【正文】 車、精銑削。因此外圓表面的加工方案可為： 外圓表面的加工方案可為： 粗車→半精車→精車 鍵槽的加工方案可為：粗銑 →精銑 花鍵的加工方案可為：粗銑→精銑 第二章 花鍵軸的加工工藝 4 花鍵軸定位基準(zhǔn)的確定 主軸主要表面的加工順序，在很大程度上取決于定位基準(zhǔn)的選擇。軸類本身的結(jié)構(gòu)特征 和主軸上各主要表面的位置精度要求都決定了以軸線為定位基準(zhǔn)是最理想的。這樣既基準(zhǔn)統(tǒng)一，又使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。一般多以外圓為粗基準(zhǔn)，以軸兩端的頂尖孔為精基準(zhǔn)。具體選擇時還要注意以下幾點(diǎn)。 ，最好在一次裝夾中完成各個表面的加工。 ，為提高工件加工時工藝系統(tǒng)的剛度，可只用外圓表面定位或用外圓表面和一端中心孔做定位基準(zhǔn)。在加工過程中，應(yīng)交替使用軸的外圓和一端中心孔作為定位基準(zhǔn)，以滿足相互位置精度的要求。 合理地選擇定位基準(zhǔn)，對于保證零件的 尺寸和位置精度有著決定性的作用。定位基準(zhǔn)的選擇： ① 力求設(shè)計、工藝和編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。 ② 盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 ③ 避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 該零件既是花鍵軸又是階梯軸，其加工精度要求又較高，所以零件兩中心孔是設(shè)計和工藝基準(zhǔn) 由于該花鍵軸的幾個主要配合表面及軸肩面對基準(zhǔn)軸線沒有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，所以在數(shù)控粗車加工中，該零件可以利用 零件左、右端 φ 20的外圓柱段與 B型中心孔，采用三爪自動定心卡盤一夾一頂?shù)难b夾定位方式進(jìn)行裝夾定位即可滿足圖紙要求；在數(shù)控精車加工中，該零件利用兩端 B 型中心孔和完成粗加工的φ 20 的圓柱段，采用雙頂尖一雞心夾的裝夾方式進(jìn)行零件的裝夾定位。零件軸向的定位基準(zhǔn)均采選擇在φ 28 外花鍵圓柱段的右端面。 花鍵軸走刀路線的制定 走刀路線包括刀具的運(yùn)動軌跡和各種刀具的使用順序，是預(yù)先編制在加工程序中。合理的走刀路線，安排刀具的使用順序?qū)τ谔岣呒庸ば?，保證加工質(zhì)量是十分重要的。 走刀路線的選擇： 1 最短的切削進(jìn) 給路線 切削進(jìn)給路線為最短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具的損耗等，在安排粗加工或半精加工的切削進(jìn)給路線時，應(yīng)同時兼顧到被加工零件的剛性及加工的工藝性等要求，不要故顧此失彼。 2 大余量毛坯的階梯切削進(jìn)給路線 根據(jù)數(shù)控車床加工的特點(diǎn)，還可以放棄常用的階梯車削法，改用依次從軸向和徑向進(jìn)刀順序，順工件毛坯輪廓進(jìn)給路線。 3完成輪廓的連續(xù)切削進(jìn)給路線 在安排可以以刀或多刀進(jìn)行的精加工工序******學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 時，其零件的完工輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工完成。這時，加工刀具的進(jìn)退刀位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)的輪廓中安排切入和切出 或換刀及停頓，以免由切削力突然變化而造成的彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生表面劃傷，形狀突變或滯留傷痕等缺陷。 花鍵軸的進(jìn)給路線 車削右端外輪廓如圖 23所示： 圖 23右端外輪廓進(jìn)給路線 切削右端越程槽， 加工完成后回到換刀點(diǎn)換刀，再對 退刀槽 進(jìn)行切削加工，完成后在回到換刀點(diǎn)。 圖 24 右端越程槽、退刀槽走刀路線 車削左端外輪廓， 圖 25 左端外輪廓走刀路線 第二章 花鍵軸的加工工藝 6 切削左端退刀槽 圖 26 左端退刀槽走刀路線 車左端螺紋如圖 27所示 圖 27 左端螺紋的走刀路 線 花鍵軸熱處理的工序安排 在主軸加工的整個工藝過程中，應(yīng)安排足夠的熱處理工序，以保證主軸力學(xué)性能及加工精度要求，并改善工件加工性能。 一般在主軸毛坯鍛造后，首先安排正火處理，以消除鍛造內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善機(jī)加工時候的切削性能。 在粗加工后安排調(diào)質(zhì)處理。在粗加工階段，經(jīng)過粗車，鉆床等工序，主軸的大部分加工余量被切除。粗加工過程中切削力和發(fā)熱都很大，在力和熱的作用下，主軸產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力，通過調(diào)質(zhì)處理可消除內(nèi)應(yīng)力，代替時效處理，同時可以得到所要求的韌性。 半精加工后，除重要表面外，其他表面均已達(dá)到設(shè) 計尺寸。重要表面僅剩精加工余量，這時對支承軸頸、配合軸頸、錐孔等安排淬火處理，使之達(dá)到設(shè)計的硬度要求，保證這些表面的耐磨性。而后續(xù)的精加工工序可以消除淬火的變形。 ******學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 經(jīng)過對花鍵軸的結(jié)構(gòu)及工作條件分析后確定，該軸選用 45 號鋼的鍛件毛坯，熱處理技術(shù)條件如下： 整體調(diào)質(zhì)后的硬度為 220～ 250HBS 花鍵齒廓部分硬度為 45～ 48HRC 生產(chǎn)過程中，花鍵軸的加工工藝路線為 備料→鍛造→正火→車端面→鉆中心孔→粗車各外圓→調(diào)質(zhì)→修研中心孔→半精車各外圓，車槽，倒角→車螺紋→劃鍵槽加工線→粗銑鍵槽→精銑鍵槽→磨花鍵→劃 花鍵鍵槽加工線→銑花鍵、花鍵淬火、回火→檢驗(yàn) 花鍵軸切削用量的確定 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給量。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。切削用量是否合理，對于能否充分發(fā)揮機(jī)床潛力和刀具切削性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有十分重要的作用。 合理選擇切削用最的原則是： ，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本。 ，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。 具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并 結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 背吃刀量 pa 的選擇 背吃刀量的選擇應(yīng)根據(jù)加工余量和對表面質(zhì)量的要求決定的。在數(shù)控車削中，粗加工時，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能除全部余量。在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá) 8～ 10 mm。半精加工時，背吃刀量取為 ～ 2 mm。精加工時，背吃刀最取為～ mm。在數(shù)控銑削加工中：當(dāng)工件表面粗糙度值要求為 Ra＝ ～ 25μ m時，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但是在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動力不足時，可分為兩次進(jìn)給完成。當(dāng)工件表面粗糙度值要求為 Ra＝ ～ μ m時，應(yīng)分為粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時背吃刀量或側(cè)刀量選取同前。粗銑后留 ～ 1 mm余量，在半精銑時切除。當(dāng)工件表面粗糙度值要求為 Ra＝ ～ m時，應(yīng)分為粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。半精銑時背吃刀量或側(cè)吃刀量取 ～ 2mm；精銑時，背吃刀量取 ～ 1 mm。 所以根據(jù)上面的一些數(shù)據(jù)的參考可以得到： （ 1）數(shù)控車床背吃刀量 pa 的選擇 當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。當(dāng)零件精度要 求較高時，則應(yīng)考慮留出精車余量，其所留的精車余量，一般比普通車削時所留余量小，常取 ～ 。 對于花鍵軸零件的加工， 背吃刀量 pa 的選擇情況如下： 第二章 花鍵軸的加工工藝 8 粗車外圓時，背吃刀量取 3mm 精車外圓時，背吃刀量取 車退刀槽時，背 吃刀量取 2mm或 3mm （ 2）數(shù)控銑床背吃刀量 pa 的選擇 由于鍵槽和花鍵的表面粗糙度值要求為 m，對于銑床來說的表面粗糙度值要求為 ～ m時，應(yīng)分為粗銑、精銑二步進(jìn)行。 粗銑鍵槽時，背吃刀量取 精銑鍵槽時，被吃刀量取 1mm 粗銑花鍵時，被吃刀量取 2mm 精銑花鍵時，被吃刀量取 1mm 主軸轉(zhuǎn)速的選擇，主要考慮切削加工的經(jīng)濟(jì)性，必須保證刀具的經(jīng)濟(jì)壽命，同時切削負(fù)荷不應(yīng)該超過機(jī)床的額定功率。原則是主軸轉(zhuǎn)速要根據(jù)機(jī)床和刀具的切削速度來確定。 n=1000Vc/π D （ 28） 式中， Vc－切削速度，由刀具的耐用度和機(jī)床的性能決定； D－工件直徑或刀具直徑（ mm）。 切削速度高，也能提高生主率，但是應(yīng)先考慮盡可能采用大的背吃刀量來提高生產(chǎn)率。因?yàn)榍邢魉俣?Vc與刀具耐用度關(guān)系比較密切，隨著 Vc的加大，刀具耐用度將急劇降低，故 Vc的選擇主要取決于刀具耐用度。 （ 1） 數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速 n的選擇 1）光車外 圓轉(zhuǎn)速。在光車外圓時，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料，以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。切削速度確定后，用公式計算出主軸轉(zhuǎn)速。硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的選用參考表 所示。 表 硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值 工件材料 pa ＝ ～ 2 mm pa ＝ 2～ 6 mm pa ＝ 6～ 10 mm f＝ ～ mm/r f＝ ～ mm/r f＝ ～ 1 mm/r Vc/(m/min) Vc/(m/min) Vc/(m/min) 低碳鋼易切削鋼 140～ 180 100～ 120 70～ 90 中碳鋼 130～ 160 90～ 110 60～ 80 100～ 130 70～ 90 50～ 70 合金結(jié)構(gòu)鋼 100～ 130 70～ 90 50～ 70 80～ 110 50～ 70 40～ 60 工具鋼 90～ 120 60～ 80 50～ 70 90～ 110 60～ 80 50～ 70 ******學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 灰鑄鐵 90～ 110 50～ 70 40～ 60 高錳鋼 10～ 20 銅及銅合金 200～ 250 120～ 180 90～ 120 鋁及鋁合金 鑄鋁合金 300～ 600 200～ 400 150～ 200 100～ 180 80～ 150 60～ 100 根據(jù)這個表中的背吃刀量 ap，我可以找出車刀的切削速度范圍。 因?yàn)?花鍵軸的材料為 45號鋼屬于中碳鋼，所以它的轉(zhuǎn)速范圍在 100130m/min 和 130160 m/min， 在車外圓輪廓時： 粗車外圓輪廓 Vc＝ 80m/min，精車外圓輪廓 Vc＝ 100m/min由于工件的直徑為40mm，故 代入公式 2－ 8 即粗車時 n=1000*80/*40＝ 636r/min,根據(jù)機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍，取 650 r/min作為粗車轉(zhuǎn)速。 精車時 n=1000*100/*36＝ 884r/min,根據(jù)機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍，取 850r/min作為粗車轉(zhuǎn)速。 2）車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速。在車削螺紋時， 車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距 P的大小、驅(qū)動電動機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 n為 n≤ 1200/pK （ 29） 式中 P－被加工螺紋的螺距或?qū)С蹋?mm； K－保險系數(shù)，一般取 80。 M25 P＝ ， 將這數(shù)據(jù)代入公式 210得： n≤ 1200/ n≤ 1120 r/min 所以車螺紋時 n =450 r/min，切槽時