【文章內(nèi)容簡介】 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)遵循以下原則：（1）選擇刀具的種類和尺寸應(yīng)與加工表面的形狀和尺寸相適應(yīng)（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(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(guān)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(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。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(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(yīng)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(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)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(yīng)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(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)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　Ⅱ?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(yīng)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(yīng)注意此時的切削用量的選擇?？傊?，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床性能、相關(guān)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(yīng)，以形成最佳切削用量。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準。選用夾具時，通常考慮以下幾點：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(shè)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(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 術(shù)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(yīng)生產(chǎn)的需要，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛力，往往通過設(shè)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(shè)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(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(yīng)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(yīng)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