【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溫度和減少刀具磨損，提高生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量。切削液具有冷卻、潤(rùn)滑、清潔和防銹的作用， 常用的切 削液分為水溶液、乳化液和切削油三種。 （ 1） 水溶液。它的導(dǎo)熱性好，冷卻效果好。但單純的水容易使金屬生銹，潤(rùn)滑性能也差。所以常在水溶液中加入一定量的添加劑，如活性物質(zhì)和油性添加劑等，使其既具有良好的防腐性能和潤(rùn)滑性能。 （ 2） 乳化液。乳化液是將乳化油（由礦物油和表面活性劑配成）用 95%～ 98%的水 14 稀釋而成，呈乳白色或半透明狀的液體，它具有良好的冷卻作用，但潤(rùn)滑、防腐性能較差。常再加入一定量的油性、極壓添加劑和防銹添加劑，配制成極壓乳化液或防銹乳化液。 （ 3） 切削油。切削油的主要成分是礦物油（如機(jī)械油、輕柴油、 煤油等）和動(dòng)植物油。純礦物油不能在摩擦界面形成堅(jiān)固的潤(rùn)滑膜，潤(rùn)滑效果較差。實(shí)際使用中，常加入油性添加劑、極壓添加劑和防銹添加劑，以提高其潤(rùn)滑和防銹的作用，對(duì)于提高零件表面的加工質(zhì)量有重要作用。 由于在切削加工過(guò)程，被切削金屬層的變形，切屑與刀具前刀面的摩擦和工件與刀具后刀面的摩擦，產(chǎn)生大量的切削熱。其中，大量的切削熱被工件吸收 9%～ 30%、切屑吸收 50%～ 80%、刀具吸收 4%～ 10%、其余由周?chē)橘|(zhì)傳出，而在鉆削時(shí)切削熱有 52%傳入麻花鉆，大量的切削熱傳入刀具，容易使刀具損壞從而造成“燒刀”的現(xiàn)象。為了提高 零件的加工精度，延長(zhǎng)刀具的耐用度和使用壽命，在切削加工過(guò)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)象從而對(duì)零件的精度造成影響。零件加工時(shí)，刀具與工件之間會(huì)產(chǎn)生切削熱，溫度會(huì)急劇升高影響零件的精度；所以使用冷卻液來(lái)減少切削熱的產(chǎn)生，并且改善散熱條件。也能起到良好的排削和潤(rùn)滑等作用。從工件材料、冷卻液作用和冷卻液的價(jià)格綜合分析，如表 71 所示。 表 71 冷卻液 冷卻液名稱 主要成份 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、極壓添加劑或油性 潤(rùn)滑 綜合 連桿 零件的加工性能、機(jī)床、切削用量、刀具的材料以及毛坯的材料等，最后確定冷卻液使用乳化液，選用乳化液是最適宜的。 8 切削用量選擇 數(shù)控加工切削用量包括 背吃刀量 ap、主軸轉(zhuǎn)速 n 與進(jìn)給量 f， 銑削用量是加工過(guò)程中重要的組成部分， 對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并編入程序單內(nèi)。 連桿零件切削用量的選擇：由于該零件的毛坯采用 180mm100mm30mm 鋁合金， 15 再根據(jù)其加工精度要求以及刀具的一些相關(guān)要求選擇， 粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成 本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，參考切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 背吃刀量 的 確定 背吃刀量 ap 為平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為 mm。端銑時(shí)，為切削層深度，圓周銑時(shí)為被加工表面的寬度。 背吃刀量是根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留小量精加工余量，一般在 ～ 。 由于該零件材料為鑄鋁，硬度不高，所 以粗加工背吃刀量為 ，精加工背吃刀量為 。 主軸轉(zhuǎn)速的確定 主要根據(jù)允許的切削速度 Vc(m/min)選取 n= DVc?1000 （ 81） 其中： Vc— 切削速度； D— 銑刀的直徑（ mm）； n— 主軸轉(zhuǎn)速（ r/min） 由于每把刀計(jì)算方式相同，現(xiàn)選取 ? 16 的立銑刀為例說(shuō)明其計(jì)算過(guò)程。 D=16mm 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素，可參考表 82 選取。 16 表 82 銑削時(shí)切削速度 工件材料 硬度 /HBS 切削速度 cv / (m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 225 18~42 66~150 225~325 12~36 54~120 325~425 6~21 36~75 鑄鐵 190 21~36 66~150 190~260 9~18 45~90 160~320 ~10 21~30 鋁 70~120 100~200 200~400 黃銅 53~56 20~50 100~180 從理論上講， cv 的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，綜合考慮： 取粗銑時(shí) cv =150m/min 精銑時(shí) cv =200m/min 代入 81 式中： 粗n = 1501000?? =精n = 2021000?? =計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速 n 要根據(jù)機(jī)床有的或接近的轉(zhuǎn)速選取 取 粗n =2986 r/min 精n =3981 r/min 同理計(jì)算 ? 20 立 銑刀： 取 粗n =2389r/min 精n = 3185r/min 17 切削速度的確定 切削進(jìn)給速度 F 是 切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移，單位mm/min。它與銑刀的轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) z 及每齒進(jìn)給量 Zf （ mm/z）的關(guān)系為 F= Zf Zn (82) 每齒進(jìn)給量 Zf 的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高， Zf 越小，反之則越大；工件表面粗糙度值越小，Zf 就越??；硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀，可參考表 83 選取 表 83 銑刀每齒進(jìn)給量 Zf 工件材料 每齒進(jìn)給量 Zf /（ mm/z） 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 鋼 ~ ~ ~ ~ 鑄鐵 ~ ~ 鋁 ~ ~ ~ ~ 綜合選取：粗銑 Zf = mm/z 精銑 Zf = 銑刀齒數(shù) z=3 上面計(jì)算出： 粗n =2986r/min 精n =3981 r/min 將它們代入式子 82 計(jì)算。 粗銑時(shí)： F=32986=537mm/min 精銑時(shí)： F=33981=358mm/min 切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。 18 9 起刀進(jìn)刀和退刀有關(guān)的工藝問(wèn)題 的處理 起始平面、返回平面、進(jìn)刀平面、安全平面的確定 起始平面 起始平面是程序開(kāi)始時(shí)刀具的初始位置所在的平面，在定義被加工零件的最高點(diǎn)一般在 50— 100mm 左右的某一位置上，一般高于安全平面，在此平面上刀具以 G00 速度行進(jìn)。 根據(jù)上述條件，分析 連桿零件 毛坯高為 30mm，故把起始平面固定在 Z80mm，可以達(dá)到加工安全性，可防止碰刀，也可考慮到加工效率，使非切削時(shí)間控制在一定的范圍內(nèi)，提高 了 加工效率。 返 回平面 返回平面是指程序結(jié)束后，刀具尖點(diǎn)（不是刀具中心）所在的 Z 平面，也定義在被加 工表面最高點(diǎn) 50— 100mm 左右的某一位置上，一般與起始面重合。因?yàn)?連桿 零件加工的起始面定在了 Z80mm 處 ，所以該零件加工返回平面位置設(shè)置在 Z80mm 處。 進(jìn)刀平面 進(jìn)刀平面是刀具以高速指令 G00 下刀至要銑削到工件時(shí)變成進(jìn)刀速度下刀，以避免撞刀，此速度轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置為進(jìn)刀平面，其高度為進(jìn)刀高度，此高度一般在加工面和安全平面之間，離加工面 5— 10mm（指刀尖點(diǎn)到加工面間的距離），加工面為毛坯時(shí)取大值，加工面為已加工面時(shí)取小值。 所以經(jīng)分析連桿零件圖 ，進(jìn)刀 平面 設(shè)置 在 Z10mm 處 。 退刀平面 退 刀平面是指加工結(jié)束后，刀具以切削進(jìn)給速度離開(kāi)工件表面一段距離（ 5— 10mm）后轉(zhuǎn)為以高速返回安全平面。由于進(jìn)刀平面把 Z 定為了 10mm 所以把退刀平面也定為10mm，再高速返回安全平面。 安全平面 安全平面是指加工完成一段面后，刀具沿軸方向運(yùn)動(dòng)一段距離后，刀尖所在的 Z 面，一般為被加工面最高點(diǎn) 10— 50mm 左右的位置上，并以 G00 指令快速行進(jìn)。 設(shè)置安全高度能防止刀具碰傷工件，也能使非切削加工時(shí)間控制在、一定范圍內(nèi)，所以 把 加工連桿 零件的安全高度定為 Z10mm。 19 刀具在加工中的幾個(gè)平面如圖 91 所示 。 圖 91 刀具在加工中的幾個(gè)平面 程序起始點(diǎn) 、 返回點(diǎn)和切入切出點(diǎn)的確定 程序起始點(diǎn)、返回點(diǎn) 程序起始點(diǎn)是指程序開(kāi)始時(shí)，刀尖（刀位點(diǎn)）的初始停留點(diǎn)，在同一個(gè)程序中起始點(diǎn)和返回點(diǎn)最好要相同 。 起始點(diǎn)和返回點(diǎn)應(yīng)定義高出被加工零件的最高點(diǎn) 50— 100mm左右的某一位置上，即平面、退刀所在的位置。主要是為了在加工中的安全性，防止碰刀，同時(shí)也考慮了加工效率， 使 時(shí)間控制在一定時(shí)間內(nèi)。 根據(jù) 該零件的 加工分析得出毛坯高為 30mm , 所以 起始點(diǎn)和返回點(diǎn)設(shè)定為 （ 0， 0，80） 。 切入、切出點(diǎn)選擇的原則 切入點(diǎn)即在進(jìn)刀或切削曲面的過(guò)程中，要使刀具不受損壞。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)粗加工而言，選擇曲面內(nèi)的最高角點(diǎn)作為曲面的切入點(diǎn)（初始切削點(diǎn)）。因?yàn)樵擖c(diǎn)的切削余量較小，進(jìn)刀時(shí)不易損壞刀具；對(duì)于精加工而言，選擇曲面內(nèi)某個(gè)曲率比較平緩的角點(diǎn)作為曲面的切入點(diǎn)。因?yàn)樵谠擖c(diǎn)處，刀具所受的彎矩較小，不易折斷刀具。 切出點(diǎn)選擇的原則即主要考慮曲面能連續(xù)完整地加工及曲面與曲面加工間的切削加工時(shí)間盡可能短， 換刀方便，以提高機(jī)床的有效工作時(shí)間。 20 10 編寫(xiě) 加工 工藝 過(guò)程卡片 零件名稱 零件 材料 毛坯 種類 毛坯硬度 毛重 /kg 凈重 /kg 車(chē)型 每車(chē)件數(shù) 連桿零件的 銑削加工 鋁 合金 鋁件 2kg 加工中心 單件 工 序 號(hào) 工序名稱 設(shè)備名稱及型號(hào) 夾具 進(jìn)給量 （ mm/min） 主軸轉(zhuǎn)速(r/min) 背吃刀量（ mm） 冷卻液 刀具號(hào) 1 備料 (180 10030mm) 鋸床 專用 夾具 2 銑夾持面 加工中心KVC650 平口虎鉗 537 2986 3 乳化液 T01 3 粗 銑上 平面 加工中心KVC650 平口虎鉗 215 1194 乳化液 T02 3 精 銑上平面 加工中心KVC650 平口虎鉗 143 1592 乳化液 T02 4 粗 銑外輪廓 加工中心KVC650 平口虎鉗 215 1194 乳化液 T03 4 精 銑外輪廓 加工中心KVC650 平口虎鉗 143 1592 乳化液 T03 5 粗 銑凸臺(tái) 加工中心KVC650 平口虎鉗 215 1194 乳化液 T03 5 精 銑凸臺(tái) 加工中心KVC650 平口虎鉗 143 1592 乳化液 T03 6 粗 銑 球形凹槽 加工中心KVC650 平口虎鉗 430 2389 乳化液 T04 21 6 精 銑 球形凹槽 加工中心KVC650 平口虎鉗 287 3185 乳化液 T04 7 粗 銑方型腔 加工中心KVC650 平口虎鉗 717 3981 乳化液 T05 7 精 銑方型腔 加工中心KVC650 平口虎鉗 478 5108 乳化液 T05 8 粗銑圓角 加工中心KVC650 平口虎鉗 560 5468 2 乳化液 T06 8 精銑圓角 加工中心KVC650 平口虎鉗 508 5640 乳化液 T06 9 粗銑倒模角 加工中心KVC650 平口虎鉗 580 5680 2 乳化液 T07 9 精銑倒模角 加工中心KVC650 平口虎鉗 526 5842 乳化液 T07 10 翻面 粗 銑底面 加工中心KVC650 平口虎鉗 537 2986 2 乳化液 T02 10 翻面 精 銑底面 加工中心KVC650 平口虎鉗 358 3981 乳化液 T02 11 去毛刺 12 整理 編制 陳文毅 審核 肖善華 批準(zhǔn) 肖善華 共 頁(yè) 第 頁(yè) 22 11 制定工序卡片 備料 工序 卡片 單位 國(guó)