§11-3特種加工31§11-1數(shù)控機(jī)床2§11-2數(shù)控加工工藝§11-1數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床為高精度、高效率完成產(chǎn)品生產(chǎn)，特別是復(fù)雜型面零件的生產(chǎn)提供了自動(dòng)加工手段一、數(shù)控機(jī)床的概念1．?dāng)?shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字量及字符發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)2．?dāng)?shù)控機(jī)床按加工要求預(yù)先編制的程序，由控制系統(tǒng)發(fā)出數(shù)字信息指令對工件進(jìn)行加工的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床二、數(shù)控機(jī)床的組成1．控制介質(zhì)將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置去的程序載體閃存卡移動(dòng)硬盤

U盤2．?dāng)?shù)控裝置（2）它接受控制介質(zhì)上的數(shù)字化信息，經(jīng)過控制軟件或邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號(hào)和指令，控制機(jī)床的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部分，進(jìn)行規(guī)定的、有序的運(yùn)動(dòng)一臺(tái)帶有專門系統(tǒng)軟件的專用計(jì)算機(jī)（1）它由輸入裝置（如鍵盤）、控制運(yùn)算器和輸出裝置（如顯示器）等構(gòu)成3．伺服系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行部件（如伺服電動(dòng)機(jī)）組成，它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服電動(dòng)機(jī)

驅(qū)動(dòng)裝置

伺服系統(tǒng)的作用是把來自CNC的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)（或溜板）精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對運(yùn)動(dòng)4．測量反饋裝置測量反饋裝置的作用：（1）通過測量元件將機(jī)床移動(dòng)的實(shí)際位置、速度參數(shù)檢測出來（2）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并反饋到CNC裝置中（3）使CNC能隨時(shí)判斷機(jī)床的實(shí)際位置、速度是否與指令一致（4）發(fā)出相應(yīng)指令，糾正所產(chǎn)生的誤差

測量反饋裝置安裝在數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，相當(dāng)于普通機(jī)床的刻度盤和人的眼睛5．機(jī)床主體

包括床身、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件，還有冷卻、潤滑、轉(zhuǎn)位部件，如換刀裝置、夾緊裝置等輔助裝置三、數(shù)控機(jī)床的工作過程數(shù)控車床工作過程1．編制程序2．輸入到數(shù)控裝置3．處理、計(jì)算4．發(fā)出指令5．驅(qū)動(dòng)有序動(dòng)作與操作6．實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對運(yùn)動(dòng)四、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1．加工零件適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好2．加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定3．綜合功能強(qiáng)，生產(chǎn)效率高4．自動(dòng)化程度高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度減少5．生產(chǎn)成本降低，經(jīng)濟(jì)效益好6．?dāng)?shù)字化生產(chǎn)，管理水平提高五、常用數(shù)控機(jī)床的類型和特點(diǎn)1．?dāng)?shù)控車床用于完成車削加工的數(shù)控機(jī)床。其主運(yùn)動(dòng)為工件相對刀具旋轉(zhuǎn)，切削能是由工件而不是刀具提供配有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)刀具裝置，并使夾持工件主軸具有圍繞其軸線定位的能力。配有刀庫，能自動(dòng)換刀。能完成端面、徑向以及偏心的車、銑、鉆、鏜的加工2．車削中心3．?dāng)?shù)控銑床數(shù)控銑床是以銑削為加工方式的數(shù)控機(jī)床，通常銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工件或（和）銑刀的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)4．加工中心

帶有刀庫和刀具自動(dòng)交換裝置。主軸通常為臥式或立式結(jié)構(gòu)，并具有兩種或兩種以上加工方式5．?dāng)?shù)控磨床數(shù)控磨床是利用磨具對工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。數(shù)控磨床可分為數(shù)控平面磨床、數(shù)控?zé)o心磨床、數(shù)控內(nèi)外圓磨床、數(shù)控立式萬能磨床、數(shù)控坐標(biāo)磨床、數(shù)控成形磨床等6．?dāng)?shù)控鉆床

主要用鉆頭在工件上加工孔。鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)7．?dāng)?shù)控電火花成形機(jī)床

用電火花成形加工方法加工型腔、型體、型孔、型面。其工作原理是利用兩個(gè)不同極性的電極在絕緣液體中產(chǎn)生放電現(xiàn)象，去除材料8．?dāng)?shù)控線切割機(jī)床

以金屬絲作工具電極對工件進(jìn)行切割加工的電火花加工機(jī)床。其工作原理與數(shù)控電火花成形機(jī)床一樣§11-2數(shù)控加工工藝一、零件的工藝分析1.選擇并決定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容（1）普通機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容。（2）普通機(jī)床難加工、質(zhì)量也難保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容。（3）普通機(jī)床加工效率低、手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存富余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。不宜選擇數(shù)控加工（1）需要通過較長時(shí)間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容，如工件的粗加工，特別是鑄、鍛毛坯的基準(zhǔn)平面、定位面等部位的加工等。（2）裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的工件。（3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板、樣件、模胎等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)難，易與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加編程難度。（4）不能在一次裝夾中加工完成的其他零星部位，采用數(shù)控加工很繁雜，效果不明顯，可安排用普通機(jī)床加工。2.數(shù)控加工零件工藝性分析（1）零件圖樣分析首先，要熟悉零件在產(chǎn)品中的作用、位置、裝配關(guān)系和工作條件，明確各項(xiàng)技術(shù)要求對零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響，找出主要和關(guān)鍵的加工工藝基準(zhǔn)。其次，分析及了解零件的外形、結(jié)構(gòu)，零件上需加工的部位及其形狀、尺寸精度和表面粗糙度要求；了解各加工部位之間的相對位置和尺寸精度；了解零件材料、毛坯尺寸、相關(guān)技術(shù)要求及零件的加工數(shù)量。最后，分析零件精度與各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、合理；分析工序中的數(shù)控加工精度能否達(dá)到圖樣要求；找出零件圖中有較高位置精度的表面，決定這些表面能否在一次裝夾下完成；對零件表面質(zhì)量要求較高的表面，確定是否使用恒線速功能進(jìn)行加工。2.數(shù)控加工零件工藝性分析（2）零件圖形的數(shù)學(xué)處理和編程尺寸的計(jì)算1）編程原點(diǎn)的選擇。編程原點(diǎn)的選擇要盡量滿足編程簡單、尺寸換算少、引起的加工誤差小等條件。一般情況下選擇在尺寸基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)上。2）編程尺寸的確定。在很多情況下，零件圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致，所以應(yīng)將零件圖樣上的各尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的尺寸，然后再進(jìn)行下一步數(shù)學(xué)處理工作。二、選擇刀具、夾具1.刀具的選擇優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具，不用或少用非標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)可以用復(fù)合刀具及專用刀具2.夾具的選擇一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是能協(xié)調(diào)工件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸1）單件小批量生產(chǎn)，優(yōu)先使用通用夾具、組合夾具或可調(diào)夾具2）成批生產(chǎn)，采用專用夾具，力求結(jié)構(gòu)簡單3）裝卸工件應(yīng)方便可靠，有條件且生產(chǎn)批量較大時(shí)，可采用液動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)或多工位夾具4）夾具上的各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對工件各表面的加工，即夾具要敞開，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的進(jìn)給重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)三、確定加工路線加工路線：數(shù)控機(jī)床在加工過程中刀具刀位點(diǎn)相對于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡1.對點(diǎn)位加工的數(shù)控機(jī)床，如鉆床、鏜床，要考慮盡可能縮短加工路線，以減少空程時(shí)間，提高加工效率零件圖

常規(guī)加工路線

最短加工路線2.為保證工件輪廓加工后的表面粗糙度要求，最終完工輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成。盡量不要在連續(xù)的輪廓中安排切入和切出或換刀及停頓3.盡量避免在輪廓處接刀，對刀具的“切入”和“切出”要仔細(xì)設(shè)計(jì)4.銑削輪廓的加工路線要合理選擇Z字形雙方向進(jìn)給

單方向進(jìn)給

環(huán)形進(jìn)給

5.旋轉(zhuǎn)體類零件的加工要合理制定粗加工時(shí)的加工路線先用直線和斜線加工路線進(jìn)行粗加工四、確定切削用量1.影響切削用量的因素（1）工件材料。同一刀具加工硬材料時(shí)切削速度應(yīng)降低，而加工較軟材料時(shí)可以提高（2）刀具材料。高速鋼刀具切削速度不到50m/min，碳化物刀具切削速度可達(dá)100m/min以上，陶瓷刀具的切削速度可高達(dá)1000m/min（3）刀具幾何角度。刀具幾何參數(shù)合理，就可以減小切削變形和摩擦，降低切削力和切削熱，提高切削用量（4）機(jī)床及夾具剛度。高剛度機(jī)床可以承擔(dān)較大的主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量和進(jìn)給速度，同理夾具的剛度也會(huì)影響切削用量2.切削用量的選擇（1）背吃刀量的確定。在剛度允許情況下，盡可能選取較大背吃刀量。零件精度要求較高時(shí)，應(yīng)考慮留出半精加工和精加工余量（2）主軸轉(zhuǎn)速的確定。允許切削速度100～200m/min（3）進(jìn)給速度的確定。一般為100～200mm/min。要求較高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選得小些（20～50mm/min）五、填寫數(shù)控加工工藝文件1.數(shù)控加工工藝卡2.數(shù)控加工刀具明細(xì)表§11-3特種加工一、電火花加工在一定的介質(zhì)中，通過工件和工具電極間脈沖火花放電，使工件材料熔化、氣化而被去除或在工件表面進(jìn)行材料沉積1．電火花成形加工電火花成形加工機(jī)床：用電火花成形加工方法加工型腔、型體、型孔、型面的電火花加工機(jī)床（1）加工原理（2）應(yīng)用范圍1）適用于難切削材料的成形加工2）可加工特殊的、形狀復(fù)雜的零件3）有利于加工熱敏感材料，可獲得鏡面加工效果4）在同一臺(tái)機(jī)床上可完成粗、中、精加工5）有助于改進(jìn)和簡化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝2．電火花線切割加工用沿著自身軸線方向運(yùn)行的電極絲作工具電極，對工件進(jìn)行切割的電火花加工（1）加工原理

在電極絲和工件上加脈沖電源，使電極絲與工件之間發(fā)生脈沖放電，產(chǎn)生高溫使金屬熔化或汽化（2）加工特點(diǎn)1）可加工形狀復(fù)雜工件，對不同形狀工件容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工2）工件變形小，電極絲、夾具不需要太高強(qiáng)度3）可加工任何導(dǎo)電的固體材料4）可方便調(diào)整影響加工精度的加工參數(shù)，有利于加工精度的提高，便于實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)化5）電火花線切割不能加工非導(dǎo)電材料6）金屬去除率低，加工成本高，不適合加工形狀簡單的大批工件（3）應(yīng)用范圍1）模具加工2）新產(chǎn)品試制3）精密零件加工4）貴重金屬下料二、激光加工利用密度極高的激光束照射工件被加工部位，使材料瞬間熔化或蒸發(fā)，并在沖擊波作用下將熔融物質(zhì)噴射出去，從而實(shí)現(xiàn)對工件進(jìn)行穿孔、蝕刻和切割

采用較小的能量密度，使加工區(qū)域材料熔融粘合，對工件進(jìn)行焊接加工1．激光加工的