軸類零件的加工與編程數(shù)控加工

1、.軸類零件的加工與編程姓 名：唐加慶學(xué) 校：山東技師學(xué)院班 級：技師數(shù)控093 專 業(yè)：數(shù)控加工與編程目 錄第1章 零件的圖樣分析1.1 零件的尺寸要求1.2 零件的圖樣分析1.2.1 零件的形狀及主要加工表面的尺寸1.2.2 零件的尺寸公差分析1.2.3 零件的形位公差分析1.2.4 零件表面粗糙度分析1.2.5 零件的設(shè)計基準第2章 毛坯的選擇2.1 毛坯種類確定2.2 材料的選擇2.3 毛坯尺寸及形狀選擇第3章 機床的選擇3.1 數(shù)控車床的選擇3.2 數(shù)控銑床的選擇3.3 線切割機第4章 確定定位基準4.1 定位基準4.2 精基準與粗基準的選擇原則4.3 基準的確定擇第5章 確定裝夾方案

2、5.1 夾具的選5.2 裝夾方案第6章 量具、刀具的選擇6.1 量具的選擇6.2 刀具的選擇6.2.1 刀具選擇原則6.2.2 數(shù)控加工刀具的要求6.2.3 刀具的材料6.2.4 刀具的幾何角度的選擇第7章 加工工藝路線的確定7.1 加工方案的選擇7.2 工序的安排及確定7.3 工序的劃分7.4 加工路線的確定7.5 工序加工余量的確定第8章 切削用量的確定8.1 車削切削用量的確定8.2 銑削切削用量的確定8.2.1 銑削用量8.2.2 切削用量的選擇原則8.2.3 切削用量的確定第9章 典型軸類的加工9.1 軸類零件加工工藝分析9.2 典型軸類零件加工工藝 9.3 加工坐標系的設(shè)置 9.4

3、 手工編程*;緒 論第1章 零件的圖樣分析1.1 零件的尺寸要求該零件是半軸器，為典型的軸類零件，尺寸要求如圖1-1所示：圖1-1 技術(shù)要求：1.去毛刺倒角，未注倒角1×45°2.熱處理正火H1802003.凹臺兩側(cè)面高頻淬火，HRC4550，層深1.52mm1.2 零件的圖樣分析1.2.1 零件的形狀及主要加工表面的尺寸該零件由外圓、內(nèi)孔、凹槽和鍵槽四部分組成，零件的外形尺寸為70×42mm，外圓尺寸為70×12mm和32×30mm，內(nèi)孔為18的通孔，鍵槽寬度為8mm，寬10mm深8mm的凹槽。倒角分別有2×45°、R3和

4、R0.5，其他倒角均1×45°。1.2.2 零件的尺寸公差分析根據(jù)圖1-1可知該零件的尺寸公差，凹槽寬度10mm上偏差為+0.023，下偏差為-0.018，深度8mm上偏差為+0.1，下偏差為0，寬8mm的鍵槽公差為±0.1。未注尺寸公差的線性尺寸和角度尺寸可按GB/T1804-2000查表，長30mm的公差為±0.15，長12mm的公差為±0.1，R3的公差為±0.2，高20mm的公差為±0.1。軸孔的極限偏差可按GB/T1800.4-1999查得，70、32的外圓公差為±0.1，18的通孔公差為±0.

5、1。1.2.3 零件的形位公差分析零件的形位公差：該半軸器以A為基準，凹槽相對于基準A的對稱度為0.025，平行度為0.025，左端面相對于基準A的圓跳度為0.025。1.2.4 零件表面粗糙度分析表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇數(shù)控車床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。從零件圖樣可知：鍵槽側(cè)面、凹槽側(cè)面和左端面的表面粗糙度為Ra3.2um，孔的表面粗糙度為Ra1.6um，零件其他部位的表面粗糙度都為Ra6.3um。1.2.5 零件的設(shè)計基準該零件18內(nèi)孔中心線是各外圓設(shè)計基準，也是圓柱面的跳動誤差的設(shè)計基準，還是鍵槽平行度和對稱的的設(shè)計基準。第2章 毛坯的選擇2.1 毛坯種

6、類確定常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。（1）鑄件：適用于形狀復(fù)雜的毛坯，薄壁零件不可用砂型鑄造，尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造，中、小型零件可用較先進的鑄造方法。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等有色金屬。（2）鍛件：適用于零件強度較高、形狀較簡單的零件。（3）型材：型材有熱軋和冷軋兩種。熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷軋型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動機床加工。（4）焊接件：是根據(jù)需要將型材或鋼板等焊接而成的毛坯件，對于大件來說，焊接件簡單、方便，但焊接后變形大，需經(jīng)時效處理。（5）冷沖壓件：可以非常接近成品要

7、求，在小型機械、儀表、輕工電子產(chǎn)品方面應(yīng)用廣泛。但因沖壓模具昂貴僅用于大批大量生產(chǎn)。適用于形狀復(fù)雜的板料零件，多用于中、小尺寸零件的大批量生產(chǎn)。由于半軸器為軸類零件，尺寸較小，我們可以選用型材中的型材作為毛坯。2.2 材料的選擇選用材料的原則：在滿足零件功能的前提下，應(yīng)選用廉價、切削性能好的材料；而且不要輕易選用貴重和緊缺的材料。45鋼屬于中碳鋼，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的強度是61，HRC(洛氏硬度)4855，含碳量0.420.52%，含硅量0.170.37%，含錳量0.500.80%，含鉻量0.25%。45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得

8、較高的強度和韌性等綜合機械性能，該零件是用于配合件中的零件，所以要求該零件的材料具有一定的硬度、強度和韌性，因此選用45鋼作為毛坯材料。2.3 毛坯尺寸及形狀選擇選擇毛坯形狀和尺寸總的要求是：減少“肥頭大耳”，實現(xiàn)少屑或無屑加工。毛坯形狀要力求接近成品形狀，減少機械加工的勞動量。在采用數(shù)控加工時其加工表面應(yīng)有較充分的余量，根據(jù)圖紙所規(guī)定的尺寸，毛坯尺寸選80×50mm最佳。綜上所述：半軸器的毛坯為80×50mm的45鋼型材。如圖2-1示：圖2-1第3章 機床的選擇從零件圖看來，加工此零件外圓，內(nèi)孔可用數(shù)控車床完成。加工凹槽和鍵槽需要用數(shù)控銑床或線切割機完成。在選擇機床時主要

9、考慮以下因素：（1）機床規(guī)格應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng)，即大件用大機床，小件用小機床。（2）機床精度應(yīng)與工件加工精度要求相適應(yīng)。機床精度過低，不能保證加工精度；機床精度過高，又會增加工件的制造成本，應(yīng)根據(jù)工件的精度要求合理選擇。（3）機床的生產(chǎn)效率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。單件小批生產(chǎn)用通用設(shè)備或數(shù)控機床，大批大量生產(chǎn)應(yīng)選高效專用設(shè)備。（4）與現(xiàn)有的條件相適應(yīng)。要根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備及設(shè)備負荷狀況、外協(xié)條件等確定機床，避免“閉門造車”。3.1 數(shù)控車床的選擇數(shù)控車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、

10、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床?？ūP式數(shù)控車床，這類車床沒有尾座，適合車削盤類(含短軸類)零件。臥式數(shù)控車床又分為數(shù)控水平導(dǎo)軌臥式車床和數(shù)控傾斜導(dǎo)軌臥式車床。其傾斜導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可以使車床具有更大的剛性，并易于排除切屑。夾緊方式多為電動或液動控制，卡盤結(jié)構(gòu)多具有可調(diào)卡爪或不淬火卡爪(即軟卡爪)。根據(jù)該零件圖樣可知，該半軸器尺寸較小，選用CK6140進行外圓及內(nèi)孔的加工。其主要參數(shù)如下：車床上的最大回轉(zhuǎn)直徑：400mm最大車削直徑：240mm最大工件長度：1000mm主軸轉(zhuǎn)速：36-2000 r/min套筒直徑: 55mm套筒行程(手動): 120mm刀位數(shù):4

11、X向行程: 200mmZ向行程：800mm3.2 數(shù)控銑床的選擇銑床主要分為普通數(shù)控銑床和加工中心。普通數(shù)控銑床中最典型的是立式數(shù)控銑床。主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)，主軸箱可上下移動，工作臺可沿橫向和縱向移動。具有三軸聯(lián)動的功能，用于各類復(fù)雜的平面、曲面和殼體類零件的加工，如各種模具、樣板、凸輪和連桿等。該零件在銑床上加工的結(jié)構(gòu)相對簡單（寬10深8的凹槽），可以直接選用KV650（FANUC Oi系列）型立式數(shù)控銑床進行加工。，其主要參數(shù)如下：工作臺面積：405×1370mm；工作臺縱向行程：650mm；工作臺橫向行程：450mm；主軸箱垂直向行程：500mm；轉(zhuǎn)速范圍：60-6000r/mi

12、n；進給速度：5-8000mm/min；快速移動速度：10000mm/min。3.3 線切割機線切割機用于加工金屬等導(dǎo)電材料，半軸器的材料為45鋼，滿足其要求。鍵槽的倒角為直角，線切割機可以滿足其形狀的要求，而鍵槽的側(cè)邊表面粗糙度要求不高（Ra3.2），線切割機可以滿足。綜上所述，可以選用線切割機加工半軸器的鍵槽。通過以上分析，可知加工半軸器的外圓及內(nèi)孔時，選用CK6140數(shù)控機床，加工凹槽時，選用KV650（FANUC Oi系列）型立式數(shù)控銑床，加工鍵槽時，選用線切割機進行加工。第4章 確定定位基準4.1 定位基準在制訂工藝規(guī)程時，定位基準選擇的正確與否，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精

13、度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當用夾具安裝工件時，定位基準的選擇還會影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因此，定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題?；鶞适橇慵嫌脕泶_定其他點、線、面位置所依據(jù)的那些點、線、面。按其功用不同，基準可分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。1）設(shè)計基準設(shè)計基準是在零件圖上所采用的基準。它是標注設(shè)計尺寸的起點。2）工藝基準工藝基準是在工藝過程中所使用的基準。工藝過程是一個復(fù)雜的過程，按用途不同工藝基準又可分為定位基準、工序基準、測量基準和裝配基準。4.2 精基準與粗基準的選擇原則選擇定位基準時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準的選擇應(yīng)先選擇精基準，

14、再選擇粗基準。選擇精基準時，主要考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠，其選擇原則如下：（1）基準重合原則（2）基準統(tǒng)一原則（3）自為基準原則（4）互為基準原則（5）便于裝夾原則選擇粗基準時，主要要求保證各加工面又足夠的余量，使加工面與不加工面的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面，具體選擇時應(yīng)考慮下列原則：（1）選擇重要表面為粗基準。（2）選擇不加工表面為粗基準。（3）選擇加工余量最小的表面為粗基準。（4）選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準。（5）粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。半軸器的精基準可選用零件圖的設(shè)計基準，即該零件的中心軸線，而粗基也則可選用該零件的中心軸線。4.

15、3 基準的確定車32×30mm的外圓，根據(jù)基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線為定位基準。鉆中心孔A3所需要的定位基準為外表面與中心軸線。鉆16mm的通孔，根據(jù)基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線為定位基準。鏜孔，孔為18mm的通孔，根據(jù)基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線為定位基準。車70×12mm的外圓，根據(jù)基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線為定位基準。銑寬10mm深8mm的凹槽，根據(jù)基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線為定位基準。加工寬8mm的鍵槽，根據(jù)基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線為定位基準。第5章 確定裝夾方案5.1 夾具的選擇為保證加工精度，在數(shù)控機床上加工零件時，必須先使工件在機床上占據(jù)一個正確的位置，即定位，然后將其夾緊

16、。這種定位與夾緊的過程稱為工件的裝夾。用于裝夾工件的工藝裝備就是機床夾具。車床主要用于加工內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋及端平面等。上述各表面都是繞車床主軸軸心的旋轉(zhuǎn)而形成的，根據(jù)這一加工特點和夾具在車床上安裝的位置，將車床夾具分為兩種基本類型：一類是安裝在車床主軸上的夾具，這類夾具和車床主軸相連接并帶動工件一起隨主軸旋轉(zhuǎn)，除了三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、頂尖等通用夾具或其他機床附件外，往往根據(jù)加工的需要設(shè)計出各種心軸或其他專用夾具；另一類是安裝在滑板或床身上的夾具。（1）三爪自定心卡盤是車床上最常用的自定心夾具。它夾持工件一般不需要找正，裝夾速度較快，是一種常用的自動定心夾具，裝夾方

17、便，應(yīng)用較廣，但它夾緊力較小，不便于夾持外形不規(guī)則的工件，一般適用于裝夾軸類、盤套類零件。（2）四爪單動卡盤其四個爪都可單獨移動，安裝工件時需找正，夾緊力大，適用于外形不規(guī)則、非圓柱體、偏心、有孔距要求（孔距不能太大）及位置與尺寸精度要求高的零件。（3）花盤與其他車床附件一起使用，適用于外形不規(guī)則、偏心及需要端面定位夾緊的工件。（4）心軸常用心軸有圓柱心軸、圓錐心軸和共花鍵心軸。圓柱心軸主要用于套筒和盤類零件的裝夾；圓錐心軸（小錐度心軸）的定心精度高，但工件的軸向位移誤差加大，多用于以孔為定位基準的工件；花鍵心軸用于以花鍵定位的工件。由于三爪自定心卡盤夾持工件一般不需要找正，裝夾速度較快，是一

18、種常用的自動定心夾具，可用于裝夾軸類、盤套類零件。而半軸器是一個典型的軸類零件，因此在加工外圓及內(nèi)孔時，可采用三爪自定心卡盤進行裝夾。銑床通常使用的是平口鉗進行夾緊定位，但該零件是典型的軸類零件，使用平口鉗不能準確的進行裝夾定位和對刀，對加工的精度有所影響，所以選用三爪卡盤對其進行定位夾緊。線切割機一般采用壓板和平口虎鉗對零件進行裝夾定位，由于該零件為軸類零件，用平口虎鉗進行裝夾不能準確的定位裝夾，而壓板可以將該工件壓緊，限制工件的自由度，所以使用壓板對其進行裝夾定位。5.2 裝夾方案在數(shù)控車床上加工外圓及內(nèi)孔是采用三爪自定心卡盤進行裝夾，夾持毛坯的左端，以左端圓柱面定位裝夾，如圖5-1，加工

19、32×30mm的外圓和18的內(nèi)孔。圖5-1掉頭裝夾，夾持已加工的32×30mm的外圓，如圖5-2，加工70×12mm的外圓。圖5-2在數(shù)控銑床上加工凹槽時，如圖5-3，同樣采用三爪卡盤進行裝夾，夾持工件的小端（32×30mm）進行加工凹槽。圖5-3在線切割機上加工鍵槽時，如圖5-4，采用壓板對其進行裝夾定位。圖5-4第6章 量具、刀具的選擇6.1 量具的選擇數(shù)控加工主要用于單件小批生產(chǎn)，一般采用通用量具，如游標卡尺、百分表等。對于成批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)中部分數(shù)控工序，應(yīng)采用各種量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用檢具與量儀等。量具精度必須與加工精度相適應(yīng)。由圖1-1

20、可知：測量零件總長、凹槽寬度及鍵槽寬度時需用游標卡尺規(guī)格為0150mm，測量外圓直徑時需用外徑游標卡尺規(guī)格為0150mm，測量內(nèi)孔直徑時需用內(nèi)徑游標卡尺規(guī)格為0150mm。各處的倒角需用萬能角度尺測量。6.2 刀具的選擇6.2.1 刀具選擇原則選擇刀具應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：適用、安全、經(jīng)濟。選擇刀具時還要考慮安裝調(diào)整方便、剛性伸長度盡可能好、耐用度和精度高等因素。在滿足加工要求的前提下，使刀具的懸出長度盡可能短，以提高刀具系統(tǒng)剛性。6.2.2 數(shù)控加工刀具的要求與普通機床相比，數(shù)控加工時對刀具提出了更高的

21、要求，不僅要求剛性好、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，滿足數(shù)控機床的高效率。6.2.3 刀具的材料數(shù)控機床刀具從制造所采用的材料上可以分為：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具，立方氮化刀具，聚晶金剛石刀具。目前數(shù)控機床用得最普遍的刀具是硬質(zhì)合金刀具。硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進行高速切削。所以在加工零件外圓、鏜孔、凹槽及鍵槽選用硬質(zhì)合金刀片，在鉆孔時選用高速鋼進行切削。6.2.4 刀具的幾何角度的選擇根據(jù)機械切削工藝參數(shù)

22、速查手冊車刀的幾何參數(shù)可知，對于毛坯為45鋼來講，硬質(zhì)合金車刀的前角應(yīng)在1015°，后角在68°。由于車削的是階梯軸，因此主偏角應(yīng)在9093°之間。副偏角的選擇取決于粗、精車加工，粗車時選用副偏角在1015°之間，精車時選用510°之間的。刃傾角的選擇取決于毛坯材料和粗精車加工，毛坯件為45鋼，粗車時刃傾角在0-5°，精車時刃傾角在05°。倒棱角及倒棱寬度由刀具材料決定，硬質(zhì)合金鋼的倒棱角為05°，倒棱寬度為（0.81.0）f。根據(jù)機械切削工藝參數(shù)速查手冊銑刀的幾何參數(shù)可知，對于刀具為硬質(zhì)合金鋼，材料為45鋼來說，

23、可選用前角+5°，后角17°，副后角6°，過渡刃后角17°，螺旋角2240°，副偏角34°的立銑刀。表6-1刀具卡產(chǎn)品名稱或代號十字滑塊聯(lián)軸器零件名稱半軸器零件圖號01序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T0190°外圓車刀1粗精車外圓及端面硬質(zhì)合金2T02A3中心鉆1打中心孔高速鋼3T0316鉆頭1鉆通孔高速鋼4T04鏜孔刀1精鏜內(nèi)孔硬質(zhì)合金5T056立銑刀1銑鍵凹槽硬質(zhì)合金編制周樂媛審核魯淑葉2010年11月18日共1頁第1頁第7章 加工工藝路線的確定7.1 加工方案的選擇當零件的加工質(zhì)量要求較高時，往往不可能用一道

24、工序來滿足其要求，而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質(zhì)量。為保證加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力，零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同，可分為粗加工、半精加工、精加工和光整加工四個階段。（1）粗加工階段 其任務(wù)是切除毛坯上大部分多余的金屬，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，其主要目標是提高生產(chǎn)率。（2）半精加工階段 其任務(wù)是使主要表面達到一定的精度，留有一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備。并可完成一些次要表面加工。（3）精加工階段 其任務(wù)是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙要求。主要目標是全面保證加工質(zhì)量。劃分加工階段的目的在于以下幾個方面：保證加工質(zhì)量、合理使用設(shè)備、便于及

25、時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷、便于安排熱處理工序。由圖可知零件圖對加工精度和表面粗糙度的要求，可根據(jù)表7-1，選擇加工的方案。表7-1加工方法加工精度表面粗糙度粗車IT1013Ra1080um粗車、半精車IT811Ra2.512.5um粗車、半精車、精車IT79Ra1.255um鉆孔IT1013Ra580um鉆孔、半精鏜IT11、JT12Ra2.510um鉆孔、半精鏜、精鏜IT79Ra0.635um粗銑IT1113Ra520um粗銑、半精銑IT811Ra2.510um粗銑、半精銑、精銑IT68Ra0.635um由表可知：加工70mm、32mm外圓選用粗車半精車精車加工17mm內(nèi)孔時選用鉆半精鏜精鏜銑凹槽時選

26、用粗銑半精銑精銑的方式進行加工。7.2 工序的安排及確定1.切削加工工序通常按以下原則安排順序：基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔。2.輔助工序主要包括：檢驗、清洗、去毛刺、去磁、倒棱邊、涂防銹油和平衡等。3.數(shù)控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如銜接不好就容易產(chǎn)生矛盾，因此要解決好數(shù)控工序與非數(shù)控工序之間的銜接問題。在數(shù)控機床加工過程中，由于加工對象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工順序時，應(yīng)該進行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理。只有這樣，才能使所制定的加工順序合理，從而達到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低的目的。半軸器遵循

27、基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔的基本原則進行加工。7.3 工序的劃分工序的劃分可以采用兩種不同原則，即工序集中原則和工序分散原則。工序集中原則是指每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少。在數(shù)控機床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序，劃分方法如下：（1）按所用刀具劃分 以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序，這種方法適用于工件的待加工表面較多、機床連續(xù)工作時間過長、加工程序的編制和檢查難度較大等情況。加工中心常用這種方法劃分。（2）按安裝次數(shù)劃分 以一次安裝完成的那一部分工藝為一道工序。這種方法適用于工件的加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達到待檢狀態(tài)。（3）按

28、粗、精加工劃分 即粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種劃分方法適用于加工后變形較大，需粗、精加工分開的零件，如毛坯為鑄件、焊接件或鍛件。（4）按加工部位劃分 即以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序，對于加工表面多而復(fù)雜的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點劃分成多道工序。工序分散原則就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進行，每道工序的加工內(nèi)容很少。該半軸器的工序按照工序集中原則劃分，由于加工的尺寸較少，可選用按安裝次數(shù)進行劃分。即：（1）夾持毛坯一端，加工32×30mm外圓和加工18mm通孔為第一道工序。（2）夾持工件小端32×30m

29、m外圓，加工70×12mm的外圓為第二道工序。（3）夾持工件小端32×30mm外圓，加工寬10mm深8mm凹槽為第三道工序。（4）加持工件32×30mm外圓小端，加工寬8mm鍵槽為第四道工序。（5）對工件進行熱處理為第五道工序。7.4 加工路線的確定加工路線的確定首先必須保持被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計算簡單、走刀路線盡量短、效率較高等。因精加工的進給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的，因此確定進給路線的工作重點是確定粗加工及空行程的進給路線。（1）加工路線與加工余量的關(guān)系；（2）刀具的切入、切出；（3）確定最短的空行程路線；（4）確定最短的切

30、削進給路線。加工方案：1.下料75×45mm的圓棒料。2.夾持毛坯一端，車端面，加工32×30mm的外圓，鉆孔（16的鉆頭），鏜孔（孔尺寸為18mm）。3.掉頭夾持32mm的外圓，加工70×12mm的外圓。4.銑銷寬10mm深8mm凹槽5.用線切割加工8mm鍵槽。6.去毛刺，銳邊倒鈍，檢驗。7.對零件進行熱處理。7.5 工序加工余量的確定確定加工余量的方法有三種：查表修正法、經(jīng)驗估計法及分析計算法。在確定加工余量時，總加工余量和工序加工余量要分別確定。由分析計算法可知：1.粗車端面加工余量0.8mm，精車端面加工余量0.2mm?？偧庸び嗔?mm。2.粗車32

31、15;30mm的外圓，加工余量21mm，精車外圓32×30mm的外圓，加工余量0.5mm。總加工余量21.5mm。3.鉆孔（16鉆頭），精鏜18mm的通孔，加工余量2mm。4.掉頭，粗車端面加工余量6.8mm，精車端面加工余量0.2mm，總加工余量7mm。5.粗車70×12mm的外圓，加工余量2mm，精車外圓70×12mm的外圓，加工余量0.5mm?？偧庸び嗔?.5mm。6.粗銑寬10mm深8mm凹槽，加工余量7.5mm，精銑10mm深8mm凹槽，加工余量0.5mm。總加工余量8mm。7.用線切割加工寬8mm的鍵槽，總加工余量2mm。第8章 切削用量的確定8.1

32、車削切削用量的確定 切削用量（ap、f、v）選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮機床潛力與刀具切削性能，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。對于切削用量的選擇有一個總的原則：首先選擇盡量大的背吃刀量，其次選擇最大的進給量，最后是選擇最大的切削速度。即粗車時，中等或較慢的切削速度，背吃刀量要大，可使走刀次數(shù)減少，增大進給量有利于斷屑。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，因此選擇精車切削用量時，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。即精車時應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读?，選擇合理的進給量，較高的轉(zhuǎn)速，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，

33、以盡可能提高切削速度。當然，切削用量的選擇還要考慮各種因素，最后才能得出一種比較合理的最終方案。（1）背吃刀量的選擇背吃刀量的選擇根據(jù)加工余量確定。切削加工一般分為粗加工、半精加工、精加工幾道工序，各工序有不同的選擇方法。粗加工時（表面粗糙度Ra5012.5um），在允許的條件下，盡量一次切除工序的全部余量。中等功率機床，背吃刀量可達810mm。但對于加工余量大，一次走刀會造成機床功率或刀具強度不夠，或加工余量不均勻引起振動，或刀具受沖擊嚴重出現(xiàn)打刀等情況，則需要采用多次走刀。如分兩次走刀，則第一次背吃刀量盡量取大，一般為加工余量的2/33/4左右；第二次背吃刀量盡量取小些，可取加工余量的1/

34、31/4左右。半精加工時（表面粗糙度Ra6.33.2um），背吃刀量一般為0.52mm。精加工時（表面粗糙度Ra1.60.8um），背吃刀量一般為0.10.4mm?？紤]到機床的性能和刀具的強度，加工時的被吃刀量應(yīng)盡量取小些。這樣對機床和刀具有一定的保護作用。根據(jù)上述被吃刀量的選擇及實際機床、刀具的使用情況。車削被吃刀量的選擇如下:粗車端面時每刀背吃刀量為0.8mm精車端面時每刀背吃刀量為0.2mm粗車外圓時每刀背吃刀量為2mm精車外圓時每刀背吃刀量為0.5mm鏜孔時每刀背吃刀量為0.5mm（2）進給量的選擇粗加工時，選擇進給量主要考慮工藝系統(tǒng)所能承受的最大進給量，如機床進給機構(gòu)的強度、刀具強度

35、與剛度、工件的裝夾剛度等。精加工和半精加工時，選擇最大進給量主要考慮加工精度和表面粗糙度。另外還要考慮工件材料、刀尖圓弧半徑和切削速度等。當?shù)都鈭A弧半徑增大、切削速度提高時，可以選擇較大的進給量。在實際生產(chǎn)中，進給量常根據(jù)經(jīng)驗選取。粗加工時，根據(jù)工件材料、車刀刀桿直徑、工件直徑和背吃刀量按表8-1數(shù)據(jù)進行選取。表8-1硬質(zhì)合金車刀粗加工的進給量參考值工件材料車刀刀桿尺寸mm工件直徑mm背吃刀量 a/mm3>3-5>5-8>8-12>12進給量 mm/r碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、耐熱鋼16×25200.3-0.4_400.4-0.50.3-0.4_600.6-0.

36、70.4-0.60.3-0.5_1000.8-1.00.5-0.70.5-0.60.4-0.5_4001.2-1.40.7-1.00.6-0.80.5-0.6_20×3025×25200.3-0.4_400.4-0.50.3-0.4_600.6-0.70.5-0.70.4-0.6_1000.8-1.00.7-0.90.5-0.70.5-0.7_4001.2-1.41.0-1.20.8-1.00.6-0.90.4-0.6精加工和半精加工時，可根據(jù)表面粗糙度要求選取，同時考慮切削速度和刀尖圓弧半徑因素，查表8-2：表8-2按表面粗糙度選擇進給量的參考值工件材料表面粗糙度um切削

37、速度范圍m/min刀尖圓弧半徑r/mm0.51.02.0進給量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碳鋼及合 金鋼Ra6.3<500.30-0.500.45-0.600.55-0.70>500.40-0.550.55-0.650.65-0.70Ra3.2<500.18-0.250.25-0.300.30-0.40>500.25-0.300.30-0.350.35-0.50Ra1.6<

38、500.100.11-0.150.15-0.2250-1000.11-0.160.16-0.250.25-0.35>1000.16-0.200.20-0-250.25-0.35根據(jù)表8-1和表8-2可知：粗車端面的進給量為0.7mm/r，精車端面的進給量為0.25mm/r。粗車外圓32mm至33mm的進給量為0.5mm/r，精車外圓32mm的進給量為0.3mm/r。粗車外圓70mm至71mm的進給量為0.7mm/r，精車外圓70mm的進給量為0.5mm/r。鏜孔18mm的進給量為0.1mm/r。（3）切削速度及主軸轉(zhuǎn)速確定根據(jù)毛坯材料、被吃刀量、刀具材料、進給量、機床的性能，確定切削速度

39、。即：精車端面切削速度為150m/min，粗車外圓32的切削速度為150m/min，精車外圓32mm的切削速度為100m/min，粗車外圓70的切削速度為150m/min，精車外圓70mm的切削速度為120m/min，精鏜18mm通孔的切削速度為150m/min。確定切削速度之后可以根據(jù)公式： Vc=Dn/1000式中 Vc切削速度（m/min）D工件直徑或刀具直徑（mm）n主軸轉(zhuǎn)速（r/min）計算出主軸轉(zhuǎn)速。精車端面切削速度為150m/min，主軸轉(zhuǎn)速為600r/min粗車外圓70×12mm至71mm的切削速度為150m/min，主軸轉(zhuǎn)速為700r/min粗車外圓32×

40、30mm至33mm的切削速度為150m/min，主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min精車外圓70mm×12mm的切削速度為120m/min，主軸轉(zhuǎn)速為600r/min精車外圓32mm×30mm的切削速度為100m/min，主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min精鏜18mm孔的切削速度為150m/min。，主軸轉(zhuǎn)速為2600r/min8.2 銑削切削用量的確定8.2.1 銑削用量切削用量是表示主運動及進給運動參數(shù)量，是切削速度Vc、進給量f、和背吃刀量ap的總稱。在金屬切削加工過程中，需要根據(jù)不同的工件材料、刀具材料和其他技術(shù)要求來選擇合適的切削速度Vc、進給量f、背吃刀量ap，它是調(diào)整機床，

41、計算切削力、切削功率和工時定額的重要參數(shù)。（1）銑削速度Vc 切削刃選定點相對于工件的主運動的瞬時速度，單位為mm/s。（2）進給量f 銑刀于工件在進給方向上的相對位移量。它的表示方法有三種：1.每齒進給量af 是銑刀每轉(zhuǎn)一個刀齒時，工件與銑刀沿進給方向的相對位移量，mmz。2.每轉(zhuǎn)進給量f 是銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，工件與銑刀沿進給方向的相對位移，mmr。3.進給速度vf 是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移，mmmin。（3）背吃刀量ap（切削深度） 它是在與主運動和進給運動方向相垂直的方向上測量的已加工表面與待加工表面之間的距離，單位為mm。8.2.2 切削用量的選擇原則切削用量包括主軸轉(zhuǎn)

42、速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。8.2.3 切削用量的確定根據(jù)銑刀的類型、直徑、銑削寬度確定進給量，查表8-3：表8-3銑刀類型銑刀直徑d/mm銑削寬度mm135812每齒進給量mm/z帶整體刀頭的立銑刀1012141618220.030.0250.060.040.080.050.040.030.060.040.040.03鑲螺旋行刀片的立式銑刀2025304050600.120.070.180.100.200

43、.100.100.050.120.080.160.100.100.030.100.060.120.030.080.050.100.050.120.06根據(jù)表8-3可知：進給量f在0.030.025mm/z之間。硬質(zhì)合金立銑刀加工凹槽時的進給量0.030.025mm/z，被吃刀量在0.5mm左右。銑削的切削速度可查銑削速度推薦范圍表8-4：表8-4加工材料硬度（HBS）銑削速度vc（m/min）硬質(zhì)合金刀具高速鋼刀具低、中碳鋼22022529030042560150551153575204015351015由表8-4可知：45鋼的銑削速度在60150m/min之間。根據(jù)公式：vc=dn/1000

44、則可計算出其轉(zhuǎn)速的大小。銑削凹槽的銑削速度選為60m/min，刀具直徑為6mm，則主軸轉(zhuǎn)速為3000r/min。第9章 典型軸類零件的加工9.1 軸類零件加工工藝分析（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

45、外，一般采用鍛件；發(fā)動機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60mm，材料45#鋼，在鋸床上按150mm長度下料。（3）定位基準選擇 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目，而這些表面的設(shè)計基準一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準重合原則，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。當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，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。 數(shù)

46、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確性，或為了端面余量均勻，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。（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

47、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。 （5） 熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車前應(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。相對運動的表面需在精加工前或后進行表面淬火處理或進行化學(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行：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

48、必要的定位誤差。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。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)生的變形而需要進行校形，故一般來說凡要進行粗、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)實際情況來確定，但一定力求合理。 （

49、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，重點是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進行：上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。先進行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進行外形加工工序。以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。在同一次安裝中進行的多道工序，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）走刀路線和對刀點選擇 走刀路線包括切削

50、加工軌跡，刀具運動到切削起始點、刀具切入、切出并返回切削起始點或?qū)Φ饵c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行的，所以確定走刀路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理確定對刀點,對刀點可以設(shè)在被加工零件上，但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位，有時在第一道工序后對刀點被加工毀壞，會導(dǎo)致第二道工序和之后的對刀點無從查找，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。這個相對對對刀位置通常設(shè)在機床工作臺或夾具上。9.2 典型軸類零件加工工藝 （1）確定加工順序及進給

51、路線加工順序按粗到精、由近到遠（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進行外輪廓粗車（留0.5mm余量精車），然后從右到左進行外輪廓精車，最后切槽；工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。（2）選擇刀具1）車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。2) 粗、精車外圓：（因為程序選用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90度,Kr=60度;E=30度,（因為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗.3)車槽: 選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）4)車螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀. （3）選擇切削用量 表3-5切削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓 8000