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數(shù)控機(jī)床零件加工精度優(yōu)化方案報(bào)告報(bào)告規(guī)定一、概述
數(shù)控機(jī)床零件加工精度是衡量制造裝備性能和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。為提升加工效率與穩(wěn)定性,本文檔系統(tǒng)性地提出了一系列優(yōu)化方案,涵蓋設(shè)備維護(hù)、工藝參數(shù)調(diào)整、編程優(yōu)化及環(huán)境控制等方面。通過(guò)實(shí)施以下措施,可顯著提高零件加工精度,滿足高端制造領(lǐng)域的要求。
二、優(yōu)化方案具體內(nèi)容
(一)設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)
1.定期檢查與校準(zhǔn)
(1)每月進(jìn)行主軸精度檢測(cè),確保旋轉(zhuǎn)誤差在±0.01mm范圍內(nèi)。
(2)每季度校準(zhǔn)直線導(dǎo)軌與滾珠絲杠,誤差控制在±0.005mm以內(nèi)。
(3)定期清理切削液過(guò)濾系統(tǒng),保證冷卻液流量穩(wěn)定在15-20L/min。
2.磨損部件更換
(1)主軸軸承壽命周期為8000小時(shí),建議每6000小時(shí)更換一次。
(2)刀具磨損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需每200小時(shí)校準(zhǔn)一次,確保檢測(cè)精度達(dá)±0.001mm。
(二)工藝參數(shù)優(yōu)化
1.切削速度與進(jìn)給率調(diào)整
(1)根據(jù)材料硬度選擇切削速度:硬質(zhì)合金材料建議切削速度為120-150m/min。
(2)小型精密零件進(jìn)給率控制在0.05-0.08mm/轉(zhuǎn),避免振動(dòng)。
2.刀具選擇與修整
(1)高速鋼刀具適用于粗加工,涂層硬質(zhì)合金刀具適用于精加工。
(2)刀具半徑補(bǔ)償值需精確到±0.003mm,避免幾何誤差。
(三)編程與路徑優(yōu)化
1.加工路徑規(guī)劃
(1)避免重復(fù)切削同一區(qū)域,采用“螺旋進(jìn)給”減少空行程。
(2)精加工路徑需平滑過(guò)渡,避免急停與加減速突變。
2.編程指令優(yōu)化
(1)使用G97恒定轉(zhuǎn)速模式,減少因轉(zhuǎn)速波動(dòng)導(dǎo)致的尺寸偏差。
(2)高精度零件加工時(shí),關(guān)閉自動(dòng)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能,手動(dòng)校準(zhǔn)±0.002mm。
(四)環(huán)境控制措施
1.溫濕度管理
(1)機(jī)加工車(chē)間溫度需控制在20±1℃,濕度維持在50±5%。
(2)使用恒溫油冷卻系統(tǒng),保證切削液溫度穩(wěn)定在35-40℃。
2.防振措施
(1)地基采用減震墊層,減少外部振動(dòng)傳遞。
(2)高精度加工時(shí),關(guān)閉車(chē)間內(nèi)非必要設(shè)備(如空調(diào)外機(jī))。
三、實(shí)施效果評(píng)估
1.精度提升數(shù)據(jù)
(1)通過(guò)上述措施,零件尺寸重復(fù)精度從±0.02mm提升至±0.008mm。
(2)表面粗糙度Ra值從1.2μm降低至0.5μm。
2.經(jīng)濟(jì)效益分析
(1)設(shè)備故障率下降30%,維護(hù)成本降低15%。
(2)加工效率提升20%,單位零件制造成本下降10%。
四、總結(jié)
一、概述
數(shù)控機(jī)床零件加工精度是衡量制造裝備性能和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。為提升加工效率與穩(wěn)定性,本文檔系統(tǒng)性地提出了一系列優(yōu)化方案,涵蓋設(shè)備維護(hù)、工藝參數(shù)調(diào)整、編程優(yōu)化及環(huán)境控制等方面。通過(guò)實(shí)施以下措施,可顯著提高零件加工精度,滿足高端制造領(lǐng)域的要求。
二、優(yōu)化方案具體內(nèi)容
(一)設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)
1.定期檢查與校準(zhǔn)
(1)每月進(jìn)行主軸精度檢測(cè),確保旋轉(zhuǎn)誤差在±0.01mm范圍內(nèi)。具體操作包括:
-使用激光干涉儀測(cè)量主軸徑向和軸向跳動(dòng),記錄數(shù)據(jù)并與標(biāo)定值對(duì)比。
-若誤差超差,需重新裝配軸承或調(diào)整主軸軸承預(yù)緊力,每次調(diào)整后重新測(cè)量。
(2)每季度校準(zhǔn)直線導(dǎo)軌與滾珠絲杠,誤差控制在±0.005mm以內(nèi)。具體步驟為:
-使用激光跟蹤儀對(duì)導(dǎo)軌直線度進(jìn)行檢測(cè),標(biāo)記超差區(qū)域。
-通過(guò)調(diào)整導(dǎo)軌壓板間隙或絲杠螺母預(yù)緊力進(jìn)行修正,完成后進(jìn)行復(fù)測(cè)。
-同時(shí)檢查絲杠軸向間隙,使用塞尺測(cè)量并調(diào)整墊片厚度至0.003mm以下。
(3)定期清理切削液過(guò)濾系統(tǒng),保證冷卻液流量穩(wěn)定在15-20L/min。具體方法包括:
-每天檢查過(guò)濾器壓差,當(dāng)壓差上升至0.1MPa時(shí)清洗或更換濾芯。
-使用超聲波清洗機(jī)清洗回油管路,去除油泥沉積物,確保液體循環(huán)通暢。
2.磨損部件更換
(1)主軸軸承壽命周期為8000小時(shí),建議每6000小時(shí)更換一次。更換流程:
-拆卸舊軸承時(shí)使用專用工具,避免損傷軸頸。
-清理軸承座及軸肩,涂抹專用潤(rùn)滑脂(如MobilSkyraideHMB)。
-安裝新軸承時(shí)按對(duì)角線順序逐步擰緊壓蓋螺釘,力矩均勻分布。
(2)刀具磨損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需每200小時(shí)校準(zhǔn)一次,確保檢測(cè)精度達(dá)±0.001mm。校準(zhǔn)方法:
-使用標(biāo)準(zhǔn)量塊(0.001mm精度)對(duì)比刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值,調(diào)整傳感器位置。
-模擬最大磨損工況(如高速干磨10分鐘),驗(yàn)證補(bǔ)償值穩(wěn)定性。
(二)工藝參數(shù)優(yōu)化
1.切削速度與進(jìn)給率調(diào)整
(1)根據(jù)材料硬度選擇切削速度:硬質(zhì)合金材料建議切削速度為120-150m/min。選型依據(jù):
-通過(guò)查閱切削數(shù)據(jù)庫(kù),結(jié)合機(jī)床功率(如≥15kW)確定上限值。
-使用刀具磨損儀監(jiān)測(cè)刀具前刀面溫度,控制在300℃以下為佳。
(2)小型精密零件進(jìn)給率控制在0.05-0.08mm/轉(zhuǎn),避免振動(dòng)。具體控制方式:
-設(shè)置“進(jìn)給倍率聯(lián)動(dòng)”功能,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速偏離目標(biāo)值±5%時(shí)自動(dòng)降低進(jìn)給率。
-采用“三軸聯(lián)動(dòng)同步控制”,確保X-Y平面進(jìn)給與Z軸插補(bǔ)速度匹配。
2.刀具選擇與修整
(1)高速鋼刀具適用于粗加工,涂層硬質(zhì)合金刀具適用于精加工。選型標(biāo)準(zhǔn):
-高速鋼刀具(如HSS-Ti)適合鑄鐵件粗加工,允許進(jìn)給量達(dá)1.5mm/轉(zhuǎn)。
-涂層刀具(如CBN涂層)加工鋁合金時(shí),切削力下降20%,表面質(zhì)量提升。
(2)刀具半徑補(bǔ)償值需精確到±0.003mm,避免幾何誤差。操作步驟:
-使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量新刀具刃口圓弧半徑,輸入至CNC系統(tǒng)。
-精加工前用試切塊驗(yàn)證補(bǔ)償值,調(diào)整至與測(cè)量值偏差≤0.002mm。
(三)編程與路徑優(yōu)化
1.加工路徑規(guī)劃
(1)避免重復(fù)切削同一區(qū)域,采用“螺旋進(jìn)給”減少空行程。具體實(shí)現(xiàn):
-在CAM軟件中設(shè)置“精加工輪廓”為螺旋線,步距0.1mm,降速比0.8。
-優(yōu)化刀具路徑順序,使每刀切削區(qū)域不重疊50μm。
(2)精加工路徑需平滑過(guò)渡,避免急停與加減速突變。實(shí)現(xiàn)方法:
-使用“B-spline插補(bǔ)”生成平滑曲線,控制曲率半徑≥刀具直徑的3倍。
-設(shè)置“軟減速”指令(如FDECEL),使進(jìn)給率在最后0.5mm內(nèi)線性降低。
2.編程指令優(yōu)化
(1)使用G97恒定轉(zhuǎn)速模式,減少因轉(zhuǎn)速波動(dòng)導(dǎo)致的尺寸偏差。操作要點(diǎn):
-在粗加工段使用G96恒線速(如200m/min),精加工切換至G97(500rpm)。
-監(jiān)控主軸電流,當(dāng)電流波動(dòng)>5%時(shí)自動(dòng)降速。
(2)高精度零件加工時(shí),關(guān)閉自動(dòng)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能,手動(dòng)校準(zhǔn)±0.002mm。具體操作:
-使用接觸式測(cè)頭在工件基準(zhǔn)面測(cè)量刀具實(shí)際長(zhǎng)度,輸入補(bǔ)償值。
-校準(zhǔn)時(shí)采用“單刀單點(diǎn)”模式,避免多刀同時(shí)補(bǔ)償引發(fā)的系統(tǒng)誤差。
(四)環(huán)境控制措施
1.溫濕度管理
(1)機(jī)加工車(chē)間溫度需控制在20±1℃,濕度維持在50±5%。具體措施:
-安裝PID溫濕度控制器,聯(lián)動(dòng)空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)。
-機(jī)床上方設(shè)置局部送風(fēng)單元,保證切削區(qū)氣流速度10m/min。
(2)使用恒溫油冷卻系統(tǒng),保證切削液溫度穩(wěn)定在35-40℃。系統(tǒng)組成:
-儲(chǔ)液箱配備加熱/冷卻盤(pán)管,溫控精度±0.5℃。
-回油管路纏繞電熱帶,防止冷卻液結(jié)晶堵塞濾網(wǎng)。
2.防振措施
(1)地基采用減震墊層,減少外部振動(dòng)傳遞。具體施工:
-使用10mm厚橡膠隔振墊+200mm厚鋼砂層復(fù)合地基。
-機(jī)臺(tái)與地基間填充聚氨酯阻尼膠,壓縮量控制在5%。
(2)高精度加工時(shí),關(guān)閉車(chē)間內(nèi)非必要設(shè)備(如空調(diào)外機(jī))。實(shí)施清單:
-列出禁止運(yùn)行設(shè)備清單(含振動(dòng)源識(shí)別表格)。
-設(shè)置加工前15分鐘自動(dòng)斷電預(yù)冷方案,避免開(kāi)機(jī)初期振動(dòng)。
三、實(shí)施效果評(píng)估
1.精度提升數(shù)據(jù)
(1)通過(guò)上述措施,零件尺寸重復(fù)精度從±0.02mm提升至±0.008mm。驗(yàn)證方法:
-連續(xù)加工10件合格零件,使用測(cè)量機(jī)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量統(tǒng)計(jì)。
-排除零件本身材料不均的影響,確認(rèn)提升來(lái)自系統(tǒng)穩(wěn)定性。
(2)表面粗糙度Ra值從1.2μm降低至0.5μm。改善區(qū)域分析:
-切削顫振抑制貢獻(xiàn)40%,進(jìn)給率優(yōu)化貢獻(xiàn)30%,環(huán)境控制貢獻(xiàn)30%。
2.經(jīng)濟(jì)效益分析
(1)設(shè)備故障率下降30%,維護(hù)成本降低15%。具體數(shù)據(jù):
-年度維修工時(shí)減少120小時(shí),備件消耗下降18%。
-故障停機(jī)時(shí)間從平均2.5小時(shí)縮短至1.7小時(shí)。
(2)加工效率提升20%,單位零件制造成本下降10%。成本構(gòu)成分析:
-材料損耗率從3%降至2.4%(減少材料用量)。
-刀具壽命延長(zhǎng)25%,單件換刀成本降低12%。
四、總結(jié)
本方案通過(guò)系統(tǒng)化的設(shè)備維護(hù)、工藝參數(shù)優(yōu)化、編程改進(jìn)及環(huán)境控制,實(shí)現(xiàn)了加工精度的顯著提升。建議在實(shí)施過(guò)程中建立:
(1)精度數(shù)據(jù)庫(kù),記錄各項(xiàng)參數(shù)與加工結(jié)果的關(guān)聯(lián)性。
(2)人員培訓(xùn)手冊(cè),明確各環(huán)節(jié)操作標(biāo)準(zhǔn)與異常處理流程。
(3)預(yù)警機(jī)制,當(dāng)振動(dòng)超標(biāo)或溫度偏離設(shè)定值時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
一、概述
數(shù)控機(jī)床零件加工精度是衡量制造裝備性能和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。為提升加工效率與穩(wěn)定性,本文檔系統(tǒng)性地提出了一系列優(yōu)化方案,涵蓋設(shè)備維護(hù)、工藝參數(shù)調(diào)整、編程優(yōu)化及環(huán)境控制等方面。通過(guò)實(shí)施以下措施,可顯著提高零件加工精度,滿足高端制造領(lǐng)域的要求。
二、優(yōu)化方案具體內(nèi)容
(一)設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)
1.定期檢查與校準(zhǔn)
(1)每月進(jìn)行主軸精度檢測(cè),確保旋轉(zhuǎn)誤差在±0.01mm范圍內(nèi)。
(2)每季度校準(zhǔn)直線導(dǎo)軌與滾珠絲杠,誤差控制在±0.005mm以內(nèi)。
(3)定期清理切削液過(guò)濾系統(tǒng),保證冷卻液流量穩(wěn)定在15-20L/min。
2.磨損部件更換
(1)主軸軸承壽命周期為8000小時(shí),建議每6000小時(shí)更換一次。
(2)刀具磨損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需每200小時(shí)校準(zhǔn)一次,確保檢測(cè)精度達(dá)±0.001mm。
(二)工藝參數(shù)優(yōu)化
1.切削速度與進(jìn)給率調(diào)整
(1)根據(jù)材料硬度選擇切削速度:硬質(zhì)合金材料建議切削速度為120-150m/min。
(2)小型精密零件進(jìn)給率控制在0.05-0.08mm/轉(zhuǎn),避免振動(dòng)。
2.刀具選擇與修整
(1)高速鋼刀具適用于粗加工,涂層硬質(zhì)合金刀具適用于精加工。
(2)刀具半徑補(bǔ)償值需精確到±0.003mm,避免幾何誤差。
(三)編程與路徑優(yōu)化
1.加工路徑規(guī)劃
(1)避免重復(fù)切削同一區(qū)域,采用“螺旋進(jìn)給”減少空行程。
(2)精加工路徑需平滑過(guò)渡,避免急停與加減速突變。
2.編程指令優(yōu)化
(1)使用G97恒定轉(zhuǎn)速模式,減少因轉(zhuǎn)速波動(dòng)導(dǎo)致的尺寸偏差。
(2)高精度零件加工時(shí),關(guān)閉自動(dòng)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能,手動(dòng)校準(zhǔn)±0.002mm。
(四)環(huán)境控制措施
1.溫濕度管理
(1)機(jī)加工車(chē)間溫度需控制在20±1℃,濕度維持在50±5%。
(2)使用恒溫油冷卻系統(tǒng),保證切削液溫度穩(wěn)定在35-40℃。
2.防振措施
(1)地基采用減震墊層,減少外部振動(dòng)傳遞。
(2)高精度加工時(shí),關(guān)閉車(chē)間內(nèi)非必要設(shè)備(如空調(diào)外機(jī))。
三、實(shí)施效果評(píng)估
1.精度提升數(shù)據(jù)
(1)通過(guò)上述措施,零件尺寸重復(fù)精度從±0.02mm提升至±0.008mm。
(2)表面粗糙度Ra值從1.2μm降低至0.5μm。
2.經(jīng)濟(jì)效益分析
(1)設(shè)備故障率下降30%,維護(hù)成本降低15%。
(2)加工效率提升20%,單位零件制造成本下降10%。
四、總結(jié)
一、概述
數(shù)控機(jī)床零件加工精度是衡量制造裝備性能和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。為提升加工效率與穩(wěn)定性,本文檔系統(tǒng)性地提出了一系列優(yōu)化方案,涵蓋設(shè)備維護(hù)、工藝參數(shù)調(diào)整、編程優(yōu)化及環(huán)境控制等方面。通過(guò)實(shí)施以下措施,可顯著提高零件加工精度,滿足高端制造領(lǐng)域的要求。
二、優(yōu)化方案具體內(nèi)容
(一)設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)
1.定期檢查與校準(zhǔn)
(1)每月進(jìn)行主軸精度檢測(cè),確保旋轉(zhuǎn)誤差在±0.01mm范圍內(nèi)。具體操作包括:
-使用激光干涉儀測(cè)量主軸徑向和軸向跳動(dòng),記錄數(shù)據(jù)并與標(biāo)定值對(duì)比。
-若誤差超差,需重新裝配軸承或調(diào)整主軸軸承預(yù)緊力,每次調(diào)整后重新測(cè)量。
(2)每季度校準(zhǔn)直線導(dǎo)軌與滾珠絲杠,誤差控制在±0.005mm以內(nèi)。具體步驟為:
-使用激光跟蹤儀對(duì)導(dǎo)軌直線度進(jìn)行檢測(cè),標(biāo)記超差區(qū)域。
-通過(guò)調(diào)整導(dǎo)軌壓板間隙或絲杠螺母預(yù)緊力進(jìn)行修正,完成后進(jìn)行復(fù)測(cè)。
-同時(shí)檢查絲杠軸向間隙,使用塞尺測(cè)量并調(diào)整墊片厚度至0.003mm以下。
(3)定期清理切削液過(guò)濾系統(tǒng),保證冷卻液流量穩(wěn)定在15-20L/min。具體方法包括:
-每天檢查過(guò)濾器壓差,當(dāng)壓差上升至0.1MPa時(shí)清洗或更換濾芯。
-使用超聲波清洗機(jī)清洗回油管路,去除油泥沉積物,確保液體循環(huán)通暢。
2.磨損部件更換
(1)主軸軸承壽命周期為8000小時(shí),建議每6000小時(shí)更換一次。更換流程:
-拆卸舊軸承時(shí)使用專用工具,避免損傷軸頸。
-清理軸承座及軸肩,涂抹專用潤(rùn)滑脂(如MobilSkyraideHMB)。
-安裝新軸承時(shí)按對(duì)角線順序逐步擰緊壓蓋螺釘,力矩均勻分布。
(2)刀具磨損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需每200小時(shí)校準(zhǔn)一次,確保檢測(cè)精度達(dá)±0.001mm。校準(zhǔn)方法:
-使用標(biāo)準(zhǔn)量塊(0.001mm精度)對(duì)比刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值,調(diào)整傳感器位置。
-模擬最大磨損工況(如高速干磨10分鐘),驗(yàn)證補(bǔ)償值穩(wěn)定性。
(二)工藝參數(shù)優(yōu)化
1.切削速度與進(jìn)給率調(diào)整
(1)根據(jù)材料硬度選擇切削速度:硬質(zhì)合金材料建議切削速度為120-150m/min。選型依據(jù):
-通過(guò)查閱切削數(shù)據(jù)庫(kù),結(jié)合機(jī)床功率(如≥15kW)確定上限值。
-使用刀具磨損儀監(jiān)測(cè)刀具前刀面溫度,控制在300℃以下為佳。
(2)小型精密零件進(jìn)給率控制在0.05-0.08mm/轉(zhuǎn),避免振動(dòng)。具體控制方式:
-設(shè)置“進(jìn)給倍率聯(lián)動(dòng)”功能,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速偏離目標(biāo)值±5%時(shí)自動(dòng)降低進(jìn)給率。
-采用“三軸聯(lián)動(dòng)同步控制”,確保X-Y平面進(jìn)給與Z軸插補(bǔ)速度匹配。
2.刀具選擇與修整
(1)高速鋼刀具適用于粗加工,涂層硬質(zhì)合金刀具適用于精加工。選型標(biāo)準(zhǔn):
-高速鋼刀具(如HSS-Ti)適合鑄鐵件粗加工,允許進(jìn)給量達(dá)1.5mm/轉(zhuǎn)。
-涂層刀具(如CBN涂層)加工鋁合金時(shí),切削力下降20%,表面質(zhì)量提升。
(2)刀具半徑補(bǔ)償值需精確到±0.003mm,避免幾何誤差。操作步驟:
-使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量新刀具刃口圓弧半徑,輸入至CNC系統(tǒng)。
-精加工前用試切塊驗(yàn)證補(bǔ)償值,調(diào)整至與測(cè)量值偏差≤0.002mm。
(三)編程與路徑優(yōu)化
1.加工路徑規(guī)劃
(1)避免重復(fù)切削同一區(qū)域,采用“螺旋進(jìn)給”減少空行程。具體實(shí)現(xiàn):
-在CAM軟件中設(shè)置“精加工輪廓”為螺旋線,步距0.1mm,降速比0.8。
-優(yōu)化刀具路徑順序,使每刀切削區(qū)域不重疊50μm。
(2)精加工路徑需平滑過(guò)渡,避免急停與加減速突變。實(shí)現(xiàn)方法:
-使用“B-spline插補(bǔ)”生成平滑曲線,控制曲率半徑≥刀具直徑的3倍。
-設(shè)置“軟減速”指令(如FDECEL),使進(jìn)給率在最后0.5mm內(nèi)線性降低。
2.編程指令優(yōu)化
(1)使用G97恒定轉(zhuǎn)速模式,減少因轉(zhuǎn)速波動(dòng)導(dǎo)致的尺寸偏差。操作要點(diǎn):
-在粗加工段使用G96恒線速(如200m/min),精加工切換至G97(500rpm)。
-監(jiān)控主軸電流,當(dāng)電流波動(dòng)>5%時(shí)自動(dòng)降速。
(2)高精度零件加工時(shí),關(guān)閉自動(dòng)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能,手動(dòng)校準(zhǔn)±0.002mm。具體操作:
-使用接觸式測(cè)頭在工件基準(zhǔn)面測(cè)量刀具實(shí)際長(zhǎng)度,輸入補(bǔ)償值。
-校準(zhǔn)時(shí)采用“單刀單點(diǎn)”模式,避免多刀同時(shí)補(bǔ)償引發(fā)的系統(tǒng)誤差。
(四)環(huán)境控制措施
1.溫濕度管理
(1)機(jī)加工車(chē)間溫度需控制在20±1℃,濕度維持在50±5%。具體措施:
-安裝PID溫濕度控制器,聯(lián)動(dòng)空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)。
-機(jī)床上方設(shè)置局部送風(fēng)單元,保證切削區(qū)氣流速度10m/min。
(2)使用恒溫油冷卻系統(tǒng),保證切削液溫度穩(wěn)定在35-40℃。系統(tǒng)組成:
-儲(chǔ)液箱配備加熱/冷卻盤(pán)管,溫控精度±0.5℃。
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