畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）淺談加工中心對(duì)軸套類零件的加工

1、畢 業(yè) 論 文正 文 第1頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品的更新速 度越來越快，數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，在機(jī)械及相關(guān)行業(yè) 領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，機(jī)械制造的競爭，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。 本文主要介紹了數(shù)控加工中心對(duì)軸套類零件的加工，軸套類零件常用的 表達(dá)方法、數(shù)控加工中心的刀庫組成、軸套類零件的加工刀具的選擇、 選擇合理的走刀路線、加工中心上加工的軸套類零件實(shí)例、完成該零件 的工藝規(guī)程和主要工序的工裝設(shè)計(jì)，并繪制零件圖。 關(guān) 鍵 詞：數(shù)控技術(shù)；加工中心；軸套類零件 畢 業(yè) 論 文正 文 第1頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 目 錄 緒論

2、緒論 1 一一、數(shù)控加工中心數(shù)控加工中心 1 （一）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展緒論1 （二）數(shù)控加工中心的組成4 （三）數(shù)控加工中心的分類5 （四）數(shù)控加工中心的加工特點(diǎn)5 二二、數(shù)控加工中心操作數(shù)控加工中心操作 7 （一）數(shù)控加工中心的操作7 （二）數(shù)控加工中心的刀庫組成8 （三）數(shù)控加工中心編程方法8 三三、軸套類零件的加工軸套類零件的加工 9 （一）軸套類零件常用的表達(dá)方法9 （二）軸套類零件的加工刀具的選 擇10 四、加工中心上加工的軸套類零件實(shí)例四、加工中心上加工的軸套類零件實(shí)例 12 結(jié)論結(jié)論 14 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 15 致謝致謝 16 畢 業(yè) 論 文正 文 第1頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制

3、淺談加工中心對(duì)軸套類零件的加工 緒 論 隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著市場需求個(gè)性化與多 樣化，未來先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、 虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化的方向發(fā)展。數(shù)控技術(shù)是制 造業(yè)實(shí)現(xiàn)這些先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，而數(shù)控技術(shù)水平高低和數(shù)控設(shè)備擁 有量是體現(xiàn)國家綜合國力水平、衡量國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。 而加工中心及其它的工作原理和其編程內(nèi)容和步驟，再對(duì)加工零件的工 藝進(jìn)行分析和概寫，再對(duì)其加工方案進(jìn)行選定，選定加工中心確定裝夾 方案、加工順序、加工刀具、刀具的切削量及擬定其工序卡，根據(jù)工序 進(jìn)行編程。通過工藝設(shè)計(jì)和加工，其零件能夠正常加工，我

4、們必須在加 工時(shí)認(rèn)真分析其加工方法，對(duì)其裝夾和加工方案能夠正確選擇和選用使 零件在加工中心中能正確順利的進(jìn)行操作和完成。 一、數(shù)控加工中心 （一）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 自從 1952 年第一臺(tái)數(shù)控銑床在美國誕生以來，隨著電子技術(shù)、計(jì) 算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制和精密測量技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床得到迅速的發(fā)展 和更新?lián)Q代。 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展先后經(jīng)歷了電子管（1952 年）、晶體管（1959 年） 、小規(guī)模集成電路（1956 年）、大規(guī)模集成電路及小型計(jì)算機(jī)（1970 年）和微處理或計(jì)算機(jī)（1974 年）等五代數(shù)控系統(tǒng)。前三代數(shù)控系統(tǒng) 采用專用電子線路實(shí)現(xiàn)硬件式數(shù)控，一般成為普通數(shù)控系統(tǒng)，簡稱 nc。第四代和五代系統(tǒng)

5、是采用微處理器及大規(guī)模集成電路組成的軟件式 數(shù)控系統(tǒng)，稱為現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，簡稱 cnc(第四代)和 mnc（第五代）。 畢 業(yè) 論 文正 文 第2頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的控制功能大部分由軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，因而使硬件得 到進(jìn)一步簡化，系統(tǒng)可靠性提高，功能更加靈活和完善。目前現(xiàn)代數(shù)控 系統(tǒng)幾乎完全取代了以往的普通數(shù)控系統(tǒng)。 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，用通用微機(jī)技術(shù)開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)可以得到強(qiáng)的 力的硬件和軟件支持，這些軟件和硬件是開放式的，此時(shí)的通用微機(jī)除 了具備本身的功能外，還具有全功能數(shù)控系統(tǒng)的全部功能，這是一條發(fā) 展數(shù)控技術(shù)的途徑。當(dāng)前全功能數(shù)控系控的特點(diǎn)有： （1）選用高速微處理器

6、微處理器是現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，擔(dān)負(fù)著運(yùn)算、存儲(chǔ)和控制等 多重任務(wù)，其位數(shù)和運(yùn)行速度直接關(guān)系到加工效率和加工精度。高速 32 位微處理器的采用，使得數(shù)控系統(tǒng)的輸入譯碼、計(jì)算和輸出等環(huán)境 都在高速下進(jìn)行，同時(shí)提高了多軸聯(lián)動(dòng)，進(jìn)給速度和分辨率等指標(biāo)。 （2）配置高速，功能強(qiáng)的可編程控制器 數(shù)控系統(tǒng)除了對(duì)位置進(jìn)行信息控制外，還要對(duì) i/o 狀態(tài)量進(jìn)行控制。 數(shù)控系統(tǒng)中高速和強(qiáng)功能的可編程控制器能滿足數(shù)控機(jī)床這方面的要求。 同時(shí)，plc 輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和 plc 容量的增加可滿足直接數(shù)字控制系統(tǒng) （dnc）和柔性制造單元（fmc）的控制要求。 （3）crt 圖形顯示、人機(jī)對(duì)話功能及自診斷功能 大多數(shù)

7、現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采用 crt 于手能鍵盤配合，實(shí)現(xiàn)程序的輸入， 編輯、修改和刪除等功能，具有前臺(tái)操作、后臺(tái)編輯的功能及用戶宏程 序等；可以有二維圖形軌跡顯示，有的還可以實(shí)現(xiàn)三維彩色動(dòng)態(tài)圖形的 顯示。系統(tǒng)具有硬件、軟件及機(jī)床故障自診斷功能，提高了可維修性。 （4）具有多種監(jiān)控、檢測和補(bǔ)償功能 為了提高數(shù)控機(jī)床的效率及加工精度，有些數(shù)控機(jī)床配置了各種測 量裝置，如刀具磨損的檢測、機(jī)床精度及熱變形的檢測等，于之相適應(yīng)， 畢 業(yè) 論 文正 文 第3頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 數(shù)控系統(tǒng)則有刀具壽命管理、刀具參數(shù)補(bǔ)償、反向間隙及絲杠螺距誤差 補(bǔ)償、熱變形補(bǔ)償?shù)裙δ堋?（5）cnd 智能化 在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引

8、進(jìn)了自適應(yīng)控制技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)能檢測對(duì)機(jī) 床本身有影響的信息，并自動(dòng)連續(xù)調(diào)整有關(guān)數(shù)據(jù)，以達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行的最 優(yōu)化。在有的 cnc 系統(tǒng)中，有建立了切削率的數(shù)據(jù)庫及切削用量的專家 系統(tǒng)等。大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都有學(xué)習(xí)及示教功能。 （6）通信功能 一般數(shù)控系統(tǒng)都有通信功能，如采用 rs-232c 串行接口與編程機(jī)、 微機(jī)等外設(shè)通信?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)還要于其他數(shù)控系統(tǒng)或上級(jí)計(jì)算機(jī)通信， 所以除了 rs-232 接口外，還有 rs-422 的 dnc 等多種通信接口。數(shù)控系 統(tǒng)要單機(jī)的進(jìn)入柔性制造系統(tǒng)進(jìn)而形成計(jì)算機(jī)知集成制造系統(tǒng)，就要求 數(shù)控系統(tǒng)具有更高通信功能為此有的數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)了符合 iso 開發(fā)系統(tǒng) 互聯(lián)

9、七成網(wǎng)絡(luò)模型的通信規(guī)約，為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。 （7）標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的性能越來越完善，功能越來越多樣，促使數(shù)控系統(tǒng) 的硬件和軟件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化?，F(xiàn)在不同的標(biāo)準(zhǔn)化模 塊可以組成各種不同的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)。能方便的移植計(jì)算機(jī)行業(yè)或 自動(dòng)化領(lǐng)域的成果，也便于現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展及升級(jí)。 （8）開發(fā)性 基于 pc 的開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為數(shù)技術(shù)發(fā)展的重要方向，通過制 定必要的技術(shù)規(guī)范，在通用 pc 基礎(chǔ)上一方面使硬件的體系結(jié)構(gòu)和功能 模塊具有兼容性；另一方面使軟件、接口等技術(shù)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，為機(jī) 床制造廠或用戶提供一個(gè)良好的開發(fā)環(huán)境。 （9）高可靠性 畢

10、業(yè) 論 文正 文 第4頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間已達(dá)到 30000h 以上。數(shù)控系統(tǒng)與 微機(jī)和通用機(jī)積極生產(chǎn)批量大小的區(qū)別，其制造過程，包括元件篩選， 印制電路板、焊接和貼附、生產(chǎn)過程及最終產(chǎn)品的檢測和出廠前整機(jī)的 考機(jī)等措施保證了數(shù)控系統(tǒng)有很高的可靠性。 （二）數(shù)控加工中心的組成 加工中心自問世至今已有 30 多年，世界各國出現(xiàn)了各種類型的加 工中心，雖然外形結(jié)構(gòu)各界，但從總體來看主要由以下幾大部分組成。 （1）基礎(chǔ)部件 它是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由床身、立柱和工作臺(tái)等組成，它們主 要承受加工中心的靜載荷以及在加工時(shí)產(chǎn)生的切削負(fù)載，因此必須要有 足夠的剛度。這些大

11、件可以是鑄鐵件也可以是焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)件，它 們是加工中心中體積和重量最大的部件。 （2）主軸部件 由主軸箱、主軸電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟、 停和變速等動(dòng)作均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并且通過裝在主軸上的刀具參與切 削運(yùn)動(dòng)，是切削加工的功率輸出部件。 （3）數(shù)控系統(tǒng) 加工中心的數(shù)控部分由 cnc 裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)裝置以 及操作面板等組成。它是執(zhí)行順序控制動(dòng)作和完成加工過程的控制中心。 （4）自動(dòng)換刀系統(tǒng) 由刀庫、機(jī)械手等部件組成。當(dāng)需要換刀時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令， 由機(jī)械手(或通過其他方式)將刀具從刀庫內(nèi)取出裝入主軸孔中。 （5）輔助裝置 畢 業(yè) 論 文正 文 第5頁 哈爾濱

12、職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 包括渦滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓、氣動(dòng)和檢測系統(tǒng)等部分。這 些裝置雖然不直接參與切削運(yùn)動(dòng)，但對(duì)加工中心的加工效率、加工精度 和可靠性起著保障作用，因此也是加工中心中不對(duì)缺少的部分。 （三）數(shù)控加工中心的分類 加工中心常按主軸在空間所處的狀態(tài)分為立式加工中心和臥式加 工中心，加工中心的主軸在空間處于垂直狀態(tài)的稱為立式加工中心，主 軸在空間處于水平狀態(tài)的稱為臥式加工中心。 按加工中心運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)數(shù)和同時(shí)控制的坐標(biāo)數(shù)分：有三軸二聯(lián)動(dòng)、三 軸三聯(lián)動(dòng)、四軸三聯(lián)動(dòng)、五軸四聯(lián)動(dòng)、六軸五聯(lián)動(dòng)等。三軸、四軸是指 加工中心具有的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)數(shù)，聯(lián)動(dòng)是指控制系統(tǒng)可以同時(shí)控制運(yùn)動(dòng)的坐 標(biāo)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)

13、工件的位置和速度控制。 按工作臺(tái)的數(shù)量和功能分：有單工作臺(tái)加工中心、雙工作臺(tái)加工中 心，和多工作臺(tái)加工中心。 按加工精度分：有普通加工中心和高精度加工中心。普通加工中心， 分辨率為 1m，最大進(jìn)給速度 1525mmin，定位精度 lom 左右。 高精度加工中心,分辨率為 0.1m，最大進(jìn)給速度為 15100mmin， 定位精度為 2m 左右。介于 2lom 之間的，以5m 較多，可稱 精密級(jí)。 （四）數(shù)控加工中心的加工特點(diǎn) （1）機(jī)床的剛度高、抗振性好 為了滿足加工中心高自動(dòng)化、高速度、高精度、高可靠性的要求， 加工中心的靜剛度、動(dòng)剛度和機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的阻尼比都高于普通機(jī)床 (機(jī)床在靜態(tài)力作用下

14、所表現(xiàn)的剛度稱為機(jī)床的靜剛度；機(jī)床在動(dòng)態(tài)力 作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機(jī)床的動(dòng)剛度)。 畢 業(yè) 論 文正 文 第6頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 （2）機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，傳遞精度高，速度快 加工中心傳動(dòng)裝置主要有三種，即滾珠絲杠副；靜壓蝸桿-蝸母條； 預(yù)加載荷雙齒輪-齒條。它們由伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，省去齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 傳遞精度高，速度快。一般速度可達(dá) 15mmin，最高可達(dá) 100mmin； （3）主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，無齒輪箱變速系統(tǒng) 主軸功率大，調(diào)速范圍寬，并可無級(jí)調(diào)速。目前加工中心 95以 上的主軸傳動(dòng)都采用交流主軸伺服系統(tǒng)，速度可從 1020000rmin 無 級(jí)變速。驅(qū)動(dòng)主軸的伺服電機(jī)功率一

15、般都很大，是普通機(jī)床的 12 倍， 由于采用交流伺服主軸系統(tǒng)，主軸電動(dòng)機(jī)功率雖大，但輸出功率與實(shí)際 消耗的功率保持同步，不存在大馬拉小車那種浪費(fèi)電力的情況，因此其 工作效率最高，從節(jié)能角度看，加工中心又是節(jié)能型的設(shè)備。 （4）加工中心的導(dǎo)軌都采用了耐磨損材料和新結(jié)構(gòu)，能長期的保 持導(dǎo)軌的精度，在高速重切削下，保證運(yùn)動(dòng)部件不振動(dòng)，低速進(jìn)給時(shí)不 爬行及運(yùn)動(dòng)中的高靈敏度 導(dǎo)軌采用鋼導(dǎo)軌、淬火硬度hrc ，與導(dǎo)軌配合面用聚四氟乙烯貼 層。這樣處理的優(yōu)點(diǎn)：a摩擦系數(shù)??；b耐磨性好；c.減振消聲； d工藝性好。所以加工中心的精度壽命比一般的機(jī)床高。 （5）設(shè)置有刀庫和換刀機(jī)構(gòu) 這是加工中心與數(shù)控銑床和數(shù)控

16、鏜床的主要區(qū)別，使加工中心的功 能和自動(dòng)化加工的能力更強(qiáng)了。加工中心的刀庫容量少的有幾把，多的 達(dá)幾百把。這些刀具通過換刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)用和更換，也可通過控制系統(tǒng) 對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理。 （6）控制系統(tǒng)功能較全 它不但可對(duì)刀具的自動(dòng)加工進(jìn)行控制，還可對(duì)刀庫進(jìn)行控制和管理， 實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)交換。有的加工中心具有多個(gè)工作臺(tái)，工作臺(tái)可自動(dòng)交換， 畢 業(yè) 論 文正 文 第7頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 不但能對(duì)一個(gè)工件進(jìn)行自動(dòng)加工，而且可對(duì)一批工件進(jìn)行自動(dòng)加工。這 種多工作臺(tái)加工中心有的稱為柔性加工單元。隨著加工中心控制系統(tǒng)的 發(fā)展，其智能化的程度越來越高，如 fanucl6 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、在 線自動(dòng)編程

17、，通過彩色顯示器與手動(dòng)操作鍵盤的配合，還可實(shí)現(xiàn)程序的 輸入、編輯、修改、刪除，具有前臺(tái)操作、后臺(tái)編輯的前后臺(tái)功能。加 工過程中可實(shí)現(xiàn)在線檢測，檢測出的偏差可自動(dòng)修正，保證首件加工一 次成功，從而可以防止廢品的產(chǎn)生。 二、數(shù)控加工中心操作 （一）數(shù)控加工中心的操作 作為一個(gè)熟練的操作人員，必須在了解加工零件的要求、工藝路線、 機(jī)床特性后，方可操縱機(jī)床完成各項(xiàng)加工任務(wù)。因此，整理幾項(xiàng)操作要 點(diǎn)供參考： 為了簡化定位與安，夾具的每個(gè)定位面相對(duì)加工中心的加工原點(diǎn)， 都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸。為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐 標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系方向一致性，及定向安裝。能經(jīng)短時(shí)間的拆卸，改成 適合新工件

18、的夾具。由于加工中心的輔助時(shí)間已經(jīng)壓縮得很短，配套夾 具的裝卸不能占用太多時(shí)間。夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度。 夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，安裝夾具不能和工步 刀具軌跡發(fā)生干涉。保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完 成。對(duì)于有交互工作臺(tái)的加工中心，由于工作臺(tái)的移動(dòng)、上托、下托和 旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，夾具設(shè)計(jì)必須防止夾具和機(jī)床的空間干涉。盡量在一次裝 夾中完成所有的加工內(nèi)容。當(dāng)非要更換夾緊點(diǎn)時(shí)，要特別注意不能因更 換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度，必要時(shí)在工藝文件中說明。夾具底面與工作 臺(tái)的接觸，夾具的底面平面度必須保證在 0.010.02mm 以內(nèi)，表面粗 畢 業(yè) 論 文正 文

19、第8頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 糙度不大于 ra3.2um。 （二）數(shù)控加工中心的刀庫組成 在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選 刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工 序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了 解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí) 確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用 tsg 工具系統(tǒng)， 其刀柄有直柄（3 種規(guī)格）和錐柄（4 種規(guī)格）2 種，共包括 16 種不同 用途的刀柄。 （三）數(shù)控加工中心編程方法 在數(shù)控編程之前，編程員應(yīng)了解所用數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控 系統(tǒng)所具

20、備的功能及編程指令格式等。根據(jù)零件形狀尺寸及其技術(shù)要求， 分析零件的加工工藝，選定合適的機(jī)床、刀具與夾具，確定合理的零件 加工工藝路線、工步順序以及切削用量等工藝參數(shù)，這些工作與普通機(jī) 床加工零件時(shí)的編制工藝規(guī)程基本是相同的。 1. .確定加工方案 此時(shí)應(yīng)考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性及經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床 的功能。 2. .工夾具的設(shè)計(jì)和選擇 應(yīng)特別注意要迅速完成工件的定位和夾緊過程，以減少輔助時(shí)間。 使用組合夾具，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，夾具零件可以反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)效果好。 此外，所用夾具應(yīng)便于安裝，便于協(xié)調(diào)工件和機(jī)床坐標(biāo)系之間的尺寸關(guān) 系。 畢 業(yè) 論 文正 文 第9頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 3

21、. .選擇合理的走刀路線 合理地選擇走刀路線對(duì)于數(shù)控加工是很重要的。應(yīng)考慮以下幾個(gè)方 面： （1）盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程，提高生產(chǎn)效率。 （2）合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過程平穩(wěn)， 沒有沖擊。 （3）保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求。 （4）保證加工過程的安全性，避免刀具與非加工面的干涉。 （5）有利于簡化數(shù)值計(jì)算，減少程序段數(shù)目和編制程序工作量。 4. .選擇合理的刀具 根據(jù)工件材料的性能、機(jī)床的加工能力、加工工序的類型、切削用 量以及其它與加工有關(guān)的因素來選擇刀具，包括刀具的結(jié)構(gòu)類型、材料 牌號(hào)、幾何參數(shù)。 5. .確定合理的切削用量 在工藝處理中必須正確確定

22、切削用量。 三、軸套類零件的加工 （一）軸套類零件常用的表達(dá)方法 （1）主視圖的選擇 一般按加工位置將軸線水平安放來畫主視圖。通常將軸的大頭朝左， 小頭朝右；軸上鍵槽、孔可朝前或朝上，表示其形狀和位置明顯。形狀 簡單且較長的零件可采用折斷畫法；實(shí)心軸上個(gè)別部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀， 可用局部剖視兼顧表達(dá)；空心套可用剖視圖表達(dá)；軸端中心孔不作剖視， 用規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)表示。 （2）其他視圖的選擇 畢 業(yè) 論 文正 文 第10頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 由于軸套類零件的主要結(jié)構(gòu)形狀是同軸回轉(zhuǎn)體，在主視圖上注出相 應(yīng)的直徑符號(hào)“” ，即可表示清楚形體特征，故一般不必再選其他基 本視圖(結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸例外)基本視

23、圖尚未表達(dá)完整清楚的局部結(jié)構(gòu)形狀 (如鍵槽、退刀槽、孔等)，可另用斷面圖、局部視圖和局部放大圖等補(bǔ) 充表達(dá)，這樣，既清晰又便于標(biāo)注尺寸。 （二）軸套類零件的加工刀具的選擇 1.選擇數(shù)控機(jī)床加工刀具時(shí)應(yīng)考慮的問題 （1）數(shù)控刀具的類型、規(guī)格和精度等級(jí)應(yīng)能夠滿足加工要求，刀 具材料應(yīng)與工件材料相適應(yīng)。 （2）切削性能好 為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時(shí)能采用大的背吃 刀量和高進(jìn)給量，刀具應(yīng)具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。同 時(shí)，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定，以便實(shí)現(xiàn)按刀 具使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理。 （3）精度高 為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動(dòng)換刀

24、等要求，刀具必須具有較高的 精度，如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達(dá) 0.005mm。 （4）可靠性高 要保證數(shù)控加工中不會(huì)發(fā)生刀具意外損傷及潛在缺陷而影響到加工 的順利進(jìn)行，要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強(qiáng) 的適應(yīng)性。 （5）耐用度高 畢 業(yè) 論 文正 文 第11頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 數(shù)控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應(yīng)具有比普通機(jī)床 加工所用刀具更高的耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對(duì)刀的次數(shù)， 從而提高數(shù)控機(jī)床的加工效率和保證加工質(zhì)量。 （6）斷屑及排屑性能好 數(shù)控加工中，斷屑和排屑不像普通機(jī)床加工那樣能及時(shí)由人工處理， 切屑易纏繞在刀具和工件上，會(huì)損

25、壞刀具和劃傷工件已加工表面，甚至 會(huì)發(fā)生傷人和設(shè)備事故，影響加工質(zhì)量和機(jī)床的安全運(yùn)行，所以要求刀 具具有較好的斷屑和排屑性能。 2.刀具的選擇方法 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加 工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及范 圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相 比，對(duì)數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強(qiáng)度大、剛性 好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。這就要求刀具的結(jié) 構(gòu)合理、幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條 件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機(jī) 床選用刀

26、具的剛性。應(yīng)考慮以下方面： （1）根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具 如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的 可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。 （2）根據(jù)零件的加工階段選擇刀具 即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具， 半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)選擇 耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加 工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗 畢 業(yè) 論 文正 文 第12頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 加工時(shí)選用精加工淘汰下來的刀具，因?yàn)榫庸ぬ蕴牡毒吣p情況大 多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會(huì)影

27、響精加工的加工質(zhì)量， 但對(duì)粗加工的影響較小。 （3）根據(jù)加工區(qū)域的特點(diǎn)選擇刀具和幾何參數(shù) 在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削 薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有足夠的向心角，以減少刀具和 切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時(shí)應(yīng)選擇前角稍大一些 的立銑刀，齒數(shù)也不要超過 4 齒。選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加 工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用 立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選 高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的 玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀

28、、 環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀 具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般很小， 故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在表面加工質(zhì)量上還 是在加工效率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀，因此，在確保零件加工不過切的 前提下，粗加工和半精加工曲面時(shí)，盡量選擇端銑刀。另外，刀具的耐 用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下， 選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率 的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。 在加工中心上，所有刀具全都預(yù)先裝在刀庫里，通過數(shù)控程序的選 刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動(dòng)作。必須選用適合機(jī)

29、床刀具系統(tǒng)規(guī)格的 相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便數(shù)控加工用刀具能夠迅速、準(zhǔn)確地安裝到機(jī)床主軸 上或返回刀庫。編程人員應(yīng)能夠了解機(jī)床所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方 畢 業(yè) 論 文正 文 第13頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 法以及調(diào)整范圍等方面的內(nèi)容，以保證在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向 尺寸，合理安排刀具的排列順序。 四、加工中心上加工的軸套類零件實(shí)例 如圖 4-1 為升降臺(tái)銑床的支承套，零件材料為 45 鋼，無熱處理和 硬度要求。分析其數(shù)控加工工藝。 圖 4-1 支承套簡圖 （1）零件圖工藝分析 為便于定位裝夾，100f9 外圓、8 尺寸兩面、78 尺寸上面均在前 面工序中用普通機(jī)床完成。數(shù)控加工的主要內(nèi)容是：2-15h7 孔， 35h7 孔、6012 窩，2-1117、2-m6-6h 螺孔。 （2）選擇設(shè)備 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用的臥式加工中心，其主 要參數(shù)是： 工作臺(tái)尺寸：400400、工作臺(tái)左右行程（x 軸）500、 工作臺(tái)前后行程（z 軸）400，主軸箱上下行程（y 軸）400，主軸 畢 業(yè) 論 文正 文 第14頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 中心線至工作臺(tái)面距離 100500，主軸端面至工作臺(tái)中心線距離 1505