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CA6140车床床头箱第一道加工工序、IV轴孔加工夹具设计【6张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

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关键词：: ca6140 车床床头一道加工工序 iv 夹具设计 cad 图纸工艺卡片以及说明书仿单

资源描述：

摘要
一个国家是否强大，主要是看这个国家的工业是否发达。现在中国仍处在工业化中期。中国早在50年代初所处的国际局势下，选择了优先发展重工的道路,重工业中的大多数产品由机床加工的。床头箱体是机床的基础件，通过它把机床主轴、零部件与机床联结在一起。床头箱箱体有精度高的平面和较多的孔系要加工，工序内容多工艺路线长，其加工质量在很大程度上决定着机床的装配精度与性能。在大中批量生产条件下，大量加工实例分析中看出，工艺方案考虑不周，加工路线设计不好，造成加工差错，工作量的成倍增加，制造成本上升。对机床床头箱体的工艺规程设计问题进行研究，对提高其使用效率和使用质量具有重大实际意义。机床床头箱工艺的分析采用工序分散、工序集中的原则来优化加工工艺的路线，从而减少铣床和镗床夹具装卡的次数，减少了专用夹具的设计。使其在加工过程中有据可依并使其具有总结性的经验和理论根据。对其他的箱体加工工艺分析和夹具设计提供理论性的依据。

关键词：机床床头箱；工艺分析；夹具

ABSTRACT
A country whether formidable, is mainly looked that this national industry to be whether developed. Now China still occupied the industrialization intermediate stage. China as early as located in the early 50s under the international situation, chose has given priority to the heavy industry in the path heavy industry majority products to process by the engine bed. The headstock body is engine bed's foundation, through it the engine bed main axle, the spare part and the engine bed joins in together. The headstock box body has the precision high plane and many Kong Xi must process, the working procedure content multi-craft route is long, its processing quality is deciding engine bed's assembly precision and the performance to a great extent. Under the major and medium volume production condition, processes in the example analysis to see massively, the craft plan consideration week, does not process the location not to be good, creates the processing mistake, work load increase doubled and re-doubled, the production cost rise. Conducts the research to the engine bed headstock body's technological process design question, to raises its use efficiency and the use quality has the significant practical significance. The engine bed headstock craft's analysis uses the working procedure to disperse, the working procedure centralized principle to optimize the processing craft the route, thus reduces the milling machine and the boring lathe jig installs the card the number of times, reduced unit clamp's design. Enables it to have in the processing process according to may depend on and enable it to have the summary experience and the theory basis. Provide the theoretical to other box body processing process study and the jig design basis.

Key Words：Temperature sensor；Touch-screen；Touch-screen controller；Liquid crystal display；Temperature measurement

目录
摘    要 …..................................................................................................I
Abstract …………………………………………………………………..II
1床头箱的工艺分析 …................................................................................1
1.1床头箱的功用 ……..........................................................................................1
1.2床头箱的技术要求 ….......................................................................................1
1.3审查床头箱的工艺性 ……..................................................................................4
1．审查零件图样    ...................................................................................4
2．审查零件的结构工艺性。 ………………………………………………4
2 床头箱的生产类型 ……......................................................................5
2.1确定床头箱的生产类型 …................................................................................5
3 确定毛坯的种类和制造方法 …..............................................................6
3.1确定毛坯的种类 ……...........................................................................................6
3.2毛坯制造方法的考虑因素…….............................................................................6
1．材料的工艺性能……...............................................................................6
2．毛坯的尺寸、形状和精度等级 ……...........................................................6
3．零件的生产纲领 ……...............................................................................6
4拟订床头箱的工艺路线 …….................................................................7
4.1定位基准的选择 …................................................................................7
1．精基准的选择 …................................................................................7
2．粗基准的选择 …................................................................................7
4.2表面加工方法的确定 …................................................................................7
4.3加工阶段的划分 …................................................................................10
1．粗加工阶段 …................................................................................10
2．半精加工阶段 …................................................................................10
3．精加工阶段 …................................................................................10
4.4工序的集中 …................................................................................10
4.5工序顺序的安排 …................................................................................11
1．机械加工工序 …................................................................................11
2．热处理工序 …................................................................................11
3．辅助工序 …................................................................................11
4.6加工工艺路线方案的比较 …..............................................................11
1加工工艺路线方案的论证 …..............................................................13
4.7床头箱的主要面、孔工序尺寸及公差 14
5机床设备及工艺装备的选用 17
5.1机床设备的选用 …..............................................................17
5.2工艺装备的选用 .............................................................................17
6切削用量、时间定额的计算 ................................................................18
6.1主要面和孔的切削用量的确定 ...........................................................18
6.2主要面和孔的时间定额的计算 .......................................................... 45
7镗夹具的设计 ........................................................... ........................... 54
7.1确定镗床夹具与机床间的正确位置 ....................................................54
7.2确定镗床夹具与床头箱的定位与夹紧 ............ .................................54
结    论 ........................................................... ........................... 58
参考文献 ........................................................... ........................... 59
附    录 ........................................................... ........................... 60
致    谢 ........................................................... ........................... 78

1 床头箱的工艺分析
工业工程作为一门正式学科的出现应追溯到19世纪末。它起源于美国，其理论体系伴随着工业化进程逐渐完善。我国的工业工程严格地讲是从20世纪60年代到80年代才有了一定水平的应用案例[1]，从80年代开始随着外资企业的进入使工业工程在一定范围内得到推广。经过20多年的发展，取得了较大的成就……。

1.1床头箱的功用
用以支承主轴并使之旋转。主轴为空心结构。其前端外锥面安装三爪卡盘等附件来夹持工件，前端内锥面用来安装顶尖，细长孔可穿入长棒料。车床床头箱内只有一级变速，其主轴变速机构安放在远离主轴的单独变速箱中，以减小变速箱中的传动件产生的振动和热量对主轴的影响。

1.2床头箱的技术要求
床头箱属于典型的长方体箱体，材料为灰口铸铁，硬度为200。该箱体主要是主轴孔系的加工。一般以底面B1、B2和C面做为精定位，其余各孔系和表面也依靠底面B1、B2和C面精定位进行加工。
表1.1 床头箱技术要求
加工表面尺寸及偏差/mm 公差/mm及精度等级表面粗糙度Ra/μm 形位公差/mm
顶面长：555宽：470 IT10 6.3 ∥ 0.04

底面B1 长：560宽：100 IT6 1.6 ∥ 0.04

底面B2 长：560宽：215 IT6 1.6 ∥ 0.04

C面长：120宽：50 IT6 1.6 ∥ 0.04
⊥ 300：0.1 B

左端面宽：520
高： IT10 6.3
右端面宽：470
高：355 IT10 6.3
Ⅳ孔系的4孔  IT7 1.6
Ⅳ孔系的3孔  IT7 1.6
Ⅳ孔系的2孔  IT7 1.6
Ⅳ孔系的1孔  IT7 1.6

该床头箱形状特殊，结构复杂，属于典型的箱体零件。为了实现床头箱在运用中的功用，加工精度要求较高。总而言之，该床头箱的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在运用中的功用。

1.3审查床头箱的工艺性
1审查零件的图样
审查零件图样上的视图、尺寸公差和技术要求正确、统一、完整。分析零件图可知，床头箱的各顶面、底面、C面均要求铣削加工，而且底面和C面加工精度较高，因此要保证各个端面的加工精度，而其他工作表面加工精度相对较低，主轴孔系的精度等级要求高，其他各孔的精度等级一般，因此不需要高精度的铣床加工和镗床，而主要工作表面及各个孔系虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工。由此可见，该零件的工艺性较好。
2审查零件的结构工艺性
零件的结构工艺性各个孔系中的孔都在一条中心线上有利于机械加工、各个表面及孔系的表面粗糙度和行为公差都符合设计要求有利于装配。

2床头箱的生产类型
2.1确定床头箱的生产类型
依设计题目可知：Q=50件/年，M=1件/台，结合生产实际，备品率a%和废品率b%,分别取3%和0.5%代入N=QM(1+a%)(1+b%)式中
N=6000×1×（1+3%）×（1+0.5%）=5408件
查表可知，该床头箱为重型零件，该床头箱的生产类型属于大批生产。

3确定毛坯的种类和制造方法
3.1确定毛坯的种类
该箱体形状复杂，为了提高生产率和铸件精度，宜采用铸造方法制造毛坯，毛坯的拔模角为5度～7度。由于该床头箱的结构复杂生产类型属于大批生产，宜采用金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好。
3.2毛坯制造方法的考虑因素
提高毛坯制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但是往往会增加毛坯的制造成本。确定毛坯制造方法如下：
   1材料的工艺性能
   材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。该箱体为铸件。其材料为灰口铸铁。但是铸铁是脆性材料，可焊接性很差，也不宜用焊接的方法组合毛坯。但是铸铁有良好的防震作用，可减轻机床在加工时的震动。铸铁的机械加工性比较好，而且铸铁比较经济。
2毛坯的尺寸、形状和精度等级
毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。床头箱箱体的结构比较复杂。一般采用砂型铸造、金属模机械造型。
   3零件的生产纲领
     选择的毛坯制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。床头箱生产纲领较大宜采用高精度和生产率的毛坯制造方法。如金属模机器造型，这样比较经济。
4拟订床头箱的工艺路线

床头箱的工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各个表面及孔系的加工方法的确定；加工路线的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。
4.1定位基准的选择
该箱体拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应选择精基准来加工各个表面，在选择粗基准把精基准的表面先加工出来。
1精基准的选择
应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，也就是说应尽量使定位基准和设计基准相重合。这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。根据床头箱箱体零件的技术要求和装配要求，选择床头箱箱体的底面和C面作为精基准。在加工箱体的左右两端面和前后两端面。可以方便地加工大多数的表面，并能达到一定的精度等级的要求。这样可以避免基准转换所产生的误差，可以减少夹具数量和简化夹具的设计还可以减少装夹的次数，便于工序集中，简化工艺过程，提高生产率。
2粗基准的选择
床头箱的粗基准的选择应该在第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面和非加工面的位置关系具有重要的意义。选择顶面做为粗基准，因为顶面做为粗基准定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单、操作方便。床头箱的粗基准选择尽可能平整、没有分边、浇口、冒口或其它缺陷。

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内容简介：: 英文题目一翻译内容全文指导教师评语指导教师签字年月日英文题目二译内容全文指导教师评语指导教师签字年月日加工基础作为产生形状的一种加工方法，机械加工是所有制造过程中最普遍使用的而且是最重要的方法。机械加工过程是一个产生形状的过程，在这过程中，驱动装置使工件上的一些材料以切屑的形式被去除。尽管在某些场合，工件无承受情况下，使用移动式装备来实现加工，但大多数的机械加工是通过既支承工件又支承刀具的装备来完成。机械加工在知道过程中具备两方面。小批生产低费用。对于铸造、锻造和压力加工，每一个要生产的具体工件形状，即使是一个零件，几乎都要花费高额的加工费用。靠焊接来产生的结构形状，在很大程度上取决于有效的原材料的形式。一般来说，通过利用贵重设备而又无需特种加工条件下，几乎可以以任何种类原材料开始，借助机械加工把原材料加工成任意所需要的结构形状，只要外部尺寸足够大，那都是可能的。因此对于生产一个零件，甚至当零件结构及要生产的批量大小上按原来都适于用铸造、锻造或者压力加工来生产的，但通常宁可选择机械加工。严密的精度和良好的表面光洁度，机械加工的第二方面用途是建立在高精度和可能的表面光洁度基础上。许多零件，如果用别的其他方法来生产属于大批量生产的话，那么在机械加工中则是属于低公差且又能满足要求的小批量生产了。另方面，许多零件靠较粗的生产加工工艺提高其一般表面形状，而仅仅是在需要高精度的且选择过的表面才进行机械加工。例如内螺纹，除了机械加工之外，几乎没有别的加工方法能进行加工。又如已锻工件上的小孔加工，也是被锻后紧接着进行机械加工才完成的。基本的机械加工参数切削中工件与刀具的基本关系是以以下四个要素来充分描述的：刀具的几何形状，切削速度，进给速度，和吃刀深度。切削刀具必须用一种合适的材料来制造，它必须是强固、韧性好、坚硬而且耐磨的。刀具的几何形状以刀尖平面和刀具角为特征对于每一种切削工艺都必须是正确的。切削速度是切削刃通过工件表面的速率，它是以每分钟英寸来表示。为了有效地加工，切削速度高低必须适应特定的工件刀具配合。一般来说，工件材料越硬，速度越低。进给速度是刀具切进工件的速度。若工件或刀具作旋转运动，进给量是以每转转过的英寸数目来度量的。当刀具或工件作往复运动时，进给量是以每一行程走过的英寸数度量的。一般来说，在其他条件相同时，进给量与切削速度成反比。吃刀深度以英寸计是刀具进入工件的距离。它等于旋削中的切屑宽度或者等于线性切削中的切屑的厚度。粗加工比起精加工来，吃刀深度较深。切削参数的改变对切削温度的影响金属切削操作中，热是在主变形区和副变形区发生的。这结果导致复杂的温度分布遍及刀具、工件和切屑。图中显示了一组典型等温曲线，从中可以看出：像所能预料的那样，当工件材料在主变形区被切削时，沿着整个切屑的宽度上有着很大的温度梯度，而当在副变形区，切屑被切落时，切屑附近的前刀面上就有更高的温度。这导致了前刀面和切屑离切削刃很近的地方切削温度较高。实质上由于在金属切削中所做的全部功能都被转化为热，那就可以预料：被切离金属的单位体积功率消耗曾家的这些因素就将使切削温度升高。这样刀具前角的增加而所有其他参数不变时，将使切离金属的单位体积所耗功率减小，因而切削温度也将降低。当考虑到未变形切屑厚度增加和切削速度，这情形就更是复杂。未变形切屑厚度的增加趋势必导致通过工件的热的总数上产生比例效应，刀具和切屑仍保持着固定的比例，而切削温度变化倾向于降低。然而切削速度的增加，传导到工件上的热的数量减少而这又增加主变形区中的切屑温升。进而副变形区势必更小，这将在该区内产生升温效应。其他切削参数的变化，实质上对于被切离的单位体积消耗上并没有什么影响，因此实际上对切削温度没有什么作用。因为事实已经表明：切削温度即使有小小的变化对刀具磨损率都将有实质意义的影响作用。这表明如何人从切削参数来确定切削温度那是很合适的。为着测定高速钢刀具温度的最直接和最精确的方法是 W&T 法，这方法也就是可提供高速钢刀具温度分布的详细信息的方法。该项技术是建立在高速钢刀具截面金相显微测试基础上，目的是要建立显微结构变化与热变化规律图线关系式。当要加工广泛的工件材料时，项技术由于利用电子显微扫描技术已经进一步发展，目的是要研究将已回过火和各种马氏体结构的高速钢再回火引起的微观显微结构变化情况。这项技术亦用于研究高速钢单点车刀和麻花钻的温度分布。刀具磨损从已经被处理过的无数脆裂和刃口裂纹的刀具中可知，刀具磨损基本上有三种形式：后刀面磨损，前刀面磨损和 V 型凹口磨损。后刀面磨损既发生在主刀刃上也发生副刀刃上。关于主刀刃，因其担负切除大部金属切屑任务，这就导致增加切削力和提高切削温度，如果听任而不加以检查处理，那可能导致刀具和工件发生振动且使有效切削的条件可能不再存在。关于副刀刃，那是决定着工件的尺寸和表面光洁度的，后刀面磨损可能造成尺寸不合格的产品而且表面光洁度也差。在大多数实际切削条件下，由于主前刀面先于副前刀面磨损，磨损到达足够大时，刀具将实效，结果是制成不合格零件。由于刀具表面上的应力分布不均匀，切屑和前刀面之间滑动接触区应力，在滑动接触区的起始处最大，而在接触区的尾部为零，这样磨蚀性磨损在这个区域发生了。这是因为在切削卡住区附近比刀刃附近发生更严重的磨损，而刀刃附近因切屑与前刀面失去接触而磨损较轻。这结果离切削刃一定距离处的前刀面上形成麻点凹坑，这些通常被认为是前刀面的磨损。通常情况下，这磨损横断面是圆弧形的。在许多情况中和对于实际的切削状况而言，前刀面磨损比起后刀面磨损要轻，因此后刀面磨损更普遍地作为刀具失效的尺度标志。然而因许多作者已经表示过的那样在增加切削速度情况下，前刀面上的温度比后刀面上的温度升得更快，而且又因任何形式的磨损率实质上是受到温度变化的重大影响。因此前刀面的磨损通常在高速切削时发生的。刀具的主后刀面磨损带的尾部是跟未加工过的工件表面相接触，因此后刀面磨损比沿着磨损带末端处更为明显，那是最普通的。这是因为局部效应，这像未加工表面上的已硬化层，这效应是由前面的切削引起的工件硬化造成的。不只是切削，还有像氧化皮，刀刃产生的局部高温也都会引起这种效应。这种局部磨损通常称作为凹坑性磨损，而且偶尔是非常严重的。尽管凹坑的出现对刀具的切削性质无实质意义的影响，但凹坑常常逐渐变深，如果切削在继续进行的话，那么刀具就存在断裂的危机。如果任何进行性形式的磨损任由继续发展，最终磨损速率明显地增加而刀具将会有摧毁性失效破坏，即刀具将不能再用作切削，造成工件报废，那算是好的，严重的可造成机床破坏。对于各种硬质合金刀具和对于各种类型的磨损，在发生严重失效前，就认为已达到刀具的使用寿命周期的终点。然而对于各种高速钢刀具，其磨损是属于非均匀性磨损，已经发现：当其磨损允许连续甚至到严重失效开始，最有意义的是该刀具可以获得重磨使用，当然，在实际上，切削时间远比使用到失效的时间短。以下几种现象之一均是刀具严重失效开始的特征：最普遍的是切削力突然增加，在工件上出现烧损环纹和噪音严重增加等。自动夹具设计用做装配设备的传统同步夹具把零件移动到夹具中心上，以确保零件从传送机上或从设备盘上取出后置于已定位置上。然而在某些应用场合、强制零件移动到中心线上时，可能引起零件或设备破坏。当零件易损而且小小振动可能导致报废时，或当其位置是由机床主轴或模具来具体时，再或者当公差要求很精密时，那宁可让夹具去适应零件位置，而不是相反。为着这些工作任务，美国俄亥俄州公司已经开发了一般性功能数据的非同步西类柔顺性夹具。因为夹具作用力和同步化装置是各自独立的，该同步装置可以用精密的滑移装置来替换而不影响夹具作用力。夹具规格范围是从寸行程， 5英镑夹紧力到 6 英寸行程、 400 英寸夹紧力。现代生产的特征是批量变得越来越小而产品的各种规格变化最大。因此，生产的最后阶段，装配因生产计划、批量和产品设计的变更而显得特别脆弱。这种情形正迫使许多公司更多地致力于广泛的合理化改革和前面提到过情况那样装配自动化。尽管柔性夹具的发展很快落后与柔性运输处理装置的发展，如落后于工业机器人的发展，但仍然试图指望增加夹具的柔顺性。事实上夹具的重要的装置生产装置的专向投资就加强了使夹具更加柔性化在经济上的支持。根据它们柔顺性，夹具可以分为：专用夹具、组合夹具、标准夹具、高柔性夹具。柔性夹具是以它们对不同工件的高适应性和以少更换低费用为特征的。结构形式可变换的柔性夹具装有可变更结构排列的零件（例如针形颊板，多片式零件和片状颊板），标准工件的非专用夹持或夹紧元件（例如：启动标准夹持夹具和带有可移动元件的夹具配套件），或者装有陶瓷或硬化了的中介物质（如：流动粒子床夹具和热夹具紧夹具）。为了生产，零件要在夹具中被紧固，需要产生夹紧作用，其有几个与夹具柔顺性无关的步骤：根据被加工的即基础的部分和工作特点，确定工件在夹具中的所需的位置，接着必须选择若干稳定平面的组合，这些稳定平面就构成工件被固定在夹具中确定位置上的夹持状轮廓结构，均衡所有各力和力矩，而且保证接近工件工作特点。最后，必须计算、调整、组装可拆装的或标准夹具元件的所需位置，以便使工件牢牢地被夹紧在夹具中。依据这样的程序，夹具的轮廓结构和装合的规划和记录过程可以进行自动化控制。结构造型任务就是要产生若干稳定平面的组合，这样在这些平面上的各夹紧力将使工件和夹具稳定。按惯例，这个任务可用人机对话即几乎完全自动化的方式来完成。一人机对话即以自动化方式确定夹具结构造型的优点是可以有组织有规划进行夹具设计，减少所需的设计人员，缩短研究周期和能更好地配置工作条件。简言之，可成功地达到显著提高夹具生产效率和效益。在充分准备了构造方案和一批材料情况下，在完成首次组装可以成功实现节约时间达 60%。因此夹具机构造型过程的目的是产生合适的编程文件。车床加工车床主要是为了进行车外圆、车端面和镗孔等项工作而设计的机床。车削很少在其他种类的机床上进行 ,而且任何一种其他机床都不能像车床那样方便地进行车削加工。由于车床还可以用来钻孔和铰孔 ,车床的多功能性可以使工件在一次安装中完成几种加工。因此 ,在生产中使用的各种车床比任何其他种类的机床都多。车床的基本部件有 :床身、主轴箱组件、尾座组件、溜板组件、丝杠和光杠。床身是车床的基础件。它通常是由经过充分正火或时效处理的灰铸铁或者球墨铁制成。它是一个坚固的刚性框架 ,所有其他基本部件都安装在床身上。通常在床身上有内外两组平行的导轨。有些制造厂对全部四条导轨都采用导轨尖朝上的三角形导轨 (即山形导轨 ) ,而有的制造厂则在一组中或者两组中都采用一个三角形导轨和一个矩形导轨。导轨要经过精密加工以保证其直线度精度。为了抵抗磨损和擦伤 ,大多数现代机床的导轨是经过表面淬硬的 ,但是在操作时还应该小心 ,以避免损伤导轨。导轨上的任何误差 ,常常意味着整个机床的精度遭到破坏。主轴箱安装在内侧导轨的固定位置上 ,一般在床身的左端。它提供动力 ,并可使工件在各种速度下回转。它基本上由一个安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮 (类似于卡车变速箱 )所组成。通过变速齿轮 ,主轴可以在许多种转速下旋转。大多数车床有 812 种转速 ,一般按等比级数排列。而且在现代机床上只需扳动 24 个手柄 , 就能得到全部转速。一种正在不断增长的趋势是通过电气的或者机械的装置进行无级变速。由于机床的精度在很大程度上取决于主轴 ,因此 ,主轴的结构尺寸较大 ,通常安装在预紧后的重型圆锥滚子轴承或球轴承中。主轴中有一个贯穿全长的通孔 ,长棒料可以通过该孔送料。主轴孔的大小是车床的一个重要尺寸 ,因此当工件必须通过主轴孔供料时 ,它确定了能够加工的棒料毛坯的最大尺寸。尾座组件主要由三部分组成。底板与床身的内侧导轨配合 ,并可以在导轨上作纵向移动。底板上有一个可以使整个尾座组件夹紧在任意位置上的装置。尾座体安装在底板上 ,可以沿某种类型的键槽在底板上横向移动 ,使尾座能与主轴箱中的主轴对正。尾座的第三个组成部分是尾座套筒。它是一个直径通常大约在 51763 英寸 )之间的钢制空心圆柱体。通过手轮和螺杆 ,尾座套筒可以在尾座体中纵向移入和移出几个英寸。车床的规格用两个尺寸表示。第一个称为车床的床面上最大加工直径。这是在车床上能够旋转的工件的最大直径。它大约是两顶尖连线与导轨上最近点之间距离的两倍。第二个规格尺寸是两顶尖之间的最大距离。车床床面上最大加工直径表示在车床上能够车削的最大工件直径 , 而两顶尖之间的最大距离则表示在两个顶尖之间能够安装的工件的最大长度。普通车床是生产中最经常使用的车床种类。它们是具有前面所叙的所有那些部件的重载机床 ,并且除了小刀架之外 ,全部刀具的运动都有机动进给。它们的规格通常是 :车床床面上最大加工直径为305610224 英寸 ) ；但是 ,床面上最大加工直径达到 12700 英寸 )和两顶尖之间距离达到 3658车床也并不少见。这些车床大部分都有切屑盘和一个安装在内部的冷却液循环系统。小型的普通车床车床床面最大加工直径一般不超过 3303 英寸 ) 被设计成台式车床 ,其床身安装在工作台或柜子上。虽然普通车床有很多用途 ,是很有用的机床 ,但是更换和调整刀具以及测量工件花费很多时间 ,所以它们不适合在大量生产中应用。通常 ,它们的实际加工时间少于其总加工时间的 30%。此外 ,需要技术熟练的工人来操作普通车床 ,这种工人的工资高而且很难雇到。然而 ,操作工人的大部分时间却花费在简单的重复调整和观察切屑过程上。因此 ,为了减少或者完全不雇用这类熟练工人 ,六角车床 ,螺纹加工车床和其他类型的半自动和自动车床已经很好地研制出来 ,并已经在生产中得到广泛应用。先进制造技术中的一个基本的概念是数字控制 (在数控技术出现之前，所有的机床都是由人工操纵和控制的。在与人工控制的机床有关的很多局限性中 ,操作者的技能大概是最突出的问题。采用人工控制是产品的质量直接与操作者的技能有关。数字控制代表了从人工控制机床走出来的第一步。数字控制意味着采用预先录制的、存储的符号指令来控制机床和其他制造系统。一个数控技师的工作不是去操纵机床 ,而是编写能够发出机床操纵指令的程序。对于一台数控机床 ,其上必须安有一个被称为阅读机的界面装置 ,用来接受和解译出编程指令。发展数控技术是为了克服人类操作者的局限性 ,而且它确实完成了这项工作。数字控制的机器比人工操纵的机器精度更高 ,生产出零件的一致性更好、生产速度更快、而且长期的工艺装备成本更低。数控技术的发展导致了制造工艺中其他几项新发明的产生 : 电火花加工技术、激光切割、电子束焊接。数字控制还使得机床比它们采用有人工操的前辈们的用途更为广泛。一台数控机床可以自动生产很多类的零件 , 每一个零件都可以有不同的和复杂的加工过程。数控可以使生产厂家承担那些对于采用人工控制的机床和工艺来说 ,在经济上是不划算的产品生产任务。同许多先进技术一样 ,数控诞生于麻省理工学院的实验室中。数控这个概念是 50 年代初在美国空军的资助下提出来的。在其最初的价段 ,数控机床可以经济和有效地进行直线切割。然而 ,曲线轨迹成为机床加工的一个问题 ,在编程时应该采用一系列的水平与竖直的台阶来生成曲线。构成台阶的每一个线段越短 ,曲线就越光滑。台阶中的每一个线段都必须经过计算。在这个问题促使下 ,于 1959 年诞生了自动编程工具 (言。这是一个专门适用于数控的编程语言 ,使用类似于英语的语句来定义零件的几何形状 ,描述切削刀具的形状和规定必要的运动。言的研究和发展是在数控技术进一步发展过程中的一大进步。最初的数控系统和今天应用的数控系统是有很大差别的。在那时的机床中 ,只有硬线逻辑电路。指令程序写在穿孔纸带上 (它后来被塑料带所取代 ),采用带阅读机将写在纸带或磁带上的指令给机器翻译出来。所有这些共同构成了机床数字控制方面的巨大进步。然而 ,在数控发展的这个阶段中还存在着许多问题。一个主要问题是穿孔纸带的易损坏性。在机械加工过程中 ,载有编程指令信息的纸带断裂和被撕坏是常见的事情。在机床上每加工一个零件 ,都需要将载有编程指令的纸带放入阅读机中重新运行一次。因此 ,这个问题变得很严重。如果需要制造 100 个某种零件 ,则应该将纸带分别通过阅读机 100 次。易损坏的纸带显然不能承受严配的车间环境和这种重复使用。这就导致了一种专门的塑料磁带的研制。在纸带上通过采用一系列的小孔来载有编程指令 ,而在塑料带上通过采用一系列的磁点眯载有编程指令。塑料带的强度比纸带的强度要高很多 ,这就可以解决常见的撕坏和断裂问题。然而 ,它仍然存在着两个问题。其中最重要的一个问题是 ,对输入到带中指令进行修改是非常困难的 ,或者说是根本不可能的。即使对指令程序进行最微小的调整 ,也必须中断加工 ,制作一条新带。而且带通过阅读机的次数还必须与需要加工的零件的个数相同。幸运的是 ,计算机技术的实际应用很快解决了数控技术中与穿孔纸带和塑料带有关的问题。在形成了直接数字控制 (个概念之后 ,可以不再采用纸带或塑料带作为编程指令的载体 ,这样就解决了与之有关的问题。在直接数字控制中 ,几台机床通过数据传输线路联接到一台主计算机上。操纵这些机床所需要的程序都存储在这台主计算机中。当需要时 ,通过数据传输线路提供给每台机床。直接数字控制是在穿孔纸带和塑料带基础上的一大进步。然而 ,它敢有着同其他信赖于主计算机技术一样的局限性。当主计算机出现故障时 ,由其控制的所有机床都将停止工作。这个问题促使了计算机数字控制技术的产生。微处理器的发展为可编程逻辑控制器和微型计算机的发展做好了准备。这两种技术为计算机数控 (发打下了基础。采用每台机床上都有一个可编程逻辑控制器或者微机对其进行数字控制。这可以使得程序被输入和存储在每台机床内部。它还可以在机床以外编制程序 ,并将其下载到每台机床中。计算机数控解决了主计算机发生故障所带来的问题 ,但是它产生了另一个被称为数据管理的问题。同一个程序可能要分别装入十个相互之间没有通讯联系的微机中。这个问题目前正在解决之中 ,它是通过采用局部区域网络将各个微机联接起来 ,以得于更好地进行数据管理。普通车床普通车床作为最早的金属切削机床的一种 ,目前仍然有许多有用的和为人要的特性和为人们所需的特性。现在 ,这些机床主要用在规模较小的工厂中

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