数控加工技术基础教案

数控加工技术基础教案

文 化 理 论 课 教 案

授课专业班级 09数控班 课 程 名 称 数控加工技术基础 任 课 教 师 唐 美 春 授 课 时 间 2011年2月20日

课 星期 程 节数 上午 1 课 程 表

09数控 班 第二学期 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 数控加工技术基础 09数控 实训301 数控加工技术基础 09数控 实训301 2 3 4 下午 5 6 7

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2011年 2月22日第1周星期二第3、4节 第一章：绪论 授课 方式 教 学 目 的 重 点 教学 回忆 说 明 讲授 作 业 选用 教具 挂图 预习第二章内容 1. 了解数控加工的特点及其在制造业的地位。 2. 熟悉数控机床的适用范畴。 1、 数控加工的特点 2、 数控机床的进展史 3、 数控机床的适用范畴 无 无 难点 数控加工的特点 一、上课要求：本学期学习要求：笔记要求、上课纪律要求等。（10）分钟 二、要紧内容： 1、数控加工的差不多概念及其特点 教 学 过 程 2、数控加工在制造业中的地位和作用。 三、课程导入：（65分钟） 一）、数控加工在制造业中的地位和作用 数字操纵简称数控，是指利用数字化的代码构成的程序对操纵对象的工作过程实现自动操纵的一种方法。 数控系统是指利用数字操纵技术实现的自动操纵的系统。 数控设备是采纳数控系统实现操纵的机械设备，其操作命令是用数字或数字代码的形式来描述，工作过程是按照指定的程序自动地进行的。装备了数控系统的机床称之为数控机床。 教 学 过 程 随着科学技术的进展，机械产品的要求越来越高。其合理性、性能、强度、精度和效率日益提高。机械产品的加工相应的提出了高精度、高柔性、高度自动化的要求。 数控技术综合应用了运算机、自动操纵、伺服系统、周密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此采纳数控加工手段，解决了机械制造业种常规加工技术难以解决的难题，数控加工技术是制造业的一次革命，使机械制造业进入了一个新的时期。 CNC具有以下优点： 1、柔性强 关于CNC系统，若需改变其操纵功能，只需改变其相应的操纵程序即可。因此CNC具有专门强的灵活性----柔性。 2、可靠性高 加工程序一次性输入储备器，功能由软件实现，硬件采纳模块化，平均无故障率高。 3、易于实现多功能复杂程序操纵 4、具有较强的网络通信功能 5、具有自诊断功能 二）、数控技工技术的进展 1952年美国帕森斯和麻省理工学院共同合作，研制出了第一台三坐标直线插补连续操纵的立式数控铣床。 数控机床的进展共经历了二个时期和六代的进展，即： 1、数控（NC）时期 第一代数控系统：1952年~1959年，采纳电子管、继电器元件。 第二代数控系统：1959年开始，采纳晶体管元件。 第三代数控系统：1965年开始，采纳集成电路。 2、运算机数控（CNC）时期 第四代数控系统：1970年开始，采纳大规模集成电路及小型运算机。 第五代数控系统：1974年开始，采纳微型运算机。 第六代数控系统：1990年开始，基于PC机。 三）数控加工技术的特点 数控机床（包括数控铣床）是新型的自动化机床，它具有广泛通用性和专门高的自动化程度。 数控铣削的特点： 1）能够加工具有复杂型面的工件。 2）加工精度高，尺寸一致性好。 3）生产效率高。 4）能够减轻工人劳动强度，实现一人多机操作。 5）经济效益明显。 数控加工在某些方面也有不足之处，这确实是数控机床价格昂贵，加工成本高，技术复杂，对工艺和程序编制要求较高，加工中难以调整，修理困难。 数控机床一样由操纵介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床主机组成。 四）课堂小结： 本次课讲解了数控加工技术的差不多知识，讲解了数控加工产生的背景以及其进展史。期望同学们在课后找寻相关资料，深入了解。 批阅签名:

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2011 年 2 月 2 8 日第2周星期一 第1、2节

第一章 绪论 第四节：数控机床的适用范畴 第五节：数控加工工艺与编程的研究内容与任务 授 课 方 式 讲授 作 业 无 教 1. 了解数控机床的种类及其加工特点 学 2. 把握现代数控机床的加工范畴 目 3. 了解数控加工工艺的研究内容 的 重 把握现代数控机床的要紧类型及点 其加工特点 难点 选用 教具 挂图 无 把握数控机床的要紧类型及其加工特点 教 学 上次课我们了解了数控加工在机械制造业的地位，数控机床的进展方向以及其加工回 特点，还概述了数控机床的进展历史。（5分钟） 顾 说 明 教 学 过 程 一、 检查学生的到课情形，着装是否符合上课要求，然后引入新课。（5分钟） 二、 要紧内容： 1）、数控机床的适用范畴 2）、现代数控机床的种类 3）、数控加工工艺的研究内容 三、教学过程：（70分钟） （一）数控加工的特点 数控加工的优点：（1）自动化程度高 （2）加工精度高、加工质量稳固 （3）对加工对象的适应性强 （4）生产效率高 （5）易于建立运算机通信网络 数控加工的缺点：数控机床价格昂贵，加工成本高，技术复杂，对工艺和程序编制要求高，加工中难以调整，修理困难。需要高素养的加工操作人员。 （二）数控机床的适用范畴 1、数控机床的适用范畴 一样来说，数控机床专门适合于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新频繁、生产周期要求短的场合。 零件复杂及生产批量的不同，三种机床的应用范畴的变化，当零件不太复杂，生产批量又较小时，宜采纳通用机床；当生产批量专门大，宜采纳专用机床；而随着零件复杂程度的提高，数控机床越显得适用。目前，随着数控机床的普及，应用范畴止由BCD向EFG线复杂性较低的范畴扩大。 通用机床、专用机床和数控机床零件加工批量与生产成本的关系。在多品种、 中小批量生产情形下，采纳数控机床总费用更为合理。 依照数控加工的优缺点及国内外大量应用实践，一样可按适用程度将零件分为教 三类： （1）最适用类 1. 形状复杂，加工精度要求高，用通用机床无法加工或尽管能加工但专门难保 证产品质量的零件。 2. 用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件。 3. 有难测量、难操纵进给、难操纵尺寸的不开敞内腔的壳体或盒型零件。 4. 必须在依次装夹中合并完成铣、镗、铰或螺纹等多工序的零件。 学 （2）较适用类 1. 在通用机床加工时极易受人为因素（如：情绪波动、体力强弱、技术水平高 低等）干扰，零件价值又高，一旦质量失控会造成重大经济缺失的零件。 2. 在通用机床上加工时必须制造复杂的专用工装的零件。 3. 需要多次更换设计后才能定型的零件。 4. 在通用机床上加工需要作长时刻调整的零件。 5. 用通用机床加工时，生产率专门低或体力劳动强度专门大的零件。 过 （3）不适用类 1. 生产批量大的零件。 2. 装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件。 3. 加工余量不稳固，且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件坐标位置的 零件。 4. 必须用特定的工艺装备和谐加工的零件。 2、数控机床的结构特点 程 1. 主运动常用交流或直流电动机拖动，采纳变频调速，简化了主传动系统的机械结构，而且转速高、功率大，速度变换迅速、可靠；能无级变速。合理选择切削用量。 2. 主轴部件和支承件均采纳了刚度和抗振性较好的新型结构。如采纳动静压轴承的主轴部件，采纳钢板焊接结构的支承件等。 3. 采纳了摩擦因数专门低的塑料滑动导轨、滚动导轨和静压导轨，以提高机床运动的灵敏性。 4. 进给传动中，一方面采纳无间隙的传动装置和元件，如滚珠丝杠副、静压蜗杆蜗条副、预加载荷的双齿轮齿条副等。另一方面采纳排除间隙措施，如偏心套式、锥度齿轮式及斜齿轮垫片错齿等消隙结构。 5. 采纳了多主轴、多刀架的结构，以提高单位时刻内的切削功率。 6. 具有自动换刀和自动交换工件的装置，以减少停机时刻。 7. 采纳自动排屑、自动润滑装置等。 四、课堂小结： 总结本堂课的内容、提醒注意课堂纪律。 批阅签名:

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2011 年 3 月 1 日第2周星期2 第3、4节

第二章 数控加工的工艺基础 第1节：机械加工工艺规程的制订 授 课 方 式 讲授 作 业 无 教 学 1、了解机械加工工艺规程的概念 目 2、了解机械加工工艺规程制订的步骤 的 重 把握机械加工工艺规程的概念及点 其制订的步骤 难点 选用 教具 挂图 无 机械加工工艺规程的制订 教 学 上次课我们了解了数控机床的适用范畴及其特点，数控加工工艺与编程的研究内容回 （5分钟） 顾 说 明 教 学 过 程 一、 检查学生的到课情形，着装是否符合上课要求，然后引入新课。（5分钟） 二、 要紧内容： 1）、生产过程和生产系统 2）、工艺过程工艺规程 3）、生产纲领和生产类型 三、教学过程：（70分钟） （一）生产过程和生产系统 生产过程：指从原材料投入生产开始，直到产品最后制造出来为止的全部过程。 生产过程的构成： ⑴ 生产技术预备过程。 ⑵ 差不多生产过程。 ⑶ 辅助生产过程。 ⑷ 生产服务过程 教 学 过 程 （二）工艺过程和工艺规程 差不多生产过程和辅助生产过程都由工艺过程和非工艺过程所组成。 工艺过程：是指直截了当与改变加工对象的性质、尺寸、几何形状有关的过程，即使加工对象产生物理和化学变化的过程。 非工艺过程：不涉及加工对象的性质、尺寸、形状的改变，而是贯穿于工艺过程之间的一些带有生产服务性的过程。 机械加工工艺过程：采纳各种机械加工的方法，直截了当改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格产品零件的过程，称为机械加工工艺过程。 机械加工工艺规程：将比较合理的机械加工工艺过程的各项内容，编写成工艺文件，确实是机械加工工艺规程。 机械加工工艺规程是工厂进行技术预备及组织生产的依据，也是指导生产的重要文件，按照工艺规程进行生产，才能得到合格的零件。 机械加工工艺过程是由一个或若干各顺序排列的工序组成的，而工序又由工位、工步、进给、安装组成。 工序：指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。 工位：指为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。它们每变换一个位置，就改变了一个工位。 工步：指在加工表面和加工工具（刀具）不变的情形下，所连续完成的那一部分工作。加工表面与加工工具，只要改变了其中一样多就应算作不同的工步。 安装：指工件经一次装夹后所完成的那部工序。每装夹一次工件称为一次安装。 （三）生产纲领和生产类型 1、生产纲领：指企业在打算期间应当生产的产品产量和进度打算。打算期常为一年，因此生产纲领常称为年产量。 N＝Qn（1+a％）（1+b％） 式中： •N——零件的年产量（件/年）； •Q——产品的年产量（台/年）； •n——每台产品中该零件的数量（件/台）； •a％——该零件的备品率（备品百分率）； •b％——该零件的废品率（废品百分率）。 2.生产类型：是生产结构类型的简称，是产品的品种、产量和生产的专业化程度在企业生产系统技术、组织、经济成效等方面的综合表现。 生产类型一样分为单件生产、大量生产、成批生产三种类型。 （1） 单件生产 毛坯精度低，加工余量大；采纳通用机床、通用夹具、通用刀具及万能量具；对工人技术水平要求较高；不考虑零件的互换性。 （2） 成批生产 毛坯精度及加工余量中等；采纳通用机床及一部分专用机床；一样采纳专用夹具，部分采纳划线方法保证尺寸；较多采纳专（3） 用刀具及量具；要求工人具有中等技术水平；零件普遍具有互换性，但保留某些修配工作。 大量生产 毛坯精度高，加工余量小，广泛采纳专用机床及自动机床、专用夹具、专用刀具及量具；对工人技术水平要求不高；零件具有互换性。 四、课堂小结： 总结本堂课的内容、提醒注意课堂纪律。 批阅签名:

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2011 年 3 月 7 日第3周星期1 第1、2节

第二章 数控加工的工艺基础 第1节：机械加工工艺规程的制订 授 课 方 式 讲授 作 业 无 教 学 1、了解工艺过程和工艺规程的概念 目 2、了解生产纲领和生产类型的概念 的 重 把握机械加工工艺规程的概念及点 其制订的步骤 难点 选用 教具 挂图 无 机械加工工艺规程的制订 教 学 上次课我们了解了关于生产过程和生产系统，工艺过程和工艺规程，生产纲领和生回 产类型的概念（5分钟） 顾 说 明 三、 检查学生的到课情形，着装是否符合上课要求，然后引入新课。（5分钟） 四、 要紧内容： 1）、工艺规程制订的步骤及方法 2）、工艺路线的设计 三、教学过程：（70分钟） 教 （一）工艺规程的作用 工艺规程：是指导施工的技术文件。一样包括以下内容：零件加工的工艺路线，各学 工序的具体加工内容，切削用量、工时定额以及所采纳的设备和工艺装备等。 ．产品特点，质量标准。 过 2．原材料、辅助原料特点及用于生产应符合的质量标准。 程 3．生产工艺流程。 4．要紧工艺技术条件、半成品质量标准。 5．生产工艺要紧工作要点。 6．要紧技术经济指标和成品质量指标的检查项目及次数。 7．工艺技术指标的检查项目及次数。 8．专用器材特点及质量标准。 1） 工艺规程是指导生产的要紧技术文件机械加工车间生产的打算、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，差不多上以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同依据。如处理质量事故，应按工艺规程来确定各有关单位、人员的责任。 2） 工艺规程是生产预备工作的要紧依据 车间要生产新零件时，第一要制订该零件的机械加工工艺规程，再依照工艺规程进行生产预备。如：新零件加工工艺中的关键工序的分析研究；预备所需的刀、夹、量具（外购或自行制造）；原材料及毛坯的采购或制造；新设备 的购置或旧设备改装等，均必须依照工艺来进行。 3） 工艺规程是新建机械制造厂（车间）的差不多技术文件 教 新建（改.扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应依照工艺规程 确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、 动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。 （二）工艺规程制订时所需要的原始资料 学 过 程 设计工艺规程必须具备以下原始资料： ·产品装配图、零件图。 ·产品验收质量标准。 ·产品的年生产纲领。 ·毛坯材料与毛坯生产条件。 ·制造厂的生产条件，包括机床设备和工艺装备的规格、性能和当前的技术状态，工人的技术水平，工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的能力等有关资料。 ·工艺规程设计、工艺装备设计所用设计手册和有关标准。 ·国内外有关制造技术资料等。 （三）工艺规程制订的步骤及方法 1、 定位基准及选择 2、 工艺路线的制订 3、 加工余量、工序间尺寸及公差的确定 4、 工艺尺寸链 5、 时刻定额和提高生产率的工艺途径 6、 工艺方案的比较与技术经济分析 7、 自动生产线和柔性制造系统 四、课堂小结： 总结本堂课的内容、提醒注意课堂纪律。 批阅签名:

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2011 年 3 月 8 日第3周星期2 第3、4节

第二章 数控加工的工艺基础 第1节：机械加工工艺规程的制订 授 课 方 式 讲授 作 业 无 教 学 1、了解定位准的选择标准 目 2、把握制订工艺路线的方法 的 重 把握机械加工工艺路线的制订步点 骤及方法 难点 选用 教具 挂图 无 机械加工工艺路线的制订 教 学 上次课我们了解了工艺规程的作用以及制订其所需要的工艺文件。概括讲解了制订回 工艺规程的方法及步骤（5分钟） 顾 说 明 五、 检查学生的到课情形，着装是否符合上课要求，然后引入新课。（5分钟） 六、 要紧内容： 1）、定位基准的选择 2）、工艺路线的实例讲解 三、教学过程：（70分钟） （一）定位基准的选择 教 基准的概念 1、基准：指零件上用来确定其它点、线、面所依据的点、线、面。 学 零件差不多上由若干表面组成，各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。模具零件表面 间的相对位置要求包括两方面：表面间的距离尺寸精度和相对位置精度（如同轴度、平行度、过 垂直度和圆跳动等）要求。研究零件表面间的相对位置关系离不开基准，不明确基准就无法确 定零件表面的位置。基准就其一样意义来讲，确实是零件上用以确定其他点、线、面的位置所程 依据的点、线、面。 2、基准分类：设计基准和工艺基准 工艺基准又可分为： ① 工序基准：是工序图上用来确定本工序所加工表面加工后应达到的尺寸、形状、位置所用的基准。 ② 定位基准：是在加工中确定工件位置所用的基准。 （1）粗基准的选择原则 选择粗基准时，要紧考虑的问题是如何使各道工序均有足够的加工余量以及工件安装的稳固性。 选择原则为： ① 为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准； 若工件上有 几个不需加工的表面，应选其中与加工表面间的位置精度要求较高者为粗基准。 教 ② 合理分配各加工表面的余量 ③ 尽量选用面积大而平坦的表面为粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠。 ④ 粗基准一样不重复使用，同一尺寸方向的粗基准一样只能使用一次。 （2） 精基准的选择原则 选择精基准时，要紧考虑的问题是如何保证零件的加工精度以及安装可靠。 选择原则为： ① 基准重合原则。即选择设计基准作为定位基准，以幸免基准不重合误差。 学 ② 基准统一原则。 即尽可能选用统一的定位基准加工各个表面，以保证各表面间的位 置精度。 ③ 自为基准原则。即尽可能选用统一的定位基准加工各个表面，以保证各表面间的位 置精度。 ④ 互为基准。关于有位置精度要求较高的表面，采纳互为基准反复加工，更有利于精 度的保证。 ⑤ 保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。 过 制订工艺路线实例 （课本P26） 1、 零件图的研究和工艺分析 2、 毛坯的制造形式 3、 加工方法的选择 4、 加工时期的划分 程 ③ 测量基准：测量时所采纳的基准。 ④ 装配基准：是装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采纳的基准 3、定位基准的选择 粗基准：用未加工过的表面所作的定位基准。 精基准：用已加工过的表面所作的定位基准。 5、 工序的集中与分散 6、 定位基准的选择 7、 热处理工序的安排 8、 辅助工序的安排 四、课堂小结： 总结本堂课的内容、提醒注意课堂纪律。 批阅签名:

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第二章 数控加工的工艺基础 第2节：机床工序的设计 授 课 方 式 教 学 目 的 2011年3月14、15日第4周星期1 第1、2节/星期2第3、4节

讲授 作 业 无 1、加工余量的确定 2、工序基准的选择 3、工序尺寸及公差的确定 4、切削用量的确定 选用 教具 挂图 无 1、加工余量的确定 重 2、工序基准的选择 点 3、工序尺寸及公差的确定 4、切削用量的确定 1、工序基准的选择 难点 2、切削用量的确定 教 学 上次课我们了解了工艺规程的作用以及制订其所需要的工艺文件。概括讲解了制订回 工艺规程的方法及步骤、重点讲解了定位基准的选择（5分钟） 顾 说 明 教 学 过 程 一、 检查学生的到课情形，着装是否符合上课要求，然后引入新课。（5分钟） 二、 要紧内容： 1、加工余量的确定 2、工序基准的选择 3、工序尺寸及公差的确定 4、切削用量的确定 三、教学过程：（70分钟） （一）加工余量的概念 加工余量：是指使加工表面达到所需的精度和表面质量而应切除的金属表层。加工余量分为工序余量和加工总余量两种。 工序余量：是指相邻两工序的工序尺寸之差，也确实是在一道工序中所切除的金属层厚度。 加工总余量：又称为毛坯余量，是指毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差 差不多余量:设计时给定的余量 工序间加工余量:又称为工序余量，是指相邻两工序尺寸之差 工序余量公差:本工序的最大余量与最小余量之代数差的绝对值，等于本工序的公差与上工序公差之和 教 学 过 程 单面加工余量:加工前后半径之差，平面余量为单面余量 双面加工余量:加工前后直径之差 阻碍加工余量的因素 阻碍因素 加工前（或毛坯）的表面质量（表面缺陷层深度H 和表面粗糙度） 说 明 ⑴ 铸件的冷硬、气孔和夹渣层，锻件和热处理件的氧化皮、脱碳层、表面裂纹等表面缺陷层，以及切削加工后的残余应力层 ⑵ 前工序加工后的表面粗糙度 前工序的尺寸公差 Ta ⑴前工序加工后的尺寸误差和形状误差，其总和不超过前工序的尺寸公差Ta ⑵当加工一批零件时，若不考虑其他误差，本工序的加工余量不应小于Ta 前工序的形状与位置公差（如直线度、同轴度、垂直度公差等）ρa ⑴前工序加工后产生的形状和位置误差，两者之和一样小于前工序的形状和位置公差 ⑵当不考虑其他误差的存在，本工序的加工余量不应小于ρa ⑶当存在两种以上形状与位置误差时，其总误差为各误差的向量和 本工序加工时的安装误差εa 安装误差等于定位误差和夹紧误差的向量和 (二）工序基准的选择 1、在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、位置的基准，称为工序基准。 由于定位基准与设计基准不重合而造成的定位误差称为基准不重合误差，以Δ B 来表示。 图 3 -61a 所示为零件简图，在工件上铣缺口，加工尺寸为 A 、 B 。图 3-61b 为加工示意图，工件以底面和 E 面定位， C 为确定刀具与夹具相互位置的对刀尺寸，在一批工件的加工过程中 C 的位置是不变的。 加工尺寸 A 的设计基准是 F ，定位基准是 E ，两者不重合。当一批工件逐个在夹具上定位时，受尺寸 S ±δ S /2 的阻碍，工序基准 F 的位置是变动的， F 的变动阻碍 A 的大小，给 A 造成误差，那个误差确实是基准不重合误差。 明显基准不重合误差的大小应等于定位基准与设计基准不重合而造成的加工尺寸的变动范畴，由图 3-61b 可知： Δ B =A max-A min =S max-S min= δ S S 是定位基准 E 与设计基准 F 间的距离尺寸。当设计基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时，基准不重合误差就等于定位基准与设计基准间尺寸的公差，如图 3-61 ，当 S 的公差为δ S ，即 Δ B = δ S （ 3-2 ） 当设计基准的变动方向与加工尺寸方向有一夹角（其夹角为β）时，基准不重合误差等于定位基准与设计基准间距离尺寸公差在加工尺寸方向上的投影，即 Δ B = δ S × cos β (3-3) 当定位基准与设计基准之间有几个相关尺寸的组合，应将各相关连的尺寸公差在加工尺寸方向上投影取和，即 式中 δ i ——定位基准与工序基准之间各相关连尺寸的公差（ mm ）； β i ——δ i 的方向与加工尺寸方向之间的夹角（ 0 ）。 式（ 3-4 ）是基准不重合误差Δ B 的一样运算式 . 2、工序基准与设计基准的关系 四、课堂小结： 总结本堂课的内容、提醒注意课堂纪律。 批阅签名:

理 论 课 教 案

2011 年 3 月 14 日第4周星期1第1、2节 /星期二第3、4 节

第二章 数控加工的工艺基础 第3节：工艺尺寸的运算 授 课 方 式 教 学 目 的 讲授 作 业 无 1、了解工艺尺寸链的差不多概念 2、把握工艺尺寸链的差不多运算公式 3、工艺尺寸链封闭环的选择 4、工艺尺寸链的分析和运算 选用 教具 挂图 无 重 工艺尺寸链的差不多公式 点 工艺尺寸链的分析和运算 难点 工艺尺寸链封闭环的选择 工艺尺寸链的分析和运算 教 学 上次课我们了解了机床工序的设计，差不多把握了工序基准的选择以及工序尺寸的回 确定，公差的确定等（5分钟） 顾 说 明 4、 检查学生的到课情形，着装是否符合上课要求，然后引入新课。（5分钟） 5、 要紧内容： 1）、工艺尺寸链的差不多概念 2）、工艺尺寸链的差不多运算公式 3）、工艺尺寸链封闭环的选择 4）、工艺尺寸链的分析和运算 教 三、教学过程：（70分钟） （一）工艺尺寸链的差不多概念 学 1、工艺尺寸链的定义及差不多术语 过 加工下图所示零件，零件图上标注的设计尺寸为A1和A0。当用零件的面1来 程 定加工面2，得尺寸A1，仍以面1定位加工面3，保证尺寸A2，因此A1、 A2和 A0就形成了一个封闭的图形。 这种由相互联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列成的尺寸封闭图形就称为尺寸链。由单个零件在工艺过程中的有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。 教 学 过 程 2、工艺尺寸链的组成 我们把组成工艺尺寸链的各个尺寸称 为尺寸链的环。这些环可分为封闭环和组成环。 （1） 封闭环：尺寸链中最终间接获得或间接保证精度的那个环。每个尺寸链中必有一个，且只有一个封闭环。 （2）组成环：除封闭环以外的其他环都称为组成环。组成环又分为增环和减环。 （i）增环（Ai）：若其他组成环不变，某组成环的变动引起封闭环随之同向变动，则该环为增环。 （ii）减环（Aj）：若其他组成环不变，某组成环的变动引起封闭环随之异向变动，则该环为减环。 工艺尺寸链一样都用工艺尺寸链图表示。建立工艺尺寸链时，应第一对工艺过程和工艺尺寸进行分析，确定间接保证精度的尺寸，并将其定为封闭环，然后再从封闭环动身，按照零件表面尺寸间的联系，用首尾相接的单向箭头顺序表示各组成环，这种尺寸图确实是尺寸链图。依照上述定义，利用尺寸链图即可迅速判定组成环的性质，凡与封闭环箭头方向相同的环即为减环，而凡与封闭环箭头方向相反的环即为增环。 3、工艺尺寸链的特性 通过上述分析可知，工艺尺寸链的要紧特性是封闭性和关联性。 所谓封闭性，是指尺寸链中各尺寸的排列呈封闭形式。没有封闭的不能成为尺寸链。 所谓关联性，是指尺寸链中任何一个直截了当获得的尺寸及其的变化，都将阻碍间接获得或间接保证的那个尺寸及其精度的变化。 4、 工艺尺寸链运算的差不多公式 （1） 封闭环的差不多尺寸：封闭环的差不多尺寸等于所有增环的差不多尺寸之和减去所有减环的差不多尺寸之和，即： AAiAj 式中，A——封闭环的的尺寸； Ai——增环的差不多尺寸； Aj——减环的差不多尺寸； m ——增环的环数； n ——包括封闭环在内的尺寸链的总环数。 （2） 封闭环的极限尺寸：封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和；封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和。故极值法也称为极大极小法。即 AmaxAimaxAjmin AminAiminAjmax （3） 封闭环的上偏ESA0，与下偏差EIA0： 封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和，即 ESA0ESAii1mjm1niEIAj 封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和，即 EIA0EIAii1mjm1niESAj （4）封闭环的公差TA0：封闭环的公差等于所有组成环公差之和，即 TA0TA0 i1ni 5、 工艺尺寸链的运算形式 ① 正运算形式：已知各组成环尺寸求封闭环尺寸。其运算结果是唯独的。产品设计的校验常用这种形式。 ② 反运算形式：已知封闭环尺寸求各组成环尺寸。由于组成环通常有若干个，因此反运算形式需将封闭环的公差值按照尺寸大小和精度要求合理地分配给各组成环。产品设计常用此形式。 ③ 中间运算形式：已知封闭环尺寸和部分组成环尺寸求某一组成环尺寸。该方法应用最广，常用于加工过程中基准不重合时运算工序尺寸。 提示：尺寸链运算多属这种运算形式。 6、工艺尺寸链的分析与解算 ⑴ 定位基准与设计基准不重合时的工艺尺寸及其公差的确定 采纳调整法加工零件时，若所选的定位基准与设计基准不重合，那么该加工表面的设计尺寸就不能由加工直截了当得到，这时就需要进行工艺尺寸的换算，以保证设计尺寸的精度要求，并将运算的工序尺寸标注在工序图上。 例1 加工如下图所示某零件，定位基准与设计基准不重合时工序尺寸运算。图中所示为某零件的镗孔工序图，定位基准是底面N，M、N是已加工表面，图中L00.150.10为100，试求：镗孔调整时的工序尺寸L1。 0.15、L2为2000 解： （1）画出尺寸链并确定封闭环（如下图） 镗孔时要调整的工序尺寸L1为轴线到定位基准 间的距离，由加工保证。图中孔线的设计基准是M面， 其位置尺寸L0通过工序尺寸L1和以加工尺寸L2间接获得 从尺寸链图中分析L0为封闭环。 （2）判定增、减环 按增减环的定义确定L1为增环，L2为减环 （3）依照上述公式，运算L1的差不多尺寸和上、下偏差 差不多尺寸100=L1-200 L1=300 上偏差 +0.15=ESL1-0 ESL1=0.15 下偏差 -0.15=EIL1-0.1 EIL1=-0.05 0.15运算结果为：L1=3000.05 (4)校核 按照封闭环的公差值是其他组成环的公差之和。 TL0=TL1+TL2=0.2+0.1=0.3 运算上面的尺寸链，由于环数少，利用尺寸链解算公式比较简便。只是，公式经历起来有的人会感到有些困难，甚至容易弄混；假如尺寸链环数专门多，利用尺寸链解算公式运算起来还会感到比较苦恼，同时容易出错。 ⑵ 测量基准与设计基准不重合时的工艺尺寸及其公差的确定 在工件加工过程中，有时会遇到一些表面加工之后，按设计尺寸不便直截了当测量的情形，因此需要在零件上另选一容易测量的表面作为测量基准进行测量，以间接保证设计尺寸的要求。这时就需要进行工艺尺寸的换算。 例2 下图所示为轴套零件加工Ф40沉孔的工序图，其余表面已加工。因空深0.15的设计基准为横孔轴线，尺寸300.15mm无法测量，问能否以直截了当测量孔深A来00.10.15检验。A1=7000.2、A2=250.2、A3=200.1、A4=300.15 0.15 解：按题意，以测量A来检验300.15尺寸，测量基准为左端面，与设计基准不重合，需要进行尺寸链换算。 (1)画出尺寸链图，确定封闭环 (2)确定增减环 A为减环，其余两个组成为增环。 (3)运算A的差不多尺寸和上下偏差 差不多尺寸 30=25=20-A A=15 上偏差 +0.15=+0.1+0-EIA EIA=-0.05 下偏差 -0.15=-0.1+（-0.05）-ESA ESA=0 即：A=1500.05 （4）校核结果符合 加工过程中，工件的尺寸是不断变化的，由毛坯尺寸到工序尺寸，最后达到满足零件性能要求的设计尺寸。一方面，由于加工的需要，在工序图以及工艺卡上要标注一些专供加工用的工艺尺寸，工艺尺寸往往不是直截了当采纳零件图上的尺寸，而是需要另行运算；另一方面，当零件加工时，有时需要多次转换基准，因而引起工序基准、定位基准或测量基准与设计基准不重合。这时，需要利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的运算。 四、课堂小结： 总结两次课的内容、提醒注意课堂纪律。 批阅签名: