【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 小，因而切削速度不能太低。切削速度確定后，用公式 n =1000 vc/πd 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 n（r/min） 。表 59 為硬質(zhì)合金外圓車(chē)刀切削速度的參考值。如何確定加工時(shí)的切削速度，除了可參考表 31 列出的數(shù)值外，主要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。表 31 硬質(zhì)合金外圓車(chē)刀切削速度的參考值(,2] (,](2,6] (,]（6,10] （,1）工件材料 熱處理狀態(tài) ap/㎜f/（ ㎜ .r1） vc（）低碳鋼、易切鋼 熱軋 140180 100120 7090熱軋 130160 90110 6080中碳鋼調(diào)質(zhì) 100130 7090 5070熱軋 100130 7090 5070合金結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì) 80110 5070 4060工具鋼 退火 90120 6080 5070HBS＜190 90120 6080 5070灰鑄鐵HBS=190225 80110 5070 4060高錳鋼 1020銅及銅合金 200250 120180 90120鋁及鋁合金 300600 200400 150200鑄鋁合金（wsi13%） 100180 80150 60100 進(jìn)給速度的確定 注：切削鋼及灰鑄鐵時(shí)刀具耐用度約為 60min車(chē)螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速在車(chē)削螺紋時(shí)，車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距 P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對(duì)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(jì)型數(shù)控車(chē)床推薦車(chē)螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)為： n ≤（1200/P）－k 式中 P——被加工螺紋螺距，單位為 ㎜； k——保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為 80。此外，在安排粗、精車(chē)削用量時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床說(shuō)明書(shū)給定的允許切削用量范圍，對(duì)于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車(chē)床，由于主軸在低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩降低，尤其應(yīng)注意此時(shí)的切削用量選擇。進(jìn)給速度 F 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。在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進(jìn)給量，以克服由于慣性或工藝系統(tǒng)變形在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現(xiàn)象。確定進(jìn)給速度的原則：　　　當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在 100200mm/min 范圍內(nèi)選取。切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在2050mm/min 范圍內(nèi)選取。當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在 2050mm/min 范圍內(nèi)選取。刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以選擇該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)給定的最高進(jìn)給速度。 夾緊與安裝如果加工的工件及其夾具沒(méi)有足夠的剛性，也會(huì)出現(xiàn)自激振動(dòng)或尺寸偏差，因此，在考慮夾緊方案時(shí)，應(yīng)注意工件的穩(wěn)定性。不合理的裝夾也有同樣的后果，它會(huì)在裝夾過(guò)程中使剛性不好的工件發(fā)生變形。在考慮夾緊方案時(shí)，夾緊力應(yīng)力求靠近主要支承點(diǎn)上，或在支承點(diǎn)所組成的三角內(nèi)，并力求靠近切削部位及剛性好的地方，盡量不要在被加工孔的上方。同時(shí)，考慮各個(gè)夾緊部件不要與加工部位和所用刀具發(fā)生干涉。夾具在機(jī)床上的安裝誤差和工件在夾具中的定位、安裝誤差對(duì)加工精度將產(chǎn)生直接影響。即使在程序零點(diǎn)與工件本身的基準(zhǔn)點(diǎn)相符合的場(chǎng)合，也要求工件對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸線上的角度進(jìn)行準(zhǔn)確地調(diào)整。如果編程零點(diǎn)不是根據(jù)工件本身，而是按著夾具的基準(zhǔn)來(lái)測(cè)量，則在編制工藝文件時(shí)，根據(jù)零件的加工精度對(duì)裝夾提出特殊要求。夾具中工件定位面的任何磨損以及任何污穢都會(huì)引起加工誤差，因此，操作者在裝夾工件時(shí)一定要將污物擦干凈，并按工藝文件上的要求找正定位面，使其在一定的精度范圍內(nèi)。夾具必須保證最小的夾緊變形。零件在粗加工時(shí)，切削力大，需要夾緊力大，但又不能把零件夾壓變形，因此，必須慎重選擇夾具的支承點(diǎn)、定位點(diǎn)和夾緊點(diǎn)。壓板的夾緊點(diǎn)要盡量接近支承點(diǎn)，避免把夾緊力加在零件無(wú)支承的區(qū)域。如采用這些措施仍不能控制零件變形，只能將粗、精加工工序分開(kāi)，或者粗加工程序僅編制粗加工過(guò)程，在粗加工后編一任選停止指令，操作者松開(kāi)壓板，放松夾具，使零件消除變形后，再繼續(xù)進(jìn)行精加工。 進(jìn)給路線進(jìn)給路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，而且也反映出工步的順序。進(jìn)給路線也是編程的依據(jù)之一。加工路線的確定首先必須保持被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單、走刀路線盡量短、效率較高等。因精加工的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，因此確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。例如：確定最短的空行程路線確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時(shí)輔以一些簡(jiǎn)單計(jì)算。現(xiàn)將實(shí)踐中的部分設(shè)計(jì)方法或思路介紹如下。對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則如下：1. 所選的對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單；2. 對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置；3. 對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在加工時(shí)檢驗(yàn)方便、可靠的位置；4. 對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是為每一道工序選擇機(jī)床、夾具、刀具及量具，確定定位夾緊方案、走刀路線、工步順序、加工余量、工序尺寸及其公差、切削用量和工時(shí)定額等，為編制加工程序做好充分準(zhǔn)備。 卵形螺紋配合組件實(shí)例分析如圖 31 為典型卵形螺紋配合組件零件圖，該零件毛坯尺寸為 Φ50㎜100㎜、Φ50㎜100mm、型號(hào)為 45 號(hào)鋼、無(wú)熱處理和硬度要求,下面將以該零件為例，對(duì)數(shù)控車(chē)削加工工藝進(jìn)行分析。圖 31 卵形螺紋 UG 視圖圖 32 卵形螺紋配合組件零件圖 零件工藝分析內(nèi)容1. 繪制零件提圖紙 用 UG、CAD 軟件進(jìn)行畫(huà)零件圖的二維視圖、三維視圖、剖面圖以及裝配圖，標(biāo)注好尺寸及技術(shù)要求后，并進(jìn)行截圖。2. 對(duì)零件圖進(jìn)行分析 該零件表面由圓柱、螺紋、孔、橢圓、凹槽等表面組成。無(wú)熱處理和硬度要求。在數(shù)控車(chē)床上需要進(jìn)行的工序?yàn)椋呵邢魍鈭A、切削件左端凹槽、圓弧、件二的內(nèi)螺紋、鏜孔、件三的橢圓階梯軸、外螺紋等。3. 選擇合理的夾具、刀具并進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì) 用三爪自定心卡盤(pán)夾緊工件左端外圓，將工件右端面的中心設(shè)置為工件零點(diǎn)，作為加工測(cè)量及編程的基準(zhǔn)點(diǎn)。再掉頭加工時(shí)，和上述一樣。三爪自定心卡盤(pán)因其自動(dòng)定心作用，能夠保證工件被夾持部分基本上與車(chē)床主軸軸線同軸，但伸出部分特別是離卡爪較遠(yuǎn)部分需要敲擊校正，才能使工件整個(gè)軸線與主軸軸線同軸。校正的任務(wù)是找出旋轉(zhuǎn)工件的最高點(diǎn)并敲正。通常粗校時(shí)，因工件夾偏較多，為安全起見(jiàn)不開(kāi)車(chē)，而用手扳動(dòng)卡盤(pán)旋轉(zhuǎn)，這時(shí)在車(chē)床導(dǎo)軌適當(dāng)處找個(gè)參考點(diǎn)，與旋轉(zhuǎn)的工件外圓比較，找出工件的最高點(diǎn)，用銅棒敲擊。當(dāng)旋動(dòng)工件的外圓表面與參考點(diǎn)距離一樣時(shí)，校正完成。因?yàn)榱慵D中包含外螺紋、內(nèi)螺紋、槽等，所以要選擇相應(yīng)的刀具來(lái)加工。如下圖所示：表 31 數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱(chēng)代號(hào)零件名稱(chēng)典型軸零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱(chēng) 數(shù)量 加工表面 備注1 T01 93176。外圓車(chē)刀 1 粗車(chē)外輪廓表面 20202 T02 60176。外螺紋刀 1 粗精車(chē)外螺紋 20203 T03 內(nèi)螺紋刀 1 粗精車(chē)內(nèi)螺紋 20204 T04 切槽刀 1 切 4mm 槽、切斷 2020編制 審核 批準(zhǔn)共 頁(yè) 第 頁(yè)4. 工序、工步的設(shè)計(jì) 確定加工余量、工序尺寸及公差、切削用量、工時(shí)定額和設(shè)備等。定位基準(zhǔn)的選擇①力求設(shè)計(jì)、工藝和編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。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。③避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。5. 本零件的定位基準(zhǔn)為：①首先以 φ34 的圓柱作為定位基準(zhǔn)，加工件二左端外螺紋 M30*27g,φ35的圓柱、φ30 的圓柱、橢圓②以 φ34 為定位基準(zhǔn)，加工件一左端的 φ34 圓柱、槽和內(nèi)螺紋并切斷。③以 φ34 為定位基準(zhǔn)，加工件一右端內(nèi)孔。④4 將加工好的件一、件二配合 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，主要選用數(shù)控車(chē)床為 KC6140，其系統(tǒng)為 FNAUC。7. 加工軌跡的計(jì)算和優(yōu)化 確定零件加工順序應(yīng)該按照按照基面先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的加工原則，并在一次裝夾中應(yīng)盡可能加工出較多的工件表面。根據(jù)本工件的結(jié)構(gòu)特征，加工順序按下列步驟進(jìn)行：①先粗后精的原則 一個(gè)零件的加工過(guò)程，總是先進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行半精加工，最后是精加工和光整加工。這樣做有利于加工誤差和表面缺陷層的不斷減小，從而逐步提高零件的加工精度與表面質(zhì)量。 ②先主后次的原則 零件的主要工作表面一般指加工精度和表面質(zhì)量要求高的表面和裝配基面，在加工中應(yīng)首先加工出來(lái)。而鍵槽、螺孔等次要表面對(duì)加工過(guò)程的影響很小，位置有和主要表面相關(guān)，因此應(yīng)在主要表面加工到一定程度之后，最終精加工之前完成。③基準(zhǔn)先行的原則 應(yīng)先加工基準(zhǔn)表面后加工其他表面。基準(zhǔn)表面應(yīng)該在工藝過(guò)程一開(kāi)始就進(jìn)行加工，以便為后工序提供精基準(zhǔn)。如軸類(lèi)零件的加工一般均先以外圓為粗基準(zhǔn)加工中心孔，然后再以中心孔為基準(zhǔn)加工其他表面。④先面后孔的原則 對(duì)于箱體、支架類(lèi)零件，應(yīng)先加工平面，后加工平面上的孔，先加工平面方便孔加工時(shí)刀具的切入、零件的測(cè)量和尺寸調(diào)整等工作。對(duì)于輪廓尺寸大的片面，先加工出來(lái)可作為定位基準(zhǔn)，使零件可靠的定位。⑤先內(nèi)后外的原則 對(duì)于精密套筒，起外圓與孔的同軸度要求較高，一般采用“先孔后圓”的原則，即先以外圓定位加工孔，再以精度高的孔定位加工完圓，這樣可以保證高的同軸度要求，并且是所用的家具簡(jiǎn)單?？傊?，上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮；先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工序；以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好接連進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)；在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。8. 編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件 零件的加工表面精度和粗糙度的控制零件的加工質(zhì)量是保證整臺(tái)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。零件的加工質(zhì)量的兩大指標(biāo)：一是零件的加工精度，二是零件表面質(zhì)量。加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。在機(jī)械加工中，誤差是不可避免的，但誤差必須在允許的范圍內(nèi)。通過(guò)誤差分析，掌握其變化的基本規(guī)律，從而采取相應(yīng)的措施減少加工誤差，提高加工精度。 機(jī)械加工精度產(chǎn)生主要原因與舉措1. 主軸回轉(zhuǎn)誤差。主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸各瞬間的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。產(chǎn)生主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞度等。適當(dāng)提高主軸及箱體的制造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對(duì)高速主軸部件進(jìn)行平衡，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等，均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。 2. 導(dǎo)軌誤差。(扭曲) 。除了導(dǎo)軌本身的制造誤差外，導(dǎo)軌的不均勻磨損和安裝質(zhì)量，也是造成導(dǎo)軌誤差的重要因素。 3. 傳動(dòng)鏈誤差。傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。傳動(dòng)誤差是由傳動(dòng)鏈中各組成環(huán)節(jié)的制造和裝配誤差，以及使用過(guò)程中的磨損所引起。 4. 刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過(guò)程中，都不可避免要產(chǎn)生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀地改變。正確地選用刀具材料和選用新型耐磨的刀具材料，合理地選用刀具幾何參數(shù)和切削用量 ，正確地采用冷卻液等，均能最大限度地減少刀具的尺寸磨損。必要時(shí)還可采用補(bǔ)償裝置對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。 5. 定位誤差。一是基準(zhǔn)不重合誤差。在零件圖上用來(lái)確定某一表面尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱(chēng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。在工序圖上用來(lái)確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱(chēng)為工序基準(zhǔn)。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，如果所選用的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。二是定位副制造不準(zhǔn)確誤差。夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對(duì)準(zhǔn)確，它們的實(shí)際尺寸(或位置)都允許在分別規(guī)定的公差范圍內(nèi)變動(dòng)。工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副，由于定位副制造得不準(zhǔn)確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為定位副制造不準(zhǔn)確誤差。 　6. 工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差。 ①是刀具剛度。外圓車(chē)刀在加工表面法線(y)方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計(jì)。鏜直徑較小的內(nèi)孔，刀桿剛度很差，刀桿受力變形對(duì)孔加工精度就有很大影響。②是機(jī)床部件剛度。機(jī)床部件由許多零件組成，機(jī)床部件剛度迄今尚無(wú)合適的簡(jiǎn)易計(jì)算方法，目前主要還是用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定機(jī)床部件剛度。工藝系統(tǒng)中如果工件剛度相對(duì)于機(jī)床、刀具、夾具來(lái)說(shuō)比較低，在切削力的作用下，工件由于剛度不足而引起的變形對(duì)加工精度的影響就比較大。導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對(duì)位