【導(dǎo)讀】前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。關(guān)鍵詞．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。(一)數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。(二)數(shù)控刀具的材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。設(shè)計(jì)與程序編制。全面審核投入生產(chǎn)。序的編制既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的行業(yè)的總稱，是一個國家國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)?？梢?，制造業(yè)對一個國家的經(jīng)濟(jì)地位和政治地。造系統(tǒng)，并大幅度地降低維護(hù)和使用的成本。關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展。在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，

　　

【正文】 上將進(jìn)給路線畫出來，便于編制程序。在確定進(jìn)給路線時，要考慮零件的被加工表面的精度、表面質(zhì)量、表面形狀；零件材料的剛度、切削余量；機(jī)床的類型、剛度、精度以及刀具的剛度等。要考慮被加工表面與夾具的空間關(guān)系，以防碰撞。合理的進(jìn)給路線應(yīng)能保證零件的加工精度、表面質(zhì)量的要求。確定數(shù)值計(jì)算簡單、程序段少、編程量小、進(jìn)給路線短 、空行程少的高效率路線。 1. 鉆孔加工的進(jìn)給路線 鉆孔加工的進(jìn)給路線，包括鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋、鏜孔等孔的加工方法。這種進(jìn)給路線包括兩個方面： x、 y 方向和 z 方向。鉆孔加工的進(jìn)給路線，則是參照普通鉆床鉆孔的動作設(shè)計(jì)的，按 G81 固定循環(huán)動作。 (1) 鉆頭 (鉸刀、鏜刀、螺紋刀具 )沿 x、 y 方向快速移動至孔的中心位置。 23 (2) 鉆頭快速下刀至工件表面上方 3～ 5mm 的距離。 (3) 鉆頭工作進(jìn)給至指定深度。 (4) 鉆頭快速返回初始平面。 (5) 若加工多個孔則要考慮 x、 y 方向的最短加工路線。 2. 銑削平面輪廓 的進(jìn)給路線 （ 1） 在開始切削段和結(jié)束切削段要有切入、切出的路線，以避免產(chǎn)生刀痕，保證被加工表面的光滑。 (2) 應(yīng)建立徑向刀具補(bǔ)償段和取消徑向刀具補(bǔ)償段，這一點(diǎn)非常重要。它的目的是為了編程簡單，可靈活使用不同直徑的刀具，并利用刀具補(bǔ)償值有效地控制尺寸精度。 (3) 在實(shí)際切削段，只要沿著實(shí)際輪廓編制程序段就行了。在進(jìn)給方向上一般用順銑，這是因?yàn)閿?shù)控銑床的絲杠是滾珠絲杠，間隙極小，甚至為零，不存在普通銑床上順銑易損壞刀具的情況。順銑加工的表面質(zhì)量比逆銑要高，切削狀態(tài)也好。 2) 銑削內(nèi)輪廓零件 銑削內(nèi)輪廓 零件的路線分為 z 方向和 x、 y 方向，但銑削內(nèi)輪廓零件與銑削外輪廓零件的情況不同，不能從切線方向切入、切出 。 (1) 開始切削段可用圓弧切入，結(jié)束切削段可用圓弧切出，以保證不留刀痕。若要求不高，也可用斜線切入、切出，如圖 所示。圓弧的大小和斜線的長短視內(nèi)輪廓零件的尺寸大小而定 。 圖 銑削內(nèi)輪廓零件的斜線切入、切出進(jìn)給路線 (2)應(yīng)建立徑向刀具補(bǔ)償段和取消徑向刀具補(bǔ)償段。 (3) 進(jìn)給方向一般用順銑，在確定路線時，要考慮刀具直徑的大小，每段輪廓的長度必須大于刀具半徑和刀具半徑補(bǔ)償值之和，否則機(jī)床 將報警，防止過切 。 3) 內(nèi)、外輪廓零件 z 方向的確定 如圖 所示，銑刀快速進(jìn)給至 z39。，再工作進(jìn)給至切削長度 z。這個 z39。值的確定很重要，設(shè)定的太大效率低，設(shè)定的太小，則快速下刀距離零件太近，容易出危險，很容易碰刀。 銑削外輪廓零件時，落刀點(diǎn)要選在工件外，距離工件一定的距離 L(Lr+R， r 為刀具半徑， R 為余量 )；銑削內(nèi)輪廓零件時，落刀點(diǎn)選在有空間下刀的地方，一 24 般在內(nèi)輪廓零件的中間。若沒有空間的話，應(yīng)先鉆落刀孔。 圖 銑刀下刀路線 4) 型腔加工 這類零件是要去除中間的余量。在 x、 y 方向從落刀點(diǎn)下刀后有三種情況：平行切法 (進(jìn)給路線最短，表面質(zhì)量差 )、環(huán)切法 (進(jìn)給路線最長，表面質(zhì)量好 )、混合法 (先平行切削再環(huán)切，進(jìn)給路線較短，表面質(zhì)量好 )。在 z 方向路線的確定，與加工內(nèi)、外輪廓零件基本相同。 3. 曲面加工的進(jìn)給路線 曲面加工的進(jìn)給路線對于三坐標(biāo)數(shù)控銑床來說比較簡單，用球頭銑刀采用行切法加工。行切法是指刀具與零件表面的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，且行距根據(jù)加工精度要求來確定。若曲面比較復(fù)雜，則要用四坐標(biāo)數(shù)控銑床和五坐標(biāo)數(shù)控銑床加工。 (三 )花鍵加工 外花鍵加工設(shè)備選用 在充分考慮了經(jīng)濟(jì)成 本、加工能力等多方面因素，外花鍵加工采用 Y631K 花鍵軸銑床進(jìn)行銑齒，采用 M8612A 花鍵軸磨床作為外花鍵熱處理淬火后的小徑磨削設(shè)備。銑外花鍵時，采用兩頂尖安裝工 件前，應(yīng)在頂尖之間安裝心軸進(jìn)行同軸度檢驗(yàn)，工件安裝好后，必須使用對刀塊或啃刀花辦法進(jìn)行試切，以確?；ㄦI 25 滾刀中心通過兩頂尖中心線。磨削外花鍵小徑時，先使用設(shè)備上的對齒器對零件進(jìn)行 安裝角度定位，然后使用兩頂尖配合雞心夾頭夾緊工件 ,調(diào)整好自動分度機(jī)構(gòu)和工作臺行程擋塊，即 可對工件進(jìn)行分度和小徑磨削。 花鍵軸加工主要采用滾切、銑削和磨削等切削加工方法 ，也可采用冷打。冷軋 (見成形軋制 )等塑性變形的加工方法。 ① 滾切法 用花鍵滾刀在花鍵軸銑床 (見花鍵加工機(jī)床 )或滾齒機(jī)上按展成法 (見齒輪加工 )加工 (圖 1 滾切花鍵軸 )這種方法生產(chǎn)率和精度均高，適用于批量生產(chǎn)。 ② 銑削法 在萬能銑床上用專門的成形銑刀直接銑出齒間輪廓。用分度頭分齒逐齒銑削，若不用成形銑刀，也可用兩把盤銑刀同時銑削一個齒的兩側(cè) (圖 2 銑削花鍵軸 ) 逐齒銑好后再用一把盤銑刀對底徑稍作修整。銑削法的生產(chǎn)率和精度都較低，主要用在單件小批生產(chǎn)中加工以外徑定心的花鍵軸和淬硬前的粗加工。 ③ 磨削法 用成形砂 輪在花鍵軸磨床上磨削花鍵齒側(cè)和底徑，適用于加工淬硬的花鍵軸或精度要求更高的。特別是以內(nèi)徑定心的花鍵軸。 ④ 冷打法 在專門的機(jī)床上進(jìn)行。冷打花鍵軸的工作原理見（圖 3 冷打花鍵軸） 對稱布置在工件圓周外側(cè)的兩個打頭。隨著工件的分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動和軸向進(jìn)給作恒定速比的高速旋轉(zhuǎn)，工件每轉(zhuǎn)過 1 齒，打頭上的成形打輪對工件齒槽部錘擊 1次，在打輪高速，高能運(yùn)動連續(xù)錘擊下，工件表面產(chǎn)生塑性變形而成花鍵。冷打的精度介于銑削和磨削之間，效率比銑削約高 5 倍左右，冷打還可提高材料利用 26 率。 (四 )齒輪加工 齒輪的用途很廣，是各種機(jī)械設(shè)備中的 重要零件，如機(jī)床、飛機(jī)、輪船及日常生活中用的手表、電扇等都要使用各種齒輪。齒輪的種類很多，有圓柱直齒輪、圓柱斜齒輪、螺旋齒輪、直齒傘齒輪、螺旋傘齒輪、蝸輪等。其中使用較多，亦較簡單的是圓柱直齒輪，又稱標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪。 這里主要介紹圓柱直齒輪的加工方法。齒輪齒形的加工方法有兩種。一種是成形法，就是利用與被切齒輪齒槽形狀完全相符的成形銑刀切出齒形的方法，如銑齒；另一種是展成法，它是利用齒輪刀具與被動齒輪的相互嚙合運(yùn)動而切出齒形的加工方法，如滾齒和插齒（用滾刀和插刀進(jìn)行示范）。下面介紹用銑床加工齒輪的方法。 圓柱直 齒輪的銑削加工 圓柱直齒輪可以在臥式銑床上用盤狀銑刀或立式銑床上用指狀銑刀進(jìn)行切削加工。現(xiàn)以在臥式銑床上加一只 z=16(即齒數(shù)為 16)， m=2(即模數(shù)為 2)的圓柱直齒輪為例，介紹齒輪的銑削加工過程。 主要檢查齒頂圓直徑，便于在調(diào)整切削深度時，根據(jù)實(shí)際齒頂圓直徑予以增減，保證分度圓齒厚的正確。 正齒輪有軸類齒壞和盤類坯。如果是軸類齒坯，一端可以直接由分度頭的三爪卡盤夾住，另一端由尾座頂尖頂緊即可；如果是盤類齒坯，首先把齒坯套在心軸上，心軸一端夾在分度頭三爪卡盤上，另一端由 尾頂尖頂緊即可。校正齒坯很重要。首先校正圓度，如果圓度不好，會影響分度圓齒厚尺寸；再校正直線度，即分度頭三爪卡盤的中心與尾座頂尖中心的連線一定要與工作臺縱向走刀方向平行，否則銑出來的齒是斜的；最后校正高低，即分度頭三爪卡盤的中心至工作臺面距離與尾座頂尖中心至工作臺面距離應(yīng)一致，如果高低尺寸超差，銑出來的齒就有深淺。 根據(jù)工件的齒數(shù)和精度要求，確定分度方法，進(jìn)行分度計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇分度盤孔圈數(shù)孔數(shù)，并調(diào)整分度叉。 、裝夾和對中 根據(jù)齒輪的模數(shù)和齒數(shù)按表選擇合適的銑刀刀號 。 首先選擇與被切齒輪的模數(shù)相同的圓盤銑刀；其次根據(jù)下表選擇銑刀刀號（因?yàn)橥荒?shù)的圓盤銑刀有 8 只），故選用 2 號銑刀。 盤銑刀刀號的選擇 刀 號 1 2 3 4 5 6 7 8 加工齒數(shù)范圍 12～ 13 14～16 17～ 20 21～ 25 26～ 34 35～ 54 55～134 大于135 選好銑刀后，把銑刀裝夾在刀桿上。安裝銑刀時，為增加銑刀的剛性，應(yīng)該使掛架和床身間的距離盡可能近些。銑刀裝好后，檢查銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和運(yùn)使掛架和 27 床身間的距離盡可能近些。銑刀裝好后，檢查銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和運(yùn)轉(zhuǎn)情況。如果偏擺， 可通過轉(zhuǎn)動刀桿墊圈等措施加以調(diào)整。銑刀的對中很重要，否則會使銑出的齒形不對稱，會影響齒輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在生產(chǎn)中常用對中方法有兩種：痕跡對中法和圓棒對中法。這里只介紹痕跡對中法。痕跡對中法是一種較方便的對中法，具體方法是將工作臺向上運(yùn)動，使齒坯接近銑刀；然后憑目測使銑刀廓形對稱線大致對準(zhǔn)齒坯中心；再開動機(jī)床使銑刀旋轉(zhuǎn)，并逐漸升高工作臺，使銑刀的圓周刀刃和齒坯微微接觸，同時來回移動橫向工作臺；這時齒坯中出現(xiàn)了一個橢圓形刀痕，接著調(diào)整銑刀刀廓形對稱線對準(zhǔn)橢圓中心即可。 總結(jié) 本設(shè)計(jì)是對變速器一軸的 數(shù)控加工，選用了 40cr 用作軸的材料，它能夠滿足軸的性能要求。采用兩頂尖裝夾的方法加工該軸，先使用對分夾頭或雞心夾頭夾緊工件一端的圓周，再將撥桿旋入三爪卡盤，并使撥桿伸向?qū)Ψ謯A頭或雞心夾頭的端面。車床主軸轉(zhuǎn)動時，帶動三爪卡盤轉(zhuǎn)動，隨之帶動撥桿同時轉(zhuǎn)動，由撥桿撥動對分夾頭或雞心夾頭，撥動工件隨三爪卡盤的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。然后還要對零件進(jìn)行對刀，數(shù)控車削加工一個零件時，往往需要幾把不同的刀具，而每把刀具在安裝時是根據(jù)數(shù)控車床裝刀要求安放的，當(dāng)它們轉(zhuǎn)至切削位置時，其刀尖所處的位置各不相同。在這里必須要知道對刀是怎么一回事？為什么要進(jìn)行對刀？以及為什么只要對一把刀就可以了？接下來是編程，在編程之前必須看清楚零件圖的尺寸基準(zhǔn)和尺寸公差，在設(shè)定工藝路線時，到底能否一次裝夾就能完成加工？以及先按排加工哪里再加工哪里，這都是值得深思的問題。 28 接踵而來的是一個比較麻煩的問題，在零件圖上幾乎每個尺寸都有公差要求，還有 5 度的外圓錐面， 30 度與 45 度倒角相交處交點(diǎn)的計(jì)算，這也是要細(xì)心的地方．