【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)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(lái)確定。主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)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(jìn)行切削加工時(shí)，刀具切削刃的某一點(diǎn)相對(duì)于待加工面在主運(yùn)動(dòng)方 14 向上 的瞬時(shí)速度，也可以理解為是主運(yùn)動(dòng)的線速度，單位為 m/min。 切削速度是切削用量中對(duì)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(duì)于機(jī)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(jiǎn)明手冊(cè)，歸納總結(jié)平時(shí)在實(shí)訓(xùn)課上所學(xué)到的知識(shí)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(dāng)?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(jiǎn)明手冊(cè)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(jiàn)的切削速度列表如下， 見(jiàn)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(chē)削 — 60～ 100 15～ 25 60～ 110 15～ 200 300～ 450 60～ 10 150～ 200 擴(kuò) 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(chē)外輪廓及內(nèi)圓面的主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)表 33 得，車(chē)外輪廓時(shí)，選粗車(chē)切削速度 cV =90 m/min，精車(chē)切 削速度cV =100m/min。 利用公式（ 31）計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速（粗車(chē)工件直徑 D=50mm，精車(chē)工件直徑取平均值）。 粗車(chē)： dVn c?1000? = 901000?? =（ r/min）≈ 400(r/min) 精車(chē)： dVn c?1000? = 1001000?? =(r/min)≈ 600(r/min) 由于車(chē)內(nèi)孔比車(chē)外圓困難，內(nèi)孔車(chē)刀刀桿細(xì)而長(zhǎng)，剛性差，車(chē)削時(shí)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(chē)外圓時(shí)稍慢，粗車(chē)內(nèi)孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速定為 400r/min，精車(chē)內(nèi)孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速定為 600r/min。 ③車(chē)螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速： 在車(chē)削螺紋時(shí)，車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的升降頻特性及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，大多數(shù)普通車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)車(chē)螺紋時(shí)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(xiǎn)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(chē)削內(nèi)螺紋時(shí)取主軸轉(zhuǎn)速 n =300r/min。 （ 3）計(jì)算進(jìn)給速度 進(jìn)給速度是指切削單位時(shí)間內(nèi)工件與進(jìn)給方向相對(duì)位移，單位為 mm/min。 進(jìn)給速度的大小直接影響表面粗糙度的值和車(chē)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(cè)選取。 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，進(jìn)給速度的計(jì)算公式： fnVf ? （式 33） 式中： f 為進(jìn)給量（ mm/r 或 mm/行程）； n 為主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速 r/min。 進(jìn)給量 f ：刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì) 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(lái)描述和度量，單位為 mm/r 或 mm/行程。進(jìn)給量的選擇可根據(jù)以下方法： ① 粗加工時(shí)， f 主要受刀桿、刀片、機(jī)床、工件等的強(qiáng)度和剛度所承受的切削力限制，一般根據(jù)剛度來(lái)選擇。工藝系統(tǒng)剛度好時(shí)，可用大些的 f ；反之，適當(dāng)降低 f ，粗車(chē)時(shí)一般選取為（ ～ ） mm/r。 ②半精加工、精加工時(shí)， 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(chē)、半精車(chē)時(shí)一般選?。?～ ） mm/r。 根據(jù)以上原則，選擇粗車(chē)外圓時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 ，精車(chē)時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 ，粗車(chē)內(nèi)圓時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 ，精車(chē)時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 ，根據(jù)公式（ 33）得： 加工外圓時(shí)： 粗車(chē)： fnvf? = 600=300(mm/min) 精車(chē)： fnvf? = 1000=200(mm/min) 加工內(nèi)圓時(shí)： 粗車(chē)： fnvf? = 400=120(mm/min) 精車(chē)： 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(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)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(chē)循環(huán)時(shí)選背吃刀量為 2mm,精車(chē)循環(huán)時(shí)選背吃刀量為 。 （ 2）主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 車(chē)直線、圓弧及螺紋時(shí)的切削速度可通過(guò)查表 33獲得，粗車(chē)時(shí)的切削速度cv =90m/min，精車(chē)的切削速度 cv =100m/min，根據(jù)公式（ 31）得： 粗車(chē)： dVn c?1000? = 901000?? =（ r/min）≈ 600(r/min) 精車(chē)： dVn c?1000? = 080010 ?? =(r/min)≈ 800(r/min) 車(chē)螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式（ 32）得： kpn ??1000 m in/r???? 因?yàn)槭擒?chē)削外螺紋， 轉(zhuǎn)速可稍微高一些，選擇車(chē) 螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為 n =400r/min。 （ 3）進(jìn)給速度的計(jì)算 先取進(jìn)給量，然后用公式（ 33）計(jì)算進(jìn)給速度。粗車(chē)時(shí)，選取進(jìn)給量 f =，；精車(chē)時(shí)，選取進(jìn)給量 f =。 粗車(chē)： fnVf ? = 600=24(mm/min) 精車(chē)： fnVf ? = 800=120(mm/min) 圓弧軸套加工方案 （ 1） 背吃刀量的選擇： 粗車(chē)外輪廓時(shí) ?pa 2mm，精車(chē)外輪廓時(shí) ?pa ；粗車(chē)內(nèi)孔時(shí)的 ?pa ，精車(chē)內(nèi)孔時(shí) ?pa 。 （ 2）主軸轉(zhuǎn)速的確定： 18 粗車(chē)外輪廓時(shí)，切削速度取 90mm/r； 精車(chē)外輪廓時(shí)，切削速度為 100mm/r； 再根據(jù)公式（ 71），計(jì)算得： 粗 車(chē)：dVn c?1000? = 1001000?? =（ r/min）≈ 600(r/min) 精車(chē)：dVn c?1000? = 081000??=(r/min)≈ 800(r/min) 由于車(chē)內(nèi)孔比車(chē)外圓困難，內(nèi)孔車(chē)刀刀桿細(xì)而長(zhǎng)，而且排削困難、又不便觀察，因此主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)比車(chē)外圓時(shí)稍慢，粗車(chē)內(nèi)孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速定為 400r/min，精車(chē)內(nèi)孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速定為 600r/min。 （ 3）進(jìn)給速度的確定： 進(jìn)給速度的確定根 據(jù)公式（ 73）來(lái)計(jì)算，首先確定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車(chē)時(shí)一般選取為（ ～ ） mm/r，精車(chē)時(shí)一般?。?～ ） mm/r，精車(chē)時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 ，粗車(chē)內(nèi)圓時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 ，精車(chē)時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 ，根據(jù)公式（ 73） 加工外圓時(shí)： 粗車(chē)： fnVf ? = 600=300(mm/min) 精車(chē)： fnVf ? = 1000 =200(mm/min) 加工內(nèi)圓時(shí)： 粗車(chē)： fnVf ? = 400=120(mm/min) 精車(chē)： fnVf ? = 600 =90(mm/min) 以上就是心軸配合件的切削用量的選擇，通過(guò)查表和計(jì)算，得出了以上所有與加工有關(guān)的數(shù)據(jù)。當(dāng)進(jìn)行數(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輸入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)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(jī)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(shí)訓(xùn)基地的實(shí)際情況，機(jī)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(guò)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?chē)橘|(zhì)傳出，而在鉆削時(shí)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(rùn)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(guò)程中必須使用冷卻液對(duì)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。 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(rùn)滑、清洗 切削油 礦物油、動(dòng)植物油、極壓添加劑或油性 潤(rùn)滑 以上三個(gè)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(shí)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(guò)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(guò)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)。可根據(jù)前面的分析按要求擬定填入。 工藝過(guò)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(guò)程如表 5表 52和表 53 所示 表 51 心軸加工工藝過(guò)程卡 序號(hào) 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(chē)削 粗精車(chē)左端面粗車(chē)的外圓面Φ 24mm、Φ 28mm、Φ 40mm Φ 54mm，留余量 ，精車(chē)至尺寸， 切 2mm 2mm,5mm 7mm 的槽； 掉頭裝夾，車(chē)右端面，保證總長(zhǎng)為 120mm，粗車(chē)外圓柱面，留余 量 ，精車(chē)外圓柱面至尺寸，切槽 8mm 2mm，車(chē)螺紋 M30mm 數(shù)控車(chē)床 （ C26136HK） 4 調(diào)質(zhì) 5 檢驗(yàn)