【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ～ － － ～ ～ － － － － 20 30 25 25 40 60 100 400 ～ ～ ～ ～ － ～ ～ ～ － ～ ～ ～ － － ～ ～ － － － ～ 注： ，表中進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) k=～ 。 ，表中進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) k=。 ，進(jìn)給量不大于 1mm/r。 ，進(jìn)給量應(yīng)減小。當(dāng)鋼的硬度為 44～ 56HRC時(shí)，應(yīng)乘系數(shù)；當(dāng)鋼的硬度 為57～ 62HRC時(shí)，應(yīng)乘系數(shù) k=。 根據(jù)上述表 ：粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f為 ，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f為 ，最后根據(jù)公式 Vf=nf計(jì)算粗車、精車進(jìn)給速度分 195mm/min和 85mm/min。 車螺紋時(shí)，粗車進(jìn)給速度為 450mm/min，精車進(jìn)給速度為 450mm/min。 切槽刀的進(jìn)給速度為 45mm/min。 對(duì)于銑刀等多齒刀具，通常規(guī)定每齒進(jìn)給量 fz（ mm），其含義是刀具每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，刀具相對(duì)于工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的位移量。進(jìn)給量與每齒進(jìn)給量的關(guān)系為： F= Zf Z N （式 2－ 10） 每齒進(jìn)給量 fz的選取，主要依據(jù)工件材料的力學(xué)性能、刀具材料的力學(xué)性能、工件表面粗糙度等因素。工件材料強(qiáng)度和硬度越高， fz越??；反之則越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量，高于同類高速鋼銑刀。工件表面粗糙度要求越高， fz越小。每齒進(jìn)給量的確定可參考 表 。工件剛性差或刀具 強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取較小值。 表 銑刀每齒進(jìn)給量參考值表 工件材料 fz/mm 粗銑 精銑 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 第二章 花鍵軸的加工工藝 16 鋼 ～ ～ 002～ ～ 鑄鐵 ～ ～ 綜合選?。? 粗銑 Zf = 精銑 Zf = 銑刀齒數(shù) z=2 上面計(jì)算出： 粗n =1200 r/min 精n =1600 r/min 將它們代入式子 210計(jì)算。 粗銑時(shí)： F= 2 1200 =360mm/min 精銑時(shí)： F= 2 1600=800mm/min 花鍵軸的刀具選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的重要 內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。另外，數(shù)控加工主軸轉(zhuǎn)速比普通機(jī)床高 1－ 2倍，且主軸輸出功率大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高。不僅要求精度高、強(qiáng)度大、剛度大、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并合理選擇刀具結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)。 刀具的選擇應(yīng)考慮工件材質(zhì)、加工輪廓類型、機(jī)床允許的切削用量和剛性以及刀具耐用等因素。一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)也可采用各種高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具及其他一些專用刀具。刀具的類型、規(guī)格和精度等 級(jí)應(yīng)符合加工要求。 刀具的材料有很多種，目前常用的數(shù)控刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等。這些刀具材料的性能和應(yīng)用范圍歸類介紹對(duì)比，如表 。 表 切削材料的性能和應(yīng)用范圍 刀具材料 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 典型應(yīng)用 高速鋼 抗沖擊能力強(qiáng)、通用性好 切速低，耐磨性差 低速、小功率和斷續(xù)切削 硬質(zhì)合金 通用性最好、抗沖擊能力強(qiáng) 切削速度有限 大多數(shù)材料的粗、精加工，包括鋼、鑄鐵、特殊材料和塑料 涂層硬質(zhì)合金 通用性很好、抗沖擊能力強(qiáng)，中速切削性能好 切削速度限制在中速 范圍 除了速度比硬質(zhì)合金高外，其他和硬質(zhì)合金一樣 金屬陶瓷 通用性很好，中速切削性能好 抗沖擊能力差，切削速度限制在中速范圍 鋼、鑄鐵、不銹鋼和鋁合金 立方氮化硼 高熱硬性，高強(qiáng) 不能切削硬度低 切削硬度在 45～威海職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 度，高抗熱沖擊性能 于 45HRC的材料，有限制地應(yīng)用，成本高 70HRC之間的材料 金剛石 高耐磨性，高速性能好 抗沖擊能力差，切削鐵質(zhì)金屬化學(xué)穩(wěn)定性差，有限的應(yīng)用 高速粗切和精切有色金屬和非金屬材料 根據(jù)加工的要求一般我們車床刀具材料選擇硬質(zhì)合金。 鍵槽銑刀的材料為 硬質(zhì)合金。 綜合上述所述以及零 件的加工工藝的要求。需選擇如下刀具： 0號(hào)刀： B= 中心鉆。 1號(hào)刀：粗精加工外圓車刀 (主偏角 Kr=900副偏角 Kr180。=30，外圓車刀 )； 2號(hào)刀：寬 2mm的硬質(zhì)合金焊接切槽刀（用于車零件上的退刀槽）； 3號(hào)刀：寬 3mm的硬質(zhì)合金焊接切槽刀（用于車零件右端的越程槽）； 4號(hào)孔： 600的螺紋刀（用于車花鍵軸的螺紋） 5號(hào)刀： 6mm鍵槽銑刀（銑型號(hào)為 6*20 的鍵槽）。 6號(hào)刀： 成形銑刀 （銑花鍵） 根據(jù)以上分析制作道具卡片（如表 ） 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。 表 刀 具卡片 產(chǎn)品名稱或 代號(hào) 零件名稱 花鍵軸 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具編號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 B= 中心鉆 1 鉆中心孔 手動(dòng) 2 T01 90176。 的 外圓車刀 1 車端面及粗車輪廓 自動(dòng) 3 T02 B=2mm 切 槽刀 1 退刀槽 自動(dòng) 4 T03 B=3mm 切 槽刀 1 退刀槽 自動(dòng) 5 T04 60176。的外螺紋 車刀 1 車螺紋 自動(dòng) 6 T05 B=6mm 鍵 槽刀 1 銑鍵槽 自動(dòng) 第二章 花鍵軸的加工工藝 18 7 T06 成形銑刀 1 銑花鍵 手動(dòng) 外圓車 刀 切槽刀 螺紋車刀 鍵槽刀 成形銑刀 編制 審核 批準(zhǔn) 共 1頁 第 1 頁 威海職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 花鍵軸夾具的選擇與裝夾方案的確定 由于夾具確定了零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，即加工原點(diǎn)的位置，因而首先要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確坐標(biāo)方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。除此之外，主要考慮下列幾點(diǎn)： 當(dāng)零件加工批量小時(shí)，盡量采用組合夾具，可調(diào)式夾具及其它通用夾具； 當(dāng)小批量或成批生產(chǎn)時(shí) 才考慮采用專用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 夾具要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞等）； 裝卸零件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間，有條件時(shí)，批量較大的零件應(yīng)采用氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具。 該零件要用到數(shù)控車床、銑床，所以不同的機(jī)床需要選擇不同的夾具 由于零件的尺寸比較長(zhǎng)，所以為了加工時(shí)的穩(wěn)定性，故使用“一夾一頂”的裝夾方案。用三爪自定心卡盤來夾工件，再用頂尖頂住工件的一端面。一夾一頂裝夾工件的安裝剛性好，軸向定位正確，且比較安全，能承受較大的軸向切削力。 由于零件是圓柱體的，在銑 鍵槽時(shí)僅用平口虎鉗裝夾是不能夠完成零件的加工。要用 V型塊和定位支釘?shù)亩ㄎ患庸ゆI槽，如圖 28所示。在加工花鍵時(shí)，因?yàn)榛ㄦI有 6個(gè)齒，故需要一回轉(zhuǎn)式分度裝置，其固定部分是整個(gè)分度裝置的基體，通過它與機(jī)床工作臺(tái)相連接，分度裝置的其它部分一般都裝在它上邊，即上夾具體就屬于固定部分，活動(dòng)部分為回轉(zhuǎn)分度裝置的運(yùn)動(dòng)件，將花鍵軸工件安裝在上面。并由它帶動(dòng)花鍵軸實(shí)現(xiàn)分度轉(zhuǎn)位， 再用頂尖頂住工件的一端面 如圖 2 210所示 。 圖 28 用 V型墊鐵裝夾工件銑軸上鍵槽第二章 花鍵軸的加工工藝 20 圖 29 銑花鍵夾具 其中 1 為拔銷，實(shí) 現(xiàn)分度定位， 2為分度桿。 3 為軸承端蓋，用來密封軸承， 4為滾動(dòng)軸承，5 為操作手柄， 6 為分度盤， 8分別為定位銷，螺釘，保證分度盤在夾具體上的定位和加緊， 9 為夾具體， 10 為撥盤， 11 為夾具小軸， 12 為雞心夾頭，用來加緊工件 圖 210分度裝置 花鍵軸加工設(shè)備的選用 根據(jù)被加工零件的外形、材料與加工精度等條件分析，由于花鍵軸是多階梯軸，并且圖紙要求精度較高，經(jīng)過分析決定，采用 CKA6140 數(shù)控系統(tǒng)的車床進(jìn)行主要加工。傳動(dòng)軸上的鍵槽，采用 FANUC 系統(tǒng)的 XK6134 銑床進(jìn)行銑削加工?；ㄦI鍵槽采用 花鍵專 用銑床 Y613K 和 花鍵磨床 M1432A。 由上分析可知，加工花鍵軸采用的機(jī)床設(shè)備如下： 機(jī)床 用途 CKA6140 數(shù)控車床 粗、精車外輪廓，車削螺紋 XK6134 數(shù)控銑床 銑削傳動(dòng)軸上的鍵槽 花鍵軸專用銑床 Y631K 粗、精洗花鍵鍵槽 花鍵磨床 M8612A 粗、精 銑花鍵鍵槽 ******學(xué)院畢業(yè)論文 21 第三章 花鍵軸的數(shù)控加工工藝路線 花鍵軸工序的劃分 根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行： 以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容不多的工件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工面，但考慮到程序太長(zhǎng)，會(huì)受到某些限制，如：控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制（如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長(zhǎng)會(huì)增加出錯(cuò)與檢索困難。因此程序不能太長(zhǎng)，一道工序的內(nèi)容不能太多。 以加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面。 以粗、精加工劃分工序。對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡 要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。 總之，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性、機(jī)床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及本企業(yè)生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。什么零件宜采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，也要根據(jù)實(shí)際情況合理確定。因此，針對(duì)該傳動(dòng)軸由于加工較為繁雜，需要掉頭，更換機(jī)床，所以采用分散加工的原則。 有上分析可知：由于花鍵軸是多階梯軸，加工需要掉頭，同時(shí)由于鍵槽、花鍵的出現(xiàn)，需要更換機(jī)床，加工較為繁雜，所以采用分散加工的原則。先左后右，最后加工鍵槽、花鍵。工序如下： 左外輪廓 →螺紋→右外輪廓 →螺紋→鍵槽→花鍵鍵槽 花鍵軸加工順序的安排 順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行： 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。 第三章 花鍵軸的數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì) 22 由此，花 鍵軸加工的加工工序依據(jù)裝夾次數(shù)劃分，可劃分四道工序，即工序1為裝夾零件左端，加工零件右端外型面。工序 2掉頭裝夾零件右端；加工零件左端外型面；工序 3為該軸上的一個(gè)鍵槽：工序 4 為該軸上的一個(gè)花鍵槽。 花鍵軸的工藝路線的制定 工序 1：裝夾零件左端，加工零件右端外型面 下料 ,用切割機(jī)切 φ 40的 45熱軋圓鋼 ，長(zhǎng)度為 190mm。 裝夾毛坯左端，加工右端 ,棒料伸出卡盤外約 80mm,用中心鉆找正后夾緊。 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)加工快速、簡(jiǎn)潔的需要采用如下工步。 工步如下 : 用 1 號(hào)刀采用 G01進(jìn)行零件右端面的輪廓 循環(huán)粗加工。 用 1 號(hào)刀采用 G01進(jìn)行零件右端面的輪廓循環(huán)粗加工。 用 1 號(hào)刀采用 G01進(jìn)行零件右端面的輪廓循環(huán)精加工。 用 2 號(hào)刀切槽，割完后暫停 2秒。（割槽時(shí)需開切削液） 用 3 號(hào)刀切槽，割完后暫停 2秒。（割槽時(shí)需開切削液） 工序 1：裝夾零件左端，加工零件右端外型面 工 廠 數(shù)控加工 工序卡 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 材 料 零件圖號(hào) 花鍵軸 軸類 45 鋼 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 設(shè)備名稱 車 間 1 O1001 三爪自定 心卡盤 CA6140 型數(shù)控車床 制造車間 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速(r/min) 進(jìn)給速度（ mm/r） 背吃刀量 (mm) 備注 1 車平左端面 T1 800 2 手動(dòng) ******學(xué)院畢業(yè)論文 23 2 粗車外輪廓 T1 650 3 自動(dòng) 3 精車外輪廓 T1 850 4 退刀