廣 東 省 高 新 技 術(shù) 技 工學(xué) 校 文化理論課教案 授課專業(yè)班級 09數(shù)控班 課 程 名 稱 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 任 課 教 師 唐 美 春 授 課 時 間 2011年2月20日 課 程 表 09數(shù)控 班 第二學(xué)期 課 星期 程 節(jié)數(shù)節(jié) 數(shù)星期一星期二星期三星期四星期五上午 1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ)09數(shù)控實訓(xùn)30123數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ)09數(shù)控實訓(xùn)3014下午 567 理 論 課 教 案 2011年 2月22日第1周星期二第3、4節(jié)第一章：緒論授課方式講授作業(yè)預(yù)習(xí)第二章內(nèi)容教學(xué)目的1. 了解數(shù)控加工的特點及其在制造業(yè)的地位。2. 熟悉數(shù)控機床的適用范圍。選用教具掛圖無重點1、 數(shù)控加工的特點2、 數(shù)控機床的發(fā)展史3、 數(shù)控機床的適用范圍難點數(shù)控加工的特點教學(xué)回顧無說明教學(xué)過程一、上課要求：本學(xué)期學(xué)習(xí)要求：筆記要求、上課紀律要求等。（10）分鐘二、主要內(nèi)容：1、數(shù)控加工的基本概念及其特點2、數(shù)控加工在制造業(yè)中的地位和作用。三、課程導(dǎo)入：（65分鐘）一）、數(shù)控加工在制造業(yè)中的地位和作用 數(shù)字控制簡稱數(shù)控，是指利用數(shù)字化的代碼構(gòu)成的程序?qū)刂茖ο蟮墓ぷ鬟^程實現(xiàn)自動控制的一種方法。數(shù)控系統(tǒng)是指利用數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)的自動控制的系統(tǒng)。數(shù)控設(shè)備是采用數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)控制的機械設(shè)備，其操作命令是用數(shù)字或數(shù)字代碼的形式來描述，工作過程是按照指定的程序自動地進行的。裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床稱之為數(shù)控機床。教學(xué)過程隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的要求越來越高。其合理性、性能、強度、精度和效率日益提高。機械產(chǎn)品的加工相應(yīng)的提出了高精度、高柔性、高度自動化的要求。數(shù)控技術(shù)綜合應(yīng)用了計算機、自動控制、伺服系統(tǒng)、精密檢測與新型機械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高柔性、高精度與高度自動化的特點，因此采用數(shù)控加工手段，解決了機械制造業(yè)種常規(guī)加工技術(shù)難以解決的難題，數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)的一次革命，使機械制造業(yè)進入了一個新的階段。CNC具有以下優(yōu)點： 1、柔性強 對于CNC系統(tǒng)，若需改變其控制功能，只需改變其相應(yīng)的控制程序即可。因此CNC具有很強的靈活性-柔性。 2、可靠性高 加工程序一次性輸入存儲器，功能由軟件實現(xiàn)，硬件采用模塊化，平均無故障率高。 3、易于實現(xiàn)多功能復(fù)雜程序控制 4、具有較強的網(wǎng)絡(luò)通信功能 5、具有自診斷功能二）、數(shù)控技工技術(shù)的發(fā)展1952年美國帕森斯和麻省理工學(xué)院共同合作，研制出了第一臺三坐標直線插補連續(xù)控制的立式數(shù)控銑床。數(shù)控機床的發(fā)展共經(jīng)歷了二個階段和六代的發(fā)展，即：1、 數(shù)控（NC）階段第一代數(shù)控系統(tǒng)：1952年1959年，采用電子管、繼電器元件。第二代數(shù)控系統(tǒng)：1959年開始，采用晶體管元件。第三代數(shù)控系統(tǒng)：1965年開始，采用集成電路。2、計算機數(shù)控（CNC）階段 第四代數(shù)控系統(tǒng)：1970年開始，采用大規(guī)模集成電路及小型計算機。 第五代數(shù)控系統(tǒng)：1974年開始，采用微型計算機。 第六代數(shù)控系統(tǒng)：1990年開始，基于PC機。三）數(shù)控加工技術(shù)的特點數(shù)控機床（包括數(shù)控銑床）是新型的自動化機床，它具有廣泛通用性和很高的自動化程度。數(shù)控銑削的特點：1）可以加工具有復(fù)雜型面的工件。2）加工精度高，尺寸一致性好。3）生產(chǎn)效率高。4）可以減輕工人勞動強度，實現(xiàn)一人多機操作。5）經(jīng)濟效益明顯。數(shù)控加工在某些方面也有不足之處，這就是數(shù)控機床價格昂貴，加工成本高，技術(shù)復(fù)雜，對工藝和程序編制要求較高，加工中難以調(diào)整，維修困難。數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機床主機組成。四）課堂小結(jié)：本次課講解了數(shù)控加工技術(shù)的基本知識，講解了數(shù)控加工產(chǎn)生的背景以及其發(fā)展史。希望同學(xué)們在課后找尋相關(guān)資料，深入了解。 審閱簽名: 理 論 課 教 案 2011 年 2 月 2 8 日第2周星期一 第1、2節(jié) 第一章 緒論第四節(jié)：數(shù)控機床的適用范圍第五節(jié)：數(shù)控加工工藝與編程的研究內(nèi)容與任務(wù)授課方式講授作業(yè)無教學(xué)目的1. 了解數(shù)控機床的種類及其加工特點2. 掌握現(xiàn)代數(shù)控機床的加工范圍3. 了解數(shù)控加工工藝的研究內(nèi)容選用教具掛圖無重點掌握現(xiàn)代數(shù)控機床的主要類型及其加工特點難點掌握數(shù)控機床的主要類型及其加工特點教學(xué)回顧上次課我們了解了數(shù)控加工在機械制造業(yè)的地位，數(shù)控機床的發(fā)展方向以及其加工特點，還概述了數(shù)控機床的發(fā)展歷史。（5分鐘）說明 教學(xué)過程一、 檢查學(xué)生的到課情況，著裝是否符合上課要求，然后引入新課。（5分鐘）二、 主要內(nèi)容：1）、數(shù)控機床的適用范圍2）、現(xiàn)代數(shù)控機床的種類3）、數(shù)控加工工藝的研究內(nèi)容三、教學(xué)過程：（70分鐘） （一）數(shù)控加工的特點數(shù)控加工的優(yōu)點：（1）自動化程度高 （2）加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定 （3）對加工對象的適應(yīng)性強 （4）生產(chǎn)效率高 （5）易于建立計算機通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)控加工的缺點：數(shù)控機床價格昂貴，加工成本高，技術(shù)復(fù)雜，對工藝和程序編制要求高，加工中難以調(diào)整，維修困難。需要高素質(zhì)的加工操作人員。教學(xué)過程（二）數(shù)控機床的適用范圍1、數(shù)控機床的適用范圍 一般來說，數(shù)控機床特別適合于加工零件較復(fù)雜、精度要求高、產(chǎn)品更新頻繁、生產(chǎn)周期要求短的場合。零件復(fù)雜及生產(chǎn)批量的不同，三種機床的應(yīng)用范圍的變化，當零件不太復(fù)雜，生產(chǎn)批量又較小時，宜采用通用機床；當生產(chǎn)批量很大，宜采用專用機床；而隨著零件復(fù)雜程度的提高，數(shù)控機床越顯得適用。目前，隨著數(shù)控機床的普及，應(yīng)用范圍止由BCD向EFG線復(fù)雜性較低的范圍擴大。通用機床、專用機床和數(shù)控機床零件加工批量與生產(chǎn)成本的關(guān)系。在多品種、中小批量生產(chǎn)情況下，采用數(shù)控機床總費用更為合理。根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)缺點及國內(nèi)外大量應(yīng)用實踐，一般可按適用程度將零件分為三類：（1）最適用類 1. 形狀復(fù)雜，加工精度要求高，用通用機床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件。2. 用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件。3. 有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件。4. 必須在依次裝夾中合并完成銑、鏜、鉸或螺紋等多工序的零件。（2）較適用類 1. 在通用機床加工時極易受人為因素（如：情緒波動、體力強弱、技術(shù)水平高低等）干擾，零件價值又高，一旦質(zhì)量失控會造成重大經(jīng)濟損失的零件。 2. 在通用機床上加工時必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件。 3. 需要多次更改設(shè)計后才能定型的零件。4. 在通用機床上加工需要作長時間調(diào)整的零件。5. 用通用機床加工時，生產(chǎn)率很低或體力勞動強度很大的零件。（3）不適用類1. 生產(chǎn)批量大的零件。2. 裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件。3. 加工余量不穩(wěn)定，且數(shù)控機床上無在線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標位置的零件。4. 必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。2、數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點 1. 主運動常用交流或直流電動機拖動，采用變頻調(diào)速，簡化了主傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)，而且轉(zhuǎn)速高、功率大，速度變換迅速、可靠；能無級變速。合理選擇切削用量。 2. 主軸部件和支承件均采用了剛度和抗振性較好的新型結(jié)構(gòu)。如采用動靜壓軸承的主軸部件，采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)的支承件等。 3. 采用了摩擦因數(shù)很低的塑料滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌，以提高機床運動的靈敏性。 4. 進給傳動中，一方面采用無間隙的傳動裝置和元件，如滾珠絲杠副、靜壓蝸桿蝸條副、預(yù)加載荷的雙齒輪齒條副等。另一方面采用消除間隙措施，如偏心套式、錐度齒輪式及斜齒輪墊片錯齒等消隙結(jié)構(gòu)。 5. 采用了多主軸、多刀架的結(jié)構(gòu)，以提高單位時間內(nèi)的切削功率。 6. 具有自動換刀和自動交換工件的裝置，以減少停機時間。 7. 采用自動排屑、自動潤滑裝置等。四、課堂小結(jié)： 總結(jié)本堂課的內(nèi)容、提醒注意課堂紀律。審閱簽名: 理 論 課 教 案 2011 年 3 月 1 日第2周星期2 第3、4節(jié) 第二章 數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ)第1節(jié)：機械加工工藝規(guī)程的制訂授課方式講授作業(yè)無教學(xué)目的1、 了解機械加工工藝規(guī)程的概念2、 了解機械加工工藝規(guī)程制訂的步驟選用教具掛圖無重點掌握機械加工工藝規(guī)程的概念及其制訂的步驟難點機械加工工藝規(guī)程的制訂教學(xué)回顧上次課我們了解了數(shù)控機床的適用范圍及其特點，數(shù)控加工工藝與編程的研究內(nèi)容（5分鐘）說明 教學(xué)過程一、 檢查學(xué)生的到課情況，著裝是否符合上課要求，然后引入新課。（5分鐘）二、 主要內(nèi)容：1）、生產(chǎn)過程和生產(chǎn)系統(tǒng)2）、工藝過程工藝規(guī)程3）、生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型三、教學(xué)過程：（70分鐘） （一）生產(chǎn)過程和生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)過程：指從原材料投入生產(chǎn)開始，直到產(chǎn)品最后制造出來為止的全部過程。生產(chǎn)過程的構(gòu)成： 生產(chǎn)技術(shù)準備過程。 基本生產(chǎn)過程。 輔助生產(chǎn)過程。 生產(chǎn)服務(wù)過程教學(xué)過程（二）工藝過程和工藝規(guī)程基本生產(chǎn)過程和輔助生產(chǎn)過程都由工藝過程和非工藝過程所組成。工藝過程：是指直接與改變加工對象的性質(zhì)、尺寸、幾何形狀有關(guān)的過程，即使加工對象產(chǎn)生物理和化學(xué)變化的過程。非工藝過程：不涉及加工對象的性質(zhì)、尺寸、形狀的改變，而是貫穿于工藝過程之間的一些帶有生產(chǎn)服務(wù)性的過程。機械加工工藝過程：采用各種機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為合格產(chǎn)品零件的過程，稱為機械加工工藝過程。機械加工工藝規(guī)程：將比較合理的機械加工工藝過程的各項內(nèi)容，編寫成工藝文件，就是機械加工工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程是工廠進行技術(shù)準備及組織生產(chǎn)的依據(jù)，也是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要文件，按照工藝規(guī)程進行生產(chǎn)，才能得到合格的零件。機械加工工藝過程是由一個或若干各順序排列的工序組成的，而工序又由工位、工步、進給、安裝組成。工序：指一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工位：指為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件與夾具或設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置。它們每變換一個位置，就改變了一個工位。工步：指在加工表面和加工工具（刀具）不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工作。加工表面與加工工具，只要改變了其中一樣多就應(yīng)算作不同的工步。安裝：指工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那部工序。每裝夾一次工件稱為一次安裝。 （三）生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型 1、生產(chǎn)綱領(lǐng)：指企業(yè)在計劃期間應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。計劃期常為一年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)常稱為年產(chǎn)量。 NQn（1+a）（1+b） 式中： N零件的年產(chǎn)量（件/年）； Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）； n每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）； a該零件的備品率（備品百分率）； b該零件的廢品率（廢品百分率）。2.生產(chǎn)類型：是生產(chǎn)結(jié)構(gòu)類型的簡稱，是產(chǎn)品的品種、產(chǎn)量和生產(chǎn)的專業(yè)化程度在企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)、組織、經(jīng)濟效果等方面的綜合表現(xiàn)。生產(chǎn)類型一般分為單件生產(chǎn)、大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)三種類型。（1） 單件生產(chǎn) 毛坯精度低，加工余量大；采用通用機床、通用夾具、通用刀具及萬能量具；對工人技術(shù)水平要求較高；不考慮零件的互換性。（2） 成批生產(chǎn) 毛坯精度及加工余量中等；采用通用機床及一部分專用機床；一般采用專用夾具，部分采用劃線方法保證尺寸；較多采用專用刀具及量具；要求工人具有中等技術(shù)水平；零件普遍具有互換性，但保留某些修配工作。（3） 大量生產(chǎn) 毛坯精度高，加工余量小，廣泛采用專用機床及自動機床、專用夾具、專用刀具及量具；對工人技術(shù)水平要求不高；零件具有互換性。四、課堂小結(jié)： 總結(jié)本堂課的內(nèi)容、提醒注意課堂紀律。審閱簽名:理 論 課 教 案 2011 年 3 月 7 日第3周星期1 第1、2節(jié) 第二章 數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ)第1節(jié)：機械加工工藝規(guī)程的制訂授課方式講授作業(yè)無教學(xué)目的1、 了解工藝過程和工藝規(guī)程的概念2、 了解生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的概念選用教具掛圖無重點掌握機械加工工藝規(guī)程的概念及其制訂的步驟難點機械加工工藝規(guī)程的制訂教學(xué)回顧上次課我們了解了關(guān)于生產(chǎn)過程和生產(chǎn)系統(tǒng)，工藝過程和工藝規(guī)程，生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的概念（5分鐘）說明 教學(xué)過程三、 檢查學(xué)生的到課情況，著裝是否符合上課要求，然后引入新課。（5分鐘）四、 主要內(nèi)容：1）、工藝規(guī)程制訂的步驟及方法2）、工藝路線的設(shè)計三、教學(xué)過程：（70分鐘） （一）工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程：是指導(dǎo)施工的技術(shù)文件。一般包括以下內(nèi)容：零件加工的工藝路線，各工序的具體加工內(nèi)容，切削用量、工時定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。產(chǎn)品特征，質(zhì)量標準。 2原材料、輔助原料特征及用于生產(chǎn)應(yīng)符合的質(zhì)量標準。 3生產(chǎn)工藝流程。 4主要工藝技術(shù)條件、半成品質(zhì)量標準。 5生產(chǎn)工藝主要工作要點。 6主要技術(shù)經(jīng)濟指標和成品質(zhì)量指標的檢查項目及次數(shù)。7工藝技術(shù)指標的檢查項目及次數(shù)。教學(xué)過程8專用器材特征及質(zhì)量標準。1） 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件機械加工車間生產(chǎn)的計劃、調(diào)度，工人的操作，零件的加工質(zhì)量檢驗，加工成本的核算，都是以工藝規(guī)程為依據(jù)的。處理生產(chǎn)中的問題，也常以工藝規(guī)程作為共同依據(jù)。如處理質(zhì)量事故，應(yīng)按工藝規(guī)程來確定各有關(guān)單位、人員的責(zé)任。2） 工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù)車間要生產(chǎn)新零件時，首先要制訂該零件的機械加工工藝規(guī)程，再根據(jù)工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準備。如：新零件加工工藝中的關(guān)鍵工序的分析研究；準備所需的刀、夾、量具（外購或自行制造）；原材料及毛坯的采購或制造；新設(shè)備的購置或舊設(shè)備改裝等，均必須根據(jù)工藝來進行。3） 工藝規(guī)程是新建機械制造廠（車間）的基本技術(shù)文件新建（改.擴建）批量或大批量機械加工車間（工段）時，應(yīng)根據(jù)工藝規(guī)程確定所需機床的種類和數(shù)量以及在車間的布置，再由此確定車間的面積大小、動力和吊裝設(shè)備配置以及所需工人的工種、技術(shù)等級、數(shù)量等。（二）工藝規(guī)程制訂時所需要的原始資料設(shè)計工藝規(guī)程必須具備以下原始資料： 產(chǎn)品裝配圖、零件圖。 產(chǎn)品驗收質(zhì)量標準。 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)。 毛坯材料與毛坯生產(chǎn)條件。 制造廠的生產(chǎn)條件，包括機床設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格、性能和當前的技術(shù)狀態(tài)，工人的技術(shù)水平，工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關(guān)資料。 工藝規(guī)程設(shè)計、工藝裝備設(shè)計所用設(shè)計手冊和有關(guān)標準。 國內(nèi)外有關(guān)制造技術(shù)資料等。（三）工藝規(guī)程制訂的步驟及方法1、 定位基準及選擇2、 工藝路線的制訂3、 加工余量、工序間尺寸及公差的確定4、 工藝尺寸鏈5、 時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑6、 工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析7、 自動生產(chǎn)線和柔性制造系統(tǒng)四、課堂小結(jié)： 總結(jié)本堂課的內(nèi)容、提醒注意課堂紀律。審閱簽名:理 論 課 教 案 2011 年 3 月 8 日第3周星期2 第3、4節(jié) 第二章 數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ)第1節(jié)：機械加工工藝規(guī)程的制訂授課方式講授作業(yè)無教學(xué)目的1、 了解定位準的選擇標準2、 掌握制訂工藝路線的方法選用教具掛圖無重點掌握機械加工工藝路線的制訂步驟及方法難點機械加工工藝路線的制訂教學(xué)回顧上次課我們了解了工藝規(guī)程的作用以及制訂其所需要的工藝文件。概括講解了制訂工藝規(guī)程的方法及步驟（5分鐘）說明 教學(xué)過程五、 檢查學(xué)生的到課情況，著裝是否符合上課要求，然后引入新課。（5分鐘）六、 主要內(nèi)容：1）、定位基準的選擇2）、工藝路線的實例講解三、教學(xué)過程：（70分鐘） （一）定位基準的選擇基準的概念1、基準：指零件上用來確定其它點、線、面所依據(jù)的點、線、面。零件都是由若干表面組成，各表面之間有一定的尺寸和相互位置要求。模具零件表面間的相對位置要求包括兩方面：表面間的距離尺寸精度和相對位置精度（如同軸度、平行度、垂直度和圓跳動等）要求。研究零件表面間的相對位置關(guān)系離不開基準，不明確基準就無法確定零件表面的位置。基準就其一般意義來講，就是零件上用以確定其他點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面。2、基準分類：設(shè)計基準和工藝基準工藝基準又可分為： 工序基準：是工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后應(yīng)達到的尺寸、形狀、位置所用的基準。 定位基準：是在加工中確定工件位置所用的基準。教學(xué)過程 測量基準：測量時所采用的基準。 裝配基準：是裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準3、定位基準的選擇粗基準：用未加工過的表面所作的定位基準。精基準：用已加工過的表面所作的定位基準。（1）粗基準的選擇原則選擇粗基準時，主要考慮的問題是如何使各道工序均有足夠的加工余量以及工件安裝的穩(wěn)定性。選擇原則為： 為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準；若工件上有幾個不需加工的表面，應(yīng)選其中與加工表面間的位置精度要求較高者為粗基準。 合理分配各加工表面的余量 盡量選用面積大而平整的表面為粗基準，以保證定位準確、夾緊可靠。 粗基準一般不重復(fù)使用，同一尺寸方向的粗基準一般只能使用一次。（2） 精基準的選擇原則選擇精基準時，主要考慮的問題是如何保證零件的加工精度以及安裝可靠。選擇原則為： 基準重合原則。即選擇設(shè)計基準作為定位基準，以避免基準不重合誤差。 基準統(tǒng)一原則。即盡可能選用統(tǒng)一的定位基準加工各個表面，以保證各表面間的位置精度。 自為基準原則。即盡可能選用統(tǒng)一的定位基準加工各個表面，以保證各表面間的位置精度。 互為基準。對于有位置精度要求較高的表面，采用互為基準反復(fù)加工，更有利于精度的保證。 保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則。制訂工藝路線實例 （課本P26）1、 零件圖的研究和工藝分析2、 毛坯的制造形式3、 加工方法的選擇4、 加工階段的劃分5、 工序的集中與分散6、 定位基準的選擇7、 熱處理工序的安排8、 輔助工序的安排四、課堂小結(jié)： 總結(jié)本堂課的內(nèi)容、提醒注意課堂紀律。 審閱簽名:理 論 課 教 案 2011年3月14、15日第4周星期1 第1、2節(jié)/星期2第3、4節(jié) 第二章 數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ)第2節(jié)：機床工序的設(shè)計授課方式講授作業(yè)無教學(xué)目的1、 加工余量的確定2、 工序基準的選擇3、 工序尺寸及公差的確定4、 切削用量的確定選用教具掛圖無重點1、 加工余量的確定2、 工序基準的選擇3、 工序尺寸及公差的確定4、 切削用量的確定難點1、 工序基準的選擇2、 切削用量的確定教學(xué)回顧上次課我們了解了工藝規(guī)程的作用以及制訂其所需要的工藝文件。概括講解了制訂工藝規(guī)程的方法及步驟、重點講解了定位基準的選擇（5分鐘）說明 教學(xué)過程一、 檢查學(xué)生的到課情況，著裝是否符合上課要求，然后引入新課。（5分鐘）二、 主要內(nèi)容：1、 加工余量的確定2、 工序基準的選擇3、 工序尺寸及公差的確定4、切削用量的確定三、教學(xué)過程：（70分鐘） （一）加工余量的概念加工余量：是指使加工表面達到所需的精度和表面質(zhì)量而應(yīng)切除的金屬表層。加工余量分為工序余量和加工總余量兩種。工序余量：是指相鄰兩工序的工序尺寸之差，也就是在一道工序中所切除的金屬層厚度。加工總余量：又稱為毛坯余量，是指毛坯尺寸與零件圖設(shè)計尺寸之差基本余量:設(shè)計時給定的余量工序間加工余量:又稱為工序余量，是指相鄰兩工序尺寸之差工序余量公差:本工序的最大余量與最小余量之代數(shù)差的絕對值，等于本工序的公差與上工序公差之和教學(xué)過程單面加工余量:加工前后半徑之差，平面余量為單面余量 雙面加工余量:加工前后直徑之差影響加工余量的因素影響因素說 明加工前（或毛坯）的表面質(zhì)量（表面缺陷層深度H 和表面粗糙度） 鑄件的冷硬、氣孔和夾渣層，鍛件和熱處理件的氧化皮、脫碳層、表面裂紋等表面缺陷層，以及切削加工后的殘余應(yīng)力層 前工序加工后的表面粗糙度前工序的尺寸公差 Ta前工序加工后的尺寸誤差和形狀誤差，其總和不超過前工序的尺寸公差Ta 當加工一批零件時，若不考慮其他誤差，本工序的加工余量不應(yīng)小于Ta前工序的形狀與位置公差（如直線度、同軸度、垂直度公差等）a前工序加工后產(chǎn)生的形狀和位置誤差，兩者之和一般小于前工序的形狀和位置公差 當不考慮其他誤差的存在，本工序的加工余量不應(yīng)小于a 當存在兩種以上形狀與位置誤差時，其總誤差為各誤差的向量和本工序加工時的安裝誤差a安裝誤差等于定位誤差和夾緊誤差的向量和(二）工序基準的選擇1、在工序圖上，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、位置的基準，稱為工序基準。由于定位基準與設(shè)計基準不重合而造成的定位誤差稱為基準不重合誤差，以 B 來表示。 圖 3 -61a 所示為零件簡圖，在工件上銑缺口，加工尺寸為 A 、 B 。圖 3-61b 為加工示意圖，工件以底面和 E 面定位， C 為確定刀具與夾具相互位置的對刀尺寸，在一批工件的加工過程中 C 的位置是不變的。 加工尺寸 A 的設(shè)計基準是 F ，定位基準是 E ，兩者不重合。當一批工件逐個在夾具上定位時，受尺寸 S S /2 的影響，工序基準 F 的位置是變動的， F 的變動影響 A 的大小，給 A 造成誤差，這個誤差就是基準不重合誤差。顯然基準不重合誤差的大小應(yīng)等于定位基準與設(shè)計基準不重合而造成的加工尺寸的變動范圍，由圖 3-61b 可知： B =A max-A min =S max-S min= S S 是定位基準 E 與設(shè)計基準 F 間的距離尺寸。當設(shè)計基準的變動方向與加工尺寸的方向相同時，基準不重合誤差就等于定位基準與設(shè)計基準間尺寸的公差，如圖 3-61 ，當 S 的公差為 S ，即 B = S （ 3-2 ）當設(shè)計基準的變動方向與加工尺寸方向有一夾角（其夾角為）時，基準不重合誤差等于定位基準與設(shè)計基準間距離尺寸公差在加工尺寸方向上的投影，即 B = S cos (3-3) 當定位基準與設(shè)計基準之間有幾個相關(guān)尺寸的組合，應(yīng)將各相關(guān)連的尺寸公差在加工尺寸方向上投影取和，即 式中 i 定位基準與工序基準之間各相關(guān)連尺寸的公差（ mm ）； i i 的方向與加工尺寸方向之間的夾角（ 0 ）。式（ 3-4 ）是基準不重合誤差 B 的一般計算式 .2、工序基準與設(shè)計基準的關(guān)系四、課堂小結(jié)： 總結(jié)本堂課的內(nèi)容、提醒注意課堂紀律。 審閱簽名:理 論 課 教 案 2011 年 3 月 14 日第4周星期1第1、2節(jié) /星期二第3、4 節(jié) 第二章 數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ)第3節(jié)：工藝尺寸的計算授課方式講授作業(yè)無教學(xué)目的1、 了解工藝尺寸鏈的基本概念2、 掌握工藝尺寸鏈的基本計算公式3、 工藝尺寸鏈封閉環(huán)的選擇4、 工藝尺寸鏈的分析和計算選用教具掛圖無重點工藝尺寸鏈的基本公式工藝尺寸鏈的分析和計算難點工藝尺寸鏈封閉環(huán)的選擇工藝尺寸鏈的分析和計算教學(xué)回顧上次課我們了解了機床工序的設(shè)計，基本掌握了工序基準的選擇以及工序尺寸的確定，公差的確定等（5分鐘）說明 教學(xué)過程4、 檢查學(xué)生的到課情況，著裝是否符合上課要求，然后引入新課。（5分鐘）5、 主要內(nèi)容：1）、工藝尺寸鏈的基本概念2）、工藝尺寸鏈的基本計算公式3）、工藝尺寸鏈封閉環(huán)的選擇4）、工藝尺寸鏈的分析和計算三、教學(xué)過程：（70分鐘） （一）工藝尺寸鏈的基本概念1、工藝尺寸鏈的定義及基本術(shù)語加工下圖所示零件，零件圖上標注的設(shè)計尺寸為A1和A0。當用零件的面1來定加工面2，得尺寸A1，仍以面1定位加工面3，保證尺寸A2，于是A1、 A2和 A0就形成了一個封閉的圖形。這種由相互聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接排列成的尺寸封閉圖形就稱為尺寸鏈。由單個零件在工藝過程中的有關(guān)工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。教學(xué)過程2、工藝尺寸鏈的組成 我們把組成工藝尺寸鏈的各個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。這些環(huán)可分為封閉環(huán)和組成環(huán)。（1） 封閉環(huán)：尺寸鏈中最終間接獲得或間接保證精度的那個環(huán)。每個尺寸鏈中必有一個，且只有一個封閉環(huán)。（2）組成環(huán)：除封閉環(huán)以外的其他環(huán)都稱為組成環(huán)。組成環(huán)又分為增環(huán)和減環(huán)。（i）增環(huán)（Ai）：若其他組成環(huán)不變，某組成環(huán)的變動引起封閉環(huán)隨之同向變動，則該環(huán)為增環(huán)。（ii）減環(huán)（Aj）：若其他組成環(huán)不變，某組成環(huán)的變動引起封閉環(huán)隨之異向變動，則該環(huán)為減環(huán)。工藝尺寸鏈一般都用工藝尺寸鏈圖表示。建立工藝尺寸鏈時，應(yīng)首先對工藝過程和工藝尺寸進行分析，確定間接保證精度的尺寸，并將其定為封閉環(huán)，然后再從封閉環(huán)出發(fā)，按照零件表面尺寸間的聯(lián)系，用首尾相接的單向箭頭順序表示各組成環(huán)，這種尺寸圖就是尺寸鏈圖。根據(jù)上述定義，利用尺寸鏈圖即可迅速判斷組成環(huán)的性質(zhì)，凡與封閉環(huán)箭頭方向相同的環(huán)即為減環(huán)，而凡與封閉環(huán)箭頭方向相反的環(huán)即為增環(huán)。3、工藝尺寸鏈的特性 通過上述分析可知，工藝尺寸鏈的主要特性是封閉性和關(guān)聯(lián)性。所謂封閉性，是指尺寸鏈中各尺寸的排列呈封閉形式。沒有封閉的不能成為尺寸鏈。所謂關(guān)聯(lián)性，是指尺寸鏈中任何一個直接獲得的尺寸及其的變化，都將影響間接獲得或間接保證的那個尺寸及其精度的變化。4、 工藝尺寸鏈計算的基本公式 （1） 封閉環(huán)的基本尺寸：封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)的基本尺寸之和減去所有減環(huán)的基本尺寸之和，即： 式中，封閉環(huán)的的尺寸； 增環(huán)的基本尺寸； 減環(huán)的基本尺寸； m 增環(huán)的環(huán)數(shù)； n 包括封閉環(huán)在內(nèi)的尺寸鏈的總環(huán)數(shù)。（2） 封閉環(huán)的極限尺寸：封閉環(huán)的最大極限尺寸等于所有增環(huán)的最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸之和；封閉環(huán)的最小極限尺寸等于所有增環(huán)的最小極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最大極限尺寸之和。故極值法也稱為極大極小法。即 （3） 封閉環(huán)的上偏，與下偏差：封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和，即 封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和，即 （4）封閉環(huán)的公差：封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和，即 5、 工藝尺寸鏈的計算形式 正計算形式：已知各組成環(huán)尺寸求封閉環(huán)尺寸。其計算結(jié)果是唯一的。產(chǎn)品設(shè)計的校驗常用這種形式。 反計算形式：已知封閉環(huán)尺寸求各組成環(huán)尺寸。由于組成環(huán)通常有若干個，所以反計算形式需將封閉環(huán)的公差值按照尺寸大小和精度要求合理地分配給各組成環(huán)。產(chǎn)品設(shè)計常用此形式。 中間計算形式：已知封閉環(huán)尺寸和部分組成環(huán)尺寸求某一組成環(huán)尺寸。該方法應(yīng)用最廣，常用于加工過程中基準不重合時計算工序尺寸。提示：尺寸鏈計算多屬這種計算形式。 6、工藝尺寸鏈的分析與解算 定位基準與設(shè)計基準不重合時的工藝尺寸及其公差的確定 采用調(diào)整法加工零件時，若所選的定位基準與設(shè)計基準不重合，那么該加工表面的設(shè)計尺寸就不能由加工直接得到，這時就需要進行工藝尺寸的換算，以保證設(shè)計尺寸的精度要求，并將計算的工序尺寸標注在工序圖上。例1 加工如下圖所示某零件，定位基準與設(shè)計基準不重合時工序尺寸計算。圖中所示為某零件的鏜孔工序圖，定位基準是底面N，M、N是已加工表面，圖中L0為、L2為，試求：鏜孔調(diào)整時的工序尺寸L1。解： （1）畫出尺寸鏈并確定封閉環(huán)（如下圖）鏜孔時要調(diào)整的工序尺寸L1為軸線到定位基準間的距離，由加工保證。圖中孔線的設(shè)計基準是M面，其位置尺寸L0通過工序尺寸L1和以加工尺寸L2間接獲得從尺寸鏈圖中分析L0為封閉環(huán)。 （2）判斷增、減環(huán)按增減環(huán)的定義確定L1為增環(huán)，L2為減環(huán) （3）根據(jù)上述公式，計算L1的基本尺寸和上、下偏差基本尺寸100=L1-200 L1=300上偏差 +0.15=ESL1-0 ESL1=0.15下偏差 -0.15=EIL1-0.1 EIL1=-0.05計算結(jié)果為：L1=(4)校核 按照封閉環(huán)的公差值是其他組成環(huán)的公差之和。TL0=TL1+TL2=0.2+0.1=0.3計算上面的尺寸鏈，由于環(huán)數(shù)少，利用尺寸鏈解算公式比較簡便。不過，公式記憶起來有的人會感到有些困難，甚至容易弄混；如果尺寸鏈環(huán)數(shù)很多，利用尺寸鏈解算公式計算起來還會感到比較麻煩，并且容易出錯。 測量基準與設(shè)計基準不重合時的工藝尺寸及其公差的確定在工件加工過程中，有時會遇到一些表面加工之后，按設(shè)計尺寸不便直接測量的情況，因此需要在零件上另選一容易測量的表面作為測量基準進行測量，以間接保證設(shè)計尺寸的要求。這時就需要進行工藝尺寸的換算。 例2 下圖所示為軸套零件加工40沉孔的工序圖，其余表面已加工。因空深的設(shè)計基準為橫孔軸線，尺寸mm無法測量，問能否以直接測量孔深A(yù)來檢驗。A1=、A2=、A3=、A4= 解：按題意，以測量A來檢驗尺寸，測量基準為左端面，與設(shè)計基準不重合，需要進行尺寸鏈換算。(1) 畫出尺寸鏈圖，確定封閉環(huán)(2) 確定增減環(huán) A為減環(huán)，其余兩個組成為增環(huán)。(3) 計算A的基本尺寸和上下偏差基本尺寸 30=25=20-A A=15上偏差 +0.15=+0.1+0-EIA EIA=-0.05下偏差 -0.15=-0.1+（-0.05）-ESA ESA=0即：A=（4）校核結(jié)果符合加工過程中，工件的尺寸是不斷變化的，由毛坯尺寸到工序尺寸，最后達到滿足零件性能要求的設(shè)計尺寸。一方面，由于加工的需要，在工序圖以及工藝卡上要標注一些專供加工用的工藝尺寸，工藝尺寸往往不是直接采用零件圖上的尺寸，而是需要另行計算；另一方面，當零件加工時，有時需要多次轉(zhuǎn)換基準，因而引起工序基準、定位基準或測量基準與設(shè)計基準不重合。這時，需要利用工藝尺寸鏈原理來進行工序尺寸及其公差的計算。四、課堂小結(jié)： 總結(jié)兩次課的內(nèi)容、提醒注意課堂紀律。審閱簽名: