傳動(dòng)箱側(cè)蓋機(jī)械加工及其數(shù)控加工編程[三維PROE]【含CAD圖紙全套】

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附錄： G代碼： % O0100 T01 T02 G90 G80 G00 G17 G40 M23 G43 H01 Z50. S123 M03 G00 X-23.663 Y-48.876 Z50. M09 Z11.176 G01 Z8.176 F500 X-20.151 Z4.993 X-16.168 Z2.424 X-11.819 Z0.539 X-7.221 Z-0.613 X-2.497 Z-1. X1.925 X-23.218 Y-40.876 X-26.523 X-32.78 Z-0.508 X-38.883 Z0.958 X-44.682 Z3.36 X-50.034 Z6.639 X-54.807 Z10.716 X-5.077 X-0.304 Z6.639 X5.048 Z3.36 X10.847 Z0.958 X16.95 Z-0.508 X23.208 Z-1. X25.548 X31.806 Z-0.508 X37.909 Z0.958 X43.708 Z3.36 X49.06 Z6.639 X53.833 Z10.716 X-2.035 Y39.124 X2.738 Z6.639 X8.089 Z3.36 X13.888 Z0.958 X19.992 Z-0.508 X26.249 Z-1. X28.683 X14.716 Y47.124 X0.745 G00 Z50. S175 M03 X0.0 Y-59.97 M09 Z-1. G01 Z-2. F150 X-2.529 Y-59.918 F200 X-5.058 Y-59.759 X-7.587 Y-59.492 X-10.115 Y-59.112 X-15.174 Y-58.019 X-17.702 Y-57.298 X-20.232 Y-56.513 X-22.763 Y-55.799 X-25.293 Y-55.172 X-27.823 Y-54.632 X-30.354 Y-54.178 X-32.884 Y-53.806 X-35.414 Y-53.516 X-37.945 Y-53.307 X-40.475 Y-53.179 X-45.407 Y-52.85 X-47.658 Y-52.018 X-49.747 Y-50.58 X-51.621 Y-48.323 X-53.071 Y-43.003 X-53.131 Y-40.475 X-53.264 Y-37.945 X-53.478 Y-35.414 X-53.773 Y-32.884 X-54.15 Y-30.354 X-54.611 Y-27.823 X-55.157 Y-25.293 X-55.789 Y-22.763 X-56.51 Y-20.232 X-57.298 Y-17.702 X-58.038 Y-15.173 X-58.808 Y-12.643 X-59.67 Y-10.112 X-60.629 Y-7.582 X-61.687 Y-5.051 X-62.85 Y-2.521 X-64.122 Y0.009 X-65.51 Y2.54 X-67.019 Y5.07 X-68.66 Y7.6 X-70.441 Y10.131 X-72.376 Y12.661 X-74.478 Y15.192 X-76.765 Y17.722 X-79.26 Y20.252 X-81.994 Y22.783 X-83.481 Y24.07 X-85.005 Y25.313 X-86.656 Y26.604 X-88.346 Y27.843 X-90.293 Y29.203 X-92.095 Y30.374 X-96.37 Y32.904 X-98.651 Y34.115 X-102.347 Y36.03 X73.62 F500 X72.663 Y37.937 F200 X71.288 Y40.466 X69.791 Y42.995 X68.167 Y45.524 X65.757 Y48.944 X64.508 Y50.583 X63.228 Y52.17 X60.194 Y55.641 X58.17 Y57.753 X55.091 Y60.699 X52.172 Y63.228 X50.583 Y64.506 X48.942 Y65.757 X45.346 Y68.286 X42.995 Y69.791 X40.466 Y71.289 X37.937 Y72.663 X35.408 Y73.931 X32.879 Y75.088 X30.35 Y76.146 X27.82 Y77.106 X25.291 Y77.972 X22.762 Y78.748 X20.233 Y79.435 X17.704 Y80.037 X15.175 Y80.555 X12.645 Y81.016 X10.115 Y81.528 X7.584 Y82.126 X5.054 Y82.813 X2.524 Y83.589 X-0.007 Y84.459 X-2.537 Y85.425 X-5.068 Y86.491 X-7.598 Y87.661 X-10.128 Y88.942 X-12.659 Y90.338 X-15.189 Y91.858 X-17.83 Y93.584 X-21.396 Y96.113 X-26.597 Y99.178 X-73.361 Y99.187 Z-1. G00 Z50. T02 M98 P8000 T03 G90 G80 G00 G17 G40 M23 G43 H02 Z50. S566 M03 X-85.393 Y-1.492 M09 Z1.504 G01 Z-3.496 F150 X-82.547 Y-0.26 F200 X-79.701 Y0.972 X-76.855 Y2.204 X-76.243 Y2.527 X-75.688 Y2.94 X-75.202 Y3.433 X-74.798 Y3.995 X-74.485 Y4.612 X-74.27 Y5.27 X-74.159 Y5.952 X-73.797 Y10.209 X-72.262 Y18.116 X-69.885 Y25.812 X-69.791 Y26.067 F697 X-68.181 Y30.054 X-67.883 Y31.163 G00 Z50. X-7.381 Y84.32 Z1.504 G01 Z-3.496 F150 X-5.641 Y80.727 F200 X-3.901 Y77.134 X-3.536 Y76.512 X-3.075 Y75.957 X-2.533 Y75.482 X-1.921 Y75.1 X-1.256 Y74.821 X-0.555 Y74.651 X0.413 Y74.498 X8.221 Y74.045 X12.449 Y73.451 X16.636 Y72.619 X20.229 Y71.603 X23.823 Y70.588 F671 G02 X43.798 Y60.266 I-24.706 J-72.297 G01 X45.874 Y58.641 F645 X47.95 Y57.016 F671 X51.675 Y53.663 X55.028 Y50.22 X58.643 Y45.946 X60.285 Y43.68 F645 X61.928 Y41.414 F671 G02 X74.459 Y2.422 I-63.799 J-42.013 G01 X74.381 Y-1.486 F645 X74.304 Y-5.393 X73.308 Y-13.27 X71.479 Y-20.995 X70.63 Y-23.698 X68.065 Y-30.284 X64.89 Y-36.598 X62.64 Y-40.327 X60.177 Y-43.918 X57.602 Y-47.069 X55.028 Y-50.22 F671 G02 X33.048 Y-66.725 I-54.955 J50.298 G01 X30.873 Y-67.802 F697 G02 X-7.381 Y-74.132 I-31.228 J69.97 G01 X-11.326 Y-73.525 F671 G02 X-49.85 Y-55.362 I10.418 J72.034 G01 X-51.502 Y-53.781 F645 X-53.154 Y-52.2 F671 G02 X-74.441 Y1.536 I53.505 J52.28 G00 Z50. X-7.381 Y84.32 Z0.003 G01 Z-4.997 F150 X-6.023 Y80.923 F200 X-4.665 Y77.526 X-4.317 Y76.834 X-3.855 Y76.213 X-3.294 Y75.68 X-2.65 Y75.25 X-1.942 Y74.938 X-1.19 Y74.752 X0.413 Y74.498 X8.221 Y74.045 X12.449 Y73.451 X16.636 Y72.619 X20.229 Y71.603 X23.823 Y70.588 F671 X28.039 Y69.02 F645 G02 X45.874 Y58.641 I-27.995 J-68.618 G01 X47.95 Y57.016 F671 X51.675 Y53.663 X55.028 Y50.22 X58.643 Y45.946 X60.285 Y43.68 F645 X61.928 Y41.414 F671 G02 X74.459 Y2.422 I-63.799 J-42.013 G01 X74.381 Y-1.486 F645 X74.304 Y-5.393 X73.308 Y-13.27 X71.479 Y-20.995 G02 X41.298 Y-61.963 I-71.953 J21.406 G01 X39.425 Y-63.212 F671 X35.224 Y-65.647 X33.048 Y-66.725 X30.873 Y-67.802 F697 G02 X-7.381 Y-74.132 I-31.228 J69.97 G01 X-11.326 Y-73.525 F671 G02 X-49.85 Y-55.362 I10.418 J72.034 G01 X-51.502 Y-53.781 F645 X-53.154 Y-52.2 F671 G02 X-71.479 Y-20.995 I53.988 J52.687 G01 X-73.309 Y-13.27 X-74.303 Y-5.393 X-74.381 Y-1.486 X-74.459 Y2.421 F500 X-73.797 Y10.209 X-72.262 Y18.116 X-69.885 Y25.812 X-68.181 Y30.054 X-67.72 Y31.765 G00 Z50. X-11.282 Y84.32 Z-1.499 G01 Z-6.499 F150 X-9.582 Y81.621 F200 X-7.882 Y78.922 X-6.959 Y77.7 X-5.842 Y76.653 X-4.564 Y75.81 X-3.161 Y75.196 X-1.675 Y74.828 X0.413 Y74.498 X8.221 Y74.045 X12.449 Y73.451 X16.636 Y72.619 X20.229 Y71.603 X23.823 Y70.588 F671 X28.039 Y69.02 F645 G02 X45.874 Y58.641 I-27.995 J-68.618 G01 X47.95 Y57.016 F671 X51.675 Y53.663 X55.028 Y50.22 X58.643 Y45.946 X60.285 Y43.68 F645 X61.928 Y41.414 F671 G02 X74.459 Y2.422 I-63.799 J-42.013 G01 X74.381 Y-1.486 F645 X74.304 Y-5.393 X73.308 Y-13.27 X71.479 Y-20.995 G02 X41.298 Y-61.963 I-71.953 J21.406 G01 X39.425 Y-63.212 F671 X35.224 Y-65.647 X33.048 Y-66.725 X30.873 Y-67.802 F697 G02 X-7.381 Y-74.132 I-31.228 J69.97 G01 X-11.326 Y-73.525 F671 G02 X-49.85 Y-55.362 I10.418 J72.034 G01 X-51.502 Y-53.781 F645 X-53.154 Y-52.2 F671 G02 X-71.479 Y-20.995 I53.988 J52.687 G01 X-73.309 Y-13.27 X-74.303 Y-5.393 X-74.381 Y-1.486 X-74.459 Y2.421 F500 X-73.797 Y10.209 X-72.262 Y18.116 X-69.885 Y25.812 …… …… …… …… G98 G73 X-43.13 Y-43.13 Z-38.704 R-7. Q4. F500 M09 X44.94 Y-42.55 X-113.77 Y96.21 G80 Z76. T07 M98 P8000 T08 G90 G80 G00 G17 G40 M23 G43 H07 Z50. S318 M03 Z76. G98 G73 X-61.63 Y28.74 Z-39.305 R-7. Q4. F500 M09 X0.0 Y68. X65.68 Y17.6 G80 Z76. T08 M98 P8000 T01 G90 G80 G00 G17 G40 M23 G43 H08 Z50. S412 M03 Z80.5 G98 G73 X-33.775 Y-19.5 Z-34.054 R-2.5 Q4. F500 M09 X0.0 Y0.0 Z-45.554 R-14. G80 Z80.5 T01 M98 P8000 M30 % 由于G代碼過(guò)多過(guò)長(zhǎng)，這只是其中的一部分，全部的代碼將以電子文檔的形式上交。 82 廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)箱側(cè)蓋機(jī)械加工 工藝設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工編程 年 級(jí)： 2003級(jí) 畢 業(yè) 生：黃 斌 斌 指 導(dǎo) 教 師：段明揚(yáng) 陳遠(yuǎn)玲 學(xué) 科 專 業(yè)：機(jī)械工程及其自動(dòng)化 廣 西 大 學(xué) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 二OO七年六月 傳動(dòng)箱側(cè)蓋機(jī)械加 工工藝設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工編程 摘要 數(shù)控加工技術(shù)集傳統(tǒng)的機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理和光機(jī)電技術(shù)于一體，是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的基礎(chǔ)。數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來(lái)了巨大的變化。數(shù)控加工是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。數(shù)控加工技術(shù)包含了數(shù)控加工與編程、金屬加工工藝、CAD／CAM軟件操作等多方面知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，其主要任務(wù)是計(jì)算加工走刀中的刀位點(diǎn)(簡(jiǎn)稱CL點(diǎn))。隨著數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的水平和普及程度已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。本設(shè)計(jì)是對(duì)傳動(dòng)箱側(cè)蓋進(jìn)行機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)和數(shù)控加工編程，首先是設(shè)計(jì)好加工工藝規(guī)程，選擇好刀具、主軸轉(zhuǎn)速和實(shí)際切削速度等各種因素，然后根據(jù)已經(jīng)選擇的刀具、主軸轉(zhuǎn)速和實(shí)際切削速度等在Cimatron軟件中設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行模擬加工，其具體內(nèi)容如下： 1、 所設(shè)計(jì)的零件是傳動(dòng)箱側(cè)蓋，就給定的零件的結(jié)構(gòu)、加工質(zhì)量要求等各因素進(jìn)行了全面工藝分析之后，在Auto CAD和Pro/ENGINEER軟件中分別繪制了零件的工程圖和三維圖； 2、 根據(jù)設(shè)計(jì)零件的質(zhì)量要求和技術(shù)要求設(shè)計(jì)了零件的加工工藝規(guī)程，選擇了合理的定位基準(zhǔn)，并填寫了工序卡片上的相關(guān)內(nèi)容； 3、 針對(duì)工序Ⅰ的加工設(shè)計(jì)了一套專用的夾具，并繪制了夾具總裝圖和夾具體圖； 4、 在Cimatron軟件對(duì)工件進(jìn)行了數(shù)控模擬加工，并且進(jìn)行了仿真校驗(yàn)。最后還對(duì)零件的數(shù)控加工進(jìn)行后置處理，生成了零件加工的G代碼。 關(guān)鍵詞：機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì) 數(shù)控加工 Mechanical machining design of the side cover of the wheel box and its numerical control processing programming Summary Numerical control processing technology gets the traditional machinery manufacturing, computer technology, modern control technology, sensor testing technology, information processing and optical technology together，it is the foundation of modern machinery manufacturing technology. The widespread application of numerical control processing technology has brought about tremendous changes to production methods and product structure of the machinery manufacturing. Numerical control processing is a method that uses numerical information to control the movement and processing of machine tools. Numerical control processing technology incorporates numerical control processing and programming, metal machining, CAD/CAM operation sofeware, and other aspects of knowledge and experience, its main task is to calculate the tool points (short for the CL points) of the tool spaces during processing. With the rapid development of numerical control technology, its level and popularization has become an important symbol which is a measure of a country's comprehensive national strength and industrial modernization level. This design is to design mechanical machining and numerical control processing programming for the side cover of the wheel box, The first is to design a machining, select cuttersand the rotational speed of main axis and the actual cutting speed, and so on, and then base on the chose cutters, the rotational speed of main axis and the actual cutting speed, and so on,install in the corresponding parameters ,simulate processing with Cimatron software, Its specific contents are as follows : 1. The design mechanical part is a side cover of the wheel box, after making a comprehensive technical analysis to the structure and quality requirement and other elements of the part , mapping engineering and 3D components of the part respectively with Auto CAD and Pro/ENGINEER software. 2. The machining of part has been designed according to the quality requirement and technical design component and a reasonable benchmark positioning also has been chosen , and then complete the processes of the relevant cards. 3. A dedicated jig has been designed for the oil hole, the mapping of the whole jig and main jig part has also been drawed. 4. A numerical control simulation processing has been done in Cimatron software.Finally processing the numerical control processing of the part and the . G code generated. Keywords:Mechanical machining design, Jig design, Numerical control processing III 1.1 汽車工業(yè)…………………………………………………………1 1.2 機(jī)械加工…………………………………………………………3 1.3 數(shù)控加工技術(shù)……………………………………………………4 1.4 本章小結(jié)…………………………………………………………9 第二章 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)…………………………………………………10 2.1 設(shè)計(jì)題目…………………………………………………………10 2.2 機(jī)械加工工藝……………………………………………………10 2.3 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型…………………………………12 2.4 零件的分析………………………………………………………12 2.5 確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀……………………15 2.6 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)…………………………………………………15 2.7 確定切削用量基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）…………………………20 第三章 夾具的設(shè)計(jì)…………………………………………………………33 3.1 問(wèn)題的提出………………………………………………………33 3.2 夾具設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算……………………………………………33 3.3 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與操作說(shuō)明………………………………………35 第四章 數(shù)控加工編程………………………………………………………36 4.1 零件的數(shù)控加工分析……………………………………………36 4.2 應(yīng)用軟件的介紹…………………………………………………38 4.3 零件的造型及導(dǎo)入過(guò)程…………………………………………39 4.4 零件的數(shù)控加工及仿真校驗(yàn)過(guò)程………………………………39 4.5 G代碼的生成……………………………………………………69 4.6 本章小結(jié)…………………………………………………………69 第五章 總結(jié)與展望…………………………………………………………70 5.1 設(shè)計(jì)的難點(diǎn)與創(chuàng)新………………………………………………70 5.2 展望………………………………………………………………71 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………73 附錄……………………………………………………………………………75 致謝……………………………………………………………………………83 IV 第一章 緒論 在新的世紀(jì)里,科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個(gè)領(lǐng)域中,而這一切都將大大拓寬機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。其發(fā)展趨勢(shì)可以歸結(jié)為“四個(gè)化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化。既要使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性，使生產(chǎn)推向市場(chǎng)的時(shí)間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化，還要使制造過(guò)程物耗，人耗大大降低,高自動(dòng)化生產(chǎn),追求人的智能與機(jī)器智能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值的信息化。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、零件的形狀也在不斷改進(jìn)，人們對(duì)零件加工質(zhì)量和加工精度的要求也越來(lái)越高。由于產(chǎn)品改型頻繁，而且對(duì)精度要求高，為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，要求產(chǎn)品不僅有較好的通用性和靈活性，而且應(yīng)實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)化。采用組合機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床、仿形機(jī)床和自動(dòng)線，其設(shè)備的第一次投資費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，而且不能滿足零件形狀復(fù)雜和改型頻繁的要求。于是一種新型的機(jī)械加工設(shè)備—數(shù)控加工機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。 當(dāng)前，在機(jī)械加工領(lǐng)域數(shù)控機(jī)床的使用已經(jīng)非常普及，各個(gè)工廠企業(yè)都有不少數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)使工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生了本質(zhì)的變革。在機(jī)械加工生產(chǎn)中，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不僅減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，還大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量和精度。 1.1 汽車工業(yè)[1] 汽車自上個(gè)世紀(jì)末誕生以來(lái)，已經(jīng)走過(guò)了風(fēng)風(fēng)雨雨的一百多年。從卡爾.本茨造出的第一輛三輪汽車以每小時(shí)18公里的速度，跑到現(xiàn)在，竟然誕生了從速度為零到加速到100公里/小時(shí)只需要三秒鐘多一點(diǎn)的超級(jí)跑車。這一百年，汽車發(fā)展的速度是如此驚人！同時(shí)，汽車工業(yè)也造就了多位巨人，他們一手創(chuàng)建了通用、福特、豐田、本田這樣一些在各國(guó)經(jīng)濟(jì)中舉足輕重的著名公司。 1.1.1 國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 中國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展大致可以分成三個(gè)階段：第一個(gè)階段：中國(guó)汽車工業(yè)1953誕生到1978年改革開(kāi)放前。初步奠定了汽車工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。汽車產(chǎn)品從無(wú)到有。第二個(gè)階段，1978年到20世紀(jì)末。中國(guó)汽車工業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，形成了完整的汽車工業(yè)體系。從載重汽車到轎車，開(kāi)始全面發(fā)展。這一階段是我國(guó)汽車工業(yè)由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)型期。這一時(shí)期的特點(diǎn)是：商用汽車發(fā)展迅速，商用汽車產(chǎn)品系列逐步完整，生產(chǎn)能力逐步提高。具有了一定的自主開(kāi)發(fā)能力。重型汽車、輕型汽車的不足得到改變。轎車生產(chǎn)奠定了基本格局和基礎(chǔ)。我國(guó)汽車工業(yè)生產(chǎn)體系進(jìn)一步得到完善。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的建立，政府經(jīng)濟(jì)管理體制的改革，企業(yè)自主發(fā)展、自主經(jīng)營(yíng)，大企業(yè)集團(tuán)對(duì)汽車工業(yè)發(fā)展的影響越來(lái)越大。汽車工業(yè)企業(yè)逐步擺脫了計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下存在的嚴(yán)重的行政管理的束縛。政府通過(guò)產(chǎn)業(yè)政策對(duì)汽車工業(yè)進(jìn)行宏觀管理。通過(guò)引進(jìn)技術(shù)、合資經(jīng)營(yíng)，使中國(guó)汽車工業(yè)產(chǎn)品水平有了較大提高。摸索了對(duì)外合作、合資的經(jīng)驗(yàn)。第三個(gè)階段，進(jìn)入21世紀(jì)以后。中國(guó)汽車工業(yè)在中國(guó)加入WTO后，進(jìn)入了一個(gè)市場(chǎng)規(guī)模、生產(chǎn)規(guī)模迅速擴(kuò)大；全面融入世界汽車工業(yè)體。 如今國(guó)外已有許多公司把各種先進(jìn)技術(shù)和裝備，如微型電子計(jì)算機(jī)、無(wú)線電通訊、衛(wèi)星導(dǎo)航等等新技術(shù)、新設(shè)備和新方法、新材料廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)中，汽車正在走向自動(dòng)化和電子化。汽車的能耗，排放廢氣、噪聲和污染等公害也日將減少，安全性、使用方便性將日益提高，即使再次發(fā)生石油危機(jī)，汽車工業(yè)也不會(huì)受到很大的影響。專家們認(rèn)為，汽車是當(dāng)前世界最主要的交通工具，在將來(lái)它仍然是世界上的主要交通工具，別的任何開(kāi)工交通工具都不可能完全把汽車取代。 1.1.2 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 美國(guó)《汽車新聞》雜志對(duì)目前每年生產(chǎn)5000萬(wàn)輛汽車的統(tǒng)計(jì)，預(yù)測(cè)國(guó)際市場(chǎng)汽車結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)以下八大特點(diǎn)。 1．柴油機(jī)被更多的轎車所采用，歐洲裝備柴油機(jī)的轎車已越來(lái)越多。 2．汽油機(jī)技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志之一是電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)將取代化油器發(fā)動(dòng)機(jī)。歐共體已明確規(guī)定：今后生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車必須裝備電控燃油噴射系統(tǒng)。 3．電動(dòng)汽車將進(jìn)入實(shí)用階段。隨著低價(jià)格、高能量和長(zhǎng)壽命新型電池的研究發(fā)展，以及人們對(duì)環(huán)保的強(qiáng)烈呼聲，電動(dòng)汽車將逐漸在各大城市成為一種代步工具。 4．汽車安全標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)更加嚴(yán)格。為保證汽車可靠性和穩(wěn)定性，ABS也將逐漸成為一些車型的標(biāo)準(zhǔn)裝置；安裝保障乘客的氣囊裝置的數(shù)量將逐漸增加，一些車型甚至裝備側(cè)面氣囊；三點(diǎn)自動(dòng)上肩式安全帶、防側(cè)撞桿及鋼制鏈都將裝備到各種類型的汽車上。 5．使用更多替代鋼的輕型材料，以降低車重。鋁合金、鎂合金及碳素纖維等輕質(zhì)材料在汽車制造上的應(yīng)用將增多。 6．各種電子裝置將在汽車上更多地應(yīng)用，如電子發(fā)動(dòng)機(jī)鎖，它使偷車賊無(wú)法下手；全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)使駕駛?cè)藛T無(wú)論身處何處，都不會(huì)迷路。 7．載貨汽車將改進(jìn)現(xiàn)有的動(dòng)力裝置。使用一種更加有效的動(dòng)力裝置，可以使目前的載貨汽車?yán)酶?、跑得更快? 8．前輪驅(qū)動(dòng)汽車將有所增加，發(fā)動(dòng)機(jī)橫置技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，將使汽車更省油、更為經(jīng)濟(jì)；一些大型汽車也將采用前輪驅(qū)動(dòng)方式，如新奧迪A8 等。 1.2 機(jī)械加工 1.2.1 機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程[2] 在制造機(jī)器時(shí)，由原材料到成品之間的所有勞動(dòng)過(guò)程就是一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，那些與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過(guò)程就是一個(gè)工藝過(guò)程。 1.2.2 國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)[3] 工藝水平低下導(dǎo)致生產(chǎn)出的產(chǎn)品不受青睞，這是我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品普遍存在的問(wèn)題。產(chǎn)品零件精度低、生產(chǎn)效率低、工藝消耗高、環(huán)境污染大等是我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的巨大障礙。 工藝水平總體有所提高。隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的發(fā)展，特別是結(jié)合國(guó)家重大裝備研制與技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)改造，制造業(yè)總體工藝水平和綜合制造能力得到了新的提高。裝備制造業(yè)的機(jī)床數(shù)控化率有了較大的提高，特別是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的應(yīng)用，極大地提升了切削加工精度、效率與柔性化水平，產(chǎn)品裝配工藝有新的突破。但工藝水平與國(guó)外仍有差距。我國(guó)機(jī)械制造工藝雖然有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)工藝相比，在技術(shù)方面還存在著很大的差距。 世界經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加速，世界產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在調(diào)整轉(zhuǎn)移，機(jī)械行業(yè)也在發(fā)生翻天覆地是變化，正向更先進(jìn)的方向發(fā)展。 1.2.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 全球工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面： 1、全球范圍內(nèi)的兼并重組加劇，生產(chǎn)集中度進(jìn)一步提高。世界范圍工程機(jī)械生產(chǎn)集中度很高，而且還在繼續(xù)提高； 2、專業(yè)化生產(chǎn)程度提高。越來(lái)越多的企業(yè)成為組裝廠，零部件全部專業(yè)化生產(chǎn)，關(guān)鍵零部件基本上是由專業(yè)廠生產(chǎn)； 3、區(qū)域化和專業(yè)化程度提高，縮短了訂貨和交貨時(shí)間，讓生產(chǎn)接近客戶。北美和歐洲的很多國(guó)家將一些企業(yè)搬到亞洲、拉美等第三世界，他們的產(chǎn)地離客戶更近了，這就可以縮短定貨和交貨時(shí)間，就譬如在中國(guó)有很多國(guó)外企業(yè)； 4、小型設(shè)備的產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)。歐美大型土石方施工已經(jīng)基本完成，工作量下降，一些維修或私人用、家庭用小型機(jī)產(chǎn)量上升，主要有：反鏟式裝載機(jī)、滑移與轉(zhuǎn)向裝載機(jī)和伸縮臂裝卸機(jī)械。這幾個(gè)機(jī)種我國(guó)都有，但應(yīng)用不廣泛，而且產(chǎn)量小。 1.3 數(shù)控加工技術(shù)[4] 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了根本性的變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法，具有高精度、高效率及柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化及智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性的變革，正由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化的基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型和超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精及高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。 數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的基礎(chǔ)，由于數(shù)控加工是將數(shù)字化控制技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的加工技術(shù)之中，因此它覆蓋了幾乎所有的加工領(lǐng)域，如車、銑、刨、鏜、鉆、拉和電加工等，它的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來(lái)了深刻的變化。隨著數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的水平和普及程度 已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。 數(shù)控加工是機(jī)械制造中的先進(jìn)加工技術(shù)。它的廣泛使用給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來(lái)了深刻的變化，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化和集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，為機(jī)械制造行業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了巨大的效益。 1.3.1 數(shù)控加工的特點(diǎn) 數(shù)控加工是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法，數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工的工藝規(guī)程從總體上說(shuō)是一致的，但數(shù)控加工與傳統(tǒng)的加工方法又有明顯的區(qū)別，數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機(jī)加工的工序內(nèi)容復(fù)雜，加工程序的編制比普通機(jī)床工藝規(guī)程的編制復(fù)雜。與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1、適應(yīng)性強(qiáng)：數(shù)控加工是根據(jù)零件要求編制的數(shù)控程序來(lái)控制設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種動(dòng)作，當(dāng)數(shù)控工作要求改變時(shí)，只要改變數(shù)控程序軟件，而不需改變機(jī)械部分和控制部分的硬件，就能適應(yīng)新的工作要求； 2、精度高，質(zhì)量穩(wěn)定：數(shù)控加工本身的加工精度較高，還可以利用軟件進(jìn)行精度校正和補(bǔ)償；數(shù)控機(jī)床加工零件是按數(shù)控程序自動(dòng)進(jìn)行，可以避免人為的誤差； 3、生產(chǎn)率高：數(shù)控設(shè)備上可以采用較大的運(yùn)動(dòng)用量，有效地節(jié)省了運(yùn)動(dòng)工時(shí)； 4、能完成復(fù)雜型面的加工：許多復(fù)雜曲線和曲面的加工，普通機(jī)床無(wú)法實(shí)現(xiàn)，而數(shù)控加工完全可以完成； 5、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件：因數(shù)控加工是自動(dòng)完成，許多動(dòng)作不需操作者進(jìn)行，故勞動(dòng)條件和勞動(dòng)強(qiáng)度大為改善； 6、有利于生產(chǎn)管理：采用數(shù)控加工，有利于向計(jì)算機(jī)控制和管理生產(chǎn)方向發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)制造和生產(chǎn)管理自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1、選擇適合在數(shù)控上加工的零件，確定工序內(nèi)容； 2、分析加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，確定加工方案，制定數(shù)控加工路線，如工序的劃分、加工順序的安排、非數(shù)控加工工序的銜接等。設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序，如工序的劃分、刀具的選擇、夾具的定位與安裝、切削用量的確定、走刀路線的確定等； 3、調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇、刀具的補(bǔ)償； 4、分配數(shù)控加工中的容差； 5、處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。 1.3.2 國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器，加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)和加工余量等加工參數(shù)無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，很有必要對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展迅速，全球制造業(yè)向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)十分明顯，代表著先進(jìn)制造技術(shù)的數(shù)控加工在我國(guó)的制造業(yè)中日益普及。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展、常規(guī)加工工藝的條件的變更和工藝參數(shù)的優(yōu)化為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、潔凈和靈活的目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 目前，數(shù)控開(kāi)放系統(tǒng)有兩種基本結(jié)構(gòu)：(1)CNC+PC主板：把一塊PC主板插入傳統(tǒng)的CNC機(jī)器中，PC板主要運(yùn)行實(shí)時(shí)控制，CNC主要運(yùn)行以坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)為主的實(shí)時(shí)控制；(2)PC+運(yùn)動(dòng)控制板：把運(yùn)動(dòng)控制板插入PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)插槽中作實(shí)時(shí)控制用，而PC機(jī)主要作非實(shí)時(shí)控制。 1.3.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1、性能發(fā)展方向： (1)高速高精高效化：速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)，由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片和多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高； (2)柔性化：柔性化包含兩方面，一方面的數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；另一方面是群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能； (3)工藝復(fù)合性和多軸化：以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸和多系列控制功能方向發(fā)展； (4)實(shí)時(shí)智能化：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制和前饋控制等。 2、功能發(fā)展方向： (1)用戶界面圖形化：用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)； (2)科學(xué)計(jì)算可視化：科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像和動(dòng)畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等； (3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化：多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)龋? (4)內(nèi)裝高性能PLC：數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗?，用戶可在?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序； (5)多媒體技術(shù)應(yīng)用：多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。 3、體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展： (1)集成化：采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流； (2)模塊化：硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過(guò)積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)； (3)網(wǎng)絡(luò)化：機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上； (4)通用型開(kāi)放式閉環(huán)控制模式：采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開(kāi)放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開(kāi)環(huán)控制模式提出的。由于制造過(guò)程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過(guò)程變量。加工過(guò)程中采用開(kāi)放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。 第二章 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)題目 傳動(dòng)箱側(cè)蓋機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工編程 2.2機(jī)械加工工藝[5][6][7] 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械零件加工中的關(guān)鍵步驟，工藝過(guò)程由若干個(gè)按一定順序排列的工序組成。工序的工藝過(guò)程的基本單元，也是生產(chǎn)組織和計(jì)劃的基本單元。工序又可細(xì)分為若干個(gè)安裝、工位、工步及走刀等。工藝過(guò)程的組成如下圖所示： 圖2—1 工藝過(guò)程的組成 2.2.1機(jī)械加工工藝路線 制訂零件機(jī)械加工工藝最主要的工作是擬定工藝路線。工藝路線的主要內(nèi)容是：加工方法的選擇、加工階段的劃分和工序的安排等。 1、加工方法的選擇 在對(duì)零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，即可對(duì)各個(gè)加工表面選擇相應(yīng)的加工方法，加工方法的選擇有以下幾個(gè)基本的方面： (1)首先要根據(jù)零件各個(gè)加工表面的技術(shù)要求，選擇相應(yīng)的加工方法，確定各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度和光潔度； (2)選擇加工方法時(shí)．應(yīng)注意零件材料的機(jī)械性能和熱處理情況； (3)選擇加工方法時(shí)，應(yīng)考慮生產(chǎn)綱領(lǐng)或生產(chǎn)類型，根據(jù)生產(chǎn)批量大小合理地解決生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性之間的矛盾。如在單件或小批生產(chǎn)中，為了降低成本，一般采用通用機(jī)床和工藝裝備進(jìn)行加工；而在大批大量生產(chǎn)中，則采用高效率的專用機(jī)床和組合機(jī)床。 2、加工階段的劃分 工藝路線劃分加工階段的目的在于：一是保證加工質(zhì)量。粗加工時(shí)，切除較厚的金屬層，使工件發(fā)熱而產(chǎn)生熱變形，以及因較大的切削力、夾緊力而產(chǎn)生工件的彈性變形等原因，使加工精度和光潔度不高，因此必須增加半精加工和精加工工序；二是合理使用設(shè)備。在各種加工過(guò)程中，根據(jù)加工階段的特性，選擇不同功率和特點(diǎn)的機(jī)床進(jìn)行加工，有利于合理使用設(shè)備；三是粗加工階段便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以確定后續(xù)工序能否進(jìn)行，避免浪費(fèi)工時(shí)，減少費(fèi)用。 對(duì)零件的各表面加工是一個(gè)由粗到精的過(guò)程，通過(guò)若干工序的加工逐步達(dá)到質(zhì)量要求。對(duì)加工精度要求較高的零件，按工序性質(zhì)和內(nèi)容的不同，將工藝路線劃分為粗加工、半精加工和精加工等階段。各加工階段的基本要求如下： (1)粗加工階段：切除毛坯黑皮和大部分加工余量，為以后加工提供精準(zhǔn)基面，并留均勻而合適的余量； (2)半精加工階段：提高精加工需要定位基準(zhǔn)的精確性和控制精加工余量，為主要表面的精加工創(chuàng)造條件； (3)精加工階段：主要為精度和光潔度要求較高的表面的進(jìn)一步改善，使零件加工表面達(dá)到技術(shù)要求。 2.2.2定位基準(zhǔn)的選擇原則 1．粗基準(zhǔn)的選擇 在起始工序中，工件定位只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面，這種采用未經(jīng)加工的鑄造、鍛造或軋制得到的表面作為定位基準(zhǔn)面稱為粗基準(zhǔn)。 (1)對(duì)于具有不加工表面的工件，為保證不加工表面與加工表面之間的相對(duì)位置要求，一般應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)； (2)對(duì)于具有較多加工表面的工件，粗基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)合理分配各加工表面的加工余量； (3)作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整，沒(méi)有澆口、冒口或飛邊等其它表面缺陷，以便使工件定位可靠，夾緊方便； (4)如果毛坯表面比較粗糙且精度較低，一般情況下，同一尺寸方向上的粗基準(zhǔn)表面只能使用一次。 2．精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)是采用已加工的表面作為定位基準(zhǔn)面。 (1)為了較容易地獲得加工表面，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)位置精度應(yīng)選擇已加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)； (2)定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)便于工件的安裝與加工，并使夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； (3)當(dāng)工件以某組精基準(zhǔn)定位，可以比較方便地加工其它各表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此同一組精基準(zhǔn)定位； (4)某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，可選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。 2.3計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 本課題設(shè)計(jì)的零件是，其生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 2.4零件的分析 2.4.1零件的作用 給定的設(shè)計(jì)零件是汽車傳動(dòng)箱側(cè)蓋，汽車傳動(dòng)箱是汽車的一個(gè)重要組成部件，是傳遞動(dòng)力的主機(jī)構(gòu)。 2.4.2零件的工藝分析 設(shè)計(jì)零件的二維圖如圖2—2所示： 圖2—2 零件二維圖 零件的三維圖如圖2—3和圖2—4所示： 圖2—3 零件三維圖 圖2—4 零件三維圖 該零件需加工的有平面、外圓、孔、螺紋和倒角等，它們之間都有一定的位置要求?，F(xiàn)對(duì)零件進(jìn)行工藝分析如下： 1、 平面的加工 這些平面包括104d3(-0.035)mm孔上端面、104d3(-0.035)mm外圓面、104d3(-0.035)mm外圓和mm內(nèi)孔的倒角，M平面，M10螺紋孔的端面。主要加工的是104d3(-0.035)mm外圓面和M平面，104d3中心線對(duì)M平面的垂直度允差0.04mm，M平面的平面度允差0.1mm。 2、 孔的加工 需要加工的孔有mm孔，3-9mm通孔及其18沉孔、3-11mm通孔及其22.5沉孔，還有3-M10螺紋底孔。與104d3的同軸度允差為0.03mm。中心線對(duì)M平面的垂直度允差0.04mm，孔的圓度允差為其公差的一半，3-9mm、3-11mm在其名義位置的偏移允差為0.3mm，螺紋底孔孔的尺寸為8.5。 3、 螺紋的加工 首先要鉆好螺紋底孔，锪螺紋倒角，然后開(kāi)始加工螺紋。 2.4.3平面與孔的位置關(guān)系 平面與孔的軸線之間、孔和外圓之間都有一定的形位要求： 1、104d3以及中心線對(duì)M平面的垂直度允差0.04mm； 2、與104d3的同軸度允差為0.03mm； 由上可知，可以先加工104d3外圓上端面后以其為精基準(zhǔn)，使104d3以及中心線對(duì)M平面的垂直度公差值在允許的公差范圍內(nèi)，然后以孔的中心軸線作為基準(zhǔn)，再加工104d3使它的中心線與孔中心線的同軸度在其公差范圍內(nèi)。 2.5確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀[8][9] 零件材料為灰鑄鐵，毛坯采用鑄件。由于毛坯的形狀比較復(fù)雜，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，查《工藝手冊(cè)》表1.3—1，選擇的毛坯制造方法為金屬模機(jī)械砂型，其精度等級(jí)為CT8～10，取CT10，其加工余量等級(jí)為G。采用這種毛坯制造方法可使生產(chǎn)率提高。 毛坯的大部分平面和曲面都是不需要加工的，故在鑄造過(guò)程中就已將其大致形狀鑄出來(lái)?；境叽缭?0mm以下的孔在鑄造過(guò)程中是不鑄出來(lái)的，其毛坯是實(shí)心的，毛坯尺寸是通過(guò)后面查相關(guān)資料才確定的機(jī)械加工余量確定的。 2.6工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2.6.1定位基準(zhǔn)的選擇 1、粗基準(zhǔn)的選擇 用104d3外圓的被面作為粗基準(zhǔn)。因?yàn)榱慵闹饕庸け砻娑继幱?04d3外圓這端，無(wú)法找到合適的定位基準(zhǔn)面，而且用104d3外圓的被面作為粗基準(zhǔn)可以承受更大的切削力。因此，選擇A—A剖視圖的左端面作為粗基準(zhǔn)更合適。 2、精基準(zhǔn)的選擇 利用粗基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)，就可以將104d3外圓這端需要加工的平面、外圓和孔達(dá)到圖紙要求的尺寸與精度，此時(shí)加工104d3外圓背面時(shí)就可以用已加工表面和孔作為定位精基準(zhǔn)，以一面二孔作為定位精基準(zhǔn)。 2.6.2零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有平面、外圓、內(nèi)孔、螺紋及倒角等。材料是灰鑄鐵，選擇鑄件。參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）表1.4—7、表1.4—8、表1.4—14、表1.4—17和表1.4--24等，選擇加工方法如下： 1、104d3(-0.035)mm上端面，其表面粗糙度為Ra6.3m。查《工藝手冊(cè)》表1.4—8，采用的加工方法為：粗銑→半精銑。 2、M平面，其公差等級(jí)為IT9，其表面粗糙度為Ra3.2m。查《工藝手冊(cè)》表1.4—8，選擇的加工方法為：粗銑→半精銑。 3、104d3外圓，其公差等級(jí)為IT9，其表面粗糙度為Ra1.6m。查《工藝手冊(cè)》表1.4—8，采用的加工方法為：粗銑→半精銑→精銑。 4、mm內(nèi)孔，其公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度為Ra1.6m。查《工藝手冊(cè)》表1.4—8，選擇的加工方法為：粗銑→半精銑→精銑。 5、外圓和內(nèi)孔兩端的倒角：各孔兩端的倒角均為，表面粗糙度均為Ra12.5m，只需進(jìn)行粗加工即可達(dá)到要求。（表1.4—8） 6、3-9mm，毛坯為實(shí)心，未沖出孔，其公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為Ra12.5m。查《工藝手冊(cè)》表1.4—7，選擇的加工方法為：鉆孔。 7、3-11mm，毛坯為實(shí)心，未沖出孔，其公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為Ra12.5m。查《工藝手冊(cè)》表1.4—7，選擇的加工方法為：鉆孔。 8、3-M10螺紋孔，其公差等級(jí)為自由公差，表面粗糙度為Ra3.2m，毛坯為實(shí)心，未沖出孔。查《工藝手冊(cè)》表1.4—7、表1.4—17，選擇的加工方法為：鉆底孔→攻螺紋。 9、锪螺紋孔端面，未標(biāo)注公差尺寸，其公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為Ra12.5m，采用的加工方法為：锪。（表1.4--8） 10、3-18mm沉孔，未標(biāo)注公差尺寸，其公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為Ra12.5m，采用的加工方法為：锪。（表1.4--7） 11、3-22.5mm沉孔，未標(biāo)注公差尺寸，其公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為Ra12.5m，采用的加工方法為：锪。（表1.4--7） 2.6.3制訂工藝路線 方案一： 工序Ⅰ：粗銑104d3(-0.035)mm上端面，半精銑104d3(-0.035)mm上端面，粗銑M平面至mm、外圓至105.5d3mm，半精銑M平面至mm、外圓至104.5d3mm，銑外圓倒角，精銑外圓至104d3(-0.035)mm，粗銑內(nèi)孔至mm，半精銑內(nèi)孔至mm，锪內(nèi)孔倒角，精銑內(nèi)孔至mm，鉆3-9mm通孔，鉆3-11mm通孔，鉆2-M10螺紋底孔。選擇YCM-V85A立式銑削加工中心。 工序Ⅱ：锪3-18mm、3-22.5mm沉孔，锪2-M10螺紋孔上端面，锪螺紋孔倒角，攻螺紋。選擇立式鉆床Z525。 工序Ⅲ：加工側(cè)螺紋孔。選擇立式鉆床Z525 工序Ⅶ：終檢。 方案二： 工序Ⅰ：粗車104d3(-0.035)mm上端面，半精車104d3(-0.035)mm上端面，粗車M平面至mm、外圓至105.5d3mm，半精車M平面至mm、外圓至104.5d3mm，車外圓倒角，精車外圓至104d3(-0.035)mm，粗車內(nèi)孔至mm，半精銑內(nèi)孔至mm，車內(nèi)孔倒角，精車內(nèi)孔至mm。選擇 2.6.4確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 2.6.4.1確定毛坯余量（機(jī)械加工余量）、毛坯尺寸及其公差 1、104d3(-0.035)mm孔上端面的毛坯余量：端面的加工為單側(cè)加工，前面已根據(jù)相關(guān)資料查得毛坯的精度等級(jí)為CT10，加工余量等級(jí)為G。查《工藝手冊(cè)》表2.2—4可知，端面的單側(cè)毛坯余量為Z=3.5mm。查表2.2—1知，104d3(-0.035)mm孔上端面的公差值為3.6mm，故其毛坯尺寸為mm。 2、M平面的毛坯余量：平面的加工為單側(cè)加工，前面已根據(jù)相關(guān)資料查得毛坯的精度等級(jí)為CT10，加工余量等級(jí)為G。查《工藝手冊(cè)》表2.2—4可知，平面的單側(cè)毛坯余量為Z=2.5mm。查表2.2—1知，M平面的公差值為3.6mm，故其毛坯尺寸為mm。 3、104d3(-0.035)mm外圓面的毛坯余量：外圓面的加工為雙側(cè)加工，前面已根據(jù)相關(guān)資料查得毛坯的精度等級(jí)為CT10，加工余量等級(jí)為G。查《工藝手冊(cè)》表2.2—4可知，各孔端面的單側(cè)毛坯余量為Z=4mm。查表2.2—1知，104d3(-0.035)mm外圓面的公差值為3.6mm，故其毛坯尺寸為mm。 4、mm內(nèi)孔的毛坯余量：孔的加工為雙側(cè)加工，前面已根據(jù)相關(guān)資料查得毛坯的精度等級(jí)為CT10，加工余量等級(jí)為G。查《工藝手冊(cè)》表2.2—4可知，各孔端面的單側(cè)毛坯余量為Z=3.5mm。查表2.2—1知，mm內(nèi)孔的公差值為3.6mm，故其毛坯尺寸為mm。 5、3-9mm、3-11mm通孔的毛坯余量：通孔的毛坯為實(shí)心，未沖出孔。 6、M10螺紋孔的毛坯余量：螺紋孔的毛坯為實(shí)心，未沖出孔。 7、螺紋孔端面的毛坯余量：由于加工精度要求不高，故取Z=1mm，公差值為0.21mm，故其毛坯尺寸為22。 8、3-18mm、3-22.5mm沉孔的毛坯余量：沉孔的毛坯為實(shí)心，未沖出孔。 2.6.4.2確定工序余量、工序尺寸及公差 確定工序（或工步）尺寸的一般方法是由加工表面的最后工序（或工步）往前推算，最后的工序（或工步）的工序（或工步）尺寸按照零件圖紙的要求標(biāo)注。當(dāng)沒(méi)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序（或工步）尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序（或工步）尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。 零件的加工總余量已在前面根據(jù)相關(guān)資料查出，應(yīng)將機(jī)械加工總余量分配給各個(gè)工序（或工步）加工余量，然后由后面往前面計(jì)算工序（或工步）尺寸。 零件加工表面的加工方法即加工工藝路線在前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料確定，零件的加工余量除了粗加工余量外，其余加工工序（或工步）余量要根據(jù)《工藝手冊(cè)》表1.4—24、表2.3—8等查出，半精加工時(shí)可以參考《現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法》，選取半精加工時(shí)工序余量為Z=1mm，粗加工的工序（或工步）加工余量不是經(jīng)過(guò)查表確定，而是機(jī)械加工總余量減去其余各加工余量之和。 零件各加工表面的工序（或工步）的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度除了最后的那道工序（或工步）是按照零件的圖紙要求外，其余工序（或工步）的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度主要是根據(jù)《工藝手冊(cè)》表1.4—7、表1.4—8等確定的，再查表《工藝手冊(cè)》表1.4—24確定公差值，最后按照入體原則標(biāo)注上下偏差。零件各加工表面的工藝路線及工序（或工步）余量、（參考《現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法》，選擇半精加工時(shí)的工序余量為Z=1mm）工序（或工步）尺寸及公差和表面粗糙度如表2-1： 加工表面 工序(或工步)名稱 工序(或工步)余量 工序(或工步)基本尺寸 工序(或工步)經(jīng)濟(jì)精度 工序(或工步)尺寸及其公差 表面粗糙度(μm) 公差等級(jí) 公差值 104d3(-0.035)mm上端面 半精銑 Z=1 19 IT11 0.22 Ra6.3 粗銑 Z=3 20 IT12 0.35 Ra12.5 毛坯 Z=4 23 CT10 3.6 ——— M平面 半精銑 Z=1 23 IT9 0.10 Ra3.2 粗銑 Z=1.5 24 IT12 0.40 Ra6.3 毛坯 Z=2.5 25.5 CT10 3.6 ——— 104d3(-0.035)mm外圓 精銑 2Z=0.5 104 IT7 0.035 104d3(-0.035) Ra1.6 半精銑 2Z=1 104.5 IT8 0.054 104.5d3 Ra3.2 粗銑 2Z=2.5 105.5 IT9 0.087 105.5d3 Ra6.3 毛坯 2Z=4 108 CT10 3.6 ——— mm內(nèi)孔 精銑 2Z=0.5 52 IT7 0.030 Ra1.6 半精銑 2Z=1 51.5 IT8 0.046 Ra3.2 粗銑 2Z=2 50.5 IT8 0.046 Ra6.3 毛坯 2Z=3.5 48.5 CT10 3.6 ——— 3-9mm通孔 鉆孔 2Z=9 9 IT12 0.15 9 Ra12.5 毛坯 實(shí)心 —— —— —— ———— ——— 3-11mm通孔 鉆孔 2Z=11 11 IT12 0.18 11 Ra12.5 毛坯 實(shí)心 —— —— —— ———— ——— 3-M10螺紋孔 攻螺紋 —— M10 自由公差 自由公差 M10 Ra3.2 鉆底孔 2Z=8.5 8.5 IT12 0.15 8.5 Ra12.5 毛坯 實(shí)心 —— —— —— ———— ——— 锪螺紋孔端面 锪端面 Z=1 22 IT12 0.21 22 Ra12.5 3-18mm沉孔 锪孔 2Z=9 18 IT12 0.18 18 Ra12.5 毛坯 2Z=9 9 —— —— 9 Ra12.5 3-22.5mm沉孔 锪孔 2Z=11.5 22.5 IT12 0.21 22.5 Ra12.5 毛坯 2Z=11 11 —— —— 11 Ra12.5 表2—1 各加工表面的工藝路線、工序（或工步）、工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度 （未注單位：mm） 2.7確定切削用量基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 切削用量包括背吃刀量asp（即切削深度ap）、進(jìn)給量f和切削速度vc。在工藝文件中需要確定切削用量，首先由工序或工步余量確定切削深度，精加工和半精加工的全部余量在一次走刀中去除，而粗加工的全部余量也最好在一走刀中去除；然后按照本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量；最后用查表法或計(jì)算法求出切削速度，應(yīng)用相關(guān)公式換算出查表法或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查或計(jì)，再根據(jù)nc查或計(jì)在選擇的機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速中選擇接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，最后再用相關(guān)公式換算出實(shí)際的切削速度vc機(jī)填入工序文件中。需要注意的是，在粗加工時(shí)，選擇實(shí)際的切削速度vc機(jī)、實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)床的功率等是否足夠，才能作為最后的切削用量填入工序文件。 2.7.1工序Ⅰ切削用量及基本工時(shí)的確定 1、 加工條件[12] 工件材料：查《金屬切削手冊(cè)》表3.16，得到HT15—32（灰鑄鐵），抗拉強(qiáng)度b =200MPa，抗彎強(qiáng)度bb=400MPa，硬度為170—241HBS。 加工要求：粗銑104d3(-0.035)mm上端面，半精銑104d3(-0.035)mm上端面，粗銑M平面至mm、外圓至105.5d3mm，半精銑M平面至mm、外圓至104.5d3mm，銑外圓倒角，精銑外圓至104d3(-0.035)mm，粗銑內(nèi)孔至mm，半精銑內(nèi)孔至mm，锪內(nèi)孔倒角，精銑內(nèi)孔至mm，鉆3-9mm通孔，鉆3-11mm通孔，鉆2-M10螺紋底孔。選擇加工中心對(duì)零件件進(jìn)行加工，并將工件裝夾在專用夾具上。 加工中心參數(shù)：YCM-V85A立式銑削加工中心，由我國(guó)臺(tái)灣省（臺(tái)灣永進(jìn)機(jī)床工業(yè)有限公司）生產(chǎn)。機(jī)床采用日本富士通公司FAUNC SERIES 18-M數(shù)控系統(tǒng)。 主軸電機(jī)： 5.5KW 主軸刀頭： BT40 主軸轉(zhuǎn)速： 45~8000 RPM 工作臺(tái)： L×M=950×400 T型槽： （寬×數(shù)量×距離）=18×3×125 最大承載： 500KG 工作臺(tái)行程： 沿X軸向 860 沿Y軸向 440 沿Z軸向 630 軸向進(jìn)給： 快速（XYZ三個(gè)方向）12m/min 切削進(jìn)給： 1~5000mm/min 刀 庫(kù)： 20把 2、 確定切削用量及基本工時(shí) 確定切削用量采用查法，確定基本工時(shí)要經(jīng)過(guò)相關(guān)的計(jì)算才能得出。 （1）104d3(-0.035)mm端面的加工 選擇刀具：查《工藝手冊(cè)》表3.1—27，選擇硬質(zhì)合金端銑刀，選擇刀具外徑為d0=160mm，齒數(shù)=14。 確定切削深度ap：前面已根據(jù)相關(guān)資料查得孔端面的單側(cè)毛坯余量均為Z=4m，需要粗銑和半精銑，粗銑的全部余量可在一次走刀中去除，取粗銑時(shí)的切削深度ap =3mm，剩下的1mm就是半精加工時(shí)的切削深度即ap =1mm。 1）粗銑孔端面 A、確定每齒進(jìn)給量fz 查《切削手冊(cè)》表3.5，fz =0.24mm/z。 B、選擇銑刀平均壽命 查《切削手冊(cè)》表3.8，T=180min。 C、確定切削速度Vc 切削速度Vc采用查表法得出。查《切削手冊(cè)》表3.16，選擇每齒進(jìn)給量為fz=0.18mm/z，刀具外徑=160mm，齒數(shù)Z=14，選擇切削速度為Vt =77m/min，n t =153r/min，Vf t =470mm/min。 各修正系數(shù)為：kMv =kMn= kMvf=1 ksv=ksn= ksvf=0.8 故 Vc = Vt kMv ksv =77*1*0.8=61.6 m/min n= nt kMn ksn =153*1*0.8=122.4 r/min Vf = Vf t kMvf ksvf =470*1*0.8=376 mm/min 因?yàn)榧庸ぶ行牡霓D(zhuǎn)速是無(wú)級(jí)的，取整后所以實(shí)際的轉(zhuǎn)速為n機(jī)=123 r/min， D、校驗(yàn)機(jī)床功率 銑削功率Pc可由查《切削手冊(cè)》表3.20查得，當(dāng)Vf≤376mm/min，ae≤120mm，ap≤3.3mm時(shí)，切削功率Pc=2.7KW。由于實(shí)際銑削過(guò)程中使用條件的改變，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16，切削功率的修正系數(shù)為kMv =kMn= kMvf =1，故實(shí)際切削功率為 Pc實(shí)=2.7*1=2.7KW 根據(jù)相關(guān)資料可知，當(dāng)n機(jī)=123r/min時(shí)，實(shí)際的切削功率小于允許的功率，故所選的切削用量可以在YCM-V85A立式銑削加工中心上加工。 E、計(jì)算基本工時(shí) 查《工藝手冊(cè)》表6.2—7，用端銑刀銑平面時(shí)的基本工時(shí)計(jì)算公式為： Tj= 其中： =0.5=0.5(=22mm =1~3，取=1mm 總的銑削寬度為108+22+1=131mm。所以基本工時(shí)為： Tj==131/376=0.348min 2）半精銑孔端面 選擇刀具：與粗銑端面時(shí)共用一把刀 確定切削深度ap： ap =1mm。 A、確定每齒進(jìn)給量fz 查《切削手冊(cè)》表3.5，fz =0.14mm/z。 B、選擇銑刀平均壽命 查《切削手冊(cè)》表3.8，T=180min。 C、確定切削速度Vc 切削速度Vc采用查表法得出。查《切削手冊(cè)》表3.16，選擇每齒進(jìn)給量為fz=0.14mm/z，刀具外徑=160mm，齒數(shù)Z=14，選擇切削速度為Vt =110m/min，n t =220r/min，Vf t =344mm/min。 各修正系數(shù)為：kMv =kMn= kMvf=1 ksv=ksn= ksvf=0.8 故 Vc = Vt kMv ksv =110*1*0.8=88 m/min n= nt kMn ksn =220*1*0.8=176 r/min Vf = Vf t kMvf ksvf =344*1*0.8=275.2 mm/min 因?yàn)榧庸ぶ行牡霓D(zhuǎn)速是無(wú)級(jí)的，取整后所以實(shí)際的轉(zhuǎn)速為n機(jī)=176 r/min， D、計(jì)算基本工時(shí) 查《工藝手冊(cè)》表6.2—7，用端銑刀銑平面時(shí)的基本工時(shí)計(jì)算公式為 Tj= 其中： =0.5=0.5(=22mm =1~3，取=1mm 總的銑削寬度為108+22+1=131mm。所以基本工時(shí)為： Tj==131/275.2=0.476min （2）M平面及外圓104d3mm的加工 1）粗銑 查《工藝手冊(cè)》表3.1—27，選擇45mm硬質(zhì)合金立銑刀。 確定切削深度ap：ap =1mm。 A、 確定進(jìn)給量fz 查《現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法》表1.2—10，得加工材料為灰鑄鐵時(shí)的進(jìn)給量f=0.7～0.18mm/r，現(xiàn)取f機(jī)=0.14mm/r。 B、 確定切削速度Vc 查《現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法》表1.2—11，當(dāng)加工材料為灰鑄鐵時(shí)的切削速度為Vc查=60～120m/min，現(xiàn)取Vc查=80m/min。所以 nc查=1000Vc查/d0=1000*80/3.14*45=566r/min 因?yàn)榧庸ぶ行牡霓D(zhuǎn)速是無(wú)級(jí)的，所以實(shí)際的轉(zhuǎn)速為n機(jī)=566r/min，實(shí)際切削速度為Vc機(jī)=80m/min。則Vf =fz*Z*n=0.14*4*566=316.96 mm/min C、 計(jì)算基本工時(shí) Tj= 其中: ==23.5mm，=1~3，取=1mm 總的銑削寬度為8+23.5+1=32.5mm。所以基本工時(shí)為： Tj==32.5/316.96=0.102min 2）半精銑 選擇刀具：與粗銑端面時(shí)共用一把刀。 確定切削深度ap：ap =1mm。 A、確定進(jìn)給量 查《現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法》表1.2—10，得加工材料為灰鑄鐵時(shí)的進(jìn)給量f=0.7～0.18mm/r，現(xiàn)取f機(jī)=0.1mm/r。 B、確定切削速度Vc 查《現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法》表1.2—11，當(dāng)加工材料為灰鑄鐵時(shí)的切削速度為Vc查=60～120m/min，現(xiàn)取Vc查=90m/min。所以 n機(jī)=1000Vc查/d0=1000*90/3.14*45=637r/min 因?yàn)榧庸ぶ行牡霓D(zhuǎn)速是無(wú)級(jí)的，所以實(shí)際的轉(zhuǎn)速為n機(jī)=637r/min，實(shí)際切削速度為Vc機(jī)=90m/min。則Vf =fz*Z*n=0.1*4*566=254.8 mm/min C、計(jì)算基本工時(shí) Tj==32.5/254.8=0.128min 3）锪外圓倒角 查《工藝手冊(cè)》表3.1—12，選擇外徑d0=20mm的硬質(zhì)合金錐面锪鉆。雙邊余量為2Z=1mm，切削深度ap=1mm。 A、確定每齒進(jìn)給量fz 查《切削手冊(cè)》表2.18，fz =0.15mm/z。 則Vf =fz*Z*n=0.15*6*637=573.3 mm/min B、確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n機(jī) 與上道工序使用相同的n機(jī)，所以有 Vc查= d0n機(jī)/1000=3.14*20*637/1000=40 m/min C、計(jì)算基本工時(shí) Tj= 其中：==2*3.14*52=326.56mm，故： Tj==326.56/573.3=0.569min 4）精銑外圓至104d3(-0.035)mm 選擇刀具：查《工藝手冊(cè)》表3.1—27，選擇20mm硬質(zhì)合金立銑刀。 確定切削深度ap：ap =0.5mm。 A、確定進(jìn)給量 查《現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法》表1.2—10，得加工材料為灰鑄鐵時(shí)的進(jìn)給量f=0.7～0.18mm/r，現(xiàn)取f機(jī)=0.08mm/r。 B、確定切削速度Vc 查《現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法》表1.2—11，當(dāng)加工材料為灰鑄鐵時(shí)的切削速度為Vc查=60～120m/min，現(xiàn)取Vc查=100m/min。所以 n機(jī)=1000Vc查/d0=1000*90/3.14*45=1592r/min 因?yàn)榧庸ぶ行牡霓D(zhuǎn)速是無(wú)級(jí)的，所以實(shí)際的轉(zhuǎn)速為n機(jī)=1592r/min，實(shí)際切削速度為Vc機(jī)=100m/min。則Vf =fz*Z*n=0.08*4*1592=509.44mm/min C、計(jì)算基本工時(shí) Tj==32.5/509.44mm=0.055min （3）內(nèi)孔mm的加工 1）粗銑 選擇刀具：查《工藝手冊(cè)》表3.1—27，選擇45mm硬質(zhì)合金立銑刀。 確定切削深度ap：ap =2mm。 由于選用的刀具與粗加工M平面及外圓104d3mm所選用的刀具相同，所以n機(jī)、Vc機(jī)、Vf可以與該工步選取相同的值，即n機(jī)=566r/min，Vc機(jī)=80m/min，Vf=316.96mm/min。 A、計(jì)算基本工時(shí) Tj==32.5/316.96=0.102min 2）半精銑 選擇刀具：與上工步相同 確定切削深度ap：ap =1mm。 由于選用的刀具與半精加工M平面及外圓104d3mm所選用的刀具相同，所以n機(jī)、Vc機(jī)、Vf可以與該工步選取相同的值，即n機(jī)=637r/min，Vc機(jī)=90m/min，Vf=254.8mm/min。 A、計(jì)算基本工時(shí) Tj==32.5/254.8=0.128min 3）锪內(nèi)孔倒角 查《工藝手冊(cè)》表3.1—12，選擇外徑d0=52mm的硬質(zhì)合金錐面锪鉆。雙邊余量為2Z=1mm，切削深度ap=1mm。 A、確定每齒進(jìn)給量fz fz=（1.2~1.8）fz查，查《工藝手冊(cè)》表2.10，取fz查=1.1mm/r，故fz= 1.32~1.98mm/r，取fz = 1.98 mm/r。 B、確定切削速度Vc Vc =（）Vc查，查《工藝手冊(cè)》表2.15，取Vc查=9m/min，故Vc =3~4.5m/min，取Vc = 3m/min。 所以有n機(jī)=1000Vc /d0=1000*3/3.14*52=28r/min C、計(jì)算基本工時(shí) Tj==（1+2）/1.98*28mm=0.054min 4）精銑 選擇刀具：查《工藝手冊(cè)》表3.1—27，選擇20mm硬質(zhì)合金立銑刀。 確定切削深度ap： ap =0.5mm。 由于選用的刀具與精加工M平面及外圓104d3mm所選用的刀具相同，所以n機(jī)、Vc機(jī)、Vf可以與該工步選取相同的值，即n機(jī)=1592r/min，Vc機(jī)=100m/min，Vf=509.44mm/min。 A、計(jì)算基本工時(shí) Tj==32.5/509.44=0.055min （4）3-9mm通孔的加工 查《工藝手冊(cè)》表3.1—5，選擇9mm高速鋼直柄麻花鉆。 A、確定進(jìn)給量f 查《切削手冊(cè)》表2.7，加工材料為灰鑄鐵當(dāng)硬度≤200HBS時(shí)的進(jìn)給量f=0.47～0.57mm/r。現(xiàn)取f機(jī)=0.47mm/r。 B、確定切削速度Vc 查《切削手冊(cè)》表2.15， Vc查=11m/min。所以 nc查=1000Vc查/d0=1000*11/3.14*9=389r/min 因?yàn)榧庸ぶ行牡霓D(zhuǎn)速是無(wú)級(jí)的，不必查相關(guān)資料選擇機(jī)床的轉(zhuǎn)速，加工中心實(shí)際的轉(zhuǎn)速和切削速度就是上述所示。 C、計(jì)算基本工時(shí) Tj==（9+9+4）/0.47*389=0.120min （5）3-11mm通孔的加工 查《工藝手冊(cè)》表3.1—5，選擇11mm高速鋼直柄麻花鉆。 A、確定進(jìn)給量f 查《切削手冊(cè)》表2.7，加工材料為灰鑄鐵當(dāng)硬度≤20HBS時(shí)的進(jìn)給量f=0.52～0.64mm/r?，F(xiàn)取f機(jī)=0.52mm/r。 B、確定切削速度Vc 查《切削手冊(cè)》表2.15， Vc查=11m/min。所以 nc查=1000Vc查/d0=1000*11/3.14*11=319r/min 因?yàn)榧庸ぶ行牡霓D(zhuǎn)速是無(wú)級(jí)的，不必查相關(guān)資料選擇機(jī)床的轉(zhuǎn)速，加工中心實(shí)際的轉(zhuǎn)速和切削速度就是上述所示。 C、計(jì)算基本工時(shí) Tj==（9+10.5+4）/0.52*319=0.142min （6）2-M10螺紋底孔的加工