【文章內(nèi)容簡介】 時主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料及性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。主軸轉(zhuǎn)速的計算公式是： dVn c?1000? （式 31） 式中： cV 為 切削速度（ m/min）； d為工件待加工表面或刀具的最大直徑（ mm）。 切削速度 cV ：在進行切削加工時，刀具切削刃的某一點相對于待加工面在主運動方 14 向上 的瞬時速度，也可以理解為是主運動的線速度，單位為 m/min。 切削速度是切削用量中對切削加工影響最大的因素。切削速度的確定直接影響工件表面質(zhì)量的好壞，要加工出符合要求的零件，在選擇切削速度上就要考慮多方面的因素。在大學(xué)的學(xué)習(xí)課程中對于機械加工工藝的重視程度非常高，而其中的切削三要素又是重中之重。在考量切削速度上，我翻閱了切削用量簡明手冊，歸納總結(jié)平時在實訓(xùn)課上所學(xué)到的知識和一些經(jīng)歷，根據(jù)零件圖的技術(shù)要求要綜合考慮切削條件和要求，選擇適當?shù)那邢魉俣?。以順利完成這次零件加工的心軸配合件。 這次零件加工為了讓每一步 的加工都有數(shù)據(jù)支持，我特意從切削用量簡明手冊中摘錄了一些有用的切削數(shù)據(jù)繪制成表格以便于自己使用。下面的表格就是常見的切削速度列表如下， 見表 33 所示。 表 33 常用切削速度 單位： m/min 材料 鑄鐵 鋼及其合金 鋁及其合金 銅及其合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 車削 — 60～ 100 15～ 25 60～ 110 15～ 200 300～ 450 60～ 10 150～ 200 擴 通孔 10～ 15 30～ 40 10～ 20 35～ 60 30～ 40 — 30～ 40 — 沉孔 8～ 12 25～ 30 8～ 11 30～ 50 20～ 30 — 20～ 30 — 鏜 粗鏜 20～ 25 35～ 50 15～ 30 50～ 70 80～ 150 100～ 200 80～ 150 100～ 200 精鏜 30～ 40 60～ 80 40～ 50 90～ 120 15～ 300 200～ 400 150～ 200 200～ 300 銑 粗銑 10～ 20 40～ 60 15～ 25 50～ 80 15～ 200 350～ 500 100～ 150 300～ 400 精銑 20～ 30 60～ 120 20～ 40 80～ 150 20～ 300 500～ 800 150～ 200 400～ 500 鉸孔 6～ 10 30～ 50 6～ 20 20～ 50 50～ 75 200～ 250 20～ 50 60～ 100 螺紋 ～ 5 — ～ 5 — 5～ 15 — 5～ 15 — 15 鉆孔 15～ 25 — 10～ 20 — 50～ 70 — 20～ 50 — ②車外輪廓及內(nèi)圓面的主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)表 33 得，車外輪廓時，選粗車切削速度 cV =90 m/min，精車切 削速度cV =100m/min。 利用公式（ 31）計算主軸轉(zhuǎn)速（粗車工件直徑 D=50mm，精車工件直徑取平均值）。 粗車： dVn c?1000? = 901000?? =（ r/min）≈ 400(r/min) 精車： dVn c?1000? = 1001000?? =(r/min)≈ 600(r/min) 由于車內(nèi)孔比車外圓困難，內(nèi)孔車刀刀桿細而長，剛性差，車削時彈性變形大，而且排削困難、又不便觀察，因此主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)比車外圓時稍慢，粗車內(nèi)孔時的主軸轉(zhuǎn)速定為 400r/min，精車內(nèi)孔時的主軸轉(zhuǎn)速定為 600r/min。 ③車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速： 在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距（或?qū)С蹋┐笮　Ⅱ?qū)動電動機的升降頻特性及螺紋插補運算速度等多種因素影響，大多數(shù)普通車床數(shù)控系統(tǒng)車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速為： kpn ??1000 （式 32） 式中： p 為工件螺紋的螺距或?qū)С蹋? k為保險系數(shù)， 一般取 80。 零件圖中螺紋導(dǎo)程 p =，由公式（ 32）得： m in/1000rkpn?????? 16 因此，車削內(nèi)螺紋時取主軸轉(zhuǎn)速 n =300r/min。 （ 3）計算進給速度 進給速度是指切削單位時間內(nèi)工件與進給方向相對位移，單位為 mm/min。 進給速度的大小直接影響表面粗糙度的值和車削效率。主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度以及刀具、工件的材料性質(zhì)參考用量手冊選取。 每轉(zhuǎn)進給量，進給速度的計算公式： fnVf ? （式 33） 式中： f 為進給量（ mm/r 或 mm/行程）； n 為主運動的轉(zhuǎn)速 r/min。 進給量 f ：刀具在進給運動方向上相對 于工件的位移量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來描述和度量，單位為 mm/r 或 mm/行程。進給量的選擇可根據(jù)以下方法： 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。工藝系統(tǒng)剛度好時，可用大些的 f ；反之，適當降低 f ，粗車時一般選取為（ ～ ） mm/r。 ②半精加工、精加工時， f 根據(jù)工件的 aR 要求選擇。 aR 要求小的，取較小的 f ，因此，在 精車、半精車時一般選?。?～ ） mm/r。 根據(jù)以上原則，選擇粗車外圓時每轉(zhuǎn)進給量為 ，精車時每轉(zhuǎn)進給量 ，粗車內(nèi)圓時每轉(zhuǎn)進給量為 ，精車時每轉(zhuǎn)進給量為 ，根據(jù)公式（ 33）得： 加工外圓時： 粗車： fnvf? = 600=300(mm/min) 精車： fnvf? = 1000=200(mm/min) 加工內(nèi)圓時： 粗車： fnvf? = 400=120(mm/min) 精車： fnvf ? = 600=90(mm/min) 17 心軸切削用量的確定 （ 1） 背吃刀量的確定 背吃刀量的選擇要根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的情況下，就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。因此輪廓粗車循環(huán)時選背吃刀量為 2mm,精車循環(huán)時選背吃刀量為 。 （ 2）主軸轉(zhuǎn)速的計算 車直線、圓弧及螺紋時的切削速度可通過查表 33獲得，粗車時的切削速度cv =90m/min，精車的切削速度 cv =100m/min，根據(jù)公式（ 31）得： 粗車： dVn c?1000? = 901000?? =（ r/min）≈ 600(r/min) 精車： dVn c?1000? = 080010 ?? =(r/min)≈ 800(r/min) 車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式（ 32）得： kpn ??1000 m in/r???? 因為是車削外螺紋， 轉(zhuǎn)速可稍微高一些，選擇車 螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速為 n =400r/min。 （ 3）進給速度的計算 先取進給量，然后用公式（ 33）計算進給速度。粗車時，選取進給量 f =，；精車時，選取進給量 f =。 粗車： fnVf ? = 600=24(mm/min) 精車： fnVf ? = 800=120(mm/min) 圓弧軸套加工方案 （ 1） 背吃刀量的選擇： 粗車外輪廓時 ?pa 2mm，精車外輪廓時 ?pa ；粗車內(nèi)孔時的 ?pa ，精車內(nèi)孔時 ?pa 。 （ 2）主軸轉(zhuǎn)速的確定： 18 粗車外輪廓時，切削速度取 90mm/r； 精車外輪廓時，切削速度為 100mm/r； 再根據(jù)公式（ 71），計算得： 粗 車：dVn c?1000? = 1001000?? =（ r/min）≈ 600(r/min) 精車：dVn c?1000? = 081000??=(r/min)≈ 800(r/min) 由于車內(nèi)孔比車外圓困難，內(nèi)孔車刀刀桿細而長，而且排削困難、又不便觀察，因此主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)比車外圓時稍慢，粗車內(nèi)孔時的主軸轉(zhuǎn)速定為 400r/min，精車內(nèi)孔時的主軸轉(zhuǎn)速定為 600r/min。 （ 3）進給速度的確定： 進給速度的確定根 據(jù)公式（ 73）來計算，首先確定每轉(zhuǎn)進給量，粗車時一般選取為（ ～ ） mm/r，精車時一般?。?～ ） mm/r，精車時每轉(zhuǎn)進給量 ，粗車內(nèi)圓時每轉(zhuǎn)進給量為 ，精車時每轉(zhuǎn)進給量為 ，根據(jù)公式（ 73） 加工外圓時： 粗車： fnVf ? = 600=300(mm/min) 精車： fnVf ? = 1000 =200(mm/min) 加工內(nèi)圓時： 粗車： fnVf ? = 400=120(mm/min) 精車： fnVf ? = 600 =90(mm/min) 以上就是心軸配合件的切削用量的選擇，通過查表和計算，得出了以上所有與加工有關(guān)的數(shù)據(jù)。當進行數(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輸入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)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：保證零件加工質(zhì)量和表面粗糙度充分發(fā)揮具切削性能保證合理的刀具切削性能和耐用度，并充分發(fā)揮機床的性能最大限度 地提高生產(chǎn)率減低成本。綜合考慮各方面的因素，考慮到學(xué)校實訓(xùn)基地的實際情況，機床的承受范圍，在選擇切削用量上都選擇的比較小。 加工路線的選擇 根據(jù)上述的加工方案、工藝文件等作出數(shù)控加工走刀路線如圖 39 39 39 19 39 39 396所示： 心軸加工路線圖 圖 391 心軸左端走刀路線 圖 392 心軸右端走刀路線圖 20 圓弧軸套加工路線圖 圖 393 圓弧軸套右端走刀路線圖 圖 394 圓弧軸套左端走刀路線圖 21 圓錐軸套加工路線圖 圖 395 圓錐軸套右端走刀路線圖 圖 396 圓錐軸套左端走刀路線圖 22 4 冷卻液的選擇 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。大量的切削熱被工件吸收 9%～ 30%、切屑吸收 50%～ 80%、刀具吸收 4%～ 10%，其余由周圍介質(zhì)傳出，而在鉆削時切削熱有 52%傳入麻花鉆。 冷卻液是為了提高切削加工效率而使用的液體。 為了刀具和工件的溫度，不僅要減少切削熱的產(chǎn)生，而且要改善散熱條件，使用切削液可以有效的降低溫度 還可以防止切削層金屬的變形。 它可有效的減小摩擦，改善散熱條件，從而降低切削力、切削溫度和減少刀具摩擦，提高生產(chǎn)率和表面加工質(zhì)量。切削液具有冷卻、潤滑、清洗和防銹作用。 由于熱脹冷縮的原理，工件和刀具吸收了一部分的熱量，工件和刀具產(chǎn)生變形最終影響加工精度。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。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行冷卻，以避免造成“燒刀”的現(xiàn)象和零件精度的影響。 常用的冷卻液如表 41 所示。 表 41 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 以上三個零件材料均為 45 鋼，刀具大部分使用的是硬質(zhì)合金，但為了在加工時有良好的散熱性，減少刀具磨損，增加加工的表面質(zhì)量，選擇低濃度的乳化液作為此次加工的切削液，在加工過程中，連續(xù)不斷的加工，避免硬質(zhì)合金刀具冷熱不均而產(chǎn)生裂痕。保證加工質(zhì)量。 23 5 加工工藝文件制定 零件圖、數(shù)控加工刀具卡、數(shù)控加工工藝過程卡和數(shù)控加工工序卡是編制數(shù)控加工程序的主 要依據(jù)?？筛鶕?jù)前面的分析按要求擬定填入。 工藝過程卡片 根據(jù)前面的工藝方案制定心軸、圓弧軸套、圓錐軸套主要工藝過程如表 5表 52和表 53 所示 表 51 心軸加工工藝過程卡 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工裝 1 下料 45： φ 65mm 150mm 鋸床 2 熱處理 正火 3 車削 粗精車左端面粗車的外圓面Φ 24mm、Φ 28mm、Φ 40mm Φ 54mm，留余量 ，精車至尺寸， 切 2mm 2mm,5mm 7mm 的槽； 掉頭裝夾，車右端面，保證總長為 120mm，粗車外圓柱面，留余 量 ，精車外圓柱面至尺寸，切槽 8mm 2mm，車螺紋 M30mm 數(shù)控車床 （ C26136HK） 4 調(diào)質(zhì) 5 檢驗