【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 FANUC－0i 系統(tǒng)重慶第二機(jī)床廠生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件程序編制與加工，機(jī)床牌號(hào)為 C2—6136HK。 設(shè)備的介紹我院數(shù)控機(jī)床型號(hào)為 C2—6136HK 是由重慶第二機(jī)床廠生產(chǎn)的，機(jī)床為 360750 CNC LATHE。主軸的轉(zhuǎn)速范圍在 50—2022r/min，電壓為 3380V 電源頻率為 50HZ，系統(tǒng)為 FANUC，具有較高可操作性，功能齊全和加工精度好的優(yōu)點(diǎn)。 夾具的選擇確定裝夾方案時(shí)，要根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)來確定工件的定位與夾持，并選擇合理的夾具。夾緊機(jī)構(gòu)和其它元件不得影響進(jìn)給，加工部位要敞開，要求夾持工件后夾具等一些組件不能與刀具運(yùn)動(dòng)發(fā)生干涉。必須保證最小的夾緊變形，工件加工時(shí)切削力大，需要的夾緊力也大，但不能把工件夾變形。因此，必須慎重考慮夾持時(shí)的支撐點(diǎn)、定位點(diǎn)和夾緊點(diǎn)。夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，對(duì)形狀簡(jiǎn)單的單件小批量生產(chǎn)的零件可以選用通用夾具。夾具應(yīng)便于與機(jī)床工作臺(tái)及工件定位表面間的定位元件連接。由于該零件材料是 45 鋼一般不會(huì)產(chǎn)生夾緊變形，零件尺寸小、結(jié)構(gòu)和形狀比較簡(jiǎn)單，不需要用專用夾具，所以只需要用三爪定位卡盤和一輔助裝夾的墊片。由于三爪7卡盤具有自動(dòng)定心功能，最終選擇夾具 31 如圖所示：圖 31 三爪卡盤4 量具與冷卻液的的選擇 量具的選擇在數(shù)控車削加工工件中，為了確保工件的尺寸精度，必須選擇正確的測(cè)量工具，量具種類很多，但不同的工件采用不同的量具作為測(cè)量工具。但在數(shù)控車削外圓中多采用千分尺和游標(biāo)卡尺作為測(cè)量工件的量具。由于游標(biāo)卡尺是一種通用量具使用方便的特點(diǎn)。對(duì)一般精度高的零件選用千分尺。 冷卻液的選擇由于在切削加工過程在，被切削層金屬的變形、切屑與刀具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦要產(chǎn)生大量的熱——切削熱。由于熱長(zhǎng)冷縮的原理，工件和刀具吸收了一部分的熱量后，工件和刀具會(huì)產(chǎn)生變形，最終影響加工精度。如果大量的切削熱傳入刀具，容易使刀具損壞——造成“燒刀”的現(xiàn)象。為了提高加零件的精度和刀具的耐用度及使用壽命，在切削加工過程中必須使用冷卻液對(duì)工件和刀具進(jìn)行冷卻，以避免造成“燒刀”的現(xiàn)象和零件精度的影響。8表 41 冷卻液主要成分及作用冷卻液名稱 主要成分 主要作用水溶液 水、防銹添加劑 冷卻乳化液 水、油、乳化劑 冷卻、潤(rùn)滑、清洗切削油 礦物油、動(dòng)植物油、極壓油添加劑或油性潤(rùn)滑該工件材料為 45 鋼，為了避免刀具與工件摩擦產(chǎn)生大量熱影響工件精度，在加工時(shí)主要是以冷卻為主，多采用乳化液作為冷卻液。乳化液是通過乳化添加劑形成的切削油和水溶液的混合物。通常是由一定比例的油和乳化劑制成的乳化膏。其性能介于水溶液和切削油之間，使用時(shí)根據(jù)需要將乳化膏按重量稀釋成一定濃度的水溶液。低濃度的乳化液主要起冷卻作用，用于粗加工和磨削加工；高濃度的乳化液主要起潤(rùn)滑作用，用于精加工。5 圓錐螺紋配合件一的工藝方案 零件圖分析此零件為 45 鋼，由于結(jié)構(gòu)、尺寸的實(shí)際加工需要需多次裝夾，由端面、圓柱、斜面、圓弧面、球面、螺紋、槽、內(nèi)孔等表面組成，該零件圖為數(shù)控回轉(zhuǎn)體車削零件。如圖 51 示。圖 51 件一零件圖φ26φ3625+ 10 1580?M24?1.56g3?21:5φ4 φ309數(shù)控車床加工工藝設(shè)計(jì)是在制定了工藝路線的基礎(chǔ)上兼顧考慮程序編制的要求，安排數(shù)控車床工序的具體內(nèi)容和工步順序。工序內(nèi)容：加工中使用的刀具較多時(shí)，為了減少換刀次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，可以將一把刀具所加工的內(nèi)容安排在一個(gè)工序（或工步）中。按照工件加工表面的性質(zhì)和要求，先進(jìn)行零件表面的粗加工，然后進(jìn)行零件表面的精加工。按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則，先加工簡(jiǎn)單一端，再加工復(fù)雜的一端。 工藝分析零件材料為 45 鋼料,該零件由外螺紋、錐面、切槽、圓弧、內(nèi)孔、內(nèi)螺紋等工藝過程組成。結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜，加工過程中一定要保證尺寸和形位精度。 確定裝夾方案 由于該零件需要兩頭裝夾(為了使工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合),單段加工對(duì)零件的要求性不高，只需采用三爪卡盤夾持。采用三爪卡盤夾緊工件 25mm 處然后進(jìn)行車削加工。在裝夾過成中，調(diào)整好工件在卡盤內(nèi)的基準(zhǔn)，裝夾定位應(yīng)夾緊可靠。 確定加工方案采用三爪自定心卡盤夾持右端——車左端面——粗、精車左端各段——切槽——粗精螺紋加工。 確定工步順序、進(jìn)刀路線和所用刀具為減少工件加工過程中的變形對(duì)最終精度的影響，內(nèi)外表面要分開進(jìn)行。由于對(duì)加工刀具形狀的要求不是很高，所以選用一把刀尖角為 45 度的硬質(zhì)合金尖刀和一把硬質(zhì)合金的 3mm 切斷刀就可以解決零件的加工。根據(jù)工步順序和切削加工進(jìn)給路線的確定原則，本工序的工步順序、進(jìn)給路線及所用刀具確定如下所示： 粗車外表面選用 45 度的硬質(zhì)合金外圓車刀，并用外圓粗切削循（G71 ）進(jìn)行外表面粗車加工。X 軸方向精加工余量 ，Ｚ軸方向精加工余量留 走刀路線及加工部位如圖51 所示。由于是粗加工，可選一把刀具將整個(gè)外表面車削成型，其中倒角，切槽及加工螺紋等工序暫時(shí)不用考慮，但必須為以后的加工留有足夠的余量。10圖 52 為走刀路線圖加工步驟：切端面切外圓退刀回到起點(diǎn) 精車外表面選用 30 度菱形刀片,精車外圓柱面及圓錐面。由于是精車，各個(gè)部位的精度要求較高，所以加工需要把主軸轉(zhuǎn)速調(diào)高，進(jìn)給速度相應(yīng)也調(diào)低。 調(diào)頭裝夾，加工另一端選用 45 度的硬質(zhì)合金外圓車刀，并用外圓粗切削循（G71 ）進(jìn)行外表面粗車加工。X 軸方向精加工余量 ，Ｚ軸方向精加工余量留 走刀路線及加工部位如圖52 所示。圖 53 為走刀路線圖 切槽用為 3mm 的切槽刀進(jìn)行切槽加工。切槽時(shí)，切槽刀的效率是比較高的，而且切槽深度僅為 3mm，所以切削時(shí)排削比較容易，但為了保證精度和刀具，一定要將主軸轉(zhuǎn)11速調(diào)低，以保證更好的加工精度和更好的排屑，加工示意圖如下圖 53：圖 54 為切槽走刀路線圖 加工外螺紋加工螺紋前，刀具的選擇很重要，我們可選用專用的外螺紋車刀進(jìn)行加工。用G92 螺紋切削循環(huán)加工外螺紋，其切削過程中，從始點(diǎn)出發(fā) “切入――切螺紋——切出——返回起點(diǎn)”循環(huán)加工。另外要注意：在車削螺紋時(shí)，刀具沿螺紋方向的進(jìn)給應(yīng)與工件主軸旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速度比關(guān)系。要考慮到刀具從停止?fàn)顟B(tài)達(dá)到指定的進(jìn)給速度或從指定的進(jìn)給速度降至零，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須有一個(gè)過度過程，沿軸向的加工路線長(zhǎng)度，除保證加工螺紋長(zhǎng)度外，還應(yīng)增加 2~5mm 的刀具切入距離和 1~2mm 的刀具切出距離，以保證加工正常進(jìn)行，有必要時(shí)最后一刀還須重復(fù)車幾次，以保證加工質(zhì)量。切削過程如下圖 54：圖 55 為走刀路線圖12 切斷調(diào)頭裝夾，在滿足工件長(zhǎng)度為 80 的條件下將零件切斷，選用 3mm 切槽刀。 切削用量的選擇當(dāng)進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量。并以指令的形式輸入程序中。切削用量包括：主軸轉(zhuǎn)速，背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)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：保證零件加工質(zhì)量和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能。保證合理的刀具切削性能和耐用度。并充分發(fā)揮機(jī)床的性能最大限度地提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本。 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速 n（r/min）要根據(jù)允許的切削速度 Vc（m/min ）來確定：n=1000Vc/ （πD ）式中：D —工件直徑 單位:mmVc—切削速度 單位:m/min根據(jù)毛坯件伸出的直徑，并結(jié)合機(jī)床的性能的要求選取。根據(jù)計(jì)算取粗車主軸轉(zhuǎn)速速度為 n=800mm/min；精車轉(zhuǎn)速 n=1500mm。 切削速度 Vc切削速度的高低主要取決于刀具、工件的材料，表面粗糙度，背吃刀量和進(jìn)給量等因素：選擇參數(shù)時(shí)根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速公式推導(dǎo)。車直線和圓弧輪廓時(shí)。通過查表和計(jì)算以及零件分析確定其切削速度Vc=90m/min，精車的切削速度 Vc=120m/min。 進(jìn)給速度的確定進(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能選取。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，以克服由于慣性造成工藝系統(tǒng)的變形和在輪廓拐角處造成超程的現(xiàn)象。13根據(jù)該零件加工計(jì)算的：粗車進(jìn)給速度為 150mm/min；精車進(jìn)給速度為80mm/min。 背吃刀量的確定在機(jī)床工件和刀具的剛度允許條件下，應(yīng)盡可能增大背吃刀量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。根據(jù)我院的機(jī)床的性能分析，車削循環(huán)時(shí)，確定其粗車時(shí)背吃刀量 2mm，精車時(shí)為。 確定切削用量根據(jù)加工要求確定切削用量，具體情況如下：(1) 粗車外表面根據(jù)毛坯件伸出的直徑，并結(jié)合機(jī)床的性能的要求選取。根據(jù)計(jì)算取粗車主軸轉(zhuǎn)速速度為 n=800mm/min；進(jìn)給量 F=(2) 精車外表面主軸轉(zhuǎn)速 S=1500r/min，進(jìn)給量 F=(3) 切槽主軸轉(zhuǎn)速 S=200r/min，進(jìn)給量 F=(4) 外螺紋加工主軸轉(zhuǎn)速 S=600800r/min，進(jìn)給量 F=(5) 倒角主軸轉(zhuǎn)速 S=800r/min,進(jìn)給量 F= 填寫工藝文件（1）將選定的各工步所用刀具的刀具型號(hào)、刀片型號(hào)、刀片牌號(hào)及刀尖圓弧半徑等填入表 5－5 數(shù)控加工刀具卡片中。（2）按加工順序?qū)⒏鞴げ降募庸?nèi)容、所用刀具及切削用量等填入表 5－6 數(shù)控加工工序卡片中。14表 56 數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱圓錐螺紋配合（件一）零件圖號(hào) 01 程序編號(hào) O0001工步號(hào)刀具號(hào) 刀具名稱 刀具型號(hào) 刀片型號(hào) 刀片牌號(hào)刀具半徑/mm備注01 T0145 度硬質(zhì)合金外圓粗車刀PCGCL252509QCCMT097308GC435 02 T0230 度硬質(zhì)合金外圓精車刀PCGCL252509QCCMT097308GC435 03 T03切槽刀（寬為3mm）PCGCL252509QCCMT097308GC435 04 T0460 度螺紋刀PCGCL252509QCCMT097308GC435 編制 指導(dǎo)老師 審核 批準(zhǔn) 共一頁(yè)黃波 袁永富 第一頁(yè)15表 57 數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱 零件名稱 材料 零件圖號(hào)（工廠）數(shù)控加工工藝卡片 圓錐螺紋配合圓錐螺紋配合（件一）45 鋼 01工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具編號(hào) 使用設(shè)備 車間1 O0001001（三爪卡盤）C26136HK 學(xué)院數(shù)控車削加工中心工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格 /mm主軸轉(zhuǎn)速（r/mm）進(jìn)給速度（mm/min）背吃刀量/mm備注01粗車外表面T01 0 800 150 02精車削表面T02 0 1500 80 03切斷/切槽T03 0 300 30004 車螺紋 T0