【文章內(nèi)容簡介】 業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 （2）根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質(zhì)量，但對粗加工的影響較小。（3）根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超過 4 齒。選擇數(shù)控刀具時應遵循以下原則：（1）選擇刀具的種類和尺寸應與加工表面的形狀和尺寸相適應（2）盡量采用硬質(zhì)合金或高性能材料制成的刀具（3）盡量采用機夾或可轉(zhuǎn)位式刀具（4）盡量采用高效刀具，如多功能車刀、銑刀等合金刀具。濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 2 切削用量的選擇合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。切削深度 ap。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，a p就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。切削寬度 ae。一般 ae與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控加工中，一般 ae的取值范圍為：a e=（～）D c。 切削速度 Vc。提高 Vc 也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但 Vc 與刀具耐用度的關系比較密切。隨著 Vc 的增大，刀具耐用度急劇下降，故 Vc 的選擇主要取 決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關系，例如車削合金剛 30CrNi2MoVA 時，Vc 可采用 8m/min 左右；而用同樣車削鋁合金時，Vc 可選 200m/min 以上。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)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。從刀具的壽命（耐用度）出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選取被吃刀量，其次確定進給速度，最后確定主軸轉(zhuǎn)速。 背吃刀量確定背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應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。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般 ～。 進給速度的確定進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。確定進給速度的原則： ，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 3 一般在 100～200mm/min 范圍內(nèi)選取。、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min 范圍內(nèi)選取。，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在 20～50mm/min范圍內(nèi)選取。，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。，因此，選用介于兩者之間的進給速度，即50mm/min—100mm/min。 主軸轉(zhuǎn)速的確定 。 光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。切削速度除了計算和查表選取以外，還可以根據(jù)實踐經(jīng)驗確定。需要注意的是，交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。切削速度確定后，用公式 n=1000v/πD 計算主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)。式中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。計算的主軸轉(zhuǎn)速 n 最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。表 硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值ap（mm）（，2) (2,6) (6,10)f（mm/r）(,) (,) (,1)工件材料 熱處理狀態(tài)vc(m/min)低碳鋼、易切鋼 熱軋 140～180 100～120 70～90熱軋 130～160 90～110 60～80中碳鋼調(diào)質(zhì) 100～130 70～90 50～70熱軋 100～130 70～90 50～70合金結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì) 80～110 50～70 40～60工具鋼 退火 90～120 60～80 50～70灰鑄鐵 HBS190 90～120 60～80 50～70濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 4 HBS=190～225 80～110 50～70 40～60高錳鋼 10～20銅及銅合金 200～250 120～180 90～120鋁及鋁合金 300～600 200～400 150～200鑄鋁合金（W SI13%) 100～180 80～150 60～100注：切削鋼及灰鑄鐵時刀具耐用度約為 60min。在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距 P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)為：n≤（1200/P）k。式中：P被加工螺紋螺距（mm） ； k保險系數(shù)，一般取為 80。此外，在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量的選擇?？傊?，切削用量的具體數(shù)值應根據(jù)機床性能、相關的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗用類比方法確定。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計13 夾具的選擇 夾具的基本概念:1) 什么是夾具: 在車床上廣泛使用的三爪卡盤，頂尖和銑床上用的平口虎鉗等都屬于夾具。一般來說，夾具夾具是安裝在機床上的，用以裝夾工件和引導刀具的裝置.它屬于工藝裝備。在機床刀具工件夾具組成的工藝系統(tǒng)中，夾具是一個重要的環(huán)節(jié) 。進一步講，夾具安裝于機床的工作臺或底座上，或機床的主軸上,工件安裝并夾緊于夾具中的正確位置，引導或調(diào)整刀具或砂輪使之處于相對夾具的正確位置，進行工件的加工，從而獲得合格的工件。 夾具的選擇:數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時，通?？紤]以下幾點：1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間。 2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。 3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。 4）夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 夾具的類型:數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉(zhuǎn)。本設計加工的是小型零件，因此采用三爪卡盤。 夾具的作用:1) 保證工件加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。由于夾具在機床上和工件在夾具中的裝夾位置均已確定，所以工件在加工中的位置得到可靠的保證，且不受劃線質(zhì)量和找正技濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 術水平等因素的影響。2) 擴大機床使用范圍，充分發(fā)揮機床潛力，對于中小工廠，由于機床品種，規(guī)格和數(shù)量有限,為了適應生產(chǎn)的需要，充分發(fā)揮現(xiàn)有設備的潛力，往往通過設計不同的夾具來進一步擴大機床的工作范圍達到一機多用的目的。 零件的安裝:數(shù)控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，注意以下兩點： 1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，這樣有利于編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。 2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計14 軸的類型及材料選擇 軸的類型軸類零件是常見的典型零件之一，其主要功能是支持傳動零部件（齒輪、皮帶輪、離合器等），傳遞扭矩和承受載荷，就其功用可分為：主軸、異形軸和其它軸三類，主軸除支持齒輪或皮帶輪、離合器外，還將旋轉(zhuǎn)運動及扭轉(zhuǎn)力矩通過主軸端部的夾具傳給工件或刀具；異形軸可通過凸輪、偏心和曲拐部分將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，其它軸則主要傳遞扭矩或承受載荷。從軸類零件的結(jié)構(gòu)特性來看，它們是長度（L）大于直徑（d）的回轉(zhuǎn)體零件，若L/d≤12，通常稱為剛性軸；而 L/d＞12 稱為撓性軸，其被加工表面常有內(nèi)外圓柱表面、圓錐面及花鍵、鍵槽、螺紋等。根據(jù)軸類零件的結(jié)構(gòu)特點和精度要求，應選擇合理的定位基準和加工方法進行加工。 軸類零件的材料和毛坯選擇軸類零件應根據(jù)不同的工件條件和使用要求選用不同的材料。45 號鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜，經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，局部淬火后在回火，表面硬度可達 HRC45～52。40Cr 等合金鋼結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度，而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，具有較高的綜合機械性能。軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 Mn 可制造較高精度的軸。20CrMnTi、18CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金鋼含鉻、錳鈦和硼等元素，可用來制造在高速度、重載荷等條件下的軸類零件。 軸桿類零件是機械產(chǎn)品中支承傳動件、承受載荷、傳遞