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第八节 第七节 第六节 第五节 第四节 第三节 零件在数控机床上的定位与装夹 数控加工用刀具 加工余量与确定方法 工序尺寸及其公差的确定 机械加工精度及表面质量 第二节 第一节 数控加工工艺文件 数控加工工艺的制定 成组技术在数控加工中的应用 一 数控加工工艺的主要内容 1 选择适合在数控车床上加工的零件 2 分析被加工零件的图样 明确加工内容及技术要求 3 确定零件的加工方案 制定数控加工工艺路线 4 加工工序的设计 5 数控加工程序的调整 第一节数控加工工艺的制定 二 加工方法的选择 1 外圆表面加工方法的选择 3 平面加工方法的选择 2 内孔表面的加工方法的选择 外圆表面的加工方案 孔的常用加工方案 平面加工方案 4 平面轮廓加工方法的选择平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成 通常采用三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工 平面轮廓铣削 三 加工阶段的划分 1 各加工阶段的任务和目的 2 划分加工阶段的意义 1 保证加工质量 2 便于及时发现毛坯缺陷 3 便于安排热处理工序 4 合理使用设备 四 工序的划分 将工件的加工分散在较多的工序内进行 每道工序的加工内容很少 1 工序划分的原则 每道工序包括尽可能多的加工内容 从而使工序的总数减少 1 工序集中原则 2 工序分散原则 1 数控车削工序的划分方法 2 工序划分方法 1 按零件加工表面划分 将位置精度要求较高的表面安排在一次装夹下尽可能完成大部分甚至全部表面的加工 a 以大端面和大外径装夹b 以内孔和小端面装夹 2 按粗 精加工划分 对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件 应将粗车和精车分开 划分成两道或更多的工序 例加工如图所示手柄零件 坯料 32mm棒料 批量生产 用一台数控车床加工 要求划分工序并确定装夹方式 工序1 如图所示 夹外圆柱面 车 12mm 20mm两圆柱面 圆锥面 粗车掉R42mm圆弧部分余量 留出总长余量切断 工序2 如图所示 用 12mm外圆柱面和 20mm端面装夹 车30 锥面 所有圆弧表面半精车 所有圆弧表面精车成形 2 数控铣削加工工序的划分原则 1 按所用刀具划分2 按安装次数划分3 按粗 精加工划分4 按加工部位划分 加工中心常用这种方法划分工序 适用于加工内容不多的工件 适用于加工后变形较大 需粗 精加工分开的零件 加工表面多而复杂的零件 五 加工顺序的安排 1 加工工序的安排 1 先粗后精 先粗后精的加工工序示例 2 先近后远 加工顺序 先近后远 应优先加工用作精基准的表面 这是因为定位基准的表面越精确 装夹误差就越小 3 内外交叉原则 对既有内表面 内型腔 又有外表面需加工的零件 安排加工顺序时 应先进行内外表面粗加工 后进行内外表面精加工 4 基面先行原则 箱体 支架类零件的平面轮廓尺寸较大 一般先加工平面 再加工孔和其他尺寸 5 先主后次原则 应先加工零件的主要工作表面 装配基面 从而及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷 次要表面可穿插进行 放在主要加工表面加工到一定程度后 最终精加工之前进行 6 先面后孔原则 2 退刀路线的确定 1 斜线退刀方式 斜线退刀方式路线最短 适用于加工外圆表面的偏刀退刀 2 切槽刀退刀方式 这种退刀方式是刀具先径向垂直退刀 到达指定位置时再轴向退刀 3 镗孔刀退刀方式 这种退刀方式与切槽刀的退刀方式恰好相反 想一想 在数控铣削加工时退刀路线怎样确定 为提高材料的力学性能 改善材料的切削加工性能 消除工件的内应力 消除毛坯在制造和机械加工过程中产生的内应力会引起工件变形 提高零件的强度 表面硬度和耐磨性 3 热处理工序的安排 1 预备热处理 2 消除残余应力热处理 3 最终热处理 4 辅助工序的安排 清洗 去毛刺 涂防锈油 平衡 检验 去磁 辅助工序 倒棱边 数控工序前后一般都穿插有其他普通工序 如果衔接不好就容易产生矛盾 因此 要解决好数控工序与非数控工序之间的衔接问题 最好的办法是建立相互状态的要求 5 数控加工工序与普通工序的衔接 第八节 第七节 第六节 第五节 第四节 第三节 零件在数控机床上的定位与装夹 数控加工用刀具 加工余量与确定方法 工序尺寸及其公差的确定 机械加工精度及表面质量 第二节 第一节 数控加工工艺文件 数控加工工艺的制定 成组技术在数控加工中的应用 一 定位基准的选择 选取与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准 以保证不加工表面与加工表面的位置要求 套筒粗基准的选择 第二节零件在数控机床上的定位与装夹 1 粗基准的选择 1 相互位置要求原则 a 正确b 不正确 手轮工件第一次装夹的粗基准选择 2 加工余量合理分配原则 以余量最小的表面作为粗基准 以保证各加工表面有足够的加工余量 台阶轴的粗基准选择 b 加工导轨面时以连接面为精基准床身导轨加工粗基准的选择 为保证重要表面的加工余量均匀 应选择重要加工面为粗基准 a 加工与床腿的连接面时以导轨面为粗基准 3 重要表面原则 粗基准一般不应重复使用 粗基准重复使用的误差 4 不重复使用原则 5 便于工件装夹原则 作为粗基准的表面 应尽量平整光滑 无飞边无冒口无浇口无其他缺陷 以便于使工件定位准确 夹紧可靠 直接选择加工表面的设计基准为定位基准 设计基准与定位基准的关系 2 精基准的选择 1 基准重合原则 a 工件b 直接定位c 间接定位 定位基准与测量基准 一般的套类零件 齿轮坯和带轮 精加工时一般利用心轴以内孔作为定位基准来加工外圆及其他表面 c 带轮d 凸肩和端面加工 a 套类零件b 齿轮坯 定位基准和装配基准重合 2 基准统一原则同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准 c 磨削内孔 a 车削内圆磨具套筒b 车内孔 1 软卡爪2 中心架3 V形夹具 内磨具套筒精基准的选择 所选精基准应能保证工件定位准确稳定 装夹方便可靠 夹具结构简单适用 操作方便灵活 3 自为基准原则 选择加工表面本身作为定位基准 4 互为基准原则 采取两个加工表面互为基准反复加工的方法 5 便于装夹原则 3 辅助基准的选择辅助基准是为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成的一种定位基准 辅助基准典型实例 举例说明哪些应用辅助基准的零件加工实例 1 平面定位元件 1 固定支承 二 定位元件及其应用 A型B型C型 1 支承钉 支承钉是基本定位元件 可以用它直接体现定位点 其结构尺寸已标准化 工件上幅面较大跨度较大的大型精加工平面 常被用来作第一定位基准 为使工件安装稳固 可靠 夹具上的定位元件多采用支承板来体现定位平面 A型B型 2 支承板 指根据工件实际表面情况 自动调整支承方向和接触部位的浮动支承 2 自位支承 常用自位支撑的结构 可调支承是指支承高度可以调节的定位支承 可调支承 3 可调支承 为提高工件的安装刚度及稳定性 防止工件的切削振动及变形 或者为工件的预定位而设置的非正式定位支承 a 铣削工件的顶平面b 铣削变速箱壳体的顶面 4 辅助支承 2 孔类定位元件 1 定位销定位销分为短销和长销 短销只能限制两个移动自由度 而长销限制两个移动自由度外 还可以限制两个转动自由度 2 定位心轴定位心轴常被应用于车 磨 铣床上用来安装内孔尺寸较大套筒类 盘类工件进 主要有间隙配合心轴 过盈配合心轴及锥度心轴 1 间隙配合心轴的应用特点是工件安装迅速方便 但定心精度较差 2 过盈配合心轴的应用特点为定心精度高 但工件装拆不方便 3 锥度心轴作为一种标准心轴 在高精度定位中得到广泛应用 3 锥销类锥销为工件的圆柱孔 圆锥孔提供定位依据 a 精基准定位b 粗基准定位 在机床夹具中 应用各种类型的自动定心夹紧结构 自动定心夹紧心轴 4 自动定心夹紧心轴 1 螺母2 锥套3 5 定位元件4 心轴 V形架结构简单 定位稳定 可靠 对中性好 a 圆柱面铣槽b 圆柱面钻孔c 异形零件定位 3 外圆柱面定位元件 1 V形架 长定位套对工件提供了四点约束 消除了两个移动自由度和两个转动自由度 定位精度及定位质量很低 a 短定位套定位b 长定位套定位 2 定位套 一面两孔定位是数控铣削加工过程中最常用的定位方式之一 1 圆柱销2 削边销3 定位平面 4 常见定位元件的应用 常见定位元件及其应用 在数控加工中还用到哪些定位元件 三 定位误差的计算 定位误差是指一批工件在夹具中定位时 工件的设计基准 或工序基准 在加工尺寸方向上的最大变动量 由于工件定位表面存在制造误差及安装间隙 所造成的工件定位基准要素相对于它在夹具中的理想定位基准位置间的误差称为工件的定位基准位置误差 简称基准位置误差 1 基准不重合误差 B 由于所采用的定位基准与工序基准不重合 所造成的定位误差称为基准不重合误差 2 基准位置误差 W 1 定位误差的分类 2 定位误差的合成 定位误差矢量合成 式中 WK 工件 基准位置误差 WX 销 夹具 基准位置误差 d作用 端面接触点处作用直径 K 孔端面角度误差 X 销端面角度误差 3 定位误差的计算 1 套类工件的定位误差 套类工件的定位误差 2 其他常见定位方式的定位误差 1 套类工件的定位误差 1 高适应性 2 高精度 3 可以快速装夹工件 4 具有良好的敞开性 5 本身的机动性要好 6 坐标关系明确 数据简单 便于坐标的转换计算 7 部分数控机床夹具应为刀具的对刀提供明确的对刀点 8 排屑通畅 清除切屑方便 四 工件在数控机床上的装夹 1 对数控机床夹具的基本要求 2 夹紧力的确定 设计夹紧装置时 首先要合理地确定夹紧力的三要素 即夹紧力的方向 大小和作用点 然后才能根据操作空间设计出相应的夹紧装置 1 夹紧力的方向应垂直于主要定位基面 2 夹紧力的方向应有利于减小夹紧力 最佳的情况是使夹紧力 切削力和工件重力三者方向一致 3 夹紧力的方向应是工件刚度高的方向 尽可能使工件变形最小 1 夹紧力方向选择的原则 3 夹紧力的作用点应尽量靠近加工面 这样可减小工件的振动 提高加工质量 2 夹紧力作用点的确定 1 夹紧力的作用点应对准支撑或位于几个支撑所组成的面积范围之内 以免产生变形或使工件定位不稳定 2 夹紧力的作用点应落在工件刚度高的部位 4 夹紧力的作用点应尽量避免作用在已精加工过的表面上 以免损伤已经精加工的表面 3 机床夹具的分类 对所在学校所用夹具按不同的分类方式进行分类 4 机床夹具的组成 a 钻孔零件 b 夹具 1 夹具体2 短圆柱销3 开口垫圈4 夹紧螺母5 钻套6 钻模板 钻孔零件及其夹具 夹具的主要组成部分及作用 熟悉所在学校中常用的夹具 并指出夹具的组成 5 机床夹具的作用 1 提高劳动生产率 2 保证工件的加工精度 稳定整批工件的加工质量 3 改善工人劳动条件 4 降低对操作工人的技术等级要求 5 使用夹具可以改变和扩大原机床的功能 实现 一机多用 第八节 第七节 第六节 第五节 第四节 第三节 零件在数控机床上的定位与装夹 数控加工用刀具 加工余量与确定方法 工序尺寸及其公差的确定 机械加工精度及表面质量 第二节 第一节 数控加工工艺文件 数控加工工艺的制定 成组技术在数控加工中的应用 第三节数控加工用刀具 一 数控加工刀具的种类 数控刀具三大系统 即车削刀具系统 钻削刀具系统和镗铣刀具系统 数控加工用刀具可分为常规刀具和模块化刀具 模块化刀具的优点 减少换刀停机时间 增加生产加工时间 加快换刀及安装速度 提高小批量生产的经济性 提高刀具标准化和合理化的程度 提高刀具管理及柔性加工的水平 扩大刀具的利用率 充分发挥刀具的性能 数控加工刀具的种类见表 对所在学校所用的刀具进行分类 二 刀具材料 常用数控加工刀具材料的特点及应用见表 所在学校所用硬质合金刀具是哪一种 三 刀具涂层技术 刀具表面涂层技术是一种优质的表面改性技术 它是指在普通高速钢和硬质合金刀片表面采用化学气相沉积 CVD 或物理气相沉积 PVD 的工艺方法 涂覆一薄层 5 12 m 高硬度难熔金属化合物 如TiC TiN Al2O3等 优点 既保持了普通刀片基体的强度和韧性 又使表面有高的硬度和耐磨性 更小的摩擦因数和高的耐热性 较好地解决了材料硬度与强度及韧性的矛盾 化学气相沉积技术主要用于硬质合金车削类刀具的表面涂层 其涂层与基体结合强度高 薄膜厚度可达7 9 m 适用于中型 重型切削的高速粗加工及半精加工 在硬质合金可转位刀具上应用极广泛 1 化学气相沉积 CVD 技术的应用 一是工艺处理温度高 易造成刀具材料抗弯强度的下降 二是薄膜内部为拉应力状态 使用中易导致微裂纹的产生 三是CVD工艺所排放的废气 废液会造成工业污染 对环境影响较大 与目前所提倡的绿色工业相抵触 缺陷 2 物理气相沉积 PVD 技术的应用 作为最终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层 不仅结合强度高 硬度接近立方氮化硼 抗氧化性能好 并可有效地控制精密刀具刃口形状及精度 常用数控加工刀具涂层材料及应用特点见表 PVD技术普遍用于硬质合金立铣刀 钻头 阶梯钻 油孔钻 铰刀 丝锥 可转位铣刀片 异形刀具 焊接刀具等的涂层处理 PVD工艺对环境没有不利影响 符合目前绿色工业的发展方向 不同的刀具生产厂家所生产的刀具牌号是否一样 应用范围是否相同 四 刀具的磨损 1 刀具磨损的概念 刀具的磨损是一种连续 逐渐的破坏形式 当刀具磨损到一定程度时 必须重磨或更换新刀 否则 不但影响工件的加工精度和表面质量 而且还会使刀具磨损得更快 甚至崩刃 造成重磨困难和刀具材料浪费 刀具磨损形态 刀具的磨损过程一般可分为三个阶段 通常所说的刀具磨损主要指后面的磨损 刀具磨损阶段的刀具表现 切削状况以及特点与应用 2 刀具磨损过程及磨钝标准 1 刀具的磨损过程 刀具磨损过程曲线 2 刀具的磨钝标准 车刀的径向磨损量 2 硬质合金车刀 后刀面是有规则的磨损 取VB 0 3mm 后刀面无规则磨损 则VBmax 0 6mm 前刀面磨损量KT 0 06 0 3 其中 为进给量 1 高速钢或陶瓷车刀 后刀面是有规则的磨损 取VB 0 3mm 后刀面是无规则磨损 划伤 剥落或有严重沟痕 取VBmax 0 6mm 3 刀具耐用度 1 刀具耐用度的概念 刀具一次刃磨后从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的实际切削时间称为刀具耐用度 用T表示 单位为min 它不包括对刀 夹紧 测量 快进 回程等辅助时间 刀具耐用度的大小表示刀具磨损的快慢 刀具耐用度大 表示刀具磨损慢 耐用度小 表示刀具磨损快 刀具寿命等于刀具耐用度乘以刃磨次数 2 刀具耐用度合理数值的确定 一是根据加工一个零件花费时间最少的观点来制定刀具耐用度 称为最大生产率耐用度 二是根据加工一个零件的成本最低的观点来制定刀具耐用度 称为最低成本耐用度 确定刀具耐用度合理数值的方法一般有两种 刀具耐用度数值一般根据企业具体生产条件来确定 常用的刀具耐用度 不同涂层刀具的耐用度 第八节 第七节 第六节 第五节 第四节 第三节 零件在数控机床上的定位与装夹 数控加工用刀具 加工余量与确定方法 工序尺寸及其公差的确定 机械加工精度及表面质量 第二节 第一节 数控加工工艺文件 数控加工工艺的制定 成组技术在数控加工中的应用 一 加工余量的概念 加工余量 指加工过程中 所切去的金属层厚度 余量有 1 工序余量 是相邻两工序的工序尺寸之差 2 加工总余量 是毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差 它等于各工序余量之和 即 第四节加工余量与确定方法 加工余量与工序尺寸及其公差的关系 b 包容面 a 被包容面 对于包容面 对于被包容面 工序的基本余量 最大工序余量和最小工序余量可按下式计算 对于内圆和外圆等回转体表面 在数控机床加工过程中 加工余量有时指双边余量 即以直径方向计算 实际切削的金属层厚度为加工余量的一半 双边余量 加工余量和加工尺寸的分布 凭工艺人员的实践经验估计加工余量 仅用于单件小批生产 将工厂生产实践和试验研究积累的有关加工余量的资料制成表格 并汇编成手册 目前应用最广泛 二 确定加工余量的方法 1 经验估算法 2 查表修正法 3 分析计算法根据上述的加工余量计算公式和一定的试验资料 对影响加工余量的各项因素进行综合分析和计算来确定加工余量的一种方法 目前 只在材料十分贵重以及军工生产企业或少数大量生产的企业中采用 确定加工余量时应该注意以下几个问题 模锻毛坯用于轴类 外旋转表面 零件的数控车削加工余量见表2 18 平面加工余量见表2 15 按照孔公差IT7加工的工序尺寸见表2 16 普通精度轧制件用于轴类 外旋转表面 零件的数控车削加工余量见表2 17 根据所在学校的实训课程 按以上方式确定加工余量并进行加工 以验证其正确性 三 影响加工余量的因素 为了使工件的加工质量逐步提高 一般每道工序都应切到待加工表面以下的正常金属组织 将上工序留下的表面粗糙度Ra和缺陷层Da全部切去 1 上工序的各种表面缺陷和误差 1 上工序表面粗糙度Ra和缺陷层Da 表面粗糙度及缺陷层 3 上工序的几何误差 也称空间误差 a 2 上工序的尺寸公差Ta 上工序的尺寸公差Ta直接影响本工序的基本余量 轴线弯曲对加工余量的影响 2 本工序的装夹误差 b 装夹误差对加工余量的影响 对单边余量 对双边余量 影响加工余量的因素还有哪些 第八节 第七节 第六节 第五节 第四节 第三节 零件在数控机床上的定位与装夹 数控加工用刀具 加工余量与确定方法 工序尺寸及其公差的确定 机械加工精度及表面质量 第二节 第一节 数控加工工艺文件 数控加工工艺的制定 成组技术在数控加工中的应用 第五节工序尺寸及其公差的确定 一 基准重合时工序尺寸及其公差的计算 工序尺寸及其公差的计算步骤 1 确定毛坯总余量和工序余量 2 确定工序公差 3 计算工序基本尺寸 4 标注工序尺寸公差 例2 1 如图所示为某法兰盘零件上的一个孔 孔径为 表面粗糙度值Ra为0 8 m 毛坯采用铸钢件 需要淬火处理 试确定其各工序尺寸及公差 工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及公差计算 例2 2 某箱体上孔的设计尺寸为 100 0 011 Js6 mm 表面粗糙度值Ra为0 8 m 工艺路线为 粗镗 半精镗 精镗 浮动镗 解 结果见下表 二 基准不重合时工序尺寸及其公差的计算 1 工艺尺寸链的定义 在机器装配或零件加工过程中 互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合 称为尺寸链 由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链 称为工艺尺寸链 1 工艺尺寸链 1 工艺尺寸链的概念 a 零件图b 工艺尺寸链 定位基准与设计基准不重合的工艺尺寸链 测量基准与设计基准不重合的工艺尺寸链 a 零件图b 工艺尺寸链 2 工艺尺寸链的特征 关联性 封闭性 封闭环 组成环 组成环的判别 在工艺尺寸链图上 先给封闭环任定一方向并画出箭头 然后沿此方向环绕尺寸链回路 依次给每一组成环画出箭头 凡箭头方向和封闭环相反的则为增环 相同的则为减环 3 工艺尺寸链的组成 2 工艺尺寸链计算的基本公式 1 封闭环的基本尺寸 A 封闭环的基本尺寸Ai 所有增环的基本尺寸之和Aj 所有减环的基本尺寸之和 2 封闭环的极限尺寸 A max 最大极限尺寸Aimax 所有增环的最大极限尺寸之和Ajmin 所有减环的最小极限尺寸之和 A min 最小极限尺寸Aimin 所有增环的最小极限尺寸之和Ajmax 所有减环的最大极限尺寸之和 最大极限尺寸 最小极限尺寸 3 封闭环的平均尺寸 A M封闭环的平均尺寸AiM所有增环的平均尺寸之和AjM所有减环的平均尺寸之和 4 封闭环的上 下偏差 封闭环的下偏差EIA 所有增环的下偏差EIAi之和所有减环的上偏差ESAj之和 封闭环的上偏差ESA 所有增环的上偏差ESAi之和所有减环的下偏差EIAj之和 上偏差 下偏差 5 封闭环的公差 封闭环的公差TA 所有组成环的公差TAi之和 2 数控编程原点与设计基准不重合的工序尺寸计算 Z2 Z2 20 即Z2 42mm0 ESZ2 0 28 即ESZ2 0 28mm 0 6 EIZ2 0 即EIZ2 0 6mm因此 得Z2 的工序尺寸及其公差 Z2 42mm 1 计算Z2 的工序尺寸及其公差 100 Z3 Z2 Z3 42 即Z3 142mm0 ESZ3 EIZ2 ESZ3 0 6 即ESZ3 0 6mm 0 8 EIZ3 ESZ2 EIZ3 0 28 即EIZ3 1 08mm因此 得Z3 的工序尺寸及其公差 Z3 142mm 2 计算Z3 的工序尺寸及其公差 144 Z4 20 即Z4 164mm0 ESZ4 0 28 即ESZ4 0 28mm 0 54 EIZ4 0 即EIZ4 0 54mm因此 得Z4 的工序尺寸及其公差 Z4 164mm 3 计算Z4 的工序尺寸及其公差 4 计算Z5 的工序尺寸及其公差 20 Z5 Z4 Z5 164 即Z5 184mm0 3 ESZ5 EIZ4 ESZ5 0 54 即ESZ5 0 24mm 0 3 EIZ5 ESZ4 EIZ5 0 28 即EIZ5 0 58mm因此 得Z5 的工序尺寸及其公差 Z5 184mm 分别把编程原点放到不同的台阶上重新进行计算 3 定位基准与工序基准不重合时工序尺寸的计算 定位基准与工序基准不重合的尺寸换算a 零件图b 铣槽的工序图c 工艺尺寸链简图 H的基本尺寸 H 48 10 38mmH的上 下偏差 ESH 0 1 O 0 1mmEIH O O 22 O 22mm故求得的对刀尺寸为H 38 可变换为37 9 mm mm 三 精加工余量的校核 a b c 余量校核的换算 a 工序5 粗车内孔及端面b 工序10 粗车外圆及端面c 工序15 半精车内孔及端面 d 工序20 磨内孔及端面e 工序25 磨外圆及端面f 尺寸链简图 d e f 余量校核的换算 1 确定余量 1 求余量Z6的基本尺寸Z6 45 3 9 5 8 46 6 O 2mm 2 求余量Z6的变动范围ESZ6 0 0 O 2 0 17 O 37mmEIZ6 O 1 0 12 O O O 22mm故求得的余量Z6 0 2mm 优点是不需要提高加工精度 缺点是加大了最大工序余量值 2 调整 1 缩小有关工序尺寸的公差 缩小尺寸公差可以控制余量的变化 2 加大公称余量 四 多尺寸保证 多尺寸保证时的尺寸换算 多尺寸保证时的尺寸链简图 1 铣削尺寸A4 A4 170 O 2 170 2mmESA4 0 2 0 08 0 12mmEIA4 0 0 0故求得的铣削尺寸A4 170 2mm 2 铣削尺寸A3 A3 130 O 2 130 2mmESA3 0 0 0EIA3 0 53 0 2 0 33mm故求得的铣削尺寸A3 130 2mm 3 铣削尺寸A2 A2 60 O 2 60 2mmESA2 0 0 0EIA2 0 4 0 2 0 2mm故求得的铣削尺寸A2 60 2mm 4 铣削尺寸A1 A1 90 O 2 90 2mmESA1 0 0 0EIA1 0 46 0 2 0 26故铣削尺寸A1 90 2mm mm 五 关于角度尺寸链的计算 角度尺寸链的解法 是将与封闭环不平行的尺寸按封闭环的方向进行投影 使之成为直线尺寸链的形式 式中 i 被投影的某一组成环与封闭环的夹角 imax 某一增环的最大极限尺寸imin 某一增环的最小极限尺寸imax 某一减环的最大极限尺寸imin 某一减环的最小极限尺寸 基本计算公式为 如图所示的零件 镗削加工五个孔 其孔的中心不分布在同一直线上 且中心连线互相不平行 在立式镗床上连续镗削孔1 孔5 A1 20mm A2 60士0 25 mm A3 80 0 25 mm A4 20mm 1 2 45 士30 3 40 士30 4 50 士30 由尺寸链图知道 A 为封闭环 其余都为增环 则A max 20 5 cos44 30 60 25 cos44 30 80 25 cos39 30 20 5 cos49 30 132 83mmA min 0 cos45 30 59 75 cos45 30 79 75 cos40 30 20 cos50 30 129 25mm则孔1 孔5的中心距的变化范围是129 25 132 83mm 第八节 第七节 第六节 第五节 第四节 第三节 零件在数控机床上的定位与装夹 数控加工用刀具 加工余量与确定方法 工序尺寸及其公差的确定 机械加工精度及表面质量 第二节 第一节 数控加工工艺文件 数控加工工艺的制定 成组技术在数控加工中的应用 一 加工精度和表面质量的基本概念 所谓加工精度是指零件加工后的几何参数 尺寸 几何形状和相互位置 与理想零件几何参数相符合的程度 它们之间的偏离程度则为加工误差 第六节机械加工精度及表面质量 1 加工精度 零件的加工质量包括加工精度和表面质量两个方面的内容 几何精度包括形状 方向 位置和跳动精度 其中 以形状精度 位置精度为主 1 尺寸精度 尺寸限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围 2 几何精度 2 表面质量 1 表面层的几何形状偏差 1 表面粗糙度指零件表面的微观几何形状误差 2 表面波纹度指零件表面周期性的几何形状误差 2 表面层的物理 力学性能1 冷作硬化表面层因加工中塑性变形而引起的表面层硬度提高的现象 2 残余应力表面层因机械加工产生强烈的塑性变形和金相组织的可能变化而产生的内应力 3 表面层金相组织变化表面层因切削加工时切削热而引起的金相组织的变化 二 表面质量对零件使用性能的影响 三 影响加工精度的因素及提高精度的主要措施 由机床 夹具 工件和刀具所组成的一个完整的系统称之为工艺系统 1 工艺系统的几何误差及改善措施 1 主轴误差机床主轴是装夹刀具或工件的位置基准 它的误差也将直接影响工件的加工质量 主轴的径向圆跳动主轴的轴向窜动主轴摆动 2 导轨误差导轨是机床的重要基准 它的各项误差将直接影响被加工零件的精度 机床导轨误差对工件精度的影响 车床导轨的几何误差对加工精度的影响 2 工艺系统受力变形引起的误差及改善措施 a 腰鼓形的圆柱度误差b 带锥度的圆柱度误差 工艺系统受力变形引起的加工误差 工艺系统受力变形的改善措施 3 工艺系统热变形产生的误差及改善措施 机床热变形对加工精度的影响 a 床身 主轴变形b 床身 工作台 主轴变形 1 机床的热变形 1 在机床大件的结构设计上采取对称结构或采用主动控制方式均衡关键件的温度 2 在结构连接设计上 其布局应使关键部件的热变形方向对加工精度影响较小 3 对发热量较大的部件 应采取足够的冷却措施或采取隔离热源的方法 4 在工艺措施方面 可让机床空运转一段时间之后 当其达到或接近热平衡时再调整机床 对零件进行加工 5 将精密机床安装在恒温室中使用 工艺系统热变形的改善措施 2 工件的热变形由于切削热的作用 工件在加工过程中产生热变形 因其热膨胀影响了尺寸精度和形状精度 改善措施 1 通过选择合适的刀具或改变切削参数的方法来减少切削热或减少传入工件的热量 2 对大型或较长的工件 在夹紧状态下应使其末端能自由伸缩 4 工件内应力引起的误差及改善措施 具有内应力的零件处于一种不稳定的相对平衡状态 可以保持形状精度的暂时稳定 但它的内部组织有强烈的倾向要恢复到一种稳定的没有内应力的状态 一旦外界条件产生变化 内应力的暂时平衡就会被打破而进行重新分布 零件将产生相应的变形 从而破坏原有的精度 工件内应力引起误差的改善措施有 1 在零件的结构设计中 应尽量简化结构 2 在毛坯制造之后 或粗加工后 精加工前 安排时效处理以消除内应力 切削加工时 应将粗 精加工分开在不同的工序进行 四 影响表面粗糙度的工艺因素及主要改善措施 1 工件材料 一般韧性较大的塑性材料 加工后表面粗糙度较大 而韧性较小的塑性材料加工后易得到较小的表面粗糙度 对于同种材料 其晶粒组织越大 加工表面粗糙度越大 改善措施 常在切削加工前对材料进行调质或正火处理 以获得均匀细密的晶粒组织和较大的硬度 2 切削用量 进给量越大 残留面积高度越高 零件表面越粗糙 切削速度对表面粗糙度的影响也很大 在中速切削塑性材料时 由于容易产生积屑瘤 且塑性变形较大 因此加工后零件表面粗糙度较大 改善措施 1 减小进给量 2 采用低速或高速切削塑性材料 3 刀具几何参数 主偏角 副偏角及刀尖圆弧半径对零件表面粗糙度有直接影响 改善措施 1 在进给量一定的情况下 减小主偏和副偏角或增大刀尖圆弧半径 2 适当增大前角和后角 减小切削变形和前后刀面间的摩擦 4 切削液 切削液的冷却和润滑作用 减小切削过程中的界面摩擦 降低切削区温度 使切削层金属表面的塑性变形程度下降 抑制积屑瘤的产生 因此可大大减小表面粗糙度 改善工艺系统热变形的状态 影响尺寸精度的因素及改善措施见表2 21影响形状精度的因素及改善措施见表2 22影响位置精度的因素及改善措施见表2 23 第八节 第七节 第六节 第五节 第四节 第三节 零件在数控机床上的定位与装夹 数控加工用刀具 加工余量与确定方法 工序尺寸及其公差的确定 机械加工精度及表面质量 第二节 第一节 数控加工工艺文件 数控加工工艺的制定 成组技术在数控加工中的应用 一 数控加工编程任务书 第七节数控加工工艺文件 二 工序卡 数控加工工序卡见表2 25 数控加工工序卡是操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性工艺资料 三 数控刀具调整单 数控刀具卡片见表2 26 数控刀具明细表见表2 27 数控刀具调整单主要包括数控刀具卡 简称刀具卡 和数控刀具明细表 简称刀具表 两部分 四 工件装夹和零点设定卡 机床调整单是机床操作人员在加工前调整机床的依据 它主要包