SL70型十字滑塊聯(lián)軸器設(shè)計解析

1、I緒論數(shù)控加工就是采用數(shù)控程序控制機床進行零件加工的一種加工方法，相對于普通機床加工，數(shù)控加工具有加工效率高、勞動強度低、加工精度高、柔性好等 一系列優(yōu)點。數(shù)控機床加工中，數(shù)控程序（數(shù)控加工程序）是不可缺少的一部分， 數(shù)控機床之所以能加工出各種形狀、 不同尺寸和精度的零件，就是因為編程人員 為它編制了不同的加工程序。編寫數(shù)控加工程序的過程就是將加工零件的工藝過 程、工藝參數(shù)（進給速度、主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量等）、位移數(shù)據(jù)（幾何數(shù)據(jù)和幾 何尺寸等）及開關(guān)命令（換刀、切削液開/關(guān)和工件裝卸等）等信息用數(shù)控系統(tǒng) 規(guī)定的功能代碼和格式按加工順序編寫成加工程序單，并記錄在信息載體上，再通過信息載體將數(shù)控加工

2、程序輸入機床數(shù)控裝置，從而指揮數(shù)控機床按數(shù)控程序 的內(nèi)容加工出合格的零件。數(shù)控程序編寫的如何，直接影響零件加工質(zhì)量。數(shù)控編程分手工編程和自動編程。手工編程是由人工完成刀具軌跡計算及加 工程序的編制工作。當零件形狀不十分復(fù)雜或加工程序不太長時，采用手工編程 方便、經(jīng)濟。自動編程是利用計算機通過自動編程軟件完成對刀具運動軌跡的計 算、加工程序的生成及刀具加工軌跡的動態(tài)顯示等。對于加工零件形狀復(fù)雜，特 別是涉及三維立體形狀或刀具運動軌跡計算繁瑣時，常采用自動編程。在數(shù)控編程中，工藝分析和工藝設(shè)計是至關(guān)重要的， 無論是手工編程還是自 動編程，在加工前都要對所加工零件進行工藝分析， 擬定加工方案，選擇加

3、工設(shè) 備、刀具、夾具，確定切削用量，安排加工順序，制定走刀路線等。在編程過程 中，還要對一些工藝問題（如對刀點，換刀點，刀具補償?shù)龋┳鱿鄳?yīng)處理。因此 程序編制中的工藝分析和工藝設(shè)計是一項十分重要的工作。本次加工的SL70型十字滑塊聯(lián)軸器是一個典型的軸類零件， 是用來將兩軸 聯(lián)接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離，只有機器停止并將聯(lián)接拆開后，兩軸才 能分離。聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件，在傳遞運動和轉(zhuǎn)矩過程中一同回轉(zhuǎn)而 不脫開的一種機械裝置。它是機械傳動軸系中不可缺少的聯(lián)接部件，其種類多、 用量大，適用范圍廣，屬通用基礎(chǔ)傳動件。聯(lián)軸器的種類很多，有剛性聯(lián)軸器、 撓性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器等。

4、它們的基本功能是傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。 但按照不同類型的聯(lián)軸器，除基本功能外，還有其他附助功能，如補償軸向、徑I向、角向位移的功能及不同程度的減振、緩沖功能和過載安全保護功能等，以滿足不同機械設(shè)備傳動系統(tǒng)的需要。目 錄緒 論.I第1章零件的圖樣分析.IV1.1零件的尺寸要求 .IV1.2零件的圖樣分析.IV1.2.1零件的形狀及主要加工表面的尺寸 .IV1.2.2零件的尺寸公差分析.J.V1.2.3零件的形位公差分析.V1.2.4零件表面粗糙度分析.V1.2.5零件的設(shè)計基準.錯誤！未定義書簽。第2章毛坯的選擇.V.2.1毛坯種類確定.V.I2.2材料的選擇.VJ2.3毛坯尺寸及形狀選擇.V.I第3

5、章 機床的選擇.Vll3.1數(shù)控車床的選擇 .VIII3.2數(shù)控銑床的選擇 .IX3.3線切割機.I.X第4章確定定位基準.LX4.1定位基準.X.4.2精基準與粗基準的選擇原則.X4.3基準的確定擇.X第5章確定裝夾方案.XII5.1夾具的選.XIII5.2裝夾方案.XII第6章量具、刀具的選擇.XVII6.1量具的選擇.XVI6.2刀具的選擇.XVI621刀具選擇原則.XVI6.2.2數(shù)控加工刀具的要求.X VI6.2.3刀具的材料.XVI6.2.4刀具的幾何角度的選擇.X VI第7章 加工工藝路線的確定 .XVIII7.1加工方案的選擇 .XVIII7.2工序的安排及確定.XIX7.3工

6、序的劃分.X.IX7.4加工路線的確定.XX7.5工序加工余量的確定 .XX第8章切削用量的確定.XXI8.1車削切削用量的確定.XXI8.2銑削切削用量的確定 .XXV8.2.1銑削用量.XXV8.2.2切削用量的選擇原則.XXV8.2.3切削用量的確定.XXV第9章 半軸器的加工 .XXVII9.2 NC程序.XXXII.XXXIII. XXXIVXXXV9.1出現(xiàn)的問題及解決方法. 錯誤！未定義書簽結(jié) 論致 謝參考文獻XXVIII第1章零件圖工藝分析1.1 零件圖的審查該零件是半軸器，為典型的軸類零件，尺寸要求如圖1-1所示:025AIo.ceA技術(shù)要求：1.去毛刺倒角，未注倒角1x45

7、2.熱處理正火H18曠2003.凹臺兩側(cè)面高頻淬火，HRC4E50，層深1.52mm通過畫圖與分析，該零件各個部分尺寸標注清晰、完整，技術(shù)要求合理，所 以該圖正確完整。1.2 零件的圖樣分析1.2.1 零件的形狀及加工內(nèi)容該零件由外圓、內(nèi)孔、凹槽和鍵槽四部分組成，零件的外形尺寸為70 x42mm外圓尺寸為 70 x12mn和32x30mm內(nèi)孔為18的通孔，鍵槽寬度為8mm寬10mni深8mm的凹槽。倒角分別有2X45、R3和R0.5，其他倒角均1X45，各部分均需加工圖 1-1I1.2.2 零件的加工要求(1)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10mmh偏差為+0.0

8、23，下偏 差為-0.018，深度8mmt偏差為+0.1，下偏差為0,寬8mm勺鍵槽公差為土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勺公差 為土0.15,長12mm勺公差為土0.1,R3的公差為土0.2,高20mm勺公差為土0.1。 軸孔的極限偏差可按GB/T1800.4-1999查得，70、32的外圓公差為土0.1, 18的通孔公差為土0.1。(2)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。(3)零件表面粗糙度分析表面粗糙度是保證零件表

9、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Ra6.3um1.2.3 零件各個結(jié)構(gòu)的加工方法由于此零件的平面比較多，外圓、內(nèi)孔可用粗車-精車的方法，十字凹槽采 用粗銑一精銑的方法、鍵槽采用采用線切割完成。I第2章毛坯的選擇2.1 毛坯種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、

10、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

11、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w0.25%。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 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

12、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I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 x50mm最佳。綜上所述：半軸器的毛坯為80 x50mm的45鋼型材。如圖2-1示：圖 2-1I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，

13、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、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。卡盤式數(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

14、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/mi n套筒直徑：55mm套筒行程（手動）:120mm刀位數(shù):4X向行程：200mmZ向行程：800mmI3.2 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

15、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 O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：405X1370mm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/min；進給速度：5-8000mm/min快速移動速度：10000mm/min3.3 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

16、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 （ FANUOi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I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。 基準是零件上用來確定

17、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，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

18、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。I4.3 基準的確定車32x30mm勺外圓，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勺通孔，根據(jù)基準統(tǒng)一原

19、則選擇中心軸線為定位基準。鏜孔，孔為18mm勺通孔，根據(jù)基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線為定位基準。車70X12mm勺外圓，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。I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。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

20、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

21、, 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

22、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I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32x30mm的外圓和18的內(nèi)孔。掉頭裝夾,的外圓。加工70 x12mmI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

23、裝夾，夾持工 件的小端（32X30mm進行加工凹槽。一 庇圖 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III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0125mm測量外圓直徑時需用外徑游標卡尺規(guī)格為0125mm測量內(nèi)孔直徑時需用內(nèi)徑游標卡尺規(guī)格為0125mm各處的倒角需用萬能角度尺測量。6.2 刀具的選擇6.2.

24、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

25、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)速查手冊車刀的幾何參數(shù)可知，對于毛坯為 鋼來講，45I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10

26、15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，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) 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2T02 :A3中心鉆1打中心孔咼速鋼

27、3T03 116鉆頭1鉆通孔咼速鋼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I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

28、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IT1013Ra1C80um粗車、半精車IT811Ra2.512.5um粗車、半精車、精車IT79Ra1.255um鉆孔IT1013Ra5- 80um鉆孔、半精鏜IT11、J

29、T12Ra2.510um鉆孔、半精鏜、精鏜IT79Ra0.635um粗銑IT1113RaA 20um粗銑、半精銑IT811Ra2.510um粗銑、半精銑、精銑IT68Ra0.635um由表可知：加工70mm32mn外卜圓選用粗車一半精車一精車I加工17mm內(nèi)孔時選用鉆一半精鏜一精鏜銑凹槽時選用粗銑一半精銑一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

30、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）

31、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

32、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I分。即：（1） 夾持毛坯一端，加工32x30mn外卜圓和加工18mm!孔為第一道工序。（2） 夾持工件小端 32x30mm外卜圓，加工70 x12mnt勺外圓為第二道工序。（3） 夾持工件小端 32x30mm外圓，加工寬10mm深8mm凹槽為第三道 工序。（4） 加持工件32x30mn外圓小端，加工寬8mn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

33、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）確定最短的切削進給路線。加工方案：1.下料75x45mn勺勺圓棒料。2.夾持毛坯一端，車端面，加工 32x30mm勺外圓，鉆孔（16的鉆頭）， 鏜孔（孔尺寸為 18mm。3.掉頭夾持32mm勺外圓，加工 70 x12mm的外圓。4.銑銷寬10mm深8mn凹槽5.用線切割加工8mn槽。6.去毛

34、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總加工余量1mm2.粗車32x30mm勺外圓，加工余量21mm精車外圓 32x30mnt勺外圓，加工余量0.5mm總加工余量21.5mmI3.鉆孔（16鉆頭），精鏜18mn的通孔，加工余量2mm4.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7mm5.粗車70 x12mm的外圓，加工余量2mm精車外圓70 x

35、12mm的外圓， 加工余量0.5mn?？偧庸び嗔?.5mm6.粗銑寬10mm深8mm凹槽，加工余量7.5mm精銑10mm深8mn凹槽，加工 余量0.5mn?？偧庸び嗔?mm7.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 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。I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

36、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)選用較小（但不能太?。?的背吃刀量，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)，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Ra50-12.5um）,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

37、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1/31/4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考慮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

38、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I給機構(gòu)的強度、刀具強度與剛度、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。

39、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/mm3-55-88-1212進給量mm/r碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu) 鋼、耐熱 鋼16X25200.3-0.4400.4-0.50.3-0.4600.6-0.70.4-0.60.3-0.51000.8-1.00.5-0.70.5-0.60.4-0.54001.2-1.40.7-1.00.6-0.80.5-0.620X3025X25200.3-0.4400.4-0.50.3-0.4600.6-0.70.5-0.70.4-0.61000.8-1.00.7-0.90.5-0.70.5-0.74001.2-1.41

40、.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0.25-0.400.40-0.500.50-0.60Ra3.20.15-0.250.25-0.400.40-0.60Ra1.60.10-0.150.15-0.200.20-0.35I碳鋼及合金鋼Ra6.3500.40-0.550.55-0.650.65-0.70Ra3.2500

41、.25-0.300.30-0.350.35-0.50Ra1.61000.16-0.200.20-0-250.25-0.35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 32mn至33mm勺進給量為0.5mm/r，精車外圓 32mm的進給量為0.3mm/r。粗車外圓70mm至71mm勺進給量為0.7mm/r,精車外 圓70mmt勺進給量為0.5mm/r。鏜孔18mnt勺進給量為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。 即：精車端面切削速度為150m/min,粗車外

42、圓32的切削速度為150m/min,精 車外圓32mn的切削速度為100m/mi n,粗車外圓70的切削速度為150m/mi n, 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/mi n。確定切削速度之后可以根據(jù)公式：Vc=nDn/1000式中Vc切削速度（m/min）D工件直徑或刀具直徑（mmn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 x12mm至71mm的切削速度為150m/min,主軸轉(zhuǎn)速為700r/mi n粗車外圓 32x30mm至33mm的切削速度為150m/min,，

43、主軸轉(zhuǎn)速為1500r/minI精車外圓70mrK12mm勺切削速度為120m/min,主軸轉(zhuǎn)速為600r/min精車外圓32mrK30mm勺切削速度為100m/min,主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min精鏜18mn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，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為m

44、m/s切削刃選定點相對于工件的主運動的瞬時速度，單位銑刀于工件在進給方向上的相對位移量。它的表示方是銑刀每轉(zhuǎn)一個刀齒時，工件與銑刀沿進給方向的相對是銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，工件與銑刀沿進給方向的相對位是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移，mm(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mm8.2.2 切削用量的選擇原則切削用量包括主軸轉(zhuǎn)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

45、， 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:(2)進給量f法有三種：1.每齒進給量af位移量，mn/z。2.每轉(zhuǎn)進給量f移,mr/r。3.進給速度Vf/min。I表 8-3銑刀類型銑刀直徑d/mm銑削寬度mm135812AI1 1 1 1 1 1每齒進給量mm/z帶整體刀10120.030.025頭的立銑14160.060.040.040.03刀18220.080.050.060.040.040.03鑲螺旋行20250.120.070.100.050.100.030.080.05刀片的立30400.180.100.120.0

46、80.100.060.100.05式銑刀50600.200.100.160.100.120.030.120.06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V220601502040低、中碳鋼22529055115153530042535751015由表8-4可知：45鋼的銑削速度在60150m/min之間。根據(jù)公式：vc=ndn/1000則可計算出其轉(zhuǎn)速的大小。銑削凹槽的

47、銑削速度選為60m/min，刀具直徑為6mm則主軸轉(zhuǎn)速為3000r/min。I第9章半軸器的加工9.1 走刀路線的確定9.2 NC 程序車小外圓（32x30mm00001;T0101;選用1號刀具、1號刀補，建立工件坐標系M03 S800;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/minIGOO X1OO Z1OO;GOO X85 Z5;G71 U1.5 R1;G71 P1 Q2 UO.5 WO.1 F0.2;N1 GO1 XO FO.1;ZO;X28;X32 Z-2;Z-27;GO2 X38 Z-3O R3 FO.O5;GO1 X68 FO.1;X7O Z-31;Z-32;N2 X85;MOO;MO3 S15

48、OOG7O P1 Q2 FO.O8;GOO X1OO Z1OO;M3O;選用1號刀具、1號刀補，建立工件坐標系主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速8OOr/min粗加工循環(huán)指令7O外圓輪廓粗加工循環(huán)指令32外圓輪廓計劃暫停主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速15OOr/min精加工循環(huán)程序結(jié)束，返回起始位置車大圓（7OX12mmOOOO2;TO1O1;MO3 S6OO;GOO X1OO Z1OO;GOO X85 Z5;G71 U1.5 R1;G71 P3 Q4 UO.5 WO.1FO.2;N3 GO1 XO F15O;IZ42;X68;X70 Z41;Z29;N4 X85;M00;M03 S150QG70 P1 Q2 F0.08;G00 X100 Z100;M30;銑削18mm勺通孔主程序：00004;G17 G40 G8