數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計（論文）曲軸飛輪機構(gòu)的造型與加工

1、摘 要裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。數(shù)控加工就是利用數(shù)字化控制系統(tǒng)在加工機床上完成整個零件的加工。這一類的機床稱為數(shù)控機床。這是一種現(xiàn)代化的加工手段，同時數(shù)控加工技術(shù)也成為一個國家制造業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。數(shù)控機床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)機械制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品。數(shù)控加工機床與編程技術(shù)兩者的發(fā)展是緊密相關(guān)的。數(shù)控加工機床的性能提升推動了編程技術(shù)的發(fā)展，而編程手段的提高也促進了數(shù)控加工機床的發(fā)展，二者相互依賴

2、。數(shù)控加工工藝就是生產(chǎn)過程和工藝過程，工藝過程是由生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及其工藝特征所組成的。本文的目標(biāo)主要運用數(shù)控技術(shù)，對該機構(gòu)各部件進行數(shù)控編程及加工，展示一個在實際生產(chǎn)中結(jié)合刀具、工件、機床與企業(yè)自身的實際情況積累得數(shù)控加工實例，不但可以節(jié)省大量的人力、物力、財力，而且可以指導(dǎo)加工生產(chǎn)實踐，達到提高加工效率，降低生產(chǎn)費用，獲得更高的經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 數(shù)控機床 數(shù)控加工 數(shù)控編程 數(shù)控加工工藝abstractthe technological level of industrial equipment and modernization of the entire national

3、 economy determines the level and degree of modernization, numerical control technology and equipment is the development of new high-tech industry and cutting-edge industries (such as information technology and industry, biotechnology and industry, aviation, aerospace defense industry and other indu

4、stries) of the enabling technology and the most basic equipment. cnc technology refers to the number of words and symbols the number of instructions to achieve one or more motion control machinery and equipment technology. it is usually controlled by the location, angle, speed and mechanical machine

5、ry and energy flows to the switch. cnc machining is the use of digital control system in machine tools to complete the processing of the parts. this type of machine known as the cnc machine tools. this is a modern means of processing, cnc machining technology at the same time a country has also beco

6、me a symbol of development of the manufacturing industry. cnc machine tools and the development of programming between the two are closely related. the performance of cnc machine tools to promote a program to upgrade technology, and improved programming tools have promoted the development of cnc mac

7、hine tools, the two interdependent. cnc machining is the production process technology and process, the process is a program from production, production type and composed of process feature.the aim of this paper, the use of digital technology, the various parts of the body and processing of cnc prog

8、ramming, showing the actual production of a combination of tools, parts, machine tools and the actual situation of their own accumulation of a cnc machining examples, not only can save a large number of human, material and financial resources, and can guide the practice of processing to achieve grea

9、ter processing efficiency and reduce production costs, access to higher cost-effectiveness.key words: cnc technology cnc machine tool cnc programming cnc machining cnc machining process目 錄第一章 緒 論（一）數(shù)控技術(shù)及編程概述(1)（二）數(shù)控機床的概述(3)（三）數(shù)控加工(5)第二章 機構(gòu)功能及總體結(jié)構(gòu)（一）概述(6)（二）機構(gòu)各零件的選材與工藝分析(8)（三）數(shù)控車銑加工工藝及工裝(10)（四）曲軸加工工藝

10、分析(18)（五）飛輪加工工藝分析及程序(23)（六）曲軸后端加工工藝分析(26)（七）小結(jié)(29)第三章 結(jié)論與展望（一）本文總結(jié)(29)（二）將來展望(30)致 謝(31)參考文獻(33第一章 緒 論（一）數(shù)控技術(shù)及編程概述1、數(shù)控技術(shù)及數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。數(shù)控加工技術(shù)簡單的說就是利用數(shù)字化控制系統(tǒng)在加工機床上完成整個零件的加工。這一類的機床稱為數(shù)控機床。這是一種現(xiàn)代化的加工手段。和傳統(tǒng)的機械加工手

11、段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下優(yōu)點： 1）加工效率高；2）加工精度高；3）勞動強度低；4）適應(yīng)能力強；5）工作環(huán)境好；6）就業(yè)容易、待遇高。計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱cnc系統(tǒng)）是在硬件數(shù)控（nc）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它用一臺計算機完成數(shù)控裝置的所有功能。cnc系統(tǒng)由硬件和軟件組成，其組成框圖如圖1-1所示。計算機（軟件功能） 硬件電路（硬件功能）伺服系統(tǒng)數(shù)控機床指令輸入圖1-1-1 cnc系統(tǒng)的組成框圖根據(jù)上述組成框圖，cnc系統(tǒng)有如下特點：1）靈活性；2）通用性；3）可靠性；4）數(shù)控功能多樣化；5）使用維護方便。數(shù)控系統(tǒng)的硬件由數(shù)控裝置、輸入/輸出裝置、驅(qū)動裝置和機床電器邏輯控制裝置等組成，這四

12、部分之間通過i/o接口互連。數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，其軟件和硬件來控制各種數(shù)控功能的實現(xiàn)。數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)按cnc裝置中的印制電路板的插接方式可以分為大板結(jié)構(gòu)和功能模塊（小板）結(jié)構(gòu)；按cnc裝置硬件的制造方式，可以分為專用型結(jié)構(gòu)和個人計算機式結(jié)構(gòu)；按cnc裝置中微處理器的個數(shù)可以分為單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)。2、數(shù)控編程 1.程序編制的內(nèi)容與步驟程序編制是指從零件圖紙到編制零件加工程序和制作控制介質(zhì)的全部過程。它可分為手工編程和自動編程兩類。手工編程時，整個程序的編制過程是由人工完成的，其編程內(nèi)容和步驟如圖1-1-2所示。圖1-1-22.程序編制的代碼標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機床的零件加工程序，可通

13、過撥碼盤、鍵盤、穿孔紙帶、磁帶及磁盤等介質(zhì)輸入到數(shù)控裝置中。常用的標(biāo)準(zhǔn)穿孔紙帶有五單位（五列孔，寬17.5mm）和八單位（八列孔，寬25.4mm）兩種。3.nc程序的結(jié)構(gòu)1）程序的組成。一個完整的零件加工程序，由若干程序段組成，每個程序段又由若干個代碼字組成，每個代碼字則由文字（地址符）和數(shù)字（有些數(shù)字還帶有符號）組成。字母、數(shù)字和符號統(tǒng)稱為字符。2）程序段格式。程序段格式是指一個程序段中字的排列書寫方式和順序，以及每個字和整個程序段的長度限制和規(guī)定。不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式，格式不符規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)則不能接受。3）常見的程序段格式有兩類：a.分隔符固定順序式。這種格式是用分隔符“h

14、t”（在eia代碼中用“tab”）代替地址符，而且預(yù)先規(guī)定了所有可能出現(xiàn)的代碼字的固定排列順序，根據(jù)分隔符出現(xiàn)的順序，就可判定其功能。不需要的字或與上一程序段相同功能的字可以不寫，但其分隔符必須保留。b地址符可變程序段格式。這種格式又稱字地址程序段格式。程序段中每個字都以地址符開始，其后跟符號和數(shù)字，代碼字的排列順序沒有嚴(yán)格的要求，不需要的代碼字以及與上段相同的續(xù)效字可以不寫。（二）數(shù)控機床概述1.數(shù)控設(shè)備的產(chǎn)生與發(fā)展1）數(shù)控設(shè)備的產(chǎn)生科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對加工機械產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備提出了三高（高性能、高精度和高自動化）的要求。為了解決上述問題，一種新型的數(shù)字程序控制機床應(yīng)運而生，它極其

15、有效地解決了上述一系列矛盾，為單件、小批量生產(chǎn)，特別是復(fù)雜型面零件提供了自動化加工手段。2）數(shù)控設(shè)備的發(fā)展在第一臺數(shù)控機床問世至今的50年中，先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管和印刷電路板（1960年）、小規(guī)模集成電路（1965年）、小型計算機（1970年）、微處理器或微型計算機（1974年）和基于pc-nc的智能數(shù)控系統(tǒng)（90年代后）等六代數(shù)控系統(tǒng)。2.數(shù)控設(shè)備的工作原理、組成與特點1）數(shù)控設(shè)備的工作原理工作要求數(shù)控程序數(shù)控設(shè)備工作結(jié)果 圖1-2-1 數(shù)控設(shè)備的工作原理2）數(shù)控設(shè)備的組成與功能數(shù)控設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖1-2-2所示。主要由輸入輸出裝置、計算機數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和受控設(shè)備

16、等四部分組成。計算機數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)受控設(shè)備輸入輸出裝置圖1-2-2 數(shù)控設(shè)備基本結(jié)構(gòu)框圖3）數(shù)控設(shè)備的特點數(shù)控設(shè)備是一種高效能自動化加工設(shè)備。與普通設(shè)備相比，數(shù)控設(shè)備具有如下特點：a.適應(yīng)性強；b.精度高，質(zhì)量穩(wěn)定；c.生產(chǎn)率高；d.能完成復(fù)雜型面的加工；e.減輕勞動強度，改善勞動條件；f.有利于生產(chǎn)管理。3.數(shù)控設(shè)備的分類數(shù)控機床通常從以下不同角度進行分類。1）按工藝用途分類a.金屬切削類。它又可分為兩類：普通數(shù)控機床和數(shù)控加工中心。b.金屬成形類。指采用擠、壓、沖、拉等成形工藝的數(shù)控機床，常用的有數(shù)控彎管機、數(shù)控壓力機、數(shù)控沖剪機、數(shù)控折彎機、數(shù)控旋壓機等。c.特種加工類。主要有數(shù)控電火

17、花線切割機、數(shù)控電火花成形機、數(shù)控激光與火焰切割機等。d.測量、繪圖類。主要有數(shù)控繪圖機、數(shù)控坐標(biāo)測量機、數(shù)控對刀儀等。圖1-2-3 數(shù)控機床開環(huán)控制框圖2）按控制運動的方式分類a.點位控制數(shù)控機床b.點位直線控制數(shù)控機床c.輪廓控制數(shù)控機床3）按伺服系統(tǒng)的控制方式分類a.開環(huán)數(shù)控機床如圖1-2-3所示。開環(huán)控制的數(shù)控機床一般適用于中、小型經(jīng)濟型數(shù)控機床。圖1-2-4 數(shù)控機床半閉環(huán)控制框圖b.半閉環(huán)控制數(shù)控機床，如圖1-2-4所示。這類控制可以獲得比開環(huán)系統(tǒng)更高的精度，調(diào)試比較方便，因而得到廣泛應(yīng)用。 圖1-5 數(shù)控機床閉環(huán)控制框圖c.閉環(huán)控制數(shù)控機床，其控制框圖如圖1-5所示。閉環(huán)控制數(shù)控

18、機床一般適用于精度要求高的數(shù)控機床，如數(shù)控精密鏜銑床。d.按所用數(shù)控系統(tǒng)的檔次分類按所用數(shù)控系統(tǒng)的檔次通常把數(shù)控機床分為低、中、高檔三類。以上中、高檔數(shù)控機床一般稱為全功能數(shù)控或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控。（三）數(shù)控加工1.數(shù)控加工的定義及特點1）數(shù)控加工的定義數(shù)控加工是指在數(shù)控機床上進行自動加工零件的一種工藝方法。一般來說，數(shù)控加工主要包括以下方面的內(nèi)容：a.選擇并確定零件的數(shù)控加工內(nèi)容； b.對零件圖進行數(shù)控加工的工藝分析；c.設(shè)計數(shù)控加工的工藝；d.編寫數(shù)控加工程序單（數(shù)控編程時，需對零件圖形進行數(shù)學(xué)處理；自動編程時，需進行零件cad、刀具路徑的產(chǎn)生和后置處理）；e.按程序單制作程序介質(zhì)；f.數(shù)控程序的

19、校驗與修改；g.首件試加工與現(xiàn)場問題處理；h.數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔。2）數(shù)控加工的特點數(shù)控加工與普通機床加工相比較，數(shù)控加工形成了如下特點：a.數(shù)控加工的工藝內(nèi)容十分具體；b.數(shù)控加工的工藝工作相當(dāng)嚴(yán)密；c.數(shù)控加工的工序相對集中；d.適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn)；除了上面的特點外，數(shù)控加工具有前述數(shù)控設(shè)備的特點。第二章 機構(gòu)功能及總體結(jié)構(gòu) 圖2-1-1 曲軸飛輪機構(gòu)（一） 概述曲軸飛輪機構(gòu)（如圖2-1-1）主要由曲軸、飛輪、曲軸后端和一些附件組成。 1. 曲軸（如圖2-1-2） 圖2-1-2 曲軸曲軸是發(fā)動機最重要的機件之一。它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力，

20、傳給底盤的傳動機構(gòu)。同時，驅(qū)動配氣機構(gòu)和其它輔助裝置，如風(fēng)扇、水泵、發(fā)電機等。 工作時，曲軸承受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復(fù)雜，并且承受交變負(fù)荷的沖擊作用。同時，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。曲軸一般用中碳鋼或中碳合金鋼模鍛而成。為提高耐磨性和耐疲勞強度，軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化處理，并經(jīng)精磨加工，以達到較高的表面硬度和表面粗糙度的要求。 2. 飛輪（如圖2-1-3）圖2-1-3 飛輪飛輪的主要功用是用來貯存作功行程的能量，用于克服進氣、壓縮和排氣行程的阻力和其它阻力，使曲軸能均勻地旋轉(zhuǎn)。飛輪外緣壓

21、有的齒圈與起動電機的驅(qū)動齒輪嚙合，供起動發(fā)動機用；飛輪是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要進行精確地平衡校準(zhǔn)，平衡性能要好，達到靜平衡和動平衡。飛輪是一個很重的鑄鐵圓盤，用螺栓固定在曲軸后端的接盤上，具有很大的轉(zhuǎn)動慣量。飛輪輪緣上鑲有齒圈，齒圈與飛輪緊配合，有一定的過盈量。3. 曲軸后端圖2-1-4 曲軸后端與曲軸軸徑形成過盈配合,用于固定飛輪,起到連接飛輪與曲軸的作用. 要求曲軸具有足夠的剛度和強度，具有良好的承受沖擊載荷的能力.（二） 機構(gòu)各零件的選材與工藝分析曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪和一些附件組成。選材1.因曲軸需要具有足夠的剛度和強度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好，故選用球墨鑄鐵

22、qt600-3。在工業(yè)上使用的金屬材料中，以鋼和鑄鐵使用最多。石墨以球狀形態(tài)存在的鑄鐵稱為球墨鑄鐵。由于球狀石墨的應(yīng)力集中影響更小，故球墨鑄鐵的性能最好。球墨鑄鐵的綜合性能接近于鋼，力學(xué)性能比灰鑄鐵高得多，抗拉強度甚至可以和鋼媲美，塑性和韌性也大大提高，而流動性不如灰鑄鐵，所以鑄造性能比灰鑄鐵差。球墨鑄鐵的組織特征與用途鑄鐵名稱典型牌號石墨形態(tài)組織特征用途球墨鑄鐵qt600-3qt800-2球狀f+g球，p+g球f+p+g球軸瓦、傳動軸、飛輪曲軸、連桿、球磨機齒輪球墨鑄鐵的熱處理特點 類型種類高溫退火低溫退火去應(yīng)力退火正火調(diào)質(zhì)等溫淬火表面強化球墨鑄鐵900950720760900950（840

23、860）但灰鑄鐵強度和塑性都較低(片狀石墨割裂基體,引起應(yīng)力集中),脆性大,消振性能好。主要用來生產(chǎn)一些強度要求不高,主要承受壓應(yīng)力的各種箱體底座等。而球墨鑄鐵對基體的割裂作用降到最低,應(yīng)力集中作用最小,故其強度很高,可以和中碳鋼蓖美,可以充分發(fā)揮基體的性能,且有一定的塑性和良好的韌性。常用來制作一些強韌性要求高且形狀復(fù)雜(鑄造性能比鋼好,但比灰鑄鐵要差)的工件,比如內(nèi)燃機曲軸連桿等之類的零件。球墨鑄鐵一般還可以經(jīng)過熱處理來進行強化,而灰鑄鐵一般不能經(jīng)過熱處理來提高強度。由于qt600-3滿足曲軸的工藝要求，故選用。曲軸后端也選用qt600-3。2.飛輪材料選用灰鑄鐵ht200灰鑄鐵是一種斷面

24、是灰色，碳主要以片狀石墨形式出現(xiàn)，是應(yīng)最為廣泛的一種鑄鐵?；诣T鐵的鑄造性能、切削性、耐磨性和吸震性都優(yōu)于其它各類鑄鐵，而且生產(chǎn)方便、品率高、成本低。因此，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中友鑄鐵獲得廣泛應(yīng)用，在各類鑄鐵的總產(chǎn)量中點80以上。故選用灰鑄鐵。 1）灰鑄鐵的牌號、化學(xué)成分反顯微組織 灰鑄鐵牌號和力學(xué)性能（摘自 gb/t 94391988）牌號抗拉強度b/mpa抗壓強度bc/mpa顯微組織基 體石 墨ht100ht150ht200ht250ht300ht350100150200250300350500650750100011001200f+p（少）f+pp細ps或ts或t粗 片較粗片中等片較細片細小片細小

25、片3. 螺釘為標(biāo)準(zhǔn)件可購買（三） 數(shù)控車銑加工工藝及工裝1.數(shù)控車削加工的工藝分析理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應(yīng)能使數(shù)控機床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。除必須熟練掌握其性能、特點和使用操作方法外，還必須在編程之前正確地確定加工工藝。由于生產(chǎn)規(guī)模的差異，對于同一零件的車削加工方案是有所不同的，應(yīng)根據(jù)具體條件，選擇經(jīng)濟、合理的車削工藝方案。1)加工工序劃分在數(shù)控機床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。與普通機床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點，常用的工序劃分原則有以下兩種：(1)保持精度原則；(2)提高生產(chǎn)效率的原則。實際生產(chǎn)中，數(shù)控加工

26、工序的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特、技術(shù)要求等情況綜合考慮。2)加工路線的確定。2.數(shù)控車削加工及工裝1 )夾具的選擇數(shù)控加工時夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時，通?？紤]以下幾點：(1)盡量選用可調(diào)整夾具，組合夾具及其它適用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。 (2)在成批生產(chǎn)時，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。(3)裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。(4)夾具在機床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。2)夾具的類型數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四

27、爪）中，由卡盤傳動旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾座頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉(zhuǎn)。本機構(gòu)選用標(biāo)準(zhǔn)三爪卡盤，壓板。3 )零件的安裝數(shù)控車床上零件的安裝方法與普通車床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，主要注意以下兩點：(1)力求設(shè)計、工藝與偏程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于提高編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。(2)盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后，加工出全部待加工面。4)切削用量的確定數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度等。(1)主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選

28、擇。其計算公式為：n=1000v/d計算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速而定。(2)進給速度的確定進給速度是數(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。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。確定進給速度的原則是：a.當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度，一般在100200mm/min范圍內(nèi)選取。b.在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。c.當(dāng)加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/min范

29、圍內(nèi)選取。d.刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。(3)背吃刀量確定背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少許精加工余量，一般為0.20.5mm。以上切削用量（ap 、f、v）選擇是否合理，對于實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。車削用量的選擇原則是：a.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給量f,最后確定一個合適的切削進度v 。增大背吃刀量ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進給量f有利于

30、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。b.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。┑谋吵缘读縜p和進給量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。c.在安排粗、精車削用量時，應(yīng)注意機床說明書給定的允許切削用量范圍。對于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低轉(zhuǎn)速時扭矩降低，尤其應(yīng)注意此時的切削用量選擇?？傊?，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床性能，相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗用模擬方法確定。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。4)刀具的選

31、擇及對刀點、換刀點的確定(1)刀具的選擇與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好，精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時要求安裝調(diào)整方便，以滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削性能的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金）,并使用可轉(zhuǎn)位刀片。a.車削用刀具及其選擇。數(shù)控車削常用的車刀一般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成形車刀三類:尖形車刀、圓弧形車刀、成形車刀。b.標(biāo)準(zhǔn)化刀具。目前，數(shù)控機床上大多使用系列化，標(biāo)準(zhǔn)化刀具，對可轉(zhuǎn)位機夾外圓車刀，端面車刀等的刀柄和刀頭都有國家標(biāo)準(zhǔn)及系列化型號。本機構(gòu)加工中選用車刀有外圓90、

32、75、45偏刀。選用的銑刀有2球刀。(2)對刀點、換刀點的確定工件裝夾方式在機床確定后，通過確定工件原點來確定工件坐標(biāo)系，加工程序中的各運動軸代碼控制刀具作相對位移。在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設(shè)置的原則是：a.便于數(shù)值計算和簡化程序編制；b.易于找正并在加工過程中便于檢查。(3)引起的加工誤差小對刀點可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機床上。為了提高零件的加工精度，對刀點應(yīng)盡量設(shè)置在零件

33、的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例：以外圓或孔定位零件，可以取外圓或孔的中心與端面的交點作為對刀點。加工過程中需要換刀時，應(yīng)規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”，是指刀架轉(zhuǎn)動換刀時的位置。換刀點應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。3.數(shù)控銑削的加工工藝與工裝1)選擇并確定數(shù)控銑削的加工部位及內(nèi)容一般情況下，某個零件并不是所有的表面都需要采用數(shù)控加工，應(yīng)根據(jù)零件的加工要求和企業(yè)的生產(chǎn)條件進行具體的分析，確定具體的加工部位和內(nèi)容及要求。具體而言，以下方面適宜采用數(shù)控銑削加工：(1)由直線、圓弧、非圓曲線及列表曲線構(gòu)成的內(nèi)外輪廓；(2)空間曲線或曲面；(3)形狀雖然簡單，但尺寸繁多，檢測困難的部位

34、；(4)用普通機床加工時難以觀察、控制及檢測的內(nèi)腔、箱體內(nèi)部等；(5)有嚴(yán)格位置尺寸要求的孔或平面；(6)能夠在一次裝夾中順帶加工出來的簡單表面或形狀；(7)采用數(shù)控銑削加工能有效提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度的一般加工內(nèi)容。2)加工信息的讀取及工藝性分析目前數(shù)控加工技術(shù)在制造業(yè)得到日益廣泛的應(yīng)用，cad/cam技術(shù)也在快速的發(fā)展，同時由于數(shù)控加工對象的復(fù)雜性，特別是空間曲面，加工信息一般采用計算機建立的數(shù)學(xué)模型來描述和傳遞，并作為數(shù)控加工的唯一依據(jù)，而傳統(tǒng)的二維工程圖則作為加工時的參考。對于簡單的平面零件，只要能夠完全的表達清楚，仍然可以采用二維工程圖作為加工依據(jù)。因此，加工信息的讀取對象有兩類，

35、即二維工程圖和數(shù)學(xué)模型。(1)二維工程圖a.首先檢查圖紙各視圖表達的正確性，尺寸、形位公差、表面粗糙度等標(biāo)注和技術(shù)要求及零件材料填寫的完整性。按照其他國家標(biāo)準(zhǔn)繪制的二維工程圖，在必要時應(yīng)進行轉(zhuǎn)換，使其符合我國的國家標(biāo)準(zhǔn)。b.對零件進行工藝性分析，有以下方面：根據(jù)二維工程圖和數(shù)學(xué)模型分析零件的形狀、結(jié)構(gòu)及尺寸的特點，確定零件上是否有妨礙刀具運動的部位，是否有會產(chǎn)生加工干涉或加工不到的區(qū)域，零件的最大形狀尺寸是否超過機床的最大行程，零件的剛性隨著加工的進行是否有太大的變化等。檢查零件的加工要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在現(xiàn)有的加工條件下是否可以得到保證，是否還有更經(jīng)濟的加工方法或方案。

36、在零件上是否存在對刀具形狀及尺寸有限制的部位和尺寸要求，如過渡圓角、倒角、槽寬等，這些尺寸是否過于凌亂，是否可以統(tǒng)一。盡量使用最少的刀具進行加工，減少刀具規(guī)格、換刀及對刀次數(shù)和時間，以縮短總的加工時間。對于零件加工中使用的工藝基準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)著重考慮，它不僅決定了各個加工工序的前后順序，還將對各個工序加工后各個加工表面之間的位置精度產(chǎn)生直接的影響。分析零件材料的種類、牌號及熱處理要求，了解零件材料的切削加工性能，才能合理選擇刀具材料和切削參數(shù)。同時要考慮熱處理對零件的影響，如熱處理變形，并在工藝路線中安排相應(yīng)的工序消除這種影響，而零件的最終熱處理狀態(tài)也將影響工序的前后順序。當(dāng)零件上的一部分內(nèi)容已經(jīng)加工

37、完成，這時應(yīng)充分了解零件的已加工狀態(tài)，數(shù)控銑削加工的內(nèi)容與已加工內(nèi)容之間的關(guān)系，尤其是位置尺寸關(guān)系，這些內(nèi)容之間在加工時如何協(xié)調(diào)，采用什么方式或基準(zhǔn)保證加工要求，如對其他企業(yè)的外協(xié)零件的加工。(2)數(shù)學(xué)模型a.圖形標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)學(xué)模型傳遞時，盡量使用相同的cad/cam軟件，以保證數(shù)據(jù)的正確。b.數(shù)學(xué)模型的檢查、修改及確認(rèn)。4.毛坯的選擇1)確定毛坯形狀及尺寸；2)確定毛坯的定位裝夾方法。5.加工表面的加工方案6.制訂工藝路線1)在中低檔數(shù)控銑床上加工；2)在高檔數(shù)控銑床上加工。7.數(shù)控銑削工序設(shè)計1)數(shù)控銑削工序內(nèi)容在數(shù)控銑削加工工藝分析中所確定的加工內(nèi)容基礎(chǔ)上，根據(jù)加工部位的性質(zhì)、刀具使用情況

38、以及現(xiàn)有的加工條件，將這些加工內(nèi)容安排在一個或幾個數(shù)控銑削工序中。(1)當(dāng)加工中使用的刀具較多時，為了減少換刀次數(shù)，縮短輔助時間，可以將一把刀具所加工的內(nèi)容安排在一個工序（或工步）中。(2)按照工件加工表面的性質(zhì)和要求，將粗加工、精加工分為依次進行的不同工序（或工步）。先進行所有表面的粗加工，然后再進行所有表面的精加工。(3)按照從簡單到復(fù)雜的原則，先加工平面、溝槽、孔，再加工外形、內(nèi)腔，最后加工曲面；先加工精度要求低的表面，再加工精度要求高的部位等。2)工序加工順序（工步）3)工序單（卡片） 數(shù)控加工工序單（卡片）是數(shù)控加工工藝規(guī)程的主要組成部分，其內(nèi)容主要包括以下三個部分：(1)零件有關(guān)信

39、息如零件圖號、零件名稱、零件材料牌號、裝配圖號等。(2)工序加工內(nèi)容及工步順序(3)加工程序及使用說明8.對刀點和換刀點的選擇對刀點和換刀點的選擇主要根據(jù)加工操作的實際情況，考慮如何在保證加工精度的同時，使操作簡便。1)對刀點的選擇對刀點可以設(shè)置在工件上，也可以設(shè)置在夾具上，但都必須在編程坐標(biāo)系中有確定的位置， 2-3對刀點的選擇如圖2-3中的x1和y1。對刀點既可以與編程原點重合，也可以不重合，這主要取決于加工精度和對刀的方便性。當(dāng)對刀點與編程原點重合時，x1=0，y1=0。2)換刀點的選擇由于數(shù)控銑床采用手動換刀，換刀時操作人員的主動性較高，換刀點只要設(shè)置在零件外面，不發(fā)生換刀阻礙即可。9

40、.數(shù)控刀具系統(tǒng)1)刀柄及其標(biāo)準(zhǔn)2)銑刀種類銑刀在加工中的重要性顯而易見，數(shù)控加工中對刀具的要求遠遠比普通銑削加工高，不僅要有更高的剛性、更高的耐用度、更好的抗震性、更好的斷屑排屑性能、更合理的幾何角度參數(shù)，還應(yīng)有更高的制造精度。在數(shù)控加工中主要是要解決如何正確選擇和使用刀具，包括選擇刀具的種類、結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、幾何角度以及確定合理而高效的切削參數(shù)等。3)常用銑刀的刀具運動方式在數(shù)控銑削加工中，常用平行銑銷和環(huán)行銑銷兩種運動方式。4)切削參數(shù)切削參數(shù)的選擇是工藝設(shè)計和程序編制時一個重要的內(nèi)容，其合理性會直接影響工藝方案的實施和加工效果。數(shù)控銑削時切削參數(shù)主要根據(jù)工件材料、加工要求、刀具材料和刀

41、具尺寸確定，同時還應(yīng)考慮機床的性能，如機床剛性、主軸功率等。一般按照以下步驟進行：（1）根據(jù)工件材料和刀具材料查表確定切削速度，再由刀具直徑可得到主軸轉(zhuǎn)速；（2）根據(jù)機床功率確定切削深度；（3）根據(jù)切削深度查表確定每齒進給量；（4）根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速及每齒進給量可得切削進給速度。5)刀具管理10.夾具在數(shù)控加工中使用的夾具有通用夾具、專用夾具、組合夾具以及較先進的工件統(tǒng)一基準(zhǔn)定位裝夾系統(tǒng)等，主要根據(jù)零件的特點和經(jīng)濟性選擇使用。1)通用夾具通用夾具由于具有較大的靈活性和經(jīng)濟性，在數(shù)控銑削中應(yīng)用廣泛。2)夾具與程序編制的關(guān)系3)工件統(tǒng)一基準(zhǔn)定位裝夾系統(tǒng)11.回轉(zhuǎn)工作臺和數(shù)控分度頭為了擴大數(shù)控銑床的工藝范

42、圍，可以為三坐標(biāo)數(shù)控銑床配備回轉(zhuǎn)工作臺，增加一個或二個回轉(zhuǎn)運動坐標(biāo)，實現(xiàn)四、五坐標(biāo)聯(lián)動，以加工更復(fù)雜的零件。12.量具數(shù)控銑削加工零件的檢驗，一般常規(guī)尺寸仍可使用普通的量具進行測量，如游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分表等，也可以采用投影儀測量。而高精度尺寸、空間位置尺寸、復(fù)雜輪廓和曲面的檢驗則只有采用三坐標(biāo)測量機才能完成。（四）曲軸加工工藝分析1.零件圖樣分析1）曲軸的拐徑與軸徑偏心距為150.05mm。在加工時應(yīng)注意回轉(zhuǎn)平衡。2）曲軸拐徑26mm的軸心線對ab軸心線的平行度公差為0.015mm。3）軸徑20mm與拐徑26mm的圓柱度公差為0.015mm。4）兩個軸徑20mm的同軸度公差為0.02mm。5）

43、軸徑與拐徑連接各處均為光滑圓角。其目的是減少應(yīng)力集中。6）加工后應(yīng)清除油孔中的一切雜物。7）e為包容要求。2. 工藝分析確定加工路線：鑄造熱處理銑46兩側(cè)面鉆中心孔粗車左、右兩端軸徑銑鍵槽精車拐徑粗磨左、右兩端軸徑磨拐徑1）在以毛坯外形找正劃線時，要兼顧各部分的加工余量，以減少毛坯件的廢品率。2）曲軸在鑄造時，左端20mm要在直徑方向上留出工藝尺寸量，鑄造尺寸為30mm，這樣為開拐前加工出工藝鍵槽準(zhǔn)備。該工藝鍵槽與開拐工裝 配合傳遞扭矩。3）為保證加工精度，對所有加工的部位均采用粗、精加工分開的原則。4）曲軸加工應(yīng)充分考慮在切削時平衡裝置。5）在機器中由回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運動，往往是由偏心機構(gòu)

44、或曲軸來完成的；偏心工件和曲軸一般都在車床上加工。 6）偏心工件、曲軸與外圓車削有很多共同點，但是偏心工件和曲軸又有它的特殊點，這就是工件的外圓和外圓之間的軸線平行而不相重合。工件的外圓軸線平行，這一現(xiàn)象即稱為“偏心”，這兩處軸線之間的距離稱為“偏心距”。 7）車偏心和車其它工件一樣，加工方法不是一成不變的，而是按照工件的不同數(shù)量，形狀和精度要求相應(yīng)地采用不同的方法。 8）首先要考慮零件的形狀、尺寸精度和公差要求，選擇合適的加工工藝。因此，事前的工藝分析一定要準(zhǔn)確，當(dāng)然可靠的加工方法和步驟也是至關(guān)重要的。 a.偏心工件的形狀全靠車削加工出來，因此，應(yīng)慎重考慮，必須選擇好加工工藝與加工步驟。 b

45、.偏心工件可采用兩頂尖裝夾車削的方法。為了保證偏心外圓與軸心線的平行度和其它相關(guān)精度要求，車削偏心部分時，車刀必須要有足夠的強度。要注意：硬質(zhì)合金車刀在車削時易被碰壞，車偏心工件時頂尖受力不均勻，前頂尖容易損壞或移位的現(xiàn)象。因此，必須要經(jīng)常檢查。 c.在用兩頂尖頂車偏心工件前，首先用三爪自動定心卡盤夾住工件一端外圓，車削工件另一端的平面后鉆中心孔，一夾一頂裝夾車削外圓至尺寸要求，長度盡可能車得長些。調(diào)頭再用三爪自動定心卡盤夾住已加工外圓，定好工件的總長，平端面、鉆中心孔，工件兩端面的表面粗糙度應(yīng)達到要求。 3.加工難點及解決方法 1)偏心工件中心孔的加工質(zhì)量對工件的加工精度影響很大，偏心工件兩

46、端各對中心孔的位置要求一一對應(yīng)，如果兩端中心孔不在同一直線上，造成軸線歪斜，或中心孔表面加工不圓整、不光滑，都會嚴(yán)重引起曲軸工件加工后的形狀誤差和位置誤差。所以，精度要求較高的偏心工件，中心孔一般都應(yīng)在精度較高的坐標(biāo)鏜床上加工。 2)在兩頂尖上裝夾偏心工件，由于工件外圓上的受力點分布不均勻，會使裝夾不牢固，開車后或切削加工中將產(chǎn)生較大的離心力和沖擊振動，會使工件出現(xiàn)不圓度和工件外圓切削振動等，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重事故。 3)加工較長的曲軸工件時，最突出的矛盾是工件剛性差，回轉(zhuǎn)不平衡，容易變形，加工較困難；曲軸加工后用支撐螺釘支撐的方法可增加工件剛性，減少變形和振動；但一定要注意頂尖和支撐螺釘不能頂?shù)?/p>

47、過緊，過緊會使工件彎曲變形；若支撐螺釘頂?shù)锰蓜t起不到支承作用，加工中螺釘容易飛出來發(fā)生事故。 4)偏心工件裝夾后，原中心線已偏移一定距離，為了防止打壞車刀產(chǎn)生事故，進刀切削時應(yīng)先從工件最高點開始。 5)檢查偏心距e時，工件應(yīng)在頂在兩頂尖間打百分表測量。（百分表上的最大讀數(shù)-最小讀數(shù)=2e），如果百分表量程不夠，可加塊規(guī)或在高度游標(biāo)尺上安裝百分表和測量。 6)車削偏心工件，切削速度不宜選得過高，車刀前角與后角不宜磨得過大。 7)車偏心工件時頂尖受力不均勻，前頂尖容易損壞或移位。因此必須經(jīng)常檢查并保證兩頂尖處在有摩擦力又有間隙的狀況。 8)注意調(diào)整車床主軸的間隙，特別是當(dāng)車床精度較差時，更顯得重

48、要。.檢查方法1)采用兩頂尖的方法(見圖2-5-1)，把百分表安裝在刀架上，百分表的觸頭指在已精車460.1mm的外圓上，將曲軸作上下少量的轉(zhuǎn)動，在最高點處百分表置零，再將百分表觸頭指在460.1mm的外圓最低處，將曲軸作少量的轉(zhuǎn)動，在最低處讀數(shù)，最高數(shù)-最低數(shù)=實際偏心距。用同樣方法分別在兩處取實際偏心值，兩數(shù)值的平均值即為工件的偏心距。但這個方法只適應(yīng)偏心距小于百分表可測范圍的情況下，對偏心距較大的應(yīng)采用下述方法。 圖2-4-12)仍采用兩頂尖的方法(見圖2-4-2)，把百分表安裝在高度游標(biāo)尺上，高度游標(biāo)尺放在已卸去刀架的小滑板上，百分表的觸頭指在已精車460.1mm的外圓上，利用高度游標(biāo)

49、尺作整讀數(shù)，百分表作微讀數(shù)，在最高處和最低處的讀數(shù)相減，求出其偏心距。也可用塊規(guī)求出偏心距，其余按上述方法即可。 圖2-4-23)平行度的測量(如圖2-4-3)，把工件兩端軸頸妥放在專用檢驗工具上，再在垂直和水平4個不同位置檢查曲軸軸線對兩端軸頸軸線的平行度，其平均誤差應(yīng)小于圖紙規(guī)定的公差0.05mm。 （圖2-4-3）車削時，先把工件車到需要的直徑和長度，并把兩個端面車平。然后在三爪卡盤的一個或兩個卡爪上墊上適當(dāng)形狀和厚度的墊片，就可以車削偏心部分了。 墊片的形狀和厚度，可以根據(jù)偏心距的大小不同來選擇。由于墊片的形狀不同，所以墊片厚度尺寸的計算方法也有所不同。 1、方形墊片厚度的計算車削偏心

50、距較?。╡ 56mm）的偏心工件，可以用方形墊片（如圖2-4-4）。圖2-4-4其墊片厚度可用下面近似公式計算：x = 1.5e(1)式中：x墊片厚度（mm） e偏心工件的偏心距（mm） d偏心工件卡爪夾住部分的直徑（mm）。 圖中所示偏心工件卡爪夾住部分的直徑為60mm，偏心距為4mm，其墊片厚度為： x = 1.54( 1) = 60.9917 = 5.95(mm)4)扇形墊片厚度的計算在車削偏心距較大（e6mm）的工件時，可以應(yīng)用扇形墊片（如圖2-4-5）。 圖2-4-5扇形墊片的厚度可用下面的近似的公式計算：x = 1.5e( 1 + )如一偏心工件直徑為36mm，偏心距為10mm，其

51、扇形墊片厚度為：x = 1.5 10 (1 + ) = 16.14(mm)5)墊片厚度的修正由于通過計算得出的墊片厚度只是個近似值，而三爪卡盤卡爪精度、墊片材料的硬度和強度等因素也影響著偏心距；而且在實際操作中，使用按計算厚度的墊片加工偏心零件，往往大于所需要的偏心距，這就需要用試驗的方法修正墊片厚度。一般是根據(jù)計算的墊片厚度先車削一個偏心工件，接著檢驗這個工件的偏心距，測出偏心誤差值并適當(dāng)修正墊片厚度，直到加工出偏心距合格的零件為止。 （五）飛輪加工工藝分析及程序1.零件圖樣分析1）70mm外圓與40內(nèi)孔同軸度公差為0.05mm。2）零件加工后進行靜平衡檢查。3）鑄造后時效處理。4）未注明鑄

52、造圓角r5。5）未注倒角245。6）材料ht200。2.工藝分析確定工藝路線：鑄造時效處理車外圓、右端面、內(nèi)孔車左端面鉆孔鉗1）飛輪為鑄件，在加工時應(yīng)照顧各部加工余量，避免加工后造成壁厚不均勻，如果鑄件毛坯質(zhì)量較差，應(yīng)增加劃線工序。2）零件靜平衡檢查，可在40mm孔內(nèi)裝上心軸，在靜平衡架上找靜平衡，如果零件不平衡，可在左大端面（40mm與70mm之間）上鉆孔減輕重量，以最后調(diào)到平衡。3.加工程序%o0000n100g21n102g0g17g40g49g80g90n104t1m6n106g0g90g54x-1.125y0.a0.s1591m3n108g43h1z50.n110z10.n112g1

53、z-7.f3.n114g2x5.625r3.375f318.2n116x-10.125r7.875n118x9.108y10.301r12.375n120x13.75y0.r13.75n122x-13.75r13.75n124x9.108y10.301r13.75n126g1z3.f3.n128g0z50.n130x14.y0.n132z10.n134g1z-7.n136g2x-14.r14.f318.2n138x14.r14.n140g1z3.f3.n142g0z50.n144x-20.y95.n146z10.n148g1z-14.n150y75.f318.2n152g3x0.y55.r20

54、.n154g2x55.y0.r55.n156x-55.r55.n158x0.y55.r55.n160g3x20.y75.r20.n162g1y95.n164z-4.f3.n166g0z50.n168x-20.y90.n170z10.n172g1z-14.n174y70.f318.2n176g3x0.y50.r20.n178g2x50.y0.r50.n180x-50.r50.n182x0.y50.r50.n184g3x20.y70.r20.n186g1y90.n188z-4.f3.n190g0z50.n192x-20.y85.n194z10.n196g1z-14.n198y65.f318.2n200g3x0.y45.r20.n202g2x45.y0.r45.n204x-45.r45.n206x0.y45.r45.n208g3x20.y65.r20.n210g1y85.n212z-4.f3.n214g0z50.n216x-20.y80.n218z10.n220g1z-14.n222y60.f318.2n224g3x0.y40.r20.n226g2x40.y0.r40.n228x-40.r40.n230x0.y40.r40.n23