【文章內(nèi)容簡介】 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速 n 最后要根據(jù)機(jī)床說明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。（2）進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)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(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。 （3）背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)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 ～。 總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。11 / 59 第三章 PBM135A 配合零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 零件圖圖31 凸模零件的零件圖AA技 術(shù) 要 求 ： 未 注 公 差 177。 未 注 倒 角 去 毛 刺 。通 孔 其 余圖32 凹模零件的零件圖 零件圖的工藝分析如圖所示可知，該凸零件由孔、薄壁、梅花形凸臺(tái)、圓弧槽和倒角等構(gòu)成。凹模零件是由孔、內(nèi)圓弧輪廓和圓角等構(gòu)成。零件各幾何元素之間關(guān)系明確，尺寸標(biāo)注完整、正確，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清楚完整。薄壁表面粗糙度 Ra 為 ，要求較高。梅花形凸臺(tái)的表面粗糙度 Ra 值為 。圓弧槽未標(biāo)注的表面粗糙度值 Ra 均為 ,整體的表面質(zhì)量要求高。其中孔的尺寸精度為 IT7 級(jí)，表面粗糙度 ，要求較高。內(nèi)圓弧輪廓表面粗糙度Ra 值為 ，要求較高。因此，該組零件的加工應(yīng)分粗加工半精加工與精加工三個(gè)部分進(jìn)行，以保證其尺寸精度和表面粗糙度要求。幾何元素之間關(guān)系明確，尺寸標(biāo)注完整、正確，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求。零件為 45 號(hào)鋼，切削加工性能較好，無硬度要求。 零件毛坯的確定毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，材料消耗就越少，機(jī)械加工的勞動(dòng)量也越少，會(huì)提高機(jī)械加工效率，降低成本。因此，確定毛坯要從機(jī)械加工和毛坯制造等多方面綜合考慮，以求得最佳效果。根據(jù)零件材料的工藝性，鋼質(zhì)零13 / 59件當(dāng)形狀不太復(fù)雜,力學(xué)性能要求不高，考慮到現(xiàn)有的設(shè)備和自身的經(jīng)濟(jì)條件等問題，同時(shí)在中小批量生產(chǎn)類型下。因此綜合考慮，采用數(shù)控銑削加工，其加工面都要具有充分的加工余量故選擇毛坯尺寸為 155mm125mm30mm， 該零件采用 45 鋼。 加工設(shè)備的選擇根據(jù)零件圖可知，該零件主要加工的內(nèi)容由平面、圓弧、凸臺(tái)、孔、直線、倒角等組成加工該類零件的數(shù)控銑削。該零件為批量生產(chǎn)，為了達(dá)到圖樣上的精度要求，同時(shí)兼顧到加工效率與加工經(jīng)濟(jì)性，我們選擇數(shù)控機(jī)床，根據(jù)實(shí)際情況選擇裝備 FANUC 0i MateMB 系統(tǒng)的 XK713A 數(shù)控銑床。本機(jī)床可以進(jìn)行銑，鉆等多種典型加工。它的常規(guī)配置是三軸三聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，也可配置四軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)( 加裝數(shù)控分度頭)。故它的適用范圍十分廣泛，可以加工平面凸輪，空間曲面，加工各種異形零件及中小型模具，適用于各種批量的生產(chǎn)。XK713A 數(shù)控銑床的具體參數(shù)如下：所以選擇 XC713A 加工中心，F(xiàn)ANUC 0i Mate 系統(tǒng)。XK713A 數(shù)控銑床的性能指標(biāo)主要規(guī)格尺寸（1）工作臺(tái)面積（長*寬） 800350mm（2）工作臺(tái)三向行程（X、Y、Z） 600410510mm（3）工作臺(tái)最大承重 500kg（4）主軸轉(zhuǎn)速 808000rpm（變頻）（5）主軸錐度 7:24（6）最大快進(jìn)速度 15m/min（7）分辨率（最小設(shè)定單位） （8）定位精度 X、Z 軸： Y 軸：（9）重復(fù)定位精度 （10）機(jī)床外形尺寸 250022952550mm（11）機(jī)床凈重 4500kg（12）數(shù)控系統(tǒng) FANUC 0i MateMB主軸系統(tǒng) XK713A 數(shù)控銑床主軸采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，具有很寬的調(diào)速范圍（808000r/Min）和很高的回轉(zhuǎn)精度，主軸本身剛度與抗振性比較好,對(duì)提高加工質(zhì)量和各種小孔加工極為有利，另外主軸轉(zhuǎn)速可以通過操作面板上的轉(zhuǎn)速倍率開關(guān)進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)給系統(tǒng) 進(jìn)給系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)包括：進(jìn)給速度范圍、快速(空行程)速度范圍、運(yùn)動(dòng)分辨率( 最小移動(dòng)增量) 、定位精度等，具體參數(shù)如下：（1）進(jìn)給速度范圍 15000mm/min（2）最大快進(jìn)速度 15m/min（3）分辨率（最小移動(dòng)增量） （4）定位精度 X、Z 軸： Y 軸：（5）重復(fù)定位精度 零件的工藝分析與設(shè)計(jì) 加工方法的選擇在數(shù)控銑床上加工平面主要采用面銑刀和立銑刀。經(jīng)粗銑的平面，尺寸精度可達(dá) IT10~IT12 級(jí)，表面粗糙度 Ra 值可達(dá) ~25um。經(jīng)粗銑→半精銑→精銑的平面，尺寸精度可達(dá) IT7~IT9 級(jí)，表面粗糙度 Ra 值可達(dá) ~。當(dāng)零件表面粗糙度要求較高時(shí)，應(yīng)采用順銑方式。而對(duì)于立體曲面的加工應(yīng)根據(jù)曲面形狀、刀具形狀及精度要求采用不同的銑削加工方法，如兩軸半、三軸、四軸及五軸等聯(lián)動(dòng)加工。該零件可采用兩軸半聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床對(duì)其進(jìn)行粗銑、半精銑、精銑。內(nèi)孔表面加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔和光整加工。圖 32 是常用的孔的加工方案，應(yīng)根據(jù)被加工孔的加工要求、尺寸、具體生產(chǎn)條件、批量的大小及毛坯上有無預(yù)制孔等情況合理選用。配合零件凸、凹模主要表面加工是銑削基準(zhǔn)平面、孔加工、薄壁內(nèi)外輪廓、薄壁內(nèi)凸臺(tái)輪廓、內(nèi)圓弧槽、四方輪廓因此采用的是銑削成形，采用臥式銑床銑削。由于該凸模零件的主要表面加工要求較高，零件的幾何精度要求較高，表面粗糙度 Ra 值(Ra= μm)較小，故銑削后還需精銑。（1）凸模零件加工方法的選擇基準(zhǔn)面的加工方法可為：粗銑→精銑；薄壁內(nèi)輪廓的加工方法可為：粗銑→精銑；薄壁內(nèi)凸臺(tái)輪廓的加工方法可為：粗銑→精銑；薄壁外輪廓的加工方法可為：粗銑→精銑；內(nèi)圓弧槽的加工方法可為：粗銑→精銑；四方凸臺(tái)的加工方法可為：粗銑→精銑→倒角 C2；孔的加工方案可為：鉆孔→擴(kuò)孔→絞孔（2）凹模加工方法的選擇基準(zhǔn)面的加工方法可為：粗銑→精銑；薄壁內(nèi)輪廓加工方法可為：粗銑→精銑→倒圓角 R3；外槽輪廓凹槽的加工方法可為：粗銑→精銑；孔的加工方法可為：鉆孔→擴(kuò)孔→絞孔在確定好孔加工方法后還要確定孔加工的余量的大小，由于本次加工零件中孔的精度都在 IT7 級(jí)精度， Ra 值為 ，其余表面粗糙度 Ra 值均為，要求較高余量可查閱參考文獻(xiàn) 4 第 187 頁，根據(jù)孔的直徑，得到孔加工15 / 59的余量。 刀具的選擇根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在加工凸模零件時(shí)，銑削上表面時(shí)由于零件平面尺寸為 120150，故選用 80 的面銑刀，以便一次切削，提高加工效率，減少相?鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕和保證銑刀壽命。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)，為了減少換刀次數(shù)，提高加工效率，同時(shí)考慮刀具直徑不得大于最小輪廓曲率半徑，在各部件間不得產(chǎn)生干涉等現(xiàn)象，在銑削薄壁內(nèi)輪廓、外輪廓、凸臺(tái)、右上角島以及中間大凸島的內(nèi)外壁時(shí)，選取 8（T3）立銑?刀。加工孔時(shí)候，先鉆中心孔，選用 2 中心鉆，鉆中間 26 孔，選用 25..8 絞?刀（T5 ） 。在倒凸島的角時(shí)，為了考慮其表面質(zhì)量，所以選用 8 的鍵槽刀（T6 ） 。在加工凹模零件時(shí)，銑外輪廓時(shí)，為了減少加工次數(shù)，提高加工效率，選用 8 立銑刀（T4） 。在加工 4 個(gè)反面腰槽時(shí)，由于側(cè)壁與底面有 R2 的過渡圓弧，?所以選用 的鍵槽刀（T6） 。 制作道具卡片（如表 與 ）將所選定的刀具參數(shù)填入加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。見表“凸?！绷慵毒呖ê捅?， “凹模”零件刀具卡。表 凸模零件數(shù)控加工刀具卡產(chǎn)品名稱 零件名稱 配合零件刀具規(guī)格序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 數(shù)量直徑 /mm 長度/mm備注1 T01 面銑刀 1 80?實(shí)測2 T02 立銑刀 1 16 實(shí)測3 T03 立銑刀 1 8 實(shí)測4 T04 鍵槽銑刀 1 8?實(shí)測5 T05 中心鉆 1 2 實(shí)測6 T06 麻花鉆 1 實(shí)測7 T07 鉸刀 1 26?實(shí)測8 T08 麻花鉆 1 實(shí)測9 T09 鉸刀 1 10 實(shí)測 凹模零件數(shù)控加工刀具卡產(chǎn)品名稱 零件名稱 配合零件刀具規(guī)格序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 數(shù)量直徑 /mm 長度/mm備注1 T01 面銑刀 1 80?實(shí)測2 T02 立銑刀 1 16 實(shí)測3 T03 立銑刀 1 8 實(shí)測4 T04 中心鉆 1 2?實(shí)測5 T05 麻花鉆 1 實(shí)測6 T06 鉸刀 1 10 實(shí)測7 T07 球頭刀 1 12?實(shí)測 工序的劃分和加工順序的劃分考慮到本次所要加工的零件為正反兩面均需加工，為減少裝夾次數(shù)，以保證各尺寸的精度，達(dá)到表面粗糙度要求，所以選用刀具劃分工序方法。根據(jù)上文制定的零件加工方法和選用刀具設(shè)計(jì)出零件的加工工序與工步如下:凸模零件加工順序的劃分工序一：選用 16 立銑刀加工零件四周側(cè)壁 C、D 、E、F 平面?（1）選用 16 立銑刀粗銑 C、D、E、F 面；（2）選用 16 立銑刀精銑 C、D、E、F 面；工序二：選用 80 面銑刀加工零件底面 B 平面以及上端面 A 平面?(1)選用 80 面銑刀粗銑 B 面；(2)選用 80 面銑刀精銑 B 面；(3)選用 80 面銑刀粗銑 A 面；?(4)選用 80 面銑刀精銑 A 面；工序三：選用 8 的立銑刀加工出薄壁內(nèi)、外輪廓與圓弧槽以及梅花型凸臺(tái)(1)選用 8 立銑刀粗銑薄壁內(nèi)輪廓；?(2)選用 8 立銑刀精銑薄壁內(nèi)輪廓；(3)選用 8 立銑刀粗銑梅花型凸臺(tái)；17 / 59(4)選用 8 立銑刀精銑梅花型凸臺(tái)；?(5)選用 8 立銑刀粗銑薄壁外輪廓；(6)選用 8 立銑刀精銑薄壁外輪廓；(7)選用 8 立銑刀粗銑圓弧槽；?(8)選用 8 立銑刀精銑圓弧槽；(9)選用 10 立銑刀粗銑梅花型頂面和清除內(nèi)槽多余量；(10)選用 10 立銑刀精銑梅花型頂面和清除內(nèi)槽多余量；?工序四：選用 8 鍵槽刀加工出外凸臺(tái)和倒角(1)選用 8 鍵槽刀粗銑外凸臺(tái)；(2)選用 8 鍵槽刀精銑外凸臺(tái)；?(3)選用 8 鍵槽刀加工倒角；工序五：選用 2 中心鉆定位三個(gè)小孔(1)選用 2 中心鉆定位三個(gè)小孔；?工序六：選用 麻花鉆鉆一個(gè) 26 的通孔?(1)選用 鉆頭鉆一個(gè)通孔；工序七：選用 26 鉸刀鉸一個(gè)通孔?(1)選用 26 鉸刀鉸一個(gè)通孔；工序八：選用 麻花鉆鉆兩個(gè) 10 的通孔?(1)選用 鉆頭鉆兩個(gè)通孔；?工序九：選用 10 鉸刀鉸兩個(gè)通孔(1)選用 10 鉸刀鉸兩個(gè)通孔；凹模零件加工工步順序工序一：選用 16 立銑刀加工零件四周側(cè)壁 C、D 、E、F 平面?(1)選用 16 立銑刀粗銑 C、D、E、F 面；(2)選用 16 立銑刀精銑 C、D、E、F 面；工序二：選用 80 面銑刀加工零件底面 B 平面以及上端面 A 平面?(1)選用 80 面銑刀粗銑 B 面；(2)選用 80 面銑刀精銑 B 面；(3)選用 80 面銑刀粗銑 A 面；?(4)選用 80 面銑刀精銑 A 面；工序三：選用 8 的立銑刀加工出薄壁內(nèi)輪廓和凹槽?(1)選用 8 立銑刀粗銑薄壁內(nèi)輪廓；(2)選用 8 立銑刀精銑薄壁內(nèi)輪廓；(1)選用 8 立銑刀粗銑凹槽；?(2)選用 8 立銑刀精銑凹槽；工序四：選用 12 球頭刀加工 R3 圓角(1)選用 12 球頭刀加工 R3 圓角；?工序五：選用 2 中心鉆定位兩個(gè)小孔(1)選用 2 中心鉆定位兩個(gè)小孔；工序六：選用 麻花鉆鉆兩個(gè) 10 的通孔??(1)選用 鉆頭鉆兩個(gè)通孔；工序七：選用 10 鉸刀鉸兩個(gè)通孔(1)選用 10 鉸刀鉸兩個(gè)通孔； 夾具的選擇和裝夾的確定（1）根據(jù)零件的特點(diǎn)和加工需要，考慮到該零件外輪廓為正方形,形狀很規(guī)則，但四邊加工精度要求，本設(shè)計(jì)零件的表面外形尺寸精度要求不是過高，所以如圖可選用平口虎鉗和此夾具組合使用銑削四個(gè)側(cè)平面，以下底面和三個(gè)側(cè)面定位，限制了工件的六個(gè)自由度，可以保證裝夾的可靠性，設(shè)計(jì)如圖 31 所示虎鉗組合夾具。當(dāng)四個(gè)側(cè)面銑削好，選取夾具臺(tái)虎鉗銑削 A、B 面，這樣可以較好的保證零件的加工精度。圖33 零件夾具設(shè)計(jì)（2）裝夾的確定由于該零件為批量生產(chǎn)，為提高裝夾效率，平口虎鉗組合夾具銑削四個(gè)側(cè)面，然后兩鉗口銑削深度和寬度均為 5mm 的裝夾定位槽。加工零件時(shí)，首先以19 / 59上端