【正文】 高的機(jī)床。(4)機(jī)床的功率與剛度以及機(jī)動(dòng)范圍應(yīng)與工序的性質(zhì)和最合適的切削用量相適應(yīng)。如粗加工工序去除的毛坯余量大，切削余量選得大，就要求機(jī)床有大的功率和較好的剛度。(5)裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單也是選擇數(shù)控設(shè)備是需要考慮的一個(gè)因素。選擇采用臥式數(shù)控機(jī)床，還是選擇立式數(shù)控機(jī)床，將直接影響所選擇的夾具的結(jié)構(gòu)和加工坐標(biāo)系，直接關(guān)系到數(shù)控編程的難易程度和數(shù)控加工的可靠性。應(yīng)當(dāng)注意的是，在選擇數(shù)控機(jī)床時(shí)應(yīng)充分利用數(shù)控設(shè)備的功能，根據(jù)需要進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)，以擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的功能，滿足產(chǎn)品的需要。然后，根據(jù)所選擇的數(shù)控機(jī)床，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)控加工方案和工藝路線，根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整工序的內(nèi)容。選擇加工機(jī)床，首先要保證加工零件的技術(shù)要求，能夠加工出合格的零件。其次是要有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。選擇加工機(jī)床一般要考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)、載重、功率、行程和精度。還應(yīng)依據(jù)加工零件的材料狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)要求和工藝復(fù)雜程度，選用適宜、經(jīng)濟(jì)的數(shù)控機(jī)床，綜合考慮以下因素的影響。(1)機(jī)床的類別(車、銑、加工中心等)、規(guī)格(行程范圍)、性能(加工材料)。(2)數(shù)控機(jī)床的主軸功率、扭矩、轉(zhuǎn)速范圍，刀具以及刀具系統(tǒng)的配置情況。(3)數(shù)控機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度。(4)零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式。(5)機(jī)床坐標(biāo)系和坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)情況。(6)控制系統(tǒng)的刀具參數(shù)設(shè)置，包括機(jī)床的對(duì)刀、刀具補(bǔ)償以及 ATC 等相關(guān)的功能 【6】 。動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁，屬多工序集約型工件（在一個(gè)工件上需要用許多把刀具進(jìn)行加工）且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，整個(gè)加工是在一次裝夾中完成?！?shù)控加工中心是在工件一次裝夾中能實(shí)行自動(dòng)銑削、鉆削、鏜削、鉸孔、攻絲等多工序加工的數(shù)控機(jī)床。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文29數(shù)控加工中心具有柔性好、適用范圍廣、自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)能比較好的完成其加工需求。動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁基本尺寸為 1480mm1180mm560mm，為了安裝夾具留出足夠的空間，選取工作臺(tái)尺寸為 3000mm2022mm 的五面加工中心，X、Y、Z 軸行程分別為 8000mm、3600mm、1200mm，主軸輸出功率不小于功率 37Kw，轉(zhuǎn)速不小于2500r/min,最大轉(zhuǎn)矩 466Nm，較高的功率和轉(zhuǎn)矩是機(jī)床提高切削效率的一個(gè)重要指標(biāo)。機(jī)床工作臺(tái)具備 360176。分度功能，另外，采用雙交換托盤可以有效提高工作效率。刀庫(kù)容量不低于 40 把。機(jī)床的冷卻、防護(hù)、排屑、主軸油溫控制、冷卻液溫供控制等附件，要求可靠性高。加工中心冷卻液噴射采用多頭、多管淋浴式冷卻、沖洗，并且具有主軸內(nèi)冷裝置，使刀具具備內(nèi)冷功能。 刀具的選擇 刀具選擇總的原則刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 刀具選擇應(yīng)考慮的主要因素被加工工件的材料、性能金屬、非金屬，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。加工工藝類別；車削、鉆削、銑削、鏜削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。刀具能承受的切削用量。輔助因數(shù)操作間斷時(shí)間、振動(dòng)、電力波動(dòng)或突然中斷等。 刀具類型的選擇 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀 【7】 。 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁數(shù)控加工刀具的選擇動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁的材料是低碳鋼，根據(jù)材料的切削性能選擇加工刀具材料為硬質(zhì)合金。刀具的選擇包括刀柄和刃具兩部分。粗加工階段選擇硬度高，精度較低的刀具；半精加工、精加工階段選擇耐用度高，精度高的刀具。刀具的規(guī)格，刀具的數(shù)量和刀具直徑見(jiàn)下表 23長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文30表 23序號(hào)刀具號(hào)（西門子刀）刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀具直徑1 50_6014Φ160 面銑刀（刀長(zhǎng)大于140mm)1Y740,X590,X580，X558,Y374,Y602面，側(cè)銑各兩處。Φ1602 50_6519 Φ63 方肩刀 1 粗，精銑削寬 80槽 Φ633 50_6000 Φ40 玉米立銑刀 1銑削 Z 處放大R45，R130 圓弧處。 Φ404 50_6446 45 度倒角銑 刀 1銑削 E 處放大 R52圓弧處 45 度倒角。 Φ305 50_6000 Φ40 玉米立銑刀 1 銑 處圓角，共兩處 Φ406 50_6490 Φ32 機(jī)夾端銑刀 1 粗銑 40 ，共兩處 Φ327 50_6016 Φ12 棒銑刀 1 精銑 40 寬槽，共兩處,每槽測(cè)量。 Φ128 50_1294Φ21 鉆頭（刀長(zhǎng) 180和 230 各 1）2 M24 鉆孔 φ21，共26＋2 個(gè)。 Φ219 50_2022孔口倒角刀(錐柄為帶扁尾)（刀長(zhǎng)180 和 230 各1）2 M24 底孔孔口倒角，共 26＋2 處。 Φ2110 50_4044M24 絲錐(普通直槽，螺旋槽各一把）（刀長(zhǎng) 180和 230 各 1）2 M24 攻絲，共26＋2 處。 Φ2411 50_1356Φ18 鉆頭（刀長(zhǎng) 180和 230 各 1）2 預(yù)鉆 20 孔至 18，共 2 處 Φ1812 50_1291 鉆頭（刀長(zhǎng) 180和 230 各 1）2 預(yù)鉆 20 ，共 2 處 13 50_3007Φ20H7 鉸刀(錐柄為 M2 無(wú)扁尾)（刀長(zhǎng)2 鉸 Φ20H7 孔，共2 處 Φ20長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文31180 和 230 各1） 夾具的選擇機(jī)床夾具的選用原則在選用夾具時(shí)，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量保證及經(jīng)濟(jì)性，選用時(shí)可參照下列原則： （1）在生產(chǎn)量小或研制時(shí)，應(yīng)廣泛采用萬(wàn)能組合夾具，只有在組合夾具無(wú)法解決工件裝夾時(shí)才考慮采用其他夾具。 （2）小批量或成批生產(chǎn)時(shí)可考慮采用專用夾具，但應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。（3）在生產(chǎn)批量較大時(shí)可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)、液壓夾具。 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁選擇的夾具是隨行夾具。隨行夾具是一種始終隨工件一起沿著自動(dòng)線移動(dòng)的夾具。 量具的選擇量具的選擇主要根據(jù)工序中檢驗(yàn)要求的精度和生產(chǎn)批量的大小決定，在單件小批量生產(chǎn)中，廣泛采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分表等。大批量生產(chǎn)中，主要采用各種界限量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用量具與測(cè)量?jī)x等。量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)，以提高工件的測(cè)量精度 【8】 。動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁的加工雖屬于大批量生產(chǎn)，但對(duì)于孔的測(cè)量一般用百分表，面的測(cè)量選用游標(biāo)卡尺。 定位與夾緊方案的確定確定定位和夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）盡可能做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一；（2）盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)的裝夾方案；（4）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)并不統(tǒng)一，但是他們之間有一個(gè)位置關(guān)系，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)中 A 面在工藝基準(zhǔn) XY 面的上方 177。1mm 處，表面粗糙度。與 XY 面的平行度誤差為 。 走刀路線的確定走刀路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，而且也反映出工步的順序。工步順序是指同一道工序中，各個(gè)表面加工的先后次序。它對(duì)零件的加工質(zhì)量、加工效率和數(shù)控加工中的走刀路線有直接影響，應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序的加工要求等合理安排。工步的劃分與安排一般可隨走刀路線來(lái)進(jìn)行，在確定走刀路線長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文32時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)。（1）對(duì)點(diǎn)位加工的數(shù)控機(jī)床，如鉆、鏜床，要考慮盡可能縮短走刀路線，以減少空程時(shí)間，提高加工效率。（2）為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一次走到連續(xù)加工。（3）刀具的進(jìn)退刀路線須認(rèn)真考慮，要盡量避免在輪廓處停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕（切削力發(fā)生突然變化而造成的彈性變形） 。在車削和銑削零件時(shí)，應(yīng)盡量避免如圖 24（a）所示的徑向切入或切出，而應(yīng)按如圖 24（b）所示的切向切入或切出，這樣加工后的表面粗糙度較小。（4） 銑削輪廓的加工路線要合理選擇，一般采用圖 25 所示的三種走刀方式。圖（a）為 Z 字形雙方向走刀方式，圖（b）為單方向走刀方式，圖（c）為環(huán)形走刀方式。在銑削封閉的凹輪廓時(shí)，刀具的切入或切出不允許外延，最好選在兩面的交界處，否則，會(huì)產(chǎn)生刀痕。為保證表面質(zhì)量，最好選擇圖 26 中的（b）和(c)所示的走刀路線。 圖 24 進(jìn)刀路線 圖 25 走刀方式圖 26 輪廓加工的走刀路線動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁中各個(gè)工序中都涉及到好幾個(gè)加工部位，對(duì)于加工路線的合理選擇，主要考慮的是在盡量減少換刀，縮短走刀路線的前提下進(jìn)行進(jìn)給。 切削用量的選擇合理選擇切削用量的原則是：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)在保證加工質(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)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定 【9】 。 切削用量考慮的因素切削深度 ap。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap 就等于加工余量，這長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文33是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。 切削寬度 L。一般 L 與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中，一般 L 的取值范圍為：L=(～)d。 切削速度 V。提高 V 也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但 v 與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著 v 的增大，刀具耐用度急劇下降，故 v 的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛 30CrNi2MoVA時(shí)，v 可采用 8m/min 左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，V 可選 200m/min 以上。 主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度 v 來(lái)選定。計(jì)算公式為：V=πnd/1000。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)(倍率)開(kāi)關(guān)，可在加工過(guò)程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。 進(jìn)給速度 vf 是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移，單位為mm／min。它與銑刀轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) Z 及每齒進(jìn)給量 fz(單位為 mm／z)的關(guān)系為：vf=nzfz每齒進(jìn)給量 fz 的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，fz 越?。环粗畡t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 就越小。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取小值 【10】 。 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁切削用量的選擇動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁切削用量的選擇包括切削速度、進(jìn)給量和進(jìn)給速度的選擇由于加工中所使用的設(shè)備都是具有較高精度和剛度的機(jī)床和高速加工心，為保證切削加工的效率，可以適當(dāng)選擇較大的切削用量。動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁的主要加工表面為平面和螺紋孔加工，而平面和孔的加工方式主要是銑削，轉(zhuǎn)削和鉸削，因此這里討論的切削用量的選擇主要銑削和轉(zhuǎn)削切削用量的選擇。銑削用量的選擇銑削用量的選擇直接關(guān)系到銑削效果的好壞。一般地說(shuō)，銑削用量的選擇原則是：端面銑刀銑削時(shí)首先應(yīng)盡可能取較大銑削深度和銑削寬度，然后盡可能選取較大的銑削速度。在具體選擇銑用量時(shí)所涉及的因素很多，但總的來(lái)說(shuō)，粗銑時(shí)工件余量大，加工要求低主要考慮銑刀的耐用度；精銑時(shí)余量小，加工精度要求高，主要考慮加質(zhì)量的提高；在動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁的銑削加工中，選用的機(jī)床為具有高剛度的高速機(jī)床功率大，剛性好，因而選擇了比較大的切削用量。鉆削用量的選擇鉆削用量的選擇根據(jù)粗、精加工工藝的不同而不同。粗加工時(shí)，選用較大的切長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文34削深度，精加工時(shí)，選用較小的切削深度。切削深度確定以后，盡可能選用較大的切削用量。在切削深度和進(jìn)給量選定以后，可在保證刀具合理耐用度的條件下，用計(jì)算或查表的方法來(lái)確定切削速度。一般地，粗加工時(shí)，選擇較低的切削速度，精加工時(shí)，選用較高的切削速度。在動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁的鉆削加工中，選用的機(jī)床為具有高剛度的高速機(jī)床，功率大，剛性好；刀具為國(guó)外先進(jìn)的刀具，質(zhì)量高，剛性好，因而選擇了比較大的切削用量。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文355 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁數(shù)控加工典型工序分析 側(cè)銑 Y740 面工序簡(jiǎn)圖: 參考圖 和圖 ；加工設(shè)備:五面體加工中心；加工內(nèi)容:側(cè)銑 Y740 面，共四處；Φ160 面銑刀（刀長(zhǎng)大于 140mm)，硬質(zhì)合金涂層刀片，刀具齒數(shù) Z=8。主要加工技術(shù)要求 Y740mm，粗糙度 ；定位及裝夾方式工件定位：零件采用隨行夾具裝夾。 加工平面切削用量的選擇確定切削速度考慮所用機(jī)床為進(jìn)口高精度、五面體加工中心，所用刀具為硬質(zhì)合金刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》） 【11】 。選取切削速度 ＝130m/min