数控加工工艺基础

第四讲一、备课教案

二、讲稿

第二章数控加工工艺基础

第一节基本概念

2.1.1生产过程和工艺过程

(1)生产过程

机械产品制造时，由原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程，称为生产过程。

机械产品的生产过程包括以下几个部分:

①生产的准备工作，如产品的开发设计和工艺设计，专用装备的设计与制造，各种生产的组织及其其他生产所需物资的准备工作。

②原材料及半成品的运输与保管。

③毛坯的制造过程，如铸造、锻造和冲压等。

④零件的各种加工过程，如机械加工、焊接、热处理和表面处理等。

⑤部件和产品的装配过程，包括组装、部装等。

⑥产品的检验、调试、油漆和包装等。

（2）工艺过程

改变对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。工艺过程是生产过程的主体，包括机械加工工艺过程、热处理工艺过程和装配工艺过程等。数控加工工艺主要是指机械加工工艺，其加工过程是在数控机床上完成的，因而数控加工工艺有别于一般的机械加工工艺，但基本理论主流仍然是机械加工工艺。

在机械加工艺过程中，针对零件的结构特点和技术要求，采用不同的加工方法和装备，按照一定的顺序依次进行才能完成由毛坯到零件的转变过程。因此，机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又由安装、工位、工步和进给组成。

①工序一个或一组工人，在一个工作地对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。划分工序的依据是工作地是否发生变化和工作是否连续。

对于如图2-1所示的阶梯轴零件，单件小批生产和大批大量生产时，安常规加工方法划分的工序分别见表2-1和表2-2。

图2-1 阶梯轴零件

表2-1 单件小批生产工艺过程

表2-2 大批大量生产工艺过程

注意：数控加工的工序划分比较灵活，不受上述定义限制，详见2.3有关内容.

②工步在加工表面(或装配时连接面)和加工(或装配)工具不变的情况下,所连续完成的那一部分工序内容,称为工步。划分工步的依据是加工表面和工具是否变化。如表2-1的工序1有四个工步，表2-2的工序4只有一个工步。

为简化工艺文件，对在一次安装中连续进行若干个相同的工步，常认为是一个工步。如图2-2所示零件钻削6个02孔，可看成一个工步——钻6-02孔。有时，为了提高生产效率，用几把不同九具或复合刀具同时加工一个零件上的几个表面（见图2-3），通常称此工步为复合工步。在数控加工中，通常将一次安装下用一把刀连续切削零件上的多个表面划分为一个工步。

图2-2 加工六个相同表面的工步 图2-3 复合工步

③ 进给 在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，可分几次切削，每次切削称为一次进给。车削如图2-4所示阶梯轴，第一工步为一次进给，第二工步分二次进给。

图2-4 阶梯轴的车削进给

④ 安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序，称为安装。在一道工序中，工件可能只需安装一次，也可能需要安装几次。例如表2-1中的工序2，至少需要安装两次；而表2-2中的工序4，只需一次安装即可铣出健槽。

⑤ 工位 对于回转工作台（或夹具）、移动工作台（或夹具），工件一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工，每个位置称为一个工位。如图2-5所示，用移动工作台（或夹具），在一次安装中可完成铣端面、钻中心孔两个工位的加工。采用多工位加工方法，可减少安装次数，提高加工精度和效率。

图2-5 多工位加工示例

2.2.2 生产纲领和生产类型

机械产品的制造工艺不仅与产品的结构和技术要求有很大关系，而且也与企业的生产类型有很大关系，而企业的生产类型是由企业的生产纲领决定的。

(1) 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为生产纲领.计划期通常为一年,因此生产纲

领也常称为年产量.注意零件的生产纲领还应该包括一定的备品和废品数,可按下式计算。

)1)(1(βα++=Qn N （2-1）

式中 N — 零件年产量,件∕年；

Q — 产品年产量,台∕年；

n — 每台产品中该零件的数量，件∕台； α — 备品率； β — 废品率。

生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。

（2）生产类型

根据生产钢领的大小和产品品种的多少，机械加工生产类型可分为：单件生产、大量生产和成批生产三类。

① 单件生产 产品品种多，每一种产品的结构、尺寸不同且产量少，各个工作地点的加工对象经常改变且很少重复的生产类型。例如新产品试制、得型机械和专用设备的制造等均属于单件生产。

② 大量生产 产品数量大，大多数工作地点长期按一定节拍进行某一个零件的某一道工序的加工。例如汽车、摩托车、柴油机等的生产均属于大量生产。

③成批生产成批生产是指一年中分批轮流的制造几种不同的产品，每种产品有一定的数量，工作地点的加工对象同期性地重复。如机床、电动机等均属于成批生产。

成批生产按照数量大小与生产特征，又可分为小批生产、中批生产、和大批生产三种。小批生产与单件生产相似，合成为单件小批生产；大批生产与大量生产相似，合成为大量大批生产。因此，成批生产，通常公指中批生产。产品的不同生产类型和生产纲领的关系见表2-3。

表2-3 生产类型和生产纲领的关系

不同生产类型采用的制造工艺、工装设备、技术措施及经济效果不相同。大批大量生产采用高效率的工艺装备及专用机床，加工成本低；单件小批生产通常采用通用设备及工装，生产效率低，加工成本高。数控加工主要用于单件小批生产和成批生产，其适用的产品加工范围详见2-2节.各种生产类型的工艺特征见表2-4。

表2-4 各种生产类型的工艺特征

第二节数控加工工艺分析

规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为工艺规程，用于指导生产。在数控机床上加工零件时，要把被加工的全部工艺过程、工艺参数等编制成程序，整个加工过程是自动进行的，因此程序编制前的工艺分析是一项十分重要的工作。数控加工工艺分析包括下理内容：选择适合数控加工的零件、确定数控加工的内容和数控加工零件的工艺性分析。

2.2.1加工工艺规程的制订

2.2.1.1制订加工工艺规程的作用

①是指导生产的重要文件；

②是生产组织和生产准备工作的依据；

③是新建和扩建工厂（车间）的技术依据。

2.2.1.2工艺规程指定的原则

①技术上的先进性；

②经济上的合理性；

③良好的劳动条件及避免环境污染。

2.2.1.3制订工艺规程的步骤

①计算年生产纲领，确定生产类型；

②分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析；

③选择毛坯；

④设计工艺路线；

⑤确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；

⑥确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具；