【文章內(nèi)容簡介】 易于軸上零件的精確定位，穩(wěn)固裝配拆卸和調(diào)整。 3 采用各種減少應(yīng)力應(yīng)用和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施。 4 便于加工制造和保證精度。 軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一零件可以有幾種不同的加工方法 ，但只有某一種較合理，在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中，須注意以下幾 點(diǎn)： 1 零件圖工藝分析中，需理解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度、材質(zhì)、熱處理等技術(shù)要求，且要研究產(chǎn)品裝配圖，部件裝配圖及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 2 滲碳件加工工藝路線一般為：下料→鍛 造→正火→粗加工→半精加工→滲碳→去碳加工 →淬火→車螺紋、鉆孔或銑槽→粗磨→低溫時效→半精磨→低溫時效→精磨。 6 3 粗基準(zhǔn)選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。 4 精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè) 計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。 4 軸類零件實(shí)例加工 （一） 實(shí)體零件的生成 實(shí)體是利用 Pro/E 軟件生成的：首先打開 Pro/E 軟件新建一個零件窗口，然后草繪出來零件的二維零件圖，在利用軟件中的實(shí)體把二維圖轉(zhuǎn)換成實(shí)體（如圖 2— 1 所示）。先保存一下，然后在打開一個制造的窗口，這樣會彈出一個對話框，先點(diǎn)裝配，有回彈出一個子菜單，再點(diǎn)裝配，把剛才保存的零件裝配到制造這個窗口上，調(diào) 一下約束，把零件調(diào)到完全約束狀態(tài)。然后點(diǎn)擊完成。點(diǎn)里面的創(chuàng)建按扭，在下面的菜單欄里點(diǎn)定義后會彈出一個窗口，然后在實(shí)體零件上選一個與軸長平行的基準(zhǔn)面，在選一個與軸垂直的基準(zhǔn)面，然后會自動彈出草繪界面，在那上面草繪出一個比實(shí)體零件大的圓（Φ 70），然后點(diǎn)確定按扭，把生成的毛坯覆蓋住零件長度 146。這樣就完成了毛坯的生成（如圖 2— 2所示）。 圖 21 圖 22 7 加工工藝分析 如 圖 分析零件圖紙和工藝分析 該軸類零件由圓柱、圓錐、 圓弧、螺紋和槽等表面組成。零件材料為 45 號鋼，無熱處理要求，該零件進(jìn)行精加工，圖 70不加工。 通過上述分析，可以采用下面的工藝措施： 選用具有直線、圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控車床加工，機(jī)床名稱： CJK6032A數(shù)控機(jī)床 ,如 下 圖 :所示。 如 圖 : 8 相關(guān)參數(shù)如下： 1 零件螺紋外徑、圓錐、側(cè)角、外圓和臺階可一次加工，圓弧已大于 90176。，加工是要注意保證加工不干涉。 9 2 為便于裝夾，坯件左端預(yù)車出加持部分，右端也應(yīng)先車出并鉆好中心孔，毛坯用料為直徑 70mm棒料。 3 該零件在加工中只需要一次裝夾加工，從圖紙上進(jìn)行尺寸標(biāo)注分析：工件坐標(biāo)系的工件原點(diǎn)應(yīng)選擇定在零件裝夾后的右端面圓心處 O（ 0， 0）點(diǎn)，如圖 所示。 確定裝夾方案 由于夾具確定了零件在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，因而根據(jù)要求夾具能保證零件在機(jī)床的正確坐標(biāo)方向，同時協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。因此數(shù)控機(jī)床的夾具應(yīng)定位可靠、穩(wěn)定，一般采用三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤或彈簧夾頭。分析本工件為外輪廓加工，外表面可以依次加工，無內(nèi)孔，可采用一次裝夾完成粗、精加工。 為了保證在加工螺紋時確 保工件不來回晃動 ,減少誤差 ,一般以軸線和左端面為定位基準(zhǔn) ,左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊 ,右端采用活動頂尖支撐裝夾方案。 確定加工路線及進(jìn)給路線 加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面 。因此在本設(shè)計(jì)中加工路線是按先粗車（給精車留余量 1mm），然后再精車，按先主后次的加工原則盡量使“刀具集中”，即用一把刀加工完相應(yīng)的部位，在換另一把刀加工其他部位。以減少空行程和換刀時間，因此： 1 車外圓：自右向左加工，起加工路線為：先倒角 —— 切削螺紋的實(shí) 際外圓Φ 28—— 側(cè)角 —— 切削錐度部分 —— 撤消圓弧部分 —— 車削Φ 66。 2 切槽：考慮到槽不太寬，可采用一把刀一刀完成，選擇刀具寬度與槽寬相等，分多刀步進(jìn)切削。步進(jìn)深度為 1mm。 3 車螺紋：分析螺紋深度不深，采用兩刀完成螺紋加工。 4 切斷：零件加工結(jié)束后，選擇切斷刀將工件從棒料上分離出來完成一個零件的加工。 加工路線如下圖 （數(shù)控自動加工工序卡）： 如圖 10 軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控自動加工工序卡 型別 車削 零件圖號 零件名稱 軸類零件 3— 1 設(shè)備名稱 車床 設(shè)備 型號 CJK6032A 程序號 %0001 基本材料 45＃鋼 硬度 HRC2628 工序名稱 區(qū)域車削 工序號 NC01 工步號 工步內(nèi)容 夾刀具 量具 編號 名稱 編號 名稱 1 粗車外圓 01 外圓車刀 01 游標(biāo)卡尺 2 精車槽 02 切槽刀 02 千分尺 3 精車螺紋 03 螺紋刀 01 游標(biāo)卡尺 4 精車外圓 03 螺紋刀 02 千分尺 11 刀具的選擇 與普通機(jī)床相比， 數(shù)控加工時對刀具提出了更高的要求，不僅要求剛性好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、耐用度高、斷屑和排屑性能好，同時要求安裝調(diào)整方便，滿足數(shù)控機(jī)床的高效率。 因此，刀具的選擇是數(shù)控車削加工工藝中的重要內(nèi)容之一 ,它不僅影響機(jī)床加工效率而且直接影響零件的加工質(zhì)量。在編程時選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、被加工零件材料等因素。數(shù)控加工刀具材料要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料，一般原則是盡可能選擇硬質(zhì)合金精密加工時還可選擇性能更好、更耐磨的陶瓷立方氮化硼和金剛石刀具并優(yōu)選刀具參數(shù)。 一般來說需 將所選定的刀具參數(shù)填入表軸承套數(shù)控 加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。 常見的軸套類數(shù)控加工刀具如下。 軸承套數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號 數(shù)控車工藝分析實(shí)例 零件名稱 軸承套 零件圖號 Lathe01 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑 mm 備注 1 T01 45176。 硬質(zhì)合金端面車刀 1 車端面 2 T02 中心鉆 1 鉆中心孔 3 T03 割槽刀 1 割槽 4 T04 鏜刀 1 鏜內(nèi)孔各表面 5 T05 90176。 外圓車刀 1 車外 圓 表面 6 T06 大鉆頭 1 鉆底孔 7 T07 60176。 外螺紋車刀 1 車 M45螺紋 編制 張忠祥 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 1 頁 第 1頁 根據(jù)加工要求，選用三把刀具，Ⅰ號刀車外圓，Ⅱ號刀切槽，Ⅲ號刀車螺紋及進(jìn)行精加工。刀具應(yīng)正確的選擇換刀點(diǎn)，以便在換刀過程中，刀具與工作機(jī)床和夾具不會碰撞。此設(shè)計(jì)中，換刀點(diǎn)為 P（ 100， 100） 見圖 。 （ 1）粗車外輪廓選擇硬質(zhì)合金 90 度外圓刀，其副偏角應(yīng)取大一些為防止干涉，現(xiàn)取副偏角為 35度； （ 2）切槽選擇硬質(zhì)合金切槽刀，刀尖寬度為 5mm； 12 （ 3）精車倒角、 外圓、圓錐、圓弧。車 M28Χ 螺紋，應(yīng)選用硬質(zhì)合金 60176。外螺紋刀，取刀尖半徑為 ～ 。 刀具選擇完畢、 工件裝夾方式確定后，即可通過確定工件原點(diǎn)來確定工件坐標(biāo)系。如果要運(yùn)行這一程序來加工工件，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系開始運(yùn)動的起點(diǎn)。程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)一般通過對刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱為對刀點(diǎn)。在編制程序時，要正確選擇對刀點(diǎn)的位置。對刀點(diǎn)設(shè)置原則是： （ 1）便于數(shù)值處理和簡化程序編制； （ 2）易于找正并在加工過程中便于查找； （ 3）引起的加工誤差小。 對刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾 具或機(jī)床上。 選擇切削用量 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(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)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(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。 根據(jù)本次加工的實(shí)際情況選擇 主軸轉(zhuǎn)速為：車直線、圓弧和切槽時其粗車主軸轉(zhuǎn) 速為 400r/min，精車時，主軸轉(zhuǎn)速 900r/min，車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速為 400r/min。 進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工進(jìn)度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。一般粗車選用較高的進(jìn)給速度，以便較快去除毛坯余量，精車以考慮表面粗糙和零件精度為原則，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度，得出下表 粗 精 外圓 內(nèi)孔 槽 min/r 13 在本例中選擇 進(jìn)給速度為：粗車時，選取進(jìn)給量為 ，精車時，選取進(jìn)給量為，車螺紋時，進(jìn)給量等于螺紋導(dǎo)程，選為 。 背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量 (除去精車量 )，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(zhì)量，可留少量精加工余量，一般 。本例中，背吃刀量的選擇大致為 如下表 ： 如表 ： 粗 精 外圓 (mm) (mm) 內(nèi)孔 (mm) (mm) 螺紋 隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少 槽 根據(jù)刀寬，分兩次進(jìn)行 注意 ： 背吃刀量的選擇因粗、精加工而有所不同。粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)；精加工時，為保證零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取 ~ mm 較為合適。 故在本例中粗加工時：切削深度為4mm，精車時切削深度為 。 編程 數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集度及自動化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備，是綜合 應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動控制、自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與普及，現(xiàn)代化企業(yè)對于懂得數(shù)控加工技術(shù)、能進(jìn)行數(shù)控加工編程的技術(shù)人才的需求量必將不斷增加。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。 編程技巧 數(shù)控車床與普通車床相比，一個顯著的優(yōu)點(diǎn)是：對零件變化的適應(yīng)性強(qiáng)，更換零件只需改變相應(yīng)的程序，對刀具進(jìn)行簡單的調(diào)整即可做出合格的零件，為節(jié)約成本贏得先機(jī)。但是，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用，不僅要有良好的硬件，（如：優(yōu)質(zhì)的刀具、機(jī)床的精度等），更重要的是軟件：編程，即根據(jù)不同的零件的特 點(diǎn)，編制合理、高效的加工程序。 數(shù)控車床雖然加工柔性比普通車床優(yōu)越，但單就某一種零件的生產(chǎn)效率而言，與普通車 14 床還存在一定的差距。因此，提高數(shù)控車床的效率便成為關(guān)鍵，而合理運(yùn)用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機(jī)床效率往往具有意想不到的效果。 1 靈活設(shè)置參考點(diǎn) 一般來說，數(shù)控車床共有二根軸，即主軸 Z 和刀具軸 X。棒料