【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 加工精度，必須正確裝夾工件，使其相對(duì)機(jī)床切削成形運(yùn)動(dòng)和刀具占有正確的位置。由于設(shè)計(jì)要求中明確提出加工工件具有對(duì)稱度和平行度的特征，因此本設(shè)計(jì)中，在確定裝夾方案時(shí)，重點(diǎn)考慮到保證工件上被加工表面的尺寸精度、平行度、對(duì)稱度等。[4]在本設(shè)計(jì)中，采用虎臺(tái)鉗機(jī)構(gòu)對(duì)工件進(jìn)行裝夾。臺(tái)虎鉗夾具是常規(guī)夾具，價(jià)格便宜，而且本零件對(duì)裝夾的要求不高，只要能加緊零件，保證加工平面水平即可。所以裝夾零件時(shí)候，底部加上墊塊，保證毛坯水平的底面放置水平，這樣粗銑加工平面，保證加工平面的平行度，臺(tái)虎鉗能滿足要求?；⑴_(tái)鉗的兩爪夾住100*30mm的兩個(gè)面，基面用粗糙度較高的墊塊頂住，防止在加工過(guò)程中，被加工工件產(chǎn)生振動(dòng)或相對(duì)偏移。裝夾示意如圖3所示。圖3 零件的裝夾 確定加工順序及走刀路線加工順序的擬定按照基面先行、先粗后精的原則確定。該零件是對(duì)稱圖形，先找到零件的中心，就能夠?qū)崿F(xiàn)零件的加工。該零件的銑削加工中的路線包括平面內(nèi)軌跡的加工進(jìn)給和深的進(jìn)給。用兩軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。對(duì)于平面內(nèi)的兩橢圓正交形成的內(nèi)輪廓，先從中間原點(diǎn)開(kāi)始加工，去除大部分的余量。余量的去除時(shí)，先走中間的圓，然后十字相交去除其余的余量。余量去完后開(kāi)始進(jìn)行橢圓的加工。先從原點(diǎn)進(jìn)刀，走到橢圓圓弧的起點(diǎn)，走單一橢圓，然后旋轉(zhuǎn)加工出另一個(gè)橢圓。每一層的加工都是如此。注意的是底部留個(gè)邊倒圓的余量。加工完后進(jìn)行倒圓角。對(duì)于零件加工的深度進(jìn)給有兩種方法：一種是在XZ或YZ平面內(nèi)往復(fù)銑削進(jìn)給到要求的深度位置，另一種是先打出一個(gè)工藝孔，然后從工藝孔的上方進(jìn)給到要求的深度位置。該零件的加工是選的第一種。每次進(jìn)給34mm的深度。最后換球頭銑刀加工球面。 機(jī)床的選擇及說(shuō)明根據(jù)以上計(jì)算要求，本設(shè)計(jì)用TK7640（不帶刀庫(kù)）數(shù)控銑床進(jìn)行加工，這是采用FANUCOi系統(tǒng)，其自身重量為3000kg，工作臺(tái)行程X、Y、Z的范圍是600*400*600mm，主軸為無(wú)極變速，其變速范圍是203000，G00快速點(diǎn)定位速度最大是5000,G01直線插補(bǔ)速度最大是2500，刀柄采用BT40的型號(hào)，電源有24V低壓提供控制電路以及380V高壓提供主軸工作，工作臺(tái)允許的最大重量為300。 選擇零件銑削加工時(shí)的刀具 加工本零件刀具的基本要求(1) 銑刀的剛性要好要求銑刀剛行好的目的，因?yàn)樵诖帚?05*105*35的毛坯時(shí)為了提高生產(chǎn)效率而采用的大切削用量的需要。再者為了適應(yīng)數(shù)控銑床加工過(guò)程中切削用量難以調(diào)整的特點(diǎn)。在粗銑量大時(shí)銑削防止剛性差而斷刀，要選擇剛性好的。(2) 銑刀的耐用度要高在本次零件加工是φ6的立銑刀多次使用，如果刀具耐用度不高，磨損的快，不僅影響零件表面的質(zhì)量和加工精度，而且會(huì)曾加換倒與對(duì)刀次數(shù)，從而導(dǎo)致零件加工表面留下因?qū)Φ墩`差形成的接刀臺(tái)階，降低零件的表面質(zhì)量。(3) 其他的注意點(diǎn)除以上兩點(diǎn)之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇與排屑性能等也非常重要。因?yàn)榧庸さ氖莾?nèi)部腔體，排削更加重要，不然切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削在倒圓角，銑球面時(shí)影響表面質(zhì)量。[5]總之被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好、耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率并或得滿意加工質(zhì)量的前提條件。 本次加工使用銑刀種類(lèi)加工中心刀具一般由刀具和刀柄兩部分組成,由于要完成自動(dòng)換刀功能,要求刀柄滿足主軸的自動(dòng)松開(kāi)夾緊的功能,以及滿足自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的機(jī)械抓取、移動(dòng)定位功能。常用的銑刀有：高硬度銑刀、T型槽銑刀、球頭端銑刀、超長(zhǎng)硬質(zhì)合金球頭銑刀、精加工鏡面球頭銑刀、半精加工球頭銑刀、球頭銑刀等。為了零件加工的需要，現(xiàn)在主要以常用的面銑刀、立銑刀、模具銑刀(包括球頭銑刀)加以簡(jiǎn)要介紹。(1) 面銑刀 粗銑毛坯105*105*35時(shí)，需要大面積切削量的銑刀，面銑刀適用于加工平面，尤其適合加工大面積平面。主偏角為90176。的面銑刀還能同時(shí)加工出與平面垂直的直角面。(2) 立銑刀在這次加工中，為內(nèi)部腔體的加工，銑到內(nèi)部的圓角，曲面面，邊倒圓等。立銑刀主要用于加工溝槽、臺(tái)階面、平面和二維曲面很適合本次加工。(3) 模具銑刀在這次加工中，所以用到了球頭銑刀。球頭立銑刀它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或斷面上布滿了切削刃，圓周刃和球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。 加工零件刀具的選用根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，銑削內(nèi)腔輪廓時(shí)，銑刀直徑受到橢圓內(nèi)腔限制見(jiàn)圖4，取φ6的立銑刀。粗加工時(shí)選用φ6的高速鋼立銑刀，精加工時(shí)選用φ6的硬質(zhì)合金立銑刀。加工底面的球時(shí)，選擇φ6的硬質(zhì)合金球頭立銑刀。所選刀具及其加工表面見(jiàn)表1[6]零件加工刀具卡片。圖4刀具在橢圓最小輪廓位置時(shí)的加工表1 零件加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱平面兩橢圓正交內(nèi)腔零件零件圖號(hào)1序號(hào)刀具號(hào)刀具加工表面?zhèn)渥⒁?guī)格名稱數(shù)量刀長(zhǎng)/mm1T01Φ80面銑刀145 粗銑毛坯2T02Φ6平頭立銑刀130去除內(nèi)腔大部分余量3T02Φ6平頭立銑刀130銑兩橢圓4T02Φ6平頭立銑刀130銑內(nèi)腔輪廓銑圓角5T02Φ6平頭立銑刀130內(nèi)腔底部邊倒圓6T03Φ6球頭立銑刀130底部球面附：粗加工時(shí)選用φ6的高速鋼立銑刀，精加工時(shí)選用φ6的硬質(zhì)合金立銑刀 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾?、進(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。切削用量的大小對(duì)切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。 進(jìn)給量()與進(jìn)給速度()的選擇銑削加工的進(jìn)給量是指刀具轉(zhuǎn)一周，工件與道具沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移量；進(jìn)給速度是指單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量。進(jìn)給量與進(jìn)給速度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件表面的表面粗糙度、加工要求精度、刀具及材料等因素，參考表2選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取小值。銑刀為多齒刀具，其進(jìn)給速度、刀具轉(zhuǎn)速、道具齒數(shù)及進(jìn)給量的關(guān)系為。[6]表2 銑刀每齒進(jìn)給量fz工件材料每齒進(jìn)給量粗銑精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼鑄鐵()的選擇根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度選擇切削速度?？梢杂媒?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可用根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在機(jī)床說(shuō)明書(shū)允許的且學(xué)速度范圍內(nèi)查閱有關(guān)切削用量手冊(cè)。本次設(shè)計(jì)參考表3選取。實(shí)際編程中，切削速度確定后，還要按式計(jì)算出銑床主軸的轉(zhuǎn)速 (),并填入程序中。[6]表3 銑削速度參考值工件材料硬度/HBS切削速度/高速鋼銑刀硬質(zhì)合金刀具鋼2551842661502553251236541203254256213675鑄鐵19021366615019026091845901603202130①主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 本設(shè)計(jì)主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)允許的切削速度和刀具的直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為： () —切削速度，單位為 —主軸轉(zhuǎn)速，單位為 —刀具直徑，單位為。45剛的HBS為250，所以高速剛銑刀查表3得最佳切削速度是1236m/min，取 為30m/min，硬質(zhì)合金銑刀得最佳切削速度是54120m/min，取為60m/min，在前面提到受到加工輪廓及去余量的限制，選Φ6mm的立銑刀。 ： （粗銑）取 （精銑）?、诖_定進(jìn)給速度根據(jù)銑刀齒數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速和切削用量手冊(cè)中給出的每齒進(jìn)給量，其根據(jù)公式為：== () 式中： ——每齒進(jìn)給量，單位 ——銑刀的齒數(shù) ——刀具的轉(zhuǎn)速 Φ6mm的立銑刀齒數(shù)為3，每齒進(jìn)給量見(jiàn)表2則：（粗銑）（精銑）③確定背吃刀量背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)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，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。工藝卡見(jiàn)表4表4 本腔零件加工工藝卡工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/mm備注1粗銑毛坯表面T01φ8015075手動(dòng)2粗加工毛坯T02φ61600480手動(dòng)3加工底部球面T03φ61600480手動(dòng)4精加工零件T02φ63200900手動(dòng)5精加工球面T03φ63200900手動(dòng)第四章 數(shù)控加工程序的編制原始的機(jī)械加工是手動(dòng)進(jìn)給，操作工人在加工零件的過(guò)程中靠經(jīng)驗(yàn)保證精度，對(duì)于復(fù)雜的零件的加工，往往