【文章內(nèi)容簡介】 料，簡單介紹 數(shù)控機床的編程 指令以及零件圖的繪制和實體圖的插入 。本次論文的重點是第 3 部分 ，里面描述了各參數(shù)的選擇原則 以及加工方案的確定、工藝過程卡片和刀具卡片的編制 。 3 第 2 部分 零件 分析 讀圖與審圖 圖 杯體零件圖 圖 杯蓋 零件圖 圖 酒杯組合 圖 本次我要分析的典型零件 是 一 個酒杯組合件 ， 其實質(zhì)是孔或 軸 的零件組合 ， 4 生產(chǎn)規(guī)模為小批量加工，零件的軌跡比較復(fù)雜 。在此過程中， 必須保 證孔或 軸零件的尺寸精度 ，以及杯蓋與杯口的配合 。 （零件圖紙在第 5 部分提交資料中） 可以看出 杯體長為 73mm， 外圓直徑 φ58mm 和內(nèi)孔直徑 φ43mm， 內(nèi)孔深度 42mm，圓弧半徑 R20mm，杯蓋長為 22mm，外圓直徑 φ54mm，外輪廓圓弧半徑 R43mm 和內(nèi)輪廓圓弧半徑 R13mm， 及圓弧、內(nèi)孔組合而成的外圓結(jié)構(gòu)。從整體結(jié)構(gòu)來看輪廓是完整的，而且整體沒有什么結(jié)構(gòu)上的缺陷，無熱處理和硬度要求。 毛坯的選擇 毛坯選擇的正確與否，對產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)成本有很大的影響，提高毛坯的加工質(zhì)量，可減少機械加工的勞動量，降低機械加工的勞動成本，而且應(yīng)當(dāng)指出，我國機械制造廠的材料利用率不是很高，只要有可能，我覺得應(yīng)采用精密鍛造（ 鍛件精度高，不需和只需少量切削加工就能滿足工藝要求的鍛造工藝） ，冷軋（ 塑性變形溫度低于回復(fù)溫度的軋制過程） 等先進的方法制造毛坯。 由上圖可知毛坯可選擇材料為 45圓鋼 ， 加工杯體的 料棒直徑為 65mm，長度為 100mm 的毛坯 ，加工杯蓋的棒料直徑為 60mm，長度為 45mm 的毛坯 較為合適。 基準(zhǔn)的選擇 在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。 基準(zhǔn)選擇原則 1． 便于裝夾的原則 所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。根據(jù)這一原則，該零件的定位基準(zhǔn)以中心為基準(zhǔn)。 2． 便于對刀的原則 5 批量加工時在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下， 保證對刀的可 行 性和方便性。根據(jù)該零件的特征我覺得對刀基準(zhǔn)應(yīng)該以左右端面為準(zhǔn)。 裝夾的選擇 三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。 根據(jù)零件的尺寸、精度要求和生產(chǎn)條件選擇最常用的車床通常用的是三爪自定心卡盤如圖 。三爪自定心卡盤可以自定心，夾持范圍大，適用于截面為圓心，三角形、六邊形的軸類和盤類上小型零件。 圖 (a) 三角卡盤 圖 (b)三角卡盤裝夾 圖 夾具 加工機床的選擇 根據(jù)毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀的復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度。選取數(shù)控車床，型號為 CAK6140，其參數(shù)見表 表 機床參數(shù) 名稱 單位 規(guī)格 床身最大回轉(zhuǎn)直徑 mm 248。400 最大車削長度 mm 850 滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑 mm 248。200 滑板上最大切削直徑 mm 248。200 6 主軸通孔直徑 mm 248。53 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 15002400 刀架形式 — 立式 4 工位刀架 快移速度 x/z m/min 刀具安裝尺寸 mm 20*20 床尾主軸直徑 mm 248。55 床尾主軸孔錐度 — 莫氏 4 號 床尾套筒行程 mm 140 x 軸形程 mm 220 z 軸形程 mm 1000 x/z 軸重復(fù)定位精度 mm 數(shù)控系統(tǒng) — 華中 加工精度 — IT6IT7 工件表面粗糙度 μm 7 第 3 部分 方案編制與設(shè)計提案 刀具的選擇 數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的，要求 編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點，能過正確的選擇刀具及切削用量。數(shù)控車床對刀具的要求很高，不僅要求刀具精度高，鋼性好，耐久度高，而且要求安裝、調(diào)整、刃磨方便，斷屑及排屑性能好。 刀具裝配時應(yīng)注意的要求 1． 在可能的范圍內(nèi)，是被加工工件的形狀、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。從而刀具的種類，實現(xiàn)不換刀或少換刀，以縮減準(zhǔn)備和調(diào)整的時間。 2． 使用刀具規(guī)格化和通用化，以減少刀具的種類，便于刀具管理。 3． 盡可能用可轉(zhuǎn)為刀片，磨損后只需要更換刀片，增加了刀具的互換性。 4． 在設(shè) 計或選擇刀具時，應(yīng)盡量采用高效率、斷屑及排屑性能好的刀具。 數(shù)控車床常用的車刀 數(shù)控車削常用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧車刀和成形車刀。如下圖 所示為常用車刀的種類、形成和用途。 圖 刀具 8 根據(jù)零件的分析可以選用的刀具為：外圓車刀為 90176。右偏刀， 外輪廓的加工選用 35176。尖形車刀 ；孔的加工，首先 ， 使用 中心鉆打孔，然后，用 φ20 錐柄麻花鉆鉆孔， 最后， 選擇鏜孔刀擴孔。 量具的選擇 零件的量具的選擇 1． 測量 內(nèi) 、外圓柱面尺寸：游標(biāo)卡尺；如圖 2． 測量深度：深 度游標(biāo)卡尺； 圖 量具 切削液的選擇 由零件圖可知，該零件的加工有 空的加工外輪廓梯形槽 加工和 圓弧 的加工需要用到切削液，以確保加工時的精度。 金屬切削過程中，合理選擇切削液，可以改善工件與刀具之間的摩擦狀況，降低切削力和切削溫度，減少刀具磨損和工件的熱變形，從而可以提高刀具的耐用度、加工效率和加工質(zhì)量。 切削液的特點 1． 潤滑 具有良好潤滑能力的切削液可以減少刀具與工件或切屑間的直接接觸，減輕摩擦和粘結(jié)，因此，可減少刀具磨損，提高工作表面質(zhì)量。 2． 冷卻 具有良好冷卻作用的切 削液能從切削區(qū)域帶走大量切削熱量，使切削溫度降 9 低。 3． 清洗 主要用于沖走切削區(qū)域與機床上的細(xì)碎切屑和脫落的磨粒，防止劃傷已加工表面的導(dǎo)軌。 4． 防銹 切削液中加入防銹劑，如亞硝酸鈉、磷酸三鈉和石油磺酸鋇等，可在金屬表面形成一層保護膜，起防銹作用。 常用的切削液有：水溶液，乳化液，切削油，由零件圖可知，該零件的加工有空的加工和 圓弧 的加工需要用到切削液，以確保加工時的精度。所以選擇乳化液較為合適。其作用：冷卻、潤滑、清洗而且還有一定的防銹作用。 被吃刀量的選擇 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的 切削用量，包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進給速度等，切削用量對于不同的加工方法，需選用不同的切削用量。合理的選擇切削用量，對零件的表面質(zhì)量、精度、加工效率影響很大。這在實際中也很難把握，要有豐富的實踐經(jīng)驗才能夠確定合適的切削用量。 切削用量的選擇原則是：粗加工時以提高生產(chǎn)率為主，同時兼顧經(jīng)濟性和加工成本的考慮；半精加工和精加工時，應(yīng)同時兼顧切削效率和加工成本的前提下，保證零件的加工質(zhì)量。值得注意的是，切削用量（主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進給量）是一個有機的整體，只有三者互相適應(yīng)，達到最合理的匹配值，才能獲得最佳的切削用 量。此外，確定切削用量時除了遵循一般的原則和方法外， 切削用量的其它因素 1． 異的影響 不同的刀具廠家生產(chǎn)的刀具質(zhì)量差異很大，所以切削用量需要根據(jù)實際用刀具和現(xiàn)場經(jīng)驗加以修正。 2． 機床特性的影響 切削性能受數(shù)控機床的功率和機床的剛性限制，必須在機床說明書規(guī)定的范 10 圍內(nèi)選擇，避免因機床功率不夠發(fā)生悶車現(xiàn)象，或剛性不足產(chǎn)生大的機床振動現(xiàn)象，影響零件的加工質(zhì)量、精度和表面粗 糙 度。 3． 數(shù)控機床生產(chǎn)率的影響 數(shù)控機床的工時費用較高，相對而言，刀具的損耗成本所占的比重較低，應(yīng)盡量采用高的切削用量，通過適當(dāng) 降低刀具壽命來提高數(shù)控機床的生產(chǎn)率。 背吃刀量的選擇是為了保證以最少的進給次數(shù)去除毛坯的加工余量，根據(jù)被加工零件的余量確定分層切削深度，選擇較大的背吃刀量，以提高生產(chǎn)效率。為保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般留有少量的余量，在精加工中沿輪廓走一刀，加工時，除了留有必要的半精加工的余量外，應(yīng)盡量減少粗加工的次數(shù)。 綜合考慮：粗加工時選擇 2mm 的背吃刀量。精加工時留有 的余量。 主軸轉(zhuǎn)速的選擇 主軸轉(zhuǎn)速的計算公式為： n=1000v/πD 式中的符號解釋如下： V——切削速度，單位為 m/min，由刀具的耐用度決定； N——主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； D——工件直徑或刀具直徑，單位為 mm。 以上算出來的都是理論的值，在實際加工中，操作者可以根據(jù)實際加工情況，通過適當(dāng)調(diào)整數(shù)控機床控制面板上的主軸轉(zhuǎn)速倍率開關(guān)，來控制主軸轉(zhuǎn)速的大小，以確定最佳的主軸轉(zhuǎn)速。 綜上所述：粗車 外輪廓 時轉(zhuǎn)速為 225r/min； 精車 外輪廓 時轉(zhuǎn)速為 450r/min；粗車內(nèi)孔時轉(zhuǎn)速為 225r/min；精車內(nèi)孔時轉(zhuǎn)速為 450r/min 較為合適。 進給量的確定 進 給量 F 的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì) 量的前提下可以選擇較高的進給速度。在切斷、車削深孔或精車時，應(yīng)該選用較低的進給速度。當(dāng)?shù)毒呖招谐绦驎r，特別是遠(yuǎn)距離回零時，可以設(shè)定盡量高的進給速度。 11 綜上所訴：本次加工零件可以選擇粗車時一般為 ，精車時取 切槽時取 ,精鏜孔為 ， 走刀路徑的選擇 走刀路徑的選擇在數(shù)控加工中非常的重要 ,它直接影響到加工編程時的難易程度而且對加工過程中工作的效率有很大的影響 ,所以選擇合理的走刀路線對這些問題的解決有很大的幫助 。 走刀路徑選擇原則 1． 在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時，為使其計算過程盡量簡化，既不易出錯，又便于校核，編程者有時將每一刀加工完后的刀