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無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)1鍛打?qū)Ｓ昧烤咴O(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 鍛 打工序號(hào)1零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯 牌號(hào) 硬 度 型式 重量 HT200 HBW160-260模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名稱 型 號(hào)切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)陳老師共11頁(yè)第1頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)2退火專用量具設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 退 火工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW151-229 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)陳老師共11頁(yè)第2頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)3夾直徑為320的外圓車另一端面和外圓yT15專用量具1303設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 車工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW160-260 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)專用夾具臥式車床 CA6140切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)1.60.15mm/r 160r/min 20m/min0.43陳老師共11頁(yè)第3頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)4掉頭夾另一端外圓，車另一端面和外圓yT15專用量具1603設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 車工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW160-260 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)1.60.15mm/r 160r/min 20r/min0.65陳老師共11頁(yè)第4頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)5粗鏜直徑為90,101,209的孔彎頭鏜刀 專用量具1501設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 車工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW160-260 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)專用夾具 鏜床 T6212切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)0.3mm/r960r/min 150mm/min1.23陳老師共11頁(yè)第5頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)6精鏜直徑為90,101,209的孔彎頭鏜刀 專用量具1501設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 鏜工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW160-260 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)專用夾具 鏜床 T6212切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)1mm/r1450r/min80mm/min陳老師共11頁(yè)第6頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)7鉆直徑為17.5的孔高速鋼錐柄麻花鉆專用量具251設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 鉆工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW160-260 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)專用夾具立式鉆床 Z525切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)35m/min550r/min31.4mm/min0.63陳老師共11頁(yè)第7頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)8鉆3-12孔高速鋼錐柄麻花鉆專用量具301設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 鉆工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW160-260 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)專用夾具臥式機(jī)床 切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)35m/min555r/min31.4mm/min0.63陳老師共11頁(yè)第8頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)9鉆3-12孔高速鋼錐柄麻花鉆專用量具1021設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 鉆工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW160-260 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)專用夾具立式鉆床 Z525切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)35m/min555r/min31.4mm/min0.63陳老師共11頁(yè)第9頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)10鉆3-12孔高速鋼錐柄麻花鉆專用量具801設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 鉆3-12斜孔工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW160-260 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)專用夾具立式鉆床 Z525切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)35m/min555r/min31.4mm/min0.63陳老師共11頁(yè)第10頁(yè) 無(wú)錫太湖學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度 走刀次數(shù)11檢驗(yàn)設(shè)計(jì)王金華指導(dǎo)工序名稱 檢 驗(yàn)工序號(hào)零件名稱 法 蘭 盤零件號(hào)零件重量 40kg同時(shí)加工零件數(shù)1 材 料 毛 坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBW160-260 模鍛件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào)專用夾具 切削深度 進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時(shí)陳老師共11頁(yè)第11頁(yè)零件號(hào)材料 HT200 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片零件名稱 法蘭盤毛坯質(zhì)量 40kg生產(chǎn)類型 大批量生產(chǎn)毛坯種類工序序號(hào) 工序內(nèi)容 安裝 工步 工 序 說(shuō) 明鍛打退火車削夾直徑為320的外圓車另一端面和外圓車削掉頭夾另一端外圓，車另一端面和外圓鏜削粗鏜直徑為90的孔粗鏜直徑為101的孔粗鏜直徑為209的孔精鏜精鏜直徑為90的孔精鏜直徑為101的孔精鏜直徑為209的孔鉆削鉆直徑為17.5的孔鉆削鉆3-20孔鉆削鉆3-12孔鉆削鉆3-12孔銑削檢驗(yàn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)審核夾具機(jī)床道具量具專用夾具 專用組合機(jī)床 yT15專用量具 yT15 彎頭鏜刀專用夾具 專用組合機(jī)床 彎頭鏜刀專用量具專用夾具 專用組合機(jī)床高速鋼錐柄麻花鉆專用量具專用夾具 專用組合機(jī)床高速鋼錐柄麻花鉆專用量具專用夾具 專用組合機(jī)床高速鋼錐柄麻花鉆專用量具專用夾具 專用組合機(jī)床高速鋼錐柄麻花鉆專用量具 HT200 40kg 存檔編碼：無(wú)無(wú)錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 2013 屆屆畢畢業(yè)業(yè)作作業(yè)業(yè)周周次次進(jìn)進(jìn)度度計(jì)計(jì)劃劃、檢檢查查落落實(shí)實(shí)表表 系別：信機(jī)系 班級(jí)：學(xué)生姓名：課題（設(shè)計(jì)）名稱：開始日期：周次起止日期工作計(jì)劃、進(jìn)度每周主要完成內(nèi)容存在問(wèn)題、改進(jìn)方法指導(dǎo)教師意見并簽字備 注1-32011年11月7日-2011年11月27日教師下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生初步閱讀資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告。按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書參考資料中不懂的之處向老師進(jìn)行請(qǐng)教4-82011年11月28日-12月31日指導(dǎo)專業(yè)實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)專業(yè)技能和專業(yè)知識(shí)專業(yè)實(shí)訓(xùn)涉及的內(nèi)容指導(dǎo)老師需講解，答疑9-102012年1月9日-2月12日指導(dǎo)畢業(yè)實(shí)習(xí)完成實(shí)習(xí)任務(wù)和工作實(shí)習(xí)遇到不明白之處向?qū)嵙?xí)管理員請(qǐng)教112012年2月13日-2月17日收集相關(guān)資料閱讀收集的資料基本了解設(shè)計(jì)內(nèi)容122012年2月20日-2月24日了解課題對(duì)于課題已經(jīng)有了基本思路了解了本課題的研究?jī)?nèi)容及意義132012年2月27日-3月2日法蘭盤工藝分析了解法蘭盤工藝分析及其一些用途對(duì)于實(shí)物還不是很清楚，查看相關(guān)圖片加深了解142012年3月5日-3月9日確定毛坯繪制毛坯圖毛坯不足之處向老師請(qǐng)教加以修改152012年3月12日-3月16日確定尺寸及加工余量查表確定尺寸及加工余量錯(cuò)誤之處查相關(guān)書籍加以修改162012年3月19日-3月23日擬定法蘭盤工藝路線對(duì)粗，精基準(zhǔn)進(jìn)行選擇粗精基準(zhǔn)選擇原則不記得的查看書籍172012年3月26日-3月30日確定工藝路線工藝路線相互比較工藝路線選擇的依據(jù)查看書籍182012年4月2日-4月6日加工尺寸工序余量和公差的確定主要表面已經(jīng)確定一些計(jì)算方式通過(guò)查閱資料獲得192012年4月9日-4月13日確定其他表面確定全部表面的加工尺寸余量和公差繪制表格加以修改202012年4月16日-4月20日粗加工切削用量選擇原則切削深度，進(jìn)給量，切削速度的選擇查閱書籍了解粗加工選擇原則212012年4月23日-4月27日精加工切削用量選擇原則切削深度，進(jìn)給量，切削速度的選擇了解精加工選擇原則222012年4月30日-5月4日確定孔夾具設(shè)計(jì)方案分析工件并確定定位方案查看書籍確定一些零件的選擇232012年5月7日-5月11日繪制孔夾具圖繪制夾具圖圖紙中一些錯(cuò)誤的經(jīng)老師指導(dǎo)加以改正242012年5月14日-5月18日法蘭盤夾具設(shè)計(jì)確定定位基準(zhǔn)，切削用量及基本工時(shí)，并繪制夾具圖查閱書籍確定基準(zhǔn)的選擇，計(jì)算基本工時(shí)252011年5月21日-5月25日整理資料準(zhǔn)備答辯整理資料上網(wǎng)了解答辯過(guò)程做充分準(zhǔn)備 說(shuō)明：1、“工作計(jì)劃、進(jìn)度”、“指導(dǎo)教師意見并簽字”由指導(dǎo)教師填寫，“每周主要完成內(nèi)容”，“存在問(wèn)題、改進(jìn)方法”由學(xué)生填寫。2、本表由各系妥善歸檔，保存?zhèn)洳椤Ｖ艽纹鹬谷掌诠ぷ饔?jì)劃、進(jìn)度每周主要完成內(nèi)容存在問(wèn)題、改進(jìn)方法指導(dǎo)教師意見并簽字備 注編號(hào)
無(wú)錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目： 法蘭盤零件加工工藝
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923096
學(xué)生姓名： 王金華
指導(dǎo)教師： 陳偉明 （職稱：副教授）
2013年5月21日
無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
誠(chéng) 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 法蘭盤零件加工工藝 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級(jí)： 機(jī)械92
學(xué) 號(hào)： 0923096
作者姓名：
年 月 日
無(wú)錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 法蘭盤零件加工工藝
2、專題
二、課題來(lái)源及選題依據(jù)
法蘭盤是使管子與管子相互連接的零件，連接在管端，也有用在設(shè)備進(jìn)出口上的法蘭。法蘭盤上有孔眼，螺栓使兩法蘭盤緊連，法蘭間用襯墊密封，法蘭盤之間加上密封點(diǎn)，然后用螺栓緊固不同壓力的法蘭有不同的厚度和使用不同的螺栓。凡在兩個(gè)平面周邊使用螺栓連接同時(shí)封閉的連接零件一般都是法蘭。
法蘭連接就是把兩個(gè)管道，管件或者器材先各自固定在一個(gè)法蘭盤上，兩個(gè)法蘭盤之間加上法蘭墊，用螺栓緊固在一起，完成了連接。是管道施工的重要連接方式，使用方便，能夠承受較大的壓力。在工業(yè)管道中，其使用十分廣泛，在家庭里，管道直徑小，而且是低壓，看不見法蘭連接，如果是在一個(gè)鍋爐房或者生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，到處都是法蘭連接的管道和器材
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
① 能夠自己查閱相關(guān)資料，通過(guò)書籍，網(wǎng)絡(luò)等途徑加上老師的指導(dǎo)
I
下獨(dú)立完成
② 熟練掌握法蘭盤用途，特點(diǎn)，性能等情況
③ 看懂零件圖，根據(jù)圖中的技術(shù)要求以及尺寸，看其各項(xiàng)條件是否準(zhǔn)確合理及其工藝能否達(dá)到要求并且能夠確定毛坯繪制，毛坯圖
④ 掌握法蘭盤工藝路線。加工余量，工序尺寸及其公差的確定確定切削量及其工時(shí)。分出工序，安裝或工位及工步等
⑤ 能夠熟練制作工藝卡片
⑥ 熟練使用CAD畫圖工具。
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械92 班 姓名 王金華
五、開始及完成日期：
自2011年11月7日 至2012年5月20日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2013年05月20日
I
英文原文
Machining Processing Introduction
1 Lathe
Lathes are machine tools designed primarily to do turning, facing and bori ng, Very little turning is done on other types of machine tools, and none can do it with equal facility. Because lathes also can do drilling and reaming, their versatility permits several operations to be done with a single setup of the work piece. Consequently, more lathes of various types are used in manufacturing than any other machine tool.
The essential components of a lathe are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, and the leads crew and feed rod.
The bed is the backbone of a lathe. It usually is made of well normalized or aged gray or nodular cast iron and provides s heavy, rigid frame on which all the other basic components are mounted. Two sets of parallel, longitudinal ways, inner and outer, are contained on the bed, usually on the upper side. Som makers use an inverted V-shape for all four ways, whereas others utilize one inverted V and one flat way in one or both sets, they are precision-machined to assure accuracy of alignment. On most modern lathes the way are surface-hardened to resist wear and abrasion, but precaution should be taken in operating a lathe to assure that the ways are not damaged. Any inaccuracy in them usually means that the accuracy of the entire lathe is destroyed.
The headstock is mounted in a foxed position on the inner ways, usually at the left end of the bed. It provides a powered means of rotating the word at various speeds. Essentially, it consists of a hollow spindle, mounted in accurate bearings, and a set of transmission gears-similar to a truck transmission—through which the spindle can be rotated at a number of speeds. Most lathes provide from 8 to 18 speeds, usually in a geometric ratio, and on modern lathes all the speeds can be obtained merely by moving from two to four levers. An increasing trend is to provide a continuously variable speed range through electrical or mechanical drives.
Because the accuracy of a lathe is greatly dependent on the spindle, it is of heavy construction and mounted in heavy bearings, usually preloaded tapered roller or ball types. The spindle has a hole extending through its length through which long bar stock can be fed. The size of maximum size of bar stock that can be machined when the material must be fed through spindle.
The tailsticd assembly consists, essentially, of three parts. A lower casting fits on the inner ways of the bed and can slide longitudinally thereon, with means for clamping the entire assembly in any desired location; an upper casting fits on the lower one and can be moved transversely upon it, on some type of keyed ways, to permit aligning the assembly is the tailstock quill. This is hollow steel cylinder, usually about 51 to 76mm (2to 3 inches) in diameter, that can be moved several inches longitudinally in and out of the upper casting by means of a hand wheel and screw.
The size of a lathe is designated by two dimensions. The first is known as the swing. This is the maximum diameter of work that can be rotated on a lathe. It is approximately twice the distance between the line connecting the lathe centers and the nearest point on the ways, the second size dimension is the maximum distance between centers. The swing thus indicates the maximum work piece diameter that can be turned in the lathe, while the distance between centers indicates the maximum length of work piece that can be mounted between centers.
Engine lathes are the type most frequently used in manufacturing. They are heavy-duty machine tools with all the components described previously and have power drive for all tool movements except on the compound rest. They commonly range in size from 305 to 610 mm(12 to 24 inches)swing and from 610 to 1219 mm(24 to 48 inches) center distances, but swings up to 1270 mm(50 inches) and center distances up to 3658mm(12 feet) are not uncommon. Most have chip pans and a built-in coolant circulating system. Smaller engine lathes-with swings usually not over 330 mm (13 inches) –also are available in bench type, designed for the bed to be mounted on a bench on a bench or cabinet.
Although engine lathes are versatile and very useful, because of the time required for changing and setting tools and for making measurements on the work piece, thy are not suitable for quantity production. Often the actual chip-production tine is less than 30% of the total cycle time. In addition, a skilled machinist is required for all the operations, and such persons are costly and often in short supply. However, much of the operator’s time is consumed by simple, repetitious adjustments and in watching chips being made. Consequently, to reduce or eliminate the amount of skilled labor that is required; turret lathes, screw machines, and other types of semiautomatic and automatic lathes have been highly developed and are widely used in manufacturing.
2 Numerical Control
One of the most fundamental concepts in the area of advanced manufacturing technologies is numerical control (NC). Prior to the advent of NC, all machine tools ere manually operated and controlled. Among the many limitations associated with manual control machine tools, perhaps none is more prominent than the limitation of operator skills. With manual control, the quality of the product is directly related to and limited to the skills of the operator. Numerical control represents the first major step away from human control of machine tools.
Numerical control means the control of machine tools and other manufacturing systems through the use of prerecorded, written symbolic instructions. Rather than operating a machine tool, an NC technician writes a program that issues operational instructions to the machine tool. For a machine tool to be numerically controlled, it must be interfaced with a device for accepting and decoding the programmed instructions, known as a reader.
Numerical control was developed to overcome the limitation of human operators, and it has done so. Numerical control machines are more accurate than manually operated machines, they can produce parts more uniformly, they are faster, and the long-run tooling costs are lower. The development of NC led to the development of several other innovations in manufacturing technology:
Electrical discharge machining, Laser cutting, Electron beam welding.
Numerical control has also made machine tools more versatile than their manually operated predecessors. An NC machine tool can automatically produce a wide of parts, each involving an assortment of widely varied and complex machining processes. Numerical control has allowed manufacturers to undertake the production of products that would not have been feasible from an economic perspective using manually controlled machine tolls and processes.
Like so many advanced technologies, NC was born in the laboratories of the Massachusetts Institute of Technology. The concept of NC was developed in the early 1950s with funding provided by the U.S. Air Force. In its earliest stages, NC machines were able to made straight cuts efficiently and effectively.
However, curved paths were a problem because the machine tool had to be programmed to undertake a series of horizontal and vertical steps to produce a curve. The shorter the straight lines making up the steps, the smoother is the curve, each line segment in the steps had to be calculated.
This problem led to the development in 1959 of the Automatically Programmed Tools (APT) language. This is a special programming language for NC that uses statements similar to English language to define the part geometry, describe the cutting tool configuration, and specify the necessary motions. The development of the APT language was a major step forward in the fur ther development from those used today. The machines had hardwired logic circuits. The instructional programs were written on punched paper, which was later to be replaced by magnetic plastic tape. A tape reader was used to interpret the instructions written on the tape for the machine. Together, all of this represented a giant step forward in the control of machine tools. However, there were a number of problems with NC at this point in its development.
A major problem was the fragility of the punched paper tape medium. It was common for the paper tape containing the programmed instructions to break or tear during a machining process. This problem was exacerbated by the fact that each successive time a part was produced on a machine tool; the paper tape carrying the programmed instructions had to be rerun through the reader. If it was necessary to produce 100 copies of a given part, it was also necessary to run the paper tape through the reader 100 separate tines. Fragile paper tapes simply could not withstand the rigors of a shop floor environment and this kind of repeated use.
This led to the development of a special magnetic plastic tape. Whereas the paper carried the programmed instructions as a series of holes punched in the tape, the plastic tape carried the instructions as a series of magnetic dots. The plastic tape was much stronger than the paper tape, which solved the problem of frequent tearing and breakage. However, it still left two other problems.
The most important of these was that it was difficult or impossible to change the instructions entered on the tape. To make even the most minor adjustments in a program of instructions, it was necessary to interrupt machining operations and make a new tape. It was also still necessary to run the tape through the reader as many times as there were parts to be produced. Fortunately, computer technology became a reality and soon solved the problems of NC associated with punched paper and plastic tape.
The development of a concept known as direct numerical control (DNC) solved the paper and plastic tape problems associated with numerical control by simply eliminating tape as the medium for carrying the programmed instructions. In direct numerical control, machine tools are tied, via a data transmission link, to a host computer. Programs for operating the machine tools are stored in the host computer and fed to the machine tool an needed via the data transmission linkage. Direct numerical control represented a major step forward over punched tape and plastic tape. However, it is subject to the same limitations as all technologies that depend on a host computer. When the host computer goes down, the machine tools also experience downtime. This problem led to the development of computer numerical control.
3 Turning
The engine lathe, one of the oldest metal removal machines, has a number of useful and highly desirable attributes. Today these lathes are used primarily in small shops where smaller quantities rather than large production runs are encountered.
The engine lathe has been replaced in today’s production shops by a wide variety of automatic lathes such as automatic of single-point tooling for maximum metal removal, and the use of form tools for finish on a par with the fastest processing equipment on the scene today.
Tolerances for the engine lathe depend primarily on the skill of the operator. The design engineer must be careful in using tolerances of an experimental part that has been produced on the engine lathe by a skilled operator. In redesigning an experimental part for production, economical tolerances should be used.
Turret Lathes Production machining equipment must be evaluated now, more than ever before, this criterion for establishing the production qualification of a specific method, the turret lathe merits a high rating.
In designing for low quantities such as 100 or 200 parts, it is most economical to use the turret lathe. In achieving the optimum tolerances possible on the turrets lathe, the designer should strive for a minimum of operations.
Automatic Screw Machines Generally, automatic screw machines fall into several categories; single-spindle automatics, multiple-spindle automatics and automatic chucking machines. Originally designed for rapid, automatic production of screws and similar threaded parts, the automatic screw machine has long since exceeded the confines of this narrow field, and today plays a vital role in the mass production of a variety of precision parts. Quantities play an important part in the economy of the parts machined on the automatic screw machine. Quantities less than on the automatic screw machine. The cost of the parts machined can be reduced if the minimum economical lot size is calculated and the proper machine is selected for these quantities.
Automatic Tracer Lathes Since surface roughness depends greatly on material turned, tooling , and feeds and speeds employed, minimum tolerances that can be held on automatic tracer lathes are not necessarily the most economical tolerances.
In some cases, tolerances of 0.05mm are held in continuous production using but one cut . groove width can be held to 0.125mm on some parts. Bores and single-point finishes can be held to 0.0125mm. On high-production runs where maximum output is desirable, a minimum tolerance of 0.125mm is economical on both diameter and length of turn.
機(jī)械加工介紹
1.車床
車床主要是為了進(jìn)行車外圓、車端面和鏜孔等項(xiàng)工作而設(shè)計(jì)的機(jī)床。車削很少在其他種類的機(jī)床上進(jìn)行，而且任何一種其他機(jī)床都不能像車床那樣方便地進(jìn)行車削加工。由于車床還可以用來(lái)鉆孔和鉸孔，車床的多功能性可以使工件在一次安裝中完成幾種加工。因此，在生產(chǎn)中使用的各種車床比任何其他種類的機(jī)床都多。
車床的基本部件有：床身、主軸箱組件、尾座組件、溜板組件、絲杠和光杠。
床身是車床的基礎(chǔ)件。它能常是由經(jīng)過(guò)充分正火或時(shí)效處理的灰鑄鐵或者球墨鐵制成。它是一個(gè)堅(jiān)固的剛性框架，所有其他基本部件都安裝在床身上。通常在床身上有內(nèi)外兩組平行的導(dǎo)軌。有些制造廠對(duì)全部四條導(dǎo)軌都采用導(dǎo)軌尖朝上的三角形導(dǎo)軌（即山形導(dǎo)軌），而有的制造廠則在一組中或者兩組中都采用一個(gè)三角形導(dǎo)軌和一個(gè)矩形導(dǎo)軌。導(dǎo)軌要經(jīng)過(guò)精密加工以保證其直線度精度。為了抵抗磨損和擦傷，大多數(shù)現(xiàn)代機(jī)床的導(dǎo)軌是經(jīng)過(guò)表面淬硬的，但是在操作時(shí)還應(yīng)該小心，以避免損傷導(dǎo)軌。導(dǎo)軌上的任何誤差，常常意味著整個(gè)機(jī)床的精度遭到破壞。
主軸箱安裝在內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌的固定位置上，一般在床身的左端。它提供動(dòng)力，并可使工件在各種速度下回轉(zhuǎn)。它基本上由一個(gè)安裝在精密軸承中的空心主軸和一系列變速齒輪(類似于卡車變速箱)所組成。通過(guò)變速齒輪，主軸可以在許多種轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)車床有8~12種轉(zhuǎn)速，一般按等比級(jí)數(shù)排列。而且在現(xiàn)代機(jī)床上只需扳動(dòng)2~4個(gè)手柄，就能得到全部轉(zhuǎn)速。一種正在不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)是通過(guò)電氣的或者機(jī)械的裝置進(jìn)行無(wú)級(jí)變速。
由于機(jī)床的精度在很大程度上取決于主軸，因此，主軸的結(jié)構(gòu)尺寸較大，通常安裝在預(yù)緊后的重型圓錐滾子軸承或球軸承中。主軸中有一個(gè)貫穿全長(zhǎng)的通孔，長(zhǎng)棒料可以通過(guò)該孔送料。主軸孔的大小是車床的一個(gè)重要尺寸，因此當(dāng)工件必須通過(guò)主軸孔供料時(shí)，它確定了能夠加工的棒料毛坯的最大尺寸。
尾座組件主要由三部分組成。底板與床身的內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌配合，并可以在導(dǎo)軌上作縱向移動(dòng)。底板上有一個(gè)可以使整個(gè)尾座組件夾緊在任意位置上的裝置。尾座體安裝在底板上，可以沿某種類型的鍵槽在底板上橫向移動(dòng)，使尾座能與主軸箱中的主軸對(duì)正。尾座的第三個(gè)組成部分是尾座套筒。它是一個(gè)直徑通常大約在51~76mm（2~3英寸）之間的鋼制空心圓柱體。通過(guò)手輪和螺桿，尾座套筒可以在尾座體中縱向移入和移出幾個(gè)英寸。
車床的規(guī)格用兩個(gè)尺寸表示。第一個(gè)稱為車床的床面上最大加工直徑。這是在車床上能夠旋轉(zhuǎn)的工件的最大直徑。它大約是兩頂尖連線與導(dǎo)軌上最近點(diǎn)之間距離的兩倍。第二個(gè)規(guī)格尺寸是兩頂尖之間的最大距離。車床床面上最大加工直徑表示在車床上能夠車削的最大工件直徑，而兩頂尖之間的最大距離則表示在兩個(gè)頂尖之間能夠安裝的工件的最大長(zhǎng)度。
普通車床是生產(chǎn)中最經(jīng)常使用的車床種類。它們是具有前面所敘的所有那些部件的重載機(jī)床，并且除了小刀架之外，全部刀具的運(yùn)動(dòng)都有機(jī)動(dòng)進(jìn)給。它們的規(guī)格通常是：車床床面上最大加工直徑為305~610mm（12~24英寸）；但是，床面上最大加工直徑達(dá)到1270mm（50英寸）和兩頂尖之間距離達(dá)到3658mm的車床也并不少見。這些車床大部分都有切屑盤和一個(gè)安裝在內(nèi)部的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)。小型的普通車床—車床床面最大加工直徑一般不超過(guò)330mm（13英寸）--被設(shè)計(jì)成臺(tái)式車床，其床身安裝在工作臺(tái)或柜子上。
雖然普通車床有很多用途，是很有用的機(jī)床，但是更換和調(diào)整刀具以及測(cè)量工件花費(fèi)很多時(shí)間，所以它們不適合在大量生產(chǎn)中應(yīng)用。通常，它們的實(shí)際加工時(shí)間少于其總加工時(shí)間的30%。此外，需要技術(shù)熟練的工人來(lái)操作普通車床，這種工人的工資高而且很難雇到。然而，操作工人的大部分時(shí)間卻花費(fèi)在簡(jiǎn)單的重復(fù)調(diào)整和觀察切屑過(guò)程上。因此，為了減少或者完全不雇用這類熟練工人，六角車床、螺紋加工車床和其他類型的半自動(dòng)和自動(dòng)車床已經(jīng)很好地研制出來(lái)，并已經(jīng)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
2.數(shù)字控制
先進(jìn)制造技術(shù)中的一個(gè)基本的概念是數(shù)字控制（NC）。在數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)之前，所有的機(jī)床都是由人工操縱和控制的。在與人工控制的機(jī)床有關(guān)的很多局限性中，操作者的技能大概是最突出的問(wèn)題。采用人工控制是，產(chǎn)品的質(zhì)量直接與操作者的技能有關(guān)。數(shù)字控制代表了從人工控制機(jī)床走出來(lái)的第一步。
數(shù)字控制意味著采用預(yù)先錄制的、存儲(chǔ)的符號(hào)指令來(lái)控制機(jī)床和其他制造系統(tǒng)。一個(gè)數(shù)控技師的工作不是去操縱機(jī)床，而是編寫能夠發(fā)出機(jī)床操縱指令的程序。對(duì)于一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，其上必須安有一個(gè)被稱為閱讀機(jī)的界面裝置，用來(lái)接受和解譯出編程指令。
發(fā)展數(shù)控技術(shù)是為了克服人類操作者的局限性，而且它確實(shí)完成了這項(xiàng)工作。數(shù)字控制的機(jī)器比人工操縱的機(jī)器精度更高、生產(chǎn)出零件的一致性更好、生產(chǎn)速度更快、而且長(zhǎng)期的工藝裝備成本更低。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了制造工藝中其他幾項(xiàng)新發(fā)明的產(chǎn)生：
電火花加工技術(shù)、激光切割、電子束焊接
數(shù)字控制還使得機(jī)床比它們采用有人工操的前輩們的用途更為廣泛。
一臺(tái)數(shù)控機(jī)床可以自動(dòng)生產(chǎn)很多類的零件，每一個(gè)零件都可以有不同的和復(fù)雜的加工過(guò)程。數(shù)控可以使生產(chǎn)廠家承擔(dān)那些對(duì)于采用人工控制的機(jī)床和工藝來(lái)說(shuō)，在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)。
同許多先進(jìn)技術(shù)一樣，數(shù)控誕生于麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中。數(shù)控這個(gè)概念是50年代初在美國(guó)空軍的資助下提出來(lái)的。在其最初的價(jià)段，數(shù)控機(jī)床可以經(jīng)濟(jì)和有效地進(jìn)行直線切割。
然而，曲線軌跡成為機(jī)床加工的一個(gè)問(wèn)題，在編程時(shí)應(yīng)該采用一系列的水平與豎直的臺(tái)階來(lái)生成曲線。構(gòu)成臺(tái)階的每一個(gè)線段越短，曲線就越光滑。臺(tái)階中的每一個(gè)線段都必須經(jīng)過(guò)計(jì)算。
在這個(gè)問(wèn)題促使下，于1959年誕生了自動(dòng)編程工具（APT）語(yǔ)言。這是一個(gè)專門適用于數(shù)控的編程語(yǔ)言，使用類似于英語(yǔ)的語(yǔ)句來(lái)定義零件的幾何形狀，描述切削刀具的形狀和規(guī)定必要的運(yùn)動(dòng)。APT語(yǔ)言的研究和發(fā)展是在數(shù)控技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展過(guò)程中的一大進(jìn)步。最初的數(shù)控系統(tǒng)下,今天應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)是有很大差別的。在那時(shí)的機(jī)床中，只有硬線邏輯電路。指令程序?qū)懺诖┛准垘希ㄋ髞?lái)被塑料帶所取代），采用帶閱讀機(jī)將寫在紙帶或磁帶上的指令給機(jī)器翻譯出來(lái)。所有這些共同構(gòu)成了機(jī)床數(shù)字控制方面的巨大進(jìn)步。然而，在數(shù)控發(fā)展的這個(gè)階段中還存在著許多問(wèn)題。
一個(gè)主要問(wèn)題是穿孔紙帶的易損壞性。在機(jī)械加工過(guò)程中，載有編程指令信息的紙帶斷裂和被撕壞是常見的事情。在機(jī)床上每加工一個(gè)零件，都需要將載有編程指令的紙帶放入閱讀機(jī)中重新運(yùn)行一次。因此，這個(gè)問(wèn)題變得很嚴(yán)重。如果需要制造100個(gè)某種零件，則應(yīng)該將紙帶分別通過(guò)閱讀機(jī)100次。易損壞的紙帶顯然不能承受嚴(yán)配的車間環(huán)境和這種重復(fù)使用。
這就導(dǎo)致了一種專門的塑料磁帶的研制。在紙帶上通過(guò)采用一系列的小孔來(lái)載有編程指令，而在塑料帶上通過(guò)采用一系列的磁點(diǎn)瞇載有編程指令。塑料帶的強(qiáng)度比紙帶的強(qiáng)度要高很多，這就可以解決常見的撕壞和斷裂問(wèn)題。然而，它仍然存在著兩個(gè)問(wèn)題。
其中最重要的一個(gè)問(wèn)題是，對(duì)輸入到帶中指令進(jìn)行修改是非常困難的，或者是根本不可能的。即使對(duì)指令程序進(jìn)行最微小的調(diào)整，也必須中斷加工，制作一條新帶。而且?guī)ㄟ^(guò)閱讀機(jī)的次數(shù)還必須與需要加工的零件的個(gè)數(shù)相同。幸運(yùn)的是，計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用很快解決了數(shù)控技術(shù)中與穿孔紙帶和塑料帶有關(guān)的問(wèn)題。
在形成了直接數(shù)字控制（DNC）這個(gè)概念之后，可以不再采用紙帶或塑料帶作為編程指令的載體，這樣就解決了與之有關(guān)的問(wèn)題。在直接數(shù)字控制中，幾臺(tái)機(jī)床通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線路聯(lián)接到一臺(tái)主計(jì)算機(jī)上。操縱這些機(jī)床所需要的程序都存儲(chǔ)在這臺(tái)主計(jì)算機(jī)中。當(dāng)需要時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線路提供給每臺(tái)機(jī)床。直接數(shù)字控制是在穿孔紙帶和塑料帶基礎(chǔ)上的一大進(jìn)步。然而，它敢有著同其他信賴于主計(jì)算機(jī)技術(shù)一樣的局限性。當(dāng)主計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，由其控制的所有機(jī)床都將停止工作。這個(gè)問(wèn)題促使了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)的產(chǎn)生。
微處理器的發(fā)展為可編程邏輯控制器和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展做好了準(zhǔn)備。這兩種技術(shù)為計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）的發(fā)打下了基礎(chǔ)。采用CNC技術(shù)后，每臺(tái)機(jī)床上都有一個(gè)可編程邏輯控制器或者微機(jī)對(duì)其進(jìn)行數(shù)字控制。這可以使得程序被輸入和存儲(chǔ)在每臺(tái)機(jī)床內(nèi)部。它還可以在機(jī)床以外編制程序，并將其下載到每臺(tái)機(jī)床中。計(jì)算機(jī)數(shù)控解決了主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障所帶來(lái)的問(wèn)題，但是它產(chǎn)生了另一個(gè)被稱為數(shù)據(jù)管理的問(wèn)題。同一個(gè)程序可能要分別裝入十個(gè)相互之間沒(méi)有通訊聯(lián)系的微機(jī)中。這個(gè)問(wèn)題目前正在解決之中，它是通過(guò)采用局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)微機(jī)聯(lián)接起來(lái)，以得于更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。
3.車削加工
普通車床作為最早的金屬切削機(jī)床的一種，目前仍然有許多有用的和為人要的特性和為人們所需的特性?，F(xiàn)在，這些機(jī)床主要用在規(guī)模較小的工廠中，進(jìn)行小批量的生產(chǎn)，而不是進(jìn)行大批量的和產(chǎn)。
在現(xiàn)代的生產(chǎn)車間中，普通車床已經(jīng)被種類繁多的自動(dòng)車床所取代，諸如自動(dòng)仿形車床，六角車床和自動(dòng)螺絲車床?，F(xiàn)在，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)熟知先利用單刃刀具去除大量的金屬余量，然后利用成型刀具獲得表面光潔度和精度這種加工方法的優(yōu)點(diǎn)。這種加工方法的生產(chǎn)速度與現(xiàn)在工廠中使用的最快的加工設(shè)備的速度相等。
普通車床的加偏差主要信賴于操作者的技術(shù)熟練程度。設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該認(rèn)真地確定由熟練工人在普通車床上加工的試驗(yàn)件的公差。在把試驗(yàn)伯重新設(shè)計(jì)為生產(chǎn)零件時(shí)，應(yīng)該選用經(jīng)濟(jì)的公差。
六角車床 對(duì)生產(chǎn)加工設(shè)備來(lái)說(shuō)，目前比過(guò)去更注重評(píng)價(jià)其是否具有精確的和快速的重復(fù)加工能力。應(yīng)用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)具體的加工方法，六角車床可以獲得較高的質(zhì)量評(píng)定。
在為小批量的零件（100~200件）設(shè)計(jì)加工方法時(shí)，采用六角車床是最經(jīng)濟(jì)的。為了在六角車床上獲得盡可能小的公差值，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量將加工工序的數(shù)目減至最少。
自動(dòng)螺絲車床 自動(dòng)螺絲車床通被分為以下幾種類型：?jiǎn)屋S自動(dòng)、多軸自動(dòng)和自動(dòng)夾緊車床。自動(dòng)螺絲車床最初是被用來(lái)對(duì)螺釘和類似的帶有螺紋的零件進(jìn)行自動(dòng)化和快速加工的。但是，這種車床的用途早就超過(guò)了這個(gè)狹窄的范圍?，F(xiàn)在，它在許多種類的精密零件的大批量生產(chǎn)中起著重要的作用。工件的數(shù)量對(duì)采用自動(dòng)螺絲車床所加工的零件的經(jīng)濟(jì)性有較大的影響。如果工件的數(shù)量少于1000件，在六角車床上進(jìn)行加工比在自動(dòng)螺絲車床上加工要經(jīng)濟(jì)得多。如果計(jì)算出最小經(jīng)濟(jì)批量，并且針對(duì)工件批量正確地選擇機(jī)床，就會(huì)降低零件的加工成本。
自動(dòng)仿形車床 因?yàn)榱慵谋砻娲植诙仍诤艽蟪潭壬先Q于工件材料、刀具、進(jìn)給量和切削速度，采用自動(dòng)仿形車床加工所得到的最小公差一定是最經(jīng)濟(jì)的公差。
在某些情況下，在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，只進(jìn)行一次切削加工時(shí)的公差可以達(dá)到0.05mm。對(duì)于某些零件，槽寬的公差可以達(dá)到0.125mm。鏜孔和休用單刃刀具進(jìn)行精加工時(shí)，公差可達(dá)到0.0125mm。在希望獲得最大主量的大批量生產(chǎn)中，進(jìn)行直徑和長(zhǎng)度的車削時(shí)的最小公差值為0.125mm是經(jīng)濟(jì)的。
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