【正文】 般不需要使用切削液。為了提高加工零件的精度和刀具的耐用度及使用壽命，在切削加工過程中必須使用冷卻液對工件和刀具進行冷卻，以避免造成“燒刀”的現(xiàn)象和零件精度的影響。 冷卻的選擇由于在切削加工過程中，被切削層金屬的變形、切屑與刀具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦要產(chǎn)生大量的熱——切削熱。對于同一個零件，沒有一成不變的走刀路線，只有根據(jù)設(shè)備條件的不同選擇合理的加工路線。用行切方式加工內(nèi)腔的走刀路線，這種走刀能切除內(nèi)腔中的全部余量，不留死角，不傷輪廓。刀具的Kr′愈大，刀尖圓弧半徑r愈大，則f可選較大值。（3）粗、精加工時的選擇①粗加工時，f主要受刀桿、刀片、機床、工件等的強度和剛度所承受的切削力限制，一般根據(jù)剛度來選擇。（2）進給速度的確定每分鐘進給速度的計算。（1）進給速度的確定原則①當(dāng)能夠保證工件的質(zhì)量要求時，或在粗加工時為了提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。其計算公式為： 粗車外輪廓時： = = 900r/min精車外輪廓時： = = 1200r/min式中:v為切削速度，單位為m/min由刀具的耐用度決定n為主軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/minD為刀具的直徑或工件的直徑，單位為mm計算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。經(jīng)綜合分析：此組合裝配零件可通過公式或查表法萊完成。（3）表面有硬皮或斷續(xù)切削時，應(yīng)適當(dāng)降低Vc。如何確定加工中的切削速度，除了可以參考有關(guān)切削用量表所列出的數(shù)值外，實踐中主要根據(jù)實際經(jīng)驗進行確定，還可以根據(jù)公式相結(jié)合的方式來選擇。 經(jīng)綜合分析：此組合裝配零件在粗加工時選用較大的ap，半精加工時取ap=～,由于此零件進度要求較高，所以最后一道精加工時的余量取ap=～。第一刀的ap應(yīng)盡可能大些，使刀口在里層切削，避免工件表面不平及有硬皮的鑄鍛件。內(nèi)圓精車刀25251精車左內(nèi)輪廓9T09切槽刀B=5mm1切槽1編制審核批準(zhǔn) 年 月 日 共1頁第1頁表34 葉片數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱風(fēng)力驅(qū)動器零件名稱葉片零件圖號1程序號O0001序號刀具號刀具名稱刀具規(guī)格數(shù)量加工表面刀具（尖）半徑mm刀補量備注1T01￠8鋒鋼立銑刀￠8251粗銑￠80上的槽、粗銑葉片442T02￠6鎢鋼球頭立銑刀￠8151精銑￠80上的槽333T02￠6鎢鋼球立頭銑刀￠8101精銑葉片33編制審核批準(zhǔn) 年 月 日 共1頁第 1頁 切削用量的選擇 切削深度ap的確定背吃刀量ap，又稱為切削深度，一般指工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm。經(jīng)綜合分析：根據(jù)以上刀具材料所具備的基本要求和刀具的選用原則，以及此零件加工的需要，需選用的刀具如下：表33 葉輪軸數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱風(fēng)力驅(qū)動器零件名稱葉輪軸零件圖號1程序號O0002序號刀具號刀具名稱刀具規(guī)格數(shù)量加工表面刀具（尖）半徑mm刀補量備注1T0190176。（2）刀具的選用原則①應(yīng)盡可能形狀通用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，不用和少用特殊的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。切削用刀具材料應(yīng)具備的性能見下表（表32）所示：表32 切削用刀具材料應(yīng)具備的性能希望具備的性能作為刀具使用時的性能希望具備的性能作為刀具使用時的性能高硬度（常溫及高溫狀態(tài)）耐磨損性化學(xué)穩(wěn)定性良好耐氧化性、耐擴散性高韌性（抗彎強度）耐崩刃性、耐破損性低親和性耐溶著、凝著（粘刀）性高耐熱性耐塑性變形性磨削成形性良好刀具制造的高生產(chǎn)率熱傳導(dǎo)能力良好耐熱沖擊性耐熱裂紋性鋒刃性良好刃口鋒利表面質(zhì)量好微小切削可能 此外，刀具材料還應(yīng)具有較好的經(jīng)濟性，以便于推廣使用。刀具材料的耐熱性是指在高溫下仍能保持其硬度和強度的性能，這是刀具材料必備的關(guān)鍵性能。刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，常溫下一般應(yīng)在HRC60以上。此外，確定加工路線時，還要考慮工件的形狀與剛度、加工余量大小、機床與刀具的剛度等情況，確定是一次進給還是多次進給來完成加工，確定刀具的切入與切出方向以及在銑削加工中是采用順銑還是逆銑的銑削方式等。確定進給路線的原則有：（1）形狀工件剛性破壞小的路線，以減少加工變形對加工精度的影響。（3）輔助工序的安排檢驗工序是主要的輔助工序，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。② 最終熱處理。（2）熱處理工序的安排熱處理工序在工藝路線中的位置安排，主要取決于熱處理的目的。使用加工中心加工，一般每換一把新的刀具后，應(yīng)通過移動坐標(biāo)、回轉(zhuǎn)工作臺等將由該刀具切削的所有表面全部完成。此外，由于平面先加工，對于平面上的孔加工也帶來不便，刀具的初始工作條件能得到改善。因為次要表面的加工面積較小，它們又往往與主要表面有一定的相互位置要求，所以一般應(yīng)放在主要表面半精加工之后進行加工。② 先粗后精。 加工順序的安排復(fù)雜工件的機械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。（4）光整加工階段對某些要求特別高的表面，需進行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，進一步提高尺寸精度和減小表面粗糙度。半精加工的公差等級為。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。（3）按所用刀具劃分工步。若加工尺寸精度要求較高，考慮到零件尺寸、精度、剛性等因素，可采用前者；若零件的加工表面位置精度要求較高，則建議采用后者。因此，在一個工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量，對工件的不同表面進行加工。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。主要包括工序的劃分和工步的劃分、加工階段的劃分和加工順序的安排。通用可調(diào)夾具的使用范圍較寬，加工對象并不十分明確；成組夾具是根據(jù)成組工藝要求，針對一組形狀及尺寸相似、加工工藝相近的工件加工而設(shè)計的，其加工對象和范圍很明確，又稱為專用可調(diào)夾具。組合夾具是指按一定的工藝要求，由一套預(yù)先制造好的通用標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。按驅(qū)動夾具工作的動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具和自夾緊夾具等。圖32 三爪卡盤 機床的選擇選擇機床應(yīng)該充分利用現(xiàn)有設(shè)備并完全發(fā)揮現(xiàn)有潛力，該零件既有回轉(zhuǎn)表面又有圓周均勻分布的曲面。 （2）工件的夾緊金屬切削加工過程中，為保證工件定位時確定的正確位置，防止工件在切削力、離心力、慣性力或重力等作用下產(chǎn)生位移和振動，必須將工件夾緊。③工件安裝的基本原則在數(shù)控機床上工件安裝的原則與普通機床相同，也要合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。 ①六點定位原理工件在空間有六個自由度，即沿X、Y、Z三個坐標(biāo)方向的移動自由度和繞X、Y、Z三個移動軸的旋轉(zhuǎn)自由度A、B、C，如圖31所示。應(yīng)選擇定位可靠、裝夾方便的表面作基準(zhǔn)。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 精基準(zhǔn)選擇選擇精基準(zhǔn)時，應(yīng)從整個工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并使裝夾方便可靠。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。為使所選的定位的定位基準(zhǔn)能保證整個機械加工工藝過程順利進行，通常應(yīng)先考慮如何選擇精基準(zhǔn)來加工各個表面，讓后考慮如何選擇粗基準(zhǔn)把作為精基準(zhǔn)的表面先加工出來。 毛坯的選擇零件的毛坯種類主要分為型材，鍛件，鑄件和焊接，沖壓等半成品件，不同的毛坯種類的適應(yīng)范圍也不一樣，下面列舉幾種常用的毛坯種類進行比較，如表24所列。對于該零件，所有標(biāo)注如圖23所示。圖23 零件標(biāo)注結(jié)構(gòu)圖對數(shù)控加工來說，零件圖上應(yīng)以同一基準(zhǔn)或直接給出坐標(biāo)尺寸。其中葉輪軸最為復(fù)雜，見圖21，需要車、銑復(fù)合加工，而葉片部分又是加工難度最大的，解決葉片部分的加工就成了最關(guān)鍵的問題。（3）購置機床需要大量投資。目前流行的CNC系統(tǒng)尚無法完成刀具半徑補償，因為ISO文件中沒有提供足夠的數(shù)據(jù)對 刀具位置進行重新計算。經(jīng)驗豐富的編程與操作人員的缺乏，是多軸數(shù)控加工技術(shù)普及的一大阻力。三軸機床只有直線坐標(biāo)軸，而五軸數(shù)控機床結(jié)構(gòu)形式多樣； 同一段NC代碼可以在不同的三軸數(shù)控機床上獲得同 樣的加工效果，但某一種五軸機床的NC代碼卻不能適用于所有類型的五軸機床。多軸數(shù)控加工由于干涉和刀具在加工空間的位置控制，其數(shù)控編程、數(shù)控 系統(tǒng)和機床結(jié)構(gòu)遠比三軸機床復(fù)雜得多。以上。 立式主軸頭回轉(zhuǎn)。A軸和C軸如果與X、Y、Z3軸實現(xiàn)聯(lián)動，就可加工出復(fù)雜的空間曲面?；剞D(zhuǎn)。工作臺回轉(zhuǎn)軸。三軸立式加工中心最有效 的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺，也只能完成工件的四 面加工。干切削或半干切削技術(shù)已經(jīng)得到了較快的發(fā)展，在歐洲已經(jīng)有大概10％～15％的加工采用了干切削或半干切削技術(shù)。（五)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化。隨著CAM系統(tǒng)的發(fā)展，機床加工精度得到了大幅度的提升，其特有的往復(fù)運動單元，能夠超精密微細(xì)加工凹槽。隨著機床技術(shù)的發(fā)展趨勢，高速機床主要功能部件高速電主軸單元、高速進給機構(gòu)、高性能數(shù)控以及伺服系統(tǒng)都得到了突破，高速機床應(yīng)用范圍越來越廣，目前直流電機驅(qū)動的主軸轉(zhuǎn)速達15000～100000r／rain，進給運動部件快速移動速度60—120m／rai切削進給速度60m／min．最高加速度10g。 國內(nèi)多軸數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀。至+110176。鋼質(zhì)床身內(nèi)部特別設(shè)計的筋架結(jié)構(gòu)保證了高速切削的穩(wěn)定性，并根據(jù)需求可選擇雙移動梁式結(jié)構(gòu)。的底部切削，經(jīng)過一次裝夾即可完成工件的加工。國外多軸數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀。對刀具和工件的相對位置來說，多軸數(shù)控加工中心可以設(shè)置六個軸，即作直線運動的X、Y、Z軸，還有控制工作臺傾斜角度的A、B軸和控制主軸回轉(zhuǎn)角度的C軸。由于葉片的型面是復(fù)雜的空間曲面，所以一直是葉片加工中的難點，高性能CAM軟件的出現(xiàn)，使這種復(fù)雜型面的加工變得相對容易。技能競賽也是今后教育廳要求學(xué)生技能和能力培養(yǎng)的一個重要的方向，增強學(xué)生制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題上的能力。本課題針對葉輪軸復(fù)雜零件曲面的若干關(guān)鍵技術(shù)（幾何建模技術(shù)、編程技術(shù)、加工技術(shù)）進行研究。 課題研究背景數(shù)控加工技術(shù)一直以來都作為一個國家機械制造業(yè)水平衡量的標(biāo)志之一。隨著我國綜合國力的進一步加強和加入世貿(mào)組織。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，數(shù)控機床將隨著工業(yè)的發(fā)展而快速發(fā)展成為機械加工行業(yè)不可缺少的重要組成部分，數(shù)控機床是一種高精度的自動化設(shè)備，是綜合應(yīng)用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展直接影響到國民經(jīng)濟制造技術(shù)水平的提高，本次畢業(yè)設(shè)計是為了讓我們更清楚地理解怎樣確定四軸聯(lián)動零件的造型及數(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)。也給傳統(tǒng)的機械，專業(yè)人才帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。作為一名數(shù)控專業(yè)的學(xué)生，對數(shù)控技術(shù)知識的運用將是一項重要的技能。國外在此已經(jīng)有了成熟的技術(shù)應(yīng)用體系，而國內(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)鍵零件的一個重要問題，直接影響復(fù)雜零件的發(fā)展。本課題來源于10年全國數(shù)控技能競賽題目風(fēng)力驅(qū)動器。 課題在當(dāng)今國內(nèi)外的現(xiàn)狀葉輪軸零件是典型的多軸聯(lián)動數(shù)控機床加工，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，進而直接影響整個工作過程。隨著模具制造技術(shù)的迅速發(fā)展，對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。 多軸數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀（1）國外多軸數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀。數(shù)控回轉(zhuǎn)擺動工作臺可在圍繞工件重心旋轉(zhuǎn)工件的同時允許進行最大擺角達18176。高速精密電主軸結(jié)合了五軸聯(lián)動加工方面的豐富經(jīng)驗和技術(shù)決竅，動態(tài)加工特性和精度表現(xiàn)良好。具有高速、龍門架結(jié)構(gòu)、五軸聯(lián)動 的特點， 主要有U2Useries三個規(guī)格，U其中Useries最高主軸轉(zhuǎn)速達20000 轉(zhuǎn)/min，帶A 軸和C軸兩個輔助軸，A軸旋轉(zhuǎn)角度為95176。該機床產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列化、多樣性配置，使該機床適用于航空航天、汽車模具模型制造、造船等行業(yè)?，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床的研究。（三)高精度。為了滿足這一要求，機床廠商需要開發(fā)出復(fù)合程度更高的復(fù)合機床。（六）綠色化。 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。 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： 工作臺回轉(zhuǎn)軸。工作臺的中間還設(shè)有一個回轉(zhuǎn)臺，環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)，定義為C軸，C軸都是360176。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。時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩，立式主軸頭回轉(zhuǎn)。90176。人們早已認(rèn)識到多軸數(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，并且仍然存在尚未解決的難題。這是每一個傳統(tǒng)數(shù)控編程人員都深感頭疼的問題。只有反復(fù)實踐，編程及操作人員才能掌握必備的知識和 技能。以圓柱銑刀進行接觸成形銑