【正文】 日 共 1頁 第 1頁 22 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：此組合裝配零件在粗加工時選用較大的 ap，留 的余量，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=～ 。 （ 3） 表面有硬皮或斷續(xù)切削時，應(yīng)適當(dāng)降低 Vc。 其計算公式為： 粗車外輪廓時： Dvn ?1000? = 2202100?? = ? 900r/min 精車外輪廓時： Dvn ?1000? = 3001000?? = ? 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/min D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。 （ 2） 進給速度的確定 每分鐘進給速度的計算。刀具的 Kr′愈大，刀尖圓弧半徑 r 愈大，則 f 可選較大值。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。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。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 表 38 葉輪軸機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 零件圖號 總 1 頁 第 1 頁 產(chǎn)品名稱 風(fēng)力驅(qū)動器 零件名稱 葉輪 軸 共 1 頁 第 1 頁 材料牌號 YLZ12A 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 Ф 90x120mm 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 備注 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時 準終 單件 5 下料 Ф 90x120mm 鋸床 鋼尺 10 車 車Ф 60、Ф 80外圓 CK6132A 數(shù)控車床、三爪卡盤 15 車 車圓弧、鉆孔（左端） CK6132A 數(shù)控車床、三爪卡盤 20 車 鉆Ф 3Ф 20孔及車內(nèi)圓弧、車外圓至尺寸 CK6132A 數(shù)控車床、三爪卡盤 25 銑 銑葉片 KVC650 旋轉(zhuǎn)工作臺 30 清洗 去毛刺、清洗零件 鉗工 35 檢驗 檢驗、入庫 設(shè)計日期 審核 日期 標準化 日期 會簽 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 數(shù)控加工工序卡 數(shù)控加工工序卡查表確定切削速度和進給量然后計算出機床主軸轉(zhuǎn)速和機床進給速度見表 39。 采用硬質(zhì)合金刀具加工可以不使用切削液，這是因為硬質(zhì)合金耐熱性好，一般不需要使用切削液。 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。 27 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。 （ 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。 （ 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。 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。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。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。 21 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 1 T01 90176。 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。刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力。 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。 （ 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）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。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。 ② 先粗后精。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。表面粗糙度為~Ra10 m。某些機床工作臺回轉(zhuǎn)時間比換刀時間短，可采用刀具集中地方法劃分工步，以減少換刀次數(shù)，縮短輔助時間，提高加工效率。對于較復(fù)雜的工序，為了便于分析和描述，常在工序內(nèi)又細分為工步。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。 工序的劃分 劃分工序 的基本原則 有 ： （ 1）工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。組合夾具使用完畢后，可方便地拆散成元件或部件，待需要時重新組合成其它加工過程的夾具，使用于數(shù)控加工、新產(chǎn)品的試制和中、小批量的生產(chǎn)。按專門化程度可分為以下幾種類型的夾具。這種保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置稱為夾緊裝置。 要確定工件在空間的位置，需要按一定的要求安排六個支撐點也就是通常所說的定位元件，以限制加工工件的自由度，這就是 工件定位的“六點定位原理”。例如：磨削機床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。在工件的加工過程中應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準稱為基準統(tǒng)一原則。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。以求壁 厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 表 21 毛坯材料的比較 型材 尺寸大，精度低 多用 作一般零件的毛坯 鍛件 多用于強度高，形狀簡單的零件 鑄件 多用于形狀復(fù)雜的毛坯 根據(jù)表 21 的比較和分析，不同的毛坯材料具有不同的特性，在選擇時，我們該注重實際的用途，不能盲目選擇。這種尺寸標 9 注法不僅便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計基準、工藝基準、測量基準與保持原點設(shè)置的一致性方面帶來很大方便。多軸數(shù)控加工機床和三軸數(shù)控加工機床之間的價格懸殊很大。 （ 2）刀具半徑補償困難。目前，多軸數(shù)控加工技術(shù)存在以下幾個問題： （ 1） 多軸數(shù)控編程抽象、操作困難。主軸前端是一個回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞 Z 軸 360176。通過 A 軸與 C 軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸刀具進行加工。多軸數(shù)控加工中心具有高效率、高精度的特點，工件在一次裝夾后能完 成五個面的加工。智能化包含在機床控制的各個方面，主要有自適應(yīng)控制技術(shù)、故障診斷裝置，智能化數(shù)字伺服驅(qū)動裝置等。 （二 )高可靠性。 C軸旋轉(zhuǎn)角度為 270176。西班牙 PANTERA 動梁式龍門加工中心。使用回轉(zhuǎn)刀具時，由 Z 軸控制回轉(zhuǎn)的主軸作直線運動，就成為 五 軸 控制；只有使用非回轉(zhuǎn)刀具時可作 六 軸控制。同時也增加我們對于解決工藝問題和加工技術(shù)難點的能力也大大的提升。近幾年來，作為機械加工領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，四軸、五軸等多軸聯(lián)動數(shù)控加工技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用得到了科研院所、高校和企業(yè)的極大關(guān)注。隨著數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用與現(xiàn)代企業(yè)對零件加工精度要求的提高，對數(shù)控技術(shù)人才的需求量也越來越大。 首先通過對零件圖的工藝分析，了解零件的工藝結(jié)構(gòu)形式，明確具體的技術(shù)要求，從而對零件各組成表面選擇合適的加工方法。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)濟性的統(tǒng)一。 數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用給傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了深刻的變化。國內(nèi)已有部分公司開發(fā)了四軸和五軸聯(lián)動加工中心，華中數(shù)控、廣州數(shù)控和沈陽飛揚等數(shù)家公司也開發(fā)了自己的五軸數(shù)控系統(tǒng)，因此復(fù)雜零件的加工技術(shù)由于五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心的應(yīng)用得到了突破的可能。我 們選擇風(fēng)力驅(qū)動器 — 葉輪軸工藝分析和編程加工的畢業(yè)設(shè)計課題，主要是通過風(fēng)力驅(qū)動器 — 葉輪軸的設(shè)計與加工，培養(yǎng)自己在制定零件加工工藝過程和分析工藝問題的能力。通常為了提高加工效率而使用回轉(zhuǎn)刀具，但有時因受到回轉(zhuǎn)刀具的限制，存在不可能加工的部位和形狀，因此，現(xiàn)在不僅可以使用回轉(zhuǎn)刀具，還可以使用非回轉(zhuǎn)刀具，控制其回轉(zhuǎn)角度，對任何形狀的模具零件都能加工。采用高架床身及移動梁高強度、高剛性的結(jié)構(gòu)。意大利 ARES 系列橋式高速 五 軸輕切削龍門加工中心采用高剛性橋式結(jié)構(gòu)，龍門電氣雙驅(qū)、高動態(tài)特性，模塊化設(shè)計，高功率高轉(zhuǎn)速，適合于任何非金屬材料的三維輪 廓型面的高速、高精度 五 軸加工。五軸聯(lián)動數(shù)控機床加工表面比較復(fù)雜，一般要求其平均時間在 20210h 以上，且有多種報警和防護措施，減少由于故障造成的損國外驅(qū)動裝置平均無故障時間可以達到 30000h。網(wǎng)絡(luò)診斷、遠程控制，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計等技術(shù)的興起使五軸聯(lián)動數(shù)控機床向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。如果配置五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對復(fù)雜的空間曲面進 行高精度加工，非常適于加工汽車零部件、飛機結(jié)構(gòu)件等工件的成型模具。 A 軸和 C 軸的最小分度值一般為 176。成為 C軸，回轉(zhuǎn)頭上還帶有可環(huán)繞 X 軸旋轉(zhuǎn)的 A 軸，一般可達177。多軸數(shù)控編程抽象、操作困難。在五軸聯(lián)動 NC 程序中，刀具長度補償功能仍然有效，而刀具半徑補償卻失效了。多軸數(shù)控加工除了機床本身的投資之外，還必須對 CAD/CAM系統(tǒng)軟件和后置處理器進行升級，使之適應(yīng)多軸數(shù)控加工的要求，以及對校驗程序進行升級，使之能夠?qū)φ麄€機床進行仿真處理。由于零件設(shè)計人員在標 注尺寸時，一般總是較多的考慮裝配、使用等方面的因素，因而常采用局部分散的尺寸標注方法，這給數(shù)控工序的安排與加工帶來諸多不便。 根據(jù)零件材料、性能的要求選擇零件的材料為鋁（ LYZ12A），留 4— 5mm的余量，并根據(jù)情況盡量使各個表面上的余量均勻，毛坯為Ф 90x120mm。 （ 2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。 （ 5） 粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。采用基準統(tǒng)一原則有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換 所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。需要指出的是，工件形狀不同，定位表面不同，定位點的布置情況也各不相同。 夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度 還有 可靠的定位基準 ，應(yīng) 盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間 ，該零件形狀規(guī)則 ，圓柱面較光整，位置精度要求不高、小批量生產(chǎn)，所以以Ф 60、Ф58 的外圓作為定位，所以用三爪卡盤從圓柱面進行夾緊。 （ 1）通用夾具。 （ 4）可調(diào)夾具。便于采用通用設(shè)備。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。下面以加工中心為例來說明工步劃分的原則。 （ 4）在一次安裝中，盡可能完成所有能加 工的表面，有利于保證表面相互位置精度的要求。 （ 3）精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保證零件的形狀位置幾精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面達到圖紙要求。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段， 17 在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，