数控加工工艺与编程 课件 第11-13章 数控机床维护及新技术、数控车铣加工工艺设计、数控车铣复合加工编程基础

第二篇：中级数控加工工艺与编程第十一章数控机床维护及新技术《数控加工工艺与编程》教学课件第11章/共16章第十一章数控机床维护及新技术|本章内容▪•概述▪11.1数控机床一级保养▪11.2数控机床故障处理▪11.3数控机床远程运维新技术简介（含课程思政）第十一章数控机床维护及新技术|学习目标▪掌握概述▪掌握数控机床一级保养▪掌握数控机床故障处理▪掌握数控机床远程运维新技术简介（含课程思政）结合教材与实训，逐节学习并完成思考题。•概述第二篇·中级数控加工工艺与编程第十一章数控机床维护及新技术|•概述▪【知识目标】▪了解数控机床的一级保养的原理和方法；▪了解数控机床故障诊断的原理；▪了解数控机床远程运维的新技术。▪【能力目标】▪能够正确制定数控机床一级保养计划并能够实施；第十一章数控机床维护及新技术|•概述（续）▪能够对常见数控机床故障进行诊断和处理；▪具有数控机床远程运维操作能力。▪【素质目标】▪培养爱护工作装备，精心保养刻苦钻研的钉子精神；▪形成不断学习用于创新的工作作风。11.1数控机床一级保养第二篇·中级数控加工工艺与编程第十一章数控机床维护及新技术|11.1数控机床一级保养11.1.1数控机床一级保养的内容▪数控机床保养制度分为一级、二级和三级▪一级保养就是每天要做的日常保养，如开关机是否正常、各轴移动回零及行程是否正常、切削液等液位是否正常、换刀排屑等辅助机构是否正常等▪一级保养表内容如下：第十一章数控机床维护及新技术|11.1数控机床一级保养11.1.1数控机床一级保养的内容序号项目内容策略频率1气压表压力及管路有无漏气检查调整气源压力，漏气就更换气管或接头每天2机台内切削金属屑的及时清理及时清除切削金属屑每天3机台外观油污的擦拭保养（含操作面板）用柔抹布或机床清洁剂配合使用每天4检查机台的急停及安全门的有效性如有问题及时向维修人员反馈每天5检查三色灯是否有效点亮如有问题及时向维修人员反馈每天6检查润滑油泵的出油压力及油量检查，少油及时添加。少油及时添加，压力不够向维修人员反馈每天7检查切削液水箱液位是否足够，切削液水质是否合格。不够添加，不合格就进行反馈每月8检查切削液水箱内金属屑及水泵过滤网的清理视情况进行清理每天9检查排屑机是否能正常工作，有无异物卡顿如有卡顿向维修人员反馈每天10检查主轴以平时加工速度慢转是否有异声或过高温度如有异常向维修人员反馈每天11检查轴移动是否异声或明显护罩损伤如有异常向维修人员反馈每天12检查油冷机是否正常工作少油就加油，如有异常向维修人员反馈每天注：原表较长，此处仅展示前部分内容，详见教材。第十一章数控机床维护及新技术|11.1数控机床一级保养11.1.2数控机床一级保养计划制定与实施▪数控机床的一级保养计划是确保设备长期稳定运行的重要措施之一。下面是一些制定和实施数控机床一级保养计划的步骤：▪（1）确定保养周期：根据数控机床的使用情况和生产计划，确定一级保养的周期。通常情况下，一级保养周期为每隔一段时间（比如每个月或每季度）进行一次。▪（2）制定保养清单：列出需要进行检查和维护的项目，包括机床的各个部件和系统，如润滑系统、传动系统、控制系统、液压系统等。确保清单详细、全面，并根据机床型号和厂家的要求进行调整。▪（3）培训维护人员：确保维护人员具备必要的技能和知识，能够有效地执行保养计划。培训内容包括机床结构、常见故障排除方法、安全操作规程等。▪（4）准备必要的工具和设备：确保维护人员能够获得必要的工具和设备，以便执行保养任务。这可能包括润滑油、清洁剂、测量工具、拆装工具等。▪（5）执行保养计划：按照制定的保养周期和清单，执行一级保养计划。定期检查和维护机床各个部件，发现问题及时处理，防止故障发生。第十一章数控机床维护及新技术|11.1数控机床一级保养（续）11.1.2数控机床一级保养计划制定与实施（续）▪（6）记录保养信息：记录每次保养的内容、时间和维护人员等信息。这有助于跟踪机床的维护历史，发现问题的趋势，并评估保养计划的有效性。▪（7）持续改进：定期评估保养计划的执行情况，根据实际情况进行调整和改进。可能需要根据机床的运行情况和维护经验进行更新和优化。▪通过制定和实施一级保养计划，可以确保数控机床的稳定性和可靠性，延长设备的使用寿命，提高生产效率。11.2数控机床故障处理第二篇·中级数控加工工艺与编程第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理11.2.1数控机床常见故障分类▪一台数控机床由于自身原因不能正常工作，就是产生了故障。机床故障可分为以下几种类型。▪1.系统性故障和随机性故障▪以故障出现的必然性和偶然性，分为系统性故障和随机性故障▪系统性故障是指机床和系统在某一特定条件必然出现的故障▪随机性故障是指偶然出现的故障▪2.诊断显示故障和无诊断显示故障第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理（续）11.2.1数控机床常见故障分类（续）▪以故障出现时有无自诊断显示，可分为有诊断显示故障和无诊断显示故障两种▪现今的数控系统都有较丰富的自诊功能，出现故障时会停机、报警并自动显示出相应的报警参数号，使维修人员较容易找到故障原因▪而无诊断显示故障，往往机床停在某一位置不能动，甚至手动操作也失灵，维修人员只能根据出现故障前后现象来分析判断，排除故障难度较大▪3.破坏性故障和非破坏性故障▪以故障有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障▪对于破坏性故障如伺服系统失控造成撞车，短路烧坏保险等，维修难度大，有一定危险，修后不允许重演这些现象第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理（续）11.2.1数控机床常见故障分类（续）▪而非破坏性故障可经多次反复试验直至排除，不会对机床造成损害▪4.机床运动特性质量故障▪这类故障发生后，机床照常运行，也没有任何报警显示，但加工出的工件不合格。针对这些故障，必须在检测仪器配合下，对机械、控制系统、伺服系统等采取综合措施。▪5.硬件故障和软件故障▪从发生故障的部位分为硬件故障和软件故障。硬件故障只要通过更换某些元器件，如电气开关等，即可排除。而软件故障是因程序编制错误造成，通过修改程序内容或修订机床参数就可排除。第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理11.2.2数控机床常见故障的判断与处理▪加工中心出现故障，除少量自诊断显示故障原因外，如存储器报警、动力电源电压过高报警等，大部分故障是因综合故障引起，不能确定其原因，必须做充分的调查。▪1.充分调查故障现场▪机床发生故障后，维修人员应仔细观察工作寄存器和缓冲工作寄存器尚存内容，了解已执行程序内容，向操作者了解现场情况和现象▪当有诊断显示报警时，打开电气柜观察印制线路板上有无相应报警红灯显示▪做完这些调查后，就可以按动数控系统的复位键，观察系统复位后报警是否消除，如消除，则属于软件故障，否则即属于硬件故障▪2.将可能造成故障的原因全部列出第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理（续）11.2.2数控机床常见故障的判断与处理（续）▪加工中心上造成故障的原因多种多样，有机械的、电气的、控制系统的等等。可是故障到底出现在哪一环节?例如，手摇轮操作无法转动可按下述步骤查找故障原因：▪1）确认系统是否处于手摇操作状态。▪2）是否未选择移动坐标轴。▪3）手摇脉冲发生器电缆连接是否有误。▪4）系统参数中脉冲当量值是否正确。▪5）系统中报警是否未解除。第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理（续）11.2.2数控机床常见故障的判断与处理（续）▪6）伺服系统是否工作异常。▪7）系统是否处于急停状态。▪8)系统电源单元是否工作异常。▪9）手摇脉冲发生器是否损坏。▪若某行程开关工作不正常，其影响因素有：▪1)机械运动不到位，开关未压下。第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理（续）11.2.2数控机床常见故障的判断与处理（续）▪2）机械设计结构不合理，开关松动或挡块太短，压合形状时速度太快等。▪3）开关自身质量有问题。▪4）开关选型不当。▪5）防护措施不好，开关内进了油或切削液，使动作失常。▪3.逐步选择确定故障产生的原因▪根据故障现象，参考机床有关维修使用手册罗列出诸多因素，经优化选择综合判断，找出确切因素，才能排除故障。第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理（续）11.2.2数控机床常见故障的判断与处理（续）▪4.故障的排除▪找到造成故障的确切原因后，就可以“对症下药”，修理、调整和更换有关元部件。▪CNC系统发生故障(或称失效)，是指CNC系统丧失了规定的功能。用户发现故障时，可遵循下述几个方面的判断方法进行综合判断：▪1）直观法▪就是充分利用人的感官注意发生故障时的现象判断故障发生的可能部位▪如有故障时是否伴有响声、火花、亮光产生，它们来自何方，何处出现焦糊味，何处发热异常第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理（续）11.2.2数控机床常见故障的判断与处理（续）▪然后仔细观察可能发生故障的每块线路板的表面状况，是否有烧焦、熏黑或断裂，以进一步缩小检查范围▪2）报警指示灯显示故障▪现代数控系统有众多的硬件报警指示灯，它们分布在电源单元、控制单元、伺服单元等部件上，根据报警指示灯判断故障所在部位。▪3）利用软件报警功能(自诊断功能）▪CNC系统都有自诊断功能，只是自诊断能力有强弱之分▪在系统工作期间，自诊断程序作为主程序的一部分对系统本身、与CNC连接的各种外围设备、伺服系统等进行监控，一旦发现异常，立即以报警方式显示在CRT上或点亮各种报警指示灯，甚至可以对故…第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理（续）11.2.2数控机床常见故障的判断与处理（续）▪一般CNC系统有几十种报警号，有的甚至多达五六百项报警号，用户可以根据报警内容提示来寻找故障的根源▪4）利用状态显示诊断功能▪CNC系统不仅能将故障诊断信息显示在CRT上，而且能以“诊断地址和“诊断数据”的形式提供诊断的各种状态。可将故障区分出是在机床的一侧还是另一侧，缩小检查范围。▪5）核对数控系统参数▪系统参数变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床发生故障，不能正常工作，CNC系统的有些故障就是由于外界的干扰等因素造成个别参数发生了变化所引起的。因此可通过核对、修正参数，将故障排除。▪6）置换备件法第十一章数控机床维护及新技术|11.2数控机床故障处理（续）11.2.2数控机床常见故障的判断与处理（续）▪当通过分析认为故障可能出在印制电路板时，如有备用板进行替换，可迅速找出有故障的线路板，减少停机时间▪但在换板时，一定要注意使印制线路板与原板的状态一致，这包括电位器的位置，短路设定棒的位置等▪当更换寄存器板时，不需进行初始化、重新设定各种NC数控等操作，一定要按说明书的要求进行▪7)测量比较法▪CNC系统生产厂在设计制造印制线路板时，为了调整维修的便利，在印制线路板上设计了多个检测用端子，用户也可利用这些端子将正常的印制线路板和出故障的印制线路板进行测量比较，分析故障的原…▪以上各种方法各有特点，对于较难判断的故障，需要将多种方法同时综合运用，才能产生较好的效果，正确判断出故障的原因及故障的所处位置。11.3数控机床远程运维新技术简介（含课程思政）第二篇·中级数控加工工艺与编程第十一章数控机床维护及新技术|11.3数控机床远程运维新技术简介（含课程思政）11.3.1数控机床健康体检▪在智能制造生产线中，首要目光聚焦数控机床，数控机床作为生产的第一线设备，在产品的质量、效率方面发挥关键作用，一旦出现故障就会造成巨大损失，因此对其的精细化控制、智能化运维、预测性维…▪而已经生产好的数控机床会销往全国各地甚至是国外，机床的实际使用地点与生产地点距离往往相隔非常远，生产商的专业技术人员很难及时获取各个机床的实际状态▪当机床出现故障时，专业的技术人员往往很难第一时间赶到现场进行故障诊断，这就导致实际生产中可能出现停机等待检修的问题▪数控机床在运行过程中，主轴、电机、传动轴、刀具、刀库等不可避免地都处于损耗状态▪而智能数控机床可以进行自我检测，自身通过运行机床健康体检程序，采集数控机床运行过程中的实时大数据，形成指令域波形图，并从中获取可反映机床装配质量、电机质量、伺服调整匹配度的特征参数…▪国产数控系统的代表之一华中数控机床远程运维系统，利用物联网、大数据、人工智能等技术，以“机床大数据”为核心，建立了机床全生命周期健康保障体系，为加工制造行业提供机床故障处理、常规保…第十一章数控机床维护及新技术|11.3数控机床远程运维新技术简介（含课程思政）（续）11.3.1数控机床健康体检（续）▪数控机床远程运维技术的突破不仅是工业互联网发展的里程碑，更是中国制造迈向智能化、服务化转型的生动实践▪面对“设备故障响应滞后”这一全球制造业痛点，我国科研团队以“卡脖子”难题为攻关方向，将5G通信、边缘计算、数字孪生等核心技术融入远程诊断系统，构建起“云端协同、虚实联动”的智能运维体系▪从“千里之外实时监测机床振动频谱”到“跨国界专家团队在线会诊”，这项技术不仅打破了传统维修的时空壁垒，更彰显了“以科技创新赋能实体经济”的国家战略智慧第十一章数控机床维护及新技术|11.3数控机床远程运维新技术简介（含课程思政）11.3.2数控机床轴负荷远程监控▪数控机床的运动轴由驱动电机进行控制，驱动电机由驱动电压控制，不同的驱动电压驱动运动轴以不同转速运转，不同的转速代表数控机床不同的工作状态，如低速、高速、怠速等状态▪在数控机床上安装各式传感器，如温度传感器、电压传感器、压力传感器、速度传感器、位移传感器及激光传感器用来检测数控机床各运动轴的运行状态，及时地采集数控机床各轴的温度、振动、声音等信…▪远程监控系统利用传感器通过网络采集和分析数控机床的加工状态信息，对数控机床的轴负荷工作状态进行实时监控和管理，管理者通过手机等移动终端设备，实时了解产品所处的运行状态，及时掌握生产…▪无论在任何地点，都可以知道操作数控机床的工人在做什么，做了多少工作第十一章数控机床维护及新技术|本章小结▪回顾：概述▪回顾：数控机床一级保养▪回顾：数控机床故障处理▪回顾：数控机床远程运维新技术简介（含课程思政）第十一章数控机床维护及新技术|思考题▪简述数控机床一级保养内容有什么？怎样制定计划和实施？▪数控机床常见的故障有哪些？如何处理？第三篇：高级数控加工工艺与编程第十二章数控车铣加工工艺设计《数控加工工艺与编程》教学课件第12章/共16章第十二章：数控车铣加工工艺设计|本章内容▪•概述▪12.1数控加工生产需求分析▪12.2数控加工工艺过程卡的编制▪1.3数控车铣加工工序卡的编制（参见中级第七章相关内容）第十二章：数控车铣加工工艺设计|学习目标▪掌握概述▪掌握数控加工生产需求分析▪掌握数控加工工艺过程卡的编制▪掌握数控车铣加工工序卡的编制（参见中级第七章相关内容）结合教材与实训，逐节学习并完成思考题。•概述第三篇·高级数控加工工艺与编程第十二章：数控车铣加工工艺设计|•概述▪【知识目标】▪建立机械加工工艺工艺过程设计的基本知识；▪掌握数控加工工件安装夹具的设计原理；▪【能力目标】▪能够进行数控加工生产需求分析；▪能够设计和编制数控加工工艺过程卡；第十二章：数控车铣加工工艺设计|•概述（续）▪能够制定工件装夹方案和设计工装夹具；▪具有编制数控加工工序卡能力。▪【素质目标】▪培养数控加工工艺过程设计的系统观念；▪形成机械制造基础比较完整思维方法。12.1数控加工生产需求分析第三篇·高级数控加工工艺与编程第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.1数控加工生产需求分析12.1.1零件生产纲领▪生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为1年，因此生产纲领常称为年产量。▪零件的生产纲领要考虑备品和废品的数量，可按下式计算：▪N=Qn(1+a)(1+β)▪式中：N——零件的年产量，单位为件/年▪Q——产品的年产量，单位为台/年▪n—每台产品中该零件的数量，单位为件/台第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.1数控加工生产需求分析12.1.2零件生产工艺过程▪生产过程是指将原材料转变为成品的全部过程。对机械制造行业来说一般包括：毛坯制造、机械加工与热处理、装配、产品包装、运输等过程。▪生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，均称为工艺过程▪工艺过程是生产过程中的主要部分，生产过程中除工艺过程外，其余的劳动过程则称为生产辅助过程第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.1数控加工生产需求分析12.1.3多工序、多工步和多工位生产特点▪1.多工序▪多工序生产是指将产品制造过程划分为多个不同的工序，并按照一定的顺序完成▪工序间有先后次序：在多工序生产中，每个工序都有其独特的功能和工作内容，需要按照一定的先后次序完成▪前一道工序的结果将成为后一道工序的输入，各个工序之间存在着前后依赖的关系▪多工序生产提供了一种系统化和高效的制造方法，能够更好地分工和协调不同的工序，以提高生产效率和产品质量，一般在大批量生产中常用▪同时，对于管理人员来说，也需要进行精细的计划和调度工作，以保证整个生产过程的顺利进行第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.1数控加工生产需求分析（续）12.1.3多工序、多工步和多工位生产特点（续）▪2.多工步▪多工步生产是指将产品制造过程划分为多个不同的步骤，并按照一定的次序和操作完成▪步骤间有先后次序：多工步生产中，每个步骤都有其独特的功能和操作内容，需要按照一定的先后次序完成▪每个步骤的完成都是下一个步骤的前提，步骤之间存在着严格的前后依赖关系▪多工步生产提供了一种系统化和分步的制造方法，将复杂的生产过程拆解成多个独立的步骤▪这样可以更加精细地控制每个步骤的操作和质量，并且可以更好地分工和协调不同的操作人员第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.1数控加工生产需求分析（续）12.1.3多工序、多工步和多工位生产特点（续）▪同时，对于管理人员来说，需要严格控制每个步骤的过程，并进行数据追踪和记录，以确保产品质量和生产效率的稳定和提升▪为了简化工艺文件，对于在一次安装中连续进行的若干相同的工步，常可看成一个工步(称为合并工步)。如用一把钻头连续钻削几个相同尺寸的孔，就看成是一个工步，而不看成是几个工步。▪为了提高生产的效率，用几把不同的刀具或复合刀具同时加工一个工件上的几个表面，如图12-1所示，也看成是一个工步，称为复合工步。图12-1复合工步▪3.多工位第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.1数控加工生产需求分析第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.1数控加工生产需求分析12.1.3多工序、多工步和多工位生产特点▪为了减少工件的安装次数，在加工中常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具及多轴机床▪工件在一次安装中，在机床上所占有的每一个位置上所完成的那一部分工作称为工位▪如图12-2所示，利用回转工作台，可在一次安装中顺次完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔等四个工位的加工▪多工位生产是一种高效的生产管理方法，通过并行操作、明确分工和协调协作等特点，可以加快生产速度，减少等待时间，并优化资源利用▪它适用于大批量生产，并且需要进行精细的计划和调度，以确保各个工序或工步之间的顺序和衔接12.2数控加工工艺过程卡的编制第三篇·高级数控加工工艺与编程第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.1毛坯材料的选择▪毛坯的种类和制造方法对零件的加工质量、生产率、材料消耗及加工成本都有影响▪提高毛坯精度，可减少机械加工工作量，提高材料利用率，降低机械加工成本，但毛坯制造成本会增加，两者是相互矛盾的▪选择毛坯时应综合考虑以下几个方面的因素，在成本和效率之间追求最佳效益▪1．零件的材料及对零件力学性能的要求▪例如零件的材料是铸铁或青铜，只能选铸造毛坯，不能用锻造。若材料是钢材，当零件的力学性能要求较高时，不管形状简单与复杂都应选锻件；当零件的力学性能无过高要求时，可选型材或铸造件。▪2．零件的结构形状与外形尺寸第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.1毛坯材料的选择（续）▪钢质的一般用途的阶梯轴，如台阶直径相差不大，用棒料▪若台阶直径相差大，则宜用锻件或铸件，以节约材料和减少机械加工工作量▪大型零件受设备条件限制，一般只能用自由锻和砂型铸造▪3．生产类型▪大批大量生产时，应选毛坯精度和生产率都较高的先进的毛坯制造方法，使毛坯的形状、尺寸尽量接近零件的形状、尺寸，以节约材料，减少机械加工工作量，由此而节约的费用会远远超出毛坯制造所增加…▪单件小批生产时，采用先进的毛坯制造方法所节约的材料和机械加工成本，相对于毛坏制造所增加的设备和专用工艺装备费用要高得多，故应选毛坯精度和生产率均比较低的一般毛坯制造方法，如自由锻和…第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.1毛坯材料的选择（续）▪4．生产条件▪选择毛坯时，应考虑现有生产条件，如现有毛坯的制造水平和设备状况，外协的可能性等。可能时，应尽可能组织外协，实现毛坯制造的社会专业化生产，以获得好的经济效益▪5．充分考虑利用新工艺、新技术和新材料▪随着毛坯制造专业化生产的发展，目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用越来越多，如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料的应用日益广泛，这些方法可大大减少机械加工量，节…第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.2工序的划分及工序内容的确定▪一个或一组工人，在一个工作地点，对一个或同时对几个工件加工所连续完成的那一部分工艺过程称为一道工序。划分工序的主要依据是工作地点是否变动和工作是否连续。▪1.工序划分原则▪工序的划分可以采用两种不同的原则，即工序集中原则和工序分散原则。▪1)工序集中原则▪工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多▪工序集中有利于采用高效的专用设备和数控机床第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.2工序的划分及工序内容的确定（续）▪减少了机床数量、操作工人数和占地面积▪2）工序分散原则▪工序分散就是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▪工序分散使设备和工艺装备结构简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易▪有利于选择合理的切削用量，减少机动时间▪2.工序划分方法第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.2工序的划分及工序内容的确定（续）▪工序划分主要考虑生产纲领、所用设备及零件本身的结构和技术要求等因素。▪大批量生产时，若使用多刀、多轴等高效机床，工序可按集中原则划分▪若在由组合机床组成的自动线上加工，工序一般按分散原则划分▪现代生产的发展多趋向于前者▪如图12-3所示的齿轮，加工数量较少时，按表12-1分工序，而加工数量较多时，工序划分如表12-2所示。▪（a）东风康明斯发动机齿轮（b）工程图第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.2工序的划分及工序内容的确定工序号工序内容设备10粗车大端面、大外圆，钻孔；调头，粗车小端面、小外圆、台阶端面，精车小端面、小外圆车床20磨小端面磨床30滚齿滚齿机40插键槽插床50检验检验台第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.2工序的划分及工序内容的确定工序号工序内容设备10粗车大端面、大外圆，钻孔,内倒角车床120粗车小端面、小外圆、台阶端面，内倒角车床230拉孔拉床40精车小端面、小外圆、台阶端面，内倒角车床350精车大端面、大外圆，钻孔，内倒角车床460滚齿滚齿机70拉键槽拉床80检验检验台第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.2工序的划分及工序内容的确定▪工序的划分依靠两个基本要素：一是工序中的工人、工件和所用的机床或工作地点是否改变▪二是加工过程是否连续完成▪比如，即使粗加工和精加工都是在同一机床上进行，如果中间插入其他处理，失去了工序的连续性，则应把这两次加工分成两道工序▪1）按所用刀具划分即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序▪这种划分方法适用于工件的待加工表面较多，机床连续工作时间过长(如在一个工作班内不能完成)，加工程序的编制和检查难度较大等情况▪加工中心常用这种方法划分工序第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.2工序的划分及工序内容的确定（续）▪2）按安装次数划分即以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适合于加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。▪3)按粗、精加工划分即粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种划分方法适用于加工后变形较大，需粗、精加工分开的零件，如毛坯为铸件和锻件。▪4）按加工部位划分即完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序。对于加工表面多而复杂的零件，可按其结构特点（如内形、外形、曲面和平面等）划分成多道工序。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.3设备选型与工装夹具的设计▪1.数控车床规格型号▪国家规定机床型号以下面这串字符串命名，型号由基本部分和辅助部分组成，中间用“／”隔开，读作“之”。前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。型号构成如下图所示：第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制表12-2齿轮的大批生产加工工序第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.3设备选型与工装夹具的设计▪如车床型号CA6140A，铣床型号X6132。▪1）类代号▪机床的类代号，用大写的汉语拼音字母表示▪必要时，每类可分为若干分类▪分类代号在类代号之前，作为型号的首位，并用阿拉伯数字表示第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.3设备选型与工装夹具的设计▪2）通用特性代号、结构特性代号▪通用特性代号有通用含义，见图12-5。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-4机床的类别代号第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.3设备选型与工装夹具的设计▪如：“GB”表示半自动高精度。▪而结构特性代号是为区别主参数相同而结构不同的机床而设置的▪并没有通用含义▪当型号中有通用特性代号时，结构特性代号应排在通用特性代号之后▪车床中常见的结构特性代号如下：▪A：代表沈阳第一机床厂第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪Y：代表云南机床厂▪DE：代表大连机床厂▪如CA6140中的“A”就代表该机床是沈阳第一机床厂生产的。▪3）组代号及系代号▪将每类机床划分为十个组，每个组又划分为十个系（系列）。组、系划分的原则如下：▪a）在同一类机床，主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪b）在同一组机床中，其主参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。▪机床的组，用一位阿拉伯数字，位于类代号或通用特性代号、结构特性代号之后。车床组代号如下：▪0表示仪表车床▪1表示单轴自动车床▪2表示多轴自动、半自动车床▪机床的系，用一位阿拉伯数字表示，位于组代号之后。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪4）主参数或设计顺序号▪机床型号中主参数用折算值表示，位于系代号之后。当折算值大于1时，则取整数，前面不加“0”；当折算小于1时，则取小数点后第一位数，并在前面加“0”。主参数的折算值，具体参数见图12-6.第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-5通用特性代号第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.3设备选型与工装夹具的设计▪一般是主参数的1/10、1/100，少数为1。▪如车床型号CA6140中的“40”代表其最大旋转直径为400mm。▪某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号由1起始，当设计顺序号小于10时，由01开始编号。▪5）主轴数及第二主参数▪对于多轴车床、多轴钻床、排式钻床等机床，其主轴数应以实际数值列入型号，置于主参数之后，用“×”分开，读作“乘”。单轴，可省略，不予表示。▪第二主参数（多轴机床的主轴数除外），一般不予表示，如有特殊情况，需在型号中表示第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪在型号中表示的第二主参数，一般以折算成两位数为宜，最多不超过三位数▪以长度、深度值等表示的，其折算系数为1/10▪在车床型号中基本不出现该项。▪6）重大改进顺序号▪当机床性能及结构有重大改进，就在型号后加顺序号：A、B、C…（“I”、“O”两字母不得选用）。▪如车床型号CA6140B，代表该车床是CA6140型号的第二次改进款。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪7）其他特性代号▪其他特性代号主要用以反映各类机床特性，置于辅助部分之首。其中同一机床的变型代号，一般放在其他特性代号之首位。▪2.数控铣床规格型号▪1）立式数控铣床▪立式数控铣床是一种常见的铣床，其刀具是沿竖直方向安装的。该型号铣床适用于加工各种板材和小型工件，使用方便，加工效率高，精度较高，因此常用于精密零部件加工。▪常见的立式数控铣床型号有：VMC600、VMC850和VMC1060等。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪2）卧式数控铣床▪卧式数控铣床与立式数控铣床相比，其刀具是沿水平方向安装的。该型号铣床适用于加工各种长度较大、重量较大、结构刚性较强的工件，所以广泛应用于各个领域的工件加工。▪常见的卧式数控铣床型号有：HM800、HM1000和HM1300等。▪3）龙门式数控铣床▪龙门式数控铣床是一种大型铣床，其结构形式为上梁、下床式，刀具沿着横向方向移动，适用于加工大型零件▪另外，由于其大加工范围和强大的加工能力，还被广泛应用于船舶制造、航天航空、汽车制造等领域第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪常见的龙门式数控铣床型号有：LMC3000、LMC4000和LMC5000等▪4）数控加工中心▪数控加工中心是一种多功能加工设备，除了拥有常规铣床的功能外，还可以在同一机床上完成钻孔、镗孔、攻丝等多种加工工序，充分满足各种加工需求▪同时，数控加工中心还配备了自动换刀系统，可以减少换刀时间，提高生产效率▪常见的数控加工中心型号有：V850、V1165和VMC1060H等▪3.工装夹具的设计第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪一个优良的机床夹具应满足以下基本要求：▪（1）保证工件的加工精度▪（2）能提高生产效率▪（3）工艺性能好▪（4）使用性能好▪（5）经济性好第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪进行工装夹具的设计和使用，是能够使得零件迅速而准确地安装于夹具中的确定位置，夹具定位安装于加工设备的确定位置▪因此，使用夹具加工零件时，能使零件迅速而准确地处于加工位置，从而保证零件的加工质量满足要求，这就是夹具在生产中得到广泛运用的主要原因▪在接到设计任务书后，要准备设计工装夹具所需要的资料，包括零件设计图样和技术要求、工艺规程及工艺图、有关加工设备等资料▪在了解了产品零件的基本结构、尺寸精度、形位公差等技术要求后，还要找出零件的关键和重要尺寸(必须要保证的尺寸)，再基本确定工装夹具的设计方案▪一些重要的工装夹具的设计方案，还需要进行充分的讨论和修改后再确定。这样，才能保证此工装设计方案能够适应生产纲领的要求，是更佳的设计方案。▪1）夹具上的定位基准的确定第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪每设计一套工装，都应该将零件的关键和重要尺寸部位，作为工装夹具上的定位部位(定位设计)，还要确定理想的定位设计(精度设计)，确定主要的定位基准(第一基准)和次要的定位基准(第二基准)▪第一基准原则上应该与设计图保持一致。若不能保证时，则可以通过计算，将设计基准转化为工艺基准，但最终必须要保证设计的基准要求。▪2）定位基准的选择应该具备二个条件：▪（1）应该选择工序基准作为定位基准，这样做能够达到基准重合，基准重合可以减少定位误。▪（2）应该选择统一的定位基准，不仅能够保证零件的加工质量提高加工效率，还能够简化工装夹具的结构(一般用孔和轴作为定位基准为佳)。▪如在进行夹具的工装设计时，工装设计人员在选择定位基准时，先要看设计图的定位基准在哪里，再看工艺加工定位基准(工艺规程上已确定)在哪里，这两者确定的定位基准是否一致，若不一致时，则要…第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪3）定位基准的选择▪在零件加工过程中，合理选择定位基准对保证零件的尺寸精度和位置精度有着决定性的作用。▪定位基准又有粗基准和精基准两种。用毛坯表面（即未经加工的表面）作为定位基准的称为粗基准，而用已加工表面作为定位基准的则称为精基准。▪（1）粗基准的选择▪粗基准的选择有两个出发点：一是要保证各加工表面有足够的余量；二是要保证不加工表面的位置与尺寸符合图样要求。由此确定粗基准的选择原则为以下几点。▪保证加工表面的加工余量合理分配第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪为保证重要表面的加工余量小而均匀，应选择重要的加工表面为粗基准▪如图12-7所示，为保证导轨面有均匀的组织和一致的耐磨性，应使其加工余量均匀▪因此，选择导轨面为粗基准加工床腿底面，然后再以底面为基准加工导轨面▪为保证各个加工表面具有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的表面为粗加工基准▪如图12-8所示，自由锻件毛坯大外圆M的余量小，小外圆N的余量大，且N、M轴线的偏差较大▪若以M为粗基准车削外圆N，则在调头车削外圆M时，可使其得到足够而均匀的余量第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪b）保证相互位置要求▪如加工表面与非加工表面有位置要求，则应以此非加工表面作粗基准▪这样可使加工表面与不加工表面之间的位置误差最小，有时还可能在一次装夹中加工出更多的表面▪如图12-9所示铸铁件，用不需要加工的小外圆A作粗基准，不仅能保证φ90H7孔壁的厚薄均匀，而且能在一次装夹中车削出除小端面以外的全部加工表面，使φ160Js6孔与φ90H7孔同轴…▪当工件上有多个不加工面与加工面之间有位置要求时，则应以其中要求较高的不加工面为粗基准。▪c）方便工件装夹与定位可靠第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪为保证定位准确、夹紧可靠，粗基准表面应尽量平整光洁，有足够大的面积，且应避开飞边、浇道、冒口等缺陷。▪d）粗基准不重复使用▪粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用▪因为作为粗基准的表面粗糙而不规则，多次使用易导致较大的定位误差，无法保证各加工表面之间的位置精度▪故一般情况下，粗基准不宜重复使用▪（2）精基准的选择第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪选择精基准一般应遵循如下原则。▪a）基准重合原则▪为避免基准不重合而产生的误差，应尽可能选用设计基准或工序基准作为精基准。如加工为最终工序，则所选择的定位基准应与设计基准重合；如加工为中间工序，则应尽量采用工序基准。▪如图12-10所示箱体件，最终镗孔时应以底面Ⅲ为定位基准，因底面Ⅲ为设计基准，从而直接保证尺寸A±δA及孔轴线Ⅰ和Ⅱ对底面的平行度。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图3-1-8用最小余量表面作粗基准图3-1-9用不加工表面作粗基准第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.3设备选型与工装夹具的设计▪如果设计基准与定位基准不重合，则会影响定位精度，从而影响加工精度▪如图12-11所示，当工件表面间的尺寸按图12-11(a)标注时，如果选择设计基准A为定位基准，并按调整法加工表面B和表面C，则对于B面来说，是符合“基准重合”原则的▪而对于C面来说，定位基准与设计基准不重合第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-10加工箱体孔选用的精基准第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.3设备选型与工装夹具的设计▪b）基准统一原则▪在工件加工过程中应尽可能选用统一的定位基准，称为基准统一原则。▪工件上往往有多个表面要加工，会有多个设计基准▪要遵循基准重合原则，就有较多的定位基准，因而夹具种类也较多▪为了减少夹具种类，简化夹具结构，可设法在工件上找到一组基准，或者在工件上专门设计一组定位面，用它们来定位加工工件上的多个表面，即遵循基准统一原则▪在自动化加工中，为了减少工件的装夹次数也须遵循基准统一原则。例如，柴油机机体加工自动线上，常以一面两孔作为统一基准进行平面和孔系的加工。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪采用基准统一的原则，还可以简化工艺过程，避免基准转换过多，在一次装夹中加工出的表面其位置精度高▪但在选用的统一基准与设计基准不重合时，存在基准不重合误差，其定位精度较基准重合时低▪为此，如某一工序尺寸不能保证其精度，该工序也可另行单独按基准重合原则加工，其余工序仍以统一基准定位▪c）自为基准原则▪在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均匀时，可以选择加工表面本身作为定位基准，这就称为自为基准▪图12-12所示的是在镗连杆小头孔时，以加工表面小头孔作为定位基准的夹具第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.3设备选型与工装夹具的设计（续）▪工件除以大头孔轴线和端面为定位基准外，还以小头孔中心线为定位基准，用削边销定位，消除绕大头孔轴线转动的自由度，并在小头孔两侧用浮动夹紧装置夹紧后，拔出定位销，伸入镗杆对小头孔进行加工▪d）互为基准原则▪对于相互位置精度要求较高的表面，往往采用互为基准、反复加工的方法予以保证。▪精密齿轮的精加工通常是在齿面淬硬以后再磨齿面及内孔的，因齿面淬硬层较薄，磨齿余量应力求小而均匀，所以应先以齿面为基准磨内孔(图12-13)，然后再以内孔为基准磨齿面▪这样，不但可以做到磨齿余量小而均匀，而且还能保证齿轮基圆对内孔有较高的同轴度▪又如，车床主轴的主轴颈与前端锥孔的同轴度要求很高，因此也常采用互为基准反复加工第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-11基准不重合误差示例第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.3设备选型与工装夹具的设计▪除以上的选择原则以外，所选择的精基准应能保证定位准确、可靠，夹紧机构简单、操作方便。▪必须指出，精基准的选择不能只考虑本工序定位夹紧是否合适，而应结合整个工艺路线统一考虑。▪上述粗、精基准选择的各条原则，都是在保证工件加工质量的前提下，从不同角度提出的工艺要求和保证的措施，有时这些要求和措施会出现相互矛盾的情况，在制定工艺规程时必须结合具体情况进行全面…第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.4零件加工的结构工艺性▪在设计零件时，不仅要考虑到零件的使用要求，还要考虑到设计出的零件是否符合加工工艺，也就是零件的结构工艺性▪结构工艺性不合理的零件会造成无法加工，即使能够被加工出来，但也会给加工带来困难，从而影响生产率和经济性▪因此，结构工艺性良好的零件，可以较经济地、高效地、合理地加工出来▪零件结构工艺性的好坏是相对的，它与其加工的方法和生产率、生产类型、设备条件及工艺过程有着密切的联系▪为了获得良好的零件结构工艺性，设计人员应了解和熟悉各种加工方法的工艺特点、典型表面的加工方法、工艺过程的基础知识等▪在设计零件时应考虑以下几个方面第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.4零件加工的结构工艺性（续）▪1.零件的结构便于加工▪1)应留有退刀槽、空刀槽和越程槽▪为避免刀具或砂轮与工件的某一部分相碰，使加工无法进行，有时在二联齿轮中间和变径轴中间应留有退刀槽和空刀槽。如图12-14中：▪（a）为车螺纹时的退刀槽；▪（b）为滚齿轮时的越程槽；▪（c）为插齿时的空刀槽；第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.4零件加工的结构工艺性（续）▪（d）为刨削时的越程槽；▪（e）为磨削时的越程槽;▪（f）为磨内孔时的越程槽。▪2）对凸台的孔要留有加工空间▪如图12-15所示，若孔的轴线距S小于钻头外径D的一半，则难以加工，一般S＞D/2+（2～5）mm。▪3）避免弯曲孔第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.4零件加工的结构工艺性（续）▪如图12-16所示，(a)、(b)加工不出来，(c)虽能加工，但还需加一个塞柱。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-12精镗连杆小头孔的定位方案图12-13以齿形表面定位加工第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-14退刀槽、空刀槽和越程槽第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-15钻孔空间图12-16弯曲的孔第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.4零件加工的结构工艺性▪如图12-17所示，孔轴线应该与端面垂直，避免使钻头钻入和钻出时，不产生引偏或折断。▪5）同类要素要统一图12-17轴上的油孔▪如图12-18所示，同一工件上的退刀槽、过渡圆尺寸及形状应该一致，这样可减少换刀时间，减少辅助时间。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.4零件加工的结构工艺性▪6）尽量减少走刀次数▪同一面上的凸台应设计得一样高，从而减少工件的安装次数和对刀时间。如图12-19所示，因图(a)所示结构需多次对刀，若改成图(b)所示结构后只需对刀一次，即可加工出三个小凸台。▪7）将零件中难加工的部位进行合理的拆分第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-18同类结构要素要统一第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.4零件加工的结构工艺性▪2.尽量减少不必要的加工面积▪如图12-21所示,图(b)与图(a)相比，既减少了加工面积，又能保证装配时零件很好地结合。▪3.零件的结构应便于安装▪1）增加工艺凸台▪刨平面时，经常将工件直接安装在工作台上▪如图12-22所示，如果要刨上平面使加工面水平，零件较难安装，将图(a)改为图(b)，增加一个工艺凸台后容易找正安装，加工完上平面后可将凸台切去第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.4零件加工的结构工艺性（续）▪2）增加辅助安装面▪零件常在车床上用三爪卡盘、四爪卡盘装夹▪在图12-23（a）中，如夹在A处，则一般卡爪伸出的长度不够，夹不到A处▪如夹在B处，则又因B处为圆弧面而夹不牢固第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-19加工面应等高图12-20合理的拆分第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.4零件加工的结构工艺性▪4.提高标准化程度▪1)应尽量采用标准件和标准化参数设计，以降低成本▪如图12-24所示，(a)中设计的锥孔，其锥度值和尺寸都是非标准的，既不能采用标准锥度的塞规进行检验，又不能与标准的外锥面配合使用▪改进后，其锥面和直径都采用标准值▪(b)为莫氏锥度▪2）尽量选用标准刀具加工工件，这样不用特制刀具第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.4零件加工的结构工艺性（续）▪例如，当加工不通孔时由一直径到另一直径的过渡最好做成与钻头顶角相同的锥面。▪（b）（c）第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制1.2.5定位方案设计案例▪如图12-25所示零件的A、B、C面，φ10H7及φ30H7孔均巳加工，试分析加工φ20H7孔时选用哪些表面定位最为合理，为什么?▪分析：按照6点定位原理，坐标系如图3-1-26所示▪根据图3-1-25，φ20H7孔加工时应该限制的自由度为4个，,,和▪要限制这四个自由度，可以用A面，B或C面，Φ30或Φ10的孔定位▪1-定位钉2-连接板3-定位块4-短腰圆销钉第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.6零件的夹紧及工装的夹紧结构设计▪1.零件的夹紧方案制定▪零件在工装中定位后，一般要夹紧，使得零件在加工过程中，保持已获得的定位不被破坏。零件在加工过程中会产生位移、变形和振动，这些都将影响零件的加工质量。▪所以，零件的夹紧也是保证加工精度的一个十分重要的问题▪为了获得良好的加工效果，一定要把零件在加工过程中的位移、变形和振动控制在加工精度的范围内▪所以，工装夹具的夹紧问题的处理，有时比定位设计更加困难，绝不能忽视这个问题▪夹紧施力机构可采用可浮动、可联动、可增力和可自锁的结构形式，具体有以下四种形式:第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.6零件的夹紧及工装的夹紧结构设计（续）▪（1）螺栓螺母施力机构:结构简单，制造方便，夹紧范围大,自锁性能好，已获得最广泛的应用；▪（2）斜面施力机构:适用于夹紧力大而行程小，以气动和液压为动力源的为主；▪（3）偏心施力机构:结构简单，动作迅速，但压紧力较小，多用于小型零件的夹具中；▪（4）较链施力机构:结构简单，增力比大，在气动夹具中用以减少气缸或气室的作用力，获得广泛的应用。▪2.工装夹具的精度概念▪工装夹具的精度是指静态精度，即非受力状态下的精度具体包括以下内容:第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.6零件的夹紧及工装的夹紧结构设计（续）▪定位及定位支承元件的工作表面对夹具底面的位置度(平行度、垂直度等)误差(精度)；▪导向元件的工作表面或轴线(中心线)对夹具底面和定向中心平面或侧面的尺寸及位置误差；▪定位元件工作面或轴线(中心线)之间、导向元件工作表面或轴线(中心线)之间的尺寸及位置误差；▪定位元件及导向元件本身的尺寸误差；▪对于有分度或转位的夹具，还有分度或转位误差。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例▪试分析图12-28和12-29所示传动轴，材料为45号钢,最终热处理为调质处理▪按照中批量生产要求，毛坯尺寸为Φ30×140圆钢，材料库现有材料为45号钢棒料，尺寸为Φ30×300▪分析零件结构工艺性，提出改进设计方案第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图3-1-25支座第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例▪零件结构工艺性分析▪（1）两端的两个圆柱面粗糙度要求为Ra0.8，所以都需要进行磨削加工，需要留出一个越程槽，防止刀具磨削小头圆柱端的时候损坏到23和15直径的圆柱。越程槽的尺寸由现有的刀具来定，具体为3…▪（2）两个键槽的夹角角度是90°，在铣键槽时就需要用分度头旋转90°，如果这个夹角是不必要的，最好将两个键槽的轴线置于同一直线上。同时两个键槽的半径不同，在不必要的情况下最好改成一样的…▪（3）为了保证该轴在安装时的方便以及防止尖角会划伤皮肤，在每个台阶加C1.5的倒角。▪改进的设计方案(见图12-30和12-31)▪1）表面粗糙度的要求第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制（续）12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例（续）▪表面粗糙度Ra0.8的形面需要磨削加工，其他表面只要车削或铣削加工。其中磨削应在热处理之后进行。▪轴的主要基准▪径向基准为轴线，轴向基准为小头端面（见案例图12-31）。在这里使用数控车削，在两台数控车床上完成车削加工任务。▪主要加工方法▪外圆面及端面主要采用车削加工，表面粗糙度低于Ra0.8的要通过磨削加工。键槽主要采用铣削加工。磨削加工前应进行调质处理。轴上铣键槽用平口钳定位装夹。由此,得到加工工艺过程卡表12-4。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制图12-30改进后的传动轴结构设计第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例▪机械加工工艺过程卡或工序卡、工序简图▪表面粗糙度Ra0.8的形面需要磨削加工，其他表面只要车削或铣削加工。其中磨削应在热处理之后进行。▪径向基准为轴线，轴向基准为小头端面。在这里使用数控车削，在两台数控车床上完成车削加工任务。▪外圆面及端面主要采用车削加工，表面粗糙度低于Ra0.8的要通过磨削加工。键槽主要采用铣削加工。磨削加工前应进行调质处理。轴上铣键槽用平口钳定位装夹。▪（1）机械加工工艺过程卡第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例产品型号零件号零件名称零件名称台件材料牌号材料牌号毛坯规格毛坯规格毛坯规格…

ETC01传动轴传动轴145钢45钢φ30mm×140mmφ30mm×140mmφ30mm×140mm…工序号工序名称及内容工序名称及内容工序名称及内容工序名称及内容车间名称车间名称机床名称编号机床名称编号机床名称编号…工序号工序名称及内容工序名称及内容工序名称及内容工序名称及内容车间名称车间名称机床名称编号机床名称编号机床名称编号…1预备热处理；将毛坯退火处理。预备热处理；将毛坯退火处理。预备热处理；将毛坯退火处理。预备热处理；将毛坯退火处理。C101C101箱式电阻炉箱式电阻炉箱式电阻炉…2切断；切取147mm的长度。切断；切取147mm的长度。切断；切取147mm的长度。切断；切取147mm的长度。D104D1041号C6132A1号C6132A1号C6132A…3车端面；半精车两端面。车端面；半精车两端面。车端面；半精车两端面。车端面；半精车两端面。D104D1042号C6132A2号C6132A2号C6132A…4打中心孔；打两端面中心孔。打中心孔；打两端面中心孔。打中心孔；打两端面中心孔。打中心孔；打两端面中心孔。D104D1043号C6132A3号C6132A3号C6132A…5粗、精车外圆；在数控车上粗车至Φ24，Φ16，Φ21，Φ19，然后精车至Φ23.粗、精车外圆；在数控车上粗车至Φ24，Φ16，Φ21，Φ19，然后精车至Φ23.粗、精车外圆；在数控车上粗车至Φ24，Φ16，Φ21，Φ19，然后精车至Φ23.粗、精车外圆；在数控车上粗车至Φ24，Φ16，Φ21，Φ19，然后精车至Φ23.D203D203CK6136B数控车CK6136B数控车CK6136B数控车…6铣键槽；在Φ15.5和Φ23.5圆柱上铣两个键槽。铣键槽；在Φ15.5和Φ23.5圆柱上铣两个键槽。铣键槽；在Φ15.5和Φ23.5圆柱上铣两个键槽。铣键槽；在Φ15.5和Φ23.5圆柱上铣两个键槽。D203D203XK714B数控铣XK714B数控铣XK714B数控铣…7去毛刺；倒角除去毛刺。去毛刺；倒角除去毛刺。去毛刺；倒角除去毛刺。去毛刺；倒角除去毛刺。D104D1044号C6132A4号C6132A4号C6132A…8中检；检查所有尺寸。中检；检查所有尺寸。中检；检查所有尺寸。中检；检查所有尺寸。D104D104

…9最终热处理；调质处理。最终热处理；调质处理。最终热处理；调质处理。最终热处理；调质处理。C101C101箱式电阻炉箱式电阻炉箱式电阻炉…注：原表较长，此处仅展示前部分内容，详见教材。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例▪（2）预备热处理工艺卡见表12-5.第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例文件名文件名文件名热处理工艺卡热处理工艺卡热处理工艺卡热处理工艺卡热处理工艺卡热处理工艺卡产品型号…文件名文件名文件名热处理工艺卡热处理工艺卡热处理工艺卡热处理工艺卡热处理工艺卡热处理工艺卡产品名称…

…

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…工序号工序号工序内容工序内容工序内容设备设备设备装炉方式及工装编号装炉方式及工装编号…工序号工序号工序内容工序内容工序内容设备设备设备装炉方式及工装编号装炉方式及工装编号…11预备热处理（退火）预备热处理（退火）预备热处理（退火）箱式电阻炉箱式电阻炉箱式电阻炉活性炭填充装箱进炉活性炭填充装箱进炉…注：原表较长，此处仅展示前部分内容，详见教材。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例▪（3）切断工序卡片见表12-6.第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例文件名文件名文件名机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片产品型号产品型号产品型号…文件名文件名文件名机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片产品名称产品名称产品名称…

车间车间…

D104D104…

毛坯种类毛坯种类…

圆钢型材圆钢型材…

设备名称设备名称…

卧式车床卧式车床…

夹具编号夹具编号…

11…

工位器具编号工位器具编号…

工位器具编号工位器具编号…工步号工步号工步内容工步内容工步内容工艺设备工艺设备工艺设备工艺设备工艺设备…注：原表较长，此处仅展示前部分内容，详见教材。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例▪（4）车端面工序卡片见表12-7.第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例文件名文件名文件名车端面工序卡片车端面工序卡片车端面工序卡片车端面工序卡片产品型号产品型号产品型号…文件名文件名文件名车端面工序卡片车端面工序卡片车端面工序卡片车端面工序卡片产品名称产品名称产品名称…

车间车间…

D104D104…

毛坯种类毛坯种类…

圆钢型材圆钢型材…

设备名称设备名称…

卧式车床卧式车床…

夹具编号夹具编号…

22…

工位器具编号工位器具编号…

工位器具编号工位器具编号…

…注：原表较长，此处仅展示前部分内容，详见教材。第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例▪（5）打中心孔工序卡片见表12-8.第十二章：数控车铣加工工艺设计|12.2数控加工工艺过程卡的编制12.2.7机械加工工艺规程设计与实施案例文件名文件名文件名车端面工序卡片车端面工序卡片车端面工序卡片车端面工序卡片产品型号产品型号产品型号…文件名文件名文件名车端面工序卡片车端面工序卡片车端面工序卡片车端面工序