車銑加工中心的工裝夾具結構設計,加工,中心,工裝,夾具,結構設計 泉州信息學院?？粕厴I(yè)論文 2013 摘要 作為機械系的一名學生，將來工作學習都會以機械為主，所以必須掌握好各種機械的專業(yè)知識，從這學期開始，開始接觸機械專業(yè)基礎課。我會本著認真的態(tài)度對待專業(yè)課的學習，提高自己的專業(yè)素養(yǎng).接下來我將介紹一下我對數控機床發(fā)展史的認識。 關鍵詞：數控機床,數控車床，數控銑床，加工中心，夾具 　　20世紀中期，隨著電子技術的發(fā)展，自動信息處理、數據處理以及電子計算機的出現(xiàn)，給自動化技術帶來了新的概念，用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制，推動了機床自動化的發(fā)展。 　 采用數字技術進行機械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安的一個小型飛機工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實現(xiàn)的。他們在制造飛機的框架及直升飛機的轉動機翼時，利用全數字電子計算機對機翼加工路徑進行數據處理，并考慮到刀具直徑對加工路線的影響，使得加工精度達到±0.0381mm（±0.0015in），達到了當時的最高水平。 1952年，麻省理工學院在一臺立式銑床上，裝上了一套試驗性的數控系統(tǒng)，成功地實現(xiàn)了同時控制三軸的運動。這臺數控機床被大家稱為世界上第一臺數控機床。 　 這臺機床是一臺試驗性機床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎上，第一臺工業(yè)用的數控機床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產出來。 　 在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產及使用了數控機床。 　 數控機床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數控銑床，因為數控機床能夠解決普通機床難于勝任的、需要進行輪廓加工的曲線或曲面零件。 然而，由于當時的數控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。 　 到了1960年以后，點位控制的數控機床得到了迅速的發(fā)展。因為點位控制的數控系統(tǒng)比起輪廓控制的數控系統(tǒng)要簡單得多。因此，數控銑床、沖床、坐標鏜床大量發(fā)展，據統(tǒng)計資料表明，到1966年實際使用的約6000臺數控機床中，85%是點位控制的機床。 數控機床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數控機床，它能實現(xiàn)工件一次裝卡而進行多工序的加工。這種產品最初是在1959年3月，由美國卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來的。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據穿孔帶的指令自動選擇刀具，并通過機械手將刀具裝在主軸上，對工件進行加工。它可縮短機床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現(xiàn)在已經成為數控機床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉整體零件加工的車削中心、磨削中心等。 　 1967年，英國首先把幾臺數控機床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、歐、日等也相繼進行開發(fā)及應用。 1974年以后，隨著微電子技術的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數控機床，使數控的軟件功能加強，發(fā)展成計算機數字控制機床（簡稱為CNC機床），進一步推動了數控機床的普及應用和大力發(fā)展。 　 80年代，國際上出現(xiàn)了1～4臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動裝卸和監(jiān)控檢驗裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。這種單元投資少，見效快，既可單獨長時間少人看管運行，也可集成到FMS或更高級的集成制造系統(tǒng)中使用。 目前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領域擴展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。 　 所以機床數控技術，被認為是現(xiàn)代機械自動化的基礎技術。 　　那什么是車床呢？據資料所載，所謂車床，是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。 　　古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉，并手持刀具而進行切削的。1797年，英國機械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。 為了提高機械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床；20世紀初出現(xiàn)了由單獨電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。 第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車和其他機械工業(yè)的需要，各種高效自動車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時，多刀車床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數控技術于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。 車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。 普通車床的加工對象廣，主軸轉速和進給量的調整范圍大，能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產效率低，適用于單件、小批生產和修配車間。 轉塔車床和回轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產。自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工，能自動上下料，重復加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產。 多刀半自動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產率比普通車床提高3～5倍。 仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動完成工件的加工循環(huán)，適用于形狀較復雜的工件的小批和成批生產，生產率比普通車床高10～15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型 　　立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉工作臺上，刀架在橫粱或立柱上移動。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。 鏟齒車床在車削的同時，刀架周期地作徑向往復運動，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。 專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯(lián)合車床主要用于車削加工，但附加一些特殊部件和附件后，還可進行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機多能”的特點，適用于工程車、船舶或移動修理站　　看機床的水平主要看金屬切削機床，其他機床技術和復雜性不高，就是近幾年很流行的電加工機床，也只是方法的改變，沒什么復雜性和科技含量。 我國的數控磨床水平不錯，每年都有大量出口，因為它簡單，基本屬于勞動密集型。金屬加工主要是去除材料，得到想得到的金屬形狀。去除材料，主要靠車和銑，車床發(fā)展為數控車床，銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機床，可以讓復雜零件在精度和形狀上一次到位，例如，飛機上的一個復雜零件，以前由很多種工人：車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個月干，其中還有報廢的，最新的復合數控機床幾天甚至幾個小時就全干好了，而且精度比你設計的還高。零件精度高就意味著壽命長，可靠性好。 由普通發(fā)展到數控，一個人頂原來的十個，在精度上，更是沒法說，適應性上，零件變了，換個程序就行。把人的因素也降為最低，以前在工廠，誰要時會車渦輪、蝸桿，沒個10年8年的不行，要是誰掌握了，那牛得很?，F(xiàn)在用數控設備，只要你會編程，把參數輸進去就可以了，很簡單，剛畢業(yè)的技校學生都會，而且批量的產品質量也有保證。 自美國在50年代末搞出世界一臺數控車床后，機床制造業(yè)就進入了數控時代，中國在六十年代也搞出了第一代數控機床，但后來中國進入了什么年代，大家都知道。等80年代我們再去看世界的數控機床水平，差距就是20年了，其實奮起直追還有希望，但國營工廠不思進取，到了90年代，我們再去看世界水平，已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯(lián)的路子，什么叫蘇聯(lián)的路子，舉個例子來講：比如，生產一根軸，蘇聯(lián)的方式是建一個專用生產線，用多臺專用機床，好處是批量很容易上去，但一旦這根軸的參數發(fā)生了變化，這條線就報廢了，生產人員也就沒事做了。在1960－1980年代，國營工廠一個產品生產幾十年不變樣。到了1980年代后，當時搞商品經濟，這些廠不能迅速適應市場，經營就困難了，到了90年代就大量破產，大量職工下崗。現(xiàn)代的生產也有大批量生產，但主要是單件小批量，不管是那種，只要你的設備是數控的，適應起來就快。 專業(yè)機床的路子已經到頭了，西方走的路和前蘇聯(lián)不一樣，當年的“東芝”事件，就是日本東芝賣給蘇聯(lián)了幾臺五軸聯(lián)動的數控銑床，讓蘇聯(lián)在潛艇的推進螺旋槳上的制造，上了一個檔次，讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了，所以美國要懲處東芝公司。 由此也可見，前蘇聯(lián)的機床制造業(yè)也落后了，他們落后，我們就更不用說了。雖然，美國搞出了世界第一臺數控機床，但數控機床的發(fā)展，還是要數德國。德國本來在機械方面就是世界第一，數控機床無非就是搞機電一體化，機械方面德國已沒問題，剩下的就是電子系統(tǒng)方面，德國的電子系統(tǒng)工業(yè)本來就強大，所以在上世紀六、七十年代，德國就執(zhí)機床界的牛耳了。 但日本人的強項就是仿造，從上世紀70年代起，日本大量從德國引進技術，消化后大量仿造，經過努力，日本在90年代起，就超越了德國，成為世界第一大數控機床生產國，直到現(xiàn)在還是。他們在機床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在機床復合（一機多種功能）化方面，是世界第一。數控機床的核心就在數控系統(tǒng)方面，日本目前在系統(tǒng)方面也排世界第一，主要是它的發(fā)拿科公司。第一代的系統(tǒng)用步進電機，我們現(xiàn)在也能造，第二代用交流伺服電機。現(xiàn)在的數控系統(tǒng)的核心就是交流伺服電機和系統(tǒng)內的邏輯控制軟件，交流伺服電機我們國家目前還沒有誰能制造，這是一個光學、機械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機床的各軸運動，而這些軸是用伺服電機驅動的，一般的系統(tǒng)能同時控制3軸，高級系統(tǒng)能控制五軸，能控5軸的，五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統(tǒng)，但“做秀”的成份多，還沒實用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機床，100％進口。 機床是一個國家制造業(yè)水平高低的象征，其核心就是數控系統(tǒng)。我們目前不要說系統(tǒng)，就是國內造的質量稍微好一點的數控機床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進口的，主要是買日本的，我們自產的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內的各大機床廠，數控系統(tǒng)100％外購，各廠家一般都買日本發(fā)那科、三菱的系統(tǒng)，占80％以上，也有德國西門子的系統(tǒng)，但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網，我們的電網穩(wěn)定性不夠，西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進了不少，價格方面還是略高。德國人很不重視中國，所以他們的系統(tǒng)漢語化最近才有，不像日本，老早就有漢語化版的。 　　就國產高級數控機床而言，其利潤的主體是被外國人拿走了，中國只是掙了一個辛苦錢。 美國為什么沒有能成為數控機床制造大國呢？這個和他們當時制定產業(yè)政策的人有關，再加上當時美國的勞動力貴，買比制造劃算。機床屬于投資大，見效慢，回報率底的產業(yè)，而且需要技術積累。不太附和美國情況。但后來美國發(fā)現(xiàn)，機床屬于戰(zhàn)略物資，沒有它，飛機、大炮、坦克、軍艦的制造都有問題，所以他們重新制定政策，扶植了一些機床廠，規(guī)定了一些單位只能買國產設備，就是貴也得買，這就為美國保留了一些數控機床行業(yè)。美國機床在世界上沒有什么競爭力。 歐洲的機床，除德國外，瑞士的也很好，要說超高精密機床，瑞士的相當好，但價格也是天價。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流，中國很少買他們的機床。西班牙為了讓中國進口他們的機床，不惜貸款給中國，但買的人也很少??借錢總是要還的。 韓國、臺灣的數控機床制造能力比大陸地區(qū)略強，不過水平差不多。他們也是在上世紀90年代引進日本技術發(fā)展的。韓國應該好一點，它有自己制造的、已經商業(yè)化了的數控系統(tǒng)，但進口到中國的機床，應我們的要求，也換成了日本系統(tǒng)。我們對他們的系統(tǒng)信不過。韓國數控機床主要有兩家：大宇和現(xiàn)代。 大宇目前在我國設有合資企業(yè)。臺灣機床和我們大體一樣，自己造機械部分，系統(tǒng)采購日本的。但他們的機床質量差，壽命短，目前在大陸影響很壞。其實他們比我們國產的要好一點。但我們自己的差，我們還能容忍，臺灣的機床是用美金買來的，用的不好，那火就大了。臺灣最主要的幾家機床廠已打算把工廠遷往大陸，大部分都在上海。這些廠目前在國內的競爭中，也打著“國產”的旗號。 　　近來隨著中國的經濟發(fā)展，也引起了世界一些主要機床廠商的注意，2000年，日本最大的機床制造商“馬扎克”在中國銀川設立了一家數控機床合資廠，據說制造水平相當高，號稱“智能化、網絡化”工廠，和世界同步。今年日本另外一家大機床廠大隈公司在北京設立了一家能年產1000臺數控機床的控股公司，德國的一家很有名的企業(yè)也在上海設立了工廠。 目前，國家制定了一些政策，鼓勵國民使用國產數控機床，各廠家也在努力追趕。國內買機床最多的是軍工企業(yè)，一個購買計劃里，80％是進口，國產機床滿足不了需要。今后五年內，這個趨勢不會改變。不過就目前國內的需要來講，我國的數控機床目前能滿足中低檔產品的訂貨。 美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、制造和使用上，技術最先進、經驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特點。 　　1.美國的數控發(fā)展史 美國政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務,并且提供充足的經費，且網羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數控系統(tǒng)等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求，充分發(fā)展了大量大批生產自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統(tǒng)基礎扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產宇航等使用的高性能數控機床，其存在的教訓是，偏重於基礎科研，忽視應用技術，且在上世紀80代政府一度放松了引導，致使數控機床產量增加緩慢，于1982年被后進的日本超過，并大量進口。從90年代起，糾正過去偏向，數控機床技術上轉向實用，產量又逐漸上升。 　　2.德國的數控發(fā)展史 德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一臺數控機床后，德國特別注重科學試驗，理論與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對數控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。 德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統(tǒng)、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。 　　3.日本的數控發(fā)展史 日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機振法”、“機電法”、“機信法”等)引導發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國，在質量管理及數控機床技術上學習美國，甚至青出于藍而勝于藍。自1958年研制出第一臺數控機床后，1978年產量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產量大而廣的中檔數控機床，大量出口，占去世界廣大市場。 在上世紀80年代開始進一步加強科研，向高性能數控機床發(fā)展。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數控系統(tǒng)，在技術上領先，在產量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工3,674人，科研人員超過600人，月產能力7,000套，銷售額在世界市場上占50%，在國內約占70%，對加速日本和世界數控機床的發(fā)展起了重大促進作用。 4.我國的現(xiàn)狀 我國數控技術的發(fā)展起步于二十世紀五十年代， 中國于1958年研制出第一臺數控機床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數控機床特點、發(fā)展條件缺乏認識，在人員素質差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進數控系統(tǒng)技術，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進數控機床先進技術和合作、合資生產，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數控機床開始正式生產和使用，并逐步向前發(fā)展。 通過“六五”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數控技術和數控產業(yè)取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數控產業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內數控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。 由此可以看出國產數控機床特別是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產數控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數控,系統(tǒng)生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。 我們應看清形勢，充分認識國產數控機床的不足，努力發(fā)展先進技術，加大技術創(chuàng)新與培訓服務力度，以縮短與發(fā)達國家之問的差距。 在20余年間，數控機床的設計和制造技術有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓一批設計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產先進數控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距；通過利用國外先進元部件、數控系統(tǒng)配套，開始能自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數控機床，供應國內市場的需求，但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統(tǒng)依靠國外技術支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機電法”、“機信法那樣的指引；嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。我國數控技術的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數控技術和數控產業(yè)取得了相當大的成績。 特別是最近幾年，我國數控產業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內數控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。 由此可以看出國產數控機床特別是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產數控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數控,系統(tǒng)生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。我們應看清形勢，充分認識國產數控機床的不足，努力發(fā)展先進技術，加大技術創(chuàng)新與培訓服務力度，以縮短與發(fā)達國家之問的差距。2003年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數控機床進口國。目前正在提高機械加工設備的數控化率，1999年，我們國家機械加工設備數控華率是5－8％，目前預計是15－20％之間。 什么是數控機床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機械加工方法，所謂機械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設備都稱為機床，數控機床就是在普通機床上發(fā)展過來的，數控的意思就是數字控制。給機床裝上數控系統(tǒng)后，機床就成了數控機床。當然，普通機床發(fā)展到數控機床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機床結構發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數控設備，主要是指數控車床和加工中心。 我國目前各種門類的數控機床都能生產，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年，但如果國家支持，追趕起來也不是什么問題，例如：去年，沈陽機床集團收購了德國西思機床公司，意義很大，如果大力消化技術，可以縮短不少差距。大連機床公司也從德國引進了不少先進技術。上海一家企業(yè)購買日本著名的機床制造商池貝。，近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經濟不景氣，有不少在80年代很出名的機床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。 數控設備的發(fā)展方向六個方面：智能化、網絡化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國和瑞士的機床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產值最大。美國的機床業(yè)一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應該能進世界前4名 數控系統(tǒng) 由顯示器、控制器伺服、伺服電機、和各種開關、傳感器構成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內由華中數控、航天數控等。國內的數控系統(tǒng)剛剛開始產業(yè)化、水平質量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進口。華中數控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當不錯，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數控也有意向數控機床業(yè)進軍，但機床的硬件方面不行，質量精度一般。目前國內一些大廠還沒有采用華中數控的。廣州機床廠的簡易數控系統(tǒng)也不錯。我們國家機床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數控系統(tǒng)。 機床精度1、機械加工機床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復定位精度等5種。2、機床精度體系：目前我們國家內承認的大致是四種體系：德國VDI標準、日本JIS標準、國際標準ISO標準、國標GB，國標和國際標準差不多。3、看一臺機床水平的高低，要看它的重復定位精度，一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005mm(ISO標準.、統(tǒng)計法),就是一臺高精度機床，在0.005mm(ISO標準.、統(tǒng)計法)以下，就是超高精度機床，高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。4、加工出高精度零件，不只要求機床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。 目前世界著名機床廠商在我國的投資情況1、2000年，世界最大的專業(yè)機床制造商馬扎克（MAZAK）在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機床公司”的機床公司，生產數控車床、立式加工中心和車銑復合中心。機床質量不錯，目前效益良好，年產600臺，目前正在建2期工程，建成后可以年產1200臺。 2、2003年，德國著名的機床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產數控車床和立式加工中心120臺左右。3、2002年，日本著名的機床生產商大隈公司和北京第一機床廠合資建廠，年生產能力為1000臺，生產數控車床、立式加工中心、臥式加工中心。4、韓國大宇在山東青島投資建廠，目前生產能力不知。5、臺灣省的著名機床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠，年生產能力800臺。5、民營企業(yè)進入機床行業(yè)情況1、浙江日發(fā)公司，2000年投產，生產數控車床、加工中心。年生產能力300臺。2．2004年，浙江寧波著名的鑄塑機廠商海天公司投資生產機床，主要是從日本引進技術，目前剛開始，起點比較高。3．2002年，西安北村投產，名字象日本的，其實老板是中國人，采用日本技術。生產小型儀表數控車床，水平相當不錯。 軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當年“大使館被炸”，后來臺灣阿扁上臺后，大規(guī)模技改開始了，軍工企業(yè)進入新一輪的技改高峰，我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設備。尤其是近3年來，我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進數控機床。也從國內機床廠哪里采購了大批普通數控機床，國內機床廠商為了迎接這次大技改，也引進了不少先進技術，爭取軍工企業(yè)的高端訂單。聽在軍工企業(yè)的朋友講，阿扁如果再能“頂”三年，我們的整體水平會上一個臺階。 其實，胡錦濤總書記掌權以來，已經把國防事業(yè)提到了和經濟發(fā)展一樣的高度上，他說，我們要建立和經濟發(fā)展相適應的國防能力，相信再過10年，隨著我國國防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國家會誕生世界水平的機床制造商，也將會超越日本，成為世界第一機床生產大國。 第1章 概述 1.1數控加工中心的特點 隨著制造設備的數控化率不斷提高，數控加工技術在我國得到日益廣泛的使用，在模具行業(yè)，掌握數控技術與否及加工過程中的數控化率的高低已成為企業(yè)是否具有競爭力的象征。數控加工技術應用的關鍵在計算機輔助設計和制造（CAD/CAM)系統(tǒng)的質量。 數控機床是一種技術密集及自動化程度很高的機電一體化加工設備，是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密加工精度高，質量容易保證，發(fā)展前景十分廣闊。因此掌握數控車床的加工編程技術尤為重要。 當前數控加工的重點發(fā)展方向是無圖化生產、單件高度精度并行加工、少人化無人化加工，這就要求數控機床能滿足高速、高動態(tài)精度、高剛性、高穩(wěn)定性、高可靠性、網絡化以及與之配套的控制系統(tǒng)，最重要的是模具三維型面加工特別注重機床的動態(tài)性能國內已有一些公司引進了高速車床，并開始應用。國內機床廠陸續(xù)開發(fā)出一些高速的車床，并正開發(fā)高速加工機床。 不需要熟練的機床操作人員； 提高加工精度并且保持加工質量； 可以減少工裝卡具； 可以減少各個工序間的周轉，原來需要用多到工序完成的工件，數控加工一次裝夾完成加工，縮短加工周期，提高生產效率； 1.2數控機床 20世紀40年代末，美國開始研究數控機床，1952年，美國麻省理工學院（MIT)伺服機構實驗室成功研制出第一臺數控機床，并與1957年投入使用。這是制造技術發(fā)展過程中的一個重要突破，標志著制造領域中數控加工時代開始。數控加工是現(xiàn)代制造技術的基礎，這一發(fā)明對于制造行業(yè)而言，具有劃時代的意義和深遠的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)到國家都十分重視數控加工技術的研究的發(fā)展。我國于是1958年開始研制數控機床，成功試制出配有電子數控系統(tǒng)的數控機床，1965年開始批量生產配有晶體管數控系統(tǒng)的三坐標數控銑床。經過幾十年的發(fā)展，目前的數控機床已經在工業(yè)界得到廣泛應用，在模具制造行業(yè)的應用尤為普及。 數控機床種類繁多，模具制造常用數控加工機床有:數控銑床、數控電火花成形機床、數控電火花切割機床、數控磨床和數控車床。數控機床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)組成。 控制系統(tǒng)用于數控機床的運算、管理和控制，通過輸入介質得到數據，對這些數據進行解釋和運算并對機床產生作用；伺服系統(tǒng)根據控制系統(tǒng)的指令驅動機床，使刀具和零件執(zhí)行數控代碼規(guī)定的運動；檢測系統(tǒng)則是用來檢測機床執(zhí)行件（工作臺、轉臺、滑板等）的位移和速度變化量，并將檢測結果反饋到輸入端，與輸入指令進行比較，根據其差別調整機床運動；機床傳動系統(tǒng)是由進給伺服驅動元件至機床執(zhí)行件之間的機械進給傳動裝置；輔助系統(tǒng)種類繁多，如：（能進行重復加工）、自動換刀（可交換指定的刀具）、 傳動間隙補償（補償機械傳動系統(tǒng)產生的間隙誤差）等等。 1.機床夾具是由定位元件,夾緊裝置,對刀元件,夾具體部分組成,機床夾具設計也就是針對夾具組成的各個部分進行設計,其中定位與夾緊量個環(huán)節(jié)是夾具設計的重點。 2.定位就是確定工件在夾具種的正確位置,是通過在夾具上設置正確的定位元件與工件定位面的接觸來實現(xiàn)的.工件的定位有完全定位和不完全定位,要根據其具體加工要求而定,欠定位在夾具設計種是不容許的,而過定位則有條件地采用。 3. 通常，由于定位副制造不準確或采用了基準不重合定位等原因,定位過程中會引入定位誤差,定位誤差的計算要根據具體情況分析計算。 4.夾緊是為了克服切削力等外力干擾而使工件在空間中保持正確的定位位置的一種段.夾緊一般在定位步驟之后,有時定位與夾緊是同時進行的,入膨脹式定心夾緊機構。 5.車,銑,鉆,磨等不同的機床其夾具設計具有各自典型特點,應根據具體設計任務,遵循夾具設計的基本要求和步驟進行設計。 1.3數控加工 數控加工是將帶加工零件進行數字化表達，數控機床按數字量控制刀具和零件的運動，從而實現(xiàn)零件加工的過程。 被加工零件采用線架、曲面、實體等幾何體來表示，CAD系統(tǒng)在零件集合體基礎上生成軌跡，經過后處理生成加工代碼，將加工代碼通過傳輸給數控機床，數控機床按數字量控制刀具運動，完成零件加工。其過程如下圖所示：【零件信息】→【CAD系統(tǒng)造型】→【CAD系統(tǒng)生成加工代碼】→【數控機床】→【零件】 （1）零件數據準備：系統(tǒng)自設計和造型功能或通過數據連接口傳入CAD數據，如STEP,IGES,SAT,DXF,X-T等；在實際的數控加工中，零件數據不僅僅來自圖紙，特別在廣泛采用Internet網 的今天，零件數據往往通過測量或通過標準數據接口傳輸等方式得到。 （2）確定粗加工、半精加工和精加工方案。 （3）生成各加工步驟的刀具軌跡。 （4）刀具軌跡仿真。 （5）后期處理輸出加工代碼。 （6）輸出數控加工工藝技術文件。 （7）傳給機床實現(xiàn)加工。 數控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數控車床是一次裝夾，連續(xù)自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。 1. 合理選擇切削用量 對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質量。經濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。 切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。 進給條件與刀具后面磨損關系在極小的范圍內產生。但進給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。 用戶要根據被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。 最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達到壽命才是理想的條件。 然而，在實際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質量、切削噪聲、加工熱量等有關。在確定加工條件時，需要根據實際情況進行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。 2. 合理選擇刀具 1) 粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。 2) 精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。 3) 為減少換刀時間和方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。 3. 合理選擇夾具 1) 盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具； 2) 零件定位基準重合，以減少定位誤差。 4. 確定加工路線 加工路線是指數控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。 1) 應能保證加工精度和表面粗糙要求； 2) 應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。 5. 加工路線與加工余量的聯(lián)系 目前，在數控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。 6. 夾具安裝要點 目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現(xiàn)的，如圖1。液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。 1.4數控編程系統(tǒng) 數控加工機床與編程技術兩者的發(fā)展是精密相關的。數控加工機床的性能提升推動了編程技術的發(fā)展，而編程手段的提高也促進了數控加工機床的發(fā)展，二者相互依賴。現(xiàn)代數控技術下向高精度、高效率、高柔性和智能化方向發(fā)展，而編程方式也越來越豐富。 一個好的編程系統(tǒng)，已經不是一種僅僅是繪圖，做軌跡，出加工代碼，他還是一種先進的加工工藝的綜合，先進加工經驗的記錄，繼承和發(fā)展。 北航海爾軟件公司經過多年來的不懈努力，推出了CAXA制造工程師數控編程系統(tǒng)。這套系統(tǒng)集CAS、CAM與一體，功能強大、易學易用、工藝性好、代碼質量高，現(xiàn)在已經在全國上千家企業(yè)的使用，并受到好評，不但降低了投入成本，而且提高了經濟效益。 CAXA制造工程師數控編程系統(tǒng)，現(xiàn)正在一個更高的起點上騰飛。 第2章數控加工工藝技術 2.1數控加工工藝分析 程序編制人員在進行工藝分析時，要有機床說明書、編程手冊、切削用量表、標準工具、夾具手冊等資料，確定零件的加工順序，各工序所用的刀具，夾具和切削用量等。此外，編程人員應不斷總結、積累工藝分析方面的實際經驗，編寫出高質量的數控加工程序。 2.1.1數控合理選用 在數控機床上加工零件時，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控機床。第二種情況：已經有了數控機床，要選擇適合在該機床上加工的零件。無論哪種情況，考慮的因素重要有，毛坯的材料和類零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數量、熱處理要求等。 概括起來有三點：①要保證加工零件的技術要求，加工出合格的產品。?有利于提高生產率。?盡可能降低生產成本（加工費用）。 有效節(jié)省加工時間 Index公司的G200車削中心集成化加工單元具有模塊化、大功率雙主軸、四軸聯(lián)動的功能，從而使加工時間進一步縮短。與其他借助于工作軸進行裝夾的概念相反，該產品運用集成智能加工單元可以使工件自動裝夾到位并進行加工。換言之，自動裝夾時，不會影響另一主軸的加工，這一特點可以縮短大約10％的加工時間。 此外，四軸加工非常迅速，可以同時有兩把刀具進行加工。當機床是成對投入使用的時候，效率的提高更為明顯。也就是說，常規(guī)車削和硬車可以并行設置兩臺機床。 常規(guī)車削和硬車之間的不同點僅僅在于刀架和集中恒溫冷卻液系統(tǒng)。但與常規(guī)加工不同的是：常規(guī)加工可用兩個刀架和一個尾架進行加工；而硬車時只能使用一個刀架。在兩種類型的機床上都可進行干式硬加工，只是工藝方案的制造者需要精心設計平衡的節(jié)拍時間，而Index機床提供的模塊結構使其具有更強的靈活性。 隨著生產效率的不斷提高，用戶對于精度也提出了很高的要求。采用G200車削中心進行加工時，冷啟動后最多需要加工4個工件，就可以達到±6mm的公差。加工過程中，精度通常保持在2mm。所以Index公司提供給客戶的是高精度、高效率的完整方案，而提供這種高精度的方案，需要精心選擇主軸、軸承等功能部件。 G200車削中心在德國寶馬Landshut公司汽車制造廠的應用中取得了良好的效果。該廠不僅生產發(fā)動機，而且還生產由輕金屬鑄造而成的零部件、車內塑料裝飾件和轉向軸。質量監(jiān)督人員認為，其加工精度非常精確：連續(xù)公差帶為±15mm，軸承座公差為±6.5mm。 此外，加工的萬向節(jié)使用了Index公司全自動智能加工單元。首批的兩臺車削中心用來進行工件打號之前的預加工，加工后進行在線測量，然后通過傳送帶送出進行滾齒、清洗和淬火處理。最后一道工序中，采用了第二個Index加工系統(tǒng)。由兩臺G200車削中心對轉向節(jié)的軸承座進行硬車。在機床內完成在線測量，然后送至卸料單元。集成的加工單元完全融合到車間的布局之中，符合人類工程學要求，占地面積大大減少，并且只需兩名員工看管制造單元即可。 數控車削加工中妙用G00及保證尺寸精度的技巧 數控車削加工技術已廣泛應用于機械制造行業(yè)，如何高效、合理、按質按量完成工件的加工，每個從事該行業(yè)的工程技術人員或多或少都有自己的經驗。筆者從事數控教學、培訓及加工工作多年，積累了一定的經驗與技巧，現(xiàn)以廣州數控設備廠生產的GSK980T系列機床為例，介紹幾例數控車削加工技巧。 程序首句妙用G00的技巧 目前我們所接觸到的教科書及數控車削方面的技術書籍，程序首句均為建立工件坐標系，即以G50 Xα Zβ作為程序首句。根據該指令，可設定一個坐標系，使刀具的某一點在此坐標系中的坐標值為(Xα Zβ)(本文工件坐標系原點均設定在工件右端面)。采用這種方法編寫程序，對刀后，必須將刀移動到G50設定的既定位置方能進行加工，找準該位置的 過程如下。 1. 對刀后，裝夾好工件毛坯； 2. 主軸正轉，手輪基準刀平工件右端面A； 3. Z軸不動，沿X軸釋放刀具至C點，輸入G50 Z0，電腦記憶該點； 4. 程序錄入方式，輸入G01 W-8 F50，將工件車削出一臺階； 5. X軸不動，沿Z軸釋放刀具至C點，停車測量車削出的工件臺階直徑γ，輸入G50 Xγ，電腦記憶該點； 6. 程序錄入方式下，輸入G00 Xα Zβ，刀具運行至編程指定的程序原點，再輸入G50 Xα Zβ，電腦記憶該程序原點。 上述步驟中，步驟6即刀具定位在XαZβ處至關重要，否則，工件坐標系就會被修改，無法正常加工工件。有過加工經驗的人都知道，上述將刀具定位到XαZβ處的過程繁瑣，一旦出現(xiàn)意外，X或Z軸無伺服，跟蹤出錯，斷電等情況發(fā)生，系統(tǒng)只能重啟，重啟后系統(tǒng)失去對G50設定的工件坐標值的記憶，“復位、回零運行”不再起作用，需重新將刀具運行至XαZβ位置并重設G50。 如果是批量生產，加工完一件后，回G50起點繼續(xù)加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系。鑒于上述程序首句使用G50建立工件坐標系的種種弊端，筆者想辦法將工件坐標系固定在機床上，將程序首句G50 XαZβ改為G00 Xα Zβ后，問題迎刃而解。其操作過程只需采用上述找G50過程的前五步，即完成步驟1、2、3、4、5后，將刀具運行至安全位置，調出程序，按自動運行即可。即使發(fā)生斷電等意外情況，重啟系統(tǒng)后，在編輯方式下將光標移至能安全加工又不影響工件加工進程的程序段，按自動運行方式繼續(xù)加工即可。 上述程序首句用 G00代替G50的實質是將工件坐標系固定在機床上，不再囿于G50 Xα Zβ程序原點的限制，不改變工件坐標系，操作簡單，可靠性強，收到了意想不到的效果。中國金屬加工在線 控制尺寸精度的技巧 1. 修改刀補值保證尺寸精度 由于第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差，不能滿足加工要求時，可通過修改刀補使工件達到要求尺寸，保證徑向尺寸方法如下： a. 絕對坐標輸入法 根據“大減小，小加大”的原則，在刀補001～004處修改。如用2號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.1mm，而002處刀補顯示是X3.8，則可輸入X3.7，減少2號刀補。 b. 相對坐標法 如上例，002刀補處輸入U-0.1，亦可收到同樣的效果。 同理，對于軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號外圓刀加工某處軸段，尺寸長了0.1mm，可在001刀補處輸入W0.1。 2. 半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度 對于大部分數控車床來說，使用較長時間后，由于絲桿間隙的影響，加工出的工件尺寸經常出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這時，我們可在粗加工之后，進行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號刀G71粗加工外圓之后，可在001刀補處輸入U0.3，調用G70精車一次，停車測量后，再在001刀補處輸入U-0.3，再次調用G70精車一次。經過此番半精車，消除了絲桿間隙的影響，保證了尺寸精度的穩(wěn)定。 3. 程序編制保證尺寸精度 a. 絕對編程保證尺寸精度 編程有絕對編程和相對編程。相對編程是指在加工輪廓曲線上，各線段的終點位置以該線段起點為坐標原點而確定的坐標系。也就是說，相對編程的坐標原點經常在變換，連續(xù)位移時必然產生累積誤差，絕對編程是在加工的全過程中，均有相對統(tǒng)一的基準點，即坐標原點，故累積誤差較相對編程小。 數控車削工件時，工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，故在編寫程序時，徑向尺寸最好采用絕對編程，考慮到加工及編寫程序的方便，軸向尺寸常采用相對編程，但對于重要的軸向尺寸，最好采用絕對編程。 b. 數值換算保證尺寸精度 很多情況下，圖樣上的尺寸基準與編程所需的尺寸基準不一致，故應先將圖樣上的基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。如圖2b中，除尺寸13.06mm外，其余均屬直接按圖2a標注尺寸經換算后而得到的編程尺寸。其中， φ29.95mm、φ16mm及60.07mm三個尺寸為分別取兩極限尺寸平均值后得到的編程尺寸。 4. 修改程序和刀補控制尺寸 數控加工中，我們經常碰到這樣一種現(xiàn)象：程序自動運行后，停車測量，發(fā)現(xiàn)工件尺寸達不到要求，尺寸變化無規(guī)律。如用1號外圓刀加工圖3所示工件，經粗加工和半精加工后停車測量，各軸段徑向尺寸如下：φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。對此，筆者采用修改程序和刀補的方法進行補救，方法如下： a. 修改程序 原程序中的X30不變，X23改為X23.03，X16改為X16.04，這樣一來，各軸段均有超出名義尺寸的統(tǒng)一公差0.06mm； b. 改刀補 在1號刀刀補001處輸入U-0.06。 經過上述程序和刀補雙管齊下的修改后，再調用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。 數控車削加工是基于數控程序的自動化加工方式，實際加工中，操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能，方能編制出高質量的加工程序，加工出高質量的工件。 數控機床故障排除方法及其注意事項 由于經常參加維修任務，有些維修經驗，現(xiàn)結合有關理論方面的闡述，在以下列出，希望拋磚引玉。 2.1.2 生產類型 該課題生產類型為中小批量生產，加工過程中劃分階段，工序適當集中，加工設備以我院現(xiàn)有機床為主，設計工裝夾具，這樣生產準備工作及投資較少、投產快、生產效率較高，轉產容易。 2.1.3 毛坯確定 2.1.4確定毛坯種類及余量 根據零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結構形狀、尺寸大小和生產類型，毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型及殼型。 根據[1]表15-5鑄件尺寸公差等級采用CT9級。 根據[1]表19-8，取加工余量為MA-G級。查表得各表面的鑄件機械加工余量。如表 基本尺寸 加工余量等級 加工余量 說明 88 G 3 底面，單側加工 100 H 3.5 頂面，降一級，單側加工 90 G 2.5 側面，雙側加工 119 H 6 孔，降一級，單側加工 90 H 10 孔，降一級，單側加工 2.1.5繪制毛坯余量圖 （附AutoCAD毛坯余量圖） 第3章 工藝規(guī)程 3.1 工藝安排原則和方法 首先要保證產品質量，在保證質量的前提下，最大限度地提高生產率，滿足生產要求，并應盡可能節(jié)約耗費、減少投資、降低制造成本、保證良好的經濟性。 3.2工序卡片安排原則 機械加工工藝卡片是在工藝過程卡片的基礎上，按每道工序所編制的一種工序文件。主要內容有工序簡圖，該工序中每個工步的加工內容、工藝參數、操作要求以及所用設備和工藝裝備等。 工序卡片主要用于大批量生產中所有的零件，中批生產中復雜產品的關鍵零件以及單件小批生產中的關鍵工序。 3.3加工順序安排原則 零件上需要加工的表面很多，而且每個需要加工的表面往往不是一次加工就能達到設計要求。安排機械加工工序的任務，一是為各個表面的加工排先后順序，二是在加工路線中為每個表面的各個加工工序，安排具體的位置。 首先，為零件上各個需要加工的表面選擇合理的加工方案；然后，將次要表面性質相同的加工工序，放在與主要表面加工性質相同的工序中完成。這樣，大多數次要表面的終加工一般在主表面的粗、半精加工即可完成。但對于那些與主要表面有密切位置關系的次要表面的加工，應該在主要表面的精加工后進行。如前述，大多數箱體零件上面重要孔周圍的堅固螺紋孔，多安排在重要孔精加工后進行鉆孔和攻螺紋。 其次，零件的機械加工路線中，第一道工序往往都是加工精基準，然后使用精基準定位，進行后續(xù)加工。例如，對軸類零件，應先鉆鉆中心孔；箱體類零件先加工平面、定位銷孔等。 3.4滑片泵加工面和加工參數分析 由于滑片泵的的原料是灰鑄鐵，材料型號為HT150，能承受中等應力，材料符合泵殼要求。經鑄造后毛坯外型大致如圖。 該工件主要的加工面為：底面、頂面、前面、后面、左面、右面、曲線型腔和Φ119臺階孔。除了曲線型腔、Φ119臺階孔、前面和后面外，其它的加工面的精度要求都不是很高（Ra 為12.5），所以只在普通銑床上進行粗加工就能達到技術要求。前面和后面的粗糙度要求較高（Ra 為3.2），在普通銑床上進行精加工，也可達到技術要求。而曲線型腔和臺階孔的精度要求很高(Ra 為3.2)，是這個產品的加工難點，特別是曲線型腔，它是由六段曲線光滑過度連接而成，其中有函數曲線也有規(guī)則曲線。 如果用普通機床加工的話，要用靠模法來加工，它先是加工一個凸輪，然后用仿形法加工。這樣的方法既復雜，生產效率又底，而且精度也不高。加工比較困難，在普通銑床上難以到達技術要求。因此，要用軟件自動編程或者是用宏程序在數控銑床上加工。其余的面都不用進行加工，鑄造以后，去毛刺、上漆就可以了。 3.5分析重要工序以及泵體加工方案 滑片泵的重要加工工序是曲線型腔和Φ119 臺階孔。因為型腔和臺階孔的精度要求高，需在數控機床上加工，所以把它作為最后加工的工序，這是為了防止在加工其它面時劃傷。臺階孔分前面和后面，其粗糙度要也比較高（R為3.2）為更有較地保證其粗糙度和保證前后面與型腔的垂直度，前后面在普通機床進行粗加工以后，再在數控機床上進行精加工。加工時可將曲線型腔和其中一面及臺階孔做為一道工序在數控機床上進行加工。先銑一個面及臺階孔，再工件反過來，加工另一個面、曲線型腔和臺階孔。 3.6確定工藝過程方案 由于各加工表面加工方法及粗基準已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準先行”的原則，初步擬訂工藝過程方案，如表所示： 工序號 工序內容 定位基準 010 鑄坯 020 清洗 030 上漆 040 銑底面 頂面+側面 050 銑頂面 底面+側面 060 銑左右端面 底面+后面 070