【正文】 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 29 ? 2．精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件 ? 零件的精度要求主要指尺寸、形狀、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。如數(shù)控車加工下圖帶特殊螺紋非標(biāo)絲桿。切削速度變化，致使車削后的表面粗糙度不一致，使用數(shù)控車床的 恒線速切削功能，就可選用最佳線速 度來切削錐面、球面和端面等，使切削后的 表面 粗糙度值既小又一致。 ? (4)表面間有嚴(yán)格幾何關(guān)系要求的表面。 ? 下列一些加工內(nèi)容則不宜選擇采用數(shù)控加工： ? (1)需要通過較長(zhǎng)時(shí)間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容 。加工工件的輪廓尺寸應(yīng)在機(jī)床的加工空間范圍之內(nèi)，同時(shí)要考慮機(jī)床主軸的允許承載能力，以及工件是否與機(jī)床交換刀具的空間干涉、與機(jī)床防護(hù)罩等附件發(fā)生干涉等系列問題。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 37 檢查零件圖的完整性和正確性 由于數(shù)控加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來編制的，因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）應(yīng)明確；各種幾何要素的條件要充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸；尺寸、公差和技術(shù)要求是否標(biāo)注齊全等。 幾何要素缺陷示例一 幾何要素缺陷示例二 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 38 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性包括以下幾個(gè)方面： 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件圖紙上的尺寸標(biāo)注應(yīng)方便編程 分析加工時(shí)零件結(jié)構(gòu)的合理性 零件加工精度及技術(shù)要求分析 數(shù)控車削加工余量的確定 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 39 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用要求前提下零件加工的可行性與經(jīng)濟(jì)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成形并且成本低、效率高。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 41 分析加工時(shí)零件結(jié)構(gòu)的合理性 如下圖所示 (a)零件，需用三把不同寬度的切槽刀切槽，如無特殊需要，顯然不合理，若改成 (b)所示結(jié)構(gòu)，只需要一把切槽刀即可切出三個(gè)槽。對(duì)采用數(shù)控加工的表面，其精度要求應(yīng)盡量一致，以便最后能一刀連續(xù)加工。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 43 數(shù)控車削加工余量的確定 加 工余量是指加工過程中所切去的金屬層厚度。 加工余量的大小對(duì)于工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率均有較大的影響。 在保證加工質(zhì)量的前提下，加工余量越小越好。目前大都采用查表法。經(jīng)驗(yàn)估算法是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量的。分析計(jì)算法是根據(jù)加工余量計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料，對(duì)影響加工余量的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析，并計(jì)算確定加工余量。一般根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及生產(chǎn)類型確定零件表面的數(shù)控車削加工方法及加工方案。 ? 一般內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的加工方法如表 15所示。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 48 劃分加工階段 當(dāng)數(shù)控車削零件的加工精度要求較高時(shí)，往往不可能用一道工序來滿足其加工要求，而要用幾道工序逐步達(dá)到其所要求的加工精度。 4 ．精密、超精密加工、光整加工階段 — 對(duì)那些加工精度要求很高的零件，在加工工藝過程的最后階段安排細(xì)車、精密車、超精磨、拋光或其他特種加工方法加工，以達(dá)到零件最終的精度要求。 (4)有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，粗加工時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時(shí)予以報(bào)廢，以免繼續(xù)加工造成資源的浪費(fèi)。 工序集中原則 — 工序集中是指每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少。工序的劃分可按下列方法進(jìn)行： （ 1）以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 51 ? 將位置精度要求較高的表面安排在一次安裝下完成，以免多次安裝所產(chǎn)生的安裝誤差影響位置精度。可以減少換刀次數(shù)，減少空程時(shí)間。 ? 下面以車削下圖所示手柄零件為例，說明工序的劃分。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 55 工 序 2 （見下圖），用 φ12㎜ 外圓和 φ20㎜ 端面裝夾，工序內(nèi)容有：車削包絡(luò) SR7㎜ 球面的 30176。軸類零件加工時(shí)，一般先加工中心孔，再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓表面和端面。 ? （ 5）中間穿插有通用機(jī)床加工工序的要綜合考慮，合理安排其加工順序。此原則 ? 的實(shí)質(zhì)是在一個(gè)工序內(nèi)分階段加工， ? 這有利于保證零件的加工精度，適 ? 用于精度要求高的場(chǎng)合。對(duì)這類直徑相差不大的臺(tái)階軸， 宜按￠ 34 mm→ ￠ 36 mm→ ￠ 38 mm的次序車削。即一般先加工離裝夾部位較遠(yuǎn)的在后續(xù)工步中不受力或受力小的部位，本身剛性差又在后續(xù)工步中受力的部位一定要后加工。加工直徑大于 Φ20的孔時(shí)，一般應(yīng)采用裝夾刀頭的刀桿； ? 7）當(dāng)工件的有關(guān)表面有位置公差要求時(shí)，盡量在一次裝 ? 夾中完成車削； ? 8）車削圓柱齒輪齒坯時(shí)，孔與基準(zhǔn)端面必須在一次裝夾中加工。 ? （ 1）確定進(jìn)給加工路線的主要原則 ? 1）首先按已定工步順序確定各表面加工進(jìn)給路線的順序； ? 2）所定進(jìn)給加工路線應(yīng)能保證工件輪廓表面加工后的精度和表面粗糙度要求； ? 3）尋求最短加工路線，減少行走時(shí)間以提高加工效率； ? 4）選擇工件在加工時(shí)變形小的路線，對(duì)細(xì)長(zhǎng)零件或薄壁零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去余量法安排進(jìn)給加工路線。如下圖（ b）所示： ? 沿輪廓形狀等距線循環(huán)進(jìn)給路線 — 利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能控制車刀沿著工件輪廓等距線循環(huán)的進(jìn)給路線。 上圖 常用的粗車循環(huán)進(jìn)給加工路線示例所示的三種不同切削進(jìn)給路線，經(jīng)分析和判斷后可知矩形循環(huán)進(jìn)給路線的進(jìn)給長(zhǎng)度總和最短。 ? 3）切入、切出及接刀點(diǎn)位置的選擇 ? 應(yīng)選在有空刀槽或表面間有拐點(diǎn)、轉(zhuǎn)角的位置。 巧用起刀點(diǎn) 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 67 ? 上圖 (b)則將起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離，并設(shè)于圖示 B點(diǎn)位置，仍按相同的切削量進(jìn)行三刀粗車，其進(jìn)給路線安排如下： ? 起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離的空行程為 A→B ； ? 第一刀為 B→ C→ D→ E→ B； ? 第二刀為 B→ F→ G→ H→ B； ? 第三刀為 B→ I→ J→ K→ B。 ? 3）合理安排“回零”路線 ? 在安排“回零”路線時(shí)， 應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量短，最好為零， 這樣進(jìn)給路線最短。批量加工時(shí)，若采用三爪自定心卡盤裝夾，工件軸向定位基準(zhǔn)可選工件的左端面或左側(cè)其他臺(tái)肩面以方便定位；若采用兩頂針裝夾，為保證定位準(zhǔn)確，工件兩中心孔倒角可加工成準(zhǔn)確的圓弧形倒角，這時(shí)頂針與中心孔圓弧形倒角接觸為一條環(huán)線，軸向定位非常準(zhǔn)確，適合數(shù)控加工精確性要求。 ? 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 在多工序或多次安裝中，選用相同的定位基準(zhǔn)，對(duì)數(shù)控加工保證零件的位置精度非常重要。數(shù)控車床裝夾工件時(shí)，必須將工件表面的回轉(zhuǎn)中心軸線，找正到與數(shù)控車床的主軸中心線重合。用三爪自定心卡盤裝夾精加工過的表面時(shí)，被夾住的工件表面應(yīng)包一層銅皮，以免夾傷工件表面。這種卡盤在生產(chǎn)廠已通過了嚴(yán)格平衡檢驗(yàn)，具有高轉(zhuǎn)速、高夾緊力、高精度、調(diào)爪方便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。兩頂尖裝夾工件方便，不需找正，裝夾精度高，但必須先在工件兩端面鉆出中心孔，工件利用中心孔被頂在前后頂尖之間，通過撥盤和卡箍隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 ? （ 5）由于靠卡箍傳遞扭矩，所以車削工件的切削用量要小。 用工件的臺(tái)階面限位 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 77 ? （ 2）工件采用找正方式裝夾 ? 單件生產(chǎn)的工件偏心安裝時(shí)常采用找正裝夾。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 78 ? 2）找正及校正方法 ? 找正方法與普通車床上找正及校正工件相同，一般用劃針或打表找正，精度高的工件用百分表校正。但夾緊力小，卡盤磨損后會(huì)降 ? 低定心精度。 液壓三爪卡盤裝夾迅速、方便，但夾持范圍?。ㄖ荒軍A持直徑變動(dòng)約 5mm的工件），尺寸變化大的需重新調(diào)整卡爪位置。 安裝就成反爪。在數(shù)控車床上裝刀根據(jù)加工工件外圓大小自車內(nèi) 圓弧 軟爪示例，如 下圖 所示。 3）軟爪內(nèi)徑大于工件外徑時(shí)，會(huì)使軟爪與工件形成三點(diǎn)接觸，如 下圖 所示。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 84 理想軟爪內(nèi)徑 軟爪內(nèi)徑過大 軟爪內(nèi)徑過小 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 85 （ 4）彈簧夾套 彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷方便，常用于精加工過的外圓表面定位裝夾。圖 150是常見的彈簧夾套加工示例。頂尖分為前頂尖與后頂尖，如圖所示。 （ 2）成批生產(chǎn)時(shí)，優(yōu)選選用液壓三爪卡盤 ,其次才考慮選用普通三爪自定心卡盤。 （ 6）車削工件直徑大于 500mm的回轉(zhuǎn)體類零件，一般選用花盤進(jìn)行裝夾。 ? （ 4）多數(shù)情況下應(yīng)采用涂層硬質(zhì)合金刀片。如高速鋼磨制的白鋼刀。如減振式數(shù)控內(nèi)孔車刀。 目前數(shù)控機(jī)床用得最多的是硬質(zhì)合金刀具 （ 3）按刀具切削工藝分類 1) 外圓車刀 2)端面車刀 3)內(nèi)孔車刀 4)切斷車刀 5)切槽車刀 6)螺紋車刀 常用外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀如 下圖 所示： 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 92 數(shù)控車削常用刀具 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 93 ? （ 1）刀具具有很高的切削效率； （ 2）數(shù)控刀具的精度和重復(fù)定位精度高； （ 3）刀具的可靠性和耐用度高； （ 4）可實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀； 刀具結(jié)構(gòu)應(yīng)能預(yù)調(diào)尺寸，以能達(dá)到很高的重復(fù)定位精度。因刃磨時(shí)易獲得鋒利的刃口，又稱“鋒鋼”。適用于加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。實(shí)際使用中，常將硬質(zhì)合金刀片焊接或用機(jī)械夾固的方式固定在刀體上。我國(guó)常用的 K類硬質(zhì)合金牌號(hào)有 YG YGYG3，它們制造的刀具依次適用于粗加工、半精加工和精加工。這類硬質(zhì)合金的耐熱性和耐磨性較好，但抗沖擊韌性較差，適用于加工鋼料等韌性材料。 ? 3） M類（ YW）： 即鎢鈷鈦鉭鈮類硬質(zhì)合金，是在鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金中加入少量的稀有金屬碳化物（ TaC或 NbC）組成的。這種材料是在韌性、強(qiáng)度較好的硬質(zhì)合金基體上或高速鋼基體上，采用化學(xué)氣相沉積（ CVD）法或物理氣相沉積（ PVD）法涂覆一層極薄的、硬質(zhì)和耐磨性極高的難熔金屬化合物而得到的刀具材料。使用時(shí)可根據(jù)不同的需要選擇涂層材料。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 98 ? ③ TiCN涂層 TiCN涂層呈藍(lán)灰色，為高韌性通用涂層。 ? ⑦ AL２ O３涂層 耐磨性好、耐熱性高、化學(xué)穩(wěn)定性好和摩擦因數(shù)小，適用于高速切削。主要特點(diǎn)是：高硬度、高溫強(qiáng)度好、化學(xué)性能穩(wěn)定，與被加工材料的親和性低，故不易產(chǎn)生粘刀和積屑瘤現(xiàn)象，但陶瓷的抗彎強(qiáng)度低，抗沖擊韌性差，脆性大，易崩刃。 ? 立方氮化硼（ CBN） ? 立方氮化硼是人工合成的超硬刀具材料，其硬度可達(dá)4500HV，僅次于金剛石。 聚晶金剛 石刀具的耐磨性是硬質(zhì)合金的 80～ 120倍，但韌性差，對(duì)鐵族材料親和力大，因此一般不宜加工黑色金屬，主要用于硬質(zhì)合金、玻璃纖維塑料、硬橡膠、石墨、 陶瓷、 有色金屬等材料的高速精加工。 涂層刀具材料具有較好的實(shí)用性能 ，也是將來能使 硬度和 韌性并存的手段之一。 刀具破損的主要失效形式及對(duì)策如下： 1）后刀面磨損 由機(jī)械應(yīng)力引起的出現(xiàn)在后刀面上的摩擦磨損 對(duì)策： 應(yīng)選擇耐磨性高的刀具材料，同時(shí)降低切削速度，提高進(jìn)給量，增大刀具后角。 對(duì)策： 降低切削速度和進(jìn)給速度，選擇耐磨性高和導(dǎo)熱系數(shù)大的刀具。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 105 ? （ 2）影響刀具耐用度的因素 ? 所謂刀具耐用度，指的是從刀具刃磨后開始切削，一直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止所經(jīng)過的總切削時(shí)間，用符號(hào)“ T”表示，單位為min。 Vc、 f、 ap增大，刀具耐用度 T減小，且 Vc影響最大， f次之， ap最小。 ? 前角 Y0增大，可使切削力減小，切削溫度降低，耐用度提高；但前角 Y0太大，會(huì)使刀具強(qiáng)度削弱，散熱差，且易于破損，刀具耐用度反而下降了。韌性越好，抗彎強(qiáng)度越高，刀具耐用度越高，越不易產(chǎn)生破損。 項(xiàng)目一 簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體軸類零件的數(shù)控車削加工工藝編制 107 4．?dāng)?shù)控可轉(zhuǎn)位車削刀具及刀片 目前數(shù)控機(jī)床主要