【正文】 刀具和刀柄，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。 第 3 章 工藝流程設(shè)計 數(shù)控車床加工工藝概述 數(shù)控車床加工工藝是以普通車床的加工工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)控車床的特點，綜合運(yùn)用多方面的知識解決數(shù)控車床加工過程中面臨的工藝問題，其內(nèi)容包括金屬切削原理與刀具、加工工藝、典型零件加工及工藝性分析等方面的基礎(chǔ)知識和基本理論。 數(shù)控車床加工的主要對象 數(shù) 控車削是機(jī)械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工加工方法之一，它除了能車削普通車床所能銑削的各種零件表面外，還能車削普通銑床不能車削的需要25 坐標(biāo)聯(lián)動的復(fù)雜回轉(zhuǎn)面的加工。 （ 2）盤類零件。數(shù)控車床加工的程序和加工工藝的編寫是否合理是正確操作數(shù)控車床的前提。因此，數(shù)控車床加工程序與普通機(jī)床工藝規(guī)程有較 大差別，涉及的內(nèi)容也較多。因此對數(shù)控車床的性能、特點、運(yùn)動方式、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范都要非常熟悉。 數(shù)控車床加工工藝的主要內(nèi)容 （ 1）選擇合適在數(shù)控車床上加工的零件，確定加工內(nèi)容。 （ 3）確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如劃分工序、安排加工順序、處理與非數(shù)控加工工序的銜接 等。 （ 5）數(shù)控加工程序的調(diào)整，如選取對刀點和換刀點、確定刀具補(bǔ)償及確定加工路線等。主要內(nèi)容包括產(chǎn)品的零件圖分析、零件結(jié)構(gòu)工藝性分析。 （ 1）尺寸標(biāo)注方法分析 （ 2）零件的完整性與正確性分析 （ 3）零件技術(shù)要求分析 （ 4）零件材料分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。而較差的零件結(jié)構(gòu)工藝性，會使加工苦難，浪費(fèi)工時和材料，有時甚至無法加工，因此，零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點。 （ 2）應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位 。 數(shù)控車床夾具介紹 機(jī)床夾具的分類 機(jī)床夾具的種類較多，按使用機(jī)床類型分類，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他機(jī)床夾具等；按驅(qū)動夾具工作的動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具和自夾緊夾具等；按其通用化程度，一般分為通用夾具、專用夾具、成組夾具以及組合夾具等。采用這種夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具種類，從而降低生產(chǎn)成本。 （ 2）專用夾具 專用夾具是針對某一工件的某一工序而專門設(shè)計和制造的。由于這種夾具設(shè)計和制造周期較長，產(chǎn)品變更后無法使用，因此適用于大批量生產(chǎn)。它按成組原理設(shè)計，用于加工形狀相似和尺寸相近的一組工件。 夾具的組成 數(shù)控夾具按其作用和功能通常可由定位元件、夾緊裝置、安裝連接元件和夾具體等幾個部分： （ 1）定位元件 由于工件在夾具中的位置，使工件在加工時相對刀具及運(yùn)動軌跡有一個正確的位置。 （ 2）夾緊裝置 夾緊裝置也是夾具的主要功能元件之一，用于保持工件在夾具中的既定位置，使工件不致因加工時受到切削力、重力、離心力、振動等外力而改變原定的位置。 （ 3）安裝連接元件 用于確定夾具在機(jī)床上的位置，從而保證工件與機(jī)床之間的正確加工位置。 （ 5）其他元件與裝置 根據(jù)加工需要，有些 夾具上還可有定位鍵、操作件和分度裝置，以及標(biāo)準(zhǔn)化連接元件等。使用夾具的作用之一就是保證加工工件表面的尺寸與位置精度。 （ 3）使用夾具后，不僅省去畫線找正等輔助時間，而且有時還可采用多效率的多件、多機(jī)、機(jī)床夾緊裝置，縮短輔助時間，從而大大提高勞動生產(chǎn)率。當(dāng)采用氣動、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。 ② 在批量生產(chǎn)時，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。 ④ 夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對零件各表面的加工，夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀。 數(shù)控車床加工工序的設(shè)計 當(dāng)數(shù)控車床加工工藝路線確定之后，各道工序的加工內(nèi)容以基本確定，接下來便可以著手?jǐn)?shù)控車床加工工序的設(shè)計。 確定走刀路線和工步順序 走刀路線是刀具在整個加工工序中相對于工件的運(yùn) 動軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，而且也反映了工步的順序。 （ 1）應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求 為提高工件表面的精度和減小粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般為 為宜，而且精加工宜采用較大的主軸轉(zhuǎn)速及較小的進(jìn)給速度以減少零件被加工表面粗糙度的值。 （ 3）設(shè)法減少裝卡次數(shù)，盡可能做到一次定位裝 卡后能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以減少裝卡誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率。 （ 2）加工余量較小，并且要求表面粗糙度較低時，應(yīng)采用立方氮化硼或陶瓷車刀。 （ 4）在數(shù)控車床上加工工件要重視刀尖中心與工件回轉(zhuǎn)中心的關(guān)系。切削用量的大小對切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量都有顯著影響。 粗、精加工時切削用量的選擇原則如下： ① 粗加工是切削用量的選擇原則 首先選取盡可能大的背吃刀量，其次要根據(jù)機(jī)床動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。 （ 2）切削速度的選擇 根據(jù)已選定的吃刀量、進(jìn)給量和刀具耐用度選擇切削速度。 實際編程中，切削速度 Vt 確定后，還可計算出車床主軸轉(zhuǎn)速 n n 1000Vt/πD 相關(guān)車削速度的參考值如下表 34 所示： 表 34 車削速度參考值 工件材料 硬度（ HBS） 車削速度 m/min 高速鋼 硬質(zhì)合金 鋼 小于 225 1842 60150 225325 1236 54120 325425 621 3675 鑄鐵 小于 100 2136 40100 100200 316 4060 200300 4． 510 2060 在選擇切削速度時，還應(yīng)考慮以下幾點： a 應(yīng)盡量避開積屑瘤產(chǎn)生的區(qū)域。 c 在易發(fā)生震動的情況下，切削速度應(yīng)避開自激振動的臨界速度。 e 加工帶外皮的工件時，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。 對刀點的選擇原則是： （ 1）便于用數(shù)字處理和簡化程序編制； （ 2）在機(jī)床上找正容易，加工中便于檢查； （ 3）引起的加工誤差小。 設(shè)計零件數(shù)控車床加工工藝分析 零件圖工藝性分析 毛坯尺寸長 100mm,直徑為 60mm 和長 55mm,直徑為 45mm，長 100mm,直徑為60mm 零件主要有圓柱面、錐面、槽、內(nèi)螺紋、圓弧以及橢圓組成。長 55mm,直徑為 45mm 零件主要有圓柱面、圓弧面 ,槽以及外螺紋組成。 確定裝卡方案 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特 點，該工件分兩次裝夾進(jìn)行加工，采用三爪卡盤機(jī)構(gòu)夾緊；換頭裝夾時，仍采用三爪卡盤機(jī)構(gòu)夾緊。為保證加工精度，粗、精加工應(yīng)分開。以防止過切或其它事故發(fā)生。 （ 1）背吃刀量的確定 在工 藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功許可的情況下 ,盡可能取大的背吃刀量 ,以減少走刀次數(shù)。 （ 2）進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是指在單位時間內(nèi) ,刀具沿進(jìn)給方向移動的距離 mm/min 。 合成進(jìn)給速度的計算： 合成進(jìn)給速度是指刀具作合成（斜線及圓弧插補(bǔ)等）運(yùn)動時的進(jìn)給速度。 （ 3）主軸轉(zhuǎn)速的確定 ① 光車時主軸轉(zhuǎn)速 在光車時，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件允許地切削速度來確定。需要注意的是交流變 頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出轉(zhuǎn)矩小，因此切削速度不能太低。如大多數(shù)數(shù)控車床系統(tǒng)推薦車螺紋時地主軸轉(zhuǎn)速如下： N （ 1200/P） k 式中 P工件螺紋的導(dǎo)程，單位為 mm。 兩工件的加工方案 加工順序按先粗后精，先里后外，先近后遠(yuǎn)（從右到左），互為基準(zhǔn)的原則。 （ 1）工件坐標(biāo)系 該零件加工時需調(diào)頭，每次調(diào)頭加工后，工件坐標(biāo)系原點均定在工件右端面的中心。 車端面 粗，精車外圓及錐面 粗，精車橢圓 切槽 第二步：調(diào)頭裝夾（用銅皮包住已加工的部位）。 毛坯 B 的加工工藝分析如下： 第一步：夾持左端，伸出長度 40mm，再加工右端。（用銅皮包住已加工的部位并用后置頂針頂住工件） ①車端面 ②粗，精車外圓 工件 B 加工工藝卡片見表 36，相關(guān)加工程序見表 42。 端 面 車 刀 350 60 手動 2 粗車外圓 T0202 93176。外圓車刀 900 90 自動 4 粗車橢圓 T0202 93176。外圓車刀 900 90 自動 6 切槽 T0404 槽刀寬為 5mm 280 28 自動 7 粗車外圓 T0202 93176。外圓車刀 900 90 自動 9 中心鉆 T0505 直徑 3mm 1000 25 自動 10 鉆頭 T0606 直徑 18mm 450 80 自動 11 鏜刀 T0707 900 90 自動 12 內(nèi)切槽刀 T0808 槽刀寬為 4mm 280 26 自動 13 內(nèi)螺紋刀 T0909 刀尖角 60176。 端 面 車 刀 350 60 手動 2 粗車外圓 T0202 93176。外圓車刀 900 90 自動 4 切槽 T0404 槽刀寬為 5mm 280 28 自動 5 車外螺紋 T0505 刀尖角 60176。外圓車刀 750 100 2 自動 7 精車外圓 T0303 93176。 （ 1））））經(jīng)過半年 的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持想要完成這個設(shè)計是難以想象的。此次畢業(yè)設(shè)計才會順