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8.1.1加工零件夹具、刀具、定位方法的选择„„„„„„„„8.2.1机床夹具分类及选择„„„„„„„„„„„„„„„„
夹具中的定位„„„„„„„„„„„„„„„„„8.3.1工件在
8.4.1刀具的角度及常用刀具的材料„„„„„„„„„„„„8.5.1工件材料的切削加工性„„„„„„„„„„„„„„„8.6.1刀具参数和切削工艺参数的选择„„„„„„„„„„„第九章结论
参考文献
第一章前言
本次主要介绍内容包括机床用途的分析、普通机床，其它机床的性能及加工范围，数控技术，数控车的工艺与工装削，程序首句妙用与控制尺寸精度的技巧，金属切削与机床夹具的选择
刀具夹具定位方法的选择，。
第二章普通机床
2.1工装夹具所需的机床
工装夹具制造所需要的机床分为:
普通机床、数控机床，由于数控机床的成本比较高制造一些特殊工件时还需要专用工装的帮助所以对于小中行企业来说主要采用普通式机床，大型企业会适当的购进一些数控机床。
普通机床包括:
车床、铣床、磨床、刨床、镗床、钻床等，数控2.1.1车床的性能及加工范围
车床主要用于加工回转表面（内圆柱面、外圆柱面、圆锥面、成型回转面等）及其端面等。
其主运动是主轴的回转运动，进给运动是刀架的直线移动。
车床上使用的刀具主要是车刀，也使用钻头、铰刀、扩孔钻、中心转等刀具。
由于具有回转体表面的零件比较多，车床的性能有比较广泛，因而车床的应用最为普通。
图2-1是卧式车床所加工的典型表面。
外圆加工外斜面加工切槽加工
滚花加工平端面加工里孔加工
2-1
车床按其用途和结构的不同可分为:
普通车床、六角车床、立式车床、塔式车床、自动和半自动车床、数控车床等。
其中普通车床应用最广泛，CA6140卧式车床为目前最为常见的型号之一。
CA6140卧式车床外观图2-1-1其主要组成部分包括:
主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱和床身。
主轴箱的功用是支撑主轴并把动力经主轴箱内的变速传动机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动，包括实现车床的启动、停止、变速和换向等。
刀架部件的功用是装夹车刀，实现纵横向或斜向运动。
尾座的功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头、中心钻等刀具进行孔类表面加工。
进给箱内装有进给运动的换置机构，包括变换螺纹导程和进给量的变速机构（包括基本组和增倍组）、变换公制与英制螺纹路线的移换机构、丝杠和光杠的转换机构、操纵机构以及润滑系统等。
2-1-1CA6140卧式车床外观图
进给箱上有三个操纵手柄，右边两个手柄套装在一起。
全部操纵手柄及操纵机构都装在前箱盖上，以便装卸及维修用于改变机动进给的进给量或所加工螺纹的导程。
溜板箱与刀架联结在一起作纵向，把进给箱传来的运动传递刀架，使刀架实现纵向和横向进给或快速移动或车削螺纹。
床身用于安装车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。
CA6140型普通车床的主要技术性能和参数如下:
几何参数
床身最大工件回转直径400mm最大工件长度750;
1000;
1500;
2000mm最大车削长度650;
900;
1400;
1900mm刀架上最大工件回转直径210mm
主轴内孔直径48mm
运动参数
主轴转数正转24级10~1400r/min
反转12级14~1580r/min进给量纵向进给量64级0.028~6.33mm/r
横向进给量64及0.014~3.16mm/r流板箱及刀架纵向快移速度4m/min车削螺纹范围
公制螺纹44种S=1~192mm
英制螺纹20种a=2~24扣/in
模制螺纹39种m=0.25~48mm
径节螺纹37种DP=1~96牙/in
动力参数
主电动机功率和转速7.5kw，1450r/min加工精度
精车外圆的圆度0.01mm
精车外圆的圆柱度0.01mm/100mm
精车端面的平面度0.02mm/300mm
精车螺纹的螺距精度0.04mm/100mm，0.06mm/300mm
第二章数控机床的产生
在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单
件与小批量生产的零件（批量在10,100件）约占机械加工总量的
80%以上。
尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工
业更是如此。
为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。
数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。
它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。
根据国家标准,,,,,,,,,,,,,，对机床数字控制的定义:
用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。
用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerized
numerical，缩写,,,）。
数控机床的发展
2.1数控系统的发展
从,,,,年第一台数控机床问世后，数控系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控,,机的通用CNC系统。
其中前三代为第一阶段，称作为硬件连接数控，简称,,系统;
后三代为第二阶段，乘坐计算机软件数控，简称,,,系统。
2.2.2机床的发展趋势
数控机床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。
（1）工序集中20世纪50年代末期，在一般数控机床的基础上开发了数控加工中心，即自备刀具库的自动换刀数控机床。
在加工中心机床上，工件一次装夹后，机床的机械手可以自动更换刀具，连
续的对工件进行多种工序加工。
目前，加工中心机床的刀具库容量可达到100多把刀具，自动换刀装置的换刀时间仅需0.5,2秒。
加工中心机床使工序集中在一台机床上完成，减少了由于工序分散，工件多次安装引起的定位误差，提高了加工精度，同时也减少了机床的台数与占地面积，压缩了半成品的库存量，减少了工序间的辅助时间，有效的提高了数控机床的生产效率和数控加工的经济效益。
（2）高速、高效、高精度
高速、高效、高精度是机械加工的目标，数控机床因其价格昂贵，在上述三方面的发展也就更为突出。
（3）方便使用
数控机床制造厂把建立友好的人机界面、提高数控机床的可靠性作为提高竞争能力的主要方面。
1）加工编程方便
手工编程和自动编程已经使用了几十年，有了长足的发展，在手工编程方面，开发了多种加工循环、参数编程和除直线、圆弧以外的各种插补功能，CAD/CAM的研究发展，从技术上来讲可以替代手工编程。
但是一套适用的CAD/CAM软件加上计算机硬件，投资较大，学习、掌握时间较长，对大多数的简单工件很不经济。
近年来，发展起来的图形交互式编程系统（WOP，又称面向车间
、M代码，而是借助图编程），很受用户欢迎。
这种编程方式不使用G
形菜单，输入整个图形块以及相应参数作为加工指令，形成加工程序，
与传统加工时的思维方式类似。
图形交互编程方法在制定标准后，有可能成为各种型号的数控机床统一的编程方法。
2）使用方法
床普遍采用彩色CRT进行人机对话、图形显示和图形模拟的。
有的数控机床将采用说明书、编程指南、润滑指南等存入系统共使用者调阅。
按加工工艺方法分类:
数控机床包括:
数控车床、数控铣床、数控磨床、数控加工中心。
3.1.1（金属切削类数控机床
与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。
尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。
在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。
加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。
例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。
加工中心机床可
以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量。
3.1.2（特种加工类数控机床
除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。
3.1.3（板材加工类数控机床
常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。
近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。
3.2、按控制运动轨迹分类
3.2.1（点位控制数控机床
位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。
机床数控系
统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。
可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。
这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。
点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。
3.2.2（直线控制数控机床
直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。
直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。
直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。
现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。
数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。
3.3.3（轮廓控制数控机床
轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。
它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。
常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。
数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。
轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。
现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。
因此，除少数专用控制系统外，现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。
3.3按驱动装置的特点分类
1（开环控制数控机床
这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。
数控系统每
发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。
移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。
此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。
开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低。
但是，系统对移动部件的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。
因此，步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。
开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。
2（闭环控制数控机床
接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。
从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度，也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。
图1-3所示的为闭环控制数控机床的系统框图。
图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。
当位移指令值发送到位置比较电路时，若工作台没有移动，则没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，通过A将速度反馈信号
送到速度控制电路，通过C将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与位移指令值相比较，用比较后得到的差值进行位置控制，直至差值为零时为止。
这类控制的数控机床，因把机床工作台纳入了控制环节，故称为闭环控制数控机床。
闭环控制数控机床的定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。
3（半闭环控制数控机床
半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置（如光电编码器等），通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，并对误差进行修正。
通过测速元件A和光电编码盘B可间接检测出伺服电动机的转速，从而推算出工作台的实际位移量，将此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。
由于工作台没有包括在控制回路中，因而称为半闭环控制数控机床。
半闭环控制数控系统的调试比较方便，并且具有很好的稳定性。
目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体，这样，使结构更加紧凑。
4（混合控制数控机床
将以上三类数控机床的特点结合起来，就形成了混合控制数控机床。
混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床，因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度，其传动链惯量与力矩大，如果只采用全闭环控制，机床传动链和工作台全部置于控制闭环中，闭环调试比较复杂。
混合控制系统又分为两种形式:
（1）开环补偿型。
它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构，另外附加一个校正电路。
用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。
（2）半闭环补偿型。
它是用半闭环控制方式取得高精度控制，再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环修正，以获得高速度与高精度的统一。
其中A是速度测量元件（如测速发电机），B是角度测量元件，C是直线位移测量元件。
第四章数控车的工艺与工装削
数控车床加工工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成所有车削工序，因而应注意以下几个方面。
4.1.合理选择切削用量
对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。
这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。
经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。
切削条件的三要素:
切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。
伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学
。
的、热的磨损。
切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2
进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。
但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。
它比切削速度对刀具的影响小。
切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。
用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。
最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。
有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。
然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。
在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究。
对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。
4.2.合理选择刀具
1）粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。
2）精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。
3）为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。
4.3.合理选择夹具
1）尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具;
2）零件定位基准重合，以减少定位误差。
4.4.确定加工路线
加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。
1）应能保证加工精度和表面粗糙要求;
2）应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。
4.5.加工路线与加工余量的联系
目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。
如必须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。
4.6.夹具安装要点
目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的，液压卡盘夹紧要点如下:
首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主
后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。
与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。
加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量。
4.1.合理选择切削用量
伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。
切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2。
但进给量
大，切削温度上升，后面磨损大。
4.3.合理选择夹具
加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和
方向。
4.6.夹具安装要点
首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。
数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式，实际加工中，操作者只有具备较强的程序指令运用能力和丰富的实践技能，方能编制出高质量的加工程序，加工出高质量的工件。
第五章程序首句妙用与控制尺寸精度的技巧5.1、程序首句妙用G00
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