【正文】 ，但又不能過(guò)小，切削厚度Hd過(guò)薄，Ra反而增大，且刀具磨損加劇。表見(jiàn)《數(shù)控加工工藝》第163頁(yè)～166頁(yè)。④切削時(shí)的工件進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和切削深度等切削用量相適應(yīng)，不能顧此失彼。在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進(jìn)給量以克服由于慣性造成工藝系統(tǒng)的變形，在輪廓拐角處造成超程或是負(fù)程的現(xiàn)象。切削速度確定后，即可計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速。表36 常用切削速度Vc 單位：m/min材料鑄鐵鋼及其合金鋁及其合金銅及其合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金車(chē)削—60～10015～2560～11015～200300～45060～10150～200擴(kuò)通孔10～1530～4010～2035～6030～40—30～40—沉孔8～1225～308～1130～5020～30—20～30—鏜粗鏜20～2535～5015～3050～7080～150100～20080～150100～200精鏜30～4060～8040～5090～120150～300200～400150～200200～300銑粗銑10～2040～6015～2550～80150～200350～500100～150300～400精銑20～3060～12020～4080～150200～300500～800150～200400～500鉸孔6～1030～506～2020～5050～75200～25020～5060～100螺紋～5—～5—5～15—5～15—鉆孔1525—10～20—50～70—20～50—切削用量的選擇方法可分為計(jì)算法和查表法兩種，常用的是查表法。（2）Ra要求小的，要避開(kāi)積屑瘤、磷刺產(chǎn)生的Vc，高速鋼刀取小Vc（小于5m/min），硬質(zhì)合金取較高的Vc（130～200m/min）。切削速度又稱線速度，它是指切削時(shí)刀具切削刃上某點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在祝運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度。（4）一般精加工時(shí)，取ap=～；半精加工時(shí)，取ap=～。（1）粗加工時(shí)，在留下精加工、半精加工的余量后，盡可能一次走刀將剩下的余量切除；若余量過(guò)大不能一次切除，也應(yīng)按先多后少的不等余量法加工。內(nèi)圓粗車(chē)刀25251粗車(chē)左內(nèi)輪廓8T0893176。④不斷推進(jìn)可調(diào)試刀具（如浮動(dòng)可調(diào)鏜刀頭）的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。而硬質(zhì)合金鋼其常溫硬度可達(dá)78～82HRC，能耐850～1000℃的高溫，切削速度比高速鋼高4～10倍。為便于制造，要求刀具材料具有良好的可加工性，包括熱加工性能（熱塑性、可焊性、淬透性）和機(jī)械加工性能。③良好的耐熱性和導(dǎo)熱性。②足夠的強(qiáng)度和韌性。 刀具材料的選擇（1）數(shù)控加工對(duì)刀具的要求在切削過(guò)程中，刀具切削部分不僅要承受很大的切削力，而且要承受切屑變形和摩擦產(chǎn)生的高溫，要保持刀具的切削能力，刀具應(yīng)具備如下的切削性能：①高硬度和耐磨性。（4）完工時(shí)的最后一刀應(yīng)一次走刀連續(xù)加工，以免產(chǎn)生刀痕等缺陷。 進(jìn)給路線的確定確定進(jìn)給路線的原則：確定進(jìn)給路線，主要是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，因?yàn)榫庸さ倪M(jìn)給路線基本上都是按零件的輪廓進(jìn)行的。③ 為了改善切削性能而進(jìn)行的熱處理工序，如正火、調(diào)質(zhì)、退火等，應(yīng)安排在切削加工之前。對(duì)于精度要求不太高的工件，一般在毛坯進(jìn)入機(jī)械加工之前安排一次人工時(shí)效即可。經(jīng)綜合分析：葉輪軸零件的加工方案可以制定如下兩個(gè)：方案一：車(chē)左端面、見(jiàn)平換刀、變速粗車(chē)Ф60、Ф21調(diào)頭裝夾車(chē)左端面，、變速倒角切槽換刀、變速鉆中心孔鉆孔Ф20換刀、變速粗車(chē)內(nèi)孔換刀、變速精車(chē)內(nèi)孔精車(chē)外圓至尺寸換刀、變速粗銑Ф80外圓上的槽精銑Ф80外圓上的槽調(diào)頭裝夾粗銑葉片精銑葉片方案二：車(chē)右端面、見(jiàn)平換刀、Ф21調(diào)頭裝夾車(chē)左端面，、變速倒角切槽換刀、變速鉆中心孔鉆孔Ф20鉆Ф34孔換刀、變速精車(chē)外圓至尺寸粗車(chē)內(nèi)孔換刀、變速精車(chē)內(nèi)孔換刀、變速粗銑Ф80外圓上的槽精銑Ф80外圓上的槽調(diào)頭裝夾粗銑葉片精銑葉片方案二雖然可行，但是沒(méi)有遵循先內(nèi)后外、先面后孔、基準(zhǔn)先行的原則，因此，綜上所述加工方案應(yīng)選擇方案一。⑥ 換刀次數(shù)少。這是因?yàn)槠矫娴妮喞秸?，安放和定位比較穩(wěn)定可靠，若先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置精度。先加工零件上的裝備基面和工作表面等主要表面，后加工鍵槽、禁固用的光孔與螺紋孔等次要表面。選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)安排在起始工序先進(jìn)行加工，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為。（2）半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。 加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段：（1）粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。反之，如先鏜孔后銑面，則銑削平面時(shí)極易在孔口產(chǎn)生飛邊、毛刺，進(jìn)而破壞孔的精度。（1）同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，還是全部加工表面都先粗加工后精加工分開(kāi)進(jìn)行，主要應(yīng)根據(jù)零件的精度要求考慮。合理的工藝不僅要保證加工出符合圖樣要求的工件，同時(shí)應(yīng)使機(jī)床的功能得到充分發(fā)揮。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。（2）工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。 確定工藝路線確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝路線?？烧{(diào)夾具包括通用可調(diào)夾具和成組夾具，它們都可以通過(guò)調(diào)整或更換少量元件就能加工一定范圍內(nèi)的工件，兼有通用夾具和專用夾具的優(yōu)點(diǎn)。（3）組合夾具。通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來(lái)裝夾不同工件的夾具，如三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)、平口虎鉗和萬(wàn)能分度頭等。表31 4軸立式加工中心機(jī)床主要參數(shù)表工作臺(tái)面尺寸（長(zhǎng)寬）4051307(mm)主軸錐孔/刀柄形式24ISO40 / BT40（MAS403）工作臺(tái)最大縱向行程650(mm)主配控制系統(tǒng)FANUC 0iMateMC工作臺(tái)最大橫向行程450(mm)換刀時(shí)間(s)主軸箱垂向行程500(mm)主軸轉(zhuǎn)速范圍60—6000( r/min)工作臺(tái)T型槽（槽數(shù)寬度間距）51660(mm)快速移動(dòng)速度10000（mm/min）主電動(dòng)機(jī)功率(kw)進(jìn)給速度5—800（mm/min）脈沖當(dāng)量 (mm/脈沖)工作臺(tái)最大承載700(kg)機(jī)床外形尺寸(長(zhǎng)寬高)2540mm2520mm2710mm機(jī)床重量4000(kg) 夾具的選擇機(jī)床夾具的種類很多，按使用的機(jī)床類型分類，可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其它機(jī)床夾具等。三爪卡盤(pán)如圖32所示。c）避免采用占機(jī)調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 圖31 工件在空間的六個(gè)自由度②限制自由度與工件加工要求的關(guān)系 根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，有些自由度對(duì)加工要求有影響，有些自由度對(duì)加工要求無(wú)影響，對(duì)加工要求有影響的自由度必須限制，而不影響加工要求的自由度不必限制。 裝夾方案的確定（1）工件的定位工件定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)某個(gè)確定的正確加工位置。（5）可靠、方便原則。（4）自為基準(zhǔn)原則。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差，保證加工精度，應(yīng)遵循基準(zhǔn)重合原則。多次使用難以保證表面間的位置精度。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。3 加工準(zhǔn)備及工藝文件的編制 定位基準(zhǔn)的選擇各工序定位基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)先根據(jù)工件定位要求來(lái)確定定位基準(zhǔn)的個(gè)數(shù)，再按基準(zhǔn)選擇原則來(lái)選定每個(gè)定位基準(zhǔn)。根據(jù)以上分析可知：該零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且加工精度和表面質(zhì)量要求很高，不容易完成加工。由于數(shù)控加工精度與重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因而可將局部尺寸分散標(biāo)注法改為以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。好的工藝性會(huì)使零件加工容易，節(jié)省工時(shí)，降低消耗。2 零件圖的工藝設(shè)計(jì)分析 葉輪軸加工圖樣分析 圖21加工圖樣風(fēng)力驅(qū)動(dòng)器由葉輪軸、軸套、凸輪軸、底座、臺(tái)階銷等多個(gè)零件構(gòu)成。購(gòu)置機(jī)床需要大量投資。以圓柱銑刀進(jìn)行接觸成形銑削時(shí)，需要對(duì)不同直徑的刀具編制不同的程序。只有反復(fù)實(shí)踐，編程及操作人員才能掌握必備的知識(shí)和 技能。這是每一個(gè)傳統(tǒng)數(shù)控編程人員都深感頭疼的問(wèn)題。人們?cè)缫颜J(rèn)識(shí)到多軸數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)越性和重要性，但到目前為止，多軸數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用仍然局限于少數(shù)資金雄厚的部門(mén)，并且仍然存在尚未解決的難題。90176。時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩，立式主軸頭回轉(zhuǎn)。這樣又可以把工件細(xì)分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)，環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)，定義為C軸，C軸都是360176。 根據(jù)回轉(zhuǎn)軸形式，多軸數(shù)控加工中心可分為兩種設(shè)置方式： 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸。 多軸數(shù)控加工的類型加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心。（六）綠色化。為了滿足這一要求，機(jī)床廠商需要開(kāi)發(fā)出復(fù)合程度更高的復(fù)合機(jī)床。（三)高精度?，F(xiàn)代加工工業(yè)高效率、低成本、高質(zhì)量的要求使得歐美日等囤熱衷于高速甚至超高速機(jī)床的研究。該機(jī)床產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列化、多樣性配置，使該機(jī)床適用于航空航天、汽車(chē)模具模型制造、造船等行業(yè)。具有高速、龍門(mén)架結(jié)構(gòu)、五軸聯(lián)動(dòng) 的特點(diǎn)， 主要有U2Useries三個(gè)規(guī)格，U其中Useries最高主軸轉(zhuǎn)速達(dá)20000 轉(zhuǎn)/min，帶A 軸和C軸兩個(gè)輔助軸，A軸旋轉(zhuǎn)角度為95176。高速精密電主軸結(jié)合了五軸聯(lián)動(dòng)加工方面的豐富經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)決竅，動(dòng)態(tài)加工特性和精度表現(xiàn)良好。數(shù)控回轉(zhuǎn)擺動(dòng)工作臺(tái)可在圍繞工件重心旋轉(zhuǎn)工件的同時(shí)允許進(jìn)行最大擺角達(dá)18176。 多軸數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀（1）國(guó)外多軸數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀。隨著模具制造技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)加工中心的加工能力和加工效率提出了更高的要求，因此多軸數(shù)控加工技術(shù)得到了空前的發(fā)展。 課題在當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀葉輪軸零件是典型的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床加工，葉輪軸葉片的加工和曲面的質(zhì)量則直接影響它的工作效果，進(jìn)而直接影響整個(gè)工作過(guò)程。本課題來(lái)源于10年全國(guó)數(shù)控技能競(jìng)賽題目風(fēng)力驅(qū)動(dòng)器。國(guó)外在此已經(jīng)有了成熟的技術(shù)應(yīng)用體系，而國(guó)內(nèi)尚處于發(fā)展階段，應(yīng)用方面的缺陷已經(jīng)成為提高復(fù)雜關(guān)鍵零件的一個(gè)重要問(wèn)題，直接影響復(fù)雜零件的發(fā)展。作為一名數(shù)控專業(yè)的學(xué)生，對(duì)數(shù)控技術(shù)知識(shí)的運(yùn)用將是一項(xiàng)重要的技能。也給傳統(tǒng)的機(jī)械，專業(yè)人才帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展直接影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)制造技術(shù)水平的提高，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是為了讓我們更清楚地理解怎樣確定四軸聯(lián)動(dòng)零件的造型及數(shù)控加工工藝分析，為我們即將走上工作崗位的畢業(yè)生打基礎(chǔ)。再擬訂較為合理的工藝規(guī)程，充分體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。葉輪軸零件造型及數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 摘 要裝備制造業(yè)是一國(guó)工業(yè)之基石，隨著我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的升級(jí)和數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工已經(jīng)普及。首先通過(guò)對(duì)零件圖的工藝分析，了解零件的工藝結(jié)構(gòu)形式，明確具體的技術(shù)要求，從而對(duì)零件各組成表面選擇合適的加工方法。關(guān)鍵詞：葉輪軸，造型，加工工藝，工藝路線，工藝規(guī)程目 錄1 緒論 1 課題研究背景 1 課題在當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀 2 多軸數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀 2 多軸數(shù)控加工的類型 4 52 零件圖的工藝設(shè)計(jì)分析 7 葉輪軸加工圖樣分析 7 零件圖的工藝分析 8 8 8 9 毛坯的選擇 93 加工準(zhǔn)備及工藝文件的編制 10 定位基準(zhǔn)的選擇 10 粗基準(zhǔn)的選擇 10 精基準(zhǔn)選擇 10 裝夾方案的確定 11 13 機(jī)床的選擇 13 夾具的選擇 13 確定工藝路線 14 工序的劃分 14 工步的劃分 15 加工階段的劃分 16 加工順序的安排 17 進(jìn)給路線的確定 19 刀具材料的選擇 19 切削用量的選擇 22 切削深度ap的確定 22 主軸轉(zhuǎn)速的確定 23 走刀路線的選擇 26 軸外輪廓部分走刀路線 27 軸內(nèi)輪廓部分走刀路線 27 葉片部分走刀路線 27 冷卻的選擇 28 加工工藝文件制定 284 葉輪軸造型及葉片的自動(dòng)編程 34 葉輪軸造型 34 葉輪軸軸套外觀造型 34 葉片部分造型 36 葉輪軸的內(nèi)部造型 38 葉片編程 40 設(shè)備選擇 41 工件裝夾定位 41 刀具選擇 41 葉片加工方案 42 自動(dòng)編程 425 程序編寫(xiě) 446 結(jié)論 49參考文獻(xiàn) 50致謝 511 緒論數(shù)控加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)與核心，數(shù)控機(jī)床是工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)，數(shù)控加工技術(shù)的普及將使現(xiàn)代制造技術(shù)產(chǎn)生巨大的變革，數(shù)控化比重更是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)