【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 同一臺(tái)機(jī)床上允許更多功能部件同時(shí)執(zhí)行所需要的各種輔助功能已成為可能，因而數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)掏比傳統(tǒng)機(jī)床具有更高的集成化功能要求。 從制造技術(shù)發(fā)展的要求看，隨著新材料和新工藝的出現(xiàn)，以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)低成本的要求，金屬切削加工正朝著切削速度和精度越來(lái)越高、生產(chǎn)效率越來(lái)越高和系統(tǒng)越來(lái)越可靠的方向發(fā)展。這就要求在傳統(tǒng)機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的數(shù)控機(jī)床精度更高．驅(qū)動(dòng)功 率更太，機(jī)械機(jī)構(gòu)動(dòng)’靜、熱態(tài)剛度更好，工作更可靠，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)同連續(xù)運(yùn)行和盡可能少的停機(jī)時(shí)間。 典型數(shù)控銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由基礎(chǔ)件、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)及其他機(jī)械功能附件等幾部分組成。 注 :在用數(shù)控銑床加工零件之前可先用程序斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件 (SSCNC)進(jìn)行模擬加工 檢查編寫(xiě)程序是否正確 確認(rèn)無(wú)誤后 再用數(shù)控銑床調(diào)入編輯好的程序進(jìn)行加工 并得到實(shí)物 這樣會(huì)使得生產(chǎn)出的零件更為準(zhǔn)確 將誤差避免到最小。 選擇切削用量 （ 1） 制訂切削用量 制訂切削用量， 就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定切削深度 ap、進(jìn)給量 f 和切削速度υ c。所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定切削深度 ap、進(jìn)給量 f 和切削速度υ c。不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時(shí)，考慮的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所區(qū)別。粗加工時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優(yōu)先選擇盡 可能大的切削深度 ap，其次選擇較大的進(jìn)給量 f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度。精加工時(shí)，首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面質(zhì)量要求，故一般選用較小的進(jìn)給量 f 和切削深度 ap，而 盡可能選用較高的切削速度υ c。 （ 2）切削深度 ap 的選擇 切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量來(lái)確定。粗加工時(shí)，除留下精加工余量外，一次走刀應(yīng)盡可能切除全部余量。當(dāng)加工余量過(guò)大，工藝系統(tǒng)剛度較低，機(jī)床功率不足，刀具強(qiáng)度不夠 或斷續(xù)切削的沖擊振動(dòng)較大時(shí)，可分多次走刀。切削表面層有硬皮的鑄鍛件時(shí)，應(yīng)盡量使 ap 大于硬皮層的厚度，以 保護(hù)刀尖。半精加工和精加工的加工余量一般較小時(shí)，可一次切除，但有時(shí)為了保證工件的加工精度和表面質(zhì)量，也可采用二次走刀。多次走刀時(shí)，應(yīng)盡量將第一次走刀的切削深度取大些，一般為總加工余量的 2/3~3/4。在中等功率的機(jī)床 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 8 上、粗加工時(shí)的切削深度可達(dá) 8~10mm，半徑加工（表面粗糙度為 ~ m）時(shí)，切削深度取為 ~2mm，精加工（表面粗糙度為 ~ m）時(shí)，切削深度取為 ~。 （ 3）進(jìn)給量 f 的選擇 切削深度選定后，接著就應(yīng)盡可能選用較大的進(jìn)給量 f。粗加工時(shí)，由 于作用在工藝系統(tǒng)上的切削力較大，進(jìn)給量的選取受到下列因素限制；機(jī)床 — 刀具 — 工件系統(tǒng)的剛度，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，機(jī)床有效功率與轉(zhuǎn)矩，以及斷續(xù)切削時(shí)刀片的強(qiáng)度。半精加工和精加工時(shí)，最大進(jìn)給量主要受工件加工表面粗糙度的限制。工廠(chǎng)中，進(jìn)給量一般多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按一定表格選取，在有條件的情況下，可通過(guò)對(duì)切削數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索和優(yōu)化。 泵蓋零件的切削用量計(jì)算 該零件材料切削性能較好，銑削平面、臺(tái)階面及輪廓時(shí)，留 ；孔加工精度留 ，精鉸余量留 。選擇主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度時(shí)，查詢(xún) 切削用量手冊(cè)，確定切削速度和進(jìn)給量，然后計(jì)算進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速。以下是計(jì)算過(guò)程。 1．鉆削用量 （ 1）背吃刀量 ap 取 ap＝ （ 2）主軸轉(zhuǎn)速 取 S＝ 750。 （ 3）進(jìn)給速度 取 vf＝ 110 mm/min。 2． 216。 12mm銑削用量 （ 1）主軸轉(zhuǎn)速 取 vC ＝ 20m/min。 ∴ (r/min)，取 S＝ 400。 （ 2）進(jìn)給速度 216。 12mm高速鋼立銑刀為 3 刃， fZ＝ Dc＝ 12＝ ∴ vf＝ fzzS＝ 3 400＝ 72mm，取 vf＝ 72 mm/min。 3． 216。 12mm銑削用量 （ 1）背吃刀量 ap 由于刀具材料為高速鋼，工件加工深度為 25mm，取 ap＝ 25。 （ 2）主軸轉(zhuǎn)速 取 S＝ 530。 （ 3）進(jìn)給速度 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 9 取 vf＝ 80 mm/min。 4．鏜削用量 （ 1）主軸轉(zhuǎn)速的確定 取硬質(zhì)合金單刃鏜刀的切削速度為 150m/min。 ＝ (r/min)，取 S＝ 1200。 （ 2）鏜削進(jìn)給速度的確定 取鏜削時(shí)的進(jìn)給量為 。 vf＝ fS＝ 1200＝ 60 (mm/min)，取 vf＝ 60。 名詞解釋?zhuān)? 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工 件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱(chēng)為加工路線(xiàn)。編程時(shí)，加工路線(xiàn)的確定原則有以下幾點(diǎn)： ，減少刀具空程移動(dòng)時(shí)間 ，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量 理想的加工路線(xiàn)不僅可以加工出合格的產(chǎn)品同時(shí)也能使數(shù)控機(jī)床得到合理的利用和充分的發(fā)揮，而要實(shí)現(xiàn)這一原則必須實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)原則，一保證精度原則，二提高生產(chǎn)效率原則。按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原則確定加工順序，詳見(jiàn)泵蓋零件數(shù)控加工工序卡。外輪廓加工采用順銑方式，刀具沿切線(xiàn)方向切入和切出。 該零件應(yīng) 先用平口鉗夾粗 精銑底面以底面 A 作為基準(zhǔn)粗 精銑上表面、臺(tái)階面和孔系，在銑削外輪廓時(shí)，采用“一面兩孔”定位方式，即以底面 A、 216。12H7 和 216。32H7 孔定位，詳見(jiàn)數(shù)控加工工序卡。 第四章 定位基準(zhǔn)的選擇和夾緊方案的確定 定位基準(zhǔn)的選擇 在設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前首先要確定合理的定位基準(zhǔn)，就本工序來(lái)說(shuō)要注意到以下幾點(diǎn)：定位基準(zhǔn)必須與工藝基準(zhǔn)重合，并盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以減小定位誤差，獲得最大的加工允差，降低夾具制造精度。當(dāng)定位基準(zhǔn)和工件基準(zhǔn)或是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)必須進(jìn)行必要的加工尺寸及允差換算；應(yīng)選擇工件上最大的 平面，最長(zhǎng)的圓柱面或是圓柱軸線(xiàn)為定位基準(zhǔn)， 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 10 以提高定位精度，并使定位穩(wěn)定、可靠；在選擇定位元件時(shí)，要防止出現(xiàn)超定位現(xiàn)象；在工件的各加工工序中，力求采用同一基準(zhǔn)，以避免因基準(zhǔn)更換而降低工件各表面相互位置的準(zhǔn)確度；當(dāng)鑄件以毛坯面做為第一道工序時(shí)的基準(zhǔn)，應(yīng)選用比較光整的表面做基準(zhǔn)面?？紤]到該零件圖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用以下方式定位：選用平口虎鉗夾緊：采用“一面兩孔”定位方式，即以底面 A， 216。12H7 和 216。32H7 孔定位所以滿(mǎn)足減小定位誤差獲得最大的加工允差的要求，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)的需要；銑底面時(shí)則以上工序粗銑出來(lái)的頂面為粗基準(zhǔn)來(lái)銑底 面，同樣也是定位基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合，也滿(mǎn)足了本工序的設(shè)計(jì)需求。 夾具與裝夾方案的選擇 名詞解釋?zhuān)? 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，為保證工件的加工精度和加工質(zhì)量，必須使工件位于機(jī)床上的正確位置，也就是通常所說(shuō)的“定位”，然后將它固定也就是通常所說(shuō)的“夾緊”。工件在機(jī)床上定位與夾緊的過(guò)程稱(chēng)為工件的裝夾過(guò)程。 1．工件的定位原理 （ 1）六點(diǎn)定位原理 工件在空間有六個(gè)自由度，即沿 X、 Y、 Z 三個(gè)坐標(biāo)方向的移動(dòng)自由度和繞 X、 Y、 Z三個(gè)移動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)自由度 A、 B、 C，如下圖所示。 要確 定工件在空間的位置，需要按一定的要求安排六個(gè)支撐點(diǎn)也就是通常所說(shuō)的定位元件，以限制加工工件的自由度，這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原理”。需要指出的是，工件形狀不同，定位表面不同，定位點(diǎn)的布置情況也各不相同。 （ 2）限制自由度與工件加工要求的關(guān)系 根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，有些自由度對(duì)加工要求有影響，有些自由度對(duì)加工要求無(wú)影響，對(duì)加工要求有影響的自由度必須限制，而不影響加工要求的自由度不必限制。 （ 3）完全定位與不完全定位 工件的六個(gè)自由度都被限制的定位成為完全定位，工件被限制的自由度少于六個(gè)，但不影響加工要求的定位，成為不完全定位，完全定位和不完全定位是實(shí)際加工中工件最常用的定位方式。 （ 4）工件安裝的基本原則 在數(shù)控機(jī)床上工件安裝的原則與普通機(jī)床相同，也要合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。為了提高數(shù)控機(jī)床的效率，在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 力求設(shè)計(jì) 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 11 基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一。 ② 盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位和裝夾后就能加工出全部待加工表面。 ③ 避免采用占機(jī)調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 2．工件的夾緊 金屬切削加工過(guò)程中，為保證工件定位時(shí)確定的正確位置， 防止工件在切削力、離心力、慣性力或重力等作用下產(chǎn)生位移和振動(dòng)，必須將工件夾緊。這種保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置稱(chēng)為夾緊裝置。 （ 1）對(duì)夾緊的基本要求 ① 工件在夾緊過(guò)程中，不能改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 ② 夾緊力的大小適當(dāng)，既要保證工件在加工過(guò)程中的位置不能發(fā)生任何變動(dòng)，又要使工件不產(chǎn)生大的夾緊變形；同時(shí)也要使得加工振動(dòng)現(xiàn)象盡可能小。 ③ 操作方便、省力、安全。 ④ 夾緊裝置的自動(dòng)化程度及復(fù)雜程度，應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)。 （ 2）夾緊力方向和夾緊點(diǎn)的確定 ① 夾緊力應(yīng)盡可能朝向主要定位基準(zhǔn)， 這樣可以保證夾緊工件時(shí)不破壞工件的定位，影響工件的加工精度要求。 ② 夾緊力方向應(yīng)有利于減少夾緊力，要求能夠在最小的夾緊力作用下，完成零件的加工過(guò)程。 ③ 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的方向和方位上，這一原則對(duì)剛性較差的零件特別重要，可以保證零件的夾緊變形量最小。 ④ 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近零件的加工表面，保證主要夾緊力的作用點(diǎn)與加工表面之間的距離最短，可有效提高零件裝夾的剛性，減少加工過(guò)程中的振動(dòng)。 ⑤ 夾緊力的作用方向應(yīng)在定位支撐的有效范圍內(nèi)，不破壞零件的定位要求。 3．夾具的選擇 數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì) 夾具提出了兩個(gè)基本要求，一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能保證零件與機(jī)床坐標(biāo)系之間的準(zhǔn)確尺寸關(guān)系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機(jī)床的安裝要求，應(yīng)選取能保證加工質(zhì)量、滿(mǎn)足加工需要的夾具。除此之外，還要考慮以下幾點(diǎn)： （ 1）當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。在成批生產(chǎn)時(shí)可以考慮采用專(zhuān)用夾具，同時(shí)要求夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （ 2）裝夾零件要方便可靠，避免采用占機(jī)人工調(diào)整的裝夾方式，以縮短輔助時(shí)間，盡量采用液壓、氣動(dòng)或多工位夾具，以提高生產(chǎn)效率。 （ 3）在數(shù)控機(jī)床上使用的夾具，要能夠安裝準(zhǔn)確，能保證工件和機(jī)床坐標(biāo)系的相對(duì)位置和尺寸，力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算工作量。 （ 4）盡量減少裝夾次數(shù)，做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大多數(shù)表面的加工，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，達(dá)到充分提高數(shù)控機(jī)床效率的目的。 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 12 泵蓋零件裝夾方案的確定 在設(shè)計(jì)機(jī)床夾 具前首先要確定合理的定位基準(zhǔn)，就本工序來(lái)說(shuō)要注意到以下幾點(diǎn)：定位基準(zhǔn)必須與工藝基準(zhǔn)重合，并盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以減小定位誤差，獲得最大的加工允差，降低夾具制造精度。當(dāng)定位基準(zhǔn)和工件基準(zhǔn)或是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)必須進(jìn)行必要的加工尺寸及允差換算；應(yīng)選擇工件上最大的平面，最長(zhǎng)的圓柱面或是圓柱軸線(xiàn)為定位基準(zhǔn)，以提高定位精度，并使定位穩(wěn)定、可靠；在選擇定位元件時(shí)，要防止出現(xiàn)超定位現(xiàn)象；在工件的各加工工序中，力求采用同一基準(zhǔn)，以避免因基準(zhǔn)更換而降低工件各表面相互位置的準(zhǔn)確度；當(dāng)鑄件以毛坯面做為第一道工序時(shí)的基準(zhǔn)，應(yīng)選用比較 光整的表面做基準(zhǔn)面。考慮到該零件圖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用以下方式定位：選用平口虎鉗夾緊：采用“一面兩孔”定位方式，即以底面 A， 216。12H7 和 216。32H7 孔定位所以滿(mǎn)足減小定位誤差獲得最大的加工允差的要求，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)的需要；銑底面時(shí)則以上工序粗銑出來(lái)的頂面為粗基準(zhǔn)來(lái)銑底面，