【文章內(nèi)容簡介】 較小。 （ 3）根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件 結構允許的情況下應 選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超過 4 齒。 選擇數(shù)控刀具時應遵循以下原則： （ 1）選擇刀具的種類和尺寸應與加工表面的形狀和尺寸相適應 （ 2）盡量采用硬質合金或高性能材料制成的刀具 （ 3）盡量采用機夾或可轉位式刀具 （ 4）盡量采用高效刀具，如多功能車刀、銑刀等合金刀具。濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 3 切削用量的選擇 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率 為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結合經(jīng)驗而定。 切削深度 ap。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下， ap就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。 切削寬度 ae。一般 ae與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控加工中，一般 ae的取值范圍為： ae=（ ～ ） Dc。 切 削速度 Vc。提高 Vc 也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但 Vc 與刀具耐用度的關系比較密切。隨著 Vc的增大，刀具耐用度急劇下降，故 Vc 的選擇主要取 決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關系，例如車削合金剛 30CrNi2MoVA 時， Vc 可采用 8m/min 左右；而用同樣車削鋁合金時， Vc可選 200m/min 以上。 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度 和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 從刀具的壽命（耐用度 ） 出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選取被吃刀量，其次確定進給速度，最后確定主軸轉速。 背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質量，可留少量精加工余量，一般 ～ 。 進給速度的確定 進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要 根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 確定進給速度的原則： ，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 4 一般在 100～ 200mm/min 范圍內(nèi)選取。 、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在 20～50mm/min 范圍內(nèi)選取。 ，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在 20～ 50mm/min范圍內(nèi)選取。 ，特別是遠距離 “ 回零 ” 時，可以設定該機床 數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。 ，因此，選用介于兩者之間的進給速度，即50mm/min— 100mm/min。 主軸轉速的確定 。 光車外圓時主軸轉速應根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。 切削速度除了計算和查表選取以外，還可以根據(jù)實踐經(jīng)驗確定。需要注意的是，交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。 切削速度確定后，用公式 n=1000v/πD 計算主軸轉速 n(r/min)。 式 中 v切削速度，單位為 m/min，由刀具的耐用度決定； n主 軸轉速，單位為 r/min； D工件直徑或刀具直徑，單位為 mm。 計算的主軸轉速 n最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉速。 表 硬質合金外圓車刀切削速度的參考值 工件材料 熱處理狀態(tài) ap（ mm） （ ， 2) (2,6) (6,10) f（ mm/r） (,) (,) (,1) vc(m/min) 低碳鋼、易切鋼 熱軋 140～ 180 100～ 120 70～ 90 中碳鋼 熱軋 130～ 160 90～ 110 60～ 80 調(diào)質 100～ 130 70～ 90 50～ 70 合金結構鋼 熱軋 100～ 130 70～ 90 50～ 70 調(diào)質 80～ 110 50～ 70 40～ 60 工具鋼 退火 90～ 120 60～ 80 50～ 70 灰鑄鐵 HBS190 90～ 120 60～ 80 50～ 70 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 5 HBS=190～ 225 80～ 110 50～ 70 40～ 60 高錳鋼 10～ 20 銅及銅合金 200～ 250 120～ 180 90～ 120 鋁及鋁 合金 300～ 600 200～ 400 150～ 200 鑄鋁合金（ WSI13%) 100～ 180 80～ 150 60～ 100 注：切削鋼及灰鑄鐵時刀具耐用度約為 60min 。在車削螺紋時，車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距 P（或導程）大小、驅動電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車推薦車螺紋時的主軸轉速 n(r/min)為： n≤（ 1200/P） k。 式中： P被加工螺紋螺距（ mm）； k保險系數(shù)，一般取為 80。 此外，在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量的選擇。 總之，切削用量的具體數(shù)值應根據(jù)機床性能、相關的手冊并結合實際經(jīng)驗用類比方法確定。同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量 。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 3 夾具的選擇 夾具的基本概念 : 1) 什么是夾具 : 在車床上廣泛使用的三爪卡盤，頂尖和銑床上用的平口虎鉗等都屬于夾具。一般來說，夾具夾具是安裝在機床上 的，用以裝夾工件和引導刀具的裝置 .它屬于工藝裝備。在機床 刀具 工件 夾具組成的工藝系統(tǒng)中，夾具是一個重要的環(huán)節(jié) 。 進一步講，夾具安裝于機床的工作臺或底座上，或機床的主軸上 ,工件安裝并夾緊于夾具中的正確位置，引導或調(diào)整刀具或砂輪使之處于相對夾具的正確位置，進行工件的加工，從而獲得合格的工件。 夾具的選擇 : 數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求 ： 一是夾具應具有足夠的精度和剛度 ； 二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時 ， 通常考慮以下幾點： 1）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。 2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。 3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。 4）夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 夾具的類型 : 數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉。 本設計加工的是小型零件，因此采用三爪卡盤。 夾具的作用 : 1) 保證工件加工精 度，穩(wěn)定產(chǎn)品質量。由于夾具在機床上和工件在夾具中的裝夾位置均已確定，所以工件在加工中的位置得到可靠的保證，且不受劃線質量和找正技術濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 2 水平等因素的影響。 2) 擴大機床使用范圍，充分發(fā)揮機床潛力，對于中小工廠，由于機床品種，規(guī)格和數(shù)量有限 ,為了適應生產(chǎn)的需要，充分發(fā)揮現(xiàn)有設備的潛力，往往通過設計不同的夾具來進一步擴大機床的工作范圍達到一機多用的目 的。 零件的安裝 : 數(shù)控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，注意以下兩點： 1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，這樣有利于編 程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。 2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 4 軸的類型及材料選擇 軸類零件是常見的典型零件之一，其主要功能是支持傳動零部件（齒輪、皮帶輪、離合器等），傳遞扭矩和承受載荷，就其功用可分為：主軸、異形軸和其它軸三類，主軸除支持齒輪或皮帶輪、離合器外，還將旋轉運動及扭轉力矩通過主軸端部的夾具傳給工件或刀具；異形軸可通過凸輪、偏心和曲拐部分將回轉運動變?yōu)橹本€運動，其它軸則主要傳遞扭矩或承受載荷。 從軸類零件的結構特性來看，它們是長度（ L）大于直徑（ d）的回轉體零件，若L/d≤ 12，通常稱為剛性軸；而 L/d＞ 12 稱為撓性軸，其被加工表面常有內(nèi)外圓柱表面、圓錐面及花鍵、鍵槽、螺紋等。根據(jù)軸類零件的結構特點和精度要求，應選擇合理的定位基準和加工方法進行加工。 軸類零件的材料和毛坯選擇 軸類零件應根據(jù)不同的工件條件和使用要求選用不同的材料。 45號鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜，經(jīng)過調(diào)質（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，局部淬火后在回火，表面硬度可達 HRC45～ 52。 40Cr 等合金鋼結構鋼 適用于中等精度，而轉速較高的軸類零件，具有較高的綜合機械性能。軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 Mn 可制造較高精度的軸。 20CrMnTi、 18CrMnTi、20Mn2B、 20Cr 等低碳合金鋼含鉻、錳鈦和硼等元素，可用來制造在高速度、重載荷等條件下的軸類零件。 軸桿類零件是機械產(chǎn)品中支承傳動件、承受載荷、傳遞扭矩和動力的常見典型零件，其結構特征是軸向（縱向）尺寸遠大于徑向（橫向）尺寸，包括各種傳動軸、機床主軸、絲桿、光桿、偏心輪、凸輪軸、齒輪軸等。 軸類零件最常用的毛坯是型材 和鍛件，對于某些大型的結構形狀復雜的軸也可用鑄件或焊接結構件。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 2 對于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，常用型材（即熱軋或冷拉圓鋼）作為毛坯。 對于