2567 定位座的加工工藝制定及輔具的設(shè)計

2567 定位座的加工工藝制定及輔具的設(shè)計,定位,加工,工藝,制定,制訂,設(shè)計 關(guān)于機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的要求這門課是一個教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是學(xué)生對所學(xué)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》理論課知識的一次實(shí)際應(yīng)用，鍛煉學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。課程的考核形式和內(nèi)容在錄制的課件和教學(xué)大綱中已經(jīng)有明確的要求。由于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特殊性，教師和學(xué)生無法實(shí)現(xiàn)面對面的交流。學(xué)生可以自己的實(shí)際情況，任選大綱中的一個題目進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計過程中要結(jié)合課件和教學(xué)參考書及理論課教參。成績考核要求：1． 繪制 1 張 0 號圖紙的裝配圖2． 繪制 1 張 3 號的齒輪零件圖3． 繪制 1 張 3 號的軸零件圖4． 設(shè)計說明書 1 本（30 頁左右）以上內(nèi)容可以手寫，也可以計算機(jī)繪制和編寫，具體事例在參考書中均有。提交方式：以紙質(zhì)材料的形式提交（因?yàn)殡娮游募陌姹具^多，有的同學(xué)提交后，教師無法打開，且不易檢查） 。具體的提交方式可以與東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院教學(xué)辦的老師聯(lián)系確定。這類課程的無法以考試的形式進(jìn)行。產(chǎn)品型號 零件圖號湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 頁 第 頁材料牌號 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 備注工 時工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 準(zhǔn)終 單件設(shè)計（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會簽（日期） 校對（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）論文題目： 定位座的加工工藝制定及輔具的設(shè)計 所屬系部： 自動化工程系指導(dǎo)老師： 職 稱： 學(xué)生姓名： 班級、學(xué)號: 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)院制年 月 日學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目： 任務(wù)與要求：時間： 年 月 日 至 年 月 日 共 周所屬系部： 自動化工程系學(xué)生姓名： 學(xué) 號：專業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)指導(dǎo)單位或教研室： 機(jī)電一體化技術(shù)教研室指導(dǎo)教師： 職 稱： 學(xué)院制年 月 日畢業(yè)設(shè)計( 論文)進(jìn)度計劃表日 期 工 作 內(nèi) 容 執(zhí) 行 情 況 指導(dǎo)教師簽 字教師對進(jìn)度計劃實(shí)施情況總評簽名 年 月 日 本表作評定學(xué)生平時成績的依據(jù)之一。學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）審 查 意 見 書指導(dǎo)教師對學(xué)生 所完成的題目為 的畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)行情況、完成質(zhì)量的審查意見： 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）評 閱 意 見 書評閱人對學(xué)生 所完成的題目為 的畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱意見為： 成績： 評閱人： 年 月 日學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）答 辯 結(jié) 果畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生 所完成的題目為 的畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語為： 經(jīng)答辯委員會研究，確定成績?yōu)椋? 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會主任： 答辯委員會委員： 年 月 日摘 要隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)樾?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。而對于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，該生的畢業(yè)設(shè)計（論文）經(jīng)匯總前面的各項(xiàng)成績，最終成績?yōu)椋? 加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。高效率、高精度加工是數(shù)控機(jī)床加工最主要特點(diǎn)之一。利用數(shù)控機(jī)床加工，其產(chǎn)品加工的質(zhì)量一致性好，加工精度和效率均比普通機(jī)床高出很多，尤其在輪廓不規(guī)則、復(fù)雜的曲線或曲面、多工藝復(fù)合化加工和高精度要求的產(chǎn)品加工時，其優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)機(jī)床所無法比擬的。本課題對異性體、復(fù)雜的曲線、多工藝復(fù)合化加工進(jìn)行探索，設(shè)計出三種切實(shí)可行的工藝流程及工藝裝備。在產(chǎn)品的加工過程中，工件在夾具內(nèi)的定位和夾緊顯得特別重要。須根據(jù)六點(diǎn)定位對產(chǎn)品進(jìn)行合理的定位，欠定位、完全定位還是過定位都須根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)過程決定。夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過程的一種裝夾設(shè)備。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設(shè)計在制造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和制造成本。本文通過分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工要求，制定了一套較合理的夾具設(shè)計，從而為保證該零件的加工精度將提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝裝備，具有一定的實(shí)用價值。通過對各種定位夾緊裝置的分析比較，選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的，又比較簡潔的裝置，并對各工步進(jìn)行數(shù)控編程。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工，工藝流程，工藝裝備，夾具設(shè)計,加工方案,進(jìn)給路線目 錄1 緒論 ..............................................................................12 零件分析 ..........................................................................22.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .............................................................22.2.1 零件圖紙的工藝分析 ..................................................22.2.2 加工內(nèi)容以及相關(guān)要求 ................................................32.2.3 加工要點(diǎn)分析 .........................................................32.2.4 零件圖紙上的尺寸標(biāo)注 ................................................32.2.5 分析變形情況 .........................................................32.2.6 零件的精度要求 ......................................................43 毛坯的選擇 ........................................................................43.1 分析毛坯的加工余量 ........................................................43.2 零件毛坯形狀及余量的確定 .................................................44 機(jī)床的選擇 ........................................................................45 零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 ..........................................................55.1 工件的裝夾 .................................................................55.2 零件粗基準(zhǔn)的選擇 ..........................................................55.3 零件精基準(zhǔn)的選擇 ..........................................................66 選擇并確 定工藝裝備 ..............................................................66.1 刀具尺寸的選擇 .............................................................66.2 刀具材料的選擇 .............................................................76.2.1 刀具材料性能 .........................................................76.2.2 各種刀具材料 .........................................................76.3 量具的使用表 ...............................................................86.4 切削用量的確定 .............................................................86.4.1 主軸轉(zhuǎn)速的確定 ......................................................96.4.2 進(jìn)給速度的確定 .....................................................106.4.3 背吃刀量的確定 .....................................................117 切削液的選擇 ....................................................................128 工藝方案的制訂 ..................................................................128.1 加工方案的制訂 ............................................................128.2 刀具卡片的制訂 ............................................................138.3 工藝過程卡 ................................................................148.4 工序卡 .....................................................................1611 精 度檢驗(yàn) ........................................................................40總結(jié) ...............................................................................41致謝 ...............................................................................42參考文獻(xiàn) ..........................................................................43附錄 ...............................................................................4411 緒 論隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈,產(chǎn)品更新速度越來越快,復(fù)雜形狀的零件越來越多,精度要求越來越高,多品種、小批量生產(chǎn)的比重明顯增加,激烈的市場競爭使產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短,傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難以適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高速高質(zhì)量加工要求?？茖W(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本提出了越來越高的要求。機(jī)械加工工藝過程自動化是實(shí)現(xiàn)上述要求的重要技術(shù)措施之一。他不僅能夠提高品質(zhì)質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，還能改善工人的勞動條件，但是采用這種自動和高效率的設(shè)備需要很大的初期投資，以及較長的生產(chǎn)周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件下，才會有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。隨著消費(fèi)向個性化發(fā)展，單件小批量多品種產(chǎn)品占到 70%--80%，這類產(chǎn)品的零件一般采用通用機(jī)床來加工。而通用機(jī)床的自動化程度不高，基本上由人工操作，難于進(jìn)一步提高生產(chǎn)率和保證質(zhì)量。特別是由曲線、曲面組成的復(fù)雜零件，只能借助靠模和仿行機(jī)床或者借助畫線和樣板用手工操作的方法來完成，其加工精度和生產(chǎn)率受到極大影響。為了解決上述問題，滿足多品種、小批量，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜精度要求高的零件的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的，能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的“柔性”自動化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床才得已產(chǎn)生和發(fā)展。數(shù)控技術(shù)是數(shù)字控制（Numerical Control）技術(shù)的簡稱。它采用數(shù)字化信號對被控制設(shè)備進(jìn)行控制，使其產(chǎn)生各種規(guī)定的運(yùn)動和動作。利用數(shù)控技術(shù)可以把生產(chǎn)過程用某中語言編寫的程序來描述，將程序以數(shù)字形式送入計算機(jī)或?qū)Ｓ玫臄?shù)字計算裝置進(jìn)行處理輸出，并控制生產(chǎn)過程中相應(yīng)的執(zhí)行程序，從而使生產(chǎn)過程能在無人干預(yù)的情況下自動進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System） 。根據(jù)被控對象的不同，存在多種數(shù)控系統(tǒng)，其中產(chǎn)生最早應(yīng)用最廣泛的是機(jī)械加工行業(yè)中的各種機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。所謂機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是以加工機(jī)床為控制對象的數(shù)字控制系統(tǒng)。安裝有數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。它是數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床本體的結(jié)合體。數(shù)控車床是數(shù)控系統(tǒng)與車床本體的結(jié)合體；數(shù)控車床是數(shù)控系統(tǒng)與車床本體的結(jié)合體。除此之2外還有數(shù)控線切割機(jī)床和數(shù)控加工中心等。數(shù)控機(jī)床是具有高附加值的技術(shù)密集型產(chǎn)品，是集機(jī)械、計算機(jī)、微電子、現(xiàn)代控制及精密測量等多種現(xiàn)代技術(shù)為一體的高度機(jī)電一體化設(shè)備。數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生使傳統(tǒng)的機(jī)械加工發(fā)生了巨大的變化，這不僅表現(xiàn)在復(fù)雜工件的制造成為可能，更表現(xiàn)在采用了數(shù)控技術(shù)后使生產(chǎn)加工過程真正實(shí)現(xiàn)了自動化。高效率、高精度加工是數(shù)控機(jī)床加工最主要特點(diǎn)之一。數(shù)控加工取代傳統(tǒng)加工占據(jù)生產(chǎn)制造的主導(dǎo)地位已成為一種趨勢，但由于歷史的原因，傳統(tǒng)的加工設(shè)備與先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床并存，是目前乃至今后很長一段時期內(nèi)大多數(shù)制造企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀。如何從工藝的角度根據(jù)各企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀、產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、零件結(jié)構(gòu)形式與加工精度要求等方面來合理地進(jìn)行產(chǎn)品工藝方案設(shè)計，充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備的加工效率，使企業(yè)設(shè)備資源與人力資源得到充分利用，需要從多個方面來探討。其中數(shù)控編程系統(tǒng)正向集成化，網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。本課題來源于生產(chǎn)，是對所學(xué)知識的應(yīng)用，它包括了所學(xué)的全部知識，在數(shù)控專業(yè)上具有代表性，而且提高了綜合運(yùn)用各方面知識的能力。程序的編制到程序的調(diào)試，零件的加工運(yùn)用到了所學(xué)的 AutoCAD、 CAXA 制造工程師軟件、機(jī)床操作、子程序、刀具的選擇、零件的工藝分析、數(shù)學(xué)處理、工藝路線等一系列的內(nèi)容。這將所學(xué)到的理論知識充分運(yùn)用到了實(shí)際加工中，切實(shí)做到了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。 32 零 件分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。軸的長徑比小于 5 的稱為短軸，大于 20 的稱為細(xì)長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，主要要求如下：1. 尺寸精度比一般的零件的尺寸精度要求高。軸類零件中支承軸頸的精度要求最高，為 IT5～I(xiàn)T7；配合軸頸的尺寸精度要求可以低一些，為 IT6～I(xiàn)T9。2. 形狀精度高。3. 位置精度高，其一般軸的徑向跳動為 0.01～0.03，高精度的軸為0.001～0.005。4. 表面粗糙度比一般的零件高，支承軸頸和重要表面的表面粗糙度 Ra 常為0.1～0.8um，配合軸頸和次要表面的表面粗糙度 Ra 為 0.8～3.2um。軸類零件一般常用的材料有 45 鋼、40Cr 合金鋼、軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 65Mn，還有 20CrMoTi、20Mn2B、20Cr 等。軸類零件最常用的毛坯是棒料和鍛件，只有一些大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸，在質(zhì)量允許時才采用鑄件。由于毛坯經(jīng)過鍛造后，能使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，可獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度。所以除了光軸、直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋料棒料或冷拉棒料外，一般比較重要的軸大都采用鍛件。另外軸類零件的毛坯還需要經(jīng)過熱處理。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：1. 節(jié)約材料，減輕重量盡量采用等強(qiáng)度的外形尺寸，或大的截面系數(shù)的截面形狀。2. 易于軸上零件的精確定位，穩(wěn)固裝配拆卸和調(diào)整。3. 采用各種減少應(yīng)力應(yīng)用和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施。4. 便于加工制造和保證精度。軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一4零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中，須注意以下幾點(diǎn)：1.零件圖工藝分析中，需理解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度、材質(zhì)、熱處理等技術(shù)要求，且要研究產(chǎn)品裝配圖，部件裝配圖及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。2.滲碳件加工工藝路線一般為：下料→鍛造→正火→粗加工→半精加工→滲碳→去碳加工（對不需提高硬度部分）→淬火→車螺紋、鉆孔或車槽→粗磨→低溫時效→半精磨→低溫時效→精磨。3.粗基準(zhǔn)選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。4.精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。2.2.1 零件圖紙的工藝分析在了解零件形狀和結(jié)構(gòu)之后，應(yīng)檢查零件視圖是否正確、足夠，表達(dá)是否直觀、清楚，繪制是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差以及技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)是否齊全、合理等。本次設(shè)計的工件為軸數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂，零件的圖紙包括：一張零件圖。其中零件圖中的圖形都是采用主視圖的畫法，這樣就已經(jīng)能夠表達(dá)清楚零件的各部分尺寸。圖紙當(dāng)中有對臺階回轉(zhuǎn)件數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂各部分表面粗糙度的要求大部分為 3.2μm。零件的精度要求需要從尺寸公差、表面粗糙度等方面綜合分析。5圖 2-1 零件圖6圖 2-2 零件的三維模型2.2.2 加工內(nèi)容以及相關(guān)要求該軸類零件由圓柱、 、螺紋和槽等表面組成。零件材料為 45 號鋼，無熱處理要求，該零件進(jìn)行精加工通過上述分析，可以采用下面的工藝措施： 選用具有直線、圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控車床加工，機(jī)床名稱：CJK6032A 數(shù)控機(jī)床,如下圖所示。如圖 2-1 所示，根據(jù)圖樣零件的數(shù)據(jù)顯示選擇毛坯為：直徑 120MMX90MM 的棒料。此零件外型規(guī)則，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值及凹凸配合等要求較高。零件結(jié)構(gòu)較為適中，包含了外輪廓，切槽，且大部分的尺寸均達(dá)到 IT8--IT7 級精度。工件選用三爪自定心卡盤裝夾，由于該零件形狀所以把零件分為兩步驟完成：先車基準(zhǔn)（零件左端面）→車零件最大外圓 ? 110→車 ? 760 外輪廓→鉆鉸孔 ?17→車臺階孔 ?45→車退刀槽 ?46.5X2→?45 然后調(diào)頭裝夾車 70 臺階孔→車退刀槽 ?31.5X2→鉆孔 2XM5 以及 4XM6→銑槽 2 條 10.5 寬的槽。（1） 技術(shù)要求 軸類零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級通常為 IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動；保證配合軸頸對于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。（2）毛坯選擇 軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動機(jī)曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為 120mm，材料 45#鋼，在鋸床上按90mm 長度下料。（3）定位基準(zhǔn)選擇 軸類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計基準(zhǔn)一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準(zhǔn)。當(dāng)不能采用中心孔時或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準(zhǔn)，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。數(shù)控車削時，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準(zhǔn)確性，或?yàn)榱硕嗣嬗嗔烤鶆?，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階兒面作為軸向定位基準(zhǔn)。（4）軸類零件的預(yù)備加工 車削之前常需要根據(jù)情況安排預(yù)備加工，內(nèi)容通常有:直--毛坯出廠時或在運(yùn)輸、保管過程中，或熱處理時常會發(fā)生彎曲變形。過量彎曲變形會造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車削前需增加校直工序。切斷---用棒料切得所需長度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進(jìn)行，也可以在普通車床切斷或在沖床上用沖模沖切。車端面和鉆中心孔—對數(shù)控車削而言，通常將他們作為預(yù)備加工工序安排。8（5） 熱處理工序 毛坯在粗車前應(yīng)根據(jù)材質(zhì)和技術(shù)要求安排正火火退火處理，以消除應(yīng)力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處理，以提高零件的綜合機(jī)械性能；對于硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。相對運(yùn)動的表面需在精加工前或后進(jìn)行表面淬火處理或進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高其耐磨性。（6） 加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：①刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。②以加工部位分序法 對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。③以粗、精加工分序法 對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來確定，但一定力求合理。（7）工時在加,加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行：①上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。②先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。③以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。④在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。在數(shù)控車床上粗車、半精車分別用一個加工程序控制。工件調(diào)頭裝夾由程序中的 M00 或 M01 指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動”繼續(xù)加工。（8）走刀路線和對刀點(diǎn)選擇 走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動到切削起始點(diǎn)、刀具切入、切出并返回切削起始點(diǎn)或?qū)Φ饵c(diǎn)等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，所以確定走刀9路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理確定對刀點(diǎn),對刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，但注意對刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過的部位，有時在第一道工序后對刀點(diǎn)被加工毀壞，會導(dǎo)致第二道工序和之后的對刀點(diǎn)無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r注意要在與定位基準(zhǔn)有相對固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個相對對刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對位置關(guān)系找回原對刀點(diǎn)。這個相對對對刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺或夾具上。相關(guān)參數(shù)如下：101. 零件螺紋外徑、圓錐、倒角角、外圓和臺階可一次加工，加工是要注意保證加工不干涉。2. 為便于裝夾，坯件左端預(yù)車出加持部分，右端也應(yīng)先車出并鉆好中心孔，毛坯用料為直徑 120mm 棒料。3.該零件在加工中只需要一次裝夾加工，從圖紙上進(jìn)行尺寸標(biāo)注分析：工件坐標(biāo)系的工件原點(diǎn)應(yīng)選擇定在零件裝夾后的右端面圓心處 O（0，0）點(diǎn)。2.2.3 工藝分析零件結(jié)構(gòu)工藝性好還是差對其工藝過程的影響非常大，不同結(jié)構(gòu)的零件盡管都能滿足使用性能要求，但它們的加工方法和制造成本卻可能有很大的差別。良好的結(jié)構(gòu)工藝性就是指在滿足使用性能的前提下，能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本而方便地加工出來。零件結(jié)構(gòu)工藝性審查是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的工作，要憑借豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識。審查時，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)向設(shè)計部門提出修改意見加以改進(jìn)。11首先我們應(yīng)當(dāng)清楚工藝安排應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰，所用術(shù)語、符號、計量單位和編號都要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。由于該零件有內(nèi)孔、內(nèi)螺紋、鉆孔、切槽、外螺紋、外表面需要加工，且各表面之間有較高的尺寸精度和長度的要求，考慮到數(shù)控機(jī)床具有在一次安裝下加工出多個表面的特點(diǎn)，因此該零件加工適宜采用工序集中的方式，這樣就使每道工序加工內(nèi)容很多，工藝路線變短。選用工序集中的方式加工不僅能夠保證加工精度、充分利用了現(xiàn)有設(shè)備，而且也減少了工件裝夾次數(shù)，利于保證表面間的位置精度，縮短了生產(chǎn)加工時間，大大提高了勞動生產(chǎn)率。在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因?yàn)樵谧詣泳幊虝r要對零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時要計算出每個節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，無論哪一點(diǎn)不明確或不確定，編程都無法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計人員在設(shè)計過程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時，一定要仔細(xì)核算，發(fā)現(xiàn)問題及時與設(shè)計人員聯(lián)系。零件的外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型及尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長度。零件的形狀盡可能對稱，便于利用數(shù)控機(jī)床的鏡向加工功能來編程，以節(jié)省編程時間。零件的技術(shù)要求包括下列幾個方面：（1）加工表面的尺寸精度（2）主要加工表面的形狀精度（3）主要加工表面之間的相互位置精度（4）加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求（5）熱處理要求（6）其他要求（如動平衡、未注圓角或倒角、去毛刺、毛坯要求等）要注意分析這些要求在保證使用性能的前提下是否經(jīng)濟(jì)合理，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能否實(shí)現(xiàn)。特別要分析主要表面的技術(shù)要求，因主要表面的加工確定了零件工藝過程的大致輪廓。該零件在加工時要保證它的各項(xiàng)精度指標(biāo)，如：各項(xiàng)尺寸精度、表面粗糙度等。2.2.4 刀具的選擇和切削參數(shù)12車削用量的選擇原則是：（1）粗車時，首先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量 ap，其次選擇一個較大的進(jìn)給量 f,最后確定一個合適的切削進(jìn)度 v 。增大背吃刀量 ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量 f 有利于斷屑，因此根據(jù)以上原則選擇粗車切削用量對于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是有利的。（2）精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且均勻，因此選擇較?。ǖ惶。┑谋吵缘读?ap和進(jìn)給量 f ，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度 v。（3）零件的加工高度 H≤（1/4-1/6）R D，以保證刀具有足夠的剛度。切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能，相關(guān)的手冊并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用模擬方法確定。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。刀具選擇的結(jié)果如下：13表 3-2 刀具的切削參數(shù)2.2.5 分析變形情況由于該零件為普通軸類零件，在加工過程中用三角卡盤不容易變形，所以應(yīng)采用合理的加工方式。在加工的過程中選用合理的切削參數(shù)、刀具、夾具等。2.2.6 零件的精度要求該零件最高精度等級為 IT10 級，外輪廓四周、型腔以及上表面的粗糙度為Ra 6.3μm，其它表面粗糙度均為 Ra12.5μm，比較容易加工。3 毛 坯 的選擇所謂毛坯的加工余量，就是指使加工表面達(dá)到所需的精度和表面的質(zhì)量而應(yīng)切除的多余金屬層的厚度。零件在進(jìn)行數(shù)控車削加工時，由于加工過程的自動化，使用余量的大小，如何安裝、裝夾等問題在選用毛坯時就要仔細(xì)考慮好，否則，如果毛坯不適合數(shù)控車削加工，加工時將很難進(jìn)行下去，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，列舉以下幾點(diǎn)：加工步驟 刀具切削參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速刀具規(guī)格序號 加工內(nèi)容類型 材料n/r.min1?進(jìn)給速度v /mm.minf1 粗加工外輪廓 （T01）93°外圓偏刀 700 2002 精加工外輪廓 （T02）93°外圓偏刀 630 1603 切螺紋退刀槽 （T03）切槽刀 500 805 內(nèi)孔車刀 （T05）內(nèi)圓偏刀 500 2006 麻花鉆 （T06）莫氏 3#硬質(zhì)合金500 300143.1 分析毛坯的加工余量該圖的毛坯采用 45 鋼，因?yàn)槲铱紤]到我們學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備和自身的經(jīng)濟(jì)條件等問題，所以采用棒料，毛坯尺寸毛坯的外形尺寸為 φ50×102 進(jìn)行加工，要采用數(shù)控加工，其加工面都要具有充分的加工余量。3.2 分析毛坯的裝夾主要考慮毛坯在加工時定位和夾緊的可靠性與方便性，以便在一次安裝中完成所以的加工表面。4 機(jī) 床的選擇根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、形狀、精度以及加工的難易程度等條件來選擇數(shù)控設(shè)備的型號，由于該零件由平面、凹槽、圓弧等組成。4.1 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及形狀特點(diǎn),選擇機(jī)床的類型由于本人設(shè)計的是軸類零件，單件小批量生產(chǎn)，適合單工位連續(xù)加工，由于該件為精度要求較高、表面粗糙度要求較高、表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件，而數(shù)控車床剛性好，制造和對刀精度高，而毛坯的規(guī)格是 φ50×102,以及能方便和精確地進(jìn)行人工補(bǔ)償和自動補(bǔ)償，所以能加工尺寸精度要求較高、表面粗糙度要求較高、表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體的零件，在普通機(jī)床上不容易加工，所以需要采用數(shù)控車床加工。4.2 根據(jù)零件的外形及尺寸特點(diǎn),選擇機(jī)床的規(guī)格(1)機(jī)床加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外輪廓相適應(yīng)。(2)機(jī)床的工作精度應(yīng)與工序的精度要求相適應(yīng)。(3)機(jī)床的生產(chǎn)效率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。(4)機(jī)床的選擇應(yīng)考慮車間現(xiàn)有設(shè)備條件,盡量采用現(xiàn)有設(shè)備。本次加工的零件為回轉(zhuǎn)體,長度為 90 毫米,最大直徑為 120 毫米,零件是由圓圓柱、曲面、孔等組成的,形狀比較復(fù)雜。各精度要求較高。而數(shù)控機(jī)床最大回轉(zhuǎn)直徑 320 厘米 ,主軸轉(zhuǎn)速（rpm）：200-2000, 快速進(jìn)給速度（mm/min）：3000,最大工件距離（mm）：750,橫溜板上最大回轉(zhuǎn)直徑(mm):160 數(shù)控車床可用于加工復(fù)雜軸、盤類的零件。數(shù)控車床機(jī)床主軸采用高性能的變頻無級調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng),具有過載保護(hù)功能。數(shù)控車床步進(jìn)或交流伺服驅(qū)動,進(jìn)給傳動采用預(yù)15載荷滾珠絲桿驅(qū)動,定位精度高。數(shù)控車床采用四工位電動刀架,適合復(fù)雜形狀零件的加工。數(shù)控機(jī)床滿足所需的加工要求,學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備本工件選擇華中數(shù)控車床所以我采用了 CK6132S 臥式數(shù)控機(jī)床。4.3 根據(jù)零件的加工精度及表面質(zhì)量要求，選擇機(jī)床的精度等級選擇機(jī)床的精度等級應(yīng)根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位加工精度要求來定，數(shù)控機(jī)床精度一般可分為為普通型和精密型兩種。另外還有一些經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床配置開環(huán)伺服系統(tǒng)的則精度更低一些，每臺機(jī)床的精度檢驗(yàn)項(xiàng)目很多，但反應(yīng)數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵精度的項(xiàng)目只有幾項(xiàng)。一項(xiàng)是機(jī)床的基礎(chǔ)部件和運(yùn)動大件（如床身、立柱、工作臺、主軸箱等）的直線度、平面度、垂直度等的要求，如工作臺面的平面度，各坐標(biāo)方向移動的直線度和相互垂直度，X、Y（立式）或 X、Z（臥式）坐標(biāo)方向移動時工作臺面的平行度，X 坐標(biāo)方向移動時工作臺面 T 型槽側(cè)面的平行度等；另一項(xiàng)是對機(jī)床主軸的要求，如主軸的軸向竄動，主軸孔的徑向跳動，主軸箱移動時主軸軸線的平行度，主軸軸線與工作臺面的垂直度或平行度等。由于零件的加工精度要求較高，結(jié)合實(shí)際設(shè)備的選用，我加工的零件符合普通型數(shù)控加工機(jī)床，所以我選擇 CK6132S 來加工我所設(shè)計的零件。5 零 件定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定正確選擇定位基準(zhǔn)對保證加工表面的尺寸精度和相互位置精度，確定各表面加工順序和夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計都有很大影響。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個很重要的問題。5.1 選擇定位基準(zhǔn)（1）粗基準(zhǔn)的選擇原則選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意盡快獲得精基面。本綜合軸的加工應(yīng)遵循的原則有：（1）合理分配加工余量原則（2）保證零件相互位置要求原則（3）夾緊原則（4）不重復(fù)使用原則本次設(shè)計的臺階回轉(zhuǎn)件粗基準(zhǔn)的選擇遵循的是合理分配加工余量原則，所選的基準(zhǔn)為零件的外圓柱表面。162）精基準(zhǔn)的選擇原則選擇精基準(zhǔn)時，主要考慮保證加工精度。本綜合軸數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂的加工應(yīng)遵循的原則有：（1）基準(zhǔn)重合原則 綜合軸數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂為軸類零件即選用外表面基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合誤差。（2） 自為基準(zhǔn)原則 選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，本零件對加工表面沒有太高的尺寸精度要求，所以不必考慮此原則。（3）互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時，需要用兩個表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。（4）所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。無論是精基準(zhǔn)還是粗基準(zhǔn)的選擇，上述原則都不可能同時滿足，有時還相互矛盾的，因此，選擇根據(jù)實(shí)際情況分析，權(quán)衡利弊，保證其主要要求。本次設(shè)計的臺階回轉(zhuǎn)件數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂精基準(zhǔn)的選擇遵循的是基準(zhǔn)重合原則，臺階回轉(zhuǎn)件數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂軸類零件即選用外表面基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合誤差。由于毛坯已經(jīng)確定采用鋼棒，比較適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。鋼料的毛坯精度較高,硬度較大，外圓柱表面的毛坯余量均勻。所以，可以直接采用鋼料的外圓柱表面作為粗加工定位基準(zhǔn)。以毛坯的外圓柱表面作為粗定位基準(zhǔn)，加工出零件的精加工定為基準(zhǔn)。這樣可以確保重要表面的精加工余量，采用外圓柱表面作為粗加工定位基準(zhǔn)，達(dá)到了簡單、方便、快捷的目的。縮短了加工時間，提高了生產(chǎn)效率。5.2 確定工件的裝夾方式常用裝夾方式1．在三爪自定心卡盤上裝夾三爪自定心卡盤的三個爪是同步運(yùn)動的，能自動定心，一般不需要找正。三爪自定心卡盤裝卡工件方便、省時，自動定心好，但夾緊力較小，所以適用于裝夾外形規(guī)則的中小型工件。三爪自定心卡盤可裝成正爪或反爪兩種形式。反爪用于裝夾直徑較大的工件。用三爪自定心卡盤裝夾精加工后的表面時，被夾住的工件表面應(yīng)包一層銅皮，以免夾傷工件表面。 2.在兩頂尖之間裝夾對于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為保證每次裝夾時的裝夾17精度，可用兩頂尖裝夾。兩頂尖裝夾工件方便，不需要找正，裝夾精度高，但必須先在工件的兩端面鉆出中心孔。該裝夾方式適用與多工序加工或精加工。 3.用卡盤和頂尖裝夾用兩頂尖裝夾工件雖然精度高，但剛性差。因此，車削質(zhì)量較大工件時要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐，或利用工件的工作臺面限位。這種方法比較安全，能承受較大的軸向切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，所以應(yīng)用廣泛。4.用雙三爪自定心卡盤裝夾對于精度要求較高、變形要求小的細(xì)長軸類零件可采用雙主軸驅(qū)動式數(shù)控車床加工，機(jī)床兩主軸軸線同軸、轉(zhuǎn)動同步，零件兩端同時分別有三爪自定心卡盤裝夾并帶動旋轉(zhuǎn)，這樣可以減少切削加工時切削力矩引起的工件扭轉(zhuǎn)變形。通過對零件圖的分析,我設(shè)計的零件為了方便加工,選用三爪卡盤裝夾即可。5.4.選擇對刀方式及對刀點(diǎn)對刀點(diǎn)是用來確定刀具與工件的相對位置的關(guān)系點(diǎn),是確定共建坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系點(diǎn)。對刀就是將刀具的刀位點(diǎn)置于對刀點(diǎn)上，以便建立工件坐標(biāo)系。本零件采用手動對刀。5.4.1 正確選擇對刀方式對刀方式分為機(jī)內(nèi)對刀和機(jī)外對刀,本次因?yàn)榧庸さ氖褂玫牡毒弑容^少,所以采用機(jī)內(nèi)對刀。對刀方法1．試切對刀采用 G92 指令建立工件坐標(biāo)系對刀采用 G54～G59 零點(diǎn)偏置指令建立工件坐標(biāo)系對刀改變參考點(diǎn)位置，通過回參考點(diǎn)直接對刀多刀加工時的對刀—利用刀具長度補(bǔ)償功能對刀2．機(jī)外對刀儀對刀3．ATC 對刀4．自動對刀18其操作步驟為:a.將所用刀具裝到自動回轉(zhuǎn)刀架上并使主軸中速轉(zhuǎn)動；b.手動移動刀具沿+Z 方向靠近工件，直至刀刃輕微接觸到工件表面，即產(chǎn)生切屑；c.保持 X 坐標(biāo)不變，將刀具沿+Z 向退離工件，測量工件直徑，記下數(shù)值并輸入到刀偏表的相應(yīng)刀號的 Z 坐標(biāo)處；d.手動移動刀具沿-Z 方向靠近工件輕微接觸工件端面，然后沿-X 方向車削工件，即產(chǎn)生切屑；e.保持 Z 坐標(biāo)不變，將刀具沿+X 方向退離工件，在刀偏表中相應(yīng)刀號的 X坐標(biāo)處輸入 0；f.依次將所用刀具進(jìn)行對刀；g.對完所有刀具后在外圓刀刀號的 X 磨損處輸入 0.45.4.2 選擇合理的對刀點(diǎn)及換刀點(diǎn)正確選擇對刀點(diǎn)：對刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上,也可以設(shè)在與零件定位基準(zhǔn)有固尺寸聯(lián)系的夾具的某一位置或機(jī)床上。其選擇原則如下：對刀點(diǎn)的位置容易確定；能夠方便換刀,以便與換刀點(diǎn)重合；采用 G54-G95 建立工件坐標(biāo)系時,對刀點(diǎn)應(yīng)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合；批量加工時,為應(yīng)用調(diào)整法獲得尺寸,即一次對刀可加工一批工件,對刀點(diǎn)應(yīng)選在夾具定位元件的起始基準(zhǔn)上,并將編程原點(diǎn)與定位基準(zhǔn)重合,以便直接按定位基準(zhǔn)對刀或?qū)Φ饵c(diǎn)選在夾具中專設(shè)的對刀元件上,以方便對刀。由于選擇了 G54 來建立工件坐標(biāo)系對刀,所以刀位點(diǎn)就與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。所以對刀點(diǎn)就選在工件上。這樣對刀點(diǎn)的位置就容易確定,換刀就很容易,可以直接從對刀點(diǎn)進(jìn)給到換刀點(diǎn)?？s短了刀具的空行程,縮短了加工時間。正確選擇換刀點(diǎn)：數(shù)控程序中指定用于換刀的位置點(diǎn)。在數(shù)控車床上加工工件時,需要經(jīng)常換刀,在程序編制時,就要設(shè)置換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)的位置應(yīng)避免與工件,夾具和機(jī)床干涉。普通數(shù)控車床的換刀點(diǎn)由編程人員指定,通常將其與對刀點(diǎn)重合。由于是用 G54 建立的工件坐標(biāo)系,對刀點(diǎn)在工件上 ,換刀點(diǎn)就無法與對刀點(diǎn)重合。為了使換刀點(diǎn)不與工件,夾具和機(jī)床干涉,縮短空行程的原則我把換刀點(diǎn)設(shè)立在 X100 ，Z100 的位置上。196 制定合理的加工方案5.1 合 理 劃 分 數(shù) 控 加 工 工 序?qū)τ诙嗯_不同的數(shù)控機(jī)床、多道工序才能完成加工的零件,工序的劃分自然以機(jī)床為單位來進(jìn)行。而對于需要很少的數(shù)控機(jī)床就能加工完零件全部內(nèi)容的情況,數(shù)控加工工序的劃分一般按照下列方法進(jìn)行： ⑴以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序。⑵以一個完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容作為一道工序。⑶以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序。⑷以粗、精加工劃分工序。所以綜合考慮具體情況和經(jīng)濟(jì)性,機(jī)床設(shè)備、現(xiàn)有的工裝設(shè)備等因素,為了更好的完成加工, 我模擬了 2 個加工工序方案。方案一:以裝夾劃分需要兩道工序。工序一，第一次裝夾然后進(jìn)行粗精加工使工件達(dá)到加工精度。工序二，掉頭裝夾進(jìn)行粗精加工。方案二:以粗精加工劃分需要兩道工序。工序一，第一次裝夾然后進(jìn)行粗加工，掉頭再進(jìn)行粗加工。工序二，裝夾工件進(jìn)行精加工，再掉頭，再進(jìn)行精加工。經(jīng)過比較方案二要比方案一多裝夾 2 次，在同樣保證加工精度的情況下明顯方案一更為方便快捷提高了工作效率所以我選擇方案一做為我設(shè)計的零件的數(shù)控加工工序，以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序,以安裝的加工作為工序,我的零件共需要兩次裝夾,分別進(jìn)行粗加工、精加工。這樣兩道工序就能完成零間的加工,定位基準(zhǔn)可以得到很好的保證,不會出現(xiàn)定位誤差。每次裝夾都要對刀,這樣就只對刀兩次,保證了刀位誤差。5.2 確定各工序的工步順序、進(jìn)給路線，繪制走刀路線圖。制定零件數(shù)控車削加工工步順序一般遵循下列原則：⑴先粗后精；⑵近后遠(yuǎn)；⑶內(nèi)外交叉；⑷保證工件加工剛度原則；⑸同一把刀能加工的內(nèi)容連續(xù)加工原則。粗加工：首先加工粗加工按照外形把多余的地方去掉粗車出基本的外形以便精加工的進(jìn)行。精加工：使零件達(dá)到所要求的加工精度。206.2 刀具材料的選擇6.2.1 刀具材料性能切削用刀具材料應(yīng)具備的性能如表 6-1 所示：表 6-1 切削用刀具材料應(yīng)具備的性能材料 刀具使用時的性能 希望具備的性能 作為刀具使用時的性能高硬度 耐磨損性 化學(xué)穩(wěn)定良好 耐氧化性、耐挎散性高韌性 耐崩刃性破損性 低親和性 耐熔點(diǎn)、凝點(diǎn)、粘力性高耐熱性 耐塑性變形性 磨削成型性能良好 刀具制造的高生產(chǎn)率熱傳導(dǎo)能力良好 耐熱沖擊性耐熱裂紋性 鋒刃性良好刃口鋒利表面質(zhì)量好微小切削可能6.2.2 各種刀具材料(1)高速鋼 在 仍能保持較高的硬度，較之其他工具鋼耐磨性好且比C?60硬質(zhì)合金韌性高，但壓延性較差，熱加工困難，耐熱沖擊性較弱。不適合高速切削和硬的材料。(2)硬質(zhì)合金 具有較高的紅硬性，能在 保持較好的加工性C?108??能，允許切削速度就高速剛的 4～10 倍。復(fù)合碳化物系硬質(zhì)合金在車削金屬的切削中顯示出極好的性能。于是，硬質(zhì)合金得到了很大的普及。(3)陶瓷 加工中陶瓷刀具很容易因熱裂紋產(chǎn)生崩刃等損傷，且切削溫度易較高。陶瓷刀具因其材質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高，在耐熱合金等難加工材料的加工中有廣泛的應(yīng)用。(4)立方氮化硼 主要適用于高速加工。(5)聚晶金剛石 適用于高效地加工有色金屬和非金屬材料，能得到高精度、高光亮的加工表面，使其在高精加工領(lǐng)域中得到了普及。數(shù)控機(jī)床對刀具的要求與普通機(jī)床的切削相比，數(shù)控機(jī)床對刀具的要求更高。不僅要精度、剛度好、耐用度高而且尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。從以上刀具材料看，金剛石的硬度、耐磨性最高，遞次降低到高速鋼但材料的韌性則是高速鋼最高，金剛石最低。在數(shù)控機(jī)床中，采用最廣泛的是硬質(zhì)合金類。因?yàn)檫@類材料目21前從經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、多樣性、工藝性等各方面，綜合效果都優(yōu)于陶瓷、立方氮化硼、聚晶金剛石。但是根據(jù)零件材料和我院數(shù)控基地刀具的實(shí)際情況，我選用了高速鋼刀具加工零件。6.3 量具的使用表量具的使用表如表 6-2 所示：表 6-2 量具表名稱 規(guī)格 用途游標(biāo)卡尺 0.02mm 主要用于測量內(nèi)、外尺寸和深度等千分尺0-25mm75-100mm主要用于長度測量工具直尺 0-100mm 主要用來測量工件的長度和垂直度6.4 切削用量的確定制定切削用量，是在選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，確定背吃刀量進(jìn)給量和切削速度制定切削用量的原則，是在保證加工質(zhì)量降低成本和提高生產(chǎn)率的前提下，使 ap、F、Vc 的乘積最大。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。選擇切削用量時，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能，使切削效率最高。粗加工時應(yīng)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。精加工時應(yīng)根據(jù)加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面粗糙度要求，選取最小的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前提下盡可能選用較高的切削速度。6.4.1 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min): n=1000（Vc/πd）　 　　　　 （公式 6-2）22公式中：Vc—切削速度，　　　　　　　單位 m/min d—車刀直徑，單位 mm 由于每把刀計算方式相同，現(xiàn)選取粗、精車平面 Ф20的立車刀為例說明其計算過程。 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。如表 6-3 所示:表 6-3 切削速度切削速度 /(m/min)cv工件材料 硬度/HBS高速鋼車刀 硬質(zhì)合金車刀<225 18~42 66~150225~325 12~36 54~120鋼325~425 6~21 36~75<190 21~36 66~150190~260 9~18 45~90鑄鐵160~320 4.5~10 21~30鋁 70~120 100~200 200~400從理論上講，切削速度 Vc 的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，綜合考慮：取粗車時 =20m/min 精車時 =25m/mincv cv代入 6-2 式中： = （1000 ×20）/（3.14×20） = （1000×25）粗n 精n/（3.14×20）=318.4r/min 　　　　=398r/min6.4.2 進(jìn)給速度的確定 在保證機(jī)床、刀具不超出工件精度充許的數(shù)值，表面粗糙度值不太大的前提下，盡量選擇大的進(jìn)給量，粗加工時限制進(jìn)給量的主要是切削力，半精加工和精加工時，限制進(jìn)給量的主要是表面粗糙度。23切削進(jìn)給量 F 是切削時單位時間內(nèi)工件與車刀沿進(jìn)方向的相對位移，單位為mm/min。它與車刀轉(zhuǎn)速 n、車刀齒數(shù) z 及每齒進(jìn)給量 fz（mm/z）的關(guān)系為:F=fz·Z·N 　　　　　 　　　　　?。ü?6-3）公示中：z—車刀齒數(shù) 單位：（mm/min）fz—車刀每齒工作臺移動距離，即每齒進(jìn)給量（mm/z） 每齒進(jìn)給量 fz 的選取主要取決與工具材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工具材料的強(qiáng)度和硬度越高，fz 越小，反之越大。硬質(zhì)合金車刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼車刀。車刀每齒進(jìn)給量如表 6-4 所示：表 6-4 車刀每齒進(jìn)給量 Zf每齒進(jìn)給量 /（mm/z）粗車 精車工件材料高速鋼車刀 硬質(zhì)合金車刀 高速鋼車刀 硬質(zhì)合金車刀鋼 0.10~0.15 0.10~0.25鑄鐵 0.12~0.20 0.15~0.300.02~0.05 0.10~0.15鋁 0.06~0.20 0.10~0.25 0.05~0.10 0.02~0.05綜合選?。捍周?=0.08 mm/zZf精車 =0.05mm/z車刀齒數(shù) z=3上面計算出： =318.4r/min =398 r/min粗n精n將它們代入式子 6-3 計算。粗車時：F=0.08×3×318 精車時：F=0.05×3×398=76mm/min =60mm/min切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。6.4.3 背吃刀量的確定24主要根據(jù)機(jī)床刀具和工件的剛度允許的情況下。粗加工（Ra10～80um）時，一次進(jìn)給盡可能切削全部余量。在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá) 8～10 mm。半精加工（Ra1.25～10um）時，背吃刀量取為 0.5～2mm。精加工（Ra0.32～1.25um）時，背吃刀量取為 0.1～0.4mm。最好一次切凈余量，以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)零件材料和我院刀具性能考慮，粗加工時：ap=2mm；精加工時：ap=0.5mm；從這當(dāng)中選擇最為合適，即提高了生