【正文】 在此，謹向尊敬的導師表示真誠的感謝和崇高的敬意！ 在此還要感謝學校對我的教育與培養(yǎng)，感謝數(shù)控中心的各位老師對我的支持和幫助，謝謝你們！ 在課題的研究過程中，我的同學均給予了很大的幫助。 30 致 謝 本文是在尊敬的陶月明 老師的精心指導下完成的，老 師高尚的品德，淵博的學識，嚴謹?shù)膶W風和 高度的責人心深深地影響著 我。在加工中心上加工零件的特點是：被加工 零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機床主軸轉(zhuǎn)速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能，連續(xù)地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。數(shù)控技術(shù)是機械加工自動化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合實力的水平 . 它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。 機床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和 開放式結(jié)構(gòu)。 選擇直徑為 6mm 的螺釘進行匹配。 29 選用直徑為 5mm 的絲錐進行攻絲。 根據(jù)以上各 種程序編制的特點，對軸的加工程序的編制進行以下選擇：由于軸 24 的幾何形狀不太復(fù)雜，因此對其外圓表面的加工，應(yīng)選擇手工編程；其軸上的鍵槽雖不復(fù)雜但計算工作量大，因此選擇自動編程。 ：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動打印出程序單和制備控制介質(zhì)。 ：整個編程過程由人工完成。數(shù)控程序中的地址代碼意義如表 31所示。 ，應(yīng)盡量采用最小的加工余量總和，以求縮短加工時間，降低加工費用。 。過大的加工余量反而會由于切削抗力的增加而引起工件變形加大，影響加工精度。 ，特別是最后的工序，加工余量應(yīng)能保證達到圖樣上所規(guī)定的精度和表面粗糙度值要求。 加工余量的確定 加工余量的大小等于每個中間工序加工余量的總和。 對凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、鍵槽等，都應(yīng)安排在淬火前加工。這些表面加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安排在后面工序進行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣可以避免浪費工時。 當主要表面加工順序確定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。 22 根據(jù)以上分析，本課題所加工的軸上的鍵槽采用右圖所示的走刀方案。 圖 34 在圖中，左圖和中圖分別為用行切法加工和環(huán)切法加工凹槽的走刀路線，而右 圖是先用行切法，最后環(huán)切一刀光整輪廓表面。 數(shù)控銑削加工中進給路 線對零件的加工精度和表面質(zhì)量有直接的影響，因此，確定好進給路線是保 證銑削加工精度和表面質(zhì)量的工藝措施之一。 仿形進給路線，用于鑄、鍛件毛坯時進給路線較短。 ② 力求切削進給路線最短。其基本原則是： ① 力求空行程路線最短。 確定數(shù)控車削進給路線的工作重點，主要在于確定粗加工及空行程的進給路線，精加工切削過程的進給路線基本上都是沿其零件設(shè)計圖確定的輪廓順序進行的。所謂進給路線就是數(shù)控機床在加工過程中刀具中心的移動路線。本課題所加工的為 45 鋼，由表可知：切削速度應(yīng)在 70～ 220mm/min,根據(jù)經(jīng)驗 ,我們選擇 Vc=120mm/ n=1000v/∏ dw (dw未加工工件的直徑 )可以計算出 ,粗車時 n=500r/min。 在確定切削用量時，要根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進給量，刀具耐用度，最后選擇合適的切削速度。 背吃刀量主要受機床剛度的限制，在機床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。也可以結(jié)合實際經(jīng)驗用類比法確定切削用量。經(jīng)濟的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。 切削用量的選擇 對于高效率的金屬切削機床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。 量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)。锪窩除了可以解決毛坯表面鉆孔引正問題外，還可以代替孔口倒角。 在數(shù)控銑床上鉆孔，一般不采用鉆模，鉆孔深度為直徑的 5 倍左右的深孔加工容易折斷鉆頭，應(yīng)注意冷卻和排屑。 鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀可以進行強力切削，銑削毛坯表面和用于孔的粗加 工。 加工余量較小，并且要求表面粗糙度值較低時，應(yīng)采用鑲立方氮化硼刀片的端銑刀或鑲陶瓷刀片的端銑刀。加工余量大，且加工面又不均勻時，刀具直徑要選得小些，否則當粗加工時會因接刀刀痕過深而影響加工質(zhì)量。一般采用兩次走刀，一次粗銑，一次精銑。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)符合加工要求。 二、 刀具的選擇 一般優(yōu)先采用標準刀具。 一、夾具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應(yīng)首先采用各種通用夾具和機床附件，如卡盤、機床用平口虎鉗、分度頭等 ；對于大批和大量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率應(yīng)采用專用高效夾具；多品種中、小批量生產(chǎn)可采用可調(diào)夾具或成組夾具。 工藝裝備的選擇 工 藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。 經(jīng)綜合考慮，本課題所設(shè)計的軸采用 45 鋼，因其在機構(gòu)中起傳遞作用，則需要有較高的強度、硬度和耐磨性。 表面淬火一般安排在 精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。 二．軸類零件的熱處理 鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內(nèi)部晶粒細化，消除鍛 17 造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。 其他 熱處理、倒角、倒棱及外觀修飾等要求。 表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟性來確定。其誤差一般應(yīng)限制 在尺寸公差范圍內(nèi)，對于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 根據(jù)軸類零件的功用和工作條件，其技術(shù)要求主要在以下方面： 尺寸精度 軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為 IT 5～IT7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為 IT6～ IT9。它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。其加工工藝路徑為：車削其外圓輪廓 — 銑削鍵槽 — 攻螺紋 — 熱處理 — 精磨。 5. 軸 圖 25 通過對材料的綜合性能及經(jīng)濟性的分析，本課題所設(shè)計的軸采用 45 鋼，因其在機構(gòu)中起傳遞作用，則需要有較高的強度、硬度和耐磨性。加工方法多采用鑄造，毛坯在鑄造時應(yīng) 防止砂眼和氣孔產(chǎn)生。因此，箱體的加工質(zhì)量對機器的精度、性能和壽命都有直接的影響。 4. 箱體 圖 24 15 箱體零件是機器的基礎(chǔ)零件之一。 圖 23 非合金結(jié)構(gòu)鋼 Q235 碳的質(zhì)量分數(shù)低，具有良好的塑性和焊接性能，但強度較低，在機 械制造中主要用于制造受力不大的普通機械零件，因此本課題所設(shè)計的調(diào)整環(huán)，選用 Q235A。 圖 22 本課題所設(shè)計的端蓋采用鑄鐵 HT200，因為鑄鐵具有良好的耐磨性和減振性， 14 而且價格低廉?？紤]材料的綜合性能及經(jīng)濟性，本課題所設(shè)計的齒輪的材料選用 45鋼，齒面硬度 220～ 250HBS。為了簡化供應(yīng)和儲存的材料品種，對于小批制造的零件，應(yīng)盡可能減少同一部設(shè)備上使用材料的品種和規(guī)格，使綜合經(jīng)濟效益最高。 （ 4） 經(jīng)濟性 選擇零件材料時，當用價格低廉的材料能滿足使用要求時，就不應(yīng)選擇價格高的材料，這對于大批量制造的零件尤為重要。金屬材料的性能可通過熱處理和表面強化（如噴丸、滾壓等）來提高和改善，因此要充分利用熱處理和表面處理的手段來發(fā)揮材料的潛力。 （ 2） 零件的工作條件 在腐蝕介質(zhì)中工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕材料，在高溫下工作的零件應(yīng)選耐熱材料，在濕熱環(huán)境下工作的零件，應(yīng)選防銹能力好的材料，如不銹鋼、銅合金等。 表 21常用鋼鐵材料的機械性能 材料 機械性能 名稱 牌號 抗拉強度 ?b(N/mm2) 屈服強度 ?s(N/mm2) 硬度 (HBS) 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q215 Q235 Q255 Q275 335~410 375~460 410~510 490~610 215 235 255 275 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 20 35 45 410 530 600 245 315 355 156 197 220 合金結(jié)構(gòu)鋼 18Cr2Ni4W 35SiMn 40Cr 40CrNiMo 20CrMnTi 65Mn 118 785 981 980 1079 735 835 510 785 835 834 430 260 229 247 269 ?217 285 鑄鋼 ZG230450 ZG270500 ZG310570 450 550 570 230 270 310 ?130 ?143 ?153 12 灰鑄鐵 HT150 HT200 HT250 145 195 240 — — — 150~200 170~220 190~240 球墨鑄鐵 QT45010 QT5007 QT6003 QT7002 450 500 600 700 310 320 370 420 160~210 170~230 190~270 225~305 二、 材料選用的原則 從各種各樣的材料中選擇出合用的材料是一項受到多方面因素制約的工作，通常應(yīng)考慮下面的原則： （ 1） 載荷的大小和性質(zhì)，應(yīng)力的大小、性質(zhì)及其分布狀況 對于承受拉伸載荷為主的零件宜選用鋼材，承受壓縮載荷的零件應(yīng)選鑄鐵。 用碳素鋼和合金鋼澆鑄而成的鑄件稱為鑄鋼，通常用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大的零件，但鑄鋼的液 態(tài)流動性比鑄鐵差，且其收縮率的鑄鐵件大，故鑄鋼的壁厚常大于 10ｍｍ，其圓角和不同壁厚的過渡部分應(yīng)比鑄鐵件大。例如鉻能提高鋼的硬度，并在高溫時防銹耐酸；鎳使鋼具有良好的淬透性和耐磨性。每一種合金元素含量高于 5%或合金元素總含量高于 10%的稱為高合金鋼。每一種合金元素低于 2%或合金元素總量低于 5%的稱為低 合金鋼。含碳量在 %~%的高碳鋼具有高的 11 強度和剛性，通常用于制作普通的板彈簧、螺旋彈簧和鋼絲繩。含碳量在 %~%的低碳鋼零件可通過滲碳淬火使其表面硬而心部韌，一 般用于制造齒輪、鏈輪等要求表面耐磨而且耐沖擊的零件。碳素鋼的性能主要取決于其含碳量。碳素鋼包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。按化學成分鋼可分為碳素鋼和合金鋼。工具鋼可用于制造各種刀具、模具等。 鋼的類型很多，按用途分，鋼可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊用途鋼。球墨鑄鐵強度較灰鑄鐵高且具有一定的塑性，球墨鑄鐵可代替鑄鋼和鍛鋼用來制造曲