【文章內容簡介】 數控機床切削用量中的重要參數，主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 確定進給速度的原則： 1）當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在 100～ 200mm/min 范圍內選取。 2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般 在20～ 50mm/min 范圍內選取。 3）當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在 20～ 50mm/min范圍內選取。 4）刀具空行程時，特別是遠距離 “ 回零 ” 時，可以設定該機床數控系統(tǒng)設定的最高進給速度。 5）由于本設計的加工屬于半精加工，因此，選用介于兩者之間的進給速度，即50mm/min— 100mm/min。 2． 主軸轉速的確定 1） 光車外圓時主軸轉速。 光車外圓時主軸轉速應根據零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。 切削速度除了計 算和查表選取以外，還可以根據實踐經驗確定。需要注意的是，交流變頻調速的數控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。 切削速度確定后，用公式 n=1000v/πD 計算主軸轉速 n(r/min)。 式中 v切削速度，單位為 m/min，由刀具的耐用度決定； 機械制造與自動化 8 n主 軸轉速，單位為 r/min； D工件直徑或刀具直徑，單位為 mm。 計算的主軸轉速 n最后要根據機床說明書選取機床有的或較接近的轉速。 硬質合金外圓車刀切削速度的參考值 工件材料 熱處理狀態(tài) ap（ mm） （ ， 2] (2,6] (6,10] f（ mm/r） (,] (,] (,1] vc(m/min) 低碳鋼、易切鋼 熱軋 140～ 180 100～ 120 70～ 90 中碳鋼 熱軋 130～ 160 90～ 110 60～ 80 調質 100～ 130 70～ 90 50～ 70 合金結構鋼 熱軋 100～ 130 70～ 90 50～ 70 調質 80～ 110 50～ 70 40～ 60 工具鋼 退火 90～ 120 60～ 80 50～ 70 灰鑄鐵 HBS190 90～ 120 60～ 80 50～ 70 HBS=190～ 225 80～ 110 50～ 70 40～ 60 高錳鋼 10～ 20 銅及銅合金 200～ 250 120～ 180 90～ 120 鋁及鋁合金 300～ 600 200～ 400 150～ 200 鑄鋁合金（ WSI13%) 100～ 180 80～ 150 60～ 100 注：切削鋼及灰鑄鐵時刀具耐用度約為 60min 2）車螺紋時主軸的轉速。在車削螺紋時，車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距 P（或導程）大小、驅動電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不 同的數控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉速選擇范圍。大多數經濟型數控車推薦車螺紋時的主軸轉速 n(r/min)為： n≤（ 1200/P） k。 式中： P被加工螺紋螺距（ mm）； k保險系數，一般取為 80。 此外，在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調速的數控車床，由于主軸在低速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量的選擇。 總之，切削用量的具體數值應根據機床性能、相關的手冊并結合實際經驗用類比方法確定。同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以 形成最佳切削用量。 機械制造與自動化 9 3 夾具的選擇 夾具的基本概念 : 1) 什么是夾具 : 在車床上廣泛使用的三爪卡盤，頂尖和銑床上用的平口虎鉗等都屬于夾具。一般來說，夾具夾具是安裝在機床上的，用以裝夾工件和引導刀具的裝置 .它屬于工藝裝備。在機床 刀具 工件 夾具組成的工藝系統(tǒng)中，夾具是一個重要的環(huán)節(jié) 。 進一步講，夾具安裝于機床的工作臺或底座上，或機床的主軸上 ,工件安裝并夾緊于夾具中的正確位置，引導或調整刀具或砂輪使之處于相對夾具的正確位置，進行工件的加工，從而獲得合格的工件。 夾具的選擇 : 數 控加工對夾具主要有兩大要求 ： 一是夾具應具有足夠的精度和剛度 ； 二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時 ， 通?？紤]以下幾點： 1）盡量選用可調整夾具、組合夾具及其它通用夾具 ， 避免采用專用夾具 ， 以縮短生產準備時間。 2）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。 3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。 4）夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 夾具的類型 : 數控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉。 本設計加工的是小型零件，因此采用三爪卡盤。 夾具的作用 : 1) 保證工件加工精度，穩(wěn)定產品質量。由于夾具在機床上和工件在夾具中的裝夾位置均已確定，所以工件在加工中的位置得到可靠的保證，且不受劃線質量和找正技術水平等因素的影響。 機械制造與自動化 10 2) 擴大機床使用范圍，充分發(fā)揮機床潛力，對于中小工廠，由于機床品種，規(guī)格 和數量有限 ,為了適應生產的需要，充分發(fā)揮現(xiàn)有設備的潛力，往往通過設計不同的夾具來進一步擴大機床的工作范圍達到一機多用的目的。 : 數控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，注意以下兩點： 1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，這樣有利于編程時數值計算的簡便性和精確性。 2）盡量減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 機械制造與自動化 11 4 數控機床的坐標系統(tǒng) 在數控編程時，為了描述機床的運動，簡化程序編制的方法及保證記錄數據的互換性，數控機床的坐標和運 動方向均已標準化。數控機床各坐標軸按標準 JB305182 數控機床及其數控機械的坐標系和運動方向的命名方法 確定后，還要確定坐標系原點的位置，這樣坐標系才能確定下來。依原點的不同，數控機床的坐標系統(tǒng)分為機床坐標系和工件坐標系。 機床坐標系 以機床原點為坐標原點建立起來的 X、 Y、 Z 軸直角坐標系，稱為機床坐標系。而標準的機床坐標系中 x、 y、 z 坐標軸的相互關系用右手笛卡爾直角坐標系決定。機床原點是指在機床上設置的一個固定點，也稱機床零點。它在機床裝配、調試時就已確定下來數控機床進行加工運動的基準參考 點。機床零點是通過機床參考點間接確定的，機床參考點也是機床上的一個固定點，其與機床零點間有一確定的相對位置，一般設置在刀具運動的 X、 Y、 Z 正向最大極限位置。在機床每次通電之后，工作之前，必須進行回機床零點操作，使刀具運動到機床參考點，其位置由機械檔塊確定。這樣，通過機床回零操作，確定了機床零點，從而準確地建立機床坐標系，即相當于數控系統(tǒng)內部建立一個以機床零點為坐標原點的機床坐標系。機床坐標系是機床固有的坐標系，一般情況下，機床坐標系在機床出廠前已經調整好，不允許用戶隨意變動。 工件圖樣給出 以后，首先應找出圖樣上的設計基準點。其他各項尺寸均是以此點為基準進行標注。該基準點稱為工件原點。以工件原點為坐標原點建立的 X、 Y、 Z 軸直角坐標系，稱為工件坐標系。 工件坐標系是用來確定工件幾何形體上各要素的位置而設置的坐標系，工件原點的位置是人為設定的，它是由編程人員在編制程序時根據工件的特點選定的，所以也稱編程原點。 數控車床加工零件的工件原點一般選擇在工件右端面、左端面或卡爪的前端面與 Z 軸的交點上。 機械制造與自動化 12 5 數控車削工藝 在進行數控加工工藝設計時，一般應進行以下幾方面的工作：數控加工內容的選擇；數控加 工工藝得分析；數控加工工藝路線的設計。 對于一個零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數控機床上完成，而往往只是其中的一部分工藝內容適合數控加工。這就需要對零件圖樣進行仔細的工藝分析，選擇那些是最適合、最需要進行數控加工的內容和工序。再考慮選擇內容時應結合本企業(yè)設備的實際，立足與解決難題、攻克關鍵問題和提高生產效率，充分發(fā)揮數控加工的優(yōu)勢。 一、適于數控加工的內容 在選擇時，一般可按下列順序考慮： （ 1）通用機床無法加工的內容應做為優(yōu)先選擇內容； （ 2）通用機床難加工，質量也難 以保證的內容應作為重點選擇內容； （ 3）通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內容，可在數控機床尚存在富裕加工能力時選擇。 二、不適于數控加工的內容 一般來說，上述這些加工內容采用數控加工后，在產品質量、生產效率與綜合效益方面會得到明顯提高。相比之下，下列一些內容不宜選擇采用數控加工： （ 1）占機調整時間長 （ 2）加工部位分散，需要多次安裝、設置原點。 （ 3）按某些特定的制造依據（如樣板等）加工的型面輪廓。 此外，再選擇和決定加工內容時，也要考慮生產批量、生產周期、工序間周轉情況等等?？傊M量做到合 理，達到多、好、省的目的。要防止把數控機床當普通機床使用。 理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應能使數控機床的功能得到合理的應用和充分的發(fā)揮。數控機床是一種高