典型軸類(lèi)零件如圖5-27所示，零件材料為45鋼，無(wú)熱處理和硬度要求，試對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控車(chē)削工藝分析。
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圖5-27 典型軸類(lèi)零件 |
（1）零件圖工藝分析
該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ50㎜的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼，無(wú)熱處理和硬度要求。
通過(guò)上述分析，可采用以下幾點(diǎn)工藝措施。
①對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時(shí)不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。
②在輪廓曲線上，有三處為圓弧，其中兩處為既過(guò)象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。
③為便于裝夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先車(chē)出夾持部分（雙點(diǎn)畫(huà)線部分），右端面也應(yīng)先粗車(chē)出并鉆好中心孔。毛坯選φ60㎜棒料。
（2）選擇設(shè)備
根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用TND360數(shù)控車(chē)床。
（3）確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式
①定位基準(zhǔn) 確定坯料軸線和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。
②裝夾方法 左端采用三爪自定心卡盤(pán)定心夾緊，右端采用活動(dòng)頂尖支承的裝夾方式。
（4）確定加工順序及進(jìn)給路線
加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車(chē)（留0.25㎜精車(chē)余量），然后從右到左進(jìn)行精車(chē)，最后車(chē)削螺紋。
TND360數(shù)控車(chē)床具有粗車(chē)循環(huán)和車(chē)螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)確定其進(jìn)給路線，因此，該零件的粗車(chē)循環(huán)和車(chē)螺紋循環(huán)不需要人為確定其進(jìn)給路線（但精車(chē)的進(jìn)給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車(chē)進(jìn)給，如圖5-28所示。
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圖5-28 精車(chē)輪廓進(jìn)給路線 |
（5）刀具選擇
①選用φ5㎜中心鉆鉆削中心孔。
②粗車(chē)及平端面選用900硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉（可用作圖法檢驗(yàn)），副偏角不宜太小，選κ <!--[if !vml]-->
<!--[endif]-->=35 0。
③精車(chē)選用900硬質(zhì)合金右偏刀，車(chē)螺紋選用硬質(zhì)合金600外螺紋車(chē)刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取rε=0.15～0.2㎜。
將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中（見(jiàn)表5-7），以便編程和操作管理。
表5-7 數(shù)控加工刀具卡片
產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào) |
××× |
零件名稱(chēng) |
典型軸 |
零件圖號(hào) |
××× |
序號(hào) |
刀具號(hào) |
刀具規(guī)格名稱(chēng) |
數(shù)量 |
加工表面 |
備注 |
1 |
T01 |
φ5中心鉆 |
1 |
鉆φ5 mm中心孔 |
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2 |
T02 |
硬質(zhì)合金900外圓車(chē)刀 |
1 |
車(chē)端面及粗車(chē)輪廓 |
右偏刀 |
2 |
T03 |
硬質(zhì)合金900外圓車(chē)刀 |
1 |
精車(chē)輪廓 |
右偏刀 |
3 |
T04 |
硬質(zhì)合金600外螺紋車(chē)刀 |
1 |
車(chē)螺紋 |
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編制 |
××× |
審核 |
××× |
批準(zhǔn) |
××× |
共 頁(yè) |
第 頁(yè) |
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（6）切削用量選擇
①背吃刀量的選擇 輪廓粗車(chē)循環(huán)時(shí)選ap=3 ㎜，精車(chē)ap=0.25㎜；螺紋粗車(chē)時(shí)選ap= 0.4 ㎜，逐刀減少，精車(chē)ap=0.1㎜。
②主軸轉(zhuǎn)速的選擇 車(chē)直線和圓弧時(shí)，查表5-6選粗車(chē)切削速度vc=90m/min、精車(chē)切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=πdn/1000計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n（粗車(chē)直徑D=60 ㎜，精車(chē)工件直徑取平均值）：粗車(chē)500r/min、精車(chē)1200 r/min。車(chē)螺紋時(shí)，參照式（5-1）計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n =320 r/min.
③進(jìn)給速度的選擇 查表2-4、表2-5選擇粗車(chē)、精車(chē)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，再根據(jù)加工的實(shí)際情況確定粗車(chē)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.4㎜/r，精車(chē)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.15㎜/r，最后根據(jù)公式vf = nf計(jì)算粗車(chē)、精車(chē)進(jìn)給速度分別為200 ㎜ /min和180 ㎜/min。
綜合前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容，并將其填入表5-8所示的數(shù)控加工工藝卡片。此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi)容包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。
表5-8 典型軸類(lèi)零件數(shù)控加工工藝卡片
單位名稱(chēng) |
××× |
產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào) |
零件名稱(chēng) |
零件圖號(hào) |
××× |
典型軸 |
××× |
工序號(hào) |
程序編號(hào) |
夾具名稱(chēng) |
使用設(shè)備 |
車(chē)間 |
001 |
××× |
三爪卡盤(pán)和活動(dòng)頂尖 |
TND360數(shù)控車(chē)床 |
數(shù)控中心 |
工步號(hào) |
工步內(nèi)容 |
刀具號(hào) |
刀具規(guī)格
/ mm |
主軸轉(zhuǎn)速
/r.min－1 |
進(jìn)給速度
/mm. min－1 |
背吃刀量
/ mm |
備注 |
1 |
平端面 |
T02 |
25×25 |
500 |
|
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