【正文】 示 圖34 內(nèi)輪廓的走刀路線 葉片部分走刀路線分粗、精加工兩道工序，粗加工采用五軸限制線加工法快速去除余量，留1mm精加工余量。（3）選擇切入切出方向經(jīng)綜合分析：無論任何零件加工的走刀路線不外乎都是遵循以上原則，在根據(jù)零件所要達(dá)到的要求和設(shè)備的條件來確定走刀路線。但行切法將在兩次走刀的起點和終點間留下殘留高度，而達(dá)不到要求的表面粗糙度。具體來講，加工外圓時：粗車： =900=150(mm/min)精車： =1200=200(mm/min)加工內(nèi)圓時：粗車： =300=90(mm/min)精車： =500=80(mm/min) 走刀路線的選擇走刀路線一般可以按一下原則來選擇：（1）尋求最短加工路線（2）最終輪廓一次走刀完成為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來。經(jīng)綜合分析：葉輪軸零件的進(jìn)給速度按照零件加工精度的要求，在遵循以上原則的基礎(chǔ)上，用公式進(jìn)行計算。Ra要求小的，取較小的f，但又不能過小，切削厚度Hd過薄，Ra反而增大，且刀具磨損加劇。工藝系統(tǒng)剛度好時，可用大些的f，反之，適當(dāng)降低f。表見《數(shù)控加工工藝》第163頁～166頁。進(jìn)給速度Vc的計算式為：式中：n為轉(zhuǎn)速(r/min)；f進(jìn)給量每轉(zhuǎn)進(jìn)給速度的換算。④切削時的工件進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和切削深度等切削用量相適應(yīng)，不能顧此失彼。②切斷、精加工（如順銑）、深孔加工或用高速鋼刀具切削時，宜選擇較低的進(jìn)給速度，有時可能還要選擇極小的進(jìn)給速度。在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進(jìn)給量以克服由于慣性造成工藝系統(tǒng)的變形，在輪廓拐角處造成超程或是負(fù)程的現(xiàn)象。 進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度（F）是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)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(zhì)選取。切削速度確定后，即可計算出主軸轉(zhuǎn)速。公式為： 式中：D為工件待較高表面或刀具的最大直徑（mm）；n為主運動的轉(zhuǎn)速（rpm或r/min）。表36 常用切削速度Vc 單位：m/min材料鑄鐵鋼及其合金鋁及其合金銅及其合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金車削—60～10015～2560～11015～200300～45060～10150～200擴通孔10～1530～4010～2035～6030～40—30～40—沉孔8～1225～308～1130～5020～30—20～30—鏜粗鏜20～2535～5015～3050～7080～150100～20080～150100～200精鏜30～4060～8040～5090～120150～300200～400150～200200～300銑粗銑10～2040～6015～2550～80150～200350～500100～150300～400精銑20～3060～12020～4080～150200～300500～800150～200400～500鉸孔6～1030～506～2020～5050～75200～25020～5060～100螺紋～5—～5—5～15—5～15—鉆孔1525—10～20—50～70—20～50—切削用量的選擇方法可分為計算法和查表法兩種，常用的是查表法。（4）工藝系統(tǒng)剛性差的，Vc應(yīng)減小。（2）Ra要求小的，要避開積屑瘤、磷刺產(chǎn)生的Vc，高速鋼刀取小Vc（小于5m/min），硬質(zhì)合金取較高的Vc（130～200m/min）。Vc主要根據(jù)工件材料、刀具材料和機床功率來選擇。切削速度又稱線速度，它是指切削時刀具切削刃上某點相對于待加工表面在祝運動方向上的瞬時速度。車削和鏜削加工時，～，銑削時，～。（4）一般精加工時，取ap=～；半精加工時，取ap=～。（2）當(dāng)沖擊載荷較大（如斷續(xù)表面）或工藝系統(tǒng)剛度較差（如細(xì)長軸、鏜刀桿、較差陳舊）時，可適當(dāng)降低ap，使切削力減小。（1）粗加工時，在留下精加工、半精加工的余量后，盡可能一次走刀將剩下的余量切除；若余量過大不能一次切除，也應(yīng)按先多后少的不等余量法加工。車削外圓柱面的背吃刀量為該次切除余量的一半： 式中：dw為工件待加工表面直徑（mm）；dm為工件已加工表面直徑（mm）。內(nèi)圓粗車刀25251粗車左內(nèi)輪廓8T0893176。外圓粗車刀25251車端面、粗車外輪廓2T0293176。④不斷推進(jìn)可調(diào)試刀具（如浮動可調(diào)鏜刀頭）的開發(fā)和應(yīng)用。②盡量使用不重磨刀片，少用焊接式刀片。而硬質(zhì)合金鋼其常溫硬度可達(dá)78～82HRC，能耐850～1000℃的高溫，切削速度比高速鋼高4～10倍。同時，還應(yīng)注意多采用國內(nèi)生產(chǎn)的刀具材料。為便于制造，要求刀具材料具有良好的可加工性，包括熱加工性能（熱塑性、可焊性、淬透性）和機械加工性能。高溫硬度是耐熱性的重要指標(biāo)，常用耐熱溫度來表示，如高速鋼的溫度，減輕刀具磨損。③良好的耐熱性和導(dǎo)熱性。因此，刀具材料必須要有足夠的強度和韌性。②足夠的強度和韌性。一般來說，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好。 刀具材料的選擇（1）數(shù)控加工對刀具的要求在切削過程中，刀具切削部分不僅要承受很大的切削力，而且要承受切屑變形和摩擦產(chǎn)生的高溫，要保持刀具的切削能力，刀具應(yīng)具備如下的切削性能：①高硬度和耐磨性。總之，確定進(jìn)給路線的原則是在保證零件加工精度和表面粗糙度的條件下，盡量縮短進(jìn)給路線，以提高生產(chǎn)率。（4）完工時的最后一刀應(yīng)一次走刀連續(xù)加工，以免產(chǎn)生刀痕等缺陷。（2）尋求最短的進(jìn)給路線，以提高加工效率。 進(jìn)給路線的確定確定進(jìn)給路線的原則：確定進(jìn)給路線，主要是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，因為精加工的進(jìn)給路線基本上都是按零件的輪廓進(jìn)行的。除各工序操作者自檢外，在關(guān)鍵工序之后、送往車間加工前后、零件全部加工結(jié)束之后，一般均應(yīng)安排檢驗工序。③ 為了改善切削性能而進(jìn)行的熱處理工序，如正火、調(diào)質(zhì)、退火等，應(yīng)安排在切削加工之前。主要用于提高零件的表面硬度和耐磨性以及防腐、美觀等。對于精度要求不太高的工件，一般在毛坯進(jìn)入機械加工之前安排一次人工時效即可。一般可分為：① 預(yù)備熱處理。經(jīng)綜合分析：葉輪軸零件的加工方案可以制定如下兩個：方案一：車左端面、見平換刀、變速粗車Ф60、Ф21調(diào)頭裝夾車左端面，、變速倒角切槽換刀、變速鉆中心孔鉆孔Ф20換刀、變速粗車內(nèi)孔換刀、變速精車內(nèi)孔精車外圓至尺寸換刀、變速粗銑Ф80外圓上的槽精銑Ф80外圓上的槽調(diào)頭裝夾粗銑葉片精銑葉片方案二：車右端面、見平換刀、Ф21調(diào)頭裝夾車左端面，、變速倒角切槽換刀、變速鉆中心孔鉆孔Ф20鉆Ф34孔換刀、變速精車外圓至尺寸粗車內(nèi)孔換刀、變速精車內(nèi)孔換刀、變速粗銑Ф80外圓上的槽精銑Ф80外圓上的槽調(diào)頭裝夾粗銑葉片精銑葉片方案二雖然可行，但是沒有遵循先內(nèi)后外、先面后孔、基準(zhǔn)先行的原則，因此，綜上所述加工方案應(yīng)選擇方案一。⑦ 工件剛性好。⑥ 換刀次數(shù)少。⑤ 進(jìn)給路線短。這是因為平面的輪廓平整，安放和定位比較穩(wěn)定可靠，若先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置精度。④ 先面后孔。先加工零件上的裝備基面和工作表面等主要表面，后加工鍵槽、禁固用的光孔與螺紋孔等次要表面。當(dāng)零件需要劃分加工階段時，先安排各表面的粗加工，中間安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)安排在起始工序先進(jìn)行加工，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。因此，在擬定工藝路線時，工藝人員要全面的把切削加工、熱處理和輔助工序三者一起加以考慮。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5～I(xiàn)T6。精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為。（3）精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保證零件的形狀位置幾精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面達(dá)到圖紙要求。（2）半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。一般粗加工的公差等級為。 加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：（1）粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。某些機床工作臺回轉(zhuǎn)時間比換刀時間短，可采用刀具集中地方法劃分工步，以減少換刀次數(shù)，縮短輔助時間，提高加工效率。反之，如先鏜孔后銑面，則銑削平面時極易在孔口產(chǎn)生飛邊、毛刺，進(jìn)而破壞孔的精度。（2）對于既要加工平面又要加工孔的零件，可以采用“先面后孔”的原則劃分工步。（1）同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，還是全部加工表面都先粗加工后精加工分開進(jìn)行，主要應(yīng)根據(jù)零件的精度要求考慮。對于較復(fù)雜的工序，為了便于分析和描述，常在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。合理的工藝不僅要保證加工出符合圖樣要求的工件，同時應(yīng)使機床的功能得到充分發(fā)揮。同時，近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。（2）工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。對工人的技術(shù)要求水平不高。簡單的機床工藝裝備。 工序的劃分劃分工序的基本原則有：（1）工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。 確定工藝路線確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝路線。（5）成組夾具數(shù)控機床夾具常使用通用可調(diào)夾具和組合夾具。可調(diào)夾具包括通用可調(diào)夾具和成組夾具，它們都可以通過調(diào)整或更換少量元件就能加工一定范圍內(nèi)的工件，兼有通用夾具和專用夾具的優(yōu)點。組合夾具使用完畢后，可方便地拆散成元件或部件，待需要時重新組合成其它加工過程的夾具，使用于數(shù)控加工、新產(chǎn)品的試制和中、小批量的生產(chǎn)。（3）組合夾具。（2）專用夾具。通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具，如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。按專門化程度可分為以下幾種類型的夾具。表31 4軸立式加工中心機床主要參數(shù)表工作臺面尺寸（長寬）4051307(mm)主軸錐孔/刀柄形式24ISO40 / BT40（MAS403）工作臺最大縱向行程650(mm)主配控制系統(tǒng)FANUC 0iMateMC工作臺最大橫向行程450(mm)換刀時間(s)主軸箱垂向行程500(mm)主軸轉(zhuǎn)速范圍60—6000( r/min)工作臺T型槽（槽數(shù)寬度間距）51660(mm)快速移動速度10000（mm/min）主電動機功率(kw)進(jìn)給速度5—800（mm/min）脈沖當(dāng)量 (mm/脈沖)工作臺最大承載700(kg)機床外形尺寸(長寬高)2540mm2520mm2710mm機床重量4000(kg) 夾具的選擇機床夾具的種類很多，按使用的機床類型分類，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其它機床夾具等。結(jié)合我院現(xiàn)有機床的實際情況，采用臥式車床的CK6132A機床加工葉輪軸的軸柄部分，選用4軸立式加工中心加工葉片部分。三爪卡盤如圖32所示。這種保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置稱為夾緊裝置。c）避免采用占機調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。為了提高數(shù)控機床的效率，在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時應(yīng)注意以下幾點：a）力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計算基準(zhǔn)的統(tǒng)一。 圖31 工件在空間的六個自由度②限制自由度與工件加工要求的關(guān)系 根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，有些自由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，對加工要求有影響的自由度必須限制，而不影響加工要求的自由度不必限制。 要確定工件在空間的位置，需要按一定的要求安排六個支撐點也就是通常所說的定位元件，以限制加工工件的自由度，這就是工件定位的“六點定位原理”。 裝夾方案的確定（1）工件的定位工件定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)某個確定的正確加工位置。精基準(zhǔn)應(yīng)該是精度較高、表面粗糙度較小、支撐面積較大的表面。（5）可靠、方便原則。例如：磨削機床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。（4）自為基準(zhǔn)原則。（3）互為基準(zhǔn)的原則。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。在工件的加工過程中應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差，保證加工精度，應(yīng)遵循基準(zhǔn)重合原則。（1）基準(zhǔn)重合原則。多次使用難以保證表面間的位置精度。有澆口、冒口、飛邊