【文章內(nèi)容簡介】 加工工序的安排原則① 基面先行。選為精基準的表面，應(yīng)安排在起始工序先進行加工，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準。② 先粗后精。當零件需要劃分加工階段時，先安排各表面的粗加工，中間安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。③ 先主后次。先加工零件上的裝備基面和工作表面等主要表面，后加工鍵槽、禁固用的光孔與螺紋孔等次要表面。因為次要表面的加工面積較小，它們又往往與主要表面有一定的相互位置要求，所以一般應(yīng)放在主要表面半精加工之后進行加工。④ 先面后孔。對于箱體、支架和連桿等工件應(yīng)先加工平面后加工孔。這是因為平面的輪廓平整，安放和定位比較穩(wěn)定可靠，若先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置精度。此外，由于平面先加工，對于平面上的孔加工也帶來不便，刀具的初始工作條件能得到改善。⑤ 進給路線短。數(shù)控加工中，應(yīng)縮短刀具移動距離，減少空行程時間。⑥ 換刀次數(shù)少。使用加工中心加工，一般每換一把新的刀具后，應(yīng)通過移動坐標、回轉(zhuǎn)工作臺等將由該刀具切削的所有表面全部完成。⑦ 工件剛性好。數(shù)控銑削中，先銑加強筋，后銑腹板，有利于提高工件的剛性，防止振動。經(jīng)綜合分析：葉輪軸零件的加工方案可以制定如下兩個：方案一：車左端面、見平換刀、變速粗車Ф60、Ф21調(diào)頭裝夾車左端面，、變速倒角切槽換刀、變速鉆中心孔鉆孔Ф20換刀、變速粗車內(nèi)孔換刀、變速精車內(nèi)孔精車外圓至尺寸換刀、變速粗銑Ф80外圓上的槽精銑Ф80外圓上的槽調(diào)頭裝夾粗銑葉片精銑葉片方案二：車右端面、見平換刀、Ф21調(diào)頭裝夾車左端面，、變速倒角切槽換刀、變速鉆中心孔鉆孔Ф20鉆Ф34孔換刀、變速精車外圓至尺寸粗車內(nèi)孔換刀、變速精車內(nèi)孔換刀、變速粗銑Ф80外圓上的槽精銑Ф80外圓上的槽調(diào)頭裝夾粗銑葉片精銑葉片方案二雖然可行，但是沒有遵循先內(nèi)后外、先面后孔、基準先行的原則，因此，綜上所述加工方案應(yīng)選擇方案一。（2）熱處理工序的安排熱處理工序在工藝路線中的位置安排，主要取決于熱處理的目的。一般可分為：① 預(yù)備熱處理。退火與正火安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力；調(diào)質(zhì)一般安排在粗加工之后、半精加工之前進行，以保證調(diào)質(zhì)層的厚度；時效處理用以消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對于精度要求不太高的工件，一般在毛坯進入機械加工之前安排一次人工時效即可。② 最終熱處理。主要用于提高零件的表面硬度和耐磨性以及防腐、美觀等。淬火、滲碳淬火等安排在磨削加工之前進行。③ 為了改善切削性能而進行的熱處理工序，如正火、調(diào)質(zhì)、退火等，應(yīng)安排在切削加工之前。（3）輔助工序的安排檢驗工序是主要的輔助工序，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。除各工序操作者自檢外，在關(guān)鍵工序之后、送往車間加工前后、零件全部加工結(jié)束之后，一般均應(yīng)安排檢驗工序。此外，去毛刺、倒鈍銳邊、去磁、清洗及涂防銹油等都是不可忽視的輔助工序。 進給路線的確定確定進給路線的原則：確定進給路線，主要是確定粗加工及空行程的進給路線，因為精加工的進給路線基本上都是按零件的輪廓進行的。確定進給路線的原則有：（1）形狀工件剛性破壞小的路線，以減少加工變形對加工精度的影響。（2）尋求最短的進給路線，以提高加工效率。（3）切入和切出的路線應(yīng)考慮外延，以保證加工的表面質(zhì)量。（4）完工時的最后一刀應(yīng)一次走刀連續(xù)加工，以免產(chǎn)生刀痕等缺陷。此外，確定加工路線時，還要考慮工件的形狀與剛度、加工余量大小、機床與刀具的剛度等情況，確定是一次進給還是多次進給來完成加工，確定刀具的切入與切出方向以及在銑削加工中是采用順銑還是逆銑的銑削方式等。總之，確定進給路線的原則是在保證零件加工精度和表面粗糙度的條件下，盡量縮短進給路線，以提高生產(chǎn)率。經(jīng)綜合分析：此零件的進給路線遵循保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，尋求最短進給路線。 刀具材料的選擇（1）數(shù)控加工對刀具的要求在切削過程中，刀具切削部分不僅要承受很大的切削力，而且要承受切屑變形和摩擦產(chǎn)生的高溫，要保持刀具的切削能力，刀具應(yīng)具備如下的切削性能：①高硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，常溫下一般應(yīng)在HRC60以上。一般來說，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好。耐磨性除與硬度有關(guān)外，還與刀具金相組織中碳化物的種類、數(shù)量、大小及分布情況有關(guān)。②足夠的強度和韌性。刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力。因此，刀具材料必須要有足夠的強度和韌性。一般用刀具材料的抗彎強度和沖擊韌性值來反映材料的強度和韌性。③良好的耐熱性和導(dǎo)熱性。刀具材料的耐熱性是指在高溫下仍能保持其硬度和強度的性能，這是刀具材料必備的關(guān)鍵性能。高溫硬度是耐熱性的重要指標，常用耐熱溫度來表示，如高速鋼的溫度，減輕刀具磨損。④良好的工藝性。為便于制造，要求刀具材料具有良好的可加工性，包括熱加工性能（熱塑性、可焊性、淬透性）和機械加工性能。切削用刀具材料應(yīng)具備的性能見下表（表32）所示：表32 切削用刀具材料應(yīng)具備的性能希望具備的性能作為刀具使用時的性能希望具備的性能作為刀具使用時的性能高硬度（常溫及高溫狀態(tài)）耐磨損性化學(xué)穩(wěn)定性良好耐氧化性、耐擴散性高韌性（抗彎強度）耐崩刃性、耐破損性低親和性耐溶著、凝著（粘刀）性高耐熱性耐塑性變形性磨削成形性良好刀具制造的高生產(chǎn)率熱傳導(dǎo)能力良好耐熱沖擊性耐熱裂紋性鋒刃性良好刃口鋒利表面質(zhì)量好微小切削可能 此外，刀具材料還應(yīng)具有較好的經(jīng)濟性，以便于推廣使用。同時，還應(yīng)注意多采用國內(nèi)生產(chǎn)的刀具材料。由于碳素工具鋼和合金工具鋼耐熱性很差，適合做手工刀具，陶瓷，金剛石和立方氮化硼由于質(zhì)脆、工藝性差及價格昂貴等原因，因而僅在較小的范圍內(nèi)使用。而硬質(zhì)合金鋼其常溫硬度可達78～82HRC，能耐850～1000℃的高溫，切削速度比高速鋼高4～10倍。（2）刀具的選用原則①應(yīng)盡可能形狀通用的標準刀具，不用和少用特殊的非標準刀具。②盡量使用不重磨刀片，少用焊接式刀片。③大力推廣標準的模塊化刀夾（刀柄和刀桿等）。④不斷推進可調(diào)試刀具（如浮動可調(diào)鏜刀頭）的開發(fā)和應(yīng)用。經(jīng)綜合分析：根據(jù)以上刀具材料所具備的基本要求和刀具的選用原則，以及此零件加工的需要，需選用的刀具如下：表33 葉輪軸數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱風力驅(qū)動器零件名稱葉輪軸零件圖號1程序號O0002序號刀具號刀具名稱刀具規(guī)格數(shù)量加工表面刀具（尖）半徑mm刀補量備注1T0190176。外圓粗車刀25251車端面、粗車外輪廓2T0293176。外圓精車刀25251精車外輪廓3T03中心鉆￠1鉆￠1￠20中心孔4T04￠12麻花鉆￠121鉆￠12孔35T05￠21麻花鉆￠211鉆￠21孔6T06￠20麻花鉆￠201鉆￠20孔57T0790176。內(nèi)圓粗車刀25251粗車左內(nèi)輪廓8T0893176。內(nèi)圓精車刀25251精車左內(nèi)輪廓9T09切槽刀B=5mm1切槽1編制審核批準 年 月 日 共1頁第1頁表34 葉片數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱風力驅(qū)動器零件名稱葉片零件圖號1程序號O0001序號刀具號刀具名稱刀具規(guī)格數(shù)量加工表面刀具（尖）半徑mm刀補量備注1T01￠8鋒鋼立銑刀￠8251粗銑￠80上的槽、粗銑葉片442T02￠6鎢鋼球頭立銑刀￠8151精銑￠80上的槽333T02￠6鎢鋼球立頭銑刀￠8101精銑葉片33編制審核批準 年 月 日 共1頁第 1頁 切削用量的選擇 切削深度ap的確定背吃刀量ap，又稱為切削深度，一般指工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm。車削外圓柱面的背吃刀量為該次切除余量的一半： 式中：dw為工件待加工表面直徑（mm）；dm為工件已加工表面直徑（mm）。鏜孔時：鉆削時：同時，ap主要根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度確定。（1）粗加工時，在留下精加工、半精加工的余量后，盡可能一次走刀將剩下的余量切除；若余量過大不能一次切除，也應(yīng)按先多后少的不等余量法加工。第一刀的ap應(yīng)盡可能大些，使刀口在里層切削，避免工件表面不平及有硬皮的鑄鍛件。（2）當沖擊載荷較大（如斷續(xù)表面）或工藝系統(tǒng)剛度較差（如細長軸、鏜刀桿、較差陳舊）時，可適當降低ap，使切削力減小。（3）精加工時，ap應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定，采用逐漸降低ap的方法，逐步提高加工精度和表面質(zhì)量。（4）一般精加工時，取ap=～；半精加工時，取ap=～。 經(jīng)綜合分析：此組合裝配零件在粗加工時選用較大的ap，半精加工時取ap=～,由于此零件進度要求較高，所以最后一道精加工時的余量取ap=～。車削和鏜削加工時，～，銑削時，～。表35 常用螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量公制螺紋螺距牙深 背吃刀量及進給次數(shù)1次2次3次4次5次6次 主軸轉(zhuǎn)速的確定確定主軸轉(zhuǎn)速時，主要根據(jù)工件材料、刀具材料機床功率和加工性質(zhì)（如粗、精加工）等條件確定其允許的切削速度。切削速度又稱線速度，它是指切削時刀具切削刃上某點相對于待加工表面在祝運動方向上的瞬時速度。如何確定加工中的切削速度，除了可以參考有關(guān)切削用量表所列出的數(shù)值外，實踐中主要根據(jù)實際經(jīng)驗進行確定，還可以根據(jù)公式相結(jié)合的方式來選擇。Vc主要根據(jù)工件材料、刀具材料和機床功率來選擇。（1）刀具材料好，Vc可選得高些。（2）Ra要求小的，要避開積屑瘤、磷刺產(chǎn)生的Vc，高速鋼刀取小Vc（小于5m/min），硬質(zhì)合金取較高的Vc（130～200m/min）。（3）表面有硬皮或斷續(xù)切削時，應(yīng)適當降低Vc。（4）工藝系統(tǒng)剛性差的，Vc應(yīng)減小。常用的切削速度見表36所示。表36 常用切削速度Vc 單位：m/min材料鑄鐵鋼及其合金鋁及其合金銅及其合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金車削—60～10015～2560～11015～200300～45060～10150～200擴通孔10～1530～4010～2035～6030～40—30～40—沉孔8～1225～308～1130～5020～30—20～30—鏜粗鏜20～2535～5015～3050～7080～150100～20080～150100～200精鏜30～4060～8040～5090～120150～300200～400150～200200～300銑粗銑10～2040～6015～2550～80150～200350～500100～150300～400精銑20～3060～12020～4080～150200～300500～800150～200400～500鉸孔6～1030～506～2020～5050～75200～25020～5060～100螺紋～5—～5—5～15—5～15—鉆孔1525—10～20—50～70—20～50—切削用量的選擇方法可分為計算法和查表法兩種，常用的是查表法。經(jīng)綜合分析：此組合裝配零件可通過公式或查表法萊完成。公式為： 式中：D為工件待較高表面或刀具的最大直徑（mm）；n為主運動的轉(zhuǎn)速（rpm或r/min）。若用查表法根據(jù)上面的表36。切削速度確定后，即可計算出主軸轉(zhuǎn)速。其計算公式為： 粗車外輪廓時： = = 900r/min精車外輪廓時： = = 1200r/min式中:v為切削速度，單位為m/min由刀具的耐用度決定n為主軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/minD為刀具的直徑或工件的直徑，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。 進給速度的確定進給速度（F）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。在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當降低進給量以克服由于慣性造成工藝系統(tǒng)的變形，在輪廓拐角處造成超程或是負程的現(xiàn)象。（1）進給速度的確定原則①當能夠保證工件的質(zhì)量要求時，或在粗加工時為了提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。②切斷、精加工（如順銑）、深孔加工或用高速鋼刀具切削時，宜選擇較低的進給速度，有時可能還要選擇極小的進給速度。③刀具或工件的空行程運動，特別是遠距離返回程序原點或機床原點時，可以設(shè)定盡量高的加工速度，如日本大森Ⅲ型R2J50系列深孔系統(tǒng)規(guī)定的快速進給速度可達30000mm/min。④切削時的工件進給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和切削深度等切削用量相適應(yīng)，不能顧此失彼。（2）進給速度的確定每分鐘進給速度的計算。進給速度Vc的計算式為：式中：n為轉(zhuǎn)速(r/min)；f進