【正文】 表 37 常用冷卻液 冷卻液名稱 主要成份 主要作用 水溶液 水、防銹添加劑 冷卻 乳化液 水、油、乳化劑 冷卻、潤滑、清洗 切削油 礦物油、動植物油、極壓添加劑或油性 潤滑 需要注意的是，加工鑄鐵件一般不用切削液。在粗加工時可選大些的 f；精加工時，由于 Ra要求較高，所以也選用較高的 f。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 表 35 常用螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量 公制 螺紋 23 螺距 牙深 背吃刀量及進給次數(shù) 1次 2次 3次 4次 5次 6次 主軸轉(zhuǎn)速的確定 確定主軸轉(zhuǎn)速時，主要根據(jù)工件材料、刀具材料機床功率和加工性質(zhì)（如粗、精加工）等條件確定其允許的切削速度。 ③ 大力推廣標(biāo)準(zhǔn)的模塊化刀夾（刀柄和刀桿等）。耐磨性除與硬度有關(guān)外，還與刀具金相組織中碳化物的種類、數(shù)量、大小及分布情況有關(guān)。淬火、滲碳淬火等安排在磨削加工之前進行。對于箱體、支架和連桿等工件應(yīng)先加工平面后加工孔。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。反之，如先鏜孔后銑面，則銑削平面時極易在孔口產(chǎn)生飛邊、毛刺，進而破壞孔的精度。 （ 2）工序集中原則 15 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，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易 于保證這些表面間的相互位置精度。 （ 3）組合夾具。 c） 避免采用占機調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。 （ 4）自為基準(zhǔn)原則。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 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。購置機床需要大量投資。 課題研究的內(nèi)容和目的 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。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。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。具有高速、龍門架結(jié)構(gòu)、 五 軸聯(lián)動 的特點， 主要有 U2 U series 三 個規(guī)格， U其中 Useries 最高主軸轉(zhuǎn)速達 20210 轉(zhuǎn) /min，帶 A 軸和 C 軸兩個輔助軸， A 軸旋轉(zhuǎn)角度為 95176。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。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。但傳統(tǒng)的三軸數(shù)控加工不能解決某些復(fù)雜零件的加工，因此，需要引入四軸、五軸、車銑復(fù)合等多軸聯(lián)動數(shù)控機床加工，而現(xiàn)代社會急需大量掌握 現(xiàn)代 CAD/CAM 技術(shù)、 多軸聯(lián)動加工工藝設(shè)計分析與操作的專業(yè)技能人才。隨著我國綜合國力的進一步加強和加入世貿(mào)組織。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。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)。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， 4 日本 FANUC 公司設(shè)計的一款超精密加工機床加工精度 ，其特有的往復(fù)運動單元，能夠超精密微細加工凹槽。工作臺回轉(zhuǎn)軸。以上。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。對于該零件，所有標(biāo)注如圖 23 所示。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。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。 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。這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。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。 精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，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 7IT~6IT ，表面粗糙度為 ~Ra10 m。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。對于精 度要求不太高的工件，一般在毛坯進入機械加工之前安排一次人工時效即可。 刀具材料的選擇 （ 1） 數(shù)控加工對刀具的要求 在切削過程中，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。而硬質(zhì)合金鋼其常溫硬度可達 78～ 82HRC，能耐850～ 1000℃的高溫，切削速度比高速鋼高 4～ 10 倍。 （ 4）一般精加工時，取 ap=～ ；半精加工時，取 ap=～ 。 切削速度確定后，即可計算出主軸轉(zhuǎn)速。 Ra 要求小的，取較小的 f，但又不能 過小，切削厚度 Hd 過薄， Ra 反而增大，且刀具磨損加劇。如果大量的切削熱傳入刀具，容易使刀具損壞 —— 造成“燒刀”的現(xiàn)象。若要 使用切削液，則必須大量連續(xù)注射，以免硬質(zhì)合金刀片因冷熱不均產(chǎn)生裂紋。但行切法將在兩次走刀的起點和終點間留下殘留高度，而達不到要求的表面粗糙度。 ② 切斷、精加工（如順銑）、深孔加工或用高速鋼刀具切削時，宜選擇較低的進給速度，有時可能還要選 擇極小的進給速度。 Vc 主要根據(jù)工件材料、刀具材料和機床功率來選擇。外圓粗 車刀 25 25 1 車端面、粗車 外輪廓 2 T02 93176。因此，刀具材料必須要有足夠的強度和韌性。除各工序操作者自檢外，在關(guān)鍵工序之后、送往車間加工前后、零件全部加工結(jié)束之后，一般均應(yīng)安排檢驗工序。 ⑤ 進給路線短。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(yán)格劃分階段， 17 在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。 （ 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。 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。 （ 4）可調(diào)夾具。 夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度 還有 可靠的定位基準(zhǔn) ，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(zhǔn)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。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 （ 5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。 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。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。多軸數(shù)控編程抽象、操作困難。 A 軸和 C 軸的最小分度值一般為 176。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。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。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。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。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。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。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。西班牙 PANTERA 動梁式龍門加工中心。 （二 )高可靠性。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。主軸前端是一個回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞 Z 軸 360176。 （ 2）刀具半徑補償困難。這種尺寸標(biāo) 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(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)與保持原點設(shè)置的一致性方面帶來很大方便。以求壁 厚均勻、外形對稱、少裝夾等。在工件的加工過程中應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 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”。按專門化程度可分為以下幾種類型的夾具。 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。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。表面粗糙度為~Ra10 m。 ② 先粗后精。 （ 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，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。 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。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。 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） 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。 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。 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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化 日期 會簽 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)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 3