【正文】 展。 根據(jù)以上各 種程序編制的特點，對軸的加工程序的編制進(jìn)行以下選擇：由于軸 24 的幾何形狀不太復(fù)雜，因此對其外圓表面的加工，應(yīng)選擇手工編程；其軸上的鍵槽雖不復(fù)雜但計算工作量大，因此選擇自動編程。 ，應(yīng)盡量采用最小的加工余量總和，以求縮短加工時間，降低加工費用。 加工余量的確定 加工余量的大小等于每個中間工序加工余量的總和。 22 根據(jù)以上分析，本課題所加工的軸上的鍵槽采用右圖所示的走刀方案。 ② 力求切削進(jìn)給路線最短。本課題所加工的為 45 鋼，由表可知：切削速度應(yīng)在 70～ 220mm/min,根據(jù)經(jīng)驗 ,我們選擇 Vc=120mm/ n=1000v/∏ dw (dw未加工工件的直徑 )可以計算出 ,粗車時 n=500r/min。經(jīng)濟的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。 在數(shù)控銑床上鉆孔，一般不采用鉆模，鉆孔深度為直徑的 5 倍左右的深孔加工容易折斷鉆頭，應(yīng)注意冷卻和排屑。一般采用兩次走刀，一次粗銑，一次精銑。 工藝裝備的選擇 工 藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。 軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。 根據(jù)軸類零件的功用和工作條件，其技術(shù)要求主要在以下方面： 尺寸精度 軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為 IT 5～I(xiàn)T7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為 IT6～ IT9。加工方法多采用鑄造，毛坯在鑄造時應(yīng) 防止砂眼和氣孔產(chǎn)生。 圖 22 本課題所設(shè)計的端蓋采用鑄鐵 HT200，因為鑄鐵具有良好的耐磨性和減振性， 14 而且價格低廉。金屬材料的性能可通過熱處理和表面強化（如噴丸、滾壓等）來提高和改善，因此要充分利用熱處理和表面處理的手段來發(fā)揮材料的潛力。例如鉻能提高鋼的硬度，并在高溫時防銹耐酸；鎳使鋼具有良好的淬透性和耐磨性。含碳量在 %~%的低碳鋼零件可通過滲碳淬火使其表面硬而心部韌，一 般用于制造齒輪、鏈輪等要求表面耐磨而且耐沖擊的零件。工具鋼可用于制造各種刀具、模具等。 鑄鐵 常用的鑄鐵有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。它是 20 世紀(jì) 50 年代 MIT 設(shè)計的一種專門用于零件 NC 加工的自動編程語言，到 1967年 APT 系統(tǒng)己實用化。 編寫加工程序 (自動編程時為源程序，由計算機自動生成目標(biāo)程序 —— 加工程序 )。 8 (3)配備先進(jìn)的檢測、監(jiān)控裝置、紅外線、聲發(fā)射、溫度測量、功率測量、激光檢測等 數(shù)控加工工藝 所謂數(shù)控加工工藝，就是用數(shù)控機床加工零件的一種方法。自適應(yīng)控制 (Adaptive Control簡稱 AC)技術(shù)是能調(diào)節(jié)在加工過程中所測得的工作狀態(tài)特征，且能使切削加工過程達(dá)到并維持最佳狀態(tài)的技術(shù)。 易于建立計算機通訊網(wǎng)絡(luò) 由于數(shù)控機床是使用數(shù)字信息，易于與計算機輔助設(shè)計 和制造 (CAD/CAM)系統(tǒng)連接，形成計算機輔助設(shè)計和制造與數(shù)控機床緊密結(jié)合的一體化 系統(tǒng)。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展十分迅速，從 第一代的電子管元件數(shù)控裝置，經(jīng)歷了晶體管電路、小中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路控制系統(tǒng)，發(fā)展到計算機控制系統(tǒng)。數(shù)控機床的進(jìn)給傳動為數(shù)字式伺服傳動，它能保證運動參數(shù)，如位移、速度的準(zhǔn)確性。 通過以上步驟，數(shù)控機床最終便可以加工出合格的零件了。隨著柔性制造系統(tǒng) FMS、計算機集成制造系統(tǒng) CIMS的發(fā)展， CNC裝置的通信功能將發(fā)揮更加重要的作用。 (2)手動輸人 手動輸入方式就是使用數(shù)控機床上的鍵盤輸入加工程序。 CNC裝置實際上就是一個計算機系統(tǒng)，通過對加工程序的運行處理，發(fā)出控制信號。較好地解決了復(fù)雜、精密、多品種、中小批量機械零件 加工問題，是一種通用、靈活、高效能的自動化機床。 Master CAM 設(shè)計及制造系統(tǒng)是將設(shè)計和制造結(jié)合在一起的 PC 級套裝軟件，利用 Master CAM 可以繪制零件的圖紙，生成零件的數(shù)控加工程序并通過電纜直接送至數(shù)控機床上，由數(shù)控機床完成零件的加工，是一套 CAD/CAM 一體化軟件。同時，由于生產(chǎn)水平的提高，數(shù)控機床的價格在不斷下降，因此，數(shù)控機床在機械行業(yè)中的使用已很普遍。它是根據(jù)機械加工工藝的要求，使電子計算機對整個加工過程進(jìn)行信息處 理與控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。 (二 )數(shù)控裝置 控制裝置是數(shù)控機床的中心環(huán)節(jié)，也叫做計算機數(shù)控（ CNC）裝置。 輸入裝置 輸入裝置是把加工程序輸人至計算機的裝置，通?？梢圆捎靡韵氯N方 式： (1)紙帶輸入 紙帶輸人方式就是在特制的紙帶上穿孔．用孔的不同位置的組合．構(gòu)成不同的數(shù)控代碼，通過紙帶閱讀機，把紙帶上的代碼轉(zhuǎn)換為計算機可以識別和處理的電信號。 通信接口 現(xiàn)代數(shù)控機床往往都帶有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信接口，以便與編程機及上級計算機聯(lián)接，實現(xiàn)通信功能。也 可以來用手動輸入方式將程序輸入 CNC裝置； CNC裝置對程序代碼進(jìn)行譯碼、寄存和運算，然后為伺服系統(tǒng)提供控制信號，實現(xiàn)對刀具與零件相對運動的控制； 與此同時， CNC裝置提供的信號，還可以實現(xiàn)對機床其它各運動部件的控制 5 與操作，包括主軸變速、工件松夾、刀具轉(zhuǎn)位以及開關(guān)冷卻液等。 能獲得較高的加工精度 機床加工精度在很大程度上取決于進(jìn)給傳動的位置精度。 按照以上特點，數(shù)控機床最適合在單件、小批生產(chǎn)條件下，加工下列類型的零件 : （ 1）普通機床難以加工，或雖能加工，但需要復(fù)雜、昂貴的工藝設(shè)備 （ 2）材料昂貴、不允許報廢的零件 （ 3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要多工序加工的零件 （ 4）生產(chǎn)周期要求短的急缺零件 6 數(shù)控加工技術(shù) 數(shù)控加工技術(shù)簡介 數(shù)控加工 技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)，它將制造 技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、微電子技術(shù)、監(jiān)控檢測技術(shù)等多種高新建設(shè)傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)有效 地結(jié)合起來，成為制造自動化領(lǐng)域最重要的基礎(chǔ)技術(shù)。另一方面是數(shù)控機床的運動速度 高，空行程時間短。 智能化 在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引進(jìn)了自適應(yīng)控制這種智能化技術(shù)?！叭钡膶崿F(xiàn)，不僅便于組織開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，而且也提高了機床的質(zhì)量和運行的可靠性，并便于用戶的維修和保養(yǎng)。 對零件圖 形進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理。 CAM(Computer Aided Manufacturing— 計算機輔助制造 )是從 APT 開始的。含碳量小于 2%的鐵碳合金稱為鋼，含碳量大于 2%的稱為鐵。結(jié)構(gòu)鋼可用于加工機械零件和各種工程結(jié)構(gòu)。低碳鋼的含碳量低于 %，其強度極限和屈服極限較低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺釘、螺母、墊圈和焊接件等。加入不同的合金元素可改變鋼的機械性能并具有各種特殊性質(zhì)。零件在工作中有可能發(fā)生磨損之處，要提高其表面硬度，以增強耐磨性，應(yīng)選擇適于進(jìn)行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。因其加工精度并不高，因此采用：滾齒 — 齒端加工 齒面熱處理 修正內(nèi)孔的加工方案。本課題所設(shè)計的箱體采用鑄鐵 HT200，因為鑄鐵具有較好的耐磨性、鑄造性、切削性和減振性，且成本低廉。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸 、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等，其中階梯傳動軸應(yīng)用較廣，其加工工藝能較全面地反映軸類零件的加工規(guī)律和共性。 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 一 ．軸類零件的材料 軸類零件材料 常用 45 鋼，精度較高的軸可選用 40Cr、軸承鋼 GCr1彈簧鋼 65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用 20CrMnTi、 20Mn2B、 20Cr等低碳合金鋼或 38CrMoAl 氮化鋼。因此，采用淬火 3545HRC。 其次在選用刀具時還應(yīng)注意以下幾點： 在數(shù)控機床上銑削平面時，應(yīng)采用鑲裝可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。 精度要求較高的凹槽加工時，可以采用直徑比槽寬小一些的立銑刀，先銑 18 槽的中間部分，然后利用刀具半徑補償功能銑削槽的兩邊，直到達(dá)到精度要求為止。這些條件決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。 19 表 31 為車削加工時的選擇切削條件的參考數(shù)據(jù) 根據(jù)經(jīng)驗選擇，一般粗車切削深度為 2～ 3mm,半精車切削深度為 ～ 2mm，精車切削深度為 ～ ?？赏ㄟ^巧用起刀點、將起刀點與其對刀點重合在一起；巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點，如果將第二把刀的換刀點也設(shè)置在合適點位 置上，則可縮短空行程距離，在合理安排“回零”路線時，應(yīng)使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足進(jìn)給路線為最短的要求。三種方案中， 左圖方案的加工表面質(zhì)量最差，在周邊留有大量的殘余；中圖方案和右圖方案加工后的能保證精度，但中圖方案采用環(huán)切的方案，走刀路線稍長，而且編程計算工作量大。非淬硬表面上螺孔、鍵槽 等一般在外圓精車之后，精磨之前進(jìn)行加工。工件越大，由 切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形亦會越大，加工余量也要相應(yīng)地大一些。自動編程適用于：形狀復(fù)雜的零件、雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個孔的零件）、雖不復(fù)雜但計算工作量大的零件（如輪廓加工時，非圓曲線的計算）。主要發(fā)展動向是研制開發(fā)軟、硬件都具有開放式結(jié)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。對此，我表示深深的感謝！ 謹(jǐn)向所有在本文的完成中給予過我關(guān)懷和幫助而在此無法一一提及的老師、同學(xué)和朋友致以誠摯的謝意！ 31 參考文獻(xiàn) [1] 余光國，馬俊，張興發(fā)等 . 機床夾具設(shè)計 [M]. 重慶 :重慶大學(xué)出版社， 2021. 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