數(shù)控加工工藝

前言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)也飛速發(fā)展，與之相結(jié)合的從事數(shù)控加工的技術(shù)人員也越來越多。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的日趨廣泛，對數(shù)控技術(shù)專業(yè)技能型人才的需求越來越多。數(shù)控技術(shù)包括數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程、數(shù)控機(jī)床的操作和維護(hù)等內(nèi)容。數(shù)控機(jī)床的加工工藝與普通機(jī)床的加工工藝有許多相同之處，遵循的原則基本一致。也有許多不同，最大的不同表現(xiàn)在切削刀具軌跡的控制方式上。同時(shí)由于數(shù)控機(jī)床本身自動(dòng)化程度較高，設(shè)備費(fèi)用較高，因此數(shù)控機(jī)床加工相應(yīng)形成了工藝的設(shè)計(jì)更加嚴(yán)密、機(jī)床的應(yīng)用更加合理等特點(diǎn)。因此進(jìn)行數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)要求更高。本書涉及的數(shù)控加工工藝是數(shù)控技術(shù)的核心，配以相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)和數(shù)控編程，即可掌握數(shù)控加工技術(shù)。　　本書在內(nèi)容選擇上，突出實(shí)用性，以典型零件的加工工藝人手。在編寫方式上，力求通俗易懂、圖文并茂，使學(xué)習(xí)者容易理解和掌握?！　”緯卜?章，第1～3章主要講述數(shù)控加工工藝知識(shí)，涉及刀具、夾具、數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等方面知識(shí)；第4～7章主要講述數(shù)控車削加工工藝、數(shù)控銑削加工工藝、加工中心及數(shù)控線切割等的加工工藝。　　本書由浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院汪榮青和溫州機(jī)電技師學(xué)院邱建忠擔(dān)任主編，嘉興市高級(jí)技工學(xué)校許倩、浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉正平擔(dān)任副主編，浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡茜，浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院戴乃昌，中國計(jì)量學(xué)院林萍，浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院陳銀參與編寫工作?！　”緯烧憬ど搪殬I(yè)技術(shù)學(xué)院王懷奧博士主審，他為本書提出了許多寶貴的意見和建議。本書在編寫過程中參閱了國內(nèi)同行的相關(guān)文獻(xiàn)資料，得到了許多專家和同行的支持與幫助，在此一并表示衷心的感謝。

內(nèi)容概要

本書共分7章，第1～3章主要講述數(shù)控加工工藝知識(shí)，涉及刀具、夾具、數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等方面知識(shí)；第4～7章主要講述數(shù)控車削加工工藝、數(shù)控銑削加工工藝、加工中心及數(shù)控線切割等的加工工藝。    本書內(nèi)容突出實(shí)用性，以典型零件的加工工藝入手，通俗易懂、圖文并茂，使學(xué)習(xí)者容易理解和掌握。為方便教學(xué)，本書配套有電子教案。    本書適合于高職高專數(shù)控加工等相關(guān)專業(yè)使用，也可供從事相關(guān)行業(yè)的工程技術(shù)人員閱讀參考。

書籍目錄

緒論　0.1　數(shù)控加工　0.2　數(shù)控加工工藝　0.3　本課程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法第1章　金屬切削加工基礎(chǔ)　1.1　金屬切削基本知識(shí)　　1.1.1　切削運(yùn)動(dòng)和切削要素　　1.1.2　刀具的組成和幾何角度　　1.1.3　刀具材料及其選用　1.2　刀具失效與磨損　　1.2.1　刀具失效　　1.2.2　刀具磨損過程與磨鈍標(biāo)準(zhǔn)　1.3　金屬切削過程及控制　　1.3.1　切削力　　1.3.2　刀具幾何形狀的影響　　1.3.3　切削功率及主切削力的估算　　1.3.4　切屑的形成及種類　　1.3.5　積屑瘤　1.4　刀具幾何角度的選擇　　1.4.1　前角的選擇　　1.4.2　后角的選擇　　1.4.3　主偏角及副偏角的選擇　1.5　切削用量及切削液的選擇　　1.5.1　切削用量的選擇　　1.5.2　切削液的選用　思考與練習(xí)第2章　數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)　2.1　數(shù)控機(jī)床刀具的種類及特點(diǎn)　　2.1.1　數(shù)控刀具的種類　　2.1.2　數(shù)控刀具的特點(diǎn)　　2.1.3　可轉(zhuǎn)位刀片及其代碼　　2.1.4　工具系統(tǒng)　2.2　數(shù)控加工工藝規(guī)程概述　　2.2.1　生產(chǎn)過程和工藝過程　　2.2.2　生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型　　2.2.3　零件的工藝分析　2.3　工藝路線的擬訂　　2.3.1　表面加工方法的選擇　　2.3.2　工序的劃分　　2.3.3　加工順序的安排　2.4　工序設(shè)計(jì)與實(shí)施　　2.4.1　加工余量的確定　　2.4.2　工序尺寸及偏差的確定　　2.4.3　工藝尺寸鏈　　2.4.4　機(jī)械加工精度概述　　2.4.5　機(jī)械加工精度分析　　2.4.6　影響加工誤差的因素　　2.4.7　加工后存在的誤差　2.5　數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)　　2.5.1　分析零件圖樣　　2.5.2　數(shù)控加工中的工藝分析與工藝處理　　2.5.3　數(shù)學(xué)處理　思考與練習(xí)第3章　數(shù)控機(jī)床與夾具　3.1　數(shù)控機(jī)床的種類　　3.1.1　按運(yùn)動(dòng)方式分類　　3.1.2　按工藝用途分類　　3.1.3　按控制方式分類　　3.1.4　按數(shù)控機(jī)床的性能分類　3.2　常見數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理　　3.2.1　幾種常見數(shù)控機(jī)床　　3.2.2　數(shù)控機(jī)床的組成　　3.2.3　數(shù)控機(jī)床的工作原理　3.3　數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)　　3.3.1　伺服系統(tǒng)的概念　　3.3.2　伺服系統(tǒng)的分類　3.4　數(shù)控夾具概述　　3.4.1　機(jī)床夾具的概述　　3.4.2　定位誤差分析　　3.4.3　工件定位原理、夾具的分類和組成　　3.4.4　夾緊機(jī)構(gòu)　　3.4.5　組合夾具　　3.4.6　夾具概念及構(gòu)成　3.5　工件的定位　　3.5.1　工件定位的基本原理　　3.5.2　常用定位元件限制的自由度　　3.5.3　常見定位元件的應(yīng)用　　3.5.4　基準(zhǔn)及分類　　3.5.5　定位基準(zhǔn)及其選擇　　3.5.6　定位誤差及分析　3.6　工件的夾緊　　3.6.1　夾緊裝置的基本要求　　3.6.2　夾緊力的確定　3.7　數(shù)控機(jī)床典型夾具簡介　　3.7.1　車床夾具　　3.7.2　銑床夾具　思考與練習(xí)第4章　數(shù)控車削加工工藝　4.1　數(shù)控車削概論　　4.1.1　數(shù)控車床的分類　　4.1.2　數(shù)控車床的主要功能　　4.1.3　數(shù)控車削加工的主要對象　4.2　端面和外圓軸數(shù)控車削加工工藝分析　　4.2.1　端面和外圓軸加工工藝分析　　4.2.2　理論參考知識(shí)　4.3　螺紋軸數(shù)控車削加工工藝分析　　4.3.1　螺紋軸加工工藝分析　　4.3.2　理論參考知識(shí)　4.4　軸套類零件數(shù)控車削加工工藝分析　　4.4.1　軸套類零件工藝分析　　4.4.2　理論參考知識(shí)　4.5　圓弧軸類零件數(shù)控車削加工工藝分析　　4.5.1　圓弧軸類零件加工工藝分析　　4.5.2　理論參考知識(shí)　4.6　V形槽類零件數(shù)控車削加工工藝分析　　4.6.1　V形槽類零件工藝分析　　4.6.2　理論參考知識(shí)　思考與練習(xí)第5章　數(shù)控銑削加工工藝　5.1　數(shù)控銑削加工工藝基礎(chǔ)　　5.1.1　數(shù)控銑床的主要功能　　5.1.2　數(shù)控銑削加工的主要對象　　5.1.3　數(shù)控銑床的工藝裝備　5.2　平面加工數(shù)控銑削的工藝性分析　　5.2.1　平面加工工藝分析　　5.2.2　理論參考知識(shí)　5.3　輪廓加工零件工藝分析　　5.3.1　輪廓加工工藝分析　　5.3.2　理論參考知識(shí)　5.4　型腔加工工藝分析　　5.4.1　型腔類零件工藝分析　　5.4.2　理論參考知識(shí)　5.5　孔加工工藝分析　　5.5.1　孔加工零件加工工藝分析　　5.5.2　理論參考知識(shí)——刀具的選擇　思考與練習(xí)第6章　加工中心加工工藝　6.1　加工中心概述　　6.1.1　加工中心的主要功能　　6.1.2　加工中心加工的主要對象　6.2　曲面加工加工工藝　　6.2.1　典型曲面加工工藝分析　　6.2.2　理論參考知識(shí)　6.3　加工中心凹凸板綜合項(xiàng)目　　6.3.1　凹板加工工藝分析　　6.3.2　加工中心凸板綜合項(xiàng)目　　6.3.3　理論參考知識(shí)　6.4　槽輪板零件加工工藝　　6.4.1　槽輪板加工工藝分析　　6.4.2　理論參考知識(shí)　思考與練習(xí)第7章　數(shù)控電火花線切割加工工藝　7.1　數(shù)控電火花線切割機(jī)床簡介　　7.1.1　數(shù)控電火花線切割加工原理　　7.1.2　數(shù)控電火花線切割機(jī)床分類　　7.1.3　數(shù)控電火花線切割機(jī)床的組成　　7.1.4　數(shù)控電火花線切割機(jī)床的特點(diǎn)　　7.1.5　數(shù)控電火花線切割機(jī)床的應(yīng)用　7.2　典型線切割加工工藝分析　　7.2.1　任務(wù)描述及準(zhǔn)備　　7.2.2　加工工藝分析　7.3　理論參考知識(shí)　　7.3.1　線切割加工主要工藝指標(biāo)　　7.3.2　線切割加工工藝分析　思考與練習(xí)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　?。?）數(shù)控加工概念隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品零配件的精度要求越來越高，也日趨精密復(fù)雜，同時(shí)對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率也提出了越來越高的要求。尤其在一些特殊的行業(yè)，為了實(shí)現(xiàn)某些特殊的功能，對機(jī)械零配件的形狀和精度都有了更高的要求。在這樣的背景下，數(shù)控加工制造得到了廣泛的應(yīng)用。　　數(shù)控技術(shù)最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，它是軍備競賽的產(chǎn)物。1949年美國Parson公司與麻省理工學(xué)院開始合作，于1952年研制出能進(jìn)行三軸控制的數(shù)控銑床樣機(jī)，取名“Numerical Control”。1953年麻省理工學(xué)院開發(fā)出只需確定零件輪廓、指定切削路線，即可生成NC程序的自動(dòng)編程語言。1959年美國Keaney & Trecker公司開發(fā)成功了帶刀庫，能自動(dòng)進(jìn)行刀具交換，一次裝夾中即能進(jìn)行銑、鉆、鏜、攻螺紋等多種加工功能的數(shù)控機(jī)床，這就是數(shù)控機(jī)床的新種類——加工中心。1968年英國首次將多臺(tái)數(shù)控機(jī)床、無人化搬運(yùn)小車和自動(dòng)倉庫在計(jì)算機(jī)控制下連接成自動(dòng)加互系統(tǒng)，這就是柔性制造系統(tǒng)FMS。1974年微處理器開始用于機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中，從此CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)）隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展得以快速發(fā)展。1976年美國Lock head公司開始使用圖像編程。利用CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）繪出加工零件的模型，在顯示器上“指點(diǎn)”被加工的部位，輸入所需的工藝參數(shù)，即可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算刀具路徑，模擬加工狀態(tài)，獲得NC程序。DNC（直接數(shù)控）技術(shù)始于20世紀(jì)60年代末期，它是使用一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)，直接控制和管理一群數(shù)控機(jī)床及數(shù)控加工中心，進(jìn)行多品種、多工序的自動(dòng)加工。DNC群控技術(shù)是FMS柔性制造技術(shù)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上的DNC接口就是機(jī)床數(shù)控裝置與通用計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送及通信控制用的，也是數(shù)控機(jī)床之間實(shí)現(xiàn)通信用的接口。隨著DNC數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已成為無人控制工廠的基本組成單元。20世紀(jì)90年代，出現(xiàn)了包括市場預(yù)測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造和銷售等全過程均由計(jì)算機(jī)集成管理和控制的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS。其中，數(shù)控是其基本控制單元一20世紀(jì)90年代，基于PC-NC的智能數(shù)控系統(tǒng)開始得到發(fā)展，它打破了原數(shù)控廠家各自為政的封閉式專用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，提供開放式基礎(chǔ)，使升級(jí)換代變得非常容易。充分利用現(xiàn)有PC機(jī)的軟硬件資源，使遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程檢測診斷能夠得以實(shí)現(xiàn)?！　∥覈缭?958年就開始研制數(shù)控機(jī)床，但直到20世紀(jì)90年代末，華中數(shù)控自主開發(fā)出基于PC－NC的HNC數(shù)控系統(tǒng)，才真正意義上擁有了自己的系統(tǒng)，而且也達(dá)到了國際先進(jìn)水平，加大了我國數(shù)控機(jī)床在國際上的競爭力度。

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