第一篇：1 緒論1緒論材料加工工藝(第2版) 11材料加工工藝在制造業(yè)中的地位材料

緒論

1緒論

材料加工工藝(第2版)

1.1材料加工工藝在制造業(yè)中的地位

材料加工工藝（materials processing technology）又稱材料成形技術(shù)，是金屬液態(tài)成形、焊接、金屬塑性加工、激光加工及快速成形、熱處理及表面改性、粉末冶金、塑料成形等各種成形技術(shù)的總稱。它是利用熔化、結(jié)晶、塑性變形、擴(kuò)散、相變等各種物理化學(xué)變化使工件成形，達(dá)到預(yù)定的機(jī)器零件設(shè)計(jì)要求。材料加工成形制造技術(shù)與其他制造加工技術(shù)的重要不同點(diǎn)是工件的最終微觀組織及性能受控于成形制造方法與過程。換句話說，通過各種先進(jìn)的成形加工工藝，不僅可以獲得無缺陷工件，而且能夠控制、改善或提高工件的最終使用特性。材料加工工藝與機(jī)械切削加工方法不同，在加工過程中機(jī)器零件不僅會(huì)發(fā)生幾何尺寸的變化，而且會(huì)發(fā)生成分、組織結(jié)構(gòu)及性能的變化。因此材料加工工藝的任務(wù)不僅要研究如何獲得必要幾何尺寸的機(jī)器零部件，還要研究如何通過加工過程的控制而使零件具有設(shè)定的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和性能，從而保證機(jī)器零部件的安全性、可靠性和壽命。

圖11材料科學(xué)與工程四要素

關(guān)系三角錐

材料的使用性能取決于材料的組織結(jié)構(gòu)和成分，然而材料的應(yīng)用最終取決于材料的制備與成形加工。因而，材料的成形加工工藝是制造高質(zhì)量、低成本產(chǎn)品的中心環(huán)節(jié)，是材料科學(xué)與工程四要素中極為關(guān)鍵的一個(gè)要素（圖11），也是促進(jìn)新材料研究、開發(fā)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的決定因素。

材料加工技術(shù)不僅在機(jī)械電子工業(yè)領(lǐng)域、而且對(duì)制造業(yè)中的紡織工業(yè)、資源加工業(yè)及其他工業(yè)領(lǐng)域都起著重要作用。機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。我國機(jī)械工業(yè)近年來取得了飛速的發(fā)展。根據(jù)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)字,2006年我國機(jī)械工業(yè)的工業(yè)增加值占同期國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的6.86%,國際上通常認(rèn)為： 當(dāng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)的增加值超過國內(nèi)生產(chǎn)總值的5%即為支柱產(chǎn)業(yè)，我國機(jī)械工業(yè)長期以來高于此值。我國的機(jī)械工業(yè)無論產(chǎn)值、利潤、新產(chǎn)品產(chǎn)值、進(jìn)出口總額都在我國有著重要地位。

2006年，我國機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值突破5萬億元大關(guān)，全行業(yè)連續(xù)4年以20%以上的增幅快速發(fā)展。在主要機(jī)械產(chǎn)品中，2006年發(fā)電設(shè)備產(chǎn)量為1.1億千瓦，比2005年創(chuàng)造的9200萬千瓦的歷史紀(jì)錄又增加了1800萬千瓦。汽車產(chǎn)量為728萬輛，比上年增長27.6%，已超過德國，僅次于美國、日本，居世界第三位。金屬切削機(jī)床，按銷售額計(jì)僅次于日本、德國，居世界第三位。在其他重要機(jī)械產(chǎn)品中，產(chǎn)量已居世界第一位的還有大中型拖拉機(jī)、鏟土運(yùn)輸機(jī)械、數(shù)碼相機(jī)、復(fù)印機(jī)械、塑料加工機(jī)械、起重設(shè)備、工業(yè)鍋爐、變壓器、電動(dòng)工具、金屬集裝箱、摩托車等。

以鑄造、塑性加工、焊接、熱處理、電鍍?yōu)榇淼牟牧铣尚闻c改性加工技術(shù)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)制造技術(shù)，它所提供的產(chǎn)品零件具有精密化、輕量化、高質(zhì)量和高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，同時(shí)又能做到材料和能源消耗少、污染低，節(jié)約資源和能源，是一種可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)。它對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國防力量的增長起著重要作用，占有重要地位。在汽車、石化、鋼鐵、電力、造船、紡織、裝備制造等支柱產(chǎn)業(yè)中，鑄件都占有較大的比重。全世界鋼材的75%要進(jìn)行塑性加工，65%的鋼材要用焊接得以成形，80%以上的零件需經(jīng)過熱處理提高其性能； 汽車重量的65%以上仍由鋼材、鋁合金、鑄鐵等材料通過鑄造、塑性加工、焊接、熱處理等加工方法而成形。

鑄造是制造業(yè)的基礎(chǔ)，也是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，各行業(yè)都離不開鑄件，從汽車、機(jī)床到航空、航天、國防以及人們的日常生活等都需要鑄件。汽車中鑄件重量占整車重量的19%（轎車）～23%（卡車）； 手機(jī)、筆記本電腦和許多照相機(jī)、錄像機(jī)的殼體都是鋁鎂輕合金鑄件。我國鑄件總產(chǎn)量2007年已達(dá)3127萬t，超過美國和日本鑄件年產(chǎn)量的總和，占世界產(chǎn)量的30%。我國鑄件出口數(shù)量呈逐年遞升趨勢，目前每年鑄件出口總量占鑄件總產(chǎn)量的1/10左右。我國也是世界塑性成形的第一大國，我國鍛造、沖壓、零件軋制成形超過2000萬t。我國生產(chǎn)大型鍛件的能力和擁有自由鍛造水壓機(jī)的數(shù)量、壓力等級(jí)及大型鍛件生產(chǎn)能力等均已跨入世界大型鍛件生產(chǎn)大國之列。通過技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)改造和科技創(chuàng)新，我國大型鍛件的生產(chǎn)技術(shù)水平大大提高，能提供如300MW核電機(jī)組及火電機(jī)組成套鍛件和軋鋼設(shè)備等用大型鍛件，已具備走向國際市場的能力。

我國2007年粗鋼產(chǎn)量達(dá)到4.8966億t，成品鋼材5.6894億t，成為世界最大的鋼生產(chǎn)與消費(fèi)國，而焊接結(jié)構(gòu)的用鋼量也相當(dāng)于美國或日本一年的鋼產(chǎn)量，成為世界上最大的焊接鋼結(jié)構(gòu)制造國。

我國每年鋼材熱處理的總重量約為全國鋼材總產(chǎn)量的30%，年實(shí)際熱處理生產(chǎn)量超過1億t。我國現(xiàn)有熱處理廠點(diǎn)約為2余萬家，主要分布在鋼鐵和機(jī)械行業(yè)中。

世界制造業(yè)的發(fā)展史告訴我們，要制造一部好的機(jī)器，不僅需要好的設(shè)計(jì)，更重要的是靠良好的制造工藝來保證，特別是要保證有好的零件毛坯； 用劣質(zhì)的、不良的毛坯是無法裝配出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品來?，F(xiàn)在我國生產(chǎn)的汽車質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距，其原因主要不在于設(shè)計(jì)水平，而在于制造工藝水平較差； 汽車的使用壽命、耗油量、可靠性、安全性等無不與毛坯的制造工藝水平有密切關(guān)系。所以，材料加工工藝在制造業(yè)中占有非常重要的作用。

1.2材料加工工藝的展望

展望未來，材料成形制造技術(shù)一方面正在從主要制造毛坯向直接制造成工件即精確成形或稱凈成形工藝的方向發(fā)展； 另一方面為控制或確保工件質(zhì)量，成形制造技術(shù)已經(jīng)從主要憑經(jīng)驗(yàn)走向有理論指導(dǎo)的生產(chǎn)過程，成形制造過程的計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段。近年來，精確鑄造成形技術(shù)發(fā)展迅速，方法繁多，在諸多的工業(yè)領(lǐng)域中，轎車鑄件的生產(chǎn)往往最集中地反映了精確鑄造成形技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向。為了提高轎車的運(yùn)行速度和節(jié)約能源，轎車鑄件生產(chǎn)朝著輕量化、精確化、強(qiáng)韌化和復(fù)合化方向發(fā)展。國外正在研究3mm壁厚的灰鑄鐵缸體，3mm壁厚的耐熱合金鋼排氣管和2.0～2.5mm壁厚的球墨鑄鐵件。擴(kuò)大鋁鎂合金的應(yīng)用是轎車工業(yè)的重要發(fā)展趨勢，國外汽車材料鋁合金用量以每年10%的速度遞增。日本全部轎車缸蓋已采用高強(qiáng)度鋁合金生產(chǎn)，預(yù)計(jì)越來越多的汽缸體也將采用鋁合金生產(chǎn)。國外已經(jīng)提出從近精確成形鑄造向精確成形鑄造發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，除繼續(xù)發(fā)展低壓鑄造及壓力鑄造等工藝外，各種新一代精確鑄造成形技術(shù)應(yīng)用也更加普遍，水平更高。與此同時(shí)，各種鑄造工藝的復(fù)合、傳統(tǒng)鑄造合金與新型工程材料的復(fù)合成為鑄造生產(chǎn)的另一重要?jiǎng)酉颉?1世紀(jì)的金屬塑性成形產(chǎn)品將朝著輕量化、高強(qiáng)度、高精度、低消耗的方向發(fā)展。同時(shí)，要有效地利用能源、改善環(huán)境。加工材料仍會(huì)是以汽車業(yè)為代表的大規(guī)模制造業(yè)所用的材料為主，但也有難加工的高價(jià)格材料的塑性成形。上述客觀需求將匯聚在精確塑性成形這個(gè)焦點(diǎn)上。1997年，我國的鍛件年產(chǎn)量為253萬t，其中模鍛件占151萬t,占鍛件總產(chǎn)量的59.6%。而1991年日本鍛件年產(chǎn)量就已達(dá)到243萬t，其中，模鍛件占70%，而冷溫精鍛件（不包括傳統(tǒng)的緊固件和軸承）估計(jì)為70萬t/年。展望21世紀(jì)，焊接技術(shù)仍將是金屬與非金屬材料重要的成形制造技術(shù)之一，從而也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分。精確焊接成形、特種材料及特種環(huán)境下的焊接技術(shù)、焊接過程的智能控制、膠接與復(fù)合材料構(gòu)件的成形是當(dāng)今世界焊接技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。焊接生產(chǎn)自動(dòng)化將突出表現(xiàn)為生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性化和焊接控制系統(tǒng)的智能化。

隨著金屬間化合物材料、金屬基復(fù)合材料、各種新型功能材料、超導(dǎo)材料等高新技術(shù)材料的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的加工方式或多或少地遇到了困難。與新的材料制備和合成技術(shù)相適應(yīng)，新的加工方法成為材料加工研究開發(fā)的一個(gè)重要領(lǐng)域。材料制備和材料加工一體化是一個(gè)發(fā)展趨勢。新材料的發(fā)展與新的成形加工技術(shù)密切相關(guān)。因此，要使材料達(dá)到極端狀態(tài)，則往往要改變材料的原有屬性。從新材料的合成與制造來看，往往利用極端條件作為必要的手段。如超高壓、超高溫、超高真空、極低溫、超高速冷卻及超高純等。

激光加工技術(shù)多種多樣，包括電子元件的精密微焊接、汽車和船舶制造中的焊接、坯料制造中的切割、雕刻與成形等。有不同種類的表面改性處理方法，如熱處理、表面修整、合金化、打標(biāo)等，使用的激光器主要是大功率CO2激光器、YAG激光器。

納米材料是現(xiàn)代材料科學(xué)的一個(gè)重要的發(fā)展方向。作為新的結(jié)構(gòu)功能材料的納米材料，其未來的應(yīng)用在很大程度上取決于納米材料零件的成形技術(shù)的發(fā)展，以保證納米微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保留成形加工后的納米團(tuán)組良好的機(jī)械、磁學(xué)、固化性能等。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展引起了機(jī)械制造工業(yè)一場新的革命。計(jì)算機(jī)模擬仿真或稱計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE），并行工程技術(shù)及虛擬制造技術(shù)的相繼出現(xiàn)為成形制造技術(shù)注入了新的活力。計(jì)算機(jī)模擬仿真是在人類的大量生產(chǎn)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，建立物理及數(shù)學(xué)模型，充分利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算功能而發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的學(xué)科前沿領(lǐng)域。因此，在大力發(fā)展成形制造過程仿真研究的同時(shí)，仍然要重視成形制造過程的機(jī)理及基礎(chǔ)理論的實(shí)驗(yàn)研究。并行工程的出現(xiàn)正在改變著制造工業(yè)的企業(yè)結(jié)構(gòu)和工作方式，而材料成形制造過程模擬技術(shù)將成為與產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)和制造加工緊密相連、必不可少的重要環(huán)節(jié)。

環(huán)境與資源是當(dāng)今世界的兩個(gè)重大課題。遵循“減量化、再循環(huán)、再利用和再制造”的4R原則，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這也是擺在材料加工領(lǐng)域的重要課題，所謂集約化制造和清潔生產(chǎn)是指整個(gè)制造生產(chǎn)過程中應(yīng)滿足對(duì)環(huán)境無害、合理使用和節(jié)約自然資源、依靠科學(xué)技術(shù)得到最大的產(chǎn)出和效益等幾個(gè)要求。因此，在材料加工工藝的應(yīng)用和發(fā)展中，必須充分重視環(huán)境保護(hù)和資源的合理利用，體現(xiàn)“以人為本”的思想，包括對(duì)企業(yè)周邊環(huán)境和工人作業(yè)環(huán)境、安全的保障。

1.3“材料加工工藝”課程的任務(wù)

“材料加工工藝”課程的任務(wù)是講授材料加工的一些主要方法及其相關(guān)的工藝裝備，使“材料成形與控制工程”專業(yè)或相近專業(yè)的學(xué)生對(duì)材料加工領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有一個(gè)較為系統(tǒng)和全面的了解。與本門課程同時(shí)（或先后）講授的另一門課——“材料加工原理”則主要闡述材料加工過程中的內(nèi)在規(guī)律和物理本質(zhì)，從而揭示材料加工過程中所出現(xiàn)的共性現(xiàn)象。這兩門課程都是“材料加工工程”類專業(yè)學(xué)生所必須掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。由于學(xué)時(shí)的限制，本書不可能介紹所有的加工方法，只能有重點(diǎn)地介紹一些常用的方法，對(duì)其他方法只作簡單介紹，學(xué)生如有興趣或需要，可以通過查閱有關(guān)書籍或選修課來了解。配合本門課程和“材料加工原理”開設(shè)的“材料加工系列實(shí)驗(yàn)”則向同學(xué)提供了親自動(dòng)手的機(jī)會(huì)，通過一系列實(shí)驗(yàn)加深對(duì)各種工藝的感性認(rèn)識(shí)和對(duì)課程的理解； 同時(shí)還可以了解由于篇幅和時(shí)間的限制在教材和課堂上沒有介紹的其他材料加工工藝。參考文獻(xiàn)

1柳百成，沈厚發(fā).21世紀(jì)的材料成形加工技術(shù)與科學(xué).香山科學(xué)會(huì)議第184次學(xué)術(shù)討論會(huì).北京，2002,1

2柳百成,李敏賢,吳浚郊,等.材料加工成形制造,國家自然科學(xué)資金優(yōu)先資助領(lǐng)域戰(zhàn)略研究報(bào)告——先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ).北京： 高等教育出版社，1998,144～182

3石力開.新材料的發(fā)展趨勢及其在我國的發(fā)展?fàn)顩r.科技成果縱橫,1996（5），25～27

4中國工程院咨詢研究項(xiàng)目.裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新戰(zhàn)略研究.北京： 高等教育出版社，2007,12

5謝建新.材料加工新技術(shù)與新工藝.北京： 冶金工業(yè)出版社，2004，3

6柳百成主編.工程前沿，第1卷： 未來的制造科學(xué)與技術(shù).北京： 高等教育出版社，2004,12

液態(tài)金屬成形

2液態(tài)金屬成形

材料加工工藝(第2版)

2.1概述

液態(tài)金屬成形，通常也稱鑄造，是將液態(tài)金屬注入鑄型中使之冷卻、凝固而形成零件的方法。所鑄出的金屬制品稱為鑄件。絕大多數(shù)鑄件用作毛坯，需要經(jīng)機(jī)械加工后才能成為各種機(jī)器零件； 少數(shù)鑄件當(dāng)達(dá)到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求時(shí)，可作為成品或零件直接應(yīng)用。2.1.1鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn) 1.適用范圍廣

鑄造方法幾乎不受零件大小、厚薄和復(fù)雜程度的限制，適用范圍廣，可以鑄造壁厚范圍為0.3mm～1m，長度從幾個(gè)毫米到幾十米，重量從幾克到500多噸的各種鑄件。鑄件形狀可以非常復(fù)雜，例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體鋁合金鑄件（圖21）。

圖21戴姆勒克萊斯勒12缸汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鋁合金汽缸體鑄件

2.可制造各種合金鑄件

用鑄造方法可以生產(chǎn)鑄鋼件、鑄鐵件、各種鋁合金、銅合金、鎂合金、鈦合金及鋅合金等鑄件。對(duì)于脆性金屬或合金，鑄造是唯一可行的加工方法。在生產(chǎn)中以鑄鐵件應(yīng)用最廣，約占鑄件總產(chǎn)量的70%以上。3.鑄件的尺寸精度高

一般比鍛件、焊接件尺寸精確，可節(jié)約大量金屬材料和機(jī)械加工工時(shí)。4.成本低廉

鑄件在一般機(jī)器生產(chǎn)中約占總重量的40%～80%，而成本只占機(jī)器總成本的25%～30%。成本低廉的原因是： ①容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)； ②可大量利用廢、舊金屬料； ③與鍛件相比，其動(dòng)力消耗低； ④尺寸精度高，加工余量小，節(jié)約加工工時(shí)和金屬。2.1.2鑄造方法 鑄造方法有許多種，一個(gè)鑄件到底選擇什么鑄造方法來制造，必須根據(jù)這個(gè)鑄件的合金種類、重量、尺寸精度、表面粗糙度、批量、鑄件成本、生產(chǎn)周期、設(shè)備條件等方面的要求綜合考慮才能決定。表21是一些鑄件基本尺寸的公差等級(jí)（CT），表22是各種鑄造方法應(yīng)用范圍，可根據(jù)鑄造企業(yè)的實(shí)際情況適當(dāng)選擇。在所有各種鑄造方法中，砂型鑄造是應(yīng)用最廣的方法，我國和世界范圍內(nèi)，大部分鑄件（約為鑄件總產(chǎn)量的60%～70%）是應(yīng)用砂型鑄造方法生產(chǎn)的，其次是熔模鑄造、離心鑄造、金屬型鑄造、壓鑄等鑄造方法。因此，本章以介紹砂型鑄造工藝為主，其他工藝方法為輔。

表21一些鑄件基本尺寸的公差等級(jí) mm

鑄件基 本尺寸

鑄件公差等級(jí)CT ***13141516 10 0.1 0.14 0.20 0.28 0.38 0.54 0.78 1.1 1.6 2.2 3 4.4 — — — —

0.15 0.22 0.30 0.44 0.62 0.88 1.2 1.8 2.5 3.6 5 7 10 12 16 20 400 — — — 0.64 0.90 1.2 1.8 2.6 3.6 5 7 10 14 18 22 28 4000 — — — — — — — — 7.0 10 14 20 28 35 44 56

注： 此表為一些鑄件基本尺寸所對(duì)應(yīng)的公差等級(jí)舉例，詳細(xì)內(nèi)容見國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6414—1999。

表22各種鑄造方法應(yīng)用范圍

序 號(hào)

鑄造工藝 適用合金 種類 鑄件質(zhì)量 范圍 最小壁厚 /mm 鑄件表面 粗糙度 Ra/μm 鑄件尺寸 公差等級(jí) CT 批量砂型鑄造 不限 不限 3 12.5～100 8～10 不限殼型鑄造 不限 幾十克～ 幾十千克 2.5 1.6～50 6～9 中、大批量 續(xù)表

序 號(hào)

鑄造工藝 適用合金 種類 鑄件質(zhì)量 范圍 最小壁厚 /mm 鑄件表面 粗糙度 Ra/μm 鑄件尺寸 公差等級(jí) CT 批量熔模鑄造

不限（主要是合金鋼、碳鋼、不銹鋼）幾克～ 幾百千克 約0.5，最小孔徑0.5 0.8～6.3 4～7 大、中、小批量金屬型 鑄造

不限（主要是非鐵合金）幾十克～ 幾百千克 2～3(鋁)5（鐵）3.2～12.5 6～9 中、大批量低壓鑄造 非鐵合金 幾百克～ 幾十千克 2（鋁）2.5(鑄鐵)3.2～25 5～8 大、中、小批量壓力鑄造 非鐵合金 幾克～ 幾十千克 0.3～1.0，2（銅）

1.6～6.3(鋁)0.2～6.3(鎂)4～8 大批量離心鑄造 不限 管件、套筒類 最小內(nèi)徑8 1.6～12.5 —

大、中、小批量陶瓷型 鑄造 鋼、鐵 中、大件 2 3.2～12.5 5～8 單件、小批石膏型 鑄造

以非鐵合金為主 幾克～ 幾百千克 約0.5，最小孔徑0.5 0.8～6.3 4～7 大、中、小批量連續(xù)鑄造 不限

坯料或型材 4 12.5～100 — 大批 11 真空鑄造 不限 小件 5 — —

中、大批量擠壓鑄造 不限 幾十克～ 幾十千克 1 1.6～6.3 5 中、大批量消失模 鑄造 不限 不限 2～3 3.2～50 6～9 不限

2.2金屬的熔煉

液態(tài)金屬的凝固成形，首先必須獲得符合要求（化學(xué)成分、溫度等）的液態(tài)金屬（熔體），即把固態(tài)金屬，例如生鐵錠、鋁錠、廢鋼、回爐料等在專門的熔爐里進(jìn)行熔煉； 然后進(jìn)行必要的熔體處理，例如孕育、球化、凈化、除氣等，并達(dá)到規(guī)定的溫度范圍，然后澆入鑄型凝固成形。

2.2.1鑄鐵的熔煉

鑄鐵熔煉爐種類較多，主要有沖天爐和感應(yīng)電爐，因?yàn)樾⌒蜎_天爐造價(jià)低，上馬容易，所以目前我國鑄造企業(yè)中沖天爐應(yīng)用更普遍。1.沖天爐

沖天爐靠焦炭燃燒加熱金屬使之熔化,其結(jié)構(gòu)見圖22(a)。從熱交換角度分析，沖天爐的工作過程是焦炭燃燒放出熱量和金屬爐料吸熱熔化并過熱的過程； 從冶金角度分析，沖天爐的工作過程又是各種元素或物質(zhì)發(fā)生一系列物理、化學(xué)變化達(dá)到冶煉的過程。沖天爐熔化后的鐵液溫度一般為1300～1500℃。沖天爐內(nèi)爐氣氣氛、爐氣溫度、金屬溫度的變化曲線，如圖22（b）所示。

圖22沖天爐結(jié)構(gòu)（a）及其爐內(nèi)溫度、爐氣成分分布曲線(b)

1—鐵槽； 2—出鐵口； 3—前爐爐殼； 4—前爐爐襯； 5—過橋窺視孔； 6—出渣口； 7—前爐蓋； 8—過橋；

9—火花捕集器； 10—加料機(jī)械； 11—加料桶； 12—鑄鐵磚； 13—層焦； 14—金屬爐料； 15—底焦；

16—爐襯； 17—爐殼； 18—風(fēng)口； 19—風(fēng)箱； 20—進(jìn)風(fēng)管； 21—爐底； 22—爐門； 23—爐底板；

24—爐門支撐； 25—爐腿

為了實(shí)現(xiàn)沖天爐的節(jié)能、減排和冶金質(zhì)量的提高，國內(nèi)外近年來出現(xiàn)了熱風(fēng)沖天爐、水冷長爐齡沖天爐、外熱式?jīng)_天爐等熱效率高、煙氣排放少的新型沖天爐。圖23就是帶有爐氣點(diǎn)燃、鼓熱風(fēng)、爐氣冷卻、布袋除塵器的沖天爐系統(tǒng)。沖天爐排出的爐氣溫度在200℃左右，經(jīng)過燃燒室時(shí)將CO點(diǎn)燃，爐氣溫度可達(dá)950℃，與新鼓入的冷風(fēng)混合后的溫度可達(dá)450℃。需要排放的廢氣溫度經(jīng)過氣體冷卻器降溫達(dá)到200℃以下，然后經(jīng)布袋除塵器除去粉塵顆粒再排放到大氣中，達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖23帶有爐氣處理的沖天爐系統(tǒng)

2.無芯感應(yīng)電爐

感應(yīng)電爐可用于鑄鋼、鑄鐵、各種有色合金的熔煉，是所有熔煉爐中應(yīng)用最廣的爐型之一，一般按電源的頻率分為工頻爐（頻率為50Hz）、中頻爐(頻率為500～1000Hz)和高頻爐（頻率≥1000Hz）； 按爐型結(jié)構(gòu)分為無芯(坩堝式)爐和有芯(溝槽式)爐，還可按變頻技術(shù)、連接形式、調(diào)控方式、工作狀態(tài)等進(jìn)行分類。對(duì)于鑄鐵合金的熔煉，大多采用靜態(tài)變頻的中頻無芯（坩堝式）感應(yīng)電爐（見圖24），熱轉(zhuǎn)換效率高、鐵液溫度高、升溫速度快、節(jié)省能源。

圖24無芯（坩堝式）中頻感應(yīng)電爐結(jié)構(gòu)示意圖（a）和外形（b）

1—感應(yīng)線圈； 2—坩堝爐； 3—金屬液； 4—金屬液內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)； 5—液面升高

第二篇：面粉加工工藝流程 工藝1

面粉加工工藝流程 工藝1： 原糧→磁選→（篩選）初清篩→風(fēng)選→去石機(jī)→精選→打麥機(jī)→風(fēng)選→著水→撞擊機(jī)→去石機(jī)→打麥機(jī)→篩選（平面篩）→磁選→磨粉→篩理→面粉半成品→絞龍→保險(xiǎn)篩→磁選→打包→入庫 工藝2： 原糧→磁選→篩選（初清篩）→風(fēng)選→去石機(jī)→精選→打麥機(jī)→風(fēng)選→著水→撞擊機(jī)→去石機(jī)→打麥機(jī)→篩選（平面篩）→磁選→磨粉→篩理→面粉半成品→絞龍→基粉倉→配粉倉→混合機(jī)→打包倉→保險(xiǎn)篩→磁選→打包→入庫

第三篇：《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案2

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

備

注

第二章

數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)

第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成

主要由以下幾部分組成：

1．機(jī)床基礎(chǔ)部件，如床身、立柱、工作臺(tái)等； 2．主傳動(dòng)系統(tǒng)； 3．進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)；

4．實(shí)現(xiàn)某些動(dòng)作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如液壓、氣動(dòng)、潤滑、冷卻等系統(tǒng)及排屑、防護(hù)裝置和刀架、自動(dòng)換刀裝置；

5．工件實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、定位的裝置及附件，如數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)； 6．特殊功能裝置，如監(jiān)控裝置、加工過程圖形顯示、精度檢測等。掌握這些結(jié)構(gòu)對(duì)于正確合理使用數(shù)控機(jī)床是非常必要的。

二、數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

為了保證高精度、高效率的加工，數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有以下特點(diǎn)： 1．高剛度和高抗振性 2．高靈敏度 3．熱變形小 4．高精度保持性 5．高可靠性

6．工藝復(fù)合化和功能集成化

第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)一、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)

1．主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬并實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速 2．主軸部件具有較大的剛度和較高的精度 3．良好的抗振性和熱穩(wěn)定性

4．為實(shí)現(xiàn)刀具的快速或自動(dòng)裝卸，數(shù)控機(jī)床主軸具有特有的刀具安裝結(jié)構(gòu)

二、數(shù)控機(jī)床主軸的傳動(dòng)方式

（一）齒輪傳動(dòng)方式（圖2-1a）

（二）帶傳動(dòng)方式（圖2-1b）

同步齒形帶傳動(dòng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

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1．傳動(dòng)效率高，可達(dá)98％以上。2．無滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確。3．傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。

4．使用范圍較廣，速度可達(dá)50m/s，速比可達(dá)10左右，傳遞功率由幾瓦至數(shù)千瓦。

5．維修保養(yǎng)方便，不需要潤滑。

6．安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。

（三）調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸傳動(dòng)方式（圖2-1c）

備

注

三、主軸組件

主軸、主軸支承、裝在主軸上的傳動(dòng)件和密封件等組成了主軸組件。

（一）數(shù)控機(jī)床的主軸支承

主軸軸承是主軸組件的重要組成部分，它的類型、結(jié)構(gòu)、配置、精度直接影響主軸組件的工作性能。

1．主軸軸承類型

數(shù)控機(jī)床主軸經(jīng)常采用滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩類軸承。（1）滾動(dòng)軸承（2）滑動(dòng)軸承 2．主軸軸承的配置

典型的主軸軸承的結(jié)構(gòu)配置形式有下面三種：

（l）圖2-6a結(jié)構(gòu)配置形式是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)中剛性最好的一種。它使主軸的綜合剛度得到大幅度提高，可以滿足強(qiáng)力切削的要求，所以目前各類數(shù)控機(jī)床的主軸普遍采用這種配置形式。

（2）前支承采用3個(gè)超精密級(jí)角接觸球軸承組合方式，具有較好的高速性能。后支承結(jié)構(gòu)有采用2個(gè)角接觸球軸承支承的，如圖2-6b，也有用一個(gè)圓柱滾子軸承支承的。

（3）圓錐滾子軸承，圖2-6c。這種軸承徑向和軸向剛度高，能承受重載荷，尤其能承受較大的動(dòng)載荷，安裝與調(diào)整性能好，但是這種軸承配置方式限制了主軸的最高轉(zhuǎn)速和精度，所以僅適用于中等精度、低速與重載的數(shù)控機(jī)床主軸。

3．主軸軸承的裝配

采用選配定向法進(jìn)行裝配，可提高主軸組件的精度。裝配時(shí)盡可能使主軸定位內(nèi)孔與主軸軸頸的偏心量和軸承內(nèi)圈與滾道的偏心量接近，并使其方向相反，這樣可使裝配后的偏心量減小。

4．滾動(dòng)軸承的間隙與預(yù)緊

將滾動(dòng)軸承進(jìn)行適當(dāng)預(yù)緊，使?jié)L動(dòng)體與內(nèi)外圈滾道在接觸處產(chǎn)生預(yù)變形，使受載后承載的滾動(dòng)體數(shù)量增多，受力趨向均勻，從而提高承載能力和剛度，有利于減少主軸回轉(zhuǎn)軸線的漂移，提高旋轉(zhuǎn)精度。若過盈量太大，軸承磨損加劇，承載能力將顯著下降。軸承所需的預(yù)緊量與軸承精度、類型和工作條件等因素有關(guān)。

（二）主軸準(zhǔn)停功能

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機(jī)床的切削扭矩由主軸上的端面鍵來傳遞，每次機(jī)械手自動(dòng)裝取刀具時(shí)，必須保征刀柄上的鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵，這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位的功能。為滿足主軸這一功能而設(shè)計(jì)的裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置或稱主軸定向裝置。主軸準(zhǔn)停裝置是加工中心換刀過程中所要求的特別裝置，為了將主軸準(zhǔn)確地停在某一固定位置上，以便在該處進(jìn)行換刀等動(dòng)作，這就要求主軸定向控制。

（三）主軸上刀具自動(dòng)夾緊和切屑清除

加工中心為了實(shí)現(xiàn)刀具在主軸內(nèi)的自動(dòng)裝卸，其主軸必須設(shè)計(jì)有刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。刀桿采用7：24的錐柄，這種錐柄既有利于定心，也為松夾帶來了方便。

備

注

第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用

一、SSCK20/500數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸箱結(jié)構(gòu)

（一）主傳動(dòng)系統(tǒng)

SSCK20/500數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)由功率為11kw的AC伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)l：1的帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，使主軸在 24~2400r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，主軸箱內(nèi)省去了齒輪傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，提高了主軸精度，減少齒輪傳動(dòng)躁聲的影響，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，可以得到相應(yīng)的主軸正、反轉(zhuǎn)，主軸停車是由電機(jī)制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。螺紋切削和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量是通過主軸脈沖編碼器來實(shí)現(xiàn)。

（二）主軸箱結(jié)構(gòu)

交流主軸電動(dòng)機(jī)通過帶輪把運(yùn)動(dòng)傳給主軸。主軸有前后兩個(gè)支承，前支承采用預(yù)加負(fù)荷的超精密級(jí)角接觸球軸承組成，三個(gè)一組，其中兩個(gè)軸承用來承受向后的推力，另一個(gè)用于承受向前推力。主軸的后支承采用圓柱滾子軸承，用來承受較大的徑向載荷。前支承軸承的間隙用螺母來調(diào)整。主軸的支承形式為前端定位，主軸受熱膨脹向后伸長。前后支承所用軸承的支承剛性好，前支承中的角接觸球軸承能承受較大的軸向載荷，且允許的極限轉(zhuǎn)速高。主軸所采用的支承結(jié)構(gòu)適宜高速重載的需要。

二、JCS－018A加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸箱結(jié)構(gòu)

（一）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)

主軸電動(dòng)機(jī)采用的是FANUC AC電動(dòng)機(jī)。主軸電動(dòng)機(jī)在45~4500r／min轉(zhuǎn)速范圍通過一對(duì)1：2同步帶輪將運(yùn)動(dòng)傳給主軸，使主軸在22.5~2250r／min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。

（二）主軸箱結(jié)構(gòu) 1．主軸結(jié)構(gòu)

主軸的前支承4配置了三個(gè)高精度的角接觸球軸承，用以承受徑向載荷和軸向載荷。前兩個(gè)軸承大口朝下，后面一個(gè)軸承大口朝上。前支承按預(yù)加載荷計(jì)算的預(yù)緊量由螺母5來調(diào)整。后支承6為一對(duì)小口相對(duì)應(yīng)的角接觸球軸承，它們只

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承受徑向載荷，因此軸承外圈不需要定位。該主軸選擇的軸承座和配置形式，能滿足主軸高轉(zhuǎn)速和承受較大軸向載荷的要求，主軸受熱變形向后伸長，不影響加工精度。

2．刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

它主要由拉桿

7、拉桿端部的四個(gè)鋼球

3、碟形彈簧

8、活塞

10、液壓缸11等組成。機(jī)床執(zhí)行換刀指令，機(jī)械手要從主軸拔刀時(shí)，主軸需松開刀具。這時(shí)液壓缸上腔通壓力油，活塞推動(dòng)拉桿向下移動(dòng)，使碟形彈簧壓縮，鋼球進(jìn)入主軸錐孔上端的槽內(nèi)，刀柄尾部的拉釘（拉緊刀具用）2被松開，機(jī)械手即拔刀。之后，壓縮空氣進(jìn)入活塞和拉桿的中孔，吹凈主軸錐孔，為裝入新刀具做好準(zhǔn)備。當(dāng)機(jī)械手把下一把刀具插入主軸后，液壓缸上腔無油壓，在碟形彈簧和彈簧9的恢復(fù)力作用下，使拉桿、鋼球和活塞退回到圖示的位置，即碟形彈簧通過拉桿和鋼球拉緊刀柄尾部的拉釘，使刀具被夾緊。

3．主軸準(zhǔn)停裝置

JCS－018A加工中心采用的是主軸電氣式準(zhǔn)停裝置，即用磁力傳感器檢測定向。在主軸上安裝一個(gè)發(fā)磁體，使之與主軸一起旋轉(zhuǎn)，在距離發(fā)磁體外1~2mm處固定一個(gè)磁傳感器。磁傳感器經(jīng)過放大器與主軸控制單元連接，當(dāng)主軸需要定向準(zhǔn)停時(shí)，便控制主軸停止在預(yù)定的位置。

備

注

第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)一、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求

對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)中的傳動(dòng)裝置和元件要求具有高的壽命，高的剛度，無傳動(dòng)間隙，高的靈敏度和低摩擦阻力的特點(diǎn)，如導(dǎo)軌必須摩擦力較小，耐磨性要高，通常采用滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。為了提高轉(zhuǎn)換效率，保證運(yùn)動(dòng)精度，當(dāng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，廣泛應(yīng)用滾珠絲杠螺母副。為了提高位移精度，減少傳動(dòng)誤差，對(duì)采用的各種機(jī)械部件首先保證它們的加工精度，其次采用合理的預(yù)緊來消除軸向傳動(dòng)間隙，因此在進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中采用各種措施消除間隙，但仍然可能留有微量間隙。此外由于受力而產(chǎn)生彈性變形，也會(huì)有間隙，所以在進(jìn)給系統(tǒng)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)仍然由數(shù)控裝置發(fā)出脈沖指令進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電部件主要有伺服電動(dòng)機(jī)及檢測元件、聯(lián)軸節(jié)、減速機(jī)構(gòu)（齒輪副和帶輪）、滾珠絲杠螺母副（或齒輪齒條副）、絲杠軸承、運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、導(dǎo)軌、主軸箱、滑座、橫梁和立柱）等。

二、導(dǎo)軌

導(dǎo)軌是用來支撐和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿著直線或圓周方向準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)的。與支承件連成一體固定不動(dòng)的導(dǎo)軌稱為支承導(dǎo)軌，與運(yùn)動(dòng)部件連成一體的導(dǎo)軌稱為動(dòng)導(dǎo)軌。

（一）導(dǎo)軌的類型和要求 1．導(dǎo)軌的類型

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按運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)軌跡，導(dǎo)軌可分為直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。按導(dǎo)軌接合面的摩擦性，導(dǎo)軌可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌?；瑒?dòng)導(dǎo)軌又可分為普通滑動(dòng)導(dǎo)軌和塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。而靜壓導(dǎo)軌根據(jù)介質(zhì)的不同又可分為液壓導(dǎo)軌和氣壓導(dǎo)軌。

2．導(dǎo)軌的要求（1）高的導(dǎo)向精度

導(dǎo)向精度保證部件運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性。導(dǎo)向精度受導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形狀、組合方式、制造精度和導(dǎo)軌間隙調(diào)整等因素的影響。

（2）良好的耐磨性

耐磨性好可使導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度得以長久保持。耐磨性一般受導(dǎo)軌副的材料、硬度、潤滑和載荷的影響。

（3）足夠的剛度

在載荷作用下，導(dǎo)軌的剛度高則保持形狀不變的能力好。剛度受導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)和尺寸的影響。

（4）具有低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性

運(yùn)動(dòng)部件在導(dǎo)軌上低速移動(dòng)時(shí)，不應(yīng)發(fā)生“爬行”的現(xiàn)象。造成“爬行”的主要因素有摩擦的性質(zhì)、潤滑條件和傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度等。

（二）滑動(dòng)導(dǎo)軌 1．滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)

滑動(dòng)導(dǎo)軌的常見截面形狀有矩形、三角形、燕尾槽形和圓柱形。

矩形導(dǎo)軌（圖2-12a）承載能力大，制造簡單，水平方向和垂直方向上的位置精度互不相關(guān)。側(cè)面間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償，必須設(shè)置間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。三角形導(dǎo)軌（圖2-12b）的三角形截面有兩個(gè)導(dǎo)向面，同時(shí)控制垂直方向和水平方向的導(dǎo)向精度。這種導(dǎo)軌在載荷的作用下能自行補(bǔ)償而消除間隙，導(dǎo)向精度較其他導(dǎo)軌高。燕尾槽導(dǎo)軌（圖2-12c）的高度值最小，能承受顛覆力矩，摩擦阻力也較大。圓柱形導(dǎo)軌（圖2-12d）制造容易，磨損后調(diào)整間隙較困難。以上截面形狀的導(dǎo)軌有凸形（圖2-12上圖）和凹形（圖2-12下圖）兩類。凹形導(dǎo)軌容易存油，但也容易積存切屑和塵粒，因此適用于防護(hù)良好的環(huán)境。凸形導(dǎo)軌需要良好的潤滑條件。

直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌一般由兩條導(dǎo)軌組成，不同的組合形式可滿足各類機(jī)床的工作要求。數(shù)控機(jī)床上滑動(dòng)導(dǎo)軌的形狀主要為三角形一矩形式和矩形一矩形式，只有少部分結(jié)構(gòu)采用燕尾式。

2．滑動(dòng)導(dǎo)軌的材料

導(dǎo)軌材料主要有鑄鐵、鋼、塑料以及有色金屬。目前常采用一種導(dǎo)軌材料為金屬和塑料的滑動(dòng)導(dǎo)軌，稱為塑料導(dǎo)軌（貼塑導(dǎo)軌），它具有剛度好，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差值小，在油潤滑狀態(tài)下其摩擦系數(shù)約為0.06，耐磨性好，使用壽命為普通鑄鐵導(dǎo)軌的8~10倍，無爬行，減振性好。其形式主要有塑料導(dǎo)軌板和塑料導(dǎo)軌軟帶兩種。軟帶是以聚四氟乙烯為基材，添加青銅粉、二硫化鋁和石墨的高分子復(fù)合材料。軟帶應(yīng)粘貼在機(jī)床導(dǎo)軌副的短導(dǎo)軌面上，如圖2-13所示，圓形導(dǎo)

備

注

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容

軌應(yīng)粘貼在下導(dǎo)軌面上。塑料導(dǎo)軌軟帶有各種厚度規(guī)格，長與寬由用戶自行裁剪，粘貼方法比較固定。由于塑料導(dǎo)軌軟帶較軟，容易被硬物刮傷，因此應(yīng)用時(shí)要有良好的密封防護(hù)措施。塑料導(dǎo)軌在機(jī)床上的應(yīng)用形式如圖2-14所示。

（三）滾動(dòng)導(dǎo)軌

滾動(dòng)導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌工作面之間安排滾動(dòng)件，使兩導(dǎo)軌面之間形成滾動(dòng)摩擦，滾動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)小，而且動(dòng)、靜摩擦系數(shù)相近，磨損小，潤滑容易。因此它低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，移動(dòng)精度和定位精度高。但滾動(dòng)導(dǎo)軌的抗振性比滑動(dòng)導(dǎo)軌差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)臟物也較為敏感，需要良好的防護(hù)。數(shù)控機(jī)床常用的滾動(dòng)導(dǎo)軌有直線滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌塊兩種。

1．直線滾動(dòng)導(dǎo)軌

直線滾動(dòng)導(dǎo)軌又稱單元直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，它主要由導(dǎo)軌體、滑塊、滾珠、保持架、端蓋等組成。導(dǎo)軌體固定在不動(dòng)部件上，滑塊固定在運(yùn)動(dòng)部件上。當(dāng)滑塊沿導(dǎo)軌體移動(dòng)時(shí)，滾珠在導(dǎo)軌體和滑塊之間的圓弧直槽內(nèi)滾動(dòng)，并通過端蓋內(nèi)的滾道從工作負(fù)荷區(qū)運(yùn)動(dòng)到非工作負(fù)荷區(qū)，然后再滾動(dòng)回到工作負(fù)荷區(qū)。這樣不斷循環(huán)，把滾動(dòng)體和滑塊之間的移動(dòng)變成滾珠的滾動(dòng)。用密封墊來防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)軌滾道。

2．滾動(dòng)導(dǎo)軌塊

滾動(dòng)導(dǎo)軌塊用滾動(dòng)體進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng)，滾動(dòng)體為滾珠或滾柱，承載能力和剛度都比直線滾動(dòng)導(dǎo)軌高，但摩擦系數(shù)略大。它多用于中等載荷的導(dǎo)軌，使用時(shí)有專業(yè)生產(chǎn)廠家提供各種規(guī)格、形式供用戶選擇。

（四）液體靜壓導(dǎo)軌

靜壓導(dǎo)軌通常在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌面間通入壓力油，使運(yùn)動(dòng)件浮起。在工作過程中，導(dǎo)軌面上油腔中的油壓能隨外加負(fù)載的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證導(dǎo)軌面間始終處于純液體摩擦狀態(tài)。所以靜壓導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)極?。s為0.0005），功率消耗少。這種導(dǎo)軌不會(huì)磨損，因而導(dǎo)軌的精度保持性好，壽命長。它的油膜厚度幾乎不受速度的影響，油膜承載能力大、剛性高、吸振性良好。這種導(dǎo)軌的運(yùn)行很平穩(wěn)，既無爬行也不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。但靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并需要有一套過濾效果良好的液壓裝置，制造成本較高。目前靜壓導(dǎo)軌一般應(yīng)用在大型、重型數(shù)控機(jī)床上。

靜壓導(dǎo)軌按導(dǎo)軌的形式可分為開式和閉式兩種，數(shù)控機(jī)床上常采用閉式靜壓導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌按供油方式又可分為恒壓（即定壓）供油和恒流（即定量）供油兩種。

（五）導(dǎo)軌的潤滑與防護(hù)

導(dǎo)軌潤滑的目的是減少摩擦阻力和摩擦磨損，避免低速爬行，降低高速時(shí)的溫升。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂，前者用于滑動(dòng)導(dǎo)軌，而滾動(dòng)導(dǎo)軌兩者均可采用。數(shù)控機(jī)床上滑動(dòng)導(dǎo)軌的潤滑主要采用壓力潤滑。一般常用壓力循環(huán)潤滑和定時(shí)定量潤滑兩種方式。如直線滾動(dòng)導(dǎo)軌滑塊上配有潤滑油注油杯，只要定期將鋰基潤滑脂放入潤滑油注油杯即可實(shí)現(xiàn)潤滑。

導(dǎo)軌面上應(yīng)有可靠的防護(hù)裝置。常用的防護(hù)裝置有刮板式、卷簾式和伸縮式

備

注

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等，數(shù)控機(jī)床上大多采用伸縮式防護(hù)罩。這些裝置結(jié)構(gòu)簡單，由專門廠家制造。

備

注

三、滾珠絲杠螺母副

滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的新型理想傳動(dòng)裝置。

（一）滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn)

其工作原理是：在絲杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，當(dāng)把它們套裝在一起時(shí)形成螺旋通道，并且滾道內(nèi)填滿滾珠。當(dāng)絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則可沿著滾道流動(dòng)，按照滾珠返回的方式不同可以分為內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式二種。內(nèi)循環(huán)式帶有反向器，如圖2-17a，返回的滾珠經(jīng)過反向器和絲杠外圓返回。外循環(huán)式如圖2-17b所示，其螺母旋轉(zhuǎn)槽的兩端由回珠管連接起來，返回的滾珠不與絲杠外圓相接觸，滾珠可以作周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在管道的兩端還能起到擋珠的作用，用以避免滾珠沿滾道滑出。

鋼珠每一個(gè)循環(huán)閉路稱為列。每個(gè)滾珠循環(huán)閉路內(nèi)所含導(dǎo)程數(shù)稱為圈數(shù)。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個(gè)螺母有2列、3列、4列、5列等幾種，每列只有一圈。外循環(huán)每列有1.5圈，2.5圈，3.5圈等幾種，剩下的半圈作回珠。外循環(huán)滾珠絲杠螺母副的每個(gè)螺母有1列2.5圈，1列3.5圈，2列1.5圈，2列2.5圈等，種類很多。

在傳動(dòng)時(shí)，滾珠與絲杠、螺母之間基本上是滾動(dòng)摩擦，所以具有下述特點(diǎn)： 1．摩擦損失小，傳動(dòng)效率高

滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率可達(dá)92％~98％，是普通絲杠傳動(dòng)的3~4倍。2．傳動(dòng)靈敏，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，低速時(shí)無爬行

滾珠絲杠螺母副滾珠與絲杠和螺母是滾動(dòng)摩擦，其動(dòng)、靜摩擦系數(shù)基本相等，并且很小,移動(dòng)精度和定位精度高。

3．使用壽命長

滾珠絲杠副采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，其滾道表面淬火硬度高達(dá)60~62HRC，表面粗糙度值小，另外，因?yàn)槭菨L動(dòng)摩擦，故磨損很小。

4．軸向剛度高

滾珠絲杠螺母副可以完全消除間隙傳動(dòng)，并可預(yù)緊，因此具有較高的軸向剛度。同時(shí)，反向時(shí)無空程死區(qū)，反向定位精度高。

5．具有傳動(dòng)的可逆性

既可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，也可以把直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闈L珠絲杠副具有這些優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)在被各類中、小型數(shù)控機(jī)床普遍采用。6．不能實(shí)現(xiàn)自鎖

由于其摩擦系數(shù)小不能自鎖，當(dāng)用于垂直位置時(shí)，為防止因突然停斷電而造成主軸箱下滑，必須加有制動(dòng)裝置。

7．制造工藝復(fù)雜成本高

滾珠絲杠和螺母的材料、熱處理和加工要求相當(dāng)于滾動(dòng)軸承，螺旋滾道必須磨削，制造成本高。目前已由專門廠集中生產(chǎn)，其規(guī)格、型號(hào)已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，這樣，不僅提高了滾珠絲杠螺母副的產(chǎn)品質(zhì)量，而且也降低了生產(chǎn)成本，使?jié)L珠

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絲杠螺母副得到廣泛的應(yīng)用。

（二）滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整

軸向間隙通常是指絲杠和螺母無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動(dòng)量。除了結(jié)構(gòu)本身所有的游隙之外，還包括施加軸向載荷后產(chǎn)生彈性變形所造成的軸向竄動(dòng)量。通常采用雙螺母預(yù)緊的辦法解決，預(yù)緊是指它在過盈的條件下工作，把彈性變形量控制在最小限度。而用雙螺母加預(yù)緊力調(diào)整后，基本上能消除軸向間隙。利用雙螺母加預(yù)緊力消除軸向間隙時(shí)，必須注意：

1．預(yù)加載荷能夠有效地減少彈性變形所帶來的軸向位移，預(yù)緊力太小不能起到消除間隙的作用。但預(yù)緊力也不宜過大，過大的預(yù)緊載荷將增加摩擦力，使傳動(dòng)效率降低，縮短絲杠的使用壽命。

2．要特別減小絲杠安裝部分和驅(qū)動(dòng)部分的間隙。消除間隙的方法除了少數(shù)用微量過盈滾珠的單螺母消除間隙外，常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有墊片預(yù)緊方式、螺紋預(yù)緊方式和齒差預(yù)緊方式等。

（1）圖2-18是雙螺母墊片預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整墊片的厚度使左右螺母產(chǎn)生軸向位移，就可達(dá)到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的作用。

（2）圖2-19是雙螺母螺紋預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)，用鍵限制螺母在螺母座內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)整時(shí)，擰動(dòng)圓螺母將螺母沿軸向移動(dòng)一定距離，在消除間隙之后用圓螺母將其鎖緊。

（3）圖2-20是雙螺母齒差預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)螺母1和2的凸緣上各制有一個(gè)圓柱外齒輪，兩個(gè)齒輪的齒數(shù)相差一個(gè)齒，即z1?z2?1。兩個(gè)內(nèi)齒圈3和4與外齒輪齒數(shù)分別相同，并用預(yù)緊螺釘和銷釘固定在螺母座的兩端。調(diào)整時(shí)先將內(nèi)齒圈取下，根據(jù)間隙的大小調(diào)整兩個(gè)螺母1、2分別向相同的方向轉(zhuǎn)過一個(gè)或多個(gè)齒。使兩個(gè)螺母在軸向移近了相應(yīng)的距離達(dá)到調(diào)整間隙和預(yù)緊的目地。間隙消除量△可用下式簡便地計(jì)算出：

??（2-1）

式中

n —— 螺母在同一方向轉(zhuǎn)過的齒數(shù)；

t —— 滾珠絲杠的導(dǎo)程；

z1,z2——齒輪的齒數(shù)。

ntz1z2備

注

n??z1zt 例如，當(dāng)z1=101，z2=100，t=5mm時(shí)，如果兩個(gè)螺母向相同方向各轉(zhuǎn)過一個(gè)齒時(shí)，其相對(duì)軸向位移量為?=5/（100×101）≈0.0005mm，若間隙量為0.002mm，n=0.002×100×101/5=4。則相應(yīng)的兩螺母沿同方向轉(zhuǎn)過4個(gè)齒即可消除。

（三）滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)形式

接螺旋滾道法向截面形狀分單圓弧型和雙圓弧型；按滾珠循環(huán)方式分內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式；按消除軸向間隙和調(diào)整預(yù)緊方式的不同分為墊片預(yù)緊方式、螺紋預(yù)緊方式和齒差預(yù)緊方式三種；按用途分為定位滾珠絲杠副（P類）、傳動(dòng)滾珠絲

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杠副（T類）兩類，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用P類。

國內(nèi)生產(chǎn)的滾珠絲杠螺母副螺旋滾道法向截形有兩種：單圓弧型和雙圓弧型，見圖2-21。在螺紋滾道法向剖面內(nèi)，滾珠與滾道接觸點(diǎn)法線與絲杠軸線的垂直線夾角稱接觸角?，理想接觸角等于45°。

1．單圓弧型

如圖2-21a所示。滾道半徑R稍大于滾珠半徑rb，取比值：R/rb=1.02~1.12，常取1.04或1.1。接觸角?隨初始間隙和軸向截荷大小而變化。當(dāng)?增大后，軸向剛度、傳動(dòng)效率隨之增大。為保證?=45°，必須嚴(yán)格控制徑向間隙。這種截面形狀滾道形狀簡單，用成形砂輪磨削可得到較高精度。為消除軸向間隙和調(diào)整預(yù)緊，必須采用雙螺母結(jié)構(gòu)。

2．雙圓弧型

如圖2-21b所示。滾道由半徑R稍大于滾珠半徑rb的對(duì)稱雙圓弧組成。理論上軸向和徑向間隙為零，接觸角?=45°是恒定的。比值：R/rb也常取1.02~1.12，并也常取1.04或1.1。這種截形滾道接觸穩(wěn)定，但加工較復(fù)雜。消除軸向間隙和調(diào)整預(yù)緊，不僅可以采用雙螺母結(jié)構(gòu)，也可以采用增大滾珠直徑的單螺母結(jié)構(gòu)。另外兩圓弧交接處有一小溝槽，可容納潤滑油和臟物，這對(duì)工作有利。

（四）滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)及代號(hào) 1．滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)

（1）公稱直徑dm：即滾珠絲杠的名義直徑（圖2-22）。.滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時(shí)，包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑，是滾珠絲杠螺母副的特征尺寸。名義直徑與承載能力有直接關(guān)系，dm越大，承載能力和剛度越大，有的資料推薦滾珠絲杠螺母副的名義直徑應(yīng)大于絲杠工作長度的 1/30。數(shù)控機(jī)床常用進(jìn)給絲杠的名義直徑dm為?30mm至?80mm。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO規(guī)定滾珠絲杠螺母副的名義直徑系列為：6，8，10，12，16，20，25，30，40，50，60，80，100，120，125，160及200 mm。

（2）導(dǎo)程L0：絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的軸向位移。它按承載能力選取，并與進(jìn)給系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量要求有關(guān)。導(dǎo)程的大小是根據(jù)機(jī)床的加工精度要求確定的。精度要求高時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)程取小一些，這樣在一定的軸向力作用下，絲杠上的摩擦阻力較小。但為了使?jié)L珠絲杠具有一定的承載能力，滾珠直徑又不能太小。導(dǎo)程過小勢必使?jié)L珠直徑變小，滾珠絲杠螺母副的承載能力亦隨之減小。若絲杠副的名義直徑不變，導(dǎo)程減小則螺旋升角也變小，傳動(dòng)效率降低。因此在滿足機(jī)床加工精度的條件下，導(dǎo)程應(yīng)盡可能取得大些。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO規(guī)定滾珠絲杠螺母副的導(dǎo)程為 1，2，2.5，3，4，5，6，10，12，16，20，25，30，40 mm。應(yīng)盡量選用2.5，5，10，20，40 mm。

此外還有接觸角?、絲杠螺紋大徑d、絲杠螺紋小徑d1、螺紋全長l、滾珠直徑db、螺母螺紋大徑D、螺母螺紋小徑D1、滾道圓弧偏心距e 以及滾道圓弧半徑R等參數(shù)。

備

注

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2．精度等級(jí)

根據(jù)JB3162.2—91滾珠絲杠螺母副按其使用范圍及要求分為7個(gè)精度等級(jí)，即1、2、3、4、5、7和10七個(gè)精度等級(jí)。一級(jí)精度最高，其余依次逐級(jí)遞減，一般動(dòng)力傳動(dòng)可選用4、5、7級(jí)精度，數(shù)控機(jī)床和精密機(jī)械可選用2、3級(jí)精度，精密儀器、儀表機(jī)床、螺紋磨床可選用1、2級(jí)精度。滾珠絲杠螺母副精度直接影響定位精度，承載能力和接觸剛度，因此它是滾珠絲杠副的重要指標(biāo)，選用時(shí)要予以考慮。

3．滾珠絲杠螺母副代號(hào)的標(biāo)注

根據(jù)JB3162.2—91滾珠絲杠副代號(hào)的標(biāo)注方法如圖2-23a所示。采用漢語拼音字母、數(shù)字及漢字結(jié)合標(biāo)注法，標(biāo)注示例如圖2-23b 所示。例如：CDM6012-3.5-P4LH它表示外循環(huán)插管式，墊片預(yù)緊，回珠管埋入式，公稱直徑為60mm，導(dǎo)程為12mm，螺紋旋向?yàn)樽笮?，?fù)荷鋼球圈數(shù)為3.5圈，定位滾珠絲杠，精度等級(jí)為4級(jí)。滾珠絲杠副的特征代號(hào)見表2-1。

（五）滾珠絲杠螺母副的支承

滾珠絲杠主要承受軸向載荷，它的徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。因此對(duì)滾珠絲杠的軸向精度和剛度要求較高。此外，滾珠絲杠的正確安裝及其支承的結(jié)構(gòu)剛度也不容忽視。滾珠絲杠兩端常用支承形式如圖2-24所示。圖2-24a是一端固定一端自由的支承形式。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，軸向剛度低，它適用于短絲杠及垂直布置絲杠，一般用于數(shù)控機(jī)床的調(diào)整環(huán)節(jié)和升降臺(tái)式數(shù)控銑床的垂直坐標(biāo)軸。圖2-24b是一端固定一端浮動(dòng)的支承形式，絲杠軸向剛度與圖2-24a形式相同，絲杠受熱后有膨脹伸長的余地，需保證螺母與兩支承同軸。這種形式的配置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，適用于較長絲杠或臥式絲杠。圖2-24c是兩端固定的支承形式，這種支承結(jié)構(gòu)只要軸承無間隙，絲杠的軸向剛度比一端固定形式高約4倍，固有頻率比一端固定的高，可預(yù)拉伸，在它的一端裝有蝶形彈簧和調(diào)整螺母，這樣既可對(duì)滾珠絲杠施加預(yù)緊力，又可使絲杠受熱變形得到補(bǔ)償，保持恒定預(yù)緊力，但結(jié)構(gòu)工藝都較復(fù)雜，適用于長絲杠。

（六）滾珠絲杠螺母副的密封與潤滑 1．密封

通常滾珠絲杠副可用防塵密封圈和防護(hù)套密封，防止灰塵及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠副。密封圈有接觸式和非接觸式兩種，裝在滾珠螺母的兩端。防護(hù)套可防止塵土及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠，影響其傳動(dòng)精度。對(duì)于暴露在外面的絲杠一般采用螺旋鋼帶、伸縮套筒、錐形套管以及折疊式防護(hù)罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。這些防護(hù)罩一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。近年來還出現(xiàn)了一種鋼帶纏卷式絲杠防護(hù)裝置。

2．潤滑

使用潤滑劑，以提高耐磨性及傳動(dòng)效率，從而維持傳動(dòng)精度，延長使用壽命。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。潤滑脂一般在安裝過程中放進(jìn)滾珠螺母的滾道內(nèi)，定期潤滑。使用潤滑油時(shí)應(yīng)注意要經(jīng)常通過注油孔注油。

（七）滾珠絲杠螺母副的選擇方法

備

注

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1．滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)的選擇

可根據(jù)防塵、防護(hù)條件以及對(duì)調(diào)隙及預(yù)緊的要求選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。例如：允許間隙存在（如垂直運(yùn)動(dòng)）時(shí)，可選用具有單圓弧型螺紋滾道的單螺母滾珠絲杠副；如果必須有預(yù)緊，并在使用過程中因磨損而需要定期調(diào)整時(shí)，應(yīng)采用雙螺母螺紋預(yù)緊或齒差預(yù)緊式結(jié)構(gòu)；當(dāng)具備良好的防塵條件，只需在裝配時(shí)調(diào)整間隙及預(yù)緊力時(shí)，可采用結(jié)構(gòu)簡單的雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式結(jié)構(gòu)。

2．滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)尺寸的選擇

選用滾珠絲杠螺母副時(shí)主要選擇絲杠的公稱直徑和導(dǎo)程。公稱直徑應(yīng)根據(jù)軸向最大工作載荷，按滾珠絲杠副的尺寸系列選擇。在允許的情況下螺紋長度要盡量短。導(dǎo)程（或螺距）應(yīng)按承載能力、傳動(dòng)精度及傳動(dòng)速度選取。當(dāng)要求傳動(dòng)速度快時(shí)，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。

3．滾珠絲杠螺母副的選擇步驟

在選用滾珠絲杠螺母副時(shí)，必須知道實(shí)際的工作條件，包括最大工作載荷（或平均工作載荷、最大載荷作用下的使用壽命、絲杠的工作長度（或螺母的有效行程）、絲杠的轉(zhuǎn)速（或平均轉(zhuǎn)速）、滾道的硬度及絲杠的工作狀況等，然后按下列步驟進(jìn)行選擇：

（1）最大的工作載荷；

（2）最大動(dòng)載荷。對(duì)于靜態(tài)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)的滾珠絲杠，需考慮另一種失效形式—滾珠接觸面上的塑性變形，即最大靜載荷是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷；

（3）剛度的驗(yàn)算；

（4）壓桿穩(wěn)定性核算。另外，滾珠絲杠在軸向力的作用下將伸長或縮短，在扭矩的作用下將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)而影響絲杠導(dǎo)程的變化，從而影響傳動(dòng)精度及定位精度，故應(yīng)驗(yàn)算滿載時(shí)的預(yù)緊量。

備

注

四、傳動(dòng)齒輪間隙消除機(jī)構(gòu)

（一）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整 l．偏心套調(diào)整

如圖2-25所示偏心軸套消除傳動(dòng)間隙結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)1是用偏心套2與箱體連接的，通過轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套2的位置就能調(diào)整兩嚙合齒輪中心距，從而消除齒側(cè)間隙。其結(jié)構(gòu)非常簡單，常用于電動(dòng)機(jī)與絲杠之間齒輪傳動(dòng)。

2．墊片調(diào)整

如圖2-26所示，在加工相互嚙合的兩個(gè)齒輪1、2時(shí)，將分度圓柱面制成帶有小錐度的圓錐面，使齒輪齒厚在軸向稍有變化，裝配時(shí)只需改變墊片3的厚度，使齒輪2作軸向移動(dòng)，調(diào)整兩齒輪在軸向的相對(duì)位置即可達(dá)到消除齒側(cè)間隙的目的。

3．雙齒輪錯(cuò)齒調(diào)整

如圖2-27所示，兩個(gè)相同齒數(shù)的薄片齒輪1、2與另外一個(gè)寬齒輪嚙合?？勺飨鄬?duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的齒輪1、2套裝在一起。每個(gè)薄片齒輪上分別開有周向圓弧槽，《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

并在齒輪1、2的槽內(nèi)壓有裝彈簧的短圓柱3，在彈簧4的作用下使齒輪1、2錯(cuò)位，分別與寬齒輪的齒槽左右側(cè)貼緊，消除了齒側(cè)間隙。無論正向或反向旋轉(zhuǎn)都分別只有一個(gè)齒輪承受扭矩，因此承載能力受到限制，設(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)算彈簧4的拉力，使它能克服最大扭矩。

（二）斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)間隙的消除 1．軸向墊片調(diào)整

如圖2-28所示，寬齒輪同時(shí)與兩個(gè)相同齒數(shù)的薄片齒輪嚙合，薄片齒輪通過平鍵與軸聯(lián)結(jié)，相互間不能轉(zhuǎn)動(dòng)。通過調(diào)整薄片齒輪之間墊片厚度的增減量，然后擰緊螺母，這時(shí)它們的螺旋線產(chǎn)生錯(cuò)位，其左右兩齒面分別與寬齒輪的齒槽左右兩齒面貼緊消除了齒側(cè)間隙。墊片厚度的增減量t和齒側(cè)間隙?的關(guān)系可由下式算出：

t??ctg?

（2-2）

式中?——斜齒輪的螺旋角；

?——齒側(cè)間隙； t——墊片厚度的增減量。

備

注

2．軸向壓簧調(diào)整

如圖2-29所示，軸向壓簧調(diào)整齒輪齒側(cè)間隙的原理與軸墊片法是一樣的。但用彈簧壓緊

能自動(dòng)補(bǔ)償齒側(cè)間隙，達(dá)到無間隙傳動(dòng)。彈簧彈力要用調(diào)整螺母達(dá)到適當(dāng)?shù)闹?。過大會(huì)使齒輪磨損加快，降低使用壽命；過小達(dá)不到消除齒側(cè)間隙的作用。

（三）圓錐齒輪傳動(dòng)間隙的消除

1．周向壓簧調(diào)整

如圖2-30所示，將大錐齒輪加工成1和2兩部分，齒輪的外圈1開有三個(gè)圓弧槽8，內(nèi)圈2的端面上的三個(gè)凸爪4，套裝在圓弧槽內(nèi)。彈簧6的兩端分別頂在凸爪4和鑲塊7上，使內(nèi)外齒圈1、2的錐齒錯(cuò)位與小錐齒輪嚙合達(dá)到消除間隙的作用。為了安裝方便，螺釘5將內(nèi)外齒圈相對(duì)固定，安裝完畢后即刻卸去。

2．軸向壓簧調(diào)整

如圖2-31所示，兩個(gè)錐齒輪相互嚙合。在其中一個(gè)錐齒輪的傳動(dòng)軸上裝有壓簧，調(diào)整螺母可改變壓簧的彈力。錐齒輪在彈力作用下沿軸向移動(dòng)，從而達(dá)到消除齒側(cè)間隙的目的。

五、回轉(zhuǎn)進(jìn)給系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床靠回轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它們的功能各不相同，分度工作臺(tái)只是將工件分度轉(zhuǎn)位，實(shí)現(xiàn)分別加工工件的各個(gè)表面的目的，給零件的加工尤其是箱體類零件的加工帶來了很大的方便。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外，還能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

1．分度工作臺(tái)

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

分度工作臺(tái)是按照數(shù)控系統(tǒng)的指令，在需要分度時(shí)工作臺(tái)連同工件按規(guī)定的角度回轉(zhuǎn)，有時(shí)也可采用手動(dòng)分度。分度工作臺(tái)只能夠完成分度運(yùn)動(dòng)而不能實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)，并且它的分度運(yùn)動(dòng)只能完成一定的回轉(zhuǎn)度數(shù)如 90°、60°或45°等。

鼠牙盤式分度工作臺(tái)其結(jié)構(gòu)如圖2-32 所示，它主要由工作臺(tái)面底座、夾緊液壓缸、分度液壓缸和鼠牙盤等零件組成。鼠牙盤是保證分度精度的關(guān)鍵零件，在每個(gè)齒盤的端面有相同數(shù)目的三角形齒。當(dāng)兩個(gè)齒盤嚙合時(shí)，就能自動(dòng)確定周向和徑向的相對(duì)位置。

（1）工作臺(tái)抬起，鼠齒盤脫離嚙合

機(jī)床需要進(jìn)行分度時(shí)，數(shù)控裝置發(fā)出指令→電磁鐵控制液壓閥使壓力油經(jīng)孔23進(jìn)入到工作臺(tái)7中央的夾緊液壓缸下腔10→推動(dòng)活塞6向上移動(dòng)→經(jīng)推力軸承5和13將工作臺(tái)7抬起→內(nèi)齒輪12向上套入齒輪11→上下兩個(gè)鼠齒盤4和3脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作。

（2）回轉(zhuǎn)分度

當(dāng)工作臺(tái)7上升時(shí)，推桿2在彈簧力的作用下向上移動(dòng)→使推桿1向右移動(dòng)→微動(dòng)開關(guān)S2復(fù)位→使壓力油經(jīng)油孔21進(jìn)入分度油缸左腔19→推動(dòng)齒條活塞8向右移動(dòng)→齒輪11作逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)→與齒輪11相嚙合的內(nèi)齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng)→分度臺(tái)也轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度?；剞D(zhuǎn)角度的大小由微動(dòng)開關(guān)和擋塊17決定，開始回轉(zhuǎn)時(shí)，擋塊14離開推桿15使微動(dòng)開關(guān)S1復(fù)位，通過電路互鎖，始終保持工作臺(tái)處于上升位置。

（3）工作臺(tái)下降，完成定位夾緊圖

當(dāng)工作臺(tái)轉(zhuǎn)到預(yù)定位置附近，擋塊17通過16使微動(dòng)開關(guān)S3工作。壓力油經(jīng)油孔22進(jìn)入到壓緊液壓缸上腔9→活塞6帶動(dòng)工作臺(tái)7下降→上鼠齒盤4與下鼠齒盤3在新的位置重新嚙合并定位壓緊。為了保護(hù)鼠齒盤齒面不受沖擊，液壓缸下腔10的回油經(jīng)節(jié)流閥可限制工作臺(tái)的下降速度。

（4）復(fù)位為下次分度作準(zhǔn)備

當(dāng)分度工作臺(tái)下降時(shí)，推桿2和1啟動(dòng)微動(dòng)開關(guān)S2→分度液壓缸右腔18進(jìn)壓力油→活塞齒條8退回→齒輪11順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→擋塊17、14回到原位，為下次分度作準(zhǔn)備。

鼠齒盤式分度工作臺(tái)具有剛性好，承載能力強(qiáng)，重復(fù)定位精度高，分度精度高，能自動(dòng)定心，結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)。鼠齒盤制造精度要求高，它分度的度數(shù)只能是鼠齒盤齒數(shù)的整數(shù)倍。這種工作臺(tái)不僅可與數(shù)控機(jī)床做成一體，也可作為附件使用，廣泛應(yīng)用于各種加工和測量裝置中。

2．?dāng)?shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)

為了實(shí)現(xiàn)任意角度分度，并在切削過程中能夠?qū)崿F(xiàn)回轉(zhuǎn)，采用了數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。它主要用于數(shù)控鏜銑床。從外形上看與分度工作臺(tái)沒有多大差別，但在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能上則有較大的不同。

如圖2-33所示，由傳動(dòng)系統(tǒng)、間隙消除裝置及蝸輪夾緊裝置等組成了數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。它由伺服電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪2和4帶動(dòng)蝸桿

9、蝸輪10使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)。通過調(diào)整偏心環(huán)3來消除齒輪2和4嚙合側(cè)隙。為了消除軸與套的配合間

備

注

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

隙，通過楔形拉緊圓柱銷5（A—A剖面）來連接齒輪4與蝸桿9。蝸桿9采用螺距漸厚蝸桿，蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚，這種蝸桿的左右兩側(cè)具有不同的導(dǎo)程。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍能保持正確的嚙合。通過移動(dòng)蝸桿的軸向位置來調(diào)節(jié)間隙，實(shí)現(xiàn)無間隙傳動(dòng)。

當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí)，必須處于鎖緊狀態(tài)。為此，在蝸輪底部裝有八對(duì)夾緊塊12及13，并在底座上均布著八個(gè)小液壓缸14，夾緊液壓缸14的上腔通入壓力油，使活塞向下運(yùn)動(dòng)，通過鋼球17撐開夾緊塊12及13，將蝸輪夾緊。當(dāng)工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，夾緊液壓缸14上腔的油流回油箱，鋼球17在彈簧16的作用下向上抬起，夾緊塊12和13松開蝸輪，這時(shí)蝸輪和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可按照控制系統(tǒng)的指令作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大型滾柱軸承支承，并由圓錐滾子軸承及雙列圓柱滾子軸承保持回轉(zhuǎn)中心的準(zhǔn)確。為消除累積誤差，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零運(yùn)動(dòng)時(shí)首先由安裝在蝸輪上的擋塊碰撞限位開關(guān)，使工作臺(tái)減速，然后通過感應(yīng)塊和無觸點(diǎn)開關(guān)的作用使工作臺(tái)準(zhǔn)確停在零點(diǎn)位置上。分度角度位置通常由角度反饋元件圓光柵18反饋給數(shù)控系統(tǒng)。

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度，因此能夠達(dá)到較高的分度精度。

備

注

第五節(jié)

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用

一、MJ-50數(shù)控車床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)

（一）特點(diǎn)

數(shù)控車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是把伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為刀架和滑板X、Z軸的直線運(yùn)動(dòng)，而且對(duì)移動(dòng)精度要求很高，X軸最小移動(dòng)量為0.0005mm（直徑編程），Z軸最小移動(dòng)量為0.00lmm。采用滾珠絲杠螺母傳動(dòng)副，可以有效地提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度并防止爬行。另外，消除絲杠螺母副的配合間隙和絲杠兩端的軸承間隙，也有利于提高傳動(dòng)精度。

數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)同步帶輪傳動(dòng)到滾珠絲杠上，滾珠絲杠螺母帶動(dòng)刀架或滑板移動(dòng)，所以刀架或滑板的快速移動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均為同一傳動(dòng)路線。

（二）X軸進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)裝置

圖2-34是MJ-50數(shù)控車床 X軸進(jìn)給傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。如圖a所示，功率為0.9kw的AC伺服電動(dòng)機(jī)15經(jīng)20：24同步帶輪 14和 10以及同步帶 12帶動(dòng)滾珠絲杠6回轉(zhuǎn)，滾珠絲杠螺距為6mm，其上螺母7帶動(dòng)刀架21（圖2-34b所示）沿滑板1的導(dǎo)軌移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)X軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)軸與同步帶輪14用鍵13連接。滾珠絲杠有前后兩個(gè)支承。前支承3由三個(gè)角接觸球軸承組成，其中一個(gè)軸承大口向前兩個(gè)軸承大口向后，分別承受雙向的軸向載荷。前支承的軸承由螺母2進(jìn)行預(yù)緊。其后支承9為一對(duì)角接觸球軸承，軸承大口相背放置，由螺母11進(jìn)行預(yù)緊。這種絲杠兩端固定的支承形式，其結(jié)構(gòu)和工藝都較復(fù)雜，可以

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

保證和提高絲杠的軸向剛度。脈沖編碼器16安裝在伺服電動(dòng)機(jī)的尾部。圖中5和8是緩沖塊，在出現(xiàn)意外碰撞時(shí)起保護(hù)作用。

A-A剖面圖表示滾珠絲杠前支承的軸承座 4用螺釘20固定在滑板上?；鍖?dǎo)軌如B-B剖視圖所示為矩形導(dǎo)軌，鑲條17、18、19用來調(diào)整刀架與滑板導(dǎo)軌的間隙。

圖2-34b中22為導(dǎo)軌護(hù)板，26、27為機(jī)床參考點(diǎn)的限位開關(guān)和撞塊。鑲條23、24、25用于調(diào)整滑板與床身導(dǎo)軌的間隙。

因?yàn)榛屙斆鎸?dǎo)軌與水平面傾斜30°，回轉(zhuǎn)刀架的自身重力使其下滑，滾珠絲杠和螺母不能以自鎖阻止其下滑，故機(jī)床依靠AC伺服電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)自鎖。

備

注

二、JCS-018A加工中心機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)及傳動(dòng)裝置

JCS-018A機(jī)床的 X、Y、Z三個(gè)軸各有一套進(jìn)給系統(tǒng)，分別由三臺(tái)功率為1.4kw的脈寬調(diào)速直流伺服電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)。三個(gè)軸的進(jìn)給速度均為1~400mm/min，快移速度X、Y軸為14 m/min，Z軸為10 m/min。為了保證各軸的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的傳動(dòng)精度，電動(dòng)機(jī)軸和滾珠絲杠之間均采用了錐環(huán)無鍵連接和高精度十字聯(lián)軸器的連接結(jié)構(gòu)。以Z軸進(jìn)給裝置為例，分析電動(dòng)機(jī)軸與滾珠絲杠之間的連接結(jié)構(gòu)。圖2-35為Z軸進(jìn)給裝置中電動(dòng)機(jī)與絲杠連接的局部視圖。如圖中所示，l為直流伺服電動(dòng)機(jī)，2為電動(dòng)機(jī)軸，7為滾珠絲杠。電動(dòng)機(jī)軸與軸套3之間采用的錐環(huán)4無鍵連接結(jié)構(gòu)。錐面相互配合的內(nèi)外錐環(huán)，當(dāng)擰緊螺釘時(shí)，外錐環(huán)向外膨脹，內(nèi)錐環(huán)受力后向電動(dòng)機(jī)軸收縮，從而使電動(dòng)機(jī)輪與軸套連接在一起。這種連接方式無需在被連接件上開鍵槽，而且兩錐環(huán)的內(nèi)外圓錐面壓緊后，可以實(shí)現(xiàn)無間隙傳動(dòng)，而且對(duì)中性較好，傳遞動(dòng)力平穩(wěn)，加工工藝性好，安裝與維修方便。選用錐環(huán)對(duì)數(shù)的多少，取決于所傳遞扭矩的大小。

高精度十字聯(lián)軸器由三件組成，其中與電動(dòng)機(jī)軸連接的軸套3的端面有與中心對(duì)稱的凸鍵，與絲杠連接的軸套6上開有與中心對(duì)稱的端面鍵槽，中間一件聯(lián)軸節(jié)5的兩端面上分別有與中心對(duì)稱且互相垂直的凸鍵和鍵槽，它們分別與件3和件6相配合，用來傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩。為了保證十字聯(lián)軸節(jié)的傳動(dòng)精度，在裝配時(shí)凸鍵與凹鍵的徑向配合面要經(jīng)過配研，以便消除反向間隙和傳遞動(dòng)力平穩(wěn)。由于主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)，為防止?jié)L珠絲杠因不能自鎖而使主軸箱下滑，所以Z軸電動(dòng)機(jī)帶有制動(dòng)器。

第六節(jié)

自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求： 1．刀具換刀時(shí)間短且換刀可靠； 2．刀具重復(fù)定位精度高；

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容

3．足夠的刀具儲(chǔ)存量； 4．刀庫占地面積小。

備

注

一、自動(dòng)換刀裝置的形式

根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)，自動(dòng)換刀裝置可分為回轉(zhuǎn)刀架式、轉(zhuǎn)塔式、帶刀庫式三種形式，下面作分別介紹。

（一）回轉(zhuǎn)刀架自動(dòng)換刀裝置

數(shù)控機(jī)床上使用的回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡單的自動(dòng)換刀裝置。根據(jù)不同的適用對(duì)象，刀架可設(shè)計(jì)為四方形、六角形或其它形式?；剞D(zhuǎn)刀架可分別安裝四把、六把以及更多的刀具，并按數(shù)控裝置發(fā)出的脈沖指令回轉(zhuǎn)、換刀。

CK7815型數(shù)控車床采用 BA200L刀架，最多可以有 24個(gè)分度位置，機(jī)床可選用 12位、8位刀盤。其工作循環(huán)是：刀架接收數(shù)控裝置的指令→松開→轉(zhuǎn)到指令要求的位置→夾緊→發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束的信號(hào)。按照這個(gè)規(guī)律就可以分析各種結(jié)構(gòu)刀架的工作過程。

圖2-36中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)11通電時(shí)，尾部的電磁制動(dòng)器30ms以后松開，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪10、9、8帶動(dòng)蝸桿7旋轉(zhuǎn)，從而使蝸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸輪內(nèi)孔有螺紋，與軸6上的螺紋配合。這時(shí)軸6不能回轉(zhuǎn)，當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使得軸6沿軸向向左移動(dòng)，因?yàn)榈都?與軸

6、活動(dòng)鼠牙盤2是固定在一起的，所以刀盤和鼠牙盤也向左移動(dòng)，鼠牙盤2和3脫開。在軸6上有兩個(gè)對(duì)稱槽，內(nèi)裝滑塊4，在鼠牙盤脫開后，蝸輪轉(zhuǎn)到一定角度與蝸輪固定在一起的圓盤14上的凸起便碰到滑塊4，蝸輪便通過軸6上的螺紋使軸6右移，鼠牙盤2、3結(jié)合定位，電磁制動(dòng)器通電，維持電動(dòng)機(jī)軸上的反轉(zhuǎn)力矩，以保證鼠牙盤之間有一定的壓緊力。最后電動(dòng)機(jī)斷電，同時(shí)軸6右端的小軸13壓下微動(dòng)開關(guān)12，發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束信號(hào)。刀架的選位由刷形選位器進(jìn)行選位。松開、夾緊位置檢測則由微動(dòng)開關(guān)12實(shí)行。整個(gè)刀架是一個(gè)純電器系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單。

（二）轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀裝置

在帶有旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控機(jī)床中，轉(zhuǎn)塔刀架上裝有主軸頭，主軸頭通常有臥式和立式兩種，常用轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位來更換主軸頭以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，它是一種比較簡單的換刀方式，各個(gè)主軸頭上預(yù)先裝有各工序加工所需要的旋轉(zhuǎn)刀具，當(dāng)收到換刀指令時(shí)，各主軸頭依次的轉(zhuǎn)到加工位置，并接通主運(yùn)動(dòng)使相應(yīng)的主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，而其它處于不加工位置上的主軸都與主運(yùn)動(dòng)脫開。如圖2-37數(shù)控鉆鏜銑床，它是裝有8把刀具且繞水平軸轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀裝置。

（三）帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置

帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫和刀具換刀機(jī)構(gòu)組成，目前這種換刀方法在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用最為廣泛。

刀具的交換方式通常分為機(jī)械手交換刀具和由刀庫與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換即無機(jī)械手交換刀具兩種。刀具的交換方式及它們的具體結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的工作效率和可靠性。

1．無機(jī)械手交換刀具方式

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

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容

無機(jī)械手的換刀系統(tǒng)一般是采用把刀庫放在主軸箱可以運(yùn)動(dòng)到的位置，或整個(gè)刀庫或某一刀位能移動(dòng)到主軸箱可以到達(dá)的位置，同時(shí)，刀庫中刀具的存放方向一般與主軸上的裝刀方向一致。換刀時(shí)，由主軸運(yùn)動(dòng)到刀庫上的換刀位置，利用主軸直接取走或放回刀具。

2．帶機(jī)械手交換刀具方式

采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換方式在加工中心中應(yīng)用最為廣泛。機(jī)械手是當(dāng)主軸上的刀具完成一個(gè)工步后，把這一工步的刀具送回刀庫，并把下一工步所需要的刀具從刀庫中取出來裝入主軸繼續(xù)進(jìn)行加工的功能部件。

圖2-39a是單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手，帶一個(gè)夾爪的手臂可自由回轉(zhuǎn)，裝刀卸刀均靠這個(gè)夾爪進(jìn)行，因此，換刀時(shí)間較長。

圖2-39b是單臂雙爪擺動(dòng)式機(jī)械手，手臂上的一個(gè)夾爪只完成從主軸上取下“舊刀”送回刀庫的任務(wù)，而另一個(gè)夾爪則執(zhí)行由刀庫取出“新刀”送到主軸的任務(wù)，其換刀時(shí)間較單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手要短。

圖2-39c是雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手，手臂兩端各有一個(gè)夾爪，能夠同時(shí)完成抓刀→拔刀→回轉(zhuǎn)→插刀→返回等一系列動(dòng)作。為了防止刀具掉落，各機(jī)械手的活動(dòng)爪都帶有自鎖機(jī)構(gòu)。由于雙臂回轉(zhuǎn)機(jī)械手的動(dòng)作比較簡單，而且能夠同時(shí)抓取和裝卸機(jī)床主軸和刀庫中的刀具，因此換刀時(shí)間可進(jìn)一步縮短，是最常用的一種形式。圖右邊的機(jī)械手在抓取刀具或?qū)⒌毒咚腿氲稁熘鬏S時(shí)，其兩臂可伸縮。

圖2-39d是雙機(jī)械手，相當(dāng)于兩個(gè)單臂單爪機(jī)械手，它們相互配合完成自動(dòng)換刀動(dòng)作。

圖2-39e是雙臂往復(fù)交叉式機(jī)械手。這種機(jī)械手的兩臂可以進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并交叉成一定的角度。一個(gè)手臂從主軸上取下“舊刀”送回刀庫，另一個(gè)手臂由刀庫中取出“新刀”裝入主軸，整個(gè)機(jī)械手可沿某導(dǎo)軌直線移動(dòng)或繞某個(gè)轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)刀庫與主軸間的換刀動(dòng)作。

圖2-39f是雙臂端面夾緊式機(jī)械手。它的特點(diǎn)是靠夾緊刀柄的兩個(gè)端面來抓取刀具，而其它機(jī)械手均靠夾緊刀柄的外圓表面抓取刀具。

備

注

二、刀庫

刀庫是用來儲(chǔ)存加工刀具及輔助工具的，是自動(dòng)換刀裝置中最主要的部件之一。

1．刀庫的類型

按刀庫的結(jié)構(gòu)形式可分為圓盤式刀庫、鏈?zhǔn)降稁旌拖湫褪降稁臁A盤式刀庫如圖2-40，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用也較多。但因刀具采用單環(huán)排列，空間利用率低，因此出現(xiàn)了將刀具在盤中采用雙環(huán)或多環(huán)排列的形式，以增加空間利用率。但這樣使刀庫的外徑擴(kuò)大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也增大，選刀時(shí)間也長。所以，圓盤式刀庫一般用于刀具容量較小的刀庫。鏈?zhǔn)降稁烊鐖D2-41所示，適用于刀庫容量較大的場合。鏈的形狀可以根據(jù)機(jī)床的布局配置，也可將換刀位突出以利于換刀。當(dāng)需要增加鏈?zhǔn)降稁斓牡毒呷萘繒r(shí)，只需增加鏈條的長度，在一定范圍內(nèi)，無需變更刀庫的線速度及慣量。一般刀具數(shù)量30~120把時(shí)都采用鏈?zhǔn)降稁?。箱型式刀庫的結(jié)構(gòu)

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容

也比較簡單，有箱型和線型兩種，如圖2-42，圖2-43。箱型刀庫一般容量比較大，刀庫的空間利用率較高，換刀時(shí)間較長，往往用于加工單元式加工中心。線型刀庫容量小，一般在十幾把刀左右，多用于自動(dòng)換刀的數(shù)控車床，數(shù)控鉆床也有采用。

另外，按設(shè)置部位的不同刀庫可以分為頂置式、側(cè)置式、懸掛式和落地式等

備

注

多種類型。按交換刀具還是交換主軸，刀庫可分為普通刀庫（簡稱刀庫）和主軸箱刀庫。

2．刀庫的容量

確定刀庫的容量首先要考慮加工工藝的需要。對(duì)若干種工件進(jìn)行分析表明，各種加工所必需的刀具數(shù)量是：4把銑刀可完成工件95％左右的銑削工藝，10把孔加工刀具可完成70％的鉆削工藝，因此，14把刀的容量就可完成70％以上工件的鉆銑工藝。如果從完成工件的全部加工所需的刀具數(shù)目統(tǒng)計(jì)，則80％的工件（中等尺寸，復(fù)雜程度一般）完成全部加工任務(wù)所需的刀具數(shù)為40種以下。所以對(duì)于一般的中、小型立式加工中心，配有14~30把刀具的刀庫就能夠滿足70％~95％工件的加工需要。

3．刀庫的選刀方式

目前，加工中心刀庫使用的選刀方式有順序選刀和任意選刀兩種

順序選刀是在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫的刀套中，順序不能有差錯(cuò)。加工時(shí)按順序調(diào)刀。加工不同的工件時(shí)必須重新調(diào)整刀庫中的刀具順序，因而操作十分繁瑣，而且加工同一工件中各工序的刀具不能重復(fù)使用。這樣就會(huì)增加刀具的數(shù)量，而且由于刀具的尺寸誤差也容易造成加工精度的不穩(wěn)定。其優(yōu)點(diǎn)是刀庫的驅(qū)動(dòng)和控制都比較簡單。因此這種方式適合加工批量較大、工件品種數(shù)量較少的中、小型自動(dòng)換刀裝置。

隨著數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，目前絕大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都具有刀具任選功能。任選刀具的換刀方式可以有刀套編碼、刀具編碼和記憶等方式。刀具編碼或刀套編碼都需要在刀具或刀套安裝用于識(shí)別的編碼條，如圖2-44，一般都是根據(jù)二進(jìn)制編碼原理進(jìn)行編碼。刀具編碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具編碼。由于每把刀具都具有自己的代碼，因而刀具可以放在刀庫中的任何一個(gè)刀座內(nèi)，這樣不僅刀庫中的刀具可以在不同的工序中多次重復(fù)使用，而且換下的刀具也不用放回原來的刀座，這對(duì)裝刀和選刀都十分有利，刀庫的容量也可以相應(yīng)地減少。而且還可以避免由于刀具順序的差錯(cuò)所造成的事故。但是由于每把刀具上都帶有專用的編碼系統(tǒng)，使刀具的長度加長，制造困難，刀具剛度降低，同時(shí)使得刀庫和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜。對(duì)于刀套

二、刀庫

刀庫是用來儲(chǔ)存加工刀具及輔助工具的，是自動(dòng)換刀裝置中最主要的部件之一。

1．刀庫的類型

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容

按刀庫的結(jié)構(gòu)形式可分為圓盤式刀庫、鏈?zhǔn)降稁旌拖湫褪降稁?。圓盤式刀庫如圖2-40，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用也較多。但因刀具采用單環(huán)排列，空間利用率低，因此出現(xiàn)了將刀具在盤中采用雙環(huán)或多環(huán)排列的形式，以增加空間利用率。但這樣使刀庫的外徑擴(kuò)大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也增大，選刀時(shí)間也長。所以，圓盤式刀庫一般用于刀具容量較小的刀庫。鏈?zhǔn)降稁烊鐖D2-41所示，適用于刀庫容量較大的場合。鏈的形狀可以根據(jù)機(jī)床的布局配置，也可將換刀位突出以利于換刀。當(dāng)需要增加鏈?zhǔn)降稁斓牡毒呷萘繒r(shí)，只需增加鏈條的長度，在一定范圍內(nèi)，無需變更刀庫的線速度及慣量。一般刀具數(shù)量30~120把時(shí)都采用鏈?zhǔn)降稁?。箱型式刀庫的結(jié)構(gòu)也比較簡單，有箱型和線型兩種，如圖2-42，圖2-43。箱型刀庫一般容量比較大，刀庫的空間利用率較高，換刀時(shí)間較長，往往用于加工單元式加工中心。線型刀庫容量小，一般在十幾把刀左右，多用于自動(dòng)換刀的數(shù)控車床，數(shù)控鉆床也有采用。

另外，按設(shè)置部位的不同刀庫可以分為頂置式、側(cè)置式、懸掛式和落地式等

備

注

多種類型。按交換刀具還是交換主軸，刀庫可分為普通刀庫（簡稱刀庫）和主軸箱刀庫。

2．刀庫的容量

確定刀庫的容量首先要考慮加工工藝的需要。對(duì)若干種工件進(jìn)行分析表明，各種加工所必需的刀具數(shù)量是：4把銑刀可完成工件95％左右的銑削工藝，10把孔加工刀具可完成70％的鉆削工藝，因此，14把刀的容量就可完成70％以上工件的鉆銑工藝。如果從完成工件的全部加工所需的刀具數(shù)目統(tǒng)計(jì)，則80％的工件（中等尺寸，復(fù)雜程度一般）完成全部加工任務(wù)所需的刀具數(shù)為40種以下。所以對(duì)于一般的中、小型立式加工中心，配有14~30把刀具的刀庫就能夠滿足70％~95％工件的加工需要。

3．刀庫的選刀方式

目前，加工中心刀庫使用的選刀方式有順序選刀和任意選刀兩種

順序選刀是在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫的刀套中，順序不能有差錯(cuò)。加工時(shí)按順序調(diào)刀。加工不同的工件時(shí)必須重新調(diào)整刀庫中的刀具順序，因而操作十分繁瑣，而且加工同一工件中各工序的刀具不能重復(fù)使用。這樣就會(huì)增加刀具的數(shù)量，而且由于刀具的尺寸誤差也容易造成加工精度的不穩(wěn)定。其優(yōu)點(diǎn)是刀庫的驅(qū)動(dòng)和控制都比較簡單。因此這種方式適合加工批量較大、工件品種數(shù)量較少的中、小型自動(dòng)換刀裝置。

隨著數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，目前絕大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都具有刀具任選功能。任選刀具的換刀方式可以有刀套編碼、刀具編碼和記憶等方式。刀具編碼或刀套編碼都需要在刀具或刀套安裝用于識(shí)別的編碼條，如圖2-44，一般都是根據(jù)二進(jìn)制編碼原理進(jìn)行編碼。刀具編碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具編碼。由于每把刀具都具有自己的代碼，因而刀具可以放在刀庫中的任何一個(gè)刀座內(nèi)，這樣不僅刀庫中的刀具可以在不同的工序中多次重復(fù)使用，而且換下的刀具也不用放回原來的刀座，這對(duì)裝刀和選刀都十分有利，刀庫的容量也可以相應(yīng)地減少。而且還可以避免由于刀具順序的差錯(cuò)所造成的事故。但是由于每把刀具

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上都帶有專用的編碼系統(tǒng)，使刀具的長度加長，制造困難，刀具剛度降低，同時(shí)使得刀庫和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜。對(duì)于刀套編碼的方式，一把刀具只對(duì)應(yīng)一個(gè)刀套，從一個(gè)刀套中取出的刀具必須放回同一刀套中，取送刀具十分麻煩，換刀時(shí)間長。因此，無論是刀具編碼還是刀套編碼都給換刀系統(tǒng)帶來麻煩。目前在加工中心上絕大多數(shù)都使用記憶式的任選換刀方式。這種方式是第一次給刀庫裝刀時(shí)，告訴控制系統(tǒng)刀庫中的每個(gè)刀套號(hào)和該刀套上的刀具號(hào)，刀具在使用中不一定被送還到原來的刀套上，但是控制系統(tǒng)仍能記住該刀具號(hào)所在的新刀套號(hào)。這種方式有利于縮短換刀、選刀時(shí)間。由于這種方式經(jīng)常改變刀具號(hào)與刀套的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以在重新啟動(dòng)機(jī)床時(shí)必須使刀庫回零，校驗(yàn)一下顯示器上顯示的內(nèi)容與實(shí)際刀具的情況。

刀庫選刀方式一般采用就近移動(dòng)原則，即無論采取哪種選刀方式，在根據(jù)程序指令把下一工序要用的刀具移到換刀位置時(shí)，都要向距離換刀最近的方向移動(dòng)，以節(jié)省選刀時(shí)間。

備

注

三、實(shí)例

這是JCS-018A加工中心的自動(dòng)換刀裝置。1．自動(dòng)換刀工作過程

（1）刀套下轉(zhuǎn)90°

本機(jī)床的刀庫位于立柱左側(cè)，刀具在刀庫中的安裝方向與主軸垂直，如圖2-45所示。換刀之前，刀庫2轉(zhuǎn)動(dòng)將待換刀具5送到換刀位置，之后把帶有刀具5的刀套4向下翻轉(zhuǎn)90°，使刀具軸線與主軸軸線平行。

（2）機(jī)械手轉(zhuǎn)75°

如K向視圖所示，在機(jī)床切削加工時(shí)，機(jī)械手1的手臂與主軸中心到換刀位置的刀具中心線的連線成75°，該位置為機(jī)械手的原始位置。機(jī)械手換刀的第一個(gè)動(dòng)作是順時(shí)針轉(zhuǎn)75°，兩手爪分別抓住刀庫上和主軸3上的刀柄。

（3）刀具松開

機(jī)械手抓住主軸刀具的刀柄后，刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)松開刀具。

（4）機(jī)械手拔刀

機(jī)械手下降，同時(shí)拔出兩把刀具。

（5）交換兩刀具位置

機(jī)械手帶著兩把刀具逆時(shí)針轉(zhuǎn)180°（從K向觀察），使主軸刀具與刀庫刀具交換位置。

（6）機(jī)械手插刀

機(jī)械手上升，分別把刀具插入主軸錐孔和刀套中。（7）刀具夾緊

刀具插入主軸錐孔后，刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊刀具。（8）液壓缸復(fù)位

液壓缸復(fù)位驅(qū)動(dòng)機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)180°的液壓缸復(fù)位，機(jī)械手無動(dòng)作。

（9）機(jī)械手反轉(zhuǎn)75°

機(jī)械手反轉(zhuǎn)75°，回到原始位置。

（10）刀套上轉(zhuǎn) 90°

刀套帶著刀具向上翻轉(zhuǎn)90°，為下一次選刀做準(zhǔn)備。2．機(jī)械手傳動(dòng)過程

本機(jī)床上使用的換刀機(jī)械手為雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手。圖2-46為機(jī)械手傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，它是目前加工中心上用得較多的一種。這種機(jī)械手的拔刀、插刀動(dòng)作大都由油缸完成。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求可以采取“油缸動(dòng)、活塞固定”或“活塞動(dòng)、油缸

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固定”的結(jié)構(gòu)形式。它的手臂的回轉(zhuǎn)動(dòng)作通過活塞帶動(dòng)齒條齒輪傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，并且活塞的可調(diào)行程來保證機(jī)械手臂的不同回轉(zhuǎn)角度。

3．刀庫結(jié)構(gòu)

圖2-47是本機(jī)床盤式刀庫的結(jié)構(gòu)簡圖。如圖a所示，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后，直流伺服電動(dòng)機(jī)1接通，其運(yùn)動(dòng)經(jīng)過十字聯(lián)軸節(jié)

2、蝸桿

4、蝸輪3傳到如圖b所示的刀盤14，刀盤帶動(dòng)其上面的16個(gè)刀套13轉(zhuǎn)動(dòng)，完成選刀的工作。每個(gè)刀套尾部有一個(gè)滾子11，當(dāng)待換刀具轉(zhuǎn)到換刀位置時(shí)，滾子11進(jìn)入撥叉7的槽內(nèi)。同時(shí)氣缸5的下腔通壓縮空氣（如圖a所示），活塞桿6帶動(dòng)撥叉7上升，放開位置開關(guān)9，用以斷開相關(guān)的電路，防止刀庫、主軸等有誤動(dòng)作。如圖 b所示，撥叉 7在上升的過程中，帶動(dòng)刀套繞著銷軸 12逆時(shí)針向下翻轉(zhuǎn) 90°，從而使刀具軸線與主軸軸線平行。

刀套下轉(zhuǎn)90°后，撥叉7上升到終點(diǎn)，壓住定位開關(guān)10，發(fā)出信號(hào)使機(jī)械手抓刀。通過圖a中的螺桿8，可以調(diào)整撥叉的行程，而撥叉的行程又決定刀具軸線相對(duì)主軸軸線的位置。

備

注

第七節(jié)

輔助裝置

一、數(shù)控機(jī)床的液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)

1．?dāng)?shù)控機(jī)床中的液壓和氣動(dòng)裝置功能

液壓和氣動(dòng)裝置在數(shù)控機(jī)床中一般完成如下輔助功能

（1）自動(dòng)換刀所需的動(dòng)作。如機(jī)械手的伸、縮、回轉(zhuǎn)和擺動(dòng)以及刀具的松開和拉緊動(dòng)作。

（2）主軸的自動(dòng)松開、夾緊。

（3）機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的制動(dòng)和離合器的控制，齒輪的撥叉掛檔等。（4）機(jī)床的潤滑、冷卻、防護(hù)罩、門的自動(dòng)開關(guān)。（5）工作臺(tái)的松開夾緊，交換工作臺(tái)的自動(dòng)交換動(dòng)作等。

（6）機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的平衡。如機(jī)床主軸箱的重力平衡、刀庫機(jī)械手的平衡等。

2．?dāng)?shù)控機(jī)床中的液壓裝置

圖2-48所示為數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理圖。液壓系統(tǒng)采用單向變量液壓泵，系統(tǒng)壓力調(diào)整至4MPa，由壓力表顯示。泵出口的壓力油經(jīng)過單向閥進(jìn)入控制油路。機(jī)床的卡盤夾緊與松開、夾盤夾緊力的高低壓轉(zhuǎn)換、回轉(zhuǎn)刀架的松開與夾緊、刀架刀盤的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、尾座套筒的伸出與退回動(dòng)作都是由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的，數(shù)控系統(tǒng)的PC控制液壓系統(tǒng)中各電磁閥電磁鐵的動(dòng)作。

2位四通電磁閥1控制主軸卡盤的夾緊與松開，電磁閥2控制卡盤的高壓夾緊與低壓夾緊的轉(zhuǎn)換。當(dāng)卡盤處于正卡（也稱外卡）且在高壓夾緊狀態(tài)下，夾緊力的大小由減壓閥6來調(diào)整，由壓力表12顯示卡盤壓力。系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥6→電磁閥2（左位）→電磁閥1（左位）→液壓缸右腔，活塞桿左移，卡盤夾緊。

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這時(shí)液壓缸左腔的油液經(jīng)閥1（左位）直接回油箱。反之，系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥6→電磁閥2（左位）→電磁閥1（右位）→液壓缸左腔，活塞桿右移，卡盤松開。這時(shí)液壓缸右腔的油液經(jīng)閥1（右位）直接回油箱。當(dāng)卡盤處于正卡且在低壓夾緊狀態(tài)下，夾緊力的大小由減壓閥7來調(diào)整。系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥7→電磁閥2（右位）→電磁閥1（左位）→液壓缸右腔，卡盤夾緊。反之，系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥7→電磁2（右位）→電磁閥1（右位）→液壓缸左腔，卡盤松開。也可對(duì)刀架轉(zhuǎn)位、刀盤松開夾緊及尾座套筒動(dòng)作的控制進(jìn)行分析。

備

注

二、排屑裝置

1．排屑裝置在數(shù)控機(jī)床中的作用

切屑占用加工區(qū)域，如果不及時(shí)清除必然會(huì)覆蓋或纏繞在工件和刀具上，使自動(dòng)加工無法繼續(xù)進(jìn)行。此外，熾熱的切屑向機(jī)床或工件散發(fā)熱量，使機(jī)床或工件產(chǎn)生變形，影響加工的精度。因此迅速、有效地排除切屑對(duì)數(shù)控機(jī)床加工來說十分重要，而排屑裝置正是完成該工作的必備附屬裝置。排屑裝置的主要作用是將切屑從加工區(qū)域排出到數(shù)控機(jī)床之外。

2．排屑裝置的種類

（1）平板鏈?zhǔn)脚判佳b置，圖2-49a。該裝置以滾動(dòng)鏈輪牽引鋼質(zhì)平板鏈帶在封閉箱中運(yùn)轉(zhuǎn)，加工中的切屑落到鏈帶上而被帶出機(jī)床。這種裝置能排除各種形狀的切屑，適應(yīng)性強(qiáng)，各類機(jī)床都能采用。在車床上使用時(shí)多與機(jī)床的冷卻液箱合為一體，以簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)。

（2）刮板式排屑裝置，圖2-49b。該裝置的傳動(dòng)原理與平板鏈?zhǔn)降幕鞠嗤?，只是鏈板不同，它的鏈板帶有刮板。這種裝置常用于輸送各種材料的短小切屑，排屑能力較強(qiáng)。但因負(fù)載大而需采用較大功率的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

（3）螺旋式排屑裝置，圖2-49c。該裝置采用電動(dòng)機(jī)，經(jīng)減速裝置驅(qū)動(dòng)安裝在溝槽中的長螺旋桿。螺旋桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，溝槽中的切屑即被螺旋桿推動(dòng)而連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，最終排入切屑收集箱中。螺旋式排屑裝置占用空間小，適于安裝在機(jī)床與立柱間空隙狹小的位置上，而且它結(jié)構(gòu)簡單，排屑性能良好。但這種裝置只適于沿水平或小角度傾斜直線方向排運(yùn)切屑，不能大角度傾斜、提升或轉(zhuǎn)向排屑。

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內(nèi)

容

備

注

編碼的方式，一把刀具只對(duì)應(yīng)一

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容

個(gè)刀套，從一個(gè)刀套中取出的刀具必須放回同一刀套中，取送刀具十分麻煩，換刀時(shí)間長。因此，無論是刀具編碼還是刀套編碼都給換刀系統(tǒng)帶來麻煩。目前在加工中心上絕大多數(shù)都使用記憶式的任選換刀方式。這種方式是第一次給刀庫裝刀時(shí)，告訴控制系統(tǒng)刀庫中的每個(gè)刀套號(hào)和該刀套上的刀具號(hào)，刀具在使用中不一定被送還到原來的刀套上，但是控制系統(tǒng)仍能記住該刀具號(hào)所在的新刀套號(hào)。這種方式有利于縮短換刀、選刀時(shí)間。由于這種方式經(jīng)常改變刀具號(hào)與刀套的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以在重新啟動(dòng)機(jī)床時(shí)必須使刀庫回零，校驗(yàn)一下顯示器上顯示的內(nèi)容與實(shí)際刀具的情況。

刀庫選刀方式一般采用就近移動(dòng)原則，即無論采取哪種選刀方式，在根據(jù)程序指令把下一工序要用的刀具移到換刀位置時(shí)，都要向距離換刀最近的方向移動(dòng)，以節(jié)省選刀時(shí)間。

備

注

三、實(shí)例

這是JCS-018A加工中心的自動(dòng)換刀裝置。1．自動(dòng)換刀工作過程

（1）刀套下轉(zhuǎn)90°

本機(jī)床的刀庫位于立柱左側(cè)，刀具在刀庫中的安裝方向與主軸垂直，如圖2-45所示。換刀之前，刀庫2轉(zhuǎn)動(dòng)將待換刀具5送到換刀位置，之后把帶有刀具5的刀套4向下翻轉(zhuǎn)90°，使刀具軸線與主軸軸線平行。

（2）機(jī)械手轉(zhuǎn)75°

如K向視圖所示，在機(jī)床切削加工時(shí)，機(jī)械手1的手臂與主軸中心到換刀位置的刀具中心線的連線成75°，該位置為機(jī)械手的原始位置。機(jī)械手換刀的第一個(gè)動(dòng)作是順時(shí)針轉(zhuǎn)75°，兩手爪分別抓住刀庫上和主軸3上的刀柄。

（3）刀具松開

機(jī)械手抓住主軸刀具的刀柄后，刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)松開刀具。

（4）機(jī)械手拔刀

機(jī)械手下降，同時(shí)拔出兩把刀具。

（5）交換兩刀具位置

機(jī)械手帶著兩把刀具逆時(shí)針轉(zhuǎn)180°（從K向觀察），使主軸刀具與刀庫刀具交換位置。

（6）機(jī)械手插刀

機(jī)械手上升，分別把刀具插入主軸錐孔和刀套中。（7）刀具夾緊

刀具插入主軸錐孔后，刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊刀具。（8）液壓缸復(fù)位

液壓缸復(fù)位驅(qū)動(dòng)機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)180°的液壓缸復(fù)位，機(jī)

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械手無動(dòng)作。

（9）機(jī)械手反轉(zhuǎn)75°

機(jī)械手反轉(zhuǎn)75°，回到原始位置。

（10）刀套上轉(zhuǎn) 90°

刀套帶著刀具向上翻轉(zhuǎn)90°，為下一次選刀做準(zhǔn)備。2．機(jī)械手傳動(dòng)過程

本機(jī)床上使用的換刀機(jī)械手為雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手。圖2-46為機(jī)械手傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，它是目前加工中心上用得較多的一種。這種機(jī)械手的拔刀、插刀動(dòng)作大都由油缸完成。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求可以采取“油缸動(dòng)、活塞固定”或“活塞動(dòng)、油缸固定”的結(jié)構(gòu)形式。它的手臂的回轉(zhuǎn)動(dòng)作通過活塞帶動(dòng)齒條齒輪傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，并且活塞的可調(diào)行程來保證機(jī)械手臂的不同回轉(zhuǎn)角度。

3．刀庫結(jié)構(gòu)

圖2-47是本機(jī)床盤式刀庫的結(jié)構(gòu)簡圖。如圖a所示，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后，直流伺服電動(dòng)機(jī)1接通，其運(yùn)動(dòng)經(jīng)過十字聯(lián)軸節(jié)

2、蝸桿

4、蝸輪3傳到如圖b所示的刀盤14，刀盤帶動(dòng)其上面的16個(gè)刀套13轉(zhuǎn)動(dòng)，完成選刀的工作。每個(gè)刀套尾部有一個(gè)滾子11，當(dāng)待換刀具轉(zhuǎn)到換刀位置時(shí)，滾子11進(jìn)入撥叉7的槽內(nèi)。同時(shí)氣缸5的下腔通壓縮空氣（如圖a所示），活塞桿6帶動(dòng)撥叉7上升，放開位置開關(guān)9，用以斷開相關(guān)的電路，防止刀庫、主軸等有誤動(dòng)作。如圖 b所示，撥叉 7在上升的過程中，帶動(dòng)刀套繞著銷軸 12逆時(shí)針向下翻轉(zhuǎn) 90°，從而使刀具軸線與主軸軸線平行。

刀套下轉(zhuǎn)90°后，撥叉7上升到終點(diǎn)，壓住定位開關(guān)10，發(fā)出信號(hào)使機(jī)械手抓刀。通過圖a中的螺桿8，可以調(diào)整撥叉的行程，而撥叉的行程又決定刀具軸線相對(duì)主軸軸線的位置。

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第四篇：第12章典型零件加工工藝作業(yè)

第12章典型零件加工工藝作業(yè)

1．頂尖在軸類零件加工中起什么作用？在什么情況下需進(jìn)行頂尖孔的修答：軸類零件最常用兩中心孔為定位基準(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合的原則，并能夠研？有哪些修研方法？

在一次裝夾中加工出全部外圓及有關(guān)端面，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，所以頂尖在軸類零件加工中上重要的定位元件，起主要起定位作用。

當(dāng)加工高精度軸類零件時(shí)，中心孔的形狀誤差會(huì)影響到加工表面的加工精度，另一方面，當(dāng)零件進(jìn)行熱處理后，中心孔表面會(huì)出現(xiàn)一定的變形，因此，要在各個(gè)加工階段對(duì)中心孔進(jìn)行修研。

修研的方法有三種：用硬質(zhì)合金頂尖修研；用油石、橡膠砂輪或鑄鐵頂尖修研；用中心孔磨床磨削。

2．主軸的機(jī)械加工工藝路線大致過程是怎樣安排的？

答：機(jī)床主軸一般是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求較高，其機(jī)械加工工藝路線為：備料-正火-車端面和鉆中心孔-粗車各外圓-調(diào)質(zhì)-半精車-精車-表面淬火-粗、精磨外圓表面-磨內(nèi)錐孔等幾個(gè)主要工序。

3．分析主軸加工工藝過程中如何體現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合、互為基準(zhǔn)的原答：主軸在加工過程中，各主要加工表面的精加工均采用錐心軸或錐堵等代則？它們?cè)诒ＷC主軸的精度要求中都起了什么重要作用？

替內(nèi)孔軸線，采用兩頂尖支承定位。一般在精加工完兩端的錐孔后，兩端用錐堵中心孔定位作為定位基準(zhǔn)，這樣充分體現(xiàn)了基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合的原則； 而在精加工兩端錐堵時(shí)，又是以軸上的精加工的主要加工外圓作為基準(zhǔn)的，體現(xiàn)了互為基準(zhǔn)的原則。通過采用這些加工措施，充分保證了主軸的軸頸相對(duì)于支承軸頸的同軸度和端面對(duì)軸心線的垂直度等相互位置精度。

4．精磨主軸內(nèi)錐孔的工序是怎樣進(jìn)行？

答：主軸錐孔對(duì)主軸支承軸頸的徑向跳動(dòng)，是機(jī)床的主要精度指標(biāo)，因而錐孔的磨削是主軸加工的關(guān)鍵工序之一。在精磨主軸內(nèi)錐孔時(shí)在專用的磨主軸錐孔夾具上進(jìn)行。如圖1所示。

前后支架和底座固定在一起前支架由帶錐度的巴氏合金襯套支撐主軸工件前錐軸頸，后支架由鑲有尼龍的頂塊支撐工件。必須保證工件軸線與砂輪軸線等高，以免將錐孔母線磨成了曲線。浮動(dòng)夾頭的錐柄裝在磨床主軸的錐孔內(nèi)，工件尾端夾于卡頭彈性套內(nèi)，用彈簧把彈性套連同工件向左拉，并通過鋼球壓向鑲有硬質(zhì)合金的錐柄端面以限制工件的軸向竄動(dòng)。

圖1 磨主軸錐孔夾具

1一彈性套；2一鋼球；3一彈簧；4一浮動(dòng)夾頭：5一底座；6一支承架

5．箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)要求有哪些？這些要求對(duì)保證箱體零件答：箱體是機(jī)器中箱體部件的基礎(chǔ)零件，由它將有關(guān)軸、套和齒輪等零件組在機(jī)器中的作用和機(jī)器的性能有何影響？

裝在一起，使其保持正確的相互位置關(guān)系，彼此按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：構(gòu)造比較復(fù)雜，箱壁較薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，在箱壁上既有許多精度較高的軸承支承孔和平面，也有許多精度較低的緊固孔。箱體類零件需要加工的部位較多，加工的難度也較大。其主要技術(shù)要求有：（1）支承孔的精度和表面粗糙度。箱體上軸承支承孔應(yīng)有較高的尺寸精度和形狀精度以及較小的表面粗糙度值，否則，將影響軸承外圈與箱體上孔的配合精度，使軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，若是機(jī)床主軸支承孔，還會(huì)影響其加工精度。

（2）支承孔之間的孔距尺寸精度及相互位置精度。箱體上有齒輪嚙合關(guān)系的相鄰孔之間，應(yīng)有一定的孔距尺寸精度及平行度的要求，否則會(huì)使齒輪的嚙合精度降低，工作時(shí)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并降低齒輪使用壽命，箱體上同軸線孔應(yīng)有一定的同軸度，否則不僅給軸的裝配帶來困難，還會(huì)使軸承磨損加劇，溫度升高，影響機(jī)器的工作精度和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）主要平面精度和表面粗糙度。箱體的主要平面是裝配基準(zhǔn)面和加工中的定位基準(zhǔn)面，它們應(yīng)有較高的平面度和較小的表面粗造度數(shù)值，否則將影響箱體與機(jī)器總裝時(shí)的相對(duì)位置和接觸剛度以及加工中的定位精度。

（4）支承孔與主要平面的尺寸精度和相互位置精度。箱體上支承孔對(duì)裝配基面要有一定的尺寸精度和平行度要求，對(duì)端面要有一定的垂直度要求。如果車床床頭箱主軸孔軸心線對(duì)裝配基面在水平面內(nèi)有偏斜，則加工時(shí)會(huì)使工件產(chǎn)生錐度。

只有滿足了這些技術(shù)要求才能保證箱體上孔的配合精度、相對(duì)位置精度和接6．孔系加工方法有哪幾種？舉例說明各加工方法的特點(diǎn)及其適用性。答：孔系是指一系列具有相互位置精度要求的孔.箱體零件的孔系主要有平行（1）平行孔系的加工。平行孔系的主要技術(shù)要求是各平行孔軸心線之間及中心線與基準(zhǔn)面之間的尺寸精度和相互位置精度。加工中常用找正法，鏜模法和坐標(biāo)法。找正法是在通用機(jī)床上加工箱體類零件使用的方法，可分為劃線找正法，心軸塊規(guī)找正法和樣板找正法，適用于單件小批量生產(chǎn)。用樣板找正法時(shí)，樣板上孔系的孔距精度比工件孔系的孔距精度高，孔徑比工件的孔徑大。將樣板裝在工件上，用裝在機(jī)床主軸上的千分表定心器，按樣板逐一找正機(jī)床主軸的位置進(jìn)行加工。該方法找正快，不易出錯(cuò)，工藝裝備簡單，孔距精度可達(dá)上±0．05 mm，常用于加工較大工件。

用鏜模法加工孔系時(shí)，工件裝夾在鏜模上，鏜桿由模板上的導(dǎo)套支承。加觸剛度，使軸裝配較為容易。

系、同軸系和交叉孔系。

工時(shí)，鏜桿與機(jī)床主軸浮動(dòng)連接。影響孔系的加工精度主要是鏜模的精度。用鏜模法孔距精度較高，這種方法定位夾緊迅速，不需找正，生產(chǎn)效率高，普遍應(yīng)用于成批和大量生產(chǎn)中。

坐標(biāo)法鏜孔是在普通鏜床、立式銑床和坐標(biāo)鏜床上，借助測量裝置。按孔系間相互位置的水平和垂直坐標(biāo)尺寸，調(diào)整主軸的位置，來保證孔距精度的鏜孔方法?？拙嗑热Q于主軸沿坐標(biāo)軸移動(dòng)的精度?？捎糜诩庸た拙嗑纫筇貏e高的孔系，如鏜模、精密機(jī)床箱體等零件的孔系。

（2）同軸孔系加工。同軸孔系的主要技術(shù)要求是孔的同軸度。保證孔的同軸度有如下方法：1）鏜模法；在成批生產(chǎn)中，采用鏜模加工，其同軸度由鏜模保證。2）利用已加工過的孔作支承導(dǎo)向法；這種方法是在前壁上加工完畢的孔內(nèi)裝入導(dǎo)向套，支承和引導(dǎo)鏜桿加工后壁上的孔，3）利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支承鏜桿法；用這種方法加工時(shí)鏜桿為兩端支承，剛度好，但后立柱導(dǎo)套位置的調(diào)整復(fù)雜，且需較長的鏜桿。該方法適用于大型箱體的孔系加工。4）采用調(diào)頭鏜法。當(dāng)箱體箱壁距離較大時(shí)，可采用調(diào)頭錘法。即工件一次安裝完畢，鏜出一端孔后，將工件臺(tái)回轉(zhuǎn)1800，再鏜另一端的同軸線孔。這種加工方法錘桿懸伸短，剛性好，但調(diào)整工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)時(shí)，保證其回轉(zhuǎn)精度較麻煩。（3）交叉孔系的加工。交叉孔系的主要技術(shù)要求是各孔的垂直度，主要采用機(jī)床本身的回轉(zhuǎn)精度和光學(xué)瞄準(zhǔn)器定位等方法加工。

7．舉例說明安排箱體加工順序時(shí)，一般應(yīng)遵循哪些主要原則？

答：為了便于安裝，箱體一般采用分離式的。分離式箱體的主要加工部位有：軸承支承孔，接合面、端面及底面等。

整個(gè)加工過程分為兩個(gè)大的階段，先對(duì)箱蓋和底座分別進(jìn)行加工，然后對(duì)裝配好的箱體進(jìn)行整體加工。第一階段主要完成平面，連接孔、螺紋孔和定位孔的加工，為箱體的對(duì)合裝配做準(zhǔn)備。第二階段為在對(duì)合裝配后的箱體上加工軸承孔及端面，在兩個(gè)階段之間安排鉗工工序，將箱蓋與底座合成箱體，用錐銷定位，使其保持一定的相互位置，以保證軸承孔的加工精度和拆裝后的精度。這樣安排符合箱體加工中的先加工平面、后加工支承孔的原則，也符合粗加工與精加工分開的原則，可以保證箱體軸承孔的加工精底和軸承孔的中心高等尺寸達(dá)到要求。

為了保證達(dá)到這些要求，加工底座的結(jié)合面時(shí)，應(yīng)以底面為精基準(zhǔn)，這樣可使結(jié)合面加工時(shí)的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重臺(tái)，有利于保證結(jié)合面至底面的尺寸精度和位置精度。箱體對(duì)合裝配后加工軸承孔時(shí)，仍以底面為主要定位基準(zhǔn)，并與底面上的兩定位銷孔組成一面兩孔的定位方式，既符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，也符合基準(zhǔn)重合的原則，有利于保證軸承孔軸心線與結(jié)合面的重合度和與安裝基面的尺寸精度及位置精度。

8．怎能樣防止薄壁套筒受力變形對(duì)加工精度的影響？

答：為防止薄壁套筒受力變形，在加工時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：①為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進(jìn)行。使粗加工產(chǎn)生的熱變形在精加工中可以得到糾正。并應(yīng)嚴(yán)格控制精加工的切削用量，以減少零件加工時(shí)的變形。

②減少夾緊力的影響，工藝上可以采取以下措施：改變夾緊力的方向，即變徑向夾緊為軸向夾緊，使夾緊力作用在工件剛性較好的部位；當(dāng)需要徑向夾緊時(shí)，為減少夾緊變形和使變形均勻，應(yīng)盡可能使徑向夾緊力沿圓周均勻分布，加工中可用過渡套或彈性套及扇形夾爪來滿足要求；或者制造工藝凸邊或工藝螺紋，以減少夾緊變形。

③為減少熱處理變形的影響，熱處理工序應(yīng)置于粗加工之后、精加工之前，以便使熱處理引起的變形在精加工中得以糾正。

9．深孔加工中首先應(yīng)解決哪幾個(gè)主要問題，兩種排屑方式的特點(diǎn)如何？ 答：鉆深孔時(shí)，要從孔中排出大量的切屑，同時(shí)又要向切削區(qū)注放足夠的冷卻潤滑液。普通鉆頭由于排屑空間有限，冷卻液進(jìn)出通道沒有分開，無法注入高壓冷卻液。所以，冷卻、排屑是相當(dāng)困難的。另外，孔越深，鉆頭就越長，刀桿剛性也越差，鉆頭易產(chǎn)生歪斜，影響加工精度與生產(chǎn)率的提高。所以，深孔加工中必須首先解決排屑、導(dǎo)向和冷卻毫米幾個(gè)主要問題，以保證鉆孔精度。保持刀具正常工作，提高刀具壽命和生產(chǎn)率。

常用的排屑方式有外排屑和內(nèi)排屑兩種，外排屑時(shí)，刀具結(jié)構(gòu)簡單，不需用專用設(shè)備與專用輔具，排屑空間較大，但切屑排出時(shí)易劃傷孔壁。內(nèi)排屑時(shí)，將增大刀桿外徑，提高刀桿剛度，有利于提高進(jìn)給量和生產(chǎn)率。冷卻排屑效果較好，刀桿穩(wěn)定，可提高孔的精度和降低孔的表面粗糙度值。

10．滾齒與插齒加工分別用于什么場合？

答：滾齒用于加工精度在7～9級(jí)，最高可達(dá)4～5級(jí)，齒面Ra為1.6～0.4微米的外齒輪；插齒機(jī)主要加工精度在7～8，最高可達(dá)6，齒面Ra為1.6～0.2米的外齒輪的雙連具輪和內(nèi)齒輪。滾齒是在滾齒機(jī)上進(jìn)行，主要用于滾切直齒和斜齒外嚙合圓柱齒輪及蝸輪的輪齒。滾齒的加工精度一般在7～9級(jí)，最高可達(dá)4～5級(jí)，齒面粗糙度值Ra可達(dá)1.6～0.4μm。滾齒可作為剃齒或磨齒等齒形精加工之前的粗加工和半精加工。

插齒是在插齒機(jī)上進(jìn)行，主要用于加工直齒圓柱齒輪的輪齒，尤其適合加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪的輪齒，還可加工斜齒輪、人字齒輪、齒條、齒扇及特殊齒形的輪齒。插齒加工精度一般在7～8級(jí)，最高可達(dá)6級(jí)，齒面粗糙度值Ra可達(dá)1.6～0.2μ m，可作為齒輪淬硬前的粗加工和半精加工。加工較大模數(shù)齒輪時(shí)，插齒因插齒機(jī)和插齒刀的剛性較差，切削時(shí)又有空行程存在，生產(chǎn)率比滾齒低；但加工較小模數(shù)齒輪，尤其是寬度較小的齒輪時(shí)，其生產(chǎn)率不低于滾齒。

11．剃齒原理是什么？它能提高齒輪工件哪些方面的精度？ 答：剃齒加工原理相當(dāng)于一對(duì)斜齒輪副的嚙合過程，能進(jìn)行剃齒切削的必要條件是齒輪副的齒面間有相對(duì)滑移，相對(duì)滑移的速度就是剃齒的切削速度。剃齒刀在加工過程中，在齒面上產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，從齒面上刮下很薄的切屑，在嚙合過程中逐漸將余量切除。

剃齒能校正前一工序中留下的齒形誤差、基節(jié)誤差、相鄰周節(jié)誤差和齒圈的12．分析珩齒與磨齒有什么異同點(diǎn)？

答：珩齒的加工原理與剃齒相同，珩齒可修正齒形淬火后引起的變形，減小徑向圓跳動(dòng)。

齒面表面粗糙度值，提高相鄰周節(jié)的精度，并能修正齒輪的短周期分度誤差，加工成本低、效率高。磨齒是精加工精密齒輪、特別是加工淬硬的精密齒輪的常用方法，對(duì)磨前齒輪的誤差或熱處理變形有較強(qiáng)的修正能力，但生產(chǎn)率比珩齒低得多，加工成本高，據(jù)齒面漸開線形成原理的不同，磨齒可分為成形磨齒和展成磨齒兩種。

13．對(duì)不同精度的圓柱齒輪，其齒形加工方案如何選擇？

答：齒輪加工的工藝路線一般為：毛坯制造與熱處理一齒坯加工一輪齒加工一齒端加工一輪齒熱處理一精基準(zhǔn)修正一輪齒精加工一檢驗(yàn)。

對(duì)8級(jí)精度以下的調(diào)質(zhì)齒輪，用滾齒或插齒就能達(dá)到要求，對(duì)于淬火齒輪，可采用滾（或插）齒一齒端加工一熱處理一修正內(nèi)孔的方案，但淬火前應(yīng)將精度相應(yīng)提高一級(jí)，或在淬火后珩齒。

對(duì)6～7級(jí)精度的齒輪，可用剃一珩齒方案，即滾齒（或插齒）一齒端加工一剃齒一表面淬火一修正基準(zhǔn)一珩齒。也可用磨齒方案，即滾齒（或插齒）一齒端加工一滲碳淬火一修正基準(zhǔn)一磨齒。剃一珩方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7級(jí)精度齒輪的成批生產(chǎn)中；磨齒方案生產(chǎn)率較低，一般用于6級(jí)精度以上或低于6級(jí)精度但淬火后變形較大的齒輪。

對(duì)5級(jí)以上的高精度齒輪，一般應(yīng)取磨齒方案。

第五篇：數(shù)控加工工藝與編程試題2

數(shù)控加工工藝與編程試題

注意事項(xiàng)

1.請(qǐng)?jiān)谠嚲淼臉?biāo)封處填寫您的工作單位、姓名和準(zhǔn)考證號(hào)

2.請(qǐng)仔細(xì)閱讀題目，按要求答題；保持卷面整潔，不要在標(biāo)封區(qū)內(nèi)填寫無關(guān)內(nèi)容 3.考試時(shí)間為120分鐘

一、單項(xiàng)選擇題（請(qǐng)將正確答案的字母代號(hào)填在題后的括號(hào)中，每題1分，共40分，多選錯(cuò)選不得分）

1.世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床是（）年研制出來的。A)1930 B)1947 C)1952 D)1958 2.數(shù)控機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸之一B軸是繞（）直線軸旋轉(zhuǎn)的軸。A)X軸 B)Y軸 C)Z軸 D)W軸

3.按照機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類，加工中心屬于（）。A)點(diǎn)位控制 B)直線控制 C)輪廓控制 D)遠(yuǎn)程控制

4.鏜削精度高的孔時(shí)，粗鏜后，在工件上的切削熱達(dá)到（）后再進(jìn)行精鏜。A)熱平衡 B）熱變形 C）熱膨脹 D)熱伸長

5.一般而言，增大工藝系統(tǒng)的（）才能有效地降低振動(dòng)強(qiáng)度。A)B）強(qiáng)度 C）精度 D)硬度 6.高速切削時(shí)應(yīng)使用（）類刀柄。

A)BT40 B）CAT40 C）JT40 D）HSK63A 7.刀具半徑補(bǔ)償指令在返回零點(diǎn)狀態(tài)是（）。

A)模態(tài)保持 B）暫時(shí)抹消 C）抹消 D）初始狀態(tài)

8.機(jī)床夾具，按（）分類，可分為通用夾具、專用夾具、組合夾具等。A)使用機(jī)床類型 B）驅(qū)動(dòng)夾具工作的動(dòng)力源 C)夾緊方式 D）專門化程度

9.零件如圖所示，鏜削零件上的孔?？椎脑O(shè)計(jì)基準(zhǔn)是C面，設(shè)計(jì)尺寸為（100±0.15）mm。為裝夾方便，以A面定位，按工序尺寸L調(diào)整機(jī)床。工序尺寸280 mm、80 mm在前道工序中已經(jīng)得到，在本工序的尺寸鏈中為組成環(huán)。而本工序間接得到的設(shè)計(jì)尺寸（100±0.15）為尺寸鏈的封閉環(huán)，尺寸80 mm和L為增環(huán)，280 mm為減環(huán)，那么工序尺寸L及其公差應(yīng)該為（）。0.15?0.