biāo)軸平行的方向進(jìn)行切削加工。輪廓控制數(shù)控機(jī)床這類(lèi)機(jī)床能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足

13、零件輪廓的要求。輪廓控制數(shù)控機(jī)床有數(shù)控銑床、車(chē)床、磨床和加工中心等。3按所用進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類(lèi)型分類(lèi)開(kāi)環(huán)數(shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)數(shù)控機(jī)床采用開(kāi)環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)，伺服驅(qū)動(dòng)部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。閉環(huán)數(shù)控機(jī)床閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)是按閉環(huán)原理工作的，帶有直線位移檢測(cè)裝置，直接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位移量進(jìn)行檢測(cè)。伺服驅(qū)動(dòng)部件通常采用直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床這類(lèi)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別在于采用角位移檢測(cè)元件，檢測(cè)反饋信號(hào)不是來(lái)自工作臺(tái)，而是來(lái)自與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的角位移檢測(cè)元件。4按所給數(shù)控裝置類(lèi)型分類(lèi)硬件式數(shù)控機(jī)床硬件式數(shù)控機(jī)床（nc機(jī)床）使用硬件式數(shù)控裝置，它的輸入、

14、查補(bǔ)運(yùn)算和控制功能都由專用的固定組合邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，不同功能的機(jī)床，其結(jié)合邏輯電路也不相同。改變或增減控制、運(yùn)算功能時(shí)，需要改變數(shù)控裝置的硬件電路。軟件式數(shù)控機(jī)床這類(lèi)數(shù)控機(jī)床使用計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（cnc）。此數(shù)控裝置的硬件電路是由小型或微型計(jì)算機(jī)再加上通用或?qū)Ｓ玫拇笠?guī)模集成電路制成。數(shù)控機(jī)床的主要功能幾乎全部由系統(tǒng)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以不同功能的機(jī)床其系統(tǒng)軟件也就不同，而修改或增減系統(tǒng)功能時(shí)，不需改變硬件電路，只需改變系統(tǒng)軟件。按數(shù)控裝置的功能水平分類(lèi)按此分類(lèi)方法可將數(shù)控機(jī)床分為低、中、高檔三類(lèi)。 1.6數(shù)控機(jī)床的工作原理1.的圖樣與工藝規(guī)程，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫(xiě)加工程序2將所編程序指令輸入機(jī)床

15、數(shù)控裝置。3數(shù)控裝置將程序（代碼）進(jìn)行譯碼、運(yùn)算之后，向機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)的伺服機(jī)構(gòu)和輔助控制在發(fā)出信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)部件，并控制所需要的輔助動(dòng)作，最后加工出合格的零件。 第二章 數(shù)控加工工藝分析 數(shù)控機(jī)床加工中所有工步的刀具選擇、走刀軌跡、切削用量、加工余量等都要預(yù)先確定好并編入加工程序。一個(gè)合格的編程員首先應(yīng)該是一個(gè)很好的工藝員，他對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、特點(diǎn)和應(yīng)用、切削規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)工具系統(tǒng)等要非常熟悉，否則就無(wú)法做到全面、周到地考慮加工的全過(guò)程，并正確、合理地編制零件的加工程序。數(shù)控加工工藝性分析涉及內(nèi)容很多，在此僅從數(shù)控加工的必要性、可能性與方便性加以分析。2.1機(jī)床的合理選用 在數(shù)控機(jī)床上加

16、工零件時(shí)，一般有兩種情況。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(jī)床。第二種情況：已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床，要選擇適合在該機(jī)床上加工的零件。無(wú)論哪種情況，考慮的因素主要有，毛坯的材料和類(lèi)、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等。概括起來(lái)有三點(diǎn)： 要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。 有利于提高生產(chǎn)率。 盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費(fèi)用)。 2.2數(shù)控加工零件工藝性分析 (一)零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則 1零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸

17、之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來(lái)很大方便。由于零件設(shè)計(jì)人員一般在尺寸標(biāo)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(biāo)注方法，這樣就會(huì)給工序安排與數(shù)控加工帶來(lái)許多不便。由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)因產(chǎn)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(biāo)注法改為同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。 2構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分 在手工編程時(shí)要計(jì)算基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。在自動(dòng)編程時(shí)，要對(duì)構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在分析零件圖時(shí)，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

18、據(jù)圖上給出的尺寸，在計(jì)算相切條件時(shí)，變成了相交或相離狀態(tài)。由于構(gòu)成零件幾何元素條件的不充分，使編程時(shí)無(wú)法下手。遇到這種情況時(shí)，應(yīng)與零件設(shè)計(jì)者協(xié)商解決。 (二)零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) 1)零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類(lèi)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(chǎn)效益提高。 2)內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過(guò)小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)接圓弧半徑的大小等有關(guān)。 3)零件銑削底平面時(shí)，槽底圓角半徑r不應(yīng)過(guò)大。 4)應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在數(shù)控加工中，若沒(méi)有統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，會(huì)因工件的重新安裝而導(dǎo)致加工后的兩個(gè)面上輪廓位

19、置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。因此要避免上述問(wèn)題的產(chǎn)生，保證兩次裝夾加工后其相對(duì)位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，若沒(méi)有，要設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)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(shè)置工藝孔)。若無(wú)法制出工藝孔時(shí)，最起碼也要用經(jīng)過(guò)精加工的表面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，以減少兩次裝夾產(chǎn)生的誤差。 此外，還應(yīng)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(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 2.3加工方法的選擇與加工方案的確定 (一)加工方法的選擇 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度

20、的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對(duì)于it7級(jí)精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達(dá)到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當(dāng)孔徑較大時(shí)則應(yīng)選擇鏜孔。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)際情況。常用加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊(cè)。 (二)加工方案確定的原則 零件上比較精密表面的加工，常常是通過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。 確定加工

21、方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法。例如，對(duì)于孔徑不大的it7級(jí)精度的孔，最終加工方法取精鉸時(shí)，則精鉸孔前通常要經(jīng)過(guò)鉆孔、擴(kuò)孔和粗鉸孔等加工。 2.4工序與工步的劃分 (一) 工序的劃分 上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工工作，若不能則應(yīng)決定其中哪一部分在數(shù)控機(jī)床上加工，哪一部分在其他機(jī)床上加工，即對(duì)零件的加工工序進(jìn)行劃分。一般工序劃分有以下幾種方式：（二)工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要

22、采用不同的刀具和切削用量，對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序，在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。下面以加工中心為例來(lái)說(shuō)明工步劃分的原則： 1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開(kāi)進(jìn)行。 2)對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的精度。因?yàn)殂娤鲿r(shí)切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，減少由變形引起的對(duì)孔的精度的影響。 3)按刀具劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。 總之，工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合

23、考慮。 2.5零件的安裝與夾具的選擇 (一)定位安裝的基本原則 1)力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。 2)盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 3)避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 (二)選擇夾具的基本原則 數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下四點(diǎn)： 1)當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。 2)在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 3)零件的裝卸

24、要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間。 4)夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工，即夾具要開(kāi)敞其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞等)。 2.6刀具的選擇與切削用量的確定 (一)刀具的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。 與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和

25、形狀相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀。銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀。選擇立銑刀加工時(shí)，刀具的有關(guān)參數(shù)，推薦按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較平坦部位時(shí)，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而應(yīng)采用環(huán)形刀。在單件或小批量生產(chǎn)中，為取代多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床，常采用鼓形刀或錐形刀來(lái)加工飛機(jī)上一些變斜角零件加鑲齒盤(pán)銑刀，適用于在五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床上加工一些球面，其效率比用球頭銑刀高近十倍，并可獲得好的加工精度。 在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫(kù)上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀

26、工作。因此必須有一套連接普通刀具的接桿，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、鉸、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。作為編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀桿的結(jié)構(gòu)尺寸以及調(diào)整方法，調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國(guó)的加工中心采用tsg工具系統(tǒng)，其柄部有直柄(三種規(guī)格)和錐柄(四種規(guī)格)兩種，共包括16種不同用途的刀。 (二)切削用量的確定 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、背吃刀量、進(jìn)給量。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量

27、的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 2.7對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 在編程時(shí)，應(yīng)正確地選擇“對(duì)刀點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的位置。“對(duì)刀點(diǎn)”就是在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。由于程序段從該點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行，所以對(duì)刀點(diǎn)又稱為“程序起點(diǎn)”或“起刀點(diǎn)”。 對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則是：1.便于用數(shù)字處理和簡(jiǎn)化程序編制；2.在機(jī)床上找正容易，加工中便于檢查；3.引起的加工誤差小。 對(duì)刀點(diǎn)可選在工件上，也可選在工件外面(如選在夾具上或機(jī)床上)但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸關(guān)系。 為了提高加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如以孔

28、定位的工件，可選孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。刀具的位置則以此孔來(lái)找正，使“刀位點(diǎn)”與 “對(duì)刀點(diǎn)”重合。工廠常用的找正方法是將千分表裝在機(jī)床主軸上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)床主軸，以使“刀位點(diǎn)”與對(duì)刀點(diǎn)一致。一致性越好，對(duì)刀精度越高。所謂“刀位點(diǎn)”是指車(chē)刀、鏜刀的刀尖；鉆頭的鉆尖；立銑刀、端銑刀刀頭底面的中心，球頭銑刀的球頭中心。 件安裝后工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系就有了確定的尺寸關(guān)系。在工件坐標(biāo)系設(shè)定后，從對(duì)刀點(diǎn)開(kāi)始的第一個(gè)程序段的坐標(biāo)值；為對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為(x0，y0)。當(dāng)按絕對(duì)值編程時(shí)，不管對(duì)刀點(diǎn)和工件原點(diǎn)是否重合，都是x2、y2；當(dāng)按增量值編程時(shí)，對(duì)刀點(diǎn) 與工件原點(diǎn)重合時(shí)，第一個(gè)程序段的坐標(biāo)值是x2

29、、y2，不重合時(shí)，則為(x1十x2)、y1+ y2)。 對(duì)刀點(diǎn)既是程序的起點(diǎn)，也是程序的終點(diǎn)。因此在成批生產(chǎn)中要考慮對(duì)刀點(diǎn)的重復(fù)精度，該精度可用對(duì)刀點(diǎn)相距機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值(x0，y0)來(lái)校核。 所謂“機(jī)床原點(diǎn)”是指機(jī)床上一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)。例如，對(duì)車(chē)床而言，是指車(chē)床主軸回轉(zhuǎn)中心與車(chē)頭卡盤(pán)端面的交點(diǎn)。 加工過(guò)程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是佰刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)(如加工中心機(jī)床，其換刀機(jī)械手的位置是固定的)，也可以是任意的一點(diǎn)(如車(chē)床)。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。其設(shè)定值可用實(shí)際測(cè)量方法或計(jì)算確定。 2.8加工路線的確

30、定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)： 1)加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高。 2)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量。 3)應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時(shí)間。 度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀來(lái)完成加工以及在銑削加工中是采用順銑還是采用逆銑等。 對(duì)點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床，只要求定位精度較高，定位過(guò)程盡可能快，而刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)路線是無(wú)關(guān)緊要的，因此這類(lèi)機(jī)床應(yīng)按空程最短來(lái)安排走刀路線。除此之外還要確定刀具軸向的運(yùn)動(dòng)尺寸，其大小主要由被加工零件的孔深來(lái)決定，但也應(yīng)考慮一些輔助尺寸，如刀

31、具的引入距離和超越量。 在數(shù)控機(jī)床上車(chē)螺紋時(shí)，沿螺距方向的z向進(jìn)給應(yīng)和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系，因此應(yīng)避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)加速或減速過(guò)程中切削。為此要有引入距離1超越距離2。和的數(shù)值與機(jī)床拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有關(guān)，與螺紋的螺距和螺紋的精度有關(guān)。一般為25mm，對(duì)大螺距和高精度的螺紋取大值；一般取的14左右。若螺紋收尾處沒(méi)有退刀槽時(shí)，收尾處的形狀與數(shù)控系統(tǒng)有關(guān)，一般按45o收尾。 銑削平面零件時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削。為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，對(duì)刀具的切入和切出程序需要精心設(shè)計(jì)。銑削外表面輪廓時(shí)，銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長(zhǎng)線上切向切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切

32、入零件，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕，保證零件輪廓光滑。 銑削內(nèi)輪廓表面時(shí)，切入和切出無(wú)法外延，這時(shí)銑刀可沿零件輪廓的法線方向切入和切削，并將其切入、切出點(diǎn)選在零件輪廓兩幾何元素的交點(diǎn)處 加工過(guò)程中，工件、刀具、夾具、機(jī)床系統(tǒng)平衡彈性變形的狀態(tài)下，進(jìn)給停頓時(shí)，切削力減小，會(huì)改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，刀具會(huì)在進(jìn)給停頓處的零件表面留下劃痕，因此在輪廓加工中應(yīng)避免進(jìn)給停頓。 曲面時(shí)，常用球頭刀采用“行切法”進(jìn)行加工。所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定的。第三章 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)3.1毛坯選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素（1) 零件的材料及機(jī)械性能要求 零件材料的工藝特性

33、和力學(xué)性能大致決定了毛坯的種類(lèi)。例如鑄鐵零件用鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀較簡(jiǎn)單且力學(xué)性能要求不高時(shí)常用棒料，對(duì)于重要的鋼質(zhì)零件，為獲得良好的力學(xué)性能，應(yīng)選用鍛件，當(dāng)形狀復(fù)雜力學(xué)性能要求不高時(shí)用鑄鋼件；有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯。(2) 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸大型且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；結(jié)構(gòu)復(fù)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(zhì)零件多用鍛件毛坯；軸類(lèi)零件的毛坯，若臺(tái)階直徑相差不大，可用棒料；若各臺(tái)階尺寸相差較大，則宜選擇鍛。（3）生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法。鑄件采用金屬模機(jī)器造型和精密鑄造，鍛件用模鍛或精密

34、鍛造。在單件小批生產(chǎn)中用木模手工造型或自由鍛來(lái)制造毛坯。 (4) 現(xiàn)有生產(chǎn)條件確定毛坯時(shí)，必須結(jié)合具體的生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場(chǎng)毛坯制造的實(shí)際水平和能力、外協(xié)的可能性等，否則就不現(xiàn)實(shí)。(5) 充分利用新工藝、新材料為節(jié)約材料和能源，提高機(jī)械加工生產(chǎn)率，應(yīng)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(jī)械中的應(yīng)用，這樣，可大大減少機(jī)械加工量，甚至不需要進(jìn)行加工，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。3.2粗基準(zhǔn)原則選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，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，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則：(1) 選擇重要表面為粗基準(zhǔn) 為保證工件上重要

35、表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。所謂重要表面一般是工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面，如床身的導(dǎo)軌面，車(chē)床主軸箱的主軸孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主軸箱時(shí)，應(yīng)以導(dǎo)軌面或主軸孔為粗基準(zhǔn)。如圖4-25所示。 (2) 選擇不加工表面為粗基準(zhǔn) 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(zhǔn)。如果工件上有多個(gè)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(zhǔn)，以便保證精度要求，使外形對(duì)稱等。(3) 選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn) 在沒(méi)有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，如果零件上每個(gè)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(zhǔn)，以避

36、免該表面在加工時(shí)因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。(4) 選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn) 以便工件定位可靠、夾緊方便。(5) 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)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(shí)際上，無(wú)論精基準(zhǔn)還是粗基準(zhǔn)的選擇，上述原則都不可能同時(shí)滿足，有時(shí)還是互相矛盾的。因此，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，權(quán)衡利弊，保證其主要的要求。3.3精基準(zhǔn)的選擇原則 制訂工藝規(guī)程時(shí)，定位基準(zhǔn)選擇的正確與否，對(duì)能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對(duì)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(shí)，定位

37、基準(zhǔn)的選擇還會(huì)影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)很重要的工藝問(wèn) 題。 選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選擇精基準(zhǔn)，再選擇粗基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要應(yīng)考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。其選擇原則如下(1) 基準(zhǔn)重合原則 即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。這樣做可以簡(jiǎn)化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計(jì)、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。例如加工軸類(lèi)零件時(shí)

38、，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，就符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。箱體零件采用一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準(zhǔn)，均屬于基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。(3) 自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。(4) 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)對(duì)工件上兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。例如要保證精密齒輪的齒圈跳動(dòng)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。再如車(chē)床主軸的前錐孔與主軸支承軸頸間有嚴(yán)格的同軸度要求，加工時(shí)就是先以軸頸外圓為定位基準(zhǔn)加工錐

39、孔，再以錐孔為定位基準(zhǔn)加工外圓，如此反復(fù)多次，最終達(dá)到加工要求。這都是互為基準(zhǔn)的典型實(shí)例。(5) 便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便3.4加工階段的劃分那些加工質(zhì)量要求較高或較復(fù)雜的零件，通常將整個(gè)工藝路線劃分為以下幾個(gè)階段： (1)粗加工階段主要任務(wù)是切除各表面上的大部分余量，其關(guān)鍵問(wèn)題是提高生產(chǎn)率。 (2)半精加工階段完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做準(zhǔn)備。 (3)精加工階段保證各主要表面達(dá)到圖樣要求，其主要問(wèn)題是如何保證加工質(zhì)量。 (4)光整加工階段對(duì)于表面粗糙度要求很細(xì)和尺寸精度要求很高的表面，還需要進(jìn)行光整加工階段。這個(gè)階段的主要目的是提高表面

40、質(zhì)量，一般不能用于提高形狀精度和位置精度。常用的加工方法有金剛車(chē)(鏜)、研磨、珩磨、超精加工、鏡面磨、拋光及無(wú)屑加工等。 劃分加工階段的原因： (1)保證加工質(zhì)量粗加工時(shí)，由于加工余量大，所受的切削力、夾緊力也大，將引起較大的變形，如果不劃分階段連續(xù)進(jìn)行粗精加工，上述變形來(lái)不及恢復(fù)，將影響加工精度。所以，需要?jiǎng)澐旨庸るA段，使粗加工產(chǎn)生的誤差和變形，通過(guò)半精加工和精加工予以糾正，并逐步提高零件的精度和表面質(zhì)量。 (2)合理使用設(shè)備粗加工要求采用剛性好、效率高而精度較低的機(jī)床，精加工則要求機(jī)床精度高。劃分加工階段后，可避免以精干粗，可以充分發(fā)揮機(jī)床的性能，延長(zhǎng)使用壽命。 (3)便于安排熱處理工序，

41、使冷熱加工工序配合的更好粗加工后，一般要安排去應(yīng)力的時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。精加工前要安排淬火等最終熱處理，其變形可以通過(guò)精加工予以消除。 (4)有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷(如鑄件的砂眼氣孔等)粗加工時(shí)去除了加工表面的大部分余量，若發(fā)現(xiàn)了毛坯缺陷，及時(shí)予以報(bào)廢，以免繼續(xù)加工造成工時(shí)的浪費(fèi)。 應(yīng)當(dāng)指出：加工階段的劃分不是絕對(duì)的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的剛性來(lái)決定。一般說(shuō)來(lái)，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應(yīng)越細(xì)；當(dāng)工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時(shí)也可以不分或少分階段；重型零件由于輸送及裝夾困難，一般在一次裝夾下完成粗精加工，為了彌補(bǔ)不分階段帶來(lái)的弊端，常常在粗加工工步后松開(kāi)

42、工件，然后以較小的夾緊力重新夾緊，再繼續(xù)進(jìn)行精加工工步。 3.5順序的安排（1）切削加工順序的安排先粗后精先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 先主后次先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進(jìn)行。 先面后孔對(duì)于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時(shí)也給孔加工帶來(lái)方便。 基面先行用作精基準(zhǔn)的表面，要

43、首先加工出來(lái)。所以，第一道工序一般是進(jìn)行定位面的粗加工和半精加工(有時(shí)包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，軸類(lèi)零件頂尖孔的加工。 (2)熱處理工序的安排 處理可以提高材料的力學(xué)性能，改善金屬的切削性能以及消除殘余應(yīng)力。在制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理地安排熱處理工序。 退火與正火退火或正火的目的是為了消除組織的不均勻，細(xì)化晶粒，改善金屬的加工性能。對(duì)高碳鋼零件用退火降低其硬度，對(duì)低碳鋼零件用正火提高其硬度，以獲得適中的較好的可切削性，同時(shí)能消除毛坯制造中的應(yīng)力。退火與正火一般安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行。 時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力、減少工件變形為目的。為了消除殘余

44、應(yīng)力，在工藝過(guò)程中需安排時(shí)效處理。對(duì)于般鑄件，常在粗加工前或粗加工后安排一次時(shí)效處理；對(duì)于要求較高的零件，在半精加工后尚需再安排一次時(shí)效處理；對(duì)于一些剛性較差、精度要求特別高的重要零件(如精密絲杠、主軸等)，常常在每個(gè)加工階段之間都安排一次時(shí)效處理。 調(diào)質(zhì)對(duì)零件淬火后再高溫回火，能消除內(nèi)應(yīng)力、改善加工性能并能獲得較好的綜合力學(xué)性能。一般安排在粗加工之后進(jìn)行。對(duì)一些性能要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。 淬火、滲碳淬火和滲氮它們的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精加工(磨削)之前進(jìn)行，其中滲氮由于熱處理溫度較低，零件變形很小，也可以安排在精加工之后。 (3)輔助工序的安排 檢驗(yàn)工

45、序是主要的輔助工序，除每道工序由操作者自行檢驗(yàn)外，在粗加工之后，精加工之前，零件轉(zhuǎn)換車(chē)間時(shí)，以及重要工序之后和全部加工完畢、進(jìn)庫(kù)之前，一般都要安排檢驗(yàn)工序。除檢驗(yàn)外，其它輔助工序有：表面強(qiáng)化和去毛刺、倒棱、清洗、防銹等。正確地安排輔助工序是十分重要的。如果安排不當(dāng)或遺漏，將會(huì)給后續(xù)工序和裝配帶來(lái)困難，甚至影響產(chǎn)品的質(zhì)量，所以必須給予重視。3.6的集中與分散 過(guò)以上所述，零件加工的工步順序已經(jīng)排定，如何將這些工步組成工序，就需要考慮采用工序集中還是工序分散的原則。 (1)工序集中就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。其主要特點(diǎn)是： 可以采用高效機(jī)床和工藝裝備，

46、生產(chǎn)率高； 減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力； 減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度； 采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 (2)工序分散工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長(zhǎng)。其主要特點(diǎn)是： 設(shè)備和工藝裝備比較簡(jiǎn)單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換； 對(duì)工人的技術(shù)要求較低； 可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間； 所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。 在擬定工藝路線時(shí)，工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，有時(shí)，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。一般情

47、況下，單件小批生產(chǎn)時(shí)，只能工序集中，在一臺(tái)普通機(jī)床上加工出盡量多的表面；大批大量生產(chǎn)時(shí)，既可以采用多刀、多軸等高效、自動(dòng)機(jī)床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。批量生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用效率較高的半自動(dòng)機(jī)床，使工序適當(dāng)集中，從而有效地提高生產(chǎn)率。 對(duì)于重型零件，為了減少工件裝卸和運(yùn)輸?shù)膭趧?dòng)量，工序應(yīng)適當(dāng)集中；對(duì)于剛性差且精度高的精密工件，則工序應(yīng)適當(dāng)分散。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)的機(jī)械產(chǎn)品中，屬于中小批量生產(chǎn)性質(zhì)的企業(yè)已超過(guò)了企業(yè)總數(shù)的90%，單件中小批量生產(chǎn)方式占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。隨著數(shù)控技術(shù)的普及，多品種中小批量生產(chǎn)中，越來(lái)越多地使用加工中心機(jī)床，從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，傾向于采用工序集中的方法來(lái)組織生產(chǎn)。

48、總 結(jié)現(xiàn)在隨著改革開(kāi)放深入發(fā)展，全國(guó)的數(shù)控行業(yè)發(fā)展迅速，特別是國(guó)有大中型企業(yè)及三資企業(yè)，在生產(chǎn)中都廣泛地應(yīng)用了數(shù)控加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助加工技術(shù)。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，這些企業(yè)不得不大量引進(jìn)高新技術(shù)，從而導(dǎo)致對(duì)專業(yè)人才的大量需求。這就要求我們自己去觀察、實(shí)踐、學(xué)習(xí)，寫(xiě)在紙上面的東西終究是理論，沒(méi)有實(shí)踐就無(wú)法掌握數(shù)控這一門(mén)技術(shù)。很快我們就要步入社會(huì)，面臨就業(yè)了，就業(yè)單位不會(huì)像老師那樣點(diǎn)點(diǎn)滴滴細(xì)致入微地把要做的工作告訴我們，我們只能從最基礎(chǔ)的做起，而加工工藝分析和加工工藝設(shè)計(jì)就是作為一名合格的數(shù)控技術(shù)人員所必須掌握的。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了很多老師、同學(xué)和同事的幫助，其中我的指導(dǎo)老師汪文娟老師對(duì)我

49、的關(guān)心和支持尤為重要，每次遇到難題，我最先做的就是向汪老師尋求幫助，而汪老師每次不管忙或閑，總會(huì)抽空來(lái)找我面談，然后一起商量解決的辦法。另外，感謝校方給予我這樣一次機(jī)會(huì)，能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課題，并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們?cè)诩磳㈦x校的最后一段時(shí)間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。再一次對(duì)我的母校表示感謝。感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過(guò)我?guī)椭幕锇閭儯诖髮W(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里，我們?cè)僖淮窝堇[了團(tuán)結(jié)合作的童話，把一個(gè)龐大的，從來(lái)沒(méi)有上手的課題，圓滿地完成了。正是因?yàn)橛辛四銈兊膸椭抛屛?/p>

50、不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識(shí)，更讓我感覺(jué)到了知識(shí)以外的東西，那就是團(tuán)結(jié)的力量。最后，感謝所有在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過(guò)我?guī)椭娜恕?duì)上述朋友，再一次真誠(chéng)地表示感謝！ 參考文獻(xiàn)1 中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì) 行業(yè)發(fā)展部. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)： 2 梁訓(xùn)王宣 周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向. 界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：3 蔡蘭 王霄 數(shù)控加工工藝學(xué) 化學(xué)工業(yè)出版社 20064 趙長(zhǎng)旭 西安電子科技大學(xué)出版社 2007付：外文翻譯 電火花加工 電火花加工法對(duì)加工超韌性的導(dǎo)電材料（如新的太空合金）特別有價(jià)值。這些金屬很難用常規(guī)方法加工，用常規(guī)的切削刀具不可能加工極其復(fù)雜的形狀，

51、電火花加工使之變得相對(duì)簡(jiǎn)單了。在金屬切削工業(yè)中，這種加工方法正不斷尋找新的應(yīng)用領(lǐng)域。塑料工業(yè)已廣泛使用這種方法，如在鋼制模具上加工幾乎是任何形狀的模腔。 電火花加工法是一種受控制的金屬切削技術(shù)，它使用電火花切除（侵蝕）工件上的多余金屬，工件在切削后的形狀與刀具（電極）相反。切削刀具用導(dǎo)電材料（通常是碳）制造。電極形狀與所需型腔想匹配。工件與電極都浸在不導(dǎo)電的液體里，這種液體通常是輕潤(rùn)滑油。它應(yīng)當(dāng)是點(diǎn)的不良導(dǎo)體或絕緣體。 用伺服機(jī)構(gòu)是電極和工件間的保持0.00050.001英寸（0.010.02mm）的間隙，以阻止他們相互接觸。頻率為20000hz左右的低電壓大電流的直流電加到電極上，這些電脈沖

52、引起火花，跳過(guò)電極與工件的見(jiàn)的不導(dǎo)電的液體間隙。在火花沖擊的局部區(qū)域，產(chǎn)生了大量的熱量，金屬融化了，從工件表面噴出融化金屬的小粒子。不斷循環(huán)著的不導(dǎo)電的液體，將侵蝕下來(lái)的金屬粒子帶走，同時(shí)也有助于驅(qū)散火花產(chǎn)生的熱量。 在最近幾年，電火花加工的主要進(jìn)步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的金屬切除率時(shí)，表面粗糙度可達(dá)24vin.(0.050.10vin)。用高的金屬切除率如高達(dá)15in3/h(245.8cm3/h)時(shí)，表面粗糙度為1000vin.(25vm)。 需要的表面粗糙度的類(lèi)型，決定了能使用的安培數(shù),電容,頻率和電壓值。快速切除金屬（粗切削）時(shí)，用大電流,低頻率,高電容和最小的間隙電壓。緩慢

53、切除金屬（精切削）和需獲得高的表面光潔度時(shí)，用小電流,高頻率,低電容和最高的間隙電壓。 與常規(guī)機(jī)加工方法相比，電火花加工有許多優(yōu)點(diǎn)。 1 . 不論硬度高低，只要是導(dǎo)電材料都能對(duì)其進(jìn)行切削。對(duì)用常規(guī)方法極難切削的硬質(zhì)合金和超韌性的太空合金，電火化加工特別有價(jià)值。 2 . 工件可在淬火狀態(tài)下加工，因克服了由淬火引起的變形問(wèn)題。 3 . 很容易將斷在工件中的絲錐和鉆頭除。 4 . 由于刀具（電極）從未與工件接觸過(guò)，故工件中不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。 5 . 加工出的零件無(wú)毛刺。 6 . 薄而脆的工件很容易加工，且無(wú)毛刺。 7 . 對(duì)許多類(lèi)型的工件，一般不需第二次精加工。 8 .隨著金屬的切除，伺服機(jī)構(gòu)使電極自動(dòng)

54、向工件進(jìn)給。 9 .一個(gè)人可同時(shí)操作幾臺(tái)電火花加工機(jī)床。 10.能相對(duì)容易地從實(shí)心坯料上，加工出常規(guī)方法不可能加工出來(lái)的極復(fù)雜的形狀。 11.能用較低價(jià)格加工出較好的模具。12.可用沖頭作電極，在陰模板上復(fù)制其形狀，并留有必須的間隙。electrical discharge machiningelectrical discharge machining has proved especially valuable in the machining of super-tough, electrically conductive materials such as the new space-age alloys. these metals would have been difficult to machine by conventional methods, but edm has made it relatively simple to machine intricate shapes that would be impossible to produce with conventional cutting tools. this machining process is continually finding further