【文章內(nèi)容簡介】 工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)根據(jù)地生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等選擇工藝裝備。 一、夾具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應(yīng)首先采用各種通用夾具和機(jī)床附件，如卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、分度頭等；對于大批和大量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率應(yīng)采用專用高效夾具；多品種中、小批量生產(chǎn)可采用可調(diào)夾具或成組夾具。 因?yàn)楸菊n題所要加工的軸形狀較簡單，采用通用夾具即可，因此選用 三角卡盤 。 二、 刀具的選擇 一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。若采用機(jī)械集中，則可采用各種高效的專用刀具、復(fù)合刀具和多刃刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)符合加工要求。 其次在選用刀具時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）在數(shù)控機(jī)床上銑削平面時(shí)，應(yīng)采用鑲裝可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。 一般采用兩次走刀，一次粗銑，一次精銑。當(dāng)連續(xù)切削時(shí)，粗銑刀直徑要小一些，精銑刀直徑要大一些，最好能包容待加工面的整個(gè)寬度。加工余量大，且加工面又不均勻時(shí)，刀具直徑要選得小些，否則當(dāng)粗加工時(shí)會因接刀刀痕過深而影響加工質(zhì)量。 2）高速鋼立銑刀多用于加工凸臺和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因?yàn)槊? 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 面有硬化層和夾砂現(xiàn)象，刀具會很快被磨損。 3）加工余量較小，并且要求表面粗糙度值較低時(shí)，應(yīng)采用鑲立方氮化硼刀片的端銑刀或鑲陶瓷刀片的端銑刀。 4）鑲硬質(zhì)合金的立銑刀可用于加工凹槽、窗口面、凸臺面和毛坯表面。 5）鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀可以進(jìn)行強(qiáng)力切削，銑削毛坯表面和用于孔的粗加工。 6）精度要求較高的凹槽加工時(shí)，可以采用直徑比槽寬小一些的立銑刀，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補(bǔ)償功能銑削槽的兩邊，直到達(dá)到精度要求為止。 7）在數(shù)控銑床上鉆孔，一般不采用鉆模，鉆孔深度為直徑的 5倍左右的深孔加工容易折斷鉆頭，應(yīng)注意冷卻和排屑。鉆孔前最好先用中心鉆鉆一個(gè)中心孔或用一個(gè)剛性好的短鉆頭锪窩引正。锪窩除了可以解決毛坯表面鉆孔引正問題外，還可以代替孔口倒角。 三、量具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應(yīng)廣泛采用通用量具 ，如游標(biāo)卡尺、百分尺和千分表等；大批、大量生產(chǎn)應(yīng)采用極限量塊和高效的專用檢驗(yàn)夾具和量儀等。量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)。 因本零件屬于小批量生產(chǎn)，因此，選用通用量具即可。 切削用量的選擇 對于高效率的金屬切削機(jī)床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。 在確定每道工序的切削用量時(shí)，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說明書中的規(guī)定去選擇。也可以結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比法確定切削用量。在選擇切削用量時(shí)要充分保 證刀具能加工完一個(gè)零件，或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少不低于半個(gè)工作班的工作時(shí)間。 背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。對于表面粗糙度 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 13 和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機(jī)床加工的余量小一些。 在確定切削用量時(shí)，要根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進(jìn)給量，刀具耐用度，最后選擇合適的切削速度。 表 。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇，一般粗車切削深度為 2～ 3mm,半精車切削深度為 ～ 2mm，精車切削深度為 ～ 。本課題所加工的為 45鋼，由表可知：切削速度應(yīng)在70～ 220mm/min,根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ,我們選擇 Vc=120mm/ n=1000v/∏ dw (dw未加工工件的直徑 )可以計(jì)算出 ,粗車時(shí) n=500r/min。精車時(shí) n=1200r/min. 刀具及切削參數(shù)如下： 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 14 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 15 進(jìn)給路線的確定 在數(shù)控機(jī)床加工過程中，進(jìn)給路線的確定是非常重要的 ，它與工件的加工精度和粗糙度直接相關(guān)。所謂進(jìn)給路線就是數(shù)控機(jī)床在加工過程中刀具中心的移動(dòng)路線。確定進(jìn)給路線，就是確定刀具的移動(dòng)路線。 1）數(shù)控車削進(jìn)給路線的確定 確定數(shù)控車削進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件設(shè)計(jì)圖確定的輪廓順序進(jìn)行的。 車削進(jìn)給路線泛指刀具從對刀點(diǎn)（或機(jī)床固定原點(diǎn)）開始運(yùn)動(dòng)起，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。其基本原則是： ① 力求空行程路線最短?？赏ㄟ^巧用起刀點(diǎn)、將起刀點(diǎn)與其對刀點(diǎn)重合在一起；巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn)，如果將第二把刀的換刀點(diǎn)也設(shè)置在合適點(diǎn)位置上，則可縮短空行程距離，在合理安排“回零”路線時(shí)，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足進(jìn)給路線為最短的要求。 ② 力求切削進(jìn)給路線最短。切削進(jìn)給路線為最短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具的損耗等。 矩形進(jìn)給路線，適用于棒料毛坯，進(jìn)給路線較短。 三角形進(jìn)給路線，適用于棒料毛坯，進(jìn)給路線較長。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 16 仿形進(jìn)給路線，用于鑄、鍛件毛坯時(shí)進(jìn)給路線較短。因毛坯形狀為圓棒料，排除第三種進(jìn)給路線，根據(jù)力求進(jìn)給路線最短原則，第一種走刀路線較適合。 2）數(shù)控銑削進(jìn)給路線的確定 數(shù)控銑削加工中進(jìn)給路線對零件的加工精度和表面質(zhì)量有直接的影響，因此，確定好進(jìn)給路線是保證銑削加工精度和表面質(zhì)量的工藝措施之一。 下面是銑削中幾種常見的走刀路線。 在圖中，左圖和中圖分別為用行切法加工和環(huán)切法加工凹槽的走刀路線，而右圖是先用行切法，最后環(huán)切一刀光整輪廓表面。三種方案中，左圖方案的加工表面質(zhì)量最差，在周邊留 有大量的殘余；中圖方案和右圖方案加工后的能保證精度，但中圖方案采用環(huán)切的方案，走刀路線稍長，而且編程計(jì)算工作量大。 根據(jù)以上分析，本課題所加工的軸上的鍵槽采用右圖所示的走刀方案。 加工順序的確定 支承桿 加工順序安排如下： 外圓輪廓的粗加工 →外 輪廓的 精加工→ 銑鍵槽→ 攻螺紋→ 熱處理 。 當(dāng)主要表面加工順序確定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。對 支承桿 來說非主要表面指的是鍵槽、螺紋等。這些表面加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安排在后面工序進(jìn)行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 17 可以避 免浪費(fèi)工時(shí)。但這些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面過程中損傷已精加工過的主要表面。 加工余量的確定 加工余量的大小等于每個(gè)中間工序加工余量的總和。工序間的加工余量的選擇應(yīng)根據(jù)下列條件進(jìn)行。 1）應(yīng)有足夠的加工余量，特別是最后的工序，加工余量應(yīng)能保證達(dá)到圖樣上所規(guī)定的精度和表面粗糙度值要求。 2）應(yīng)考慮加工方法和設(shè)備的剛性，以及工件可能發(fā)生的變形。過大的加工余量反而會由于切削抗力的增加而引起工件變形加大，影響加工精度。 3）應(yīng)考慮到熱處理引起的變形 ，否則可能產(chǎn)生廢品。 4）應(yīng)考慮工件的大小。工件越大，由切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形亦會越大，加工余量也要相應(yīng)地大一些。 5）在保證加工精度的前提下，應(yīng)盡量采用最小的加工余量總和，以求縮短加工時(shí)間，降低加工費(fèi)用。 程序的確定 一、數(shù)控指令的介紹 數(shù)控程序的指令由一系列的程序字組成，而程序字通常由地址（ address）和數(shù)值（ number）兩部分組成，地址通常是某個(gè)大寫字母。數(shù)控程序中的地址代碼意義如表 11所示。 表 11 功 能 地 址 意 義 程序號 ： (ISO)， O (EIA) 程序序號 順序號 N 順序號 準(zhǔn)備功能 G 動(dòng)作模式（直線、圓弧等） 尺寸字 X、 Y、 Z 坐標(biāo)移動(dòng)指令 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 18 A、 B、 C、 U、 V、 W 附加軸移動(dòng)指令 R 圓弧半徑 I、 J、 K 圓弧中心坐標(biāo) 進(jìn)給功能 F 進(jìn)給速率 主軸旋轉(zhuǎn)功能 S 主軸轉(zhuǎn)速 刀具功能 T 刀具號、刀具補(bǔ)償號 輔助功能 M 輔助裝置的接通和斷開 補(bǔ)償號 H、 D 補(bǔ)償序號 暫停 P、 X 暫停時(shí)間 子程序號指定 P 子程序序號 子程序重復(fù)次數(shù) L 重復(fù)次數(shù) 參數(shù) P、 Q、 R 固定循環(huán) 二、程 序編制方法的確定 程序編制分為：手工編程和自動(dòng)編程兩種。 ：整個(gè)編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識和數(shù)值計(jì)算能力）手工編程適用于：幾何形狀不太復(fù)雜的零件。 ：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。自動(dòng)編程適用于：形狀復(fù)雜的零件、雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個(gè)孔的零件）、雖不 復(fù)雜但計(jì)算工作量大的零件（如輪廓加工時(shí)，非圓曲線的計(jì)算）。 根據(jù)以上各種程序編制的特點(diǎn)，對軸的加工程序的編制進(jìn)行以下選擇：由于 支承桿 的幾何形狀不太復(fù)雜，因此對其外圓表面的加工，應(yīng)選擇手工編程；其軸上的鍵槽雖不復(fù)雜但計(jì)算工作量大，因此選擇自動(dòng)編程。 支承桿 的加工程序 支承桿的加工尺寸如圖所示： 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 19 一、軸外圓表面的加工程序如下： 粗車 O1111 N005 G50 X60 Z20 N010 G00 X45 Z0 S500 T0101 M03 N015 G01 X0 F1 N020 Z2 N025 G00 X36 N030 G01 Z116 N035 X38 N040 G00 Z2 N045 G01 X31 N050 Z116 N055 X32 N060 G00 X100 Z100 N070 M05 N080 M30 調(diào)頭裝夾 O2222 N005 G50 X60 Z20 N010 G00 X0 Z5 S500 T0101 M03 N015 G01 Z1 F1 N020 G02 X39 Z5 CR=40 N025 G01 Z19 N030 G00 100 Z100 N035 T0202 N040 G00 X40 Z23 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 20 N045