数控技术第2章

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生产类型及其工艺特征
生产类型 工艺过程特点
工件的互换性
单件生产
一般的配对制造，没有互换 性，广泛用钳工修配
成批生产
大部分有互换性，少数用钳工 修配
大量生产
全部有互换性。某些精度较高 的配合件用分组选择装配法 铸件广泛采用金属模机器造 型，锻件广泛采用模锻，以及 其它高生产率的毛坯制造方法。 毛坯精度高，加工余量小 广泛采用高生产率的专用机床 自动机床。按流水线形式排列 广泛采用高生产率夹具，靠夹 具及调整法达到精度要求 广泛采用高生产率刀具和量具 对操作工人的技术要求较低， 对调整工人的技术要求较高 有详细的工艺规程


D＜20mm的孔一般采用钻、扩、铰；
D＞20mm的孔采用钻、扩、镗或粗镗、半精镗、精镗加工； 有些盘类的孔采用拉削加工。

精度要求高的孔有时采用磨削加工。
常用的孔加工方案
2.4 零件机械加工工艺规程 2.4.1 制订工艺规程的步骤
1. 工艺规程是一切有关的生产人员都应严格执行、认真贯彻的 纪律性文件。 2．制订工艺规程的步骤 (1)分析研究产品的装配图和零件图。 (2)确定毛坯。 (3)拟订工艺路线，选择定位基面。 (4)确定各工序所采用的设备。 (5)确定各工序所用的刀具、夹具等。 (6)确定各主要工序的技术要求及检验方法。 (7)确定各工序加工余量，计算工序尺寸及公差。 (8)确定切削用量。 (9)确定工时定额。 (10)填写工艺文件。
2.2 机床夹具概述 用以装夹工件(和引导刀具)的装置统称为夹具。 夹具通常由以下几部分组成： (1)定位元件 确定工件在夹具中正确位置。 (2)夹紧装置 作用是将已经定位好了的工件压紧、夹牢。 (3)对刀一导向元件 确定工件与刀具相对位置的正确性。 (4)连接元件 确定夹具与机床工作台或主铀的相互位置。 (5)夹具体 它是连接夹具所有的元件和部件的基础件。 (6)其它元件和装置 有些夹具采用分度装置、上下料装置、排 屑装置、顶出器等。
讨论：
1 2 3 4
生产规模 不同，工序 的划分不一 样。
5
去毛刺
钳工台

2．安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序就称为 安装。 3．工步 在加工表面不变、加工工具不变、切削用量不变 的条件下所连续完成的那分工序称为工步。 4．走刀 加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步部 分称为工作行程也常称为“进给”。 整个工艺过程由若干个工序组成，每一个工序可包括一个工 步或几个工步，每—个工步通常包括一个走刀，也可包括几个走 刀。 5．工位 工件在机床上一次装夹后，要经过若干个位置依 次进行加工，每一个位置上所完成的那一部分工序就称为工位。
图2-3 长方体定位时支承点的分布
工件的六个自由度都被限制的定位称为完全定位。 工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不 完全定位。 按照加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位， 欠定位是不能允许的。 工件的一个或几个自由度被重复限制的定位称为过定位。
2．典型定位方式和定位元件 (1)工件以平面为定位基准 常用支承钉或支承板作定位元件来实现定位。 1)工件以未经机械加工的平面定位，常采用三点定位方式。 2)工件以已经机械加工的平面为定位基准平面时因其加工后误 差较小，可以直接放在平面上定位。 3)工件以平面定位时用的定位元件通常称为支承件。
生产纲领 企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划，称生产 纲领(年产量)。某零件的生产纲领(N，件／年)可按下式计算 N＝Qn（1+α +β ） （2-1）
式中 Q——产品的生产纲领，(台／年)； n——每台产品中，该零件的数量； α ——该零件备品率(％)； β ——该零件的废品率(％)。
外圆表面加工方案

3．孔加工
孔分为通孔、阶梯孔、不通孔、交叉孔等。通孔工艺性最好；
L／D＞5的孔，称为深孔，若深孔精度要求较高、表面粗糙度值 较小时，加工就很困难； 阶梯孔的工艺性较差，孔径相差越大，其中最小孔径又很小时， 则工艺性也差； 相贯通的交叉孔的工艺性也较差； 不通孔的工艺性最差。
一般情况下，铣削生产率高于刨削，在中批以上生产中多 用铣削加工平面。平面磨削和拉削的加工质量比刨和铣都高生 产批且较大时，平面常用磨削或拉削来精加工。
常见的平面加工方案
2.外圆面的加工 常用的方法有车削和磨削。 磨削是精加工外表面的重要方法。随着科学技术的进步与 生产的发展，零件的精度要求愈来愈高，磨削加工的比重还将 继续增加。对于一般精度的外圆面，磨削是最终加工。对于精 度要求高的如精密的主要外圆面还需要光整加工。
六点定位原则

图2-2 未定位工件的六个自由度
其中有沿X、Y、Z轴的移动自由度和绕X、Y、Z轴的转动自由度。 工件定位的实质是限制工件的自由度。

如果按图2—3所示设置六个固定点，长方体的三个面分别 与这些点保持接触，长方体的六个自由度便都被限制。 用来限制工件自由度的固定点，称为定位支承点。 六点定位原则是工件定位的基本法则。

例： 工序号
1
2 3
表2-1 单件小批生产的工艺过程
工 序 内 容 设备
车一端面，钻中心孔*； 调头，车另一端面，钻中心孔
车大外圆及倒角；调头，车小 外圆、切槽及倒角 铣键槽、去毛刺
车床I
车床II 铣床
图2–1 阶梯轴
工序号
表2-2 大批大量生产的工艺过程
工 序 内 容 铣两端面，钻两端中心孔* 车大外圆及倒角 车小外圆、切槽及倒角 铣键槽 设备 铣端面钻中 心孔机床 车床 I 车床II 专用铣床
第2章 数控加工工艺基础
2.1 机械加工工艺过程的基本概念 采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面 质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。 工艺过程还可划分为： 1．工序
工人在一个工作地点对同一个或同时对几个工件所连续完 成的那一部分工艺过程，称为工序。 划分工序的主要依据是工作地是否变动和工作是否连续， 工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划的基本单元。

A型
α
B型
(3)工件以孔定位 有圆柱销定位或心轴定位，锥销定位及自动定心装置。
a) D<10
b) D>10 18
c) D>18
d)
3.组合夹具 组合夹具是在夹具完全模块化和标准化的基础上，由一整 套预先制造好的标准元件和组件，针对不同工件对象迅速装配 成各种专用夹具，这些夹具元件相互配合部分的尺寸具有完全 互换性。
粗基准的选择原则如下： 1) 如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，就应该选 择该表面作为粗基面。当工件上有多个重要加工面都要保证余 量均匀时，则应选余量最小的面为粗基面。
2) 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位 置要求，则应以不加工表面作为粗基面，如果工件上有好几个 不加工表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表 面为粗基面。 3) 应该选择毛坯制造中尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表 面作为粗基面，铸件上不应选择浇冒口的表面、分模面、有飞 刺或夹砂的表面作粗基面。在锻件上不应选择有飞边的表面作 粗基面。 4) 粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使 用一次，否则定位误差太大。
夹具使用完毕后，再拆散元件的组件，可重复使用。

图2-12 槽系组合夹具
图2-13 孔槽系组合夹具
2.2.3 工件在夹具中的夹紧 1．夹紧装置的组成
夹紧装置的种类很多，但其结构一般由两部分组成。 (1)力源装置 它是产生夹紧作用力的装置。 (2)夹紧机构 夹紧机构包括中间递力机构和夹紧元件两部分。 中间递力机构把夹紧作用力传递给夹紧元件，完成工件的 夹紧。 夹紧元件是夹紧装置的执行元件，它和工件直接接触完成 夹紧作用。
夹具
刀具与量具
对工人的要求
需要技术熟练的工人
需要一定熟练程度的工人 有工艺规程，对关键零件有详 细的工艺规程
工艺规程
有简单的工艺路线卡
工件的装夹方法 1．直接找正装夹 用划针和百分表或目测直接在机床上找正工件位置的装央 方法。这种方法的生产率较低，用于单件小批生产中。 2．划线找正装夹 在毛坯上先划出中心线、对称线及待加工线，然后按照划 好的线找正工件在机床上的位置，用在批量不大，形状复杂笨 重的工件，或无法采用夹具装夹的工件。 3．专用夹具装夹 利用其上的定位元件和夹紧机构可以迅速、准确地装夹工 件生产。
4 5
3 2
1

图2—l4为夹紧装置的组成示例 1-气缸 2-斜楔 3-滚子 4-压板 5-工件
2.3 工件表面加工方法简介 2.3.1典型表面加工方法简介
1．平面加工 常用有：刨、铣、磨和拉削。有些工件的端面也用车的方 法。刨削、铣削和车削常用作平面的粗加工和半精加工，而磨 削和拉削则用作平面的精加工。

毛坯的加工方 法及制作余量
铸件用木模手工造型；锻件用 自由锻。毛坯精度低，加工余 量大
部分铸件用金属模，部分锻件 用模锻。毛坯精度中等，加工 余量中等 部分通用机床和部分高生产率 机床，按加工零件类别分工段 排列 广泛采用夹具，部分靠划线法 达到精度要求 较多采用专用刀具及专用量具
机床设备
通用机床。按机床种类及大小 采用“机群式”排列 多用标准附件，极少采用夹 具，靠划线及试切法达到精度 要求 采用通用刀具和万能量具
获得工件尺寸精度的方法
1．试切法 先试切很小部分加工表面，测量所得的尺寸，调整刀具的位 置，当尺寸达到要求后，再切削整个待加工表面。 2．定尺寸刀具法 用具有一定的尺寸精度的刀具(如铰刀、扩孔钻)来保证工件 被加工部位的精度。 3．调整法 利用机床上的定程装置或对刀装置，使刀具达到一定的位置 精度，然后加工一批工件。 4．自动控制法 使用如数控装置，在工件达到要求的尺寸时，自动停止加工。