【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 背吃刀量的確定 又稱切削深度，一般指工件加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位 mm。在機(jī)床工件和刀具的剛度允許條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工的余量。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，車時(shí)循環(huán)時(shí)，確定其粗車時(shí)背吃刀量 13mm，精車時(shí)為 。詳情見表 31。 表 31 切削參數(shù)表 刀具 車削 背吃刀量 mm 進(jìn)給速度 mm/min 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 外圓車刀 粗車 2 300 800 精車 100 1500 內(nèi)圓車刀 粗車 2 150 500 精車 100 1200 螺紋 外螺紋 400 內(nèi)螺紋 200 切槽 80 300 數(shù)控刀具的選擇 對(duì)于數(shù)控加工，刀具材料也是很重要的一個(gè)方面，刀具材料可以決定一個(gè)零件加工的質(zhì)量、精度和加工效率，加工工序相對(duì)集中及零件裝夾次數(shù)少等要求數(shù)控機(jī)床對(duì)所用的刀具有許多性能上的要求。只有達(dá)到這些要求才能使數(shù)控機(jī)床真正發(fā)揮 效率。在數(shù)控機(jī)床所使用的刀具就具有以下特點(diǎn) : （ 1）刀具有很高的切削性能； 8 （ 2）數(shù)控刀具有很高的精度盒重復(fù)定位精度； （ 3）要求刀具有很高的可靠性和耐用度； （ 4）實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀； （ 5）具有一個(gè)比較完善的工藝系統(tǒng)； （ 6）建立刀具管理系統(tǒng)； 根據(jù)數(shù)控加工中心對(duì)刀具的基本要求 ,不僅要精度高、剛性好、裝夾調(diào)整方便 ,而且要求切削性能強(qiáng)、耐用度高 。因此 ,數(shù)控加工中刀具的選擇是非常重要的 ,刀具選擇合理與否不僅影響機(jī)床的加工效率 ,而且還直接影響加工質(zhì)量。 數(shù)控刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工 序內(nèi)容、工件 材料等因數(shù)。 除上述對(duì)刀具的基本要求之外 ,車刀切削的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能也非常重要 ,切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控車削中心是十分忌諱的 。 總之根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量選擇剛性好、耐用度高的銑刀 ,是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意加工質(zhì)量的前提 。 根據(jù)我院的機(jī)床性能以及工件尺寸形狀以及要求分析，該工件圓弧曲線較大，考慮到工件的精度以及加工的情況。選用外圓尖車刀作為該工件的粗、精加工刀具。因該工件是一次加工完成，不需調(diào)頭加工，采用 45 度的外圓車刀粗車削毛坯外圓，再采用 35 度的尖刀對(duì) 該零件進(jìn)行的 粗、精車 。 切削液的選擇 在金屬切削過程中 ,合理選擇切削液 ,可以改善工件與刀具間的摩擦狀況 ,降低切削力我切削溫度 ,減輕刀具磨損 ,減小工件的熱變形 ,從而可以提高刀具耐用度 ,提高加工效率和加工質(zhì)量。切削液可以將切削過程中所產(chǎn)生的熱量迅速地從切削區(qū)帶走 ,使切削溫度降低。切削液的流動(dòng)性越好 ,比熱 、導(dǎo)熱系數(shù)和汽化熱等參數(shù)越高 ,則其冷卻性能越好。 （ 1) 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。 （ 2) 由于熱長(zhǎng)冷縮的原理，工件和刀具吸收了一部分的熱量，工件和刀具產(chǎn)生變形最終 影響加工精度。 為了提高加零件的刀具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” 9 的現(xiàn)象和零件精度的影響。 常見切削液的種類和選用見表 32。 表 32 切削液的種類和選用 序號(hào) 名稱 主要成分 用途 1 水溶液 水、防銹添加劑 冷卻 2 乳化液 水、礦物油、乳化液 冷卻、潤(rùn)滑、清洗 3 切削油 礦物油、動(dòng)植物油、復(fù)合油等 潤(rùn)滑、防銹 該零件材料為 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，而以冷卻為主可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。其性能介于水溶液和切削油之間。也就在其中加入油性添加劑或極壓添加劑以改善其油性和極壓性。 10 4 工藝分析 零件的工藝分析 定位基準(zhǔn)的選擇 制定機(jī)械加工規(guī)程時(shí)定位基準(zhǔn)選擇的是否合理，將直接影響零件加工表面尺寸精度。同時(shí)對(duì)加工順序的安排也有重要的影響。定位基準(zhǔn)選擇不同，工藝規(guī)程也將隨之而異?；鶞?zhǔn)根據(jù)功用不同分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。所謂設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 是指設(shè)計(jì)圖樣上采用的基準(zhǔn)，而工藝基準(zhǔn)則是在機(jī)械加工過程中用來確定加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按不同的用途分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。在次對(duì)以上幾種基準(zhǔn)分別做解釋： ① 工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來確定本工序加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。 ② 定位基準(zhǔn)：在加工過程中用來定位的基準(zhǔn)。 ③ 測(cè)量基準(zhǔn)：測(cè)量是采用的基準(zhǔn)。 ④裝配基準(zhǔn)：裝配時(shí)用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對(duì)位置時(shí)所采用的基準(zhǔn)。 選擇定位 基準(zhǔn)時(shí)，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此， 定位 基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選精基準(zhǔn)，再選粗基 準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證零件加工精度和工件安裝方便可靠。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮如下原則。 （ 1）外輪廓右端面精基準(zhǔn)的選擇 該工件是雙邊加工，夾持左端面，車削 φ48 外圓，夾具 采用三爪卡盤夾緊不加工外圓表面，這樣減少了夾具的設(shè)計(jì)、制造工作量和成本，使加工更容易達(dá)到精度要求，經(jīng)濟(jì)性更好。而為了較容易的獲得加工表面對(duì)其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)位置精度要求，應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，即加工原點(diǎn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，則應(yīng)該選擇左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)，即 “ 基準(zhǔn)重合”原則。如圖43 所示 。 11 圖 41 基準(zhǔn)重合原則 （ 2）外輪廓左端面精基準(zhǔn)的選擇 夾持右端外圓，夾具 采用三爪卡盤夾緊。采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，可以簡(jiǎn)化工藝規(guī)程的制定工作。減少夾具設(shè)計(jì)，制造工作量和成本，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。 （ 3）螺紋軸內(nèi)孔精基準(zhǔn)的選擇 內(nèi)孔加工時(shí)外圓定位， 夾持毛坯 φ38 外圓，夾具 采用三爪卡盤夾緊。選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，即“自為基準(zhǔn)”原則。 （ 4）螺紋底座外輪廓精基準(zhǔn)的選擇 該零件輪廓以零件軸線 為定位基準(zhǔn)，加工外輪廓時(shí)，為了保證一次安裝加工出全部外輪廓，需要設(shè)一螺紋心軸裝置，用三爪卡盤 夾持 心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂緊以提高工藝系統(tǒng)的剛性。 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工表面有足夠的余量，使加工面與不加工面的位置符合圖樣要求并注意盡快獲得精基準(zhǔn)。下面具體介紹該零件的選擇原則。 12 （ 1）外輪廓右端面粗基準(zhǔn)的選擇 為了保證工件加工面與待加工面間的位置要求，確保加工表面的加工 余量小而均勻， 確定坯件軸線和左端大斷面 φ40（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。夾左端 φ40mm外圓，粗車至 φ38mm，夾具為三爪卡盤。 （ 2）外輪廓左端面粗基準(zhǔn)的選擇 選右端面 φ38 為定位基準(zhǔn)，夾具 采用三爪卡盤夾緊。 （ 3） 外輪廓內(nèi)孔粗基準(zhǔn)的選擇 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，即φ38 外圓。打 φ17 中心孔，再擴(kuò)到 φ20。將工件裝夾在三爪自定心卡盤中，把毛坯的同軸度誤差在鏜孔時(shí)切除，從而保證其壁厚均勻。 （ 4）螺紋底座外輪廓粗基準(zhǔn)的選擇 為了保證加工余量小而均勻，選擇重要表面為粗基準(zhǔn)。以主軸線為粗基準(zhǔn)，用 三爪卡盤夾持 心軸左端， 夾持 心軸右端留中心孔。 起刀、進(jìn)刀和退刀的工藝分析 （ 1） 起刀點(diǎn)的確定 ① 在進(jìn)刀或切削過程中，要使刀具不受損壞，一般來說：數(shù)控刀具在進(jìn)入起刀點(diǎn)過程中，應(yīng)避免使刀具與工件產(chǎn)生相碰，應(yīng)使下刀的點(diǎn)大于工件的尺寸，選擇最高點(diǎn)作為定位點(diǎn)。由于該工件毛坯材料為 φ40mm，所以起刀點(diǎn)應(yīng)大于φ40mm，確保刀具在換刀時(shí)與工件產(chǎn)生碰撞，根據(jù)毛坯尺寸，可取為起刀點(diǎn)為（ 30），以保證了刀具與工件之間的安全距離。如圖 42 所示。 13 圖 42 起刀點(diǎn) ② 螺紋底座的工件毛坯材料為 φ40mm，所以起刀點(diǎn)應(yīng)大于 φ40mm，確保刀具在換刀 時(shí)與工件產(chǎn)生碰撞，根據(jù)毛坯尺寸，可取為起刀點(diǎn)為（ 30），以保證了刀具與工件之間的安全距離。如圖 43 所示。 圖 43 起刀點(diǎn) （ 2） 進(jìn)刀點(diǎn)的確定 進(jìn)刀方式有幾種： ①首先應(yīng) 快速走刀到達(dá)安全平面，一般應(yīng)大于工件毛坯（ 25mm）以 G00快速到達(dá)安全點(diǎn)。 ②沿坐標(biāo)軸的 Z軸方向直接進(jìn)刀。 14 ③沿給定的矢量方向進(jìn)行進(jìn)刀。 在進(jìn)刀過成中，這幾種方法都可以運(yùn)用，所以任其選則一種，該毛坯是φ40mm棒料，就以 GO0指令快速直線到達(dá)安全平面，大于毛坯 5mm，取安全面為 φ45mm。確定為加工零件時(shí)的循環(huán)進(jìn)刀點(diǎn)。 （ 3） 退刀點(diǎn)的確定 該零件是外圓車削加工，為確保加工工序時(shí)間，可采用 沿斜線退刀， 斜線退刀方式路線最短，多適用于加工外圓表面的車刀退刀。 工藝卡、刀具卡的選擇 刀具卡片 表 41 刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 軸套配合 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 45 度外圓車刀 1 車端面 刀具截面25 25 2 T02 35 度外圓粗、精車刀 1 粗精車外輪廓 刀具截面25 25 3 T03 5mm 切槽刀 1 切槽、切斷 刀具截面25 25 4 T04 60 度外螺紋車刀