【正文】 、精加工兩道工序，粗加工選擇8mm的鋒鋼立銑刀，重點(diǎn)在快速去除余量。圖67 圓弧過渡的特征 倒角點(diǎn)擊特征里面的圖標(biāo)如圖48所示倒角。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(jìn)行冷卻，以避免造成“燒刀”的現(xiàn)象和零件精度的影響。刀具的Kr′愈大，刀尖圓弧半徑r愈大，則f可選較大值。其計(jì)算公式為： 粗車外輪廓時(shí)： = = 900r/min精車外輪廓時(shí)： = = 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(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機(jī)床說明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 經(jīng)綜合分析：此組合裝配零件在粗加工時(shí)選用較大的ap，半精加工時(shí)取ap=～,由于此零件進(jìn)度要求較高，所以最后一道精加工時(shí)的余量取ap=～。（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。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。② 最終熱處理。因?yàn)榇我砻娴募庸っ娣e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(jìn)行加工。（4）光整加工階段對某些要求特別高的表面，需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，進(jìn)一步提高尺寸精度和減小表面粗糙度。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。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。③工件安裝的基本原則在數(shù)控機(jī)床上工件安裝的原則與普通機(jī)床相同，也要合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。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。因而在加工時(shí)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。對于該零件，所有標(biāo)注如圖23所示。目前流行的CNC系統(tǒng)尚無法完成刀具半徑補(bǔ)償，因?yàn)镮SO文件中沒有提供足夠的數(shù)據(jù)對 刀具位置進(jìn)行重新計(jì)算。以上。工作臺回轉(zhuǎn)軸。隨著CAM系統(tǒng)的發(fā)展，機(jī)床加工精度得到了大幅度的提升，其特有的往復(fù)運(yùn)動單元，能夠超精密微細(xì)加工凹槽。鋼質(zhì)床身內(nèi)部特別設(shè)計(jì)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)。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(diǎn)，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。隨著我國綜合國力的進(jìn)一步加強(qiáng)和加入世貿(mào)組織。本課題研究的葉輪軸零件是典型的多軸聯(lián)動數(shù)控加工。近幾年來，作為機(jī)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。使用回轉(zhuǎn)刀具時(shí)，由Z 軸控制回轉(zhuǎn)的主軸作直線運(yùn)動，就成為五軸控制；只有使用非回轉(zhuǎn)刀具時(shí)可作六軸控制。C軸旋轉(zhuǎn)角度為270176。智能化包含在機(jī)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。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(jìn)行加工。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。多軸數(shù)控加工機(jī)床和三軸數(shù)控加工機(jī)床之間的價(jià)格懸殊很大。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(qiáng)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(shí)，我們該注重實(shí)際的用途，不能盲目選擇。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。這種保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置稱為夾緊裝置。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(shí)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)。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(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。某些機(jī)床工作臺回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)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(shí)間，提高加工效率。在實(shí)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(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，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。⑤ 進(jìn)給路線短。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(yàn)工序。因此，刀具材料必須要有足夠的強(qiáng)度和韌性。外圓粗車刀25251車端面、粗車外輪廓2T0293176。Vc主要根據(jù)工件材料、刀具材料和機(jī)床功率來選擇。②切斷、精加工（如順銑）、深孔加工或用高速鋼刀具切削時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，有時(shí)可能還要選擇極小的進(jìn)給速度。但行切法將在兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留高度，而達(dá)不到要求的表面粗糙度。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。葉輪細(xì)節(jié)的說明：1. 葉輪流道是螺旋槽，槽的中心線是螺旋槽線，其導(dǎo)程為1202. 螺旋線公式：Z 長度 T 角度 對應(yīng)長度上的角度差3. 旋向：左旋4. 5片葉片均勻一般企業(yè)、學(xué)校，常見的數(shù)控銑床或加工中心多為三軸二聯(lián)動或三軸三聯(lián)動，個別的配置一個轉(zhuǎn)臺作為第四軸。 自動編程常用的自動編程軟件有Cimatron、UG、MasterCam、CAXA、PowerMill等，本處選擇CAXA2013大賽版制造工程師軟件進(jìn)行自動編程。圖44為等高線 加工后生成的G代碼程序。定位對刀點(diǎn)N40G01Z0F100。N200X78。調(diào)用子程序號0001，1次N60G00Z100。換1號刀N20G90G54G00Z100。調(diào)用子程序號0001，1次N180G00Z100。調(diào)用子程序號0001，1次N120G00Z100。抬刀N160A288。主軸停止N300M30。N140。一般采用機(jī)床空運(yùn)行的方式進(jìn)行校驗(yàn)，有圖形顯示卡的機(jī)床可直接在CRT顯示屏上進(jìn)行校驗(yàn)，現(xiàn)在有很多學(xué)校還采用計(jì)算機(jī)數(shù)控模擬進(jìn)行校驗(yàn)。選擇CAXA2013大賽版制造工程師軟件實(shí)體仿真功能，設(shè)置毛坯、刀具、干涉檢查等相關(guān)參數(shù)后，進(jìn)行仿真加工，對刀路進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。本處采用前者,此時(shí)葉輪軸的軸線與Z軸( 刀具主軸) 垂直。 圖66 葉片的造型特征 過渡圓弧點(diǎn)擊特征里面的圖標(biāo)過渡曲面底邊的圓弧，其圓弧值為R4，如圖47。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。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。切削速度確定后，即可計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速。（4）一般精加工時(shí)，取ap=～；半精加工時(shí)，取ap=～。而硬質(zhì)合金鋼其常溫硬度可達(dá)78～82HRC，能耐850～1000℃的高溫，切削速度比高速鋼高4～10倍。 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。對于精度要求不太高的工件，一般在毛坯進(jìn)入機(jī)械加工之前安排一次人工時(shí)效即可。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。精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)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。（1）同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，還是全部加工表面都先粗加工后精加工分開進(jìn)行，主要應(yīng)根據(jù)零件的精度要求考慮。簡單的機(jī)床工藝裝備。通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具，如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。 圖31 工件在空間的六個自由度②限制自由度與工件加工要求的關(guān)系 根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，有些自由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，對加工要求有影響的自由度必須限制，而不影響加工要求的自由度不必限制。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。由于數(shù)控加工精度與重復(fù)定位精度都很高，不會產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因而可將局部尺寸分散標(biāo)注法改為以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。以圓柱銑刀進(jìn)行接觸成形銑削時(shí)，需要對不同直徑的刀具編制不同的程序。90176。 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。（三)高精度。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(yàn)和技術(shù)決竅，動態(tài)加工特性和精度表現(xiàn)良好。 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(jī)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(jìn)而直接影響整個工作過程。也給傳統(tǒng)的機(jī)械，專業(yè)人才帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。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。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(yáng)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。通常為了提高加工效率而使用回轉(zhuǎn)刀具，但有時(shí)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。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(jì)，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。網(wǎng)絡(luò)診斷、遠(yuǎn)程控制，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等技術(shù)的興起使五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。A軸和C軸的最小分度值一般為 176。多軸數(shù)控編程抽象、操作困難。多軸數(shù)控加工除了機(jī)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(jìn)行升級，使之適應(yīng)多軸數(shù)控加工的要求，以及對校驗(yàn)程序進(jìn)行升級，使之能夠?qū)φ麄€機(jī)床進(jìn)行仿真處理。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Ф90x120mm。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。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。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(shí)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Ф60、Ф58的外圓作為定位，所以用三爪卡盤從圓柱面進(jìn)行夾緊。（4）可調(diào)夾具。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）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。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。數(shù)控加工中，應(yīng)縮短刀具移動距離，減少空行程時(shí)間。此外，去毛刺、倒鈍銳邊、去磁、清洗及涂防銹油等都是不可忽視的輔助工序。一般用刀具材料的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性值來反映材料的強(qiáng)度和韌性。外圓精車刀25251精車外輪廓3T03中心鉆￠1鉆￠1￠20中心孔4T04￠12麻花鉆￠121鉆￠12孔35T05￠21麻花鉆￠211鉆￠21孔6T06￠20麻花鉆￠201鉆￠20孔57T0790176。（1）刀具材料好，Vc可選得高些。③刀具或工件的空行程運(yùn)動，特別是遠(yuǎn)距離返回程序原點(diǎn)或機(jī)床原點(diǎn)時(shí)，可以設(shè)定盡量高的加工速度，如日本大森Ⅲ型R2J50系列深孔系統(tǒng)規(guī)定的快速進(jìn)給速度可達(dá)30000mm/min。先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，能獲得較好的效果。綜上所述：因該零件的精度要求都有點(diǎn)高，切削鋁時(shí)不得使用水溶液，考慮到冷卻液作用和價(jià)格，選擇乳化液可以滿足要求，所以粗加工的時(shí)候主要用低濃度的乳化液，精加工的時(shí)候主要用高濃度的乳化液。以立式機(jī)床為例，按笛卡爾坐標(biāo)系，轉(zhuǎn)臺軸線分別與X軸、Y軸、Z軸重合，相應(yīng)地轉(zhuǎn)臺定義為A軸、B軸、C軸。三維造型。圖44 生成G代碼5 程序編寫加工程序編寫根據(jù)零件圖、工藝設(shè)計(jì)與工藝文件編寫出零件加工程序，詳細(xì)的加工程序見附錄表5表5表53。車端面N50X0。N210。抬刀N70A72。建立工件坐標(biāo)系N30M03S1500。抬刀N220M05。旋轉(zhuǎn)角度144度N110M98P1001。調(diào)用子程序號0001，1次N150G00Z100?？焖俣ㄎ坏絏150Z100處N290M05。N130。目前，除了少數(shù)老式的數(shù)控機(jī)床仍在采用穿孔紙帶外，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均不再采用此種控制介質(zhì)了；(6)程序校驗(yàn) 程序必須經(jīng)過校驗(yàn)正確后才能使用。圖42 葉片五軸限制線加工仿真。 若無三爪，可在右端圓柱部車一個同軸的工藝搭子與轉(zhuǎn)臺中心孔過盈配合定位，過盈量不宜過大，如＜ mm即可。 圖65 Ф40圓臺的造型特征 葉片部分造型 新建坐標(biāo)系點(diǎn)擊圖標(biāo)，再在