RE900輸出軸加工工藝設(shè)計與編程

RE900輸出軸加工工藝設(shè)計與編程,re900,輸出,加工,工藝,設(shè)計,編程 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） RE900輸出軸的加工工藝設(shè)計及數(shù)控編程 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) RE900輸出軸的加工工藝設(shè)計及數(shù)控編程 班 級： 數(shù)控 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù) 教學(xué)學(xué)院： 機電工程學(xué)院 指導(dǎo)老師： 完成時間2014年10月7日至2015年5月23日 前 言 軸，支撐轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運動的機械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機器中作回轉(zhuǎn)運動的零件就裝在軸上。根據(jù)軸線形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。根據(jù)軸的承載情況，又可分為：轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸。轉(zhuǎn)軸，工作時既承受彎矩又承受扭矩，是機械中最常見的軸，如各種減速器中的軸等。心軸，用來支承轉(zhuǎn)動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動，如支承滑輪的軸等。傳動軸，主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩。軸的工作能力一般取決于強度和剛度，轉(zhuǎn)速高時還取決于振動穩(wěn)定性。 軸的設(shè)計是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況決定的。設(shè)計者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計，必要時可做幾個方案進(jìn)行比較，以便選出最佳設(shè)計方案，以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計原則： 1、節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀； 2、易于軸上零件精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整； 3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強度的結(jié)構(gòu)措施； 4、便于加工制造和保證精度。 本畢業(yè)設(shè)計課題為軸的數(shù)控加工，借助AutoCAD軟件，先繪制圖形，然后編制制造工藝，通過車床進(jìn)行加工，從而實現(xiàn)零件的圖紙制造，具有相當(dāng)大的實用價值和發(fā)展空間。 目錄 1、零件分析 1 1.1 零件作用 1 1.2 零件的工藝分析 1 2、工藝規(guī)程設(shè)計 3 2.1毛坯的選擇 3 2.2基準(zhǔn)的選擇 3 2.3刀具的選擇 3 2.4機床的選用 3 2.5工藝路線的制定 4 2.6 確定機械加工余量、工序尺寸及公差 6 3、確定切削用量 8 4 基本工時 27 5 編程 31 小結(jié) 40 致 謝 41 參考文獻(xiàn) 42 45 摘要 本文主要講述主軸零件的數(shù)控車削加工工藝及其數(shù)控編程，開篇首先介紹了數(shù)控車床在車削加工中的應(yīng)用，緊接著對主軸零件圖進(jìn)行分析，再確定其毛坯類型和尺寸、所選用的機床、選擇夾具、刀具、量具；在做好這些前期準(zhǔn)備后，制定出零件合理的加工工藝路線，確定其切削參數(shù)；完成加工工藝過程卡和加工工序卡的填寫,然后編制出零件的數(shù)控加工程序。 關(guān)鍵詞：主軸 工藝分析 工藝方案 工藝路線 數(shù)控編程 1、零件分析 如圖1所示RE900輸出軸零件圖，此零件主要由軸、鍵槽、以及螺紋組成，鍵槽的作用主要起連接傳動，螺紋主要起定位作用，其中需要與其它軸類零件配合，所以要求加工精度較高，外圓表面需與其它套類零件相配合，所以要求的加工精度較高，加工路線應(yīng)為粗車—半精車—精車。 圖1 RE900輸出軸零件示意圖 1.1 零件作用 本零件是典型的軸類零件，主要起支撐傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷作用，其中起固定作用的主要是鍵槽、鍵槽兩個鍵槽。 1.2 零件的工藝分析 其中左端面、右端面以及Φ50的外圓表面精度要求均為IT10，精度要求較低，所以只需粗車—半精車即可達(dá)到其加工要求。的外圓表面精度要求為IT7，精度要求較高，所以需要粗車—半精車—精車方可達(dá)到其加工要求，且的外圓表面需要作為精基準(zhǔn)，為了保證其位置精度，所以應(yīng)粗精加工分開，把精車外圓表面的工序放在銑鍵槽的前面。鍵槽、鍵槽槽屬于軸上鍵槽，其精度要求為IT9，要求較高，所以加工路線應(yīng)為粗銑—精銑。 為滿足零件設(shè)計要求，設(shè)定各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度如表1 表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度 表面 尺寸 精度 表面粗糙度 右端面 IT10 Ra6.3μm 左端面 IT10 Ra6.3μm 外圓表面 IT7 Ra0.8μm 外圓表面 IT7 Ra0.8μm 外圓表面 Ra0.8μm 鍵槽 IT9 Ra3.2μm 鍵槽 IT9 Ra3.2μm 螺紋 M40X1.5 IT10 Ra6.3μm 2、工藝規(guī)程設(shè)計 2.1毛坯的選擇 圖1所示的零件屬于典型的軸類零件，軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件；有些大型的軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸多采用鑄件，毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬的內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，從而獲得較高的抗彎、抗拉及抗扭強度，故一般比較重要的軸，多采用鍛件。所以本軸選擇鍛件。在選擇毛坯材料上，首先考慮使用范圍要廣，綜合性能較好的45鋼，查閱資料可知，45鋼為中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)過后，其硬度為170～240HBS，該硬度適中，是機加工的最佳切削范圍，而且，經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的45鋼具有良好的綜合機械性能，完全能達(dá)到生產(chǎn)要求，故毛坯材料選擇45調(diào)質(zhì)鋼。 2.2基準(zhǔn)的選擇 在軸類零件加工中，為保證各主要表面的相互位置精度，所以在選擇定位基準(zhǔn)時，應(yīng)該盡可能的使用其與裝配基準(zhǔn)重合并使各工序的基準(zhǔn)統(tǒng)一，而且還要考慮在一次安裝中盡可能加工出較多的面。 粗基準(zhǔn)的選擇原則： 準(zhǔn)選擇：以外圓￠42表面作為粗基準(zhǔn)，澆口、冒口及其他缺陷， （4）自為基準(zhǔn)原則。所以此次加工精基準(zhǔn)的選擇以已加工的外圓表面為精基準(zhǔn)。 2.3刀具的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且還會直接的影響加工質(zhì)量。所以在編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等眾多因素。? 與傳統(tǒng)的加工相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、高剛度、硬性好、耐用度高，而且要求尺寸應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定、安裝方便，便于調(diào)整，能適應(yīng)高的切削速度和大的切削用量。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造的數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具的幾何參數(shù)。? 選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。根據(jù)零件的分析所選擇的刀具有：主偏角分別為45o的外圓車刀。 2.4機床的選用 為了體現(xiàn)出了數(shù)控車床的高效自動化，全面智能化，高精度，快速度，短周期等功能。更好的適應(yīng)時代發(fā)展的潮流，所以應(yīng)該選擇數(shù)控機床，選擇專用機床有利于保證加工精度，方便裝夾，所以在數(shù)控車床上主要加工工序20、工序30、工序40、工序50、工序60、工序70、工序110。在數(shù)控鉆床上加工工序90、工序100。在數(shù)控銑床上加工工序120。 表2 根據(jù)現(xiàn)有數(shù)控機床和加工工藝選擇機床 加工表面 機床名稱 機床型號 最大功率（kW） 允許最大抗力（N） 端面、外圓表面、、 數(shù)控車床 CJK6140 7.8 5100 數(shù)控車床 CJK6140 7.8 5100 外圓表面、、 外圓磨床 M1420-520 7 鍵槽、鍵槽 數(shù)控銑床 XK5532 1.7 15000 2.5工藝路線的制定 主軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段（粗車端面、粗車外圓、粗鏜內(nèi)孔、粗銑鍵槽等）；半精加工階段（半精車外圓、半精車端面等）；精加工階段（精車外圓、精銑鍵槽、攻螺紋等） （1）零件表面加工方法的選擇 端面的加工方法有粗車、粗車—半精車、粗車—半精車—精車 外圓表面的加工方法有粗車、粗車—半精車、粗車—半精車—精車、粗車—半精車—磨削、粗車—半精車—粗磨—精磨、粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工 根據(jù)加工表面的不同可選各加工表面的加工路線： 右端面 粗車—半精車 左端面 粗車—半精車 、、外圓表面 粗車—半精車—精車 Φ68、Φ50外圓表面 粗車—半精車 、鍵槽 粗銑—半精銑 螺紋 車螺紋 （2）機械加工工藝路線的擬定 軸類零件的各主要表面總是循著以下順序進(jìn)行，即時效—粗車—半精車—精車—淬火—回火（最終熱處理）—粗磨—精磨 熱處理時效處理可以對材料內(nèi)部進(jìn)行調(diào)整組織、改善應(yīng)力狀態(tài)，消除加工內(nèi)應(yīng)力，減少零件的變形，確保零件的加工精度要求。 10 鍛 選擇毛坯，鍛件，Φ75x623 20 時效 正火 30 車 粗車左端面 40 車 粗車Φ68外圓留3.5mm的余量，粗車Φ50外圓留3.5mm的余量，粗車至圖紙尺寸外圓留3.5mm余量，以及對應(yīng)的臺階面 50 車 掉頭裝夾，粗車外圓留3.5mm的余量，粗車外圓留3.5mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面，粗車外圓留3.5mm的余量 60 熱 調(diào)質(zhì)處理 70 車 粗車右端面，保證總長614.5 80 車 半精車Φ68外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車Φ50外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺階留2mm余量 90 車 掉頭裝夾，半精車外圓留2mm的余量，半精車外圓留2mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面. 半精車外圓留2mm的余量 100 車 車退刀槽4XΦ38, 車退刀槽3XΦ38 110 車 精車外圓以及外圓臺階留0.8mm余量，并倒角0.5x45度 120 車 精車外圓留0.8mm的余量，精車外圓留0.8mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面 130 車 車螺紋M40X1.5-6g 140 磨 磨外圓以及外圓臺階 150 磨 磨外圓達(dá)到尺寸要求，磨外圓尺寸要求 160 銑 粗銑鍵槽 170 精銑鍵槽至圖紙尺寸 180 銑 粗銑鍵槽 精銑鍵槽至圖紙尺寸 190 去毛刺 200 檢驗 2.6 確定機械加工余量、工序尺寸及公差 確定加工余量是為適應(yīng)機床的性能、刀具的切削刃所能承受的切削力，有利于保證設(shè)備的最大利用化，同時還能保證加工精度，在粗加工階段加工余量較大，所達(dá)到的加工精度較低，精加工階段加工余量較小，所達(dá)到的加工精度較高，能到達(dá)到所要求的精度。 表3 粗車—半精車 左端面 工序名稱 工序加工余量 工序加工精度等級 工序尺寸 半精車 1.5 0.033（IT8） 618.5 粗車 3 0.13（IT11） 620 毛坯 4.5 —— 623 表4 粗車—半精車 右端面 工序名稱 工序加工余量 工序加工精度等級 工序尺寸 半精車 1.5 0.039（IT8） 614.5 粗車 2.5 0.16（IT11） 616 毛坯 4 —— 618.5 表5 粗車—半精車—精車 工序名稱 工序加工余量 工序加工精度等級 工序尺寸 精車 0.2 0.021（IT7） 半精車 0.9 0.033（IT8） 粗車 2.9 0.13（IT11） 毛坯 4 —— 表6 粗車—半精車 工序名稱 工序加工余量 工序加工精度等級 工序尺寸 半精車 1.5 0.039（IT8） 粗車 2.5 0.16（IT11） 毛坯 4 —— 表7 粗銑—精銑 工序名稱 工序加工余量 工序加工精度等級 工序尺寸 精銑 0.6 0.033（IT8） 39.5 粗銑 3.4 0.13（IT11） 40.1 毛坯 4 —— 43.5 表8 粗銑—精銑 工序名稱 工序加工余量 工序加工精度等級 工序尺寸 精銑 0.6 0.033（IT8） 46 粗銑 3.4 0.13（IT11） 40.1 毛坯 4 —— 50 3、確定切削用量 3.1工序30 粗車右端面 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CJK6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == （3-1） ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進(jìn)給量=0.5～1.0 按CA6140機床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知： =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進(jìn)給機構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強度在174～207時，，，=時，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進(jìn)給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)CJK6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= 3.2工序40 粗車Φ68外圓留2.5mm的余量，粗車Φ50外圓留2.5mm的余量，粗車至圖紙尺寸外圓留2.5mm余量，以及對應(yīng)的臺階面 1、加工條件 （1）選擇刀具 1） 選擇直頭焊接式外圓車刀 2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CJK6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。 3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。 4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12 表12 車刀幾何形狀角度 刀角名稱 符號 范圍 取值 主偏角 kr 30～45 45 副偏角 10～15 15 前角 5～10 10 后角 5～8 5 刃傾角 0 0 倒棱前角 -10～ -15 -10 續(xù)表12 車刀幾何形狀角度 倒棱寬度 0.4［（0.3~0.8）f］ 1 0.4~0.8 0.5 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 ap=2.9mm 2）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時， 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力為。 依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強度=570~670MPa，，，， (預(yù)計)時，進(jìn)給力為N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進(jìn)給力為 N 由于切削時的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用 3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =110m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 3.2工序50 掉頭裝夾，粗車外圓留2mm的余量，粗車外圓留2mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面，粗車外圓留2mm的余量 1、加工條件 （1）選擇刀具 1） 選擇直頭焊接式外圓車刀 2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CJK6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。 3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。 4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12 表12 車刀幾何形狀角度 刀角名稱 符號 范圍 取值 主偏角 kr 30～45 45 副偏角 10～15 15 前角 5～10 10 后角 5～8 5 刃傾角 0 0 倒棱前角 -10～ -15 -10 續(xù)表12 車刀幾何形狀角度 倒棱寬度 0.4［（0.3~0.8）f］ 1 0.4~0.8 0.5 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 ap=2.9mm 2）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時， 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力為。 依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強度=570~670MPa，，，， (預(yù)計)時，進(jìn)給力為N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進(jìn)給力為 N 由于切削時的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用 3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =110m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 3.2.1半精車左端面，保證總長614.5，半精車Φ68外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車Φ50外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺階留1mm余量 1、加工條件 (1)、選擇刀具 車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。 （2）、背吃刀量ap 查，得半精車余量ap=0.9mm 1）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。 3）、切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =158m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =97m/min 最后決定切削用量 3.2.2工序110 掉頭裝夾，半精車外圓留2mm的余量，半精車外圓留1mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面. 半精車外圓留1mm的余量 1、加工條件 (1)、選擇刀具 車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。 （2）、背吃刀量ap 查，得半精車余量ap=0.9mm 1）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。 3）、切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =158m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =97m/min 最后決定切削用量 3.2.2工序110 精車外圓以及外圓臺階留0.5mm余量，并倒角0.5x45度 1、加工條件：工件材料為45鋼，。 (1)、選擇刀具 車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度 由于精加工余量僅為0.2mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 依據(jù)，得精車余量ap=0.2mm 2）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，其進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力為=3530N。 查，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強度，，，，=100m/min(預(yù)計)時，進(jìn)給力為=375N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為，，，故實際進(jìn)給力為 由于切削時的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用 3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算為 故 =224m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 3.2.2工序110 精車外圓留0.8mm的余量，精車外圓留0.5mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面 1、加工條件：工件材料為45鋼，。 (1)、選擇刀具 車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度 由于精加工余量僅為0.2mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 依據(jù)，得精車余量ap=0.2mm 2）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，其進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力為=3530N。 查，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強度，，，，=100m/min(預(yù)計)時，進(jìn)給力為=375N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為，，，故實際進(jìn)給力為 由于切削時的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用 3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算為 故 =224m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 3.6工序120 車螺紋M40X1.5-6g (1)、選擇刀具 選擇螺紋車刀。 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度 由于精加工余量僅為0.2mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 依據(jù)，得精車余量ap=0.2mm 2）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，其進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力為=3530N。 查，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強度，，，，=100m/min(預(yù)計)時，進(jìn)給力為=375N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為，，，故實際進(jìn)給力為 由于切削時的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用 3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算為 故 =224m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 8.15.1工序: 磨外圓以及外圓臺階 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=，故 ==0.195min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結(jié) 綜上所述，機床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.195min, 輔助時間0.2min。 8.16.1工序 磨外圓達(dá)到尺寸要求，磨外圓尺寸要求 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=i，故 ==0.66min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min, 則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min 6）小結(jié) 綜上所述，機床為磨床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.66min, 輔助時間0.2min。 3.6工序120 粗銑鍵槽 機床的選擇：XK5532型萬能銑床 （1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因為銑削寬度，可查得立銑刀 2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 銑削深度由工序決定，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時為3.4mm。 2）決定每齒進(jìn)給量 查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度=12mm時，銑刀的每齒進(jìn)給量，取，所以。 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30，XK5532型數(shù)控銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 3.6.1精銑鍵槽 （1）選擇的機床、刀具的型號、尺寸均和粗銑相同 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。 2）決定每齒進(jìn)給量 查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度時，銑刀每齒進(jìn)給量，取，所以 mm/r 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：，，，，，（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77，可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30， XK5532型數(shù)控銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 3.6工序120 粗銑鍵槽 機床的選擇：XK5532型萬能銑床 （1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因為銑削寬度，可查得立銑刀 2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 銑削深度由工序決定，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時為3.4mm。 2）決定每齒進(jìn)給量 查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度=12mm時，銑刀的每齒進(jìn)給量，取，所以。 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30，XA6132型萬能銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 3.6.1精銑鍵槽 （1）選擇的機床、刀具的型號、尺寸均和粗銑相同 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。 2）決定每齒進(jìn)給量 查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度時，銑刀每齒進(jìn)給量，取，所以 mm/r 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：，，，，，（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77，可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30， XK5532型數(shù)控銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 4 基本工時 4.1工序30 粗車右端面 式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量,則L=80mm,故 min 4.2工序30 粗車Φ68外圓留2.5mm的余量，粗車Φ50外圓留2.5mm的余量，粗車至圖紙尺寸外圓留2.5mm余量 式中，l=413.5mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=418.5mm,故 　　min 4.2工序30 粗車外圓留2mm的余量，粗車外圓留2mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面，粗車外圓留2mm的余量 式中，l=263mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=268mm,故 　　min 4.2.1半精車左端面，保證總長614.5，半精車Φ68外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車Φ50外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺階留1mm余量 式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故 min 4.2.1 掉頭裝夾，半精車外圓留2mm的余量，半精車外圓留1mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面. 半精車外圓留1mm的余量 式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故 min 4.2.2工序110 車退刀槽4XΦ38, 車退刀槽3XΦ38 式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=47mm,故 min 4.2.2工序110 精車外圓以及外圓臺階留0.5mm余量，并倒角0.5x45度 式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=47mm,故 min 4.2.2工序110 精車外圓留0.8mm的余量，精車外圓留0.5mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面 式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=47mm,故 min 4.2.2工序110 車螺紋M40X1.5-6g 式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=77mm,故 min 4.5.1精銑 式中，。，則， min 4.5.1精銑 式中，。，則， min 5 編程 數(shù)控編程是數(shù)控加工準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容之一，通常包括分析零件圖樣，確定加工工藝過程；計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；編寫數(shù)控加工程序；制作控制介質(zhì)；校對程序及首件試切。有手工編程和自動編程兩種方法?？傊?，它是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。 優(yōu)點：（如平面、方形槽）零件的加工，計算量比較小，程序段數(shù)有限，編程直觀易于實現(xiàn)的情況等。 缺點：對于具有空間自由曲面、復(fù)雜型腔的零件，刀具軌跡數(shù)據(jù)計算相當(dāng)繁瑣不變，工作量極大，極易出錯，而且很難校對，有些甚至根本無法完成。 此次所選用的機床系統(tǒng)均為FANUC系統(tǒng) 因為圖1所示的零件幾何形狀比較簡單，沒有復(fù)雜的型腔形狀，所以選擇手動編程。 表16 刀具材料及編號 序號 名稱 材料 刀具號 1 外圓車刀 硬質(zhì)合金 T0101 2 切槽刀（3MM） 硬質(zhì)合金 T0202 3 麻花鉆 高速鋼 T0303 4 立銑刀 高速鋼 T0404 5 切槽刀（4MM） 硬質(zhì)合金 T0505 6 螺紋車刀 硬質(zhì)合金 T0606 7 鍵槽銑刀 硬質(zhì)合金 T0707 表17 編程程序號及所加工工序 程序號 加工工序 O0001 工序20、工序30 O0002 工序40、工序40 O0003 工序70 O0004 工序90 O0005 工序110 O0006 工序120 (1)用G71循環(huán)粗車—粗車右端面，加工原點如圖2 圖2 O0001加工原點 O0001 N0001 //序列號 N10 M43 //啟動 N20 M03 S800 //主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min N30 T0101 //調(diào)用1號刀 N40 G00 X80 Z5 //快速定位至，距端面5mm處 N50 G01 X0 Z0 F60; 車端面 N60 G00 X100 Z200; N70 M05; M80 M30 // 程序結(jié)束 （2）粗車Φ68外圓留2.5mm的余量，粗車Φ50外圓留2.5mm的余量，粗車至圖紙尺寸外圓留2.5mm余量，以及對應(yīng)的臺階面 圖3 O0002加工原點 O0002 N10 M43 //啟動 N20 M3 S800 //主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min N30 T0101 //調(diào)用1號刀 N40 G0 X80 Z6 //快速定位至，距端面6mm處 N50 G71 U1 R0.5 N60 G71 P70 Q150 U1.5 F0.48 //采用復(fù)合循環(huán)指令粗加工端面、外圓表面 N70 G01 X0 Z0 S1200 F0.28 N80 G01 X40 N90 Z-25 N100 X45 N110 Z-291.5 N120 X50 N130 Z-371.5 N140 X68 N150 Z-413.5 N160 G70 P70 Q150 N170 G0 X100 Z200 //返回?fù)Q刀點 N180 M05 //停主軸 M190 M30 //程序結(jié)束 （3）工件調(diào)頭裝夾，用G71循環(huán)掉頭裝夾，粗車外圓留2mm的余量，粗車 外圓留2mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面，粗車外圓留2mm的余量，加工原點如圖3所示 圖4 O0003加工原點 O0003 N10 M43 //啟動 N20 M3 S800 //主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min N30 T0101 //調(diào)用1號刀 N40 G0 X80 Z6 //快速定位至，距端面6mm處 N50 G71 U1 R0.5 N60 G71 P70 Q130 U1.5 F0.48 //采用復(fù)合循環(huán)指令粗加工端面、外圓表面 N70 G01 X0 Z0 S1200 F0.28 N80 G01 X40 N90 Z-75 N100 X50 N110 Z-221 N120 X68 N130 Z-263 N140 G70 P70 Q130 N150 G0 X100 Z200 //返回?fù)Q刀點 N160 M05 //停主軸 M170 M30 //程序結(jié)束 （4）半精車左端面，保證總長614.5，半精車Φ68外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車Φ50外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺階留1mm余量 圖5 O0004加工原點 O0004 N10 M43 //啟動 N20 M3 S1000 //主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000r/min N30 T0101 //調(diào)用1號刀 N40 G0 X80 Z6 //快速定位至，距端面6mm處 N50 G71 U1 R0.5 N60 G71 P70 Q150 U1.5 F0.48 //采用復(fù)合循環(huán)指令 N70 G00 X0 Z0 S1000 F0.28 N80 G01 X38 N90 X40 Z-1 N100 Z-25 N110 X43 N120 X45 Z-26 N130 Z-291.5 N140 X48 N150 X50 Z-292.5 N160 Z-371.5 N170 X66 N180 X68 Z-372.5 N190 Z-413.5 N200 G70 P70 Q150 N210 G0 X100 Z200 //返回?fù)Q刀點 N220 M05 //停主軸 M230 M30 //程序結(jié)束 （5）掉頭裝夾，半精車外圓留2mm的余量，半精車外圓留1mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面. 半精車外圓留1mm的余量 圖6 O0005加工原點 O0005 N10 M43 //啟動 N20 M3 S800 //主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min N30 T0101 //調(diào)用1號刀 N40 G0 X80 Z6 //快速定位至，距端面6mm處 N50 G71 U1 R0.5 N60 G71 P70 Q150 U1.5 F0.48 //采用復(fù)合循環(huán)指令 N70 G00 X0 Z0 S1200 F0.28 N80 G01 X38 N90 X40 Z-1 N100 Z-75 N110 X48 N120 X50 Z-76 N130 Z-221 N140 X68 N150 Z-263 N160 G70 P70 Q150 N170 G0 X100 Z200 //返回?fù)Q刀點 N180 M05 //停主軸 M190 M30 //程序結(jié)束 （6）車退刀槽4XΦ38, 車退刀槽3XΦ38 圖7 O0006加工原點 O0006 N10 M43