【正文】 際操作緊密聯(lián)系起來。本課題設(shè)計(jì)的零件為軸類配合件，零件有較復(fù)雜的曲面，需要數(shù)控機(jī)床來完成。適合我們大專學(xué)生去研究和探索，在下面的章節(jié)中將詳細(xì)介紹零件的工藝分析和程序的編制。它由軸（附圖 1） 、錐形軸套（附圖 2） 、錐形外套（附圖 3） 、螺母（附圖 4）零件組成，零件材料選用 45 鋼。軸套類零件由內(nèi)、外圓柱面，內(nèi)、外圓錐面，內(nèi)螺紋等組成，結(jié)構(gòu)形狀簡單，加工容易，可由普通機(jī)床加工，也可由數(shù)控機(jī)床加工。圖 21 裝配圖3 / 403 工藝設(shè)計(jì) 軸的工藝分析 軸的圖樣分析該零件表面由圓柱、橢圓弧及螺紋等表面組成。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。 圖 31 軸 毛坯的選擇軸類零件的材料一般為碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼兩類，以中碳鋼 45 鋼應(yīng)用最多，4 / 40該零件材料為 45 鋼，軸類零件的常用毛坯是型才圓棒料和鍛件，直徑相差不大的階臺(tái)軸常采用熱軋或冷拉的圓棒料。由于毛坯大小主要考慮加工余量、 加工面及加工情況來選擇，所以毛坯大小定為 φ50mm122mm。它的選擇原則是：盡量選擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，一次裝夾就能夠完成全部關(guān)鍵精度部位的加工。粗基準(zhǔn)的選擇：在起始工序中，工件定位只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面，稱為粗基準(zhǔn)。它的選擇原則有：（1）對于具有不加工表面的工件，為保證不加工表面之間的相對位置要求，一般選不加工表面為粗基準(zhǔn)。為保證第一項(xiàng)要求，粗基準(zhǔn)應(yīng)選擇毛坯上加工余量最小的表面。應(yīng)選擇工件上那些加工表面較大，形狀比較復(fù)雜，加工勞動(dòng)量較大的表面為粗準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：在最終工序和中間工序中，應(yīng)采用已加工表面定位，這種定位基面稱為精基準(zhǔn)。 根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則，該零件的精基準(zhǔn)為右端面為精基準(zhǔn)。對于此軸類零件，軸心線為工藝基準(zhǔn)，采用三爪自定心卡盤夾緊。但此零件右端為橢圓，所以需兩次裝夾完成粗精加工。即先從右到左進(jìn)行粗車（留 精車余量） ，再從左到右進(jìn)行精車，然后粗、精車削螺紋；然后在調(diào)頭裝夾，粗精車外輪廓。因?yàn)閿?shù)控車床具有粗精車循環(huán)和車螺紋循環(huán)的功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自行確定其進(jìn)給路線。首先車端面，然后粗車外圓 φ22mmφ24mm，半精車，精車至尺寸；然后切52 的退刀槽，粗、精車螺紋；調(diào)頭裝夾，車端面保證總長；然后粗車橢圓φ40mmφ46mm,半精車，精車至粗基準(zhǔn) 精基準(zhǔn)6 / 40尺寸。硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉，副偏角不宜太小，選副偏角為 35176。外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取 =。表 31 數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號 數(shù)控車工工藝分析零件名稱軸 零件圖號 1序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工面 刀具半徑 備注1T01 硬質(zhì)合金 90176。外圓車刀 1 精車外輪廓3 T03硬質(zhì)合金 60176。加工余量的大小對于工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率均有較大的影響。若加工余量過小，則既不能消除上工序的各種表面缺陷和誤差，又不能補(bǔ)償本工序加工時(shí)工件 的裝夾誤差，造成廢品。確定加工余量的基本原則是：在保證加工質(zhì)量的前提下越小越好。m?7 / 40 切削用量的選擇切削用量的大小對切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。要達(dá)到高的生產(chǎn)率，應(yīng)按背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度的順序來選擇切削用量，即應(yīng)首先考慮盡可能大的切削背吃刀量，其次選用盡可能大的進(jìn)給量，最后在保證刀具合理耐用度的條件下，選取盡可能大的切削速度。（1）粗加工時(shí)切削用量的選擇如下：首先盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度；?。?）精加工時(shí)切削用量的選擇如下：首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面的粗糙度要求，選取較小的進(jìn)給量，最后在保證刀具耐用度的前提下，盡可能選取較高的切削速度。這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。(1) 車外圓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料及性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。要綜合考慮切削條件和要求，選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣取? / 40粗車： dvnc?10?=573． 25（r/min）≈600(r/min)精車： dvnc?10?= ?=1200(r/min)(2) 車螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的升降頻特性及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，大多數(shù)普通車床數(shù)控系統(tǒng)車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為： 8012??pn注：k 為保險(xiǎn)系數(shù)，一般取 80。進(jìn)給速度是指切削單位時(shí)間內(nèi)工件與進(jìn)給方向相對位移，單位為 mm/min。主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度以及刀具、工件的材料性質(zhì)參考用量手冊選取。一般在100～200mm/min 范圍內(nèi)選?。唬?）在切斷、加工深孔時(shí)，宜選較低的進(jìn)給速度，一般在 20～50mm/min 范圍內(nèi)選??；（3）在加工精度、表面粗糙度要求較高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小一些，一般在9 / 4020～50mm/min；（4）刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離回零時(shí)，可以選擇機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)給定的最高速度。每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，進(jìn)給速度的計(jì)算公式： （32）fnv?注：精車時(shí)常取,每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f，粗車時(shí)一般選取為（～）mm/r，精車時(shí)（～）mm/r，切斷常?。ā﹎m/r。表 32 機(jī)械加工工藝過程卡工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備1 備料 毛坯為 φ50mm122mm 砂輪機(jī)2 數(shù)車 加工零件內(nèi)外輪廓 數(shù)控車床3 鉗工 去毛刺，矯正死角 鉗工工具4 鉗工精修 全面按圖紙要求5 檢測 測量各部分尺寸、形狀精 度檢測10 / 40 錐形軸套的工藝分析 零件圖樣分析圖 33 錐形軸套該零件表面由內(nèi)外圓柱面、外圓錐面組成。零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清楚完整。其余的表面粗糙度為 ?。m? 毛坯選擇套類零件的毛坯選擇與零件的材料、結(jié)構(gòu)及尺寸等因素有關(guān)。所以毛坯大小定為φ50mm70mm。在加工內(nèi)孔時(shí)以外圓定位。加工外輪廓時(shí)，為保證同軸度要求和便于裝夾，以坯件左端面和軸心線為定位基準(zhǔn)。在一次裝夾中盡可能加出多的工件表面。由于該零件為單件生產(chǎn)，走刀路線設(shè)計(jì)不必考慮最短進(jìn)給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行車削。首先車右端面，鉆中心孔；孔至 φ23mm,粗車孔到 ，精車內(nèi)孔到尺寸；粗車外圓至 φ37mm～φ33mm，半精車，然后精車外圓 φ37mm 至尺寸，φ33mm 至尺寸。硬質(zhì)合金端面車刀、車外輪廓T01（2）精車削外圓T02（3）車內(nèi)孔至 （4）切斷T04（5）φ4 中心鉆，鉆中心孔以利于鉆削底孔時(shí)刀具找正T05（6）φ22mm 高速鋼鉆頭，鉆內(nèi)孔底孔T06將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。外圓車刀1 精車外輪廓 自動(dòng)3 T03 內(nèi)孔車刀 1 車內(nèi)孔 自動(dòng)4 T04 刃寬 5mm 1 切斷5 T05 1 鉆 中心孔手動(dòng)6 T06 φ30mm 1 鉆 φ30mm 的通孔 手動(dòng)編制 周星星 審核 張德紅 批準(zhǔn) 張德紅 共 1 頁 第 1 頁 確定切削用量根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求，刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊或有關(guān)資料選取切削速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。(1) 被吃刀量的選擇粗車外圓表面時(shí)選背吃刀量 3mm,精車背吃刀量 ；粗車內(nèi)孔時(shí)背吃刀量1mm，精車內(nèi)孔時(shí)背吃刀量 ；(2) 主軸轉(zhuǎn)速的選擇粗車外圓時(shí)，取切削速度 90mm/r；精車外圓時(shí)，切削速度取 120mm/r；粗車： dvnc?10? = ?=573． 25（r/min）≈600(r/min)精車： dvnc?10?13 / 40 = ? =1200（r/min）（2）進(jìn)給速度的確定根據(jù)在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20～50mm/min 范圍內(nèi)選取。粗車： fnv?=600=240(mm/min)精車： fnv?=1200=240(mm/min) 填寫工藝文件將上面分析的內(nèi)容填入機(jī)械加工工藝過程卡表 34 機(jī)械加工工藝過程卡工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備1 備料 毛坯為 φ55mm70mm 砂輪機(jī)2 數(shù)車 加工零件內(nèi)外輪廓 數(shù)控車床3 鉗工 去毛刺，矯正死角 鉗工工具4 鉗工精修 全面按圖紙要求5 檢測 測量各部分尺寸、形狀 精度檢測14 / 40 錐形外套的工藝分析圖 35 錐形外套 零件圖樣分析 該零件由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、順圓弧組成，其中一些尺寸有同軸度和平行度的形位公差，表面粗糙度，錐度的要求。左端面為多個(gè)尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，應(yīng)該先將左端面車出來。根據(jù)零件圖的尺寸，確定毛坯的大小為：φ50mm75mm。因?yàn)槿ψ远ūP的三只卡爪均勻分布在卡盤的圓周上，能同步沿徑向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對工件 夾緊或松開，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定心，裝夾工件時(shí)一般不需要找正，使用方便。如圖 38 所示：