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广东麻将公差等级表面粗糙度加工方案适用范围
发表时间:2020-09-26 23:28

  公差等级表面粗糙度加工方案适用范围_化学_自然科学_专业资料。公差等级表面粗糙度加工方案适用范围

  机械加工工艺基础 多媒体教学课件 邓曦明 中南大学工业制造技术训练中心 ? ? ? ? ? 一.切削加工的基础知识 二.各种切削机床 三.基本表面的加工方案及工艺分析 四.零件的结构工艺性 五.数控加工的编程方法 一、切削加工的基础知识 1.切削加工与机械加工 ? 切削加工是利用刀具和工件的相对运动, 刀具从毛坯或型材上切除多余的材料, 以便获得精度和表面粗糙度均符合要求 的零件的加工过程。 ? 切削加工分为机械加工和钳工。 3 2.零件质量的概念 ? 零件物理性能:如:导电、磁性等。 ? 零件化学性能:如:防腐性能等。 ? 零件几何参数: 宏观几何参数: 包括:尺寸、形状、位置等要素。 微观几何参数: 指:微观表面粗糙程度。 4 2.1 加 工 精 度 ? 加工精度:指零件经切削加工后,其尺寸、 形状、等参数同理论参数的相符合的程度, 偏差越小,加工精度越高,包括: a. 尺寸精度:零件尺寸参数的准确程度。 b.形状精度:零件形状与理想形状接近程度。 c.位置精度:表面、轴线或对称平面之间的 理想位置与实际位置的误差大小。 5 2.1 加 工 精 度(续) ? 国家标准规定:常用的精度等级分为20级,分 别用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。数字 越大,精度越低。其中IT5-IT13常用。 ? 高 精 度:IT5、IT6 通常由磨削加工获得。 ? 中等精度:IT7-IT10 通常由精车、铣获得。 ? 低 精 度:IT11-IT13 通常由粗车、铣、刨、 钻等加工方法获得。 6 2.1.1 尺 寸 精 度 零件尺寸要素的误差大小。 问: Φ25 -0.04 0 精度的高低与哪两个因素 有关? 基本尺寸和公差大小。 7 2.1.2 形 状 精 度 Φ25 -0。04 Φ25 Φ24.96 Φ24.96 0 Φ25 ? 圆柱度误差 8 2.1.2 形 状 精 度(续) ? 指零件上实际要素的形状与理想形状相符合 的程度; ? 国家标准规定了六类形状公差(见下表) ? 形状精度的标注:框格分为2格, 箭头指向待表达的表面,数字表示 允许误差的大小,单位为毫米。 2.1.3 位 置 精 度 ? 指零件的实际要素(点、线、面)相对 于基准之间位置的准确度。 圆圈中的英文字母表示基准,框格分3格,箭头指向待表达的表面 2.2 表 面 粗 糙 度 ? 表面粗糙度:零件微观表面高低不平的程度。 ? 国家标准规定:表面粗糙度分为14个等级, 分别用 表示 ? 表面粗糙度符号上的数值Ra,单位是微米 (μm)。 Ra 11 2.2 表 面 粗 糙 度(续) 1l Ra ? ?0 y ( x) dx l h1 Ra h1 ? h2 ? h3 ? ...? h n Ra ? n h2 h3…hn 12 2.2.1 常见的加工方法的Ra表面特征 加工 方法 Ra(微米) 表面特征 粗车 粗铣 钻孔 粗镗 粗刨 50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 可见明显刀痕 可见刀痕 微见刀痕 可见加工痕迹 微见加工痕迹 看不清加工痕迹 可辨加工痕迹方向 微辨加工痕迹方向 精铣 半精车 精刨 精车 粗磨 精磨 精密 加工 0.1-0.2 只能按表面光泽辩识 2.3零件的加工精度与表面粗糙度的关系 零件的加工精度与表 面粗`糙度的关系如何? ? 精度:宏观几何参数的误差 ? 表面粗糙度:微观几何参数的误差 ? 加工精度高,必须采用一系列的高精度的加工方法:而 经过高精度的加工后零件表面粗糙度一定低,反之,表 面粗糙度低,零件必须采用一系列的降低表面粗糙度的 加工方法,而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度 的加工方法 ? 实例:各种机床上的手柄:表面粗糙度非常低, 但精度不高。 14 3.主要切削加工方法 ? 机器零件的基本表面包括:外圆、内圆 (孔)、平面和成型面。 ? 推理:只要能对这些基本表面进行加工, 就可以加工出所有的机器零件。 ? 基本表面由如下的加工方法获得。 3.1 切削运动与切削参数 ? ? ? ? ? ? ? ? 刀具和工件的相对运动,称为切削运动; 切削运动分为主运动和进给运动; 主运动:提供切削可能性的运动;只有一个 进给运动:提供连续切削可能性的运动;可以 有多个。 切削用量包括: 切削速度:主运动的最大线速度,用V表示 进给量:刀具在单位时间内或一个工作循环内 移动的距离,用f表示 背吃刀量 :已加工表面和待加工表面之间的 垂直距离,用ap表示,如下图: 3.1.1车削切削速度、背吃刀量的计算 切削速度: 背吃刀量: 60 ? 1000v n? (r/min) πd V:切削速度 d max ? d min ap ? (mm) 2 dmax:待加工 表面直径 dmin:已加工 表面直径 d:工件直径 n:工件转速 ap:背吃刀量 3.2 切削用量的合理选择问题 ? 原则:既要高效率,也要高质量 ? 综上可知:切削速度高,加工质量较好 背吃刀量小,加工质量较好, ? 划分加工阶段,不同阶段侧重原则的一个方面。 ? 粗加工阶段:切削深度大,切削速度低。 ? 精加工阶段:切削深度小,切削速度高。 ? 两个阶段的进给量均取中间值。 4.切 削 刀 具 刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素, 刀具性能主要取决于两个因素:即刀具材料和刀具的几何角度 4.1 刀具材料应具备如下五个基本特性: 1.高硬度:HRC60 以上; 2.高的强度与韧性:保证能够承受切削力的作用而不破 坏; 3.高的热硬性:材料在高温下仍然保持高硬度的性能, 热硬性,用热硬温度表示; 4.良好的耐磨性; 5.良好的工艺性和经济性; 4.1.1 常用的刀具材料 ? 碳素工具钢:含碳量在7‰-13‰之间,T7、T8、T9…T13等。适 合于制造简单的手工工具,如:锉刀、锯条等; ? 合金工具钢:在碳素工具钢中加入少量的铬、铬、锰、硅等元素, 耐热性较低,如9SiCr等;适合于制造低速成型刀具,如丝锥; ? 高速钢:含较多的铬、铬、钒等合金元素、常用的有:W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V等。适合于制造低速精加工刀具 ? 硬质合金:成分由WC、TiC和Co组成,采用烧结方法获得 ? 常用的硬质合金有: YT类硬质合金:YT5、YT15、YT30,适合于加工钢的零件 YG类硬质合金:YG3、YG6、YG8,适合于加工铸铁、青铜零件 常用的刀具材料(续) 种 类 硬度 抗弯强 热硬性 HRC 度GPa ℃ 60-65 60-65 2.16 2.35 200-250 300-400 600-700 工艺性能 热成型 同上 同上 烧结成型 同上 用 途 碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金 陶瓷材料 手工刀具 低速刀具 中速刀具 高速刀具 连续精加 工刀具 63-70 1.9-4.4 89-93 1.0-2.2 800-1000 91-95 0.4-0.9 11001200 4.2 刀具的几何角度 (车刀的基本形状) 为了研究刀具的几何角度, 各种多齿刀具或复杂刀具, 建立三个辅助平面: 就其一个刀齿而言,都相 基面:通过主切削刃上的某 当于一把车刀。 一点,与该点切削速度方向 车刀分为切削部分和夹持 垂直的平面。 部分,切削部分由三个刀 切削平面:通过主切削刃上 面组成:前刀面、主后刀 的某一点,与该点加工表面 面、副后刀面。 相切的平面。 前 刀面和主后刀面的交线叫主切削刃 正交平面:通过主切削刃上 的某一点,与主切削刃在基 前刀面和副后刀面的交线叫副切削刃 面上的投影垂直的平面 两条切削刃的交点叫刀尖,但刀尖并非绝对尖锐 4.2.1 车刀的几何角度 ? 前角:γ。 在正交 平面中,前刀面 与基面之间的夹 角; ? 后角: α。在正交 平面中,主后刀 面与切削平面之 间的夹角 ? 主偏角:Kr 在基 面上,主切削刃 的投影与进给方 向的夹角。 ? 副偏角:Kr’ ? 刃倾角: λs 4.2.2 刃倾角的正与负 刃倾角λs,在 切削平面中, 主切削刃与 基面之间的 夹角。 4.3 刀具角度的合理选择问题 ? 原 则:粗加工时,为了提高切削效率,切削力会 较大,因此强度要高;精加工时,切削力较小,为 了保证零件质量因此刀具较锋利。 ? 粗加工:前角、后角均小,强度高 ? 精加工:前角、后角均大,刀具锋利 ? 主偏角:车台阶轴:取90度 既车外圆又车端面,取45度 ? 副偏角:为降低表面粗糙度,取小值:一般为: 5-15度 4.3 麻花钻的基本形状 麻花钻由工作部分、颈部和柄部组成,工 作部分又包括导向部分和切削部分。 4.3.1 麻花钻的主要几何角度 螺旋角β:刃带切线度; 前角:γ。 后角: αf 顶角2Φ: 两个主切削刃在垂直钻头轴 线平面上投影的夹角,通常2Φ =116118度之间; 横刃斜角ψ : 它是横刃与主切削刃 在钻头垂直轴线平面上投影的夹角。通 常为47-55度; 4.4 砂轮的材料及形状 ? 砂轮是磨削加工的刀具,它是由磨料和结合 剂烧结而成的。 ? 磨料:磨料是砂轮的主要组成因素,担负切 削作用,所以磨料有很高的硬度。 ? 粒度:是指磨料颗粒的大小。 ? 结合剂:结合剂起粘结磨粒的作用。 ? 硬度:指砂轮上的磨粒脱落的难以程度。 4.4.1 常用的磨料的特性及用途 系 别 刚 玉 碳化 硅 名 称 棕刚玉 白刚玉 黑碳化硅 绿碳化硅 代 号 A WA C GC 特 性 适合于磨削 硬度高,韧性 碳钢、可锻铸铁、 好,价廉 青铜 硬度稍低,锋利 锋利,导热性好 硬度高,导热好 淬火钢、高速钢 铸铁、黄铜 硬质合金、宝石 超硬 材料 金刚石 立方氮化硼 D CBN 硬度最高,韧性 硬质合金、宝石、 差 陶瓷等 硬度仅次于金刚 石,韧性略好。 不锈钢、高矾高 速钢 4.4.2 砂轮的形状、代号及用途 砂轮名称 平行砂轮 双斜边 双面凹 薄片砂轮 代号 P PSX1 PSA PB 断面简图 基本用途 用途广泛、各种磨床 用于精磨齿轮、螺纹 外圆磨、刀具磨 切断和开槽 筒形砂轮 杯形砂轮 碗形砂轮 N B BW 立式平面磨削 端面刀具磨 刀具磨、导轨磨 5.刀具磨损和刀具耐用度 ? 刀具经过一定时间的使用后,由于摩擦和 切削热的作用,使刀具变钝,切削温度上 升,影响加工精度和表面质量,因此必须 及时刃磨。 ? 刀具耐用度是刀具从开始切削至达到磨损 限度为止的切削时间。例:硬质合金焊接 刀具的耐用度规定为60分钟。 31 5.1 刀具的使用过程 刀具使用 磨钝 刃磨刀具 包括:三种磨损形式与三个磨损阶段 6. 金属的切削过程 金属切削过程是指从工件表面切除一层多余的 金属,从而形成切屑的过程: 2.应力逐渐变大,产生塑性变形—滑移。 1.金属在刀具前刀面的作用下,受到挤压产生弹性变形。 3.应力达到强度极限,剪切滑移被挤裂形成切屑。 4.切离。 1弹性变形 2 塑性变形 3 挤裂切屑 6. 1 金属的切屑类型 常见的切屑有如下三种: a.带状切屑:用大前角刀具、高切削速度、小进给量加工 塑性材料时出现。形成带状切屑时,切削力平稳,表面光 洁,但切屑连续不断,不安全或容易刮伤已加工表面。 b.节状切屑:用低切削速度,大进给量加工中等硬度的钢 材时出现。形成这种切屑时,金属经弹性变形、塑性变形、 挤裂和切离阶段,是典型的切削过程,但切削力波动大, 工件表面粗糙。 c.崩碎切屑:加工铸铁、黄铜等脆性材料时出现,形成这 种切屑时,切削热和切削力均集中在刀刃和刀尖,刀具容 易磨损。 6.2 积 屑 瘤 积屑瘤:当切屑沿前刀面流出时,与前刀面 接触的切屑底层受到摩擦阻力,速度变慢,形 成滞流层,于是,金属粘附在切削刃附近,形 成了积屑瘤。 积屑瘤的影响: 1、保护切削刃;粗加工时, 希望产生积屑瘤 2、本身不断形成和脱落, 回引起振动;影响工件表 面粗糙度,精加工不希望 产生积屑瘤; 6.3 切削力 切削力Fr的方向如左下图:可以沿三个方向分解为: 1.切向力Fz 2.轴向力Fx 3.径向力Fy Fr ? F ? F ? F 2 2 X y 2 Z Fy 6.4 切削热 切削热产生原因: 1.切屑变形; 2.工件与 刀具的摩擦; 切削热传出途径: a.由切屑带走,带走越多越有利; b.由周围空气和冷却介质带走,同样带走越多越 有利; c.传入工件,使工件温度升高 ,引起工件变形, 产生误差; d. 传入刀具,使刀具温度升高。刀具硬度降低, 磨损加快。 6.5 降低切削温度的措施 1.减少切削热的产生:包括选择合理的刀具几何角度和 切削用量,比如适当增大刀具的前角以减少切屑变形, 选用大的切削深度和小的进给量。 2.改善散热条件:包括使用冷却液等各种冷却措施; 冷却液一般有: 水溶液:比热大,导热性好,但不能起润滑作用,如 苏打水,苏打用于防锈。用于粗磨。 切削油:如矿物油;比热小,但有润滑作用。 乳化液:具有良好的流动性和导热性,它由乳化油加 水稀释而成,应用最广泛。 二、金属切削机床 ? 金属切削机床是用来对工件进行加工的机器, 故称为“工作母机”,习惯上称机床 ? 机床型号的命名:例:C6136表示… ? 机床的基本结构:1.主传动部件 2 .进给传动 部件 3 .工件安装装置 4 .刀具安装装置 5 . 支撑件 6 .机床动力部件 1、 车床的基本结构 挂轮箱 床头箱 进 给 箱 卡 盘 中 心 架 溜 板 箱 尾 架 丝 杆 光 杆 主电机及变速机构 1.1车床的主传动 车削的进给量 如果工件的转速加快,进给量是否会变化? 答:所谓进给量,是指主轴转一圈(一个工作循 环)、刀架沿进给方向移动的距离,只要进给箱 的挂轮手柄没有调整,主轴到进给箱的传动比没 有变化,进给量就不会发生变化。 1.1.1 车床的传动框图 1.1.2车床的传动链计算 1.传动链上齿轮的匹配:匹配原则: 相邻轴系能匹配的齿轮齿数和相等。 (据此分清有几级转速) 2.传动比计算:n1/n2=Z1/Z2 n2/n3=Z3/Z4 … (据此计算各级转速) Z3 Z1 n1 Z2 Z4 n3 n2 车床的传动链计算(续) 3.列传动方程 Z3 Z5 一 二 Z4 Z6 Z5 Z3 … Z1 Z2 Z1 n1 Z2 Z4 Z6 n3 n2 1.2车削的加工范围 车床上以加工回转体为主要加工目的。 车床上可以加工:外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、 镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕 弹簧等等。 1.3 车削的工艺特点 1. 粗加工:经济精度可达到IT10,表面粗糙度在25-12.5之间, 精加工:经济精度可达IT7左右,表面粗糙度Ra6.3-1.6之间。 2.易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不同的表 面,避免安装误差。 3.刀具简单,制造、刃磨和安装方便,容易选用合理的几何形 状和角度,有利于提高生产率。 4.应用范围广泛,几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及 端面,均可以用车削方法达到要求。 5.可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工(有 色金属的高精度零件不适合采用磨削) 2 铣削加工 2.1立式铣床的基本结构 主轴箱 主轴 工作台 铣削加工范围: 平面 沟槽 成型表面 横溜板 升降台 切断 底座 2.1 铣床的分度加工功能 1.分度头手柄与卡盘中心轴之间的传动比为40:1,即手柄转 40圈,卡盘或工件转1圈。 2.孔圈和扇形夹的张开角度用于非整数圈的定位 铣刀 尾架 工件 卡盘 扇形夹 孔圈 分度头手柄 铣床的分度加工功能(续) 问题:今欲在铣床上加工一个12等分的零件,分度手柄 应转多少圈,用分度盘的哪个孔圈,扇形夹应张开多少 个孔距?(已知:分度盘孔圈孔数有:24、25、28、30、 37) 答: 手柄转数n ? 40 工件转数 设工件等分数为Z,则每次分度时,工件应转过1/Z, 因此手柄转数n=40/Z=40/12=10/3=3又1/3; 因此:分度手柄的圈数应为3的倍数,扇形夹张开的 角度应为120度, 根据题中已知条件,可选孔圈数24、 扇形夹张开孔距为8孔,可选孔圈数30,扇形夹张开孔 距为10孔 2.2 逆铣和顺铣 逆铣:铣刀旋向(或铣削力)与进给方向相反 顺铣:铣刀旋向与进给方向一致 F F V V 2.3 铣削的工艺特点 1.铣削加工的精度可达IT10-IT7,表面粗糙度可达 6.3-1.6左右 2.生产效率高,铣刀是多刀齿刀具,铣削时有几个刀 齿同时参加切削,主运动是刀具的旋转,所以铣削的 生产效率比刨削高。 3.容易产生振动,铣刀的刀齿切入和切出时产生振动, 加工过程中切削面积和切削力变化较大。 4.刀齿的散热条件较好,在刀具旋转工程的不切削时 间内,刀具可以得到一定的冷却。 5.与刨床相比,铣床价格高,适用于批量生产。 3. 刨(插)削加工 刨床主要有牛头刨床和龙门刨床两种 龙门刨床:工作台往复运动,横 梁上的刀架可以水平或垂直运动。 龙门刨床主要用于加工大型零件。 牛头刨床的摆杆机构 摆杆齿轮带动摇杆左右摆动, 摇杆带动滑枕做往复运动。 摆杆机构的特点:返回行程 比工作行程时间快。 3. 1 插削加工 插床又称立式刨床,其运动原理 与牛头刨床相似,主要用于孔内 表面加工如方孔、多边形孔、键 槽等的加工。 工件在工作台上可做纵 向、横向和回转的运动, 滑枕做上下往复运动。 3.2 刨削加工的工艺特点 1.加工精度通常为:精刨:IT7-IT10,粗糙度Ra 为6.3-1.6之间。 2.通用性好,刨床简单、价格低、调整和操作简 便,刨刀形状简单,制造、刃磨方便。 3.生产率一般比较低,主运动为往复直线运动, 返回行程不参加切削。 4.适用于单件小批生产。 4.钻镗加工 钻床包括台式钻床、立式 钻床和摇臂钻床。如图: 一般在工件直径13mm, 使用台式钻床,中小型 50mm零件在立式钻床上加 工,大型工件上的孔在摇 臂钻床上加工。 钻夹头是钻孔的常用夹具, 一般用于直径较小的工件 (13mm),大直径的零件用 锥度套筒装入钻轴。 对精度要求高,粗糙 度低的零件钻孔后还必须 进行精加工。 4.1扩孔钻 用扩孔钻对已经钻出或铸出、锻出的孔进行扩大和提高精 度的加工,称为扩孔。扩孔钻如下图所示。其结构与麻花 钻相似,但切削刃有3?4个,前端是平的,无横刃,螺旋 槽较浅,钻头刚度好。扩孔余量小,切削比较平稳,所以 扩孔精度比钻孔高。其尺寸公差等级可达IT10?IT9,表面 粗糙度Ra值可达6.3?3.2?m。扩孔可作为终加工,也可作 为铰孔前的预加工。 4.2 铰 孔 铰刀有手用铰刀和机用铰刀两种(图a)。手用铰刀为直柄,工作部 分较长。机用铰刀多为锥柄,可装在钻床、车床或镗床上铰孔。铰 刀的工作部分由切削部分和修光部分组成。切削部分呈锥形,担负 切削工作。修光部分起导向和修光作用。铰刀有6?12个切削刃,制 造精度高,心部直径较大,刚度和导向性好。铰孔余量小,切削平 稳。铰孔尺寸公差等级可达IT8?IT6,表面粗糙度Ra值达1.6?0.4?m。 手铰孔时,用铰杆转动铰刀,并轻压进给(图b)。铰刀不能倒 转,否则铰刀与孔壁之间易挤住切屑,造成孔壁划伤或刀刃崩裂。 铰孔适用于加工精 度高、直径不大孔 的终加工。手铰时, 切削速度低,切削 力小,不受机床振 动等影响,加工质 量比机铰好;但生 产率低。 4.3 镗孔加工 镗削一般是指在镗床上进行的切削加工。图为常用的卧式镗床。 由床身、立柱、主轴箱、尾架和工作台等部分组成。镗床的主轴能 作旋转主运动和轴向进给运动。安装工件的工作台可以实现纵向、 横向进给运动,并可回转一定的角度。主轴箱可沿立柱导轨作上下 运动。尾架可沿床身导轨水平移动,其上的镗杆支承也可与主轴箱 同时上下运动。 4.4 镗孔加工的工艺特点 1.镗床主要用于加工大型工件或形状复杂工件上的孔和孔系。 例如变速箱、发动机缸体等。 2.镗孔尺寸公差等级可达IT8?IT7,表面粗糙度值一般为1.6~ 0.8?m。 3.镗孔可以校正孔原有的轴线偏差或位置偏差。 镗刀的形状 4.5钻削的工艺特点 1.钻削属于低精度(IT11-IT13)和高表面粗糙度的 (Ra50-12.5)加工方法 2.容易产生“引偏”,是加工过程中由于钻头弯曲产生孔 径的扩大、孔不圆等缺陷。原因是刀具呈细长状,刚性较 差。 3.排屑困难,钻孔在半封闭的状态下进行,切下来的切屑 沿刀具两侧的螺旋槽上升,容易与已经加工出的表面发生 摩擦和挤压,刮伤已加工表面,降低表面质量 4.切削热不容易传散,切削液难以传 到切削区。限制切削速度的提高 5. 磨削加工 磨削加工的机床是 磨床,刀具是砂轮 磨削加工可以磨削 外圆、孔和平面, 磨削加工的夹具通 常有电磁吸盘、三 爪卡盘、顶尖等 右图是磨床的液压 传动原理图 5.1 磨床类型 磨床包括外圆磨、内圆磨、无心磨等几种,下图是 万能外圆磨床的图形。 M1432A万能外圆磨床(M—磨床;14—万能外圆磨床; 32— 最大磨削直径的 1/10 ,即最大磨削直径为 320mm ; A—性能和结构上经过一次重大改进)。 5.2磨削的工艺特点 1.磨削的精度高,IT6-IT5,粗糙度低,Ra0.8-0.2,砂轮表 面有极多的切削刃同时参加切削。 2.可以加工一些难以加工的材料。如淬火钢、高速钢以及毛 坯的清理。 3.切削速度高(30m/s以上)切削温度高(1000℃以上)。使 用冷却液。 4.砂轮有自锐作用,这是其它刀具所不具备的。即磨粒不断 脱落,新的磨粒又是锋利的。 5.磨削力的径向分力较大,因此,在达到尺寸以后,还要进 行多次无进给磨削。 6. 齿轮加工概述 齿轮应用广泛。常见的有圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗杆蜗轮等。其 中以渐开线圆柱齿轮应用最广。 圆柱齿轮中,齿向平行于轴线的称直齿轮;齿向呈螺旋线形状的 称斜齿轮(或称螺旋齿轮)。其齿廓曲线通常采用渐开线。 为了保证齿轮的传动质量,对齿轮加工提出下列要求: (1) 传动运动的准确性 为保证齿轮传动速比的准确性,应要求 齿轮一转内转角误差不超过允许值。为此,在齿轮加工中,分齿应 均匀。 (2) 传动的平稳性 所谓传动平稳,是指振动和噪音小,冲击要 小。因此,应限制局部齿形的制造误差,以限制瞬时速比的变动量。 (3) 载荷分布的均匀性 影响使用寿命。 为避免造成齿面应力集中,局部磨损, 续上页 (4)齿侧间隙 指齿轮副在工作状态下,非工作齿面间应有一 定的间隙,以补偿齿轮的加工和安装误差,补偿热变形,保证 齿轮能自由回转和贮存润滑油。齿侧间隙是由工作条件确定的。 制造时,通过控制齿轮齿厚来获得。 为了适应机械产品不同的需要,我国将渐开线),精度由高至低依次为1?12级。在 一般机械中,以7、8级的齿轮应用最广。 齿轮加工分齿坯加工和齿面加工两个阶段,而齿面加工是整 个齿轮加工的关键。下面着重介绍渐开线齿面的切削加工。 齿面加工按其加工原理分为成形法和展成法(滚切法)两类。 若刀刃形状与被切齿轮齿槽的形状相符,齿面由成形刀具直接 切出时,称成形法,例如铣齿等。若齿面是根据齿轮的啮合原 理来形成的,称展成法,例如滚齿、插齿等。 6.1齿轮加工之 铣齿轮 图为在卧式万能铣床上铣直齿轮的示意图。齿坯安 铣齿通常是利用成型刀具(如齿轮铣刀、指状铣刀等)以 装在铣床的分度头上,铣刀旋转作主运动,工作台 及分度盘来进行加工。 带动齿坯作直线进给运动。每铣完一个齿槽后,工 通过铣削加工出齿轮通常精度不高,这是由于分度盘的 件退回,进行分度,再铣下一个齿槽。重复进行上 精度不高导致的。常用于单件小批生产低精度的齿轮。 述过程,直至铣出全部齿面为止。 通常铣齿成本较低,生产率较低。 6.2齿轮加工之插齿原理和插齿 插齿加工是用插齿刀在插齿机上加工齿轮的,它是按一对 圆柱齿轮的啮合原理进行的。如图、一个是工件,另一个 是一个成型的齿轮,称为刀具(插齿刀并采用高速钢制 造),在刀具上磨出前角和后角度,工件和刀具之间按传 动比做纯滚动旋转,插齿刀同时再做上下往复运动,可在 工件上插出齿轮来。 插齿过程中: 插齿刀与工件 之间必须维持 严格的啮合关 系,这种运动 称为分齿运动 齿轮加工之插齿原理和插齿(续) 插齿运动的主运动是刀具的上下往复运动,进给运动包 括分齿运动(展成运动)、径向进给运动,让刀运动。 让刀运动的作用是:避免刀具在返回时,刀齿的后刀面 与工件发生摩擦。 6.3齿轮加工之滚齿原理和滚齿 滚刀形状类似蜗杆,其加工过程与蜗杆蜗轮的啮合过 程相似。为了形成切削刃和容屑槽,滚刀在垂直螺旋线方 向等分地开出若干刀槽,并经过铲背、淬火和前、后刀面 的刃磨,其刃形又近似于齿条齿形。滚齿时,每个齿形都 是由滚刀在旋转中依次对齿坯切削的若干条切削刃包络而 成的(图)。当滚刀与齿坯进行强制啮合运动时,就在齿坯 上切出了渐开线齿形。 齿轮加工之滚齿原理和滚齿(续) 主运动 即滚刀的旋转运动, 展成运动 即滚刀与齿坯之间的啮合运动,两者应准确 地保持齿轮啮合传动比关系。设滚刃的头数为 K( 通常 K=1) , 被加工齿轮的齿数为Z,则滚刀每转一转,齿坯应沿啮合运 动方向转K个齿,即转K/Z转。 垂直进给运动 为了切出整个齿宽上的齿形,滚刀须沿 齿坯轴线方向作连续进给运动。 三、基本表面的加工方案分析 ? 生产过程中,直接改变毛坯形状、尺寸 2. 粗车 和性能,使之变为合格零件的过程,称 为工艺过程。 3.焊接 ? 工艺过程由很多工序组成. 4.精车 ? 工序是指在一个工作地点对一个或一组 工件所连续完成的部分工艺过程。例: 1.下料 5.磨削 6.钻孔 1.生产类型 ? 按产量划分: 1.单件小批生产:很少重复,重型机器 和试制零件时通常是这种生产形式。 2.成批生产:成批的制造某种零件,每 隔一段时间又重复生产。如一般的机床制 造厂的生产。 3.大量生产:在大多数工作地点,经常 重复进行同一种零件的某一工序生产,如 汽车制造厂、轴承厂等的生产。 制定生产工艺通常要根据生产类型来进行 1.1各种生产类型的要求和特征 单件小批 批量生产 大量生产 通用机床和部 广泛使用高效率的 机床设备 通用机床 分专用机床 专用机床 夹具 广泛使用专用 广泛采用高效率的 通用夹具 夹具 专用夹具 部分采用专用 高效率的专用刀具 刀具量具 通用刀具 刀具和量具 和量具 毛坯 木模铸造 部分采用金属 机器造型、压力铸 和自由锻 模铸造和模锻 造、模锻等 对工人的 需要技术 需要比较熟练 调整工要熟练,操 技术要求 熟练工人 的技术工人 作工技术要求不高 2.工件的安装 ? 直接安装法:工件直接安装在工作台或 采用通用夹具(三爪卡盘、四爪卡盘、 顶尖、平口钳、电磁吸盘等标准附件), 有时要对工件进行划线找正。再行夹紧。 ? 专用夹具安装:工件安装在为其加工而 专门设计的夹具中,无须找正,迅速保 证工件对刀具和机床的准确定位。节约 时间,生产效率高,但夹具的设计和制 造需要一定的成本。 3.夹具简介 ? 夹具是用来将待加工工件固定的装置。 1.通用夹具:指一般已经标准化,不需 特殊调整就可以用来装夹不同工件的刀 具,如:三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、 分度头、平口钳、电磁吸盘,通用夹具 价格较低,使用范围广泛,但生产效率 不如专用夹具。 2.专用夹具:是指为某一零件的加工而 专门设计和制造的夹具,既可以保证加 工精度,又提高生产效率,但夹具需要 一定的投资。 4.工艺规程的拟定 A.工艺分析 审查零件 的结构工 艺性 下一步… 检查图纸 审查材料 做出修改 B.毛坯的选择及加工余量的确定 4.1 毛坯选择及加工余量的确定 ? 加工余量:为了加工出合格零件,必须从毛坯上切 去一层金属,称加工余量。加工余量分为工序余量 和总余量。某道工序切除的余量称为工序余量,各 工序余量的和称总余量。 ? 工序余量的确定:决定工序余量的大小,是在保证 加工质量的前提下,使余量尽可能的小。过大影响 生产效率,过小不能切去工件表面的缺陷层。加工 余量的确定可采用如下方法: 1.根据生产经验估计 2.查表:根据工艺手册查表 3.计算法:可查阅“机制工艺学”有关内容。 4.2 定位基准的选择 ? 六点定位:任何一个未被约束的物体,在空 间有六个自由度。而要使物体在空间有确定 的位置,必须约束这六个自由度 完全定位和不完全定位 加工沟槽, 六点完全 定位 实际生产过程中六点有时并不完全定位 4.3工件的基准 设计基准:既设计零件的基准如下图左、齿轮内孔、外圆和齿轮分度 圆均以轴线为基准;而两端面是互为基准。下图右中,表面2和3及孔 4的轴线的轴线的轴线。 工艺基准:在制造零件时所使用的基准,它又分为工序基准、定位基 准、测量基准、装配基准。下图左在加工时、轴线并不实际存在,所 以内孔实际是加工外圆和左端面的定位基准。 4.3.1 定位基准的选择 选择定位基准是为了保证工件的位置精度,因此,选择 定位基准总是从有位置精度要求的表面开始进行选择的 ? 粗基准:毛坯表面的定位基准。 1. 选取不加工的表面作粗基准;2.选取要求加工余量均 匀的表面作为粗基准;3.选取余量和公差最小的表面作 粗基准;4.选取光洁、平整、面积大的表面作粗基准; 5.粗基准不应重复使用。 ? 精基准:以加工过的表面作为定位基准。 1. 基准重合原则;2.基准同一原则;3.选取精度较高、 安装稳定可靠的表面作精基准。 4.4工艺路线的制定 ? 确定加工方案:加工工序一般包括:切削加工工序、热处理工 序、检验工序等。 ? 安排加工顺序:原则:“基面先行、粗精分开、先粗后精、先 面后孔” ? (1)基面先行原则 ,零件加工时,必须选择合适的表面作为 定位基面,以便正确安装工件。在第一道工序中,只能用毛坯 面(未加工面)作为定位基面,在后续工序中,为了提高加工质 量,应尽量采用加工过的表面为定位基面,显然,安排加工工 序时,精基面应先加工。例如,轴类零件的加工多采用中心孔 为精基准。因此,安排其加工工艺时,首先应安排车端面、钻 中心孔工序。 ? (2)粗精分开,先粗后精的原则 零件加工质量要求高时, 对精度要求高的表面,应划分加工阶段。一般可分为粗加工、 半精加工和精加工三个阶段,精加工应放在最后进行。这样, 有利于保证加工质量,有利于某些热处理工序的安排。 ? 精度。此外,先加工好平面,也便于平面上的孔加工。 (3)先面后孔的原则 对于箱体、支架类等零件应先加工平 面后加工孔。这是因为平面的轮廓平整,安放和定位稳定可 靠。先加工好平面,就能以平面定位加工孔,保证平面和孔 的位置 综上所述,一般机械加工的顺序是:先加工精基准?粗加 工主要面(精度要求高的表面)?精加工主要面。次要表面的 加工适当穿插在各阶段之间进行。 5. 编制工艺文件 ? 工艺文件包括:1.工艺过程卡片、2.加工工序 卡片、3.加工工艺综合卡片。 ? 1用于单件小批生产。较粗略 ? 2用于大量生产。非常详细 ? 3用于成批生产。比较详细。 5.1 外圆表面的加工方案 公差等 级 IT13? IT11 IT10? IT8 IT8?IT7 IT6?IT5 IT8?IT7 IT7?IT6 IT5?IT3 表面粗糙 度Ra(?m) 50?12.5 6.3?3.2 1.6?0.8 0.8?0.2 0.8?0.4 0.4?0.1 0.1?0.02 5 加工方案 粗车 粗车—半精车 粗车—半精车—精车 粗车—半精车—精车—精细车 粗车—半精车—磨削 适用范围 适用于淬火钢外的各 种金属 主要用于要求高的有 色金属 粗车—半精车—粗磨—精磨 粗车—半精车—粗磨—精磨— 超精磨 适用于除有色金属外 的各种金属,特别是 淬火钢 5.2平面的加工方案 公差 等级 IT12? IT10 表面 粗糙 度 25 ? 12.5 6.3? 0.8 6.3? 1.6 加工方案 粗车 适用范围 轴、套、盘 类等零件未淬 火的端面 IT9? IT7 IT10? IT8 粗车—半精车—精车 粗刨(铣)—精刨 (铣) 粗刨(铣)—精刨 (铣)—刮研 粗刨(铣)—精刨 (铣)—粗磨—精磨 IT7? IT6 IT7? IT6 0.8? 0.1 0.4? 0.05 用于不淬硬的 平面 用于高精度低 粗糙度的平面 5.3 孔的加工方案 公差等级 IT13? IT11 IT10?IT9 IT8?IT7 IT7?IT6 IT13? IT10 IT9?IT8 IT8?IT7 IT7?IT6 IT7?IT6 表面粗糙 度 50?12.5 6.3?3.2 1.6?3.2 0.4?0.2 12.5?6.3 加工方案 适用范围 钻 钻—扩 钻—扩—机铰 钻—扩—机铰—手铰 粗镗 加工除淬火钢外各种金属实心 毛坯上较小的孔 3.2?1.6 1.6?0.8 0.8?0.4 0.2?0.1 粗镗—精镗 粗镗—半精镗—精镗 粗镗 — 半精镗 — 精镗 — 精 细镗 粗镗 — 半精镗 — 粗磨 — 精 磨 除淬火钢外各种金属,毛坯有 铸出孔或锻出孔 主要用于淬火钢,但不宜用于 有色金属 6.典型零件的工艺分析 ? 1.轴类零件 工序 号 1 2 3 工序名称 车 铣 磨 工序内容 车端面、钻中心孔、车外圆、切 槽、倒角 划键槽加工线,铣键槽,去毛刺 磨外圆 设备 车床 铣床 磨床 四.零件的结构工艺性 ? 零件结构的工艺性是指这种结构的零件 加工的难易程度。 ? 零件具有使用性和工艺性两种性质。 ? 评价零件设计好坏不应偏重使用性。 ? 工艺性的好坏是相对的。随着科学技术 的进步,原来认为工艺性差的零件可能 不再难于加工。例: 1.1结构工艺性的一般原则 a.便于安装和加工,即便于定位和可靠的夹紧。 左图中的设计方案中,上表面需要加工,加工时 必须安装在工作台上,由于底部是斜面而装夹不稳。 1.1.1 斜面钻孔 ? 斜面钻孔引起钻头偏斜或折断。 1.1.2 T型槽结构改进 ? b.便于加工和测量。 ? T形槽设计要考虑刀具的 进入和退出。 1.1.3钻孔空间 ? 考虑钻孔时的加工 状况。钻夹头与工 件不发生碰撞。 1.1.4弯曲的孔 避免弯曲的孔。 1.1.5 尺寸要素的统一 ? 尽量做到刀具规格统一,减少换刀,提 高效率 1.1.6 退刀槽 ? 方便刀具退出。 ? 盲孔形状 攻丝不能 直到孔底 1.2 有利于保证相互位置精度 ? 图中a形状必须两次加工,b形状则可以一 次加工出来,有利与保证位置精度要求 1.3 减少加工量 ? 图中左边的结构加工面较大,改为右边 的结构则可以减少加工量,使加工时间 缩短,降低成本 1.4 简化零件结构 ? 图a形状复杂,加工费时,图b形状简单, 有利于减少成本。 指出下图中结构工艺性问题 ? 并请加以改正 五.数控加工程序的编写 ? 由于数字技术(Digital technology)及控制技术的发展, 数控机床应运而生,所谓数控机床,是指采用数字程序 进行控制的机床。由于采用数控技术,在机床行业,许 多在普通机床上无法完成的工艺内容得以实现。 ? NC是Numerical control(数控)的简称,早期的数 控系统全靠数字电路实现,因此电路复杂,功能扩展困 难,现代数控系统都已采用小型计算机或微型计算机来 进行控制 ,大量采用集成电路,使得功能大大增强, 称之为计算机数控系统(Computer Numerical Control 简称 CNC ),所以, NC 已经成为一种通常的叫法,既指 数控机床,也指数控机床的数字控制装置。 1.1数控系统的组成 ? 现代数控机床一般由数控装置 (NC unit)、伺服系统 (servo system) 、 位 置 测 量 与 反 馈 系 统 (feedback system)、辅助控制单元 (accessory control unit) 和机床主机(main engine)组成,下图是各组成部分 的逻辑结构简图: 接上页 数控装置是数控机床的核心,能完成信息的输入、存储、变换、 插补运算以及实现各种功能; 伺服系统是接受数控装置的指令,驱动机床执行机构运动的驱 动部件,它包括主轴驱动单元(主要是速度控制)、进给驱动单元 (主要有速度控制和位置控制)、主轴电机和进给电机等。 位置测量与反馈系统由检测元件和相应电路组成,其作用是检测 速度与位移,并将信息反馈给数控装置,形成闭环控制;但不一定 每种数控机床都装备位置测量与反馈系统(图中虚线部分表示该模 块不是基本配置),没有测量与反馈系统的数控装置称开环控制系 统(如运动简单的中低档数控车床),常用的测量元件有脉冲编码 器、旋转变压器、感应同步器、光栅尺等。 辅助控制单元用以控制机床的各种辅助动作,包括:冷却泵的启 停等各种辅助操作。 机床主机包括床身、主轴、进给机构等机械部件。 1.2 数控机床主机中的传动机构 滚珠丝杠螺母机构,在丝杠 1 为了适应数控铣床加工范围广,工艺适应性强和自动化 和螺母 4 上各加工有圆弧,当 程度高的特点,要求主传动装置具有很宽的变速范围, 螺母 4 旋转时,丝杠 1 的旋转 并能无级变速,随着全数字化交流调速技术的日趋完善, 面经滚珠 2 推动螺母 4 轴向移 齿轮分级变速传动在逐渐减少,大多数数控铣床采用电 动,同时滚珠 2 沿螺旋形滚道 动机直接驱动主轴的结构。 滚动,使丝杠 1 和螺母 4 之间 数控铣床的进给传动装置,灵敏度和稳定性,将直接影 的滑动摩擦转为滚珠与丝杠 1、 响到工件的加工质量,因此常采用不同于普通机床的进 螺母 4 之间的滚动摩擦。螺母 给机构,例如采用线性导轨、塑料导轨或静压导轨代替 螺旋槽的两端用回珠管 3 连接 普通滑动导轨,用滚珠丝杠螺母机构代替普通的滑动丝 起来,使滚珠 2 能够从一端重 杠螺母机构,以及采用可以消除间隙的齿轮传动副和可 新回到另一端,构成一个闭 以消除间隙的键连接等 合的循环回路。 各类中小型数控机床普遍采 用滚珠丝杠。 1.3 数控加工原理 数控加工过程所需的各种操作(如主轴变速、松夹 工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给冷 却液等)和步骤以及与工件之间的相对位移等都用数 字化的代码表示,并按工艺先后顺序组织成“NC程 序”, 数控机床之所以能够加工一些几何形状复杂的零件, 就是因为数控机床的坐标轴能够联动,编程人员在编 写NC程序时,使用规定的NC代码体系,只给出联动轴 的起终点坐标及插补速度等的代码,而完成联动轴在 起终点间的运动过程参数要由NC自动求出。 1.3 数控加工原理(续) ? 插补原理: 插补是在已知曲线的起终点之间,确定一些中间点 坐标的一种计算方法,机械零件大部分由直线和圆弧组 成,因此NC都具有直线和圆弧的插补功能。 ? 零件程序中提供了直线的起点和终点坐标,圆弧的起点 坐标以及圆弧走向(顺时针或逆时针)或圆心相对于起 点的偏移量或圆弧半径。插补的任务,是根据偏程进给 速度的要求,完成从轮廓起点到终点的中间点坐标值的 计算。 1.3 数控加工原理(续) ?当 F0 时, NC 发出移动微指令, ? 如图所示,刀具由O A ,直线OA是其理 使控制轴向 +X 方向移动一个步长; 论轨迹。如何确定控制轴 X、Z的走向呢? ? ?当 逐点比较法的中心思想是:“每走一步与 F0 时, NC 发出移动微指令, 理论轨迹比较一下,从而确定下一步的走 使控制轴向 +Z 方向移动一个步长; 向”。 F=0时,可以规定 NC使控制轴 ? ?当 起点坐标( 0,0),终点坐标( Xe,Ze) +X或+Z 方向移动一个步长 ?向 于是直线 OA 的方程为:X/Z=Xe/Ze; ? 即:ZXe-XZe=0; ? 这样可以不断地趋向终点,图中, ① 若点(X,Z)在直线上方,则:ZXeXZe0; 带箭头的折线轨迹是机床实际运 ? ② 若点(X,Z)在直线的下方,则: 动的插补轨迹,直线OA是理论轨 ZXe-XZe0; ? 迹,由于插补运算所取的步长很 于是:取F=ZXe-XZe, ? 小,所以可以近似地认为插补轨 在插补运算过程中,控制轴每移动一步之 前,先由NC判断 F的符号。 迹就是直线 OA 的理论轨迹。 1.3 数控加工原理(续) ? 刀具补偿原理:是指NC对编程时零件 轮廓轨迹与刀具实际运行轨迹差值进 行补偿的功能。如图12.3所示:用一 个半径为R ? 刀具半径补偿的刀具加工图中的实线 表示的工件,则刀具运行的实际中心 轨迹应为图中的虚线所示,也就是说, NC应按使联动轴按照虚线轨迹进行插 补,这里刀具离开工件的这一个距离 就是偏置(二者之间相差一个刀具半 径R),偏置量(offset value )是一 个二维的矢量,可正可负, 1.3 数控加工原理(续) ? 同理:在刀具长度方向上,每种刀具长度不一 致,即相对于基准刀具有长度方向的系统误差, 也是采用同样的方法进行补偿,称刀具长度补 偿。 ? 刀 具 补 偿 又 可 以 分 为 形 状 补 偿 (geometry offset) 和磨损补偿 (wear offset) ,运行程序 前的刀具标称半径或长度是形状补偿量,在加 工过程中,刀具由于磨损的作用发生细微的尺 寸变化,这时,将磨损量输入到磨损补偿号中, 可以不必改动形状补偿号。方便操作。 1.4 数控加工编程基础 ? 为车床的坐标系,装夹车刀的溜板可沿两个方向运动, 溜板的纵向运动平行于主轴,定之为Z轴,而溜板垂直 于 Z 轴方向的水平运动,定为 X轴,由于车刀刀尖安装 于工件中心平面上,不需要作竖直方向的运动,所以 不需要规定Y轴。 ? 图三轴联动立式铣床的坐标系,图中安装刀具的主轴 方向定为Z轴,主轴可以上下移动,机床工作台纵向移 动方向定为X轴。与X、Z轴垂直的方向定为Y轴 1.4.1 相对坐标与绝对坐标表示法 ? 其中A点(10,10)用绝对坐标指令表示 为X10 Z10;B点(25,30)用绝对坐标指 令表示为X25 Z30; 相对坐标与绝对坐标表示法 1.4.2 数控加工坐标原点 ? 坐标原点: ? 机床原点:由机床生产厂家在设计机床时确定, ? 工件原点:也叫编程原点,它是编程人员在编程前任意 设定的,为了编程方便,选择工件原点时,应尽可能将 工件原点选择在工艺定位基准上,这样对保证加工精度 有利,如数控车一般将工件原点选择在工件右端面的中 心。 ? 编写程序时,用户使用的是工件坐标系,所以在启动 机床加工零件之前,必须对机床进行设定工件原点的 操作,以便让 NC确定工件原点的位置,这个操作通常 称为对刀。对刀是加工零件前一个非常重要且不可缺 少的步骤,工件原点与机床原点之间的距离叫原点偏 置。 1.4.3数控加工坐标指令 ? 坐标指令: ? 在加工过程中,工件和刀具的位置变化关系由 坐标指令来指定,坐标指令的值的大小是与工 件原点带符号的距离值。坐标指令包括:X、Y、 Z、U、V、W、I、J、K、R等。其中,通常来说 X、Y、Z是绝对坐标方式;U、V、W是相对坐标 方式,但在三坐标以上系统中,有相应的G指 令来表示是绝对坐标方式还是相对坐标方式, 不使用U、V、W来表示相对坐标方式;I、J、K 或R是表示圆弧的参数的两种方法,I、J、K表 示圆心与圆弧起点的相对坐标值,R表示圆弧 的半径。 1.4.4 直径指定与半径指定 ? 数控车床系统的X轴方向的指令值,X轴方向是 零件的半径或直径方向,在工程图纸中,通常 标注的是轴类零件的直径,如果按照数控车的 工件原点, X 轴的指令值应是工件的半径,这 样在编程时会造成很多直径值转化为半径值的 计算,给编程造成很多不必要的麻烦,因此, 数控车的NC系统在设计时通常采用直径指定, 所谓直径指定即数控车的 X 轴的指令值按坐标 点在X轴截距的2倍,即表示的是工件的直径, 如 X20, 那么在数控车系统中表示的是 X 方向刀 具与工件原点的距离是10mm而不是20mm。 1.5 数控加工准备功能指令 ? 即G指令: ? 也称准备功能( prepare function )指 令,简称G功能指令或G代码,G指令确定 的功能,可分为坐标系设定类型、插补 功能类型、刀具补偿功能类型、固定循 环类型等。 ? G指令由字母G和其后两位数字组成,从 G00到G99共100种;其中G00至G09可简写 为G0至G9。 1.5 数控加工准备功能指令(续) 需要重点掌握的G指令包括: G00、G01、G02、G03、G04 部分G指令是模态指令: ? 模态指令:模态指令指具有自保性的指 令,即后面的程序段与前面程序段代码 相同时,可以不必重复指定,G指令有部分 是模态指令,F指令也是模态指令。关于 模态指令,有的文献称为续效指令。 1.5.1 G指令代码功能表 代码 G00 G01 G02 G03 G04 G17 G18 G19 G32 G72 G90 G91 功能 快速点定位 直线插补 顺时针圆弧 逆时针圆弧 暂停 XY平面选择 ZX平面选择 ZY平面选择 螺纹单一循环 螺纹复合循环 绝对方式 增量方式 程序指令类型 模态指令 模态指令 模态指令 模态指令 非模态指令 模态指令 模态指令 模态指令 模态指令 模态指令 模态指令 模态指令 仅本段内有效 在出现段有效 备 注 用于空行程 直线切削进给 圆弧或圆切削 圆弧或圆切削 用于拐角过渡 用于数控铣 用于数控铣 用于数控铣 用于数控车 用于数控车 用于数控铣 用于数控铣 1.6 M指令(辅助功能指令) ? M指令用于指定机床一些辅助动作的开/ 关功能,如: 机床主轴的正向、停、反向旋转; 切削液的开关; 程序的启动、停止等。 ? 因此也称辅助功能指令,它由M字母和 后两位数字组成。 1.6.1 M指令代码功能表 代 码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 M06 M07 M08 M09 M41 M42 M30 M98 M99 功 能 程序停止 计划停止 程序结束 主轴正转 主轴反转 主轴停止 换刀 2号冷却开 1号冷却开 冷却关 主轴低速 主轴高速 程序结束 子程序调用 子程序调用 数控车 √ √ √ √ √ 数控铣 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 备注 “模态信息”保 存 “任选停止”有 效 不返回 进给不停 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 返回程序头部 调出子程序 子程序调用结束 1.7 F指令(进给指令) ? F指令 ? F指令用于指定插补进给速度。 ? F指令编程有两种,每分钟进给量编程和每转进 给量编程。 ? 在每分钟进给量编程中,F后的数值表示的是主 轴每分钟内刀具的进给量,比如:F50,表示每分 钟进给量为50mm.值得注意的是,F代码是模态 指令,但一个程序中至少应该在第一个插补指 令后有一个F指令 1.8 T指令(刀具指令) T指令用于指定所选用的刀具,它由字母T和后接数字组 成,在同一程序中,若同时指令坐标移动指令和刀具 T 指令, 执行顺序一般为先执行T指令。 用T指令选择希望的刀具:如选第一号刀:则为T1 四工位刀架 六工位刀架 1.9 程序格式 1.9.1 程序名 ? 程序名是数控程序必不可少的第一行,由一个地 址符加上后接四位数字组成,第一个字符或字母 是具体的数控系统规定的(参看机床说明书), 后接的四位数字是用户任意取的。可以小于四位, 但不能大于四位,根据具体数控系统要求,打头 的字符或字母一般为%、或字母O。 ? 例: %123, %7788 ,( CJK6236A2 数控车床)是合 法的程序名。 ? O1111,O8888, (MV-5数控铣床)是合法的程序名 1.9.2 程序字 ? 程序字由地址符及其后面的数字组成,在数字 前可以加上+、-号。程序字是构成程序段的基 本单位,也称指令字。 + 号通常可以省略不写。 ? 例:X-100.0,前面字母X为地址,必须是大写, 地址规定其后数值的意义。-100.0为数值。合 在一起称程序字。 ? 根据程序中 G 指令的不同,同一个地址也许会 有不同的含义。 1.9.3 程序段 ? 程序段由多个程序字组成,在程序段的结尾有结束 符号,一般是“;”或“ * ”, ISO 标准为“ LF”, 显 示为“*”,EIA标准为“CR”,显示为“;”。 ? 程序段的格式为: ? N××× G×× X±×××. ×× Z±×××. ×× F×× S×× T×× M×× * ? 数控系统一般一行为一个程序段,也有多行为一段。 ? 例: N1 G01 X-100.0 Z20.0 ; ( 适用于 MV-5 数控铣 床) ? N10 G1 X-100.0 Z20.0 *(适用于CJK6236A2数控车 床) 1.9.4 小数点 ? 小数点用于距离、时间作单位的地址后, 但有的地址不能用小数点输入。 如 F10 , 表示 10mm/min 或 10mm/r ,速度 不能用小数点输入。 ? 而有的地址必须用小数点输入。 如G04 X1.0暂停1秒。 1.9.5 子 程 序 ? 通常情况下 NC 按主程序的指令进行移动,当程 序中有调用子程序指令时,以后 NC 就按子程序 移动,当在子程序中有返回主程序指令时, NC 就返回主程序,继续按照主程序指令移动。调 用子程序使用如下格式: ? 例:M98 P××× L××; ? 调用次数 ? ? 子程序名 1.10 使用数控机床加工零件的一般过程: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1.审图并确定加工要求; 2.决定使用何种刀具; 3.确定工件的装夹方法和夹具; 4.编写加工程序; 5.打开机床电源; 6.输入程序到机床的NC中; 7.装刀、装工件; 8.测量刀具长度和直径偏置量; 9.对齐工件和设置工件原点; 10.检查程序(试空车,修正程序错误); 11.通过试切来检查切削状态(修正错误、修正刀具偏置); 12.机床自动运行切削工件; 13.产品完成。 1.11 数控编程举例(车削加工) ? ? ? ? ? ? ? ? ? N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90 M3 M41 * G04 X1* G00 X30 Z100* T1* G00 X22 Z2* G01 Z0 F50 * G01 X24 Z-40 * G00 X30 Z100 * M2 * Φ25 Φ24 Φ22 40

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