基于數(shù)控加工技術(shù)的十字滑塊聯(lián)軸器設(shè)計(jì)機(jī)械制造專業(yè)

1、基于數(shù)控加工技術(shù)的十字滑塊聯(lián)軸器設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)要求加工的是十字滑塊聯(lián)軸器。伴隨科技的快速進(jìn)步，舊式的加工設(shè)施與加工方式幾乎已不能滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)多元化，高生產(chǎn)率及高精度的需求。為達(dá)成以上需求，市面上涌現(xiàn)出一些自動(dòng)化水準(zhǔn)相當(dāng)高的機(jī)床，稱作數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是一種運(yùn)用綜合網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、制造技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、訊息處理技術(shù)，現(xiàn)代控制技術(shù)，傳感器技術(shù)與機(jī)械技術(shù)于一體的自動(dòng)化機(jī)床，其能夠較好的處理舊式機(jī)床對(duì)外觀繁瑣部件無(wú)法加工及加工精確度較低的弊端。所以，在現(xiàn)代工業(yè)加工制作中數(shù)控技術(shù)能夠被普遍應(yīng)用。本篇文章，把十字滑塊聯(lián)軸器作為探索研究目標(biāo)，十字滑塊聯(lián)軸器主要應(yīng)用于將兩軸進(jìn)行連接，使得機(jī)器

2、日常在工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不會(huì)分離。在機(jī)械軸系傳動(dòng)中聯(lián)軸器起到十分重要的作用，且聯(lián)軸器的種類十分的豐富，應(yīng)用廣泛，在不同的機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù),圖紙分析,工藝分析,設(shè)計(jì)方案ABSTRACTThe design required to process the cross slider coupling. With the rapid progress of science and technology, old-style processing facilities and processing methods can hardly meet the needs of

3、 today's society for industrial diversification, high productivity, and high precision. In order to achieve the above requirements, there are some machines with a fairly high level of automation, known as CNC machine tools. CNC machine tool is an automatic machine tool that uses integrated netwo

4、rk communication technology, manufacturing technology, microelectronics technology, computer technology, message processing technology, modern control technology, sensor technology and mechanical technology. It can better handle the appearance of old machine tools. The drawbacks of tedious parts tha

5、t cannot be processed and processed with low precision. Therefore, CNC technology can be widely applied in modern industrial processing and production.In this article, the cross-slider coupling is used as a research object. The cross-slider coupling is mainly used to connect two axes so that the two

6、 axes do not separate when the machine is in daily operation. The coupling plays a very important role in the mechanical shafting transmission. The types of couplings are very rich and widely used. They play a decisive role in the transmission system of different mechanical equipments.KEYWORDS: nume

7、rical control technology;drawing analysis;process analysis;design scheme28目錄前言.6第一章 概述.61.1數(shù)控機(jī)床的功能及特點(diǎn).61.1.1數(shù)控機(jī)床的組成.61.1.2數(shù)控機(jī)床的主要功能.71.1.3數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn).71.2我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r.71.3選題背景及意義.7第二章 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析.92.1零件圖分析.92.2零件毛坯材料分析.92.2.1 毛坯種類確定.92.2.2材料的選擇.102.3零件加工設(shè)備選擇.10第三章 確定定位基準(zhǔn)與零件的裝夾.113.1定位基準(zhǔn)的概念與分類.113.2定位基準(zhǔn)的

8、選擇原理.113.3基準(zhǔn)的最終確定.123.4夾具的選擇.123.5裝夾方案.12第四章 加工工藝路線的確定.134.1加工方案的確定.134.2安排與確定加工工序.134.3工序的劃分.144.4加工順序的安排.154.5加工余量與的確定.15第五章 刀具及切削用量的選擇.165.1刀具選擇原理.165.2數(shù)控加工刀具的要求.165.2.1數(shù)控加工刀具要求.165.2.2刀具的材料.165.2.3刀具的幾何角度選擇.165.3切屑用量的選擇與確定.175.4銑削用量的選擇與確定.19總結(jié).21致謝.22參考文獻(xiàn).23前言最近幾年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，在數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域取得了巨大的發(fā)展，可是針對(duì)

9、高技術(shù)產(chǎn)品仍舊沒有較強(qiáng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力的狀況下，中國(guó)數(shù)控領(lǐng)域必然要有新的超越。目前一個(gè)國(guó)家工業(yè)全面勢(shì)力是直接通過(guò)這個(gè)國(guó)家的數(shù)控技術(shù)開展程度來(lái)體現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床在中國(guó)即使經(jīng)過(guò)了幾十年的成長(zhǎng)，可是因?yàn)殚_展較遲，致使跟國(guó)外等發(fā)達(dá)國(guó)家相比中國(guó)的數(shù)控技術(shù)已極度滯后了，特別是在可靠性和精確度層面跟歐美國(guó)家仍存在相當(dāng)大的距離。如今市場(chǎng)上中國(guó)高端型數(shù)控機(jī)床的絕大部分是外國(guó)企業(yè)制作的數(shù)控機(jī)床，然而中國(guó)企業(yè)制作的數(shù)控機(jī)床主要是低檔次經(jīng)濟(jì)型，這意味著中國(guó)數(shù)控技術(shù)的缺乏。第一章概述1.1 數(shù)控機(jī)床的功能及其特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床是通過(guò)程序命令來(lái)操控機(jī)床與刀具按照指定的活動(dòng)速率與切割線路對(duì)零件實(shí)施自動(dòng)切割的機(jī)床。圖1.1數(shù)控機(jī)床1.1.

10、1 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床通常是由機(jī)床主體、檢測(cè)反饋設(shè)備、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控設(shè)備及輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。圖1.1.1數(shù)控機(jī)床組成框圖1.1.2數(shù)控機(jī)床的主要功能1）多坐標(biāo)操控2）達(dá)成多樣函數(shù)的插補(bǔ)3）能實(shí)施代碼轉(zhuǎn)變4）加工選取，各類加工反復(fù)，加工凹凸，加工鏡像等。5）人機(jī)會(huì)話、人工寫入數(shù)據(jù)，切割程序?qū)懭搿⒃O(shè)置和改動(dòng)。6）完成各類補(bǔ)償功能，對(duì)螺距誤差、轉(zhuǎn)動(dòng)間隙、刀具長(zhǎng)度與半徑的進(jìn)行補(bǔ)償。7）能夠進(jìn)行自主的故障診斷。8）LCD或CRT顯示，完成軌跡、圖形、字符表示等。9）網(wǎng)絡(luò)與信息功能的運(yùn)用。1.1.3數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1）適應(yīng)性強(qiáng) 適應(yīng)性也成為柔性，是指數(shù)控機(jī)床隨生產(chǎn)對(duì)象的變化具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。2）加工

11、精度高，質(zhì)量穩(wěn)定3）生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短4）能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)5）自動(dòng)化程度高減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件6）有利于實(shí)現(xiàn)制造業(yè)和生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化1.2我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)數(shù)控機(jī)床企業(yè)能夠運(yùn)用提升數(shù)控優(yōu)化與功能元件專業(yè)化制造來(lái)篩選與我國(guó)國(guó)情相符的自主創(chuàng)新途徑，能夠運(yùn)用和國(guó)際公司一起合作或買入有關(guān)公司來(lái)創(chuàng)建一條新的途徑，如此方可提高數(shù)控機(jī)床技術(shù)與企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力?？墒?，與國(guó)際上一些西方發(fā)達(dá)國(guó)家比較，中國(guó)的機(jī)床加工技術(shù)及使用在未來(lái)仍需要進(jìn)一步發(fā)展。中國(guó)的此項(xiàng)技術(shù)不管在種類、性能、亦或產(chǎn)量上，皆存在許多不足的地方。另外，中國(guó)的該技術(shù)的發(fā)展仍舊具有許多不足，如，該技術(shù)的“三缺”狀況、“一低”問(wèn)題

12、等。中國(guó)的該技術(shù)的三缺包括發(fā)展平臺(tái)缺乏、數(shù)據(jù)參數(shù)缺乏、理論指導(dǎo)缺乏，一低是指該技術(shù)的整體效率超低，上述問(wèn)題皆將導(dǎo)致公司和技術(shù)的進(jìn)步方面發(fā)展的障礙。若要造就公司良好的形象、提升公司的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，不但需增大數(shù)控機(jī)床的使用率，亦應(yīng)提升數(shù)控機(jī)床的實(shí)用技術(shù)水平。1.3選題背景及意義從新中國(guó)改革開放之后，伴隨中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平告訴發(fā)展，產(chǎn)品與技術(shù)更新速度亦愈來(lái)愈快，對(duì)于制造裝備的要求亦愈來(lái)愈高。尤其是對(duì)我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)業(yè)實(shí)施技術(shù)變革，如今已變?yōu)槲覈?guó)政府十分重視的問(wèn)題。如若希望提升我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的制造效率與品質(zhì)，最先需要做的是大規(guī)模推數(shù)控技術(shù)的實(shí)際使用，增加有關(guān)該技術(shù)科學(xué)研究的投入力度。該項(xiàng)技術(shù)能夠極大地提升機(jī)械

13、制造的效率，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械工業(yè)能力獲得持續(xù)提升。本篇論文中對(duì)數(shù)控加工十字聯(lián)軸器的過(guò)程研究設(shè)計(jì)，盡管該項(xiàng)機(jī)構(gòu)的外觀看起來(lái)并不十分繁雜，可是要對(duì)該項(xiàng)機(jī)構(gòu)做加工工藝的設(shè)計(jì)，亦實(shí)非易事。第一步需要按照工件圖紙實(shí)施工藝性分析，再確立工件切削尺寸、加工軌跡、編程尺寸，采用合適的刀具與機(jī)床型號(hào)，然后進(jìn)行程序編寫。經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì),能夠讓我在這一技術(shù)上的學(xué)習(xí)得到進(jìn)一步的提高，讓我對(duì)大學(xué)三年中學(xué)習(xí)到的機(jī)械制造技術(shù)得到進(jìn)一步的了解，使我熟練的使用數(shù)控編程語(yǔ)言，熟悉基礎(chǔ)的機(jī)械加工知識(shí)，具備自主設(shè)計(jì)通用工件加工工序的能力。想實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的完成還要求利用UG制圖工具，獨(dú)自進(jìn)行零件圖紙的設(shè)計(jì)，此項(xiàng)內(nèi)容不但能夠很好的提高自身的圖

14、紙繪制能力，同時(shí)鍛煉了我分析與處理問(wèn)題的能力。第二章 零件圖紙的分析2.1零件圖分析此零件為半軸器，為典型的軸類零件，由外圓、內(nèi)孔、凹槽三個(gè)部分構(gòu)成，具體形狀如圖2.1所示圖2.1半軸器零件圖紙通過(guò)繪制與分析，此零件各個(gè)部分尺寸標(biāo)注清晰、完整，技術(shù)要求合理。2.2零件毛坯材料分析2.2.1 毛坯種類確定常見的毛坯種類有鑄件、鍛件、型材、焊接件、其他毛坯。1）鑄件：針對(duì)外形比較繁瑣的毛坯，通常采取鑄造的方式生產(chǎn)。現(xiàn)如今鑄件多數(shù)使用砂型鑄造，砂型鑄造包括手工造型與機(jī)械造型。手工造型毛培余量大，精度低，生產(chǎn)效率低，一般用于單件小批量生產(chǎn)或大型復(fù)雜零件。對(duì)尺寸精度要求較高、大批量生產(chǎn)的小型鑄件，可采用

15、特種鑄造，特種鑄造包括離心鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造、精密鑄造及永久型鑄造等方法。2）鍛件：受力復(fù)雜、機(jī)械強(qiáng)度要求高的零件，一般要求鍛造。3）型材按截面形狀可分為圓鋼（管）、方鋼（管）、扁鋼、六角棒與其余特別橫斷面樣式。根據(jù)制作方式，包括冷拉與熱軋兩大種類。4）焊接件：焊接件是用鉚焊方式形成的組立部件，通常適用于大型零件，小批量制造與單個(gè)部件以及樣機(jī)試制。5）其他毛坯：除開上訴4種毛坯還有沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等其他毛坯。2.2.2材料的選擇在選擇毛坯的時(shí)候應(yīng)根據(jù)毛坯的外形和尺寸要求進(jìn)行選擇，減少“肥頭大耳”，毛坯余量小，加工時(shí)間縮短，材料消耗減少，形狀接近成品，減少機(jī)械加工的勞

16、動(dòng)量。與此同時(shí)恰當(dāng)?shù)拿鬟x用對(duì)部件成本、生產(chǎn)效率與機(jī)械生產(chǎn)工藝起著非常大的作用。綜上所述再結(jié)合圖紙所規(guī)定的尺寸毛坯尺寸選80X50mm的45鋼型材 如圖2.2.1所示工件毛坯圖2.2.22.3零件加工設(shè)備 機(jī)床的選?。?）確保被生產(chǎn)部件的技術(shù)要求，生產(chǎn)合格的零件。2）盡力減少加工成本。3）提升加工效率。因?yàn)槁?lián)軸器歸于回轉(zhuǎn)體，選取機(jī)床時(shí)應(yīng)該以數(shù)控車床為先。數(shù)控車床是現(xiàn)階段應(yīng)用最為普遍的數(shù)控機(jī)床之一。其通常適用于軸類部件或者盤類部件的內(nèi)外圓柱面、所有錐角的內(nèi)外圓錐面、復(fù)雜回轉(zhuǎn)內(nèi)外曲面和圓柱、圓錐螺紋等切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及鏜孔等。 參照上頭工件圖將部件形狀、粗糙度、尺寸及毛培類

17、別和材料等要素歸結(jié)在一起思考，選擇廣州數(shù)控GSK980TD臥式數(shù)控車床。第3章 確定定位基準(zhǔn)與零件的裝夾3.1定位基準(zhǔn)的概念與分類在確定工藝過(guò)程中，定位基準(zhǔn)的正確選擇對(duì)要加工的零件是否能達(dá)到所要求的尺寸精度與相互位置精度要求有很大的影響，因此經(jīng)緯基準(zhǔn)的正確選擇是一個(gè)十分重要的工藝問(wèn)題?；鶞?zhǔn)是工件上用來(lái)確定確定其他點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線面。按照不同的作用基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)兩大類設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是指在設(shè)計(jì)圖紙上所采用的基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)是指在實(shí)際加工過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)根據(jù)用處的迥異可區(qū)分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)。3.2定位基準(zhǔn)的選擇原理在選擇定位基準(zhǔn)

18、時(shí)需要格外的注意，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的不合理選擇，將直接影響到零件加工的形狀、尺寸、位置精度、生產(chǎn)效率等方面。定位基準(zhǔn)有分為粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮各加工表面有充足的余量，使得加工表面符合圖紙要求，并為接下來(lái)的后序工序提供精基準(zhǔn)，具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則：1）符合相互位置要求2）選用不加工表面為粗基準(zhǔn)3）合理分配各表面加工余量4）避免粗基準(zhǔn)的重復(fù)使用5）選用表面平整且加工面積較大的面作為粗基準(zhǔn)精基準(zhǔn)的選取重點(diǎn)應(yīng)思考在確保加工精確度的前提下仍需要裝夾便利牢靠、架構(gòu)簡(jiǎn)單。其選擇原則如下：1）基準(zhǔn)重合原則2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則3）自為基準(zhǔn)原則4）互為基準(zhǔn)原則5）便于裝夾原則3.3基準(zhǔn)的確定由于所加工

19、的零件為半軸器，所以根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則都選擇工件的中心軸線為定位基準(zhǔn)。3.4夾具的選擇為了確保工件加工精度，在使用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，必須使工件位于一個(gè)固定且合理的位置，然后將其固定住。這種定位與固定的過(guò)程稱為工件的裝夾。數(shù)控車床多用于加工端面、外圓面、圓錐面、螺紋等。根據(jù)這一特性可將車床夾具分為兩類：第一類是安裝在車床主軸上的夾具，這類夾具與車床主軸連接并帶動(dòng)工件隨主軸一起選擇；第二類是安裝在床身或滑軌上的夾具。1）三爪自定心卡盤是車床上使用最多的夾具。使用三爪自定心卡盤一般不需要對(duì)工件進(jìn)行找正，裝夾速度快、裝夾方便、應(yīng)用廣泛。但由于夾緊力較小，不適用于不規(guī)則外形工件的裝夾，常用于裝夾軸類、盤

20、套類工件。2）四爪單動(dòng)卡盤上的四個(gè)爪均可單獨(dú)移動(dòng)，在安裝工件時(shí)需要進(jìn)行找正，擁有較大的夾緊力，適用于不規(guī)則外形工件、非圓柱體等工件的加工。3）頂尖適用于長(zhǎng)度較長(zhǎng)、多工序的軸類零件加工，使用兩頂尖裝夾工件不需要找正切安裝精度高。4）心軸裝夾可分為圓錐心軸裝夾與圓柱心軸裝夾。其中圓錐心軸裝卸方便但不能承受較大切削力，多適用于精加工。圓柱心軸夾緊力大適用于粗加工。5）花盤與其他附件一起使用，適合外形不規(guī)則工件切需要仔細(xì)找正。經(jīng)過(guò)分析決定采用三爪卡盤對(duì)工件進(jìn)行裝夾，因?yàn)槿ψ远ㄐ目ūP裝夾工件一般情況下不需要對(duì)工件進(jìn)行找正，切裝夾速度快，常見。半軸器為一常見軸類零件，在進(jìn)行外圓與內(nèi)孔加工時(shí)均可采用三爪自

21、定心卡盤進(jìn)行裝夾。3.5裝夾方案在數(shù)控車床上對(duì)外圓與內(nèi)孔的加工均采用三爪自定心卡盤裝夾，夾住毛坯左端，加工出32x30mm的外圓與18內(nèi)孔。再掉頭加持以加工完成的32x30，加工70x12mm的外圓。凹槽的加工我們?cè)跀?shù)控銑床上進(jìn)行，同樣適用三爪卡盤進(jìn)行裝夾，加持以加工完成的32x30mm進(jìn)行凹槽的加工。第四章 加工工藝路線的確定4.1 加工方案的確定當(dāng)被加工零件需要保證一定的精度時(shí)，通常不可以僅以一道工序來(lái)達(dá)到加工零件的精度標(biāo)準(zhǔn)，使用多道工序來(lái)一步步達(dá)到被加工零件精度要求。通常情況下可分為4大加工夾斷。1）粗加工階段。該部分加工主要為去掉毛坯上較多的加工余量，快速加工出工件的形狀與輪廓。2）半

22、精加工階段。此階段介于粗加工與精加工之間，在完成一些次要表面加工的同時(shí)，留有一定加工余量，為后序的精加工做準(zhǔn)備。3）精加工階段。此階段加工余量下，主要是確保各加工表面達(dá)到圖紙上所要求的加工精度與表面粗糙度的要求。4）光整加工階段。此階段主要應(yīng)用于對(duì)工件表面粗糙度要求很小，尺寸精度要求很高的工件。終上所述為了在保證加工質(zhì)量、合理使用設(shè)備的情況下完成半軸器的加工可根據(jù)表4-1選擇工件的加工方案。加工方案表4-1序號(hào)加工方法加工精度表面粗糙度Ra/um適用范圍1粗車IT11IT1312.5-50適用于除淬火鋼以外的各種金屬2粗車、半精車IT8IT103.2-6.33粗車、半精車、精車IT7IT80.

23、8-1.64鉆孔IT11IT136.3-12.5除淬火鋼以外各種材料；毛坯用鑄孔或鍛出孔5鉆孔、半精鏜IT9IT106.3-12.56鉆孔、半精鏜、精鏜IT7IT80.8-1.67粗銑IT11IT135-20適用于除淬火鋼以外的各種金屬8粗銑、半精銑IT8IT112.5-10 9粗銑、半精銑、精銑IT6IT80.63-1.6從上表可知：選擇粗車、半精車及精車的方式對(duì)70mm與32mm的外圓進(jìn)行車削。選擇鉆孔、半精鏜與精鏜的加工方式在對(duì)17mm的內(nèi)孔孔徑進(jìn)行加工。選擇粗銑、半精銑與精銑的銑削方式進(jìn)行凹槽加工。4.2 安排與確定加工工序1零件的加工工序的設(shè)計(jì)需要按照：先加工基準(zhǔn)面，先粗加工再精加工

24、，先加工主要部位，后加工次要部位，先加工面后加工孔的原則進(jìn)行。2熱處理加工的工序安排主要分為兩大類：預(yù)備熱處理與最終熱處理。3輔助工序的設(shè)計(jì)基本有以下幾項(xiàng)：去毛刺、表面處理、倒角、倒棱邊、檢驗(yàn)、防銹、清洗等。由于數(shù)控機(jī)械加工主要應(yīng)用于各種復(fù)雜形狀工件的加工，且毛坯材料多種多樣、生產(chǎn)數(shù)量不唯一等原因，對(duì)于制定實(shí)際零件加工工序時(shí)，需要按照實(shí)際零件情況進(jìn)行分析，靈活設(shè)計(jì)。如此方可使加工效率最大化，收益最高。所以在本次對(duì)半軸器的加工過(guò)程中我們以基準(zhǔn)先行、先粗后精、先主后次、先面后孔的原則進(jìn)行工件的加工。4.3工序的劃分工序劃分存在2類不一樣原則，一類為工序集中制，再是工序分散制。工序集中制主要是保證工

25、件在幾道工序中就可以加工完成，使得加工總工序變少。在一般的數(shù)控生產(chǎn)加工中均采用工序集中原則來(lái)劃分工序，且此方法對(duì)操作者本人要求較高，其特點(diǎn)如下：在生產(chǎn)加工中盡可能完成零件的多個(gè)表面加工在一次安裝中，這樣工件的相互位置精度可得到有效的保證，同時(shí)也減少了工人的操作時(shí)間，縮短生產(chǎn)周期。2）工序集中可以使生產(chǎn)零件的機(jī)床總數(shù)減少，同時(shí)減少工人，節(jié)省車間面積，降低生產(chǎn)成本簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程。3）由于采用工序集中的生產(chǎn)加工多采用具有高效率的數(shù)控機(jī)床、高度自動(dòng)化的生產(chǎn)線，從而使得生產(chǎn)效率得到提高。4）由于采用專業(yè)設(shè)備，使得初始投資變大，調(diào)試與維修復(fù)雜，從而使得在加工前的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作變大。工序分散的原則是采用把部件的

26、加工分配至不同工序內(nèi)多次加工，讓所有工序的去除部分很少，此方法對(duì)操作者水平要求較低，其特點(diǎn)如下：1）機(jī)床設(shè)備的工藝裝置簡(jiǎn)單，易于工人的調(diào)整與維修，從而降低生產(chǎn)準(zhǔn)備工作所需要的時(shí)間。2）有利于采用最合理的切削用量，減少加工基本時(shí)間。3）由于工序分散所以需要更多的設(shè)備對(duì)同一工件進(jìn)行加工，使得機(jī)加工人員增多，提高人工成本。綜上所述考慮到本次加工的工件是個(gè)半軸器工件所以我們采用工序集中的原則對(duì)工件進(jìn)行工序劃分，具體安排如下：1）夾持工件毛坯一端，先加工32x30mm的外圓作為第一道工序。2）夾持以加工完成的32x30mm外圓，加工70x12mm的外圓與18mm的通孔為第二道工序。3）夾持工件32x30

27、mm的外圓，加工寬20mm的凹槽為第三道工序。4）第4道工序是對(duì)零件做熱處理。4.4加工路線的確定對(duì)于數(shù)控機(jī)械加工環(huán)節(jié)，加工路線的長(zhǎng)短直接影響到工件的生產(chǎn)效率與零件表面質(zhì)量，除此之外還應(yīng)考慮零件加工數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單、走刀路線盡量短、提高效率等。由于精加工加工路線都是圍繞形狀以基本完成的工件進(jìn)行，所以確定加工路線的確定主要是對(duì)粗加工的路線進(jìn)行，具體操作規(guī)劃如下：1）準(zhǔn)備圓棒毛坯料，尺寸為80x45mm。2）將圓棒料一端夾緊，進(jìn)行端面加工，車削32x30mm的外圓。3）掉頭夾持已加工的32mm外圓，加工70x12mm的外圓，鉆孔，鏜孔。4）在銑床上進(jìn)行20mm凹槽的加工。5）熱處理與已完成工件的檢驗(yàn)。

28、4.5加工余量的確定加工表面被切除的金屬層厚度被稱為加工余量，要確定加工余量主要采用3種方式：查表修正法、經(jīng)驗(yàn)估值法、分析計(jì)算法。本文加工中選擇分析計(jì)算法進(jìn)行加工余量的運(yùn)算，具體數(shù)值請(qǐng)看以下分析：1.車削：端面進(jìn)行余量3.8mm粗加工，端面進(jìn)行余量0.2mm精加工，車削總余量4mm。2.車削：32x30mm外圓粗加工，選擇47.5mm的余量，外圓進(jìn)行精加工，車削余量0.5mm，車削總余量48mm。3.車削：加工另外一端，72x12mm端面進(jìn)行余量3.8mm的粗加工，端面進(jìn)行余量0.2mm的精加工，總車削余量4mm。4. 車削：70x12mm的外圓進(jìn)行粗車，車削余量9.5mm，70x12mm的外

29、圓進(jìn)行精加工，車削余量0.5mm，車削總余量2.5mm。5.鉆孔16mm通孔，精鏜18通孔，總加工余量2mm。6.銑削：對(duì)凹槽粗加工，尺寸寬20mm深5mm，余量4.5mm底面銑削，余量19.5mm側(cè)面銑削，凹槽的精加工，余量0.5mm槽底銑削，余量0.5mm側(cè)面銑削，銑削總余量側(cè)面20mm底面5mm。5 量具、刀具及切削用量的選擇5.1量具的選擇對(duì)于小批量的單件的在數(shù)控加工制造中，通常選擇通用測(cè)量工具，如百分尺、標(biāo)尺、游標(biāo)卡尺等。對(duì)于工件的大批量制造中，則應(yīng)采用各種量規(guī)和更高效的專用檢具與量?jī)x等。5.2刀具的選擇原則加工工具的選用需要按照機(jī)床加工水平、切削力、零件的表面粗糙度要求、數(shù)控加工工

30、序、零件材料性能等條件合理選取刀具與刀柄。選取應(yīng)符合安裝調(diào)整方便、安全、經(jīng)濟(jì)、合適、剛性好的主要原則。在選取刀具的之后，亦需要顧及工具在夾持與安裝調(diào)試的方便、伸展度剛性好、精度高耐用好。在保證加工標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，讓刀具探出的長(zhǎng)度盡量短，進(jìn)而讓刀具的使用剛性得到提高。5.2.1數(shù)控加工刀具要求與非數(shù)控機(jī)床比較，數(shù)控加工對(duì)刀的要求更高，不僅需要達(dá)到高精度，剛性好要求，同時(shí)亦需要保證尺寸平穩(wěn)、耐磨、排屑與排屑能力高，還需要裝配調(diào)整便捷，能夠讓數(shù)控機(jī)床的完成高效率加工。5.2.2 刀具的材料數(shù)控機(jī)床刀具按照刀具自身制造所選擇的原材料能夠分為下列幾種：陶瓷、高速鋼、聚晶金剛石、立方氮化、硬質(zhì)合金。對(duì)于目前

31、的工廠生產(chǎn)制造中數(shù)控機(jī)床選擇的最多最廣泛的材質(zhì)為硬質(zhì)合金材料。該種刀具的刀片因?yàn)樗膬?yōu)良的加工性能，被廣泛應(yīng)用于在各大工廠的數(shù)控車床加工中。高速鋼一般為型坯原料，韌性好于硬質(zhì)合金材料，可是耐磨性和硬度及紅硬性上比低于硬質(zhì)合金，對(duì)于硬度較高的材料的加工不是很適合，并且對(duì)高速加工也不適合。因此對(duì)于零件鏜孔、凹槽、外圓的加工時(shí)選擇硬質(zhì)合金材料刀具，在孔的加工中選擇高速鋼材料刀具。5.2.3刀具的幾何角度選擇按照機(jī)械切削工藝參數(shù)速查手冊(cè)中所提供的數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn)，就的毛坯型材而言，和所要加工的工件外形所選刀具如表5.2.3數(shù)控加工刀具卡片表 表5.2.2產(chǎn)品名稱或代號(hào)十字滑塊聯(lián)軸器零件名稱半軸器零件圖號(hào)序

32、號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01硬質(zhì)合金端面車刀：45°1端面加工手動(dòng)2T02菱形外圓車刀90°1工件左端外圓粗加工自動(dòng)3T03菱形外圓車刀55°1工件左端外圓精加工自動(dòng)4T04中心鉆 A31中心鉆孔自動(dòng)5T05鉆頭161通孔加工自動(dòng)6T06鏜孔刀1內(nèi)孔精加工自動(dòng)7T07鍵槽銑刀6mm1槽加工自動(dòng)編制審核批準(zhǔn)共 1頁(yè)第1頁(yè)5.3 切削用量的選擇切削用量包括切削速度、進(jìn)給量及被吃刀量。切削用量的正確設(shè)定對(duì)于是否可以完美施展機(jī)床性能和刀具加工性能，降低成本，提高質(zhì)量，提高產(chǎn)量與安全生產(chǎn)具有關(guān)鍵的作用。關(guān)于加工進(jìn)給量的設(shè)置存在一項(xiàng)總的規(guī)則：一是最大程度挑選大

33、的背吃刀量，二是，設(shè)置最多的單次加工量，三是，設(shè)置最快的切削速度。因此加工用量的設(shè)置需要在滿足工件精度與表面粗糙度的要求下，完美施展刀具的加工性能，并且確保刀具使用壽命。加工用量最后的設(shè)置亦需顧及別的某些條件，最終方獲取合適的方案。主軸轉(zhuǎn)速和切削速度的設(shè)置大家通過(guò)切削速度的運(yùn)算公式：v=dn/1000，中能夠得到v相對(duì)的加工速度（m/min）；n為其主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度（r/min）；d為該刀具或工件的尺寸（mm）。通過(guò)這一公式能夠發(fā)現(xiàn)加工速度是根據(jù)工件（或刀具）尺寸與機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速來(lái)求得的。所以根據(jù)公式與計(jì)算可以得出在粗車兩端外圓時(shí)切削速度為150m/min，主軸轉(zhuǎn)速為700r/min。在精加工兩端表

34、面時(shí)切削速度為110m/min，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min。鉆孔與鏜孔是切削速度為150m/min，主軸轉(zhuǎn)速為2600r/min。進(jìn)給量的確定進(jìn)給量指主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)一圈或每一行程時(shí)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量，單位是mm/r或mm/次。其的速度求解運(yùn)算公式是：Vf=nf，該式中f表示刀具的進(jìn)給量（mm/r），n表示機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)速度（r/min）。在粗加工與精加工中對(duì)于進(jìn)給量設(shè)定有所不同，對(duì)于粗加工，進(jìn)給量設(shè)定主要按照機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度、刀具的強(qiáng)度與剛度、被加工零件的剛性硬度等。對(duì)于精與半精加工而言，進(jìn)給量設(shè)定需要根據(jù)加工的精度與工件表面粗糙度要求來(lái)設(shè)定。在具體的加工制造中，進(jìn)給量的設(shè)

35、定通常按照操作師傅的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)定。對(duì)于粗加工而言，背吃刀量能夠按照表5.3.1來(lái)設(shè)定。硬質(zhì)合金車刀粗加工進(jìn)給量參考值 表5.3.1工件材料車刀刀桿尺寸工件直徑mm背吃刀量a/mm33-55-88-1212進(jìn)給量 mm/r碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、耐熱鋼16x25200.3-0.4400.4-0.50.3-0.4600.6-0.70.4-0.60.3-0.51000.8-1.00.5-0.70.5-0.60.4-0.54001.2-1.40.7-1.00.6-0.80.5-0.620x3025x25200.3-0.4400.4-0.50.3-0.4600.6-0.70.5-0.70.4-0.6100

36、0.8-1.00.7-0.90.5-0.70.5-0.74001.2-1.41.0-1.20.8-1.00.6-0.90.4-0.6在精加工或半精加工時(shí)進(jìn)給量的選擇應(yīng)考慮到零件表面粗糙度、切削速度與刀尖圓弧半徑等因素進(jìn)行考慮，可參考表5.3.2。按表面粗糙度選擇進(jìn)給量的參考值表5.3.2工件材料表面粗糙度um切削速度范圍m/min刀尖圓弧半徑r/mm0.51.02.0進(jìn)給量mm/r鑄鐵、青銅、鋁合金Ra6.3不限0.25-0.400.40-0.500.50-0.60Ra3.20.15-0.250.25-0.400.40-0.60Ra1.60.10-0.150.15-0.200.20-0.35碳

37、鋼及合金鋼Ra6.3500.30-0.500.45-0.600.55-0.70500.40-0.550.55-0.650.65-0.70Ra3.2500.18-0.250.25-0.300.30-0.40500.25-0.300.30-0.350.35-0.50Ra1.6500.100.11-0.150.15-0.2250-1000.11-0.160.16-0.250.25-0.351000.16-0.200.20-0.250.25-0.35表5.3.2（續(xù)）從上面兩表中我們可以知： 以0.7mm/r進(jìn)給量進(jìn)行端面粗車，以0.25mm/r進(jìn)給量進(jìn)行端面精車。以0.5mm/r進(jìn)給量進(jìn)行32外圓的

38、粗車，0.3mm/r進(jìn)給量進(jìn)行32mm外圓精車。以0.7mm/r進(jìn)給量進(jìn)行外圓70粗車，以0.55mm/r進(jìn)給量進(jìn)行外圓70mm精車。以0.1mm/r進(jìn)給量進(jìn)行鏜孔和鉆孔。3.背吃刀量的確定在生產(chǎn)中對(duì)于加工背吃刀量確定我們需要注意，切削加工過(guò)程中一般有粗加工、半精加工、精加工三道工序。在粗加工時(shí)，在條件允許的情況下，一次走刀盡可能切除多的余量，但加工余量過(guò)大也可能造成機(jī)床抖動(dòng)，刀具損壞等問(wèn)題，嚴(yán)重影響到加工工件的加工質(zhì)量。所以在本次半軸器的加工中，考慮到數(shù)控機(jī)床的實(shí)際性能與刀具的強(qiáng)度，在加工時(shí)背吃刀量不易取太大，這樣對(duì)數(shù)控機(jī)床與刀具本身都可以起到一個(gè)有效的保護(hù)。綜上所述最終本次加工的背吃刀量設(shè)

39、定依次為：設(shè)定每刀背吃刀量為1.0mm進(jìn)行端面粗車設(shè)定每刀背吃刀量為0.2mm進(jìn)行端面精車設(shè)定每刀背吃刀量為3.0mm進(jìn)行外圓粗車設(shè)定每刀背吃刀量為0.2mm進(jìn)行外圓精車設(shè)定每刀背吃刀量為0.5mm進(jìn)行精鏜孔5.4 銑削用量的選擇在進(jìn)行工件的銑削加工時(shí)，往往有四個(gè)銑削要素需要我們考慮，第一個(gè)是銑削速度Vc、進(jìn)給量f、銑削深度ap、銑削寬度ac。在工件的銑削加工過(guò)程中不同的刀具材料與刀具情況下需要對(duì)銑削要素進(jìn)行具體分析。1） 銑削速度Vc：是刀具切削刃上的某一點(diǎn)以待加工表面為基準(zhǔn)在主運(yùn)動(dòng)方向上的即時(shí)速度，單位為m/min。2） f為進(jìn)給量：加工零件以銑刀為基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的路程。存在3類表達(dá)方式：1.

40、f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：當(dāng)銑刀每運(yùn)動(dòng)一圈時(shí)，工件相對(duì)于刀具的相對(duì)位移量，單位是mm/r。2. af每齒進(jìn)給量：當(dāng)銑刀每旋轉(zhuǎn)1齒時(shí)，工件與銑刀沿進(jìn)給路徑的相對(duì)移動(dòng)量，單位是mm/z。3. vf進(jìn)給速度：工件單位時(shí)間內(nèi)同銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)移動(dòng)距離，單位為mm/min。3） 銑削深度ap是指與銑刀軸線方向平行的測(cè)量的加工深度尺寸，單位為mm。4） ac銑削寬度為與銑刀軸線垂直同時(shí)與工件進(jìn)給方向垂直的測(cè)量的加工程度尺寸，單位是mm。切削用量包含背吃刀量、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度等。加工方式的區(qū)別，造成的切削用量的區(qū)別。因此在凹槽加工時(shí)應(yīng)該按照銑刀種類、彼此間銑削寬度來(lái)設(shè)定進(jìn)給量，如表5.4.1銑削加工進(jìn)給量推薦

41、表 5.4.1銑刀類型銑刀直徑d/mm銑削寬度mm1-35812每齒進(jìn)給量mm/z帶整體刀頭的立銑刀10-1214-1618-220.03-0.0250.06-0.040.08-0.05-0.04-0.030.06-0.04-0.04-0.03-螺旋行刀片的立銑刀20-2530-4050-600.12-0.070.18-0.100.20-0.100.10-0.050.12-0.080.16-0.100.10-0.030.10-0.060.12-0.030.08-0.050.10-0.050.12-0.06查表可知，進(jìn)給量f取0.03-0.025mm/z之間，背吃刀量取1mm左右。銑削加工時(shí)的銑削速度