【正文】 － ～ 注： 表面及有沖擊工件時(shí)，表中進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) k=～ 。但刀具空行程，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，綜合考慮： 粗銑時(shí) cv =80m/min 精銑時(shí) cv =100m/min 代入 2－ 8公式 ： 即粗銑鍵槽時(shí) n粗 =1000*80/*20＝ 1200 r/min 精銑鍵槽時(shí) n粗 =1000*100/*20＝ 1600 r/min 粗銑花鍵時(shí) n粗 =1000*80/*36＝ 707 r/min 精銑鍵槽時(shí) n粗 =1000*100/*36＝ 885 r/min 進(jìn)給量 f的選擇 刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向下相對(duì)于工件的位移量，稱(chēng)為進(jìn)給量，用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量 f來(lái)表示，其單位用 mm/r表示。其原因是 fZ、 ap、 ae和 Z增大時(shí)，刀刃負(fù)荷增加，而且同時(shí)工作的齒數(shù)也增多，使切削熱增加、刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。在車(chē)削螺紋時(shí)， 車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距 P的大小、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)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(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。 表 硬質(zhì)合金外圓車(chē)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(jì) 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(gè)表中的背吃刀量 ap，我可以找出車(chē)刀的切削速度范圍。 （ 1） 數(shù)控車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速 n的選擇 1）光車(chē)外 圓轉(zhuǎn)速。原則是主軸轉(zhuǎn)速要根據(jù)機(jī)床和刀具的切削速度來(lái)確定。 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(chē)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)。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)刀量選取同前。精加工時(shí)，背吃刀最取為～ mm。 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(duì)表面質(zhì)量的要求決定的。切削用量是否合理，對(duì)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。重要表面僅剩精加工余量，這時(shí)對(duì)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(jì)的硬度要求，保證這些表面的耐磨性。 在粗加工后安排調(diào)質(zhì)處理。這時(shí)，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。合理的走刀路線(xiàn)，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。 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。在加工過(guò)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(mǎn)足相互位置精度的要求。一般多以外圓為粗基準(zhǔn)，以軸兩端的頂尖孔為精基準(zhǔn)。由于該花鍵軸的主要表面加工要求較高，零件的幾何精度要求較高，表面粗糙度 Ra 值 (Ra= um)較小，故車(chē)削、銑削后還需精車(chē)、精銑削。 綜合上述分析，該 花鍵 軸材料為 45 鋼，因其屬于一般傳動(dòng)軸，故選 45 鋼可滿(mǎn)足其要求。毛坯種類(lèi)的選擇 根據(jù)圖紙規(guī)定的材料及機(jī)械性能選擇毛坯 圖紙 標(biāo)定的材料就基本確定了毛坯的種類(lèi)。 矩形花鍵軸花鍵兩端面對(duì)公共軸線(xiàn)的圓跳動(dòng)公差為 花鍵外圓對(duì)公共軸心線(xiàn)圓跳動(dòng)公差為 φ 20m 外圓對(duì)公共軸心線(xiàn) 圓跳動(dòng)公差為 在花鍵軸車(chē)削加工中，零件重要的徑向加工部位有： φ 圓柱段，φ36花鍵圓柱段，φ 20圓 柱段， 如圖 21所示。軸肩一般用來(lái)確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環(huán)槽的作用是使零件裝配時(shí)有一個(gè)正確的位置，并使加工中磨削外圓或車(chē)螺紋時(shí)退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩；花鍵也是用來(lái) 傳遞動(dòng)力 的，但 外面要套一個(gè)東西 (把轉(zhuǎn)矩傳給它 ),并且要求花鍵軸與外層是可以 根據(jù)工作性能與條件 劃動(dòng)的 .， 在數(shù)控車(chē)削加工中，零件車(chē)削加工成 形輪廓的并不復(fù)雜，但零件的尺寸精度尤其是零件的幾何精度要求較高。本文根據(jù)該零件的圖紙及技術(shù)要求，對(duì)該零件進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)控加工工藝分析，依據(jù)分析的結(jié)果，確定了該零件的加工方法、裝夾方式、定位基準(zhǔn)、使用刀具、加工順序安排、工步劃分，走刀路線(xiàn)和切削用量等，并編制了零件的數(shù)控加工工藝卡片、數(shù)控加工工序卡片和刀具卡片等，最后，采用手工編程編制了該零件的數(shù)控加工程序。在編程過(guò)程中，還要對(duì)一些工藝問(wèn)題（如對(duì)刀點(diǎn)，換刀點(diǎn)，刀具補(bǔ)償?shù)龋┳鱿鄳?yīng)處理。當(dāng)零件形狀不十分復(fù)雜或加工程序不太長(zhǎng)時(shí)，采用手工編程方便、經(jīng)濟(jì)。編寫(xiě)數(shù)控加工程序的過(guò)程就是將加工零件的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)（進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量等）、位移數(shù)據(jù)（幾何數(shù)據(jù)和 幾何尺寸等）及開(kāi)關(guān)命令（換刀、切削液開(kāi) /關(guān)和工件裝卸等）等信息用數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能代碼和格式按加工順序編寫(xiě)成加工程序單，并記錄在信息載體上，再通過(guò)信息載體將數(shù)控加工程序輸入機(jī)床數(shù)控裝置，從而指揮數(shù)控機(jī)床按數(shù)控程序的內(nèi)容加工出合格的零件。 本設(shè)計(jì)針對(duì) 江蘇洪澤花鍵軸制造有限公司的 花軸進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)該零件的圖紙及技術(shù)要求，對(duì)該零件進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)控加工工藝分析，根據(jù)分析的結(jié)果，確定了該零件的加工方法、裝夾方式、定位基準(zhǔn)、使用刀具、加工順序安排、工步劃分，走刀路線(xiàn)和切削用量，設(shè)備選用等，并編制了該零件的數(shù)控加工工藝卡片、刀具卡片和數(shù)控加工工序 卡片等，最后，采用手工編程編制了該零件的數(shù)控加工程序。數(shù)控程序編寫(xiě)的如何，直接影響零件加工質(zhì)量。自動(dòng)編程是利用計(jì)算機(jī)通過(guò)自動(dòng)編程軟件完成對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算、加工程序的生成及刀具加 工軌跡的動(dòng)態(tài)顯示等。因此程序編制中的工藝分析和工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作。 第二章 花鍵軸的加工工藝 2 第二章 花鍵軸的加工工藝 圖 21花鍵軸 圖 21 所示為花鍵軸的零件圖，其材料為 45 鋼，毛坯尺寸為 φ 40mmX200mm（ 直徑 *長(zhǎng)），批量生產(chǎn)。 該花鍵軸規(guī)定了主要軸頸，外圓以及軸肩有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。零件重要的軸向加工部位有：零件左端φ 36花鍵圓柱段的軸向長(zhǎng)度為 94，零件右端φ 25 與零件右端φ 20 圓柱段******學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 的軸向長(zhǎng)度全長(zhǎng)為 33，如圖 21所示，由上述尺寸可以確定，零件的軸向尺寸應(yīng)該以零件右端面為基準(zhǔn)。該花鍵軸的材料是鋼材，因此可直接選用鋼材。并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇φ 40X200mm 的熱軋圓鋼作毛坯（如圖 22）。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(chē)→半精車(chē)→精車(chē) 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。具體選擇時(shí)還要注意以下幾點(diǎn)。 合理地選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證零件的 尺寸和位置精度有著決定性的作用。 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(jì)和工藝基準(zhǔn) 由于該花鍵軸的幾個(gè)主要配合表面及軸肩面對(duì)基準(zhǔn)軸線(xiàn)沒(méi)有徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)的要求，所以在數(shù)控粗車(chē)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(dòng)定心卡盤(pán)一夾一頂?shù)难b夾定位方式進(jìn)行裝夾定位即可滿(mǎn)足圖紙要求；在數(shù)控精車(chē)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。 走刀路線(xiàn)的選擇： 1 最短的切削進(jìn) 給路線(xiàn) 切削進(jìn)給路線(xiàn)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(xiàn)時(shí)，應(yīng)同時(shí)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。 花鍵軸的進(jìn)給路線(xiàn) 車(chē)削右端外輪廓如圖 23所示： 圖 23右端外輪廓進(jìn)給路線(xiàn) 切削右端越程槽， 加工完成后回到換刀點(diǎn)換刀，再對(duì) 退刀槽 進(jìn)行切削加工，完成后在回到換刀點(diǎn)。在粗加工階段，經(jīng)過(guò)粗車(chē)，鉆床等工序，主軸的大部分加工余量被切除。而后續(xù)的精加工工序可以消除淬火的變形。 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。在數(shù)控車(chē)削中，粗加工時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能除全部余量。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(shí)，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。粗銑后留 ～ 1 mm余量，在半精銑時(shí)切除。當(dāng)零件精度要 求較高時(shí)，則應(yīng)考慮留出精車(chē)余量，其所留的精車(chē)余量，一般比普通車(chē)削時(shí)所留余量小，常取 ～ 。 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）。在光車(chē)外圓時(shí)，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(lái)確定。 因?yàn)?花鍵軸的材料為 45號(hào)鋼屬于中碳鋼，所以它的轉(zhuǎn)速范圍在 100130m/min 和 130160 m/min， 在車(chē)外圓輪廓時(shí)： 粗車(chē)外圓輪廓 Vc＝ 80m/min，精車(chē)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(chē)時(shí) 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(chē)轉(zhuǎn)速。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床推薦車(chē)螺紋時(shí)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(xiǎn)系數(shù)，一般取 80。