2013.6.99.數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(2010年)

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1、 《數(shù)控加工編程》綜合訓(xùn)練 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 任曉虹 張玉璞 劉紅軍 編寫 沈陽理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 二O一 O 年 六 月 目 錄 前言 1 課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..1 1.1 設(shè)計(jì)目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..........．1 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

2、．．．．．．............1 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．......1 2 課程設(shè)計(jì)的步驟和方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．......2 2.1 主要步驟 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.............2 2.2 設(shè)計(jì)方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..........．2 3 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容要求及時(shí)間安排．．．．．．．．．．．．．．．

3、．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3.1 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容及書寫格式要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3.2 時(shí)間安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.............5 4 課程設(shè)計(jì)題目．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..........6 4.1 設(shè)計(jì)題目．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.............6 4.2 數(shù)控加工綜合實(shí)例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4、．．．．．．．．．．．.....6 5 數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 5.1 基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.............7 5.1.1 生產(chǎn)過程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．...........7 5.1.2 工藝過程的組成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.....7 5.1.3 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及其工藝特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

5、．．．．．．．．10 5.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 5.3 零件表面加工方法的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 5.4 工件的定位與夾緊．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.....17 5.4.1 工件裝夾的基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.17 5.4.2 六點(diǎn)定位原理、定位方式及定位元件的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 5.4.3

6、 工件的夾緊及夾緊方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 5.4.4 數(shù)控機(jī)床常用夾具簡介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 5.5 切削要素和切削用量的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 5.6 加工余量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.............22 5.6.1 加工余量的概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.....22 5.6.2 加工

7、余量的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．........24 5.7 機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..24 5.8 對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．...25 5.9 走刀路線的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.......25 5.10 數(shù)控刀具的選用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．......25 5.11 數(shù)控機(jī)床的

8、合理選用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．....25 附錄1 常用加工余量表 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 附錄2 切削用量表 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37 參考文獻(xiàn) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．............．．．．．51 前 言 數(shù)控加工技術(shù)作為現(xiàn)代機(jī)械

9、制造技術(shù)的基礎(chǔ)，使得機(jī)械制造過程發(fā)生了顯著的變化。現(xiàn)代的數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，無論在加工工藝、加工過程控制、還是加工設(shè)備與工藝裝備等諸多方面均有顯著不同。高等院校將數(shù)控加工及編程技術(shù)作為機(jī)械類和機(jī)電類專業(yè)學(xué)生的必修知識(shí)是十分必要的。 隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程逐步加快，數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)中越來越多地得到應(yīng)用。目前，在我國制造工業(yè)中，從事數(shù)控機(jī)床制造和生產(chǎn)的科技人員以及數(shù)控機(jī)床的操作員、程序員和維修人員都非常缺乏。專家們預(yù)言：二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競爭，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。所以，為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，在我院機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及自動(dòng)化專業(yè)中，開設(shè)了數(shù)控加工編程綜合訓(xùn)練課程設(shè)計(jì)，這是一門實(shí)踐性

10、很強(qiáng)的課程，它是對(duì)學(xué)生的數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及實(shí)施能力、數(shù)控編程能力、數(shù)控操作及加工調(diào)整能力等的綜合訓(xùn)練和評(píng)價(jià)。課程設(shè)計(jì)的目的是在已學(xué)課程及其它相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,通過對(duì)零件圖分析、數(shù)控工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控加工程序編制、數(shù)控加工仿真幾個(gè)方面，將基本概念與實(shí)際應(yīng)用、數(shù)控加工程序的編制與工藝設(shè)計(jì)很好地結(jié)合在一起，以此增強(qiáng)數(shù)控編程技術(shù)的應(yīng)用能力，達(dá)到使學(xué)生初步具備數(shù)控加工技術(shù)綜合應(yīng)用的能力。 51 1課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù) 1.1 課程設(shè)計(jì)的目的 本課程設(shè)計(jì)是繼“數(shù)控編程技術(shù)”課程之后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過本次課程設(shè)計(jì)，了解并掌握利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的基本方法，鞏固數(shù)

11、控加工編程的相關(guān)知識(shí)。通過數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、數(shù)控程序編制、數(shù)控加工仿真及數(shù)控機(jī)床操作等方面的實(shí)訓(xùn)，增強(qiáng)數(shù)控編程技術(shù)的應(yīng)用能力，并為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和將來從事數(shù)控加工程序編制的工作進(jìn)行一次實(shí)際訓(xùn)練，最終達(dá)到具備數(shù)控加工技術(shù)的綜合應(yīng)用能力。 1.2課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 根據(jù)《數(shù)控加工編程》綜合訓(xùn)練課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書提供的零件圖及相關(guān)技術(shù)要求，先對(duì)零件圖進(jìn)行分析、然后進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、用FANUC-0型數(shù)控系統(tǒng)（銑削數(shù)控系統(tǒng)和車削數(shù)控系統(tǒng)）的編程指令編制數(shù)控加工程序、最后進(jìn)行數(shù)控加工仿真。 通過課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下基本要求： 1. 掌握對(duì)零件圖的分析方法。 2．掌握數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)方法，包括：

12、選擇加工設(shè)備、工序劃分，確定加工路線以及設(shè)備、工裝、刀具、量具、工藝參數(shù)的確定方法。 3．具備一般復(fù)雜程度零件數(shù)控編程的能力。 ? ?4．掌握數(shù)控程序仿真軟件（VNUC數(shù)控加工仿真網(wǎng)絡(luò)版軟件）的使用方法，包括：數(shù)控代碼編程練習(xí)；模擬加工；熟悉和了解多種數(shù)控系統(tǒng)的操作；刀具和夾具的選擇等。 5. 具備編寫技術(shù)文件、獨(dú)立撰寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告的基本能力 1.3 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 1．繪制零件圖 了解給定零件在部件或總成中的位置和功用，以及部件或總成對(duì)該零件提出的技術(shù)要求；找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵，并在下面擬定工藝規(guī)程時(shí)予以考慮；對(duì)所加工的零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

13、；檢查所給零件圖的完整性和正確性，按照機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制其零件圖； 2. 編制零件數(shù)控加工工藝規(guī)程 在對(duì)零件進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，按照數(shù)控加工工藝確定原則，確定整個(gè)零件的加工工藝規(guī)程、確定毛坯、確定加工的工藝基準(zhǔn)；擬定零件的工藝路線，包括確定各加工表面的加工方法、正確劃分加工階段、合理安排加工工序的順序、選擇工裝、刀具、量具，并對(duì)其加工工藝參數(shù)進(jìn)行確定；確定對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)。 3．編制零件數(shù)控加工程序 對(duì)擬進(jìn)行數(shù)控加工的工序，確定加工零點(diǎn)、換刀方式，確定其編程坐標(biāo)系，并最終通過繪制數(shù)控加工編程坐標(biāo)系的方式予以明確。標(biāo)識(shí)對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)。參照數(shù)控加工編程坐標(biāo)系圖，按照數(shù)控加工工藝規(guī)程，采用手工

14、編程或自動(dòng)編程方式對(duì)該工序進(jìn)行數(shù)控程序的編制。 4．仿真調(diào)試 用VNUC數(shù)控加工仿真軟件對(duì)給定零件進(jìn)行仿真加工。主要內(nèi)容有：數(shù)控代碼編程、設(shè)定機(jī)床和刀具、定義毛坯、選擇夾具并安裝工件、基準(zhǔn)測量、設(shè)定工件坐標(biāo)系、代碼處理、自動(dòng)加工等。 5．編寫課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)說明書一份，包括：課程設(shè)計(jì)目的、本人的設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容、仿真結(jié)果、心得體會(huì)和建議。 2 課程設(shè)計(jì)的步驟和方法 2.1主要步驟 1．根據(jù)零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線； 2．選擇機(jī)床設(shè)備； 3．確定工件的安裝定位及夾緊方式； 4．選擇刀具、確

15、定切削用量； 5．確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)； 6．編寫數(shù)控加工程序。 7．仿真運(yùn)行 2.2設(shè)計(jì)方法 1．任務(wù)分析及方案確定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行如下工作： 1）零件分析，明確零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熟悉零件所在產(chǎn)品的性能、用途和工作條件，了解其裝配關(guān)系。分析零件圖上各項(xiàng)技術(shù)要求是否合理，零件的結(jié)構(gòu)工藝性，檢查零件圖紙是否完整正確等； 2）根據(jù)其生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析各加工面的加工要求及零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定各加工面的加工工藝方法，擬定該零件的幾種加工方案，通過比較分析最終確定其加工方案； 3）通過對(duì)各工序的分析，并根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)，確定各工序的工裝； 2．編制零件數(shù)控加工工藝規(guī)程 1

16、）根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)確定哪些工序在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工； 2）結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等因素，選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄒ员ＷC加工表面的加工精度和表面粗糙度； 3）分析零件的設(shè)計(jì)要求，按照定位基準(zhǔn)的選擇原則合理選擇零件加工的粗、精基準(zhǔn)，并選擇合適的定位裝夾方法； 4）確定加工路線，編制零件加工的完整工藝規(guī)程。其中，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，同時(shí)數(shù)值計(jì)算簡單； 5）確定每道工序的工裝、刀具、夾具、量具及相應(yīng)的切削用量。刀具的選擇應(yīng)使刀具的類型與加工特點(diǎn)相適應(yīng)，并使其尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)；數(shù)控加工的切削用量主要包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量；選

17、擇按下面的原則進(jìn)行：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，相應(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)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 3．建立數(shù)控編程坐標(biāo)系、編制零件數(shù)控加工程序 按照加工中的安裝方式，建立數(shù)控編程坐標(biāo)系，并繪制該坐標(biāo)系。其中，編程坐標(biāo)系的建立應(yīng)保證編程計(jì)算方便，便于對(duì)刀和換刀。在該坐標(biāo)系圖中明確加工起點(diǎn)、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)等特征點(diǎn)。 在前面分析的基礎(chǔ)上，對(duì)加工路線進(jìn)行確定，采用手工編程或自動(dòng)編程方法對(duì)零件的數(shù)控加工進(jìn)行編程。參見數(shù)控編程教材。 4．仿真運(yùn)行 采用VNUC數(shù)控加工仿真

18、軟件對(duì)給定零件模擬真實(shí)機(jī)床的實(shí)際加工過程。 3 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容要求及時(shí)間安排 3.1設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容及書寫格式要求 1．設(shè)計(jì)題目； 2．設(shè)計(jì)依據(jù)； 3．任務(wù)分析、方案確定。包括零件分析、加工工藝的分析和確定、裝夾方案的確定、加工工序的劃分及加工路線的確定等； 4．繪制零件圖； 5．編制零件數(shù)控加工工藝規(guī)程； 6．?dāng)?shù)控加工程序的編制； 7．?dāng)?shù)控加工程序仿真校驗(yàn)； 8．編寫課程設(shè)計(jì)說明書。 設(shè)計(jì)說明書的書寫格式按學(xué)校相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 3.2時(shí)間安排 1．理解題目要求，查閱資料，分析繪制零件圖 1天 2

19、．編制零件數(shù)控加工工藝規(guī)程 1天 3．編制零件數(shù)控加工程序 1天 4．?dāng)?shù)控加工程序仿真校驗(yàn) 1天 5．撰寫說明書 0.5天 6．答辯 0.5天 4 課程設(shè)計(jì)題目 4.1設(shè)計(jì)題目 每班給出12-15套零件圖（2～3人一組），針對(duì)給定零件圖的技術(shù)要求，完成《數(shù)控加工編程》綜合訓(xùn)練課程設(shè)計(jì)的全部內(nèi)

20、容。零件圖另附。 4.2數(shù)控加工綜合實(shí)例 參見教材《數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用》任曉虹、劉紅軍、許立福主編（后簡稱教材）： 3.5.1端蓋零件的加工實(shí)例 6.7.1 端蓋零件的仿真加工 3.5.2動(dòng)模板零件的加工實(shí)例 4.1.3典型零件的車削加工工藝分析 4．5數(shù)控車削加工綜合實(shí)例 4.5.1盤類零件的加工實(shí)例 5.4.1加工中心的加工工藝設(shè)計(jì)及典型零件的工藝分析 5.5.2箱體類零件的加工實(shí)例 6.7.2 葉輪零件的仿真加工 6.8.1軸類零件的仿真加工 5 數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí) 5.1．基本概念 5.1．1生產(chǎn)過程

21、 1．生產(chǎn)過程 生產(chǎn)過程是指產(chǎn)品由原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜窟^程。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的制造而言,其生產(chǎn)過程主要包括下列過程： (1)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過程 　　如產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造、各種生產(chǎn)資料的準(zhǔn)備以及生產(chǎn)組織等方面的準(zhǔn)備工作。 　　(2)毛坯的制造過程 　　如鑄造、鍛造、熱軋、沖壓和焊接等。 　　(3)零件的機(jī)械加工與熱處理過程 　　如機(jī)械加工、焊接、熱處理和其他表面處理等。 　　(4)產(chǎn)品的裝配過程 　　包括組裝、部裝、總裝、調(diào)試及油漆等工作。 　　(5)輔助勞動(dòng)過程 　　如工具的供應(yīng)、設(shè)備的維修以及產(chǎn)品的包裝、保管和發(fā)運(yùn)等。 2．工藝過程及機(jī)械加

22、工工藝過程 　　由上述過程可以看出,機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是相當(dāng)復(fù)雜的。在這些過程中,改變?cè)牧鲜蛊涑蔀槌善坊虬氤善返倪^程稱為工藝過程。它是生產(chǎn)過程的主要部分,如毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理和裝配等。采用機(jī)械加工的方法,直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等,使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。 5.1．2工藝過程的組成 機(jī)械加工工藝過程是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序所組成的,而每一個(gè)工序又可分為若干個(gè)安裝、工位、工步、走刀。 1．工序 一個(gè)或一組工人在同一個(gè)工作地點(diǎn),對(duì)一個(gè)或同時(shí)對(duì)一批工件連續(xù)完成的加工過程,稱為一道工序。劃分工序的主要依據(jù)是工人、工作地點(diǎn)(或加工設(shè)備)及工件并加上連續(xù)

23、完成。需要注意的是,隨著車間的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)批量不同,同一種零件的工序劃分及每一道工序所包含的內(nèi)容也不同。如圖5-1所示,當(dāng)階梯軸的生產(chǎn)類型為單件小批生產(chǎn)時(shí),其加工工藝及工序劃分見表5-1所示；當(dāng)生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)時(shí),其加工工藝及工序劃分見表5-2所示。工序是組成機(jī)械加工工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計(jì)劃的基本單元。 圖5-1 階梯軸簡圖 表5-1 單件小批生產(chǎn)階梯軸的加工工藝過程 工序號(hào) 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 車端面、鉆中心孔、車全部外圓、切槽與倒角 車床 2 銑鍵槽、去毛刺 銑床 3 磨外圓 外圓磨床 表5-1 成批生產(chǎn)階梯軸的加工工藝過程 工序號(hào)

24、 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 銑端面、鉆中心孔 組合機(jī)床 2 車外圓、切槽與倒角 車床 3 銑鍵槽 銑床 4 去毛刺 鉗工臺(tái) 5 磨外圓 外圓磨床 2．安裝 加工之前,工件在機(jī)床上或夾具中占據(jù)某一正確位置的過程稱為定位。工件定位后將其固定,使其在加工過程中保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件經(jīng)一次定位夾緊所完成的那一部分加工過程稱為一次安裝。在一道工序中,工件的加工可能要進(jìn)行一次或多次安裝。表5-1所列的工序1要進(jìn)行兩次安裝：先定位夾緊工件一端,車端面、鉆中心孔、車部分外圓,稱為安裝1；然后調(diào)頭定位夾緊工件,車另一端面、鉆中心孔、車其余外圓、切槽與倒角,稱為安裝

25、2。為了減少安裝時(shí)間和安裝誤差,工件在加工中應(yīng)盡量減少安裝次數(shù)。 3．工位 為了減少工件安裝的次數(shù),常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移位夾具,使工件在一次安裝中先后處于幾個(gè)不同位置進(jìn)行加工。此時(shí),工件相對(duì)于機(jī)床(刀具)每占據(jù)一個(gè)位置所完成的那部分加工過程稱為一個(gè)工位。圖5-2為一多工位機(jī)床,利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在一次安裝中完成工件裝卸(Ⅰ工位)、鉆孔(Ⅱ工位)、擴(kuò)孔(Ⅲ工位)、鉸孔(Ⅳ工位)4個(gè)工位的加工。 圖5-2 多工位加工 4．工步 　　在一個(gè)安裝或工位中,加工表面、切削刀具及切削用量都不變的情況下所連續(xù)完成的加工內(nèi)容稱為一個(gè)工步。

26、這里所指的切削用量是指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量,不包括切深(或稱背吃刀量)。構(gòu)成工步的任一要素(加工表面、刀具及切削用量)改變后,一般即變?yōu)榱硪还げ健１?-2所列的工序1中,銑端面、鉆中心孔應(yīng)視為兩個(gè)工步；工序3中銑鍵槽只有一個(gè)工步。再例如,工件同一表面的粗、精加工應(yīng)視為兩個(gè)工步。在自動(dòng)、半自動(dòng)機(jī)床上自動(dòng)變更切削用量應(yīng)視為—個(gè)工步。 為了簡化工藝文件,對(duì)于在一次安裝中連續(xù)進(jìn)行的若干個(gè)相同加工內(nèi)容,通?？醋饕粋€(gè)工步。如圖5-3所示，工件上進(jìn)行4個(gè)φ15㎜孔的鉆削,可寫成一個(gè)工步,即鉆4×φ15㎜孔。 有時(shí)為了提高生產(chǎn)效率,同時(shí)用幾把刀具分別加工幾個(gè)表面的工步,稱為復(fù)合工步。復(fù)合工步應(yīng)視為一個(gè)工步，如

27、圖5-4所示。 圖5-3 多個(gè)相同表面加工的工步 圖5-4 復(fù)合工步 5．走刀 在一個(gè)工步內(nèi),若被加工表面需要切除的材料很厚,可分為幾次切削,則每切削一次完成的加工內(nèi)容為一次走刀。圖5-5為工序、安裝、工位、工步和走刀的關(guān)系示意圖。 　 圖5-5工序、安裝、工位、工步和走刀間的關(guān)系 5.1.3生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及其工藝特征 機(jī)械產(chǎn)品加工工藝過程取決于企業(yè)的生產(chǎn)類型,而企業(yè)的生產(chǎn)類型又由生產(chǎn)綱領(lǐng)所決定。 1．生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品的產(chǎn)量。計(jì)劃期常定為1年，所

28、以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)要計(jì)入備品和廢品的數(shù)量,其計(jì)算公式為 N = Q n ( 1 + a + b ) 式中,N——零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng),件/年； 　 Q——產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng),臺(tái)/年； 　 n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量,件/臺(tái)； 　 　a——備品的百分率； 　b——廢品的百分率。 2．生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是指企業(yè)(或車間、工段、班組、工作地)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。生產(chǎn)類型的劃分一方面要考慮生產(chǎn)綱領(lǐng),另一方面要考慮產(chǎn)品本身的大小和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,通?？煞譃閱渭a(chǎn)、成批生產(chǎn)(包括小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn))和大量生產(chǎn)3種類型。 表5-3列出了生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類

29、型的大致關(guān)系。 　　　　　　　　　 　　表5-3生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的關(guān)系 (1)單件生產(chǎn) 　　產(chǎn)品種類多,同一產(chǎn)品的產(chǎn)量少,各個(gè)工作地的加工對(duì)象經(jīng)常改變,而且很少重復(fù)生產(chǎn)。例如重型機(jī)械產(chǎn)品制造,新產(chǎn)品試制和專用設(shè)備、工藝裝備的制造。 　　(2)成批生產(chǎn) 　　產(chǎn)品品種較多,每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量,各種產(chǎn)品是分期分批地輪流進(jìn)行生產(chǎn)。例如機(jī)床、機(jī)車、電機(jī)和紡織機(jī)械的制造。 　　同一產(chǎn)品(或零件)每批投入生產(chǎn)的數(shù)量稱為批量。根據(jù)產(chǎn)品的特征和批量的大小,成批生產(chǎn)可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。從工藝特點(diǎn)看,小批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)工藝特點(diǎn)相似,大批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)工藝特點(diǎn)相似,中批生

30、產(chǎn)的工藝特點(diǎn)則介于兩者之間。 　　(3)大量生產(chǎn) 產(chǎn)品產(chǎn)量大,品種少,大多數(shù)廠家按照一定的生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行某種零件的某道工序的重復(fù)加工。例如汽車、柴油機(jī)、軸承的制造等。 表5-4列出了各類生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn)比較。由表可知,不同生產(chǎn)類型的零件的加工工藝有很大不同。產(chǎn)量大、產(chǎn)品固定時(shí),可以采用各種高效率的專用機(jī)床和專用工藝裝備,因此生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低；但在產(chǎn)量小、品種多時(shí),不宜采用專用機(jī)床和專用工藝裝備,因?yàn)闄C(jī)床調(diào)整時(shí)間長、利用率低、折舊率高,成本反而增加。所以生產(chǎn)類型對(duì)工藝規(guī)程的制訂影響很大。 表5-4各類生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn) 5.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 用表格的形式規(guī)定機(jī)

31、械零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。它是根據(jù)工廠具體的生產(chǎn)條件確定合理的工藝過程和操作方法,并按規(guī)定的格式書寫成文件,經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)的。 1．機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 　?、俟に囈?guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。工藝規(guī)程是在總結(jié)廣大工人和技術(shù)人員的實(shí)踐基礎(chǔ)上,依據(jù)工藝?yán)碚摵捅匾墓に囋囼?yàn)而制定的。按照工藝規(guī)程組織生產(chǎn)可以達(dá)到高質(zhì)、優(yōu)產(chǎn)和最佳的經(jīng)濟(jì)效益。 　　②工藝規(guī)程是生產(chǎn)、組織和管理工作的基本依據(jù)。從工藝規(guī)程所涉及的內(nèi)容可以看出：在生產(chǎn)管理中,原材料和毛坯的供應(yīng),機(jī)床設(shè)備、工藝裝備的調(diào)配,專用工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造,作業(yè)計(jì)劃的編排,勞動(dòng)力的組織以及生產(chǎn)成本的核算

32、等都是以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)的。 　?、酃に囈?guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的基本依據(jù)。根據(jù)工藝規(guī)程能正確地確定生產(chǎn)所需的機(jī)床和其他設(shè)備的種類、規(guī)格、數(shù)量,車間的面積,機(jī)床的布置,工人的工種、等級(jí)和數(shù)量以及輔助部分的安排等。 2．定機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本要求 　　制定工藝規(guī)程的基本要求是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,盡量提高生產(chǎn)效率和降低成本,使經(jīng)濟(jì)效益最大化。另外,還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上,盡可能采用國內(nèi)外的先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),并保證工人具有良好而安全的勞動(dòng)條件。同時(shí)工藝規(guī)程還應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰,所用術(shù)語、符號(hào)、單位、編號(hào)等都要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),并積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)。 　　3．

33、制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要依據(jù) 　?、佼a(chǎn)品的全套裝配圖和零件圖。 　　②產(chǎn)品的技術(shù)設(shè)計(jì)說明書。它是針對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)中確定的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工作原理和技術(shù)性能等方面的說明性文件。 　?、郛a(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 　　④產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型。 　　⑤工廠的生產(chǎn)條件。包括毛坯的生產(chǎn)條件或協(xié)作關(guān)系,工廠設(shè)備和工藝裝備的情況,專用設(shè)備和專用工藝裝備的制造能力,工人的技術(shù)等級(jí),各種工藝資料,如工藝手冊(cè)、圖冊(cè)和各種標(biāo)準(zhǔn)。 　?、迖鴥?nèi)外同類產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料。 　　4．制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟 　?、偈占褪煜ぶ贫üに囈?guī)程的有關(guān)資料圖紙,進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析。 　　②確定毛坯的類型及制造方法。

34、 　　③選擇定位基準(zhǔn)。 　?、軘M定工藝路線。 ⑤確定各工序的工序余量,工序尺寸及其公差。 ?、薮_定各工序的設(shè)備,刀、夾、量具和輔助工具。 ?、叽_定各工序的切削用量及時(shí)間定額。 ?、啻_定主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。 　 ⑨進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,選擇最佳方案。 ?、馓顚懝に囄募? 5．機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式 　　1)機(jī)械加工工藝規(guī)程的一般格式 　 ①機(jī)械加工工藝過程卡片描述整個(gè)零件加工所經(jīng)過的工藝路線(包括毛坯、機(jī)械加工和熱處理等)。它是制定其他工藝文件的基礎(chǔ),也是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、編制作業(yè)計(jì)劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。這種卡片由于各工序的說明不夠具體,故一般不能直接指導(dǎo)工人操作,多作為

35、生產(chǎn)管理方面使用。具體格式略。 　 ②機(jī)械加工工藝卡片是以工序?yàn)閱挝辉敿?xì)說明整個(gè)工藝過程的工藝文件。它是用來指導(dǎo)工人生產(chǎn)和幫助車間管理人員和技術(shù)人員掌握整個(gè)零件加工過程的一種主要技術(shù)文件,廣泛用于成批生產(chǎn)的零件和小批生產(chǎn)中的重要零件。其格式參見教材表 1-5、表 1-6 數(shù)控加工工藝卡片。。 ③機(jī)械加工工序卡片是在工藝過程卡片的基礎(chǔ)上按每道工序所編寫的一種工藝文件,一般具有工序簡圖,并詳細(xì)說明該工序的每一個(gè)工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等。主要用于大批大量生產(chǎn)中所有零件、中批生產(chǎn)中的重要零件和單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。具體格式略。 2)數(shù)控加工專用技術(shù)文件的格

36、式 　 編寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一。這些專用技術(shù)文件既是數(shù)控加工及產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù),也是需要操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程,有的則是加工程序的具體說明或附加說明,目的是讓操作者更加明確程序的內(nèi)容、裝夾方式、各個(gè)加工部位所選用的刀具及其他問題。為加強(qiáng)技術(shù)文件管理,數(shù)控加工專用技術(shù)文件也應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,但目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),下面介紹幾種數(shù)控加工專用技術(shù)文件,供參考使用。 　　(1)數(shù)控加工工序卡 數(shù)控加工工序卡與普通加工工序卡有許多相似之處,只是所附的工藝草圖應(yīng)注明工件坐標(biāo)系的位置、對(duì)刀點(diǎn),要進(jìn)行編程的簡要說明,如所用機(jī)床型號(hào)、程序介質(zhì)、程序編號(hào)、刀具補(bǔ)償方式以及切削

37、參數(shù)(即主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、最大切削深度等)的確定。表5-5為數(shù)控加工某工序卡例。 表5-5數(shù)控加工某工序卡例 (2)數(shù)控刀具調(diào)整單 數(shù)控刀具調(diào)整單主要包括數(shù)控刀具卡片(簡稱刀具卡)和數(shù)控刀具明細(xì)表(簡稱刀具表)兩部分。 數(shù)控加工時(shí),對(duì)刀具的要求十分嚴(yán)格,一般要在機(jī)外對(duì)刀儀上預(yù)先調(diào)整好刀具直徑和長度。刀具卡主要反映刀具編號(hào)、刀具結(jié)構(gòu)、刀柄規(guī)格、組合件名稱代號(hào)、刀片型號(hào)和材料等,它是組裝刀具和調(diào)整刀具的依據(jù)。數(shù)控刀具卡片的格式見表5-6。 表5-6 數(shù)控刀具卡片例 　　數(shù)控刀具明細(xì)表是調(diào)刀人員調(diào)整刀具輸人的主要依據(jù),詳見表5-7。 表5-7 數(shù)控刀具明細(xì)表例

38、 (3)數(shù)控加工程序說明卡 實(shí)踐證明，僅依據(jù)加工程序單和工藝規(guī)程來進(jìn)行實(shí)際加工還有許多不足之處。由于操作者對(duì)程序的內(nèi)容不夠清楚,對(duì)編程人員的意圖不夠理解,經(jīng)常需要編程人員在現(xiàn)場進(jìn)行口頭解釋、說明與指導(dǎo),這種做法對(duì)單件加工情況還能應(yīng)付,而對(duì)于長期批量的生產(chǎn),會(huì)遇到許多麻煩。因此,對(duì)加工程序進(jìn)行必要的詳細(xì)說明是很有用的,特別是對(duì)于那些需要長時(shí)間保留和使用的程序尤其重要。 (4)數(shù)控加工走刀路線圖 在數(shù)控加工中,常常要注意并防止刀具在運(yùn)動(dòng)中與夾具、工件等發(fā)生意外的碰撞,為此必須設(shè)法告訴操作者關(guān)于編程中的刀具運(yùn)動(dòng)路線,使操作者在加工前就有所了解,同時(shí)應(yīng)計(jì)劃好夾緊位置并控制夾緊元件的高度,這樣可

39、以減少事故的發(fā)生。此外,對(duì)有些被加工零件由于工藝性問題必須在加工中挪動(dòng)夾緊位置的,也需要事先告訴操作者,以防出現(xiàn)安全問題。這些用程序說明卡和工序說明卡是難以說明或表達(dá)清楚的,而用走刀路線圖加以說明效果會(huì)更好。 數(shù)控加工專用技術(shù)文件在生產(chǎn)中通常可指導(dǎo)操作工人按程序正確加工,同時(shí)也可對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起到保證作用,有的甚至是產(chǎn)品制造的重要依據(jù)。所以,在編寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件時(shí),應(yīng)保證準(zhǔn)確、明了。需要長期使用的程序和文件要統(tǒng)一編號(hào),辦理存檔手續(xù),建立相應(yīng)的管理制度。 實(shí)際生產(chǎn)中,并不需要各種文件樣樣俱全,企業(yè)一般根據(jù)各自工藝條件和產(chǎn)品需要有所增減。工藝規(guī)程經(jīng)廠級(jí)工藝管理機(jī)構(gòu)審定后,它就成為工廠生產(chǎn)中

40、的法規(guī),有關(guān)人員必須嚴(yán)格執(zhí)行,不得隨意變更。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展,工藝規(guī)程在實(shí)施過程中會(huì)出現(xiàn)某些不相適應(yīng)的問題,因而需定期整頓,及時(shí)采用合理的建議、技術(shù)革新成果、新技術(shù)和新工藝,使工藝規(guī)程更加完善和合理。 5.3 零件表面加工方法的選擇 為了正確選擇加工方法，應(yīng)該了解各種加工方法的特點(diǎn)和掌握加工經(jīng)濟(jì)精度及經(jīng)濟(jì)粗糙度的概念。 1．加工經(jīng)濟(jì)精度 　　加工過程中影響精度的因素很多,同一種加工方法在不同的工作條件下所能達(dá)到的精度是不同的。例如精車工序,一般能達(dá)到尺寸精度IT7～8級(jí)、表面粗糙度Ral.6～3.2μm。如果操作工人技術(shù)水平高,操作細(xì)心,并選擇合適的刀具和切削

41、用量,也能達(dá)到IT6～7級(jí)精度、表面粗糙度Ra0.8～1.6μm，但這樣會(huì)降低生產(chǎn)效率、增加生產(chǎn)成本。因此便提出了加工經(jīng)濟(jì)精度的問題。 　　加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常的加工條件下(采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備及標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人),以最有利的時(shí)間消耗所能達(dá)到的加工精度(或表面粗糙度)。 　　大量統(tǒng)計(jì)資料表明,任何一種加工方法,其加工誤差△與加工成本Q之間的關(guān)系呈負(fù)指數(shù)函數(shù)曲線形狀,如圖5-6所示。由圖示曲線可知： 同一種加工方法,加工精度越高,生產(chǎn)成本越高；反之,加工精度降低,則生產(chǎn)成本下降。 　?、谕环N加工方法,加工精度有一定極限,超過極限A點(diǎn),即使再增加生產(chǎn)成本,加工精度提高極少

42、。 　?、弁瑯?生產(chǎn)成本也有一定極限,超過極限B點(diǎn),即使再降低加工精度,生產(chǎn)成本降低極少。 　?、芮€中的AB段,加工精度和加工成本是互相適應(yīng)的,屬于加工經(jīng)濟(jì)精度的范圍。 ⑤隨著科技的不斷發(fā)展,新技術(shù)、新工藝、新材料的不斷推廣和應(yīng)用,加工精度不斷提高,生產(chǎn)成本不斷降低。因此, 各種加工方法的加工精度不是一成不變的,而會(huì)逐步提高。 各種典型表面的加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度等級(jí)均已制定表格,在機(jī)械加工工藝手冊(cè)中都能查到。 5-6 加工誤差△與加工成本Q之間的關(guān)系 教材中表1-1～表1-4分別列出了外圓、內(nèi)孔和平面的加工方案及經(jīng)濟(jì)精度，供選擇加工方法時(shí)參考。

43、 2．選擇加工方法時(shí)需要考慮的主要因素 見教材1.5.2節(jié)（加工方法的選擇）。 5.4 工件的定位與夾緊 5.4．1 工件裝夾的基本概念 1．定位、夾緊、夾具 工件在加工之前必須放在夾具中,使其得到一個(gè)正確的位置或方向,并使其在加工中雖然受到切削力及其他外力的影響,仍能保證正確的位置或方向。 確定工件在機(jī)床上或夾具中有正確位置的過程,稱為定位。工件定位后將其固定,使其在加工過程中保持定位位置不變的操作,稱為夾緊。工件定位與夾緊的過程又稱為工件的裝夾。在機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備就稱為機(jī)床夾具。夾具主要在機(jī)床加工中起到機(jī)床與工件、刀具之間的橋梁作用

44、,并使它們聯(lián)系起來。 2．基準(zhǔn)的概念 工件的定位,必須要有一個(gè)參照物(點(diǎn)、線、面)來衡量。確定工件上幾何要素(點(diǎn)、線、面)間的位置關(guān)系,所依據(jù)的另一些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)就是“依據(jù)”,常用基準(zhǔn)及其相互關(guān)系如下。 ①設(shè)計(jì)基準(zhǔn)——在零件圖樣上用于標(biāo)注尺寸和表面相互位置關(guān)系的基準(zhǔn),稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 ②工序基準(zhǔn)——在工序圖上,用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準(zhǔn)。 ③工藝基準(zhǔn)——在加工零件和裝配機(jī)器的工藝過程中采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)又可以分為定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。 因?yàn)楣ぜ难b夾主要與定位基準(zhǔn)有關(guān),因此這里主要介紹定位基準(zhǔn)。 ④定位基準(zhǔn)——在加工中用

45、作定位的基準(zhǔn)。工件裝夾過程中,它用來確定工件在機(jī)床或具上的正確位置。工件的定位基準(zhǔn)一經(jīng)確定,工件上其他表面的位置關(guān)系也隨之確定。 如圖5-7所示,軸承座用底面A和側(cè)面B定位,由于工件是一個(gè)整體,當(dāng)?shù)酌鍭和側(cè)面B的位置一經(jīng)確定, φ20H7內(nèi)孔軸線的位置也就確定了。 工件在夾具上定位時(shí),作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面并不一定和夾具的某些部件直接接觸,往往是通過一些具體的表面體現(xiàn)出來,這些具體的表面稱為定位基面。例如,用兩頂尖裝夾車軸時(shí),軸的兩頂尖孔面就是定位基面,但它體現(xiàn)的定位基準(zhǔn)是軸的中心線。 圖5-7 軸承座用底面A和側(cè)面B定位

46、5.4．2 六點(diǎn)定位原理、定位方式及定位元件的選擇 參見教材1.8.1～1.8.3節(jié) 5.4．3 工件的夾緊及夾緊方式 參見教材1.9節(jié) 5.4．4 數(shù)控機(jī)床常用夾具簡介 數(shù)控機(jī)床夾具的作用與分類參見教材1.7.3 節(jié) 1．?dāng)?shù)控車床常用夾具 車床夾具通常是指各種類型車床上使用的夾具。車床主要用于加工工件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋及端平面等，這些表面都是繞機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸心而形成的,因此車床的夾具主要是指安裝在車床主軸上的夾具,這類夾具和機(jī)床主軸相連接并帶動(dòng)工件一起隨主軸旋轉(zhuǎn)。除了各種卡盤、頂尖等通用夾具或其他機(jī)床附件外,往往還根據(jù)加工的需要設(shè)計(jì)出各種

47、心軸或其他專用夾具。 為充分發(fā)揮數(shù)控車削機(jī)床的高效率、高精度和自動(dòng)化的效能,工件定位夾緊的夾具應(yīng)適應(yīng)數(shù)控機(jī)床的要求。裝夾方案選擇的關(guān)鍵在于夾具的選用,數(shù)控車削加工用夾具應(yīng)具有較高的定位精度和剛性,結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng),一次裝夾加工多個(gè)表面,便于在機(jī)床上安裝夾具及迅速裝卸工件、自動(dòng)化等特性。 數(shù)控車床類夾具主要分成兩大類,即用圓周定位夾具的夾具——適用于盤類零件和短軸類零件加工的夾具；兩頂尖定心定位安裝工件的夾具——適用于尺寸較大或加工工序較多的軸類零件。圖5-8所示為車床用三爪卡盤。除此之外還有四爪卡盤、軟爪、液壓動(dòng)力卡盤、可調(diào)卡爪式卡盤及軸類零件中心孔定心裝置（頂尖、數(shù)控自定心中心架、復(fù)合

48、卡盤）等。 （a） （b） 圖5-8 三爪自定心卡盤 （a） 正爪； （b）反爪 2．常用的數(shù)控銑床、加工中心夾具及選擇 由于數(shù)控銑床、加工中心的加工方式有許多相近之處，工件裝夾原理是一致的，裝夾方法基本相同，它們一般都是以平面工作臺(tái)為安裝基礎(chǔ)來定位夾具或工件，并通過夾具最終定位夾緊工件,使工件在整個(gè)加工過程中始終與工作臺(tái)保持正確的相對(duì)位置。 　 根據(jù)數(shù)控銑床、加工中心的特點(diǎn)和加工需要,目前常用的夾具類型有通用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具、成組夾具和專用夾具。一般的選擇順序是單件生產(chǎn)中盡量選用機(jī)床用平口虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具,批量生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先

49、考慮組合夾具,其次考慮可調(diào)夾具,最后考慮選用成組夾具和專用夾具。選擇時(shí),要綜合考慮各種因素,選擇經(jīng)濟(jì)、合理的夾具形式。 　　這里用圖示形式介紹幾種通用的數(shù)控銑床和加工中心用夾具。 　 圖5-9 機(jī)床用平口虎鉗 圖5-11 加工蓋板類零件常用的平臺(tái)夾具 圖5-12 加工箱體類零件常用的平臺(tái)夾具 圖5-13 槽系組合夾具 5.5切削要素和切削用量的選擇 1．切削用量三要素 　　切削用量是用來表示切削運(yùn)動(dòng)、調(diào)整機(jī)床加工參數(shù)的參量,用來定量表述主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量三個(gè)要素，如圖5-15所示。

50、 　　(1)切削速度(vc) 　　切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)線速度稱為切削速度?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度 vc (單位：m/min)的計(jì)算公式如下 　　　　　　　　 vc =πdn/1000 （5.1） 式中d——切削刃上選定點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的工件或刀具的回轉(zhuǎn)直徑(mm)； 　　 n——工件或刀具的轉(zhuǎn)速(r/min)。 　　需要注意的是,車削加工時(shí),應(yīng)計(jì)算待加工表面的切削速度。 (2)進(jìn)給量(f ) 刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量稱為進(jìn)給量。可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位

51、移量來表示或度量(見圖5-15),其單位用 mm/r或 mm/行程(如刨削等)表示。 數(shù)控編程時(shí),也可以用進(jìn)給速度vf表示刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,單位是mm/min。 車削時(shí)的進(jìn)給速度vf為 　　　　　　 　vf = n f （5.2） 對(duì)于鉸刀、銑刀等多齒刀具,通常規(guī)定每齒進(jìn)給量fz (單位：mm),其含義是刀具每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒,刀具相對(duì)于工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的位移量。進(jìn)給速度vf 與每齒進(jìn)給量的關(guān)系為 　　　　　　　　　　vf = n z fz

52、 （5.3） 式中z——刀具齒數(shù)。 　 (3)背吃刀量(ap) 背吃刀量也叫切深,是已加工表面與待加工表面之間的垂直距離,稱為背吃刀量,其單位為mm。車削外圓時(shí) 　　　　　 　ap =（dw －dm)/2 （5.4） 式中dw——待加工表面直徑(mm)； 　　 dm——已加工表面直徑(mm)。 　　鏜孔時(shí)式（5.4）中的dw與dm的位置互換一下,鉆孔加工的背吃刀量為鉆頭的半徑。 圖5-15 切削用量的

53、三要素 2．切削用量的選擇 參見教材1.6.5節(jié)（切削用量的選擇）及附錄1、附錄2。 5.6加工余量 5.6.1．加工余量的概念 加工余量是指零件在加工過程中從加工表面所切除的金屬層厚度。加工余量可分為總加工余量和工序加工余量。 1．工序加工余量 　 工序加工余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差。對(duì)于外圓和孔等回轉(zhuǎn)表面,加工余量是從直徑方向考慮的,故稱為雙邊余量,即實(shí)際切除的金屬層厚度是加工余量的一半。平面的加工余量是單邊余量,它等于實(shí)際切除的金屬層厚度。 　 對(duì)于圖5-16(a)、(c)所示被包容面(軸) 　　　　　　　　　　Z b =A－B

54、 （5.5） 　　對(duì)于圖5-16(b)、(d)所示包容面(孔) 　　　　　　　　　　Z b =B－A （5.6） 式中, Z b——工序加工余量； A ——前工序基本尺寸 B ——本工序基本尺寸 圖5-16 工序加工余量實(shí)例 2．總加工余量 　　總加工余量也叫毛坯余量,是零件上同一表面的毛坯尺寸與零件尺寸之差?？偧庸び嗔康扔诟鞴ば蚣庸び嗔恐?即 式中,Z∑——總加工余量； 　 　Zi——第i道工序的工序加工余量； 　　n——該表

55、面總共加工的工序數(shù)。 3．工序加工余量與工序尺寸的關(guān)系 由于毛坯制造和各個(gè)工序尺寸都不可避免地存在著誤差,因而無論總加工余量還是工序加工余量都是個(gè)變動(dòng)值,即有最大加工余量和最小加工余量之分,只 圖5-17工序加工余量與工序尺寸關(guān)系 標(biāo)基本尺寸的加工余量稱為公稱加工余量,工序加工余量與工序尺寸與公差的關(guān)系如圖5-17所示。從圖中可以看出：工序公稱加工余量是相鄰兩工序基本尺寸之差；工序最小加工余量是前工序最小工序尺寸和本工序最大工序尺寸之差；工序最大加工余量是前工序最大工序尺寸和本工序最小工序尺寸之差。工序加工余量的變動(dòng)范圍等于前工序與本工

56、序兩工序尺寸公差之和。 工序尺寸的公差帶,一般采用“入體原則”標(biāo)注,故對(duì)于被包容面(軸),基本尺寸即最大工序尺寸(上偏差等于零)；對(duì)于包容面(孔),基本尺寸則是最小工序尺寸(下偏差等于零),如圖5-18所示。毛坯尺寸的公差一般采用“對(duì)稱原則”。 圖5-18 加工余量和加工尺寸的分布圖 5.6.2．加工余量的確定 參見教材1.6.4加工余量的確定及相關(guān)教材 5.7機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，必須在確定的坐標(biāo)系中才能按編制的程序進(jìn)行加工。 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系包括機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床中的位置、機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件

57、的特殊點(diǎn)如換刀點(diǎn)、參考點(diǎn)等以及運(yùn)動(dòng)范圍如行程范圍等而建立的幾何坐標(biāo)系。 工件坐標(biāo)系是編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，因此又稱編程坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)，也稱工件原點(diǎn)（或零點(diǎn)）或編程原點(diǎn)（或零點(diǎn)）。 工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的名稱和方向應(yīng)與所選用機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸名稱和方向一致。 相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)參見教材：2.5.1坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的命名原則 2.5.2坐標(biāo)軸的確定 2.5.3機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系 5.8對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定 參見教材2.5.4對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定 5.9走刀路線的選擇 參見教材：1.6.1節(jié)（走刀路線和工步順序的確定） 3.2.2 數(shù)控銑削的工藝分析與設(shè)計(jì)

58、及相關(guān)內(nèi)容 5.10 數(shù)控刀具的選用 參見教材：3.1.2數(shù)控銑床的工藝裝備及選用中的3．?dāng)?shù)控銑削加工的刀具選擇 4.1.2 數(shù)控車削加工工藝中的4．?dāng)?shù)控車削刀具 5.3.1加工中心常用刀具的種類 5.3.2加工中心刀具的選擇 5.11 數(shù)控機(jī)床的合理選用 參見教材：1.4.2數(shù)控機(jī)床的合理選用 3.1.2數(shù)控銑床的工藝裝備及選用 4.1.1數(shù)控車床中的 1. 數(shù)控車床的組成和分類 2. 數(shù)控車床的加工對(duì)象 5.1.1 加工中心的主要特點(diǎn)及功能 附錄1 常用加工余量表 1鑄件機(jī)械加工余量 GB／T

59、11350-89 1.1加工余量的代號(hào)用字母MA表示。加工余量等級(jí)由精到粗共分為A、B、C、D、E、F、G、H和J共9個(gè)等級(jí)。加工余量數(shù)值列于表1。 注：字"MA”為英文Machining Allowances加工余量字頭縮寫 表1與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件機(jī)械加工余量 mm 注：表中每欄有兩個(gè)加工余量數(shù)值，上面的數(shù)值為以一側(cè)為基準(zhǔn)．進(jìn)行單側(cè)加工的加工余量值。下面的數(shù)值為進(jìn)行雙側(cè)加工時(shí)每側(cè)的加工余量值。 續(xù)表1 續(xù)表1 續(xù)表1 續(xù)表1 續(xù)表1 續(xù)表1 續(xù)表1 1.2當(dāng)鑄件尺寸公差等級(jí)和加工

60、余量等級(jí)經(jīng)確定后，其加工余量數(shù)值應(yīng)按有加工要求的表面上最大基本尺寸和該表面距它的加工基準(zhǔn)間尺寸二者中較大的尺寸所在范圍，從表1中選取。 1.3對(duì)小批和單件生產(chǎn)的鑄件上不同的加工表面，也允許采用相同的加工余量數(shù)值。 1.4對(duì)成批和大量生產(chǎn)的鑄件，加工余量等級(jí)按表2規(guī)定選取。對(duì)小批和單件生產(chǎn)的鑄件，加工余量等級(jí)按表3規(guī)定選取。 1.5確定旋轉(zhuǎn)體的加工余量時(shí)，基本尺寸取其直徑或高度(長度)中較大的尺寸。 1.6對(duì)表1中某一確定的鑄件尺寸公差等級(jí)，砂型鑄造的鑄件，其頂面(相對(duì)澆注位置而言)的加工余量等級(jí)，比底、側(cè)面的加工余量等級(jí)需降一級(jí)選用。例如；尺寸公差為cT10級(jí)，加工余量底、側(cè)畝為MA—

61、G級(jí)，頂面則為MA—H級(jí)。 1.7當(dāng)砂型鑄造鑄件的底、側(cè)面所采用的加工余量等級(jí)為表1中某一選定的尺寸公差等級(jí)所對(duì)應(yīng)的全部加工余量等級(jí)中的最粗級(jí)時(shí)，其頂面的加工余量等則需選用尺寸公差等級(jí)降一級(jí)所對(duì)應(yīng)的與底側(cè)面相同的加工余量等級(jí)。例如：底、側(cè)面加工余量為CT10級(jí)，MA—H級(jí)，頂面加工余量則為cT11級(jí)，MA—H級(jí)。 1.8砂型鑄造孔的加工余量等級(jí)可選用與頂面相同的等級(jí)。 1.9在一般情況下，除3．6、3．7、3．8條規(guī)定外，一種鑄件只能選取一個(gè)尺寸公差等級(jí)和一個(gè)加工余量等級(jí)。當(dāng)有特殊要求時(shí)，由供需雙方商定，可采用非標(biāo)準(zhǔn)的加工余量。 2標(biāo)注方法 2.1加工余量應(yīng)在鑄件圖上或技術(shù)文件中注明

62、。標(biāo)注示例：加工余量按GB／T11350cTl0一MAH／G級(jí)。 注：1)斜線上為頂面加工余量等級(jí)，斜線下為底、側(cè)面加工余量等級(jí)。 2.2采用非標(biāo)準(zhǔn)的加工余量時(shí)，應(yīng)在鑄件上所需部位直接標(biāo)出，見圖3。 3檢驗(yàn)與評(píng)定 3.1基準(zhǔn)及基準(zhǔn)目標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)由供需雙方根據(jù)零件圖或鑄件圖的要求協(xié)商確定。并在鑄件圖上給出進(jìn)行第一道加工所規(guī)定的基準(zhǔn)。當(dāng)批量生產(chǎn)時(shí)，需給出夾緊面或支撐面。 3.2檢驗(yàn)與評(píng)定時(shí)，鑄件的實(shí)際測量尺寸位于鑄件基本尺寸與尺寸公差的一半(即±CT／2)之和以內(nèi)時(shí)，加工余量合格。 表2 用于成批和大量生產(chǎn)與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件機(jī)械加工余量等級(jí) 續(xù)表2 表3用于小批

63、和單件生產(chǎn)與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件機(jī)械加工余量 注：表2、表3中的數(shù)字表示尺寸公差等級(jí)，字母表示加工余量等級(jí) 選取加工余量的圖例(補(bǔ)充件) 下述的圖例零件采用灰鑄鐵、手工造型、大批生產(chǎn)。尺寸公差為CTl3級(jí)。Mm 磨孔余量表 附錄2 切削用量表 硬質(zhì)合金及高速鋼車刀粗車外圓和端面的進(jìn)給量表 加工材料 車刀刀柄尺寸B×H/mm×mm) 工件直徑　　 /mm 切削深度ap/mm 　　≤3 　　>3～5

64、 　　>5～8 　　>8～12 　　12以上 進(jìn)給量f/(mm/r) 碳素結(jié)構(gòu)、 合金結(jié)構(gòu)鋼、 耐熱鋼 16×25 　　20 　0.3～0.4 　　— 　　— 　　— 　　— 　　40 　0.4～0.5 0.3～0.4 　　— 　　— 　　— 　　60 　0.5～0.7 0.4～0.6 0.3～0.5 　　— 　　— 　　100 　0.6～0.9 0.5～0.7 0.5～0.6 0.4～0.5 　　— 　　400 　0.8～1.2 0.7～1.0 0.6～0.8 0.5～0.6 　　— 碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、 耐

65、熱鋼 20×30 　　 25×25 　　20 　　— 　　— 　　— 　　— 　　— 　　40 0.3～0.4 0.3～0.4 　　— 　　— 　　— 　　60 0.6～0.7 0.5～0.7 0.4～0.6 　　— 　　— 　　100 0.8～1.0 0.7～0.9 0.5～0.7 0.4～0.7 　　— 　　600 1.2～1.4 1.0～1.2 0.8～1.0 0.6～0.9 0.4～0.6 25×40 　　60 0.6～0.9 0.5～0.8 0.4～0.7 　　— 　　— 　　100 0.8～1.2

66、 0.7～1.1 0.6～0.9 0.5～0.8 　　— 　　1 000 1.2～1.5 1.1～1.5 0.9～1.2 0.8～1.0 0.7～0.8 30×45 40×60 　　500 　　2 500 1.1～1.4 1.3～2.0 1.1～1.4 1.3～1.8 1.0～1.2 1.2～1.6 0.8～1.2 1.1～1.5 0.7～1.1 1.0～1.5 鑄鐵、 銅合金 16×25 　　40 0.4～0.5 　　— 　　— 　　— 　　— 　　60 0.6～0.8 0.5～0.8 0.4～0.6 　　— 　　— 　　100 0.8～1.2 0.7～1.0 0.6～0.8 0.5～0.7 　　— 　　400 1.0～1.4 1.0～1.2 0.8～1.0 0.6～0.8 　　— 20×30 　　 25×25 　　40 0.4～0.5 　　— 　　— 　　— 　　— 　　60 0.6～0.9 0.5～0.8 0.4～0.7 　　— 　　— 　　100