【文章內(nèi)容簡介】 7 加工出合格的零件，首先要對該 零件圖 紙 進(jìn)行分析，如上圖所示，該零件是由螺紋、圓柱、圓弧、 橢圓弧、 槽等表面組成，總長度為 100mm,其中有較嚴(yán)格的直徑尺寸精度要求如 ??????????mm 、 ????????? mm????????? mm ??、 ?????????mm， 軸線長度的精度如 40?????mm、 ???????? mm。 粗糙度要求槽面 、 其他表面為 。 經(jīng)過以上分析，我可以采用以下幾點(diǎn)工藝措施： （ 1）橢圓軸外圓輪廓的尺寸精度都是 要求公差在 0～ 范圍 之內(nèi) .因此編程時(shí)可以按整數(shù)編，粗加工過后，精加工之前 統(tǒng) 一 進(jìn)行磨耗調(diào)整，使得零件精度得到保證， 即在磨耗調(diào)整中輸入 。若 因加工 誤差 導(dǎo)致零件加工出偏少則在磨耗中 加 一個(gè)數(shù)值 ， 若零件加工出偏大則減一個(gè)數(shù)值?？傊鶕?jù)實(shí)際情況調(diào)整盡量使零件 加工后 尺寸處于公差范圍中間值。 （ 2） 在輪廓曲線上，有一處橢圓弧與階梯軸相連，為了保證其橢圓起點(diǎn)與階梯軸的端部相連的準(zhǔn)確性，通過橢圓公式，及所給已知條件算出橢圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)為 (,)。 （ 3） 零件的右端是由外螺紋，圓柱、圓弧、槽等表面組成，且每段圓柱軸的長度很少，顯然不好裝夾，因此為了保證工件的定位準(zhǔn)確、穩(wěn) 定、夾緊方便可靠、支撐面積大、便于裝夾，所以應(yīng)留在最后加工，先裝夾毛坯加工左端內(nèi)、外表面及圓柱 ?38 mm。 再調(diào)頭裝夾 ?36 mm的圓柱加工右端 。 零件毛坯及材料的選擇 軸類零件可根據(jù)使用要求、 生產(chǎn) 類型、 設(shè)備 條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式 及毛坯材料 。對于外圓直徑 之間 相差不大 的階梯 軸，一般以棒料為主；而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。 由于該零件的進(jìn)行機(jī)械要求不是很高且階梯軸外圓直徑相差不大， 故毛坯 選用棒料。 毛坯 規(guī)格 選擇 為 ?40???? mm。如下圖所示： 8 圖 23 45 號(hào) 鋼是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá) 45~52HRC。 由于該 零件無很高的機(jī)械性能要求， 因此該零件材料 選用45 號(hào)鋼。 9 根據(jù)該零件 外形屬于 軸類零件，比較適合在車床上加工， 又經(jīng)過對零件圖尺寸及形狀分析，尺寸精度較高且要加工橢圓弧及內(nèi)腔，普通機(jī)床不能加工出該零件的形狀，也很難保證其尺寸精度、表面粗糙度， 為了 保證零件的加工尺寸精度和表面質(zhì)量，因此選用數(shù)控車床，由于我們學(xué)?，F(xiàn)在使用的是 FANUC數(shù)控系統(tǒng)，所以利用學(xué)校資源。我選擇在本校的數(shù)控機(jī)床 FANUCCK6140加工該零件。數(shù)控 機(jī)床 FANUCCK6140實(shí)物圖見附錄一。 刀具的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)， 選擇 刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相 比 ，數(shù)控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度高、紅硬性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝 調(diào)整方便，能適應(yīng)高速和大切削用量切削。選刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。 根據(jù)該零件分析 選刀如下： 由于是鋼件， 平端面 時(shí)我 選用 45176。 硬質(zhì)合金 端面 車刀 。 零件外圓 粗車、精車在這里我選擇一把硬質(zhì)合金右端面 93176。 外圓車刀 。零件內(nèi)輪廓形狀加工時(shí)我選用的是 刀桿 為 202 0mm 材料為硬質(zhì)合金的鏜孔刀。 切槽時(shí)由于零件中 外形 槽寬 為 8mm，一般都選刀寬 4mm,刀桿 202 0mm材料為 硬質(zhì)合金的 切 槽 刀，切 外形 槽時(shí)選用 4mm 刀寬 就可以了 。 零件的內(nèi)形槽槽寬也是 8mm，因此我選用 3mm 的內(nèi)切 槽刀切內(nèi)槽。 切螺紋時(shí)為了保證其螺紋刀的強(qiáng)度 我 選用 的材料是 硬質(zhì)合金 的 60176。 外螺紋車刀 和 60176。 內(nèi)螺紋車刀 。 10 量具的選擇 數(shù)控加工一般采用通用 量 具，如游標(biāo)卡尺、百分表、內(nèi)徑千分尺等 ，為了使零件加工后達(dá)到技術(shù)要求，我選擇的量具規(guī)格是： 外端面長度用規(guī)格為 0～150mm游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量；內(nèi)孔用規(guī)格 25～ 50mm內(nèi)徑千分尺進(jìn)行測量。螺紋用 0～150mm 的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量，槽用高度尺測量。 量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)，以提高工件的測量精度。 部分量具如下圖所示 : 游標(biāo)卡尺 內(nèi)徑千分尺 夾具的選擇 數(shù)控機(jī)床加工零件中必須在機(jī)床上占有一個(gè)正確的位置，才能使工件加工后達(dá)到工序加工要求。機(jī)床夾具作為在金屬切削機(jī)床上確保這個(gè)正確的位置的一種工藝裝備，其設(shè)計(jì)及使用在金屬切削加工、保證零件加工精度和質(zhì)量中占有關(guān)鍵的地位。因此選擇合適的夾具非常重要，根據(jù)該軸類零件的形狀位置精度要求需保證同軸度，則選用 三爪自動(dòng)定心卡盤。 11 加工工序的劃分 通常工序劃分有三種方法 ： ① 按零 件的裝夾定位方式劃分 ； ② 按粗、精加工劃分 ； ③ 按所用的刀具劃分工序 ； 由于零件需要調(diào)頭加工，如果按粗、精加工劃分工序。在調(diào)頭加工前有兩次粗加工和精加工，調(diào)頭后加工有一次粗加工和精加工，這樣劃分的話顯得很繁瑣且很難保證其同軸度，所以不可取。如果按所用刀具劃分工序，刀具至少有 7把，比較多，若要調(diào)頭加工前后至少要重復(fù)使用三把刀，而同一把刀的兩次粗、精加工分別在調(diào)頭加工前后，加工內(nèi)容不連續(xù)，所以也不合理，不易劃分工序；只有按零件的裝夾定位方式劃分工序比 較符合該零件的加工工序，且能保證兩次裝夾的位置精度，每一次裝夾為一道工序。該零件需調(diào)頭一次完成三道加工工序即可以完成所有的加工表面，也能夠保證各尺寸精度及表面粗糙度。 加工 順 序的確定 零件車削加工 順序確定需遵循以下幾個(gè)原則： （ 1） 基面先行原則 用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。 所以我應(yīng)先平左端面作為基準(zhǔn)面。 （ 2）先 主 后 次 由于所加工表面都是重要表面，因此應(yīng)按照順序從右到左加工。 （ 3）先粗后精 先車削去除大部分的金屬余量，再進(jìn)行成形加工以保證零件 的尺寸要求和質(zhì)量要求。 （ 4） 先面后孔 因此先加工左端外表面后再鉆孔 （ 5）內(nèi)外交加 即對有內(nèi)表面，又有外表面需加工的零件，安排加工順序時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面精加工。 因此我先對左端內(nèi)外表 12 面進(jìn)行粗加工，再一次精加工。 加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具的刀位點(diǎn)相對于工件運(yùn)動(dòng)軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加工路線的確定 原則主要有以下幾點(diǎn)： (1) 加工路線應(yīng)保證 被加工零件的尺寸精度和表面 粗糙度，且效率高。 盡量使 數(shù)值計(jì)算簡單、 以減少編程工作量。 (2) 應(yīng)使加工路線最短，這樣即減少了程序段，又減 少了空行程時(shí)間。 (3) 確定加工路線時(shí)， 還要考慮工件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度等情況 確定是一次進(jìn)給，還是多次進(jìn)給來完成表面的加工 。 綜合上面 加工 路線的 原則及 零件具體分析確定的 加工 路線有 四 步如下圖所示： 圖 零件輪廓 第一步：裝夾右端，加工左端內(nèi)輪廓形狀， 棒料伸出卡盤外 75mm,找正后夾緊。 粗車左端面 和外圓并鉆 ???x40mm 孔 ,用 G71 指令 依次粗車左端外輪廓。 ???圖 ? 13 第二步：用用 G71 指令從右到左依次粗車左端 內(nèi)輪廓 。 ??圖 ???第 三 步 ：裝夾右端，依次 用 G70 指令 精加工左端內(nèi)輪廓，再進(jìn)行左端 用 G01指令 內(nèi)輪廓切槽， G??指令 內(nèi)螺紋加工，最后依次 用 G70 指令 進(jìn)行左端外輪廓精加工。 ??? 圖 ??? 14 第四步：裝夾左端 用 G73 指令對 右端外輪廓進(jìn)行粗加工 ， 用 G70 指令對 右端外輪廓進(jìn)行 精加工，用 G75 指令 切槽， G??指令螺紋加工 。 ?圖 ? 零件定位基準(zhǔn)的確定 零件定位基準(zhǔn)的選擇包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。 （ 1）粗基準(zhǔn)選擇原則 ① 為了保證不加工 和 加工表面之 間的位置要求，應(yīng)選不加工表面作粗基準(zhǔn)。 ② 合理分配各加工表面的余量，應(yīng)選擇毛坯外圓作粗基準(zhǔn)。 ③ 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。 ④ 選擇粗基準(zhǔn)表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷。以便定位可靠。 （ 2）精基準(zhǔn)選擇原則 ① 基準(zhǔn)重合原則：選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)； ② 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，自為基準(zhǔn)原則，互為基準(zhǔn)原則 綜合上述基準(zhǔn)選 用 原則，由于是軸類零件，在車床上只需用三 爪 卡盤裝夾定位，定位基準(zhǔn)應(yīng)選在零件的軸線上，以毛坯 ?40mm的棒料的軸線和右端面作為定位基準(zhǔn)。 15 裝夾方式的確定 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床一樣也要選擇定位基準(zhǔn)和夾緊應(yīng)力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面，避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。裝夾應(yīng)盡可能一次裝夾加工出全部或最多的加工表面。由零件圖可分析，我應(yīng)先裝夾???mm 直徑 毛坯 的 一端，夾緊其 40mm 的長度加工 左端內(nèi)外輪廓 。一直加工到零件右端的 ??? mm然后將棒料卸下。裝夾 ??? mm的圓柱表面，加工另一端的 外輪廓，槽，螺紋 。這樣兩次裝夾即可完成零件的所有加工表面，且能保證其加工要求。裝夾 方式 如下： 圖 加工左端裝夾圖 ? 圖 加工右端裝夾圖 16 工作坐標(biāo)原點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，編程人員為了編程方便，便于確定工件幾何形狀上各要素的位置。選擇工件上的某一已知點(diǎn)為原點(diǎn)，建立一個(gè)坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的選擇應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn) ) 重合，盡量 選在精度較高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度。 。 。 由于我們學(xué)校用的是 FANUC系統(tǒng) CK6140VA數(shù)控 車 床 ,為了方便對刀，一般選工件端面為 Z軸 坐標(biāo)原點(diǎn)。 車削 時(shí)，工件坐標(biāo)原點(diǎn)是編程時(shí)確定地址的依據(jù)。通常把 X 軸的坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在主軸的回轉(zhuǎn)中心，也就是工件直徑為零的地方： Z軸的坐標(biāo)原點(diǎn)是根據(jù)零件具體分析確定的。在這我把 Z軸的坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在工件的端面上。 換刀點(diǎn)的確定 ，是數(shù)控加工工藝分析的重要內(nèi)容之一。如果換刀點(diǎn)沒確定好則可能 會(huì)打到工件就會(huì)造成安全事故，因此我根據(jù)零件分析確定工件的換刀點(diǎn)和以工件的左端面為工件原點(diǎn)的工件坐標(biāo)系如下圖所示。 圖 工件原點(diǎn)和工件坐標(biāo)系 17 合理的切削用量是指充分利用刀具切削性能和機(jī)床動(dòng)力性能 (功率、扭矩 )，在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括背吃刀量 、 進(jìn)給 量 (進(jìn)給速度 )、 主軸轉(zhuǎn)速 （切削速度） 。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。 并編入程序單內(nèi)。 合理 選擇切削用量的原則是： 粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、刀具說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 背吃刀量： ap 一般指工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離 。 一般根據(jù)