660 X5020B立式升降臺銑床撥叉殼體,x5020b,立式,升降臺,銑床,殼體 【摘 要】：撥叉行業(yè)是我們通用機(jī)械重要分支，無論是在工業(yè)還農(nóng)業(yè)中，只要有流體管道的地方,閥門的作用都是巨大的，而隨著時(shí)代的發(fā)展，撥叉的類型也發(fā)展的越來越全面，制造撥叉的技術(shù)也越來越先進(jìn)。本文一例撥叉零件數(shù)控車床加工的程序編制與步驟，加工工藝的選擇問題進(jìn)行探討。進(jìn)行整套的工藝分析與計(jì)算，按工藝程序卡進(jìn)行編程與加工。 【關(guān)鍵詞】：撥叉 數(shù)控加工 工藝 數(shù)控銑床 [ Abstract ]: Dials forks the profession is our general machinery important branch,regardless of is in the industry also agriculture, so long as has thefluid pipeline the place, the valve function all is huge, but alongwith the time development, dials the type which forks also to developmore and more comprehensively, the manufacture dials the technologywhich forks more and more to be also advanced. A this article exampledials forks the programming and the step which the componentsnumerical control lathe processes, the processing craft choicequestion carries on the discussion. Carries on the entire wrap thecraft analysis and the computation, carries on the programming and theprocessing according to the craft procedure card5[ Key word ]: Dials forks，the numerical control processing ，craft numerical，controlmilling machine 目錄摘要…………………………………………………………………………………1第 1 章緒論……………………………………………………………………………31.1 數(shù)控機(jī)床的知識…………………………………………………………31.2 數(shù)控銑床的分類…………………………………………………………31.2.1 數(shù)控立式銑床………………………………………………………3第二章 零件的分析 ………………………………………………………………3零件的作用 …………………………………………………………………3零件的工藝分析………………………………………………………………5第三章 零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) …………………………………………………63.1 定位基準(zhǔn)的的選擇 ……………………………………………………83.2 零件表面加工方法的選擇 ……………………………………………93.3 加工順序的安排 ………………………………………………………123.4 工藝的制定 ……………………………………………………………13第 4 章 刀庫的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………164.1 確定刀庫容量……………………………………………………………184.2 確定刀庫形式……………………………………………………………193.3 刀庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………194.4 初估刀庫驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距及選定電機(jī)…………………………………………214.5 刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)………………………………224.6 刀庫驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的校核………………………………………………………244.7 花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算………………………………………………………244.8 夾緊機(jī)構(gòu)插銷剪切強(qiáng)度的校核……………………………………………254.9 確定刀具的選擇方式………………………………………………………274.10 刀庫的定位與刀具的松夾…………………………………………………27結(jié)論：………………………………………………………………………………28致謝：………………………………………………………………………………29*參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………….……30前 言數(shù)字控制機(jī)床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，簡稱數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性，加工對象改變時(shí)只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動(dòng)機(jī)床高，可以精確加工復(fù)雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控裝置、伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)床主體組成。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上，由程序讀入裝置接收，或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動(dòng)輸入。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。 未來數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品種越來越多；激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機(jī)床上，從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個(gè)柔性制造單元，更加便于納入高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng)中。第一章 緒論數(shù)控機(jī)床知識數(shù)字控制機(jī)床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，簡稱數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性，加工對象改變時(shí)只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動(dòng)機(jī)床高，可以精確加工復(fù)雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控裝置、伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)床主體組成。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上，由程序讀入裝置接收，或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動(dòng)輸入。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。 未來數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品種越來越多；激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機(jī)床上，從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個(gè)柔性制造單元，更加便于納入高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng)中。1.2 數(shù)控銑床的分類1.2.1 數(shù)控立式銑床數(shù)控立式銑床是數(shù)控銑床中數(shù)量最多的一種，應(yīng)用范圍也最為廣泛。小型數(shù)控銑床一般都采用工作臺移動(dòng)、升降、及主軸不動(dòng)方式，與普通立式升降臺銑床相似；中型數(shù)控立式銑床一般采用縱向和橫向工作臺移動(dòng)方式，且主軸沿垂直溜板上下運(yùn)動(dòng)；大型數(shù)控立式銑床，因要考慮到擴(kuò)大行程，縮小占地面積及剛性等技術(shù)問題，往往采用龍門架移動(dòng)式，其主軸可以在龍門架的橫向與垂直溜板上運(yùn)動(dòng)，而龍門架則沿床身作縱向運(yùn)動(dòng)。從機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)控制的坐標(biāo)數(shù)量來看，目前 3 坐標(biāo)數(shù)控立式銑床仍占大多數(shù)。一般可進(jìn)行 3 坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，但也有部分機(jī)床只能進(jìn)行 3 坐標(biāo)中的任意二個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工。此外，還有機(jī)床主軸可以繞 X、Y、Z 坐標(biāo)軸中其中一個(gè)或兩個(gè)軸作數(shù)控?cái)[角運(yùn)動(dòng)的 4 坐標(biāo)和 5 坐標(biāo)數(shù)控立式銑床。一般來說，機(jī)床控制的坐標(biāo)軸越多，特別是要求聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)軸越多，機(jī)床的功能、加工范圍及可選擇的加工對象也越多。但隨之而來的是機(jī)床的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，對數(shù)控系統(tǒng)的要求更高，編程的難度更大，設(shè)備的價(jià)格也更高。數(shù)控立式銑床可以附加數(shù)控轉(zhuǎn)盤，采用自動(dòng)交換臺，增加靠模裝置等來擴(kuò)大數(shù)控立式銑床的功能，加工范圍和加工對象，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。1.2.2 臥式數(shù)控銑床與通用臥式銑床相同，其主軸級平行于水平面。為了擴(kuò)大加工范圍和擴(kuò)大功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤來實(shí)現(xiàn) 4、5 坐標(biāo)加工，這樣，不但工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓可以加工出來，而且可以實(shí)現(xiàn)在一次安裝中，通過轉(zhuǎn)盤改變工位，進(jìn)行“四面加工” 。可以省去許多專用夾具或?qū)Ｓ媒嵌瘸尚豌姷?。對箱體類零件或需要在一次安裝中改變工位的工件來說，選擇帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤的臥式銑床進(jìn)行的。加工是非常合適這類銑床目前正在逐漸增多，它的主軸方向可以更換，能達(dá)到在一臺機(jī)床上既可以進(jìn)行立式加工，又可以進(jìn)行臥式加工，其使用范圍更廣，功能更全，選擇加工的對象和余地更大，給用戶帶來了很多方便，特別是當(dāng)生產(chǎn)批量小，品種較多，又需要立臥兩種方式加工時(shí)，用戶只需買一臺這樣的機(jī)床就行了。立、臥兩用數(shù)控銑床的主軸方向的更換有手動(dòng)與自動(dòng)兩種，采用數(shù)控萬能主軸頭的立、臥兩用數(shù)控銑床，其主軸頭可以任意轉(zhuǎn)換方向，可以加工出與水平面呈各種不同角度的工件表面。當(dāng)立、臥兩用數(shù)控銑床增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤后，就可以實(shí)現(xiàn)對工件的“五面加工” 。即出除了工件與轉(zhuǎn)盤貼合的定位面外，其它表面都可以在一次安裝中進(jìn)行加工。因此，其加工性能非常優(yōu)越。1.3 數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特征1.3.1 數(shù)控銑床的主軸特征數(shù)控銑床的主軸開啟與停止，主軸正反轉(zhuǎn)與主軸變速等都可以按輸入介質(zhì)上編入的程序自動(dòng)執(zhí)行。不同的機(jī)床其變速功能與范圍也不同。有的采用變頻機(jī)組，固定幾種轉(zhuǎn)速，可自選一種編入程序，但不能在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)改變。有的采用變頻器調(diào)整，將轉(zhuǎn)速分為幾檔，編程時(shí)可任選一檔，在運(yùn)轉(zhuǎn)中可通過控制面板上的旋鈕，在本檔范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)；有的則不分檔,編程時(shí)可在整個(gè)范圍內(nèi)無級調(diào)速。但是在實(shí)際操作中，調(diào)速不能有大起大落的突變，只能在允許的范圍內(nèi)調(diào)高或調(diào)低，只能在允許的范圍內(nèi)一般都設(shè)有自動(dòng)拉、退刀裝置，能在數(shù)秒內(nèi)完成裝刀與卸刀，換刀比較方便。此外，多坐標(biāo)數(shù)控銑床的主軸可以繞 X、Y 或 Z 軸作數(shù)控?cái)[動(dòng)，擴(kuò)大了主軸自身的運(yùn)動(dòng)范圍，但是主軸結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。1.3.2 控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)特征為了要把工件上各種復(fù)雜的形狀輪廓連續(xù)加工出來，必須控制刀具沿平面上設(shè)定的直線、圓弧或空間直線、圓弧軌跡運(yùn)動(dòng)，因此，要求數(shù)控銑床的伺服拖動(dòng)系統(tǒng)能在多坐標(biāo)方向同時(shí)協(xié)調(diào)動(dòng)作，并保持預(yù)定的相互關(guān)系，這就要求機(jī)床應(yīng)能實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。數(shù)控銑床要控制的坐標(biāo)數(shù)最少是 3 坐標(biāo)中任意兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工直線變斜角工件，應(yīng)實(shí)現(xiàn)四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。若要加工曲線變斜角工件，是要求實(shí)現(xiàn)五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。因此，數(shù)控銑床所配置的數(shù)控系統(tǒng)檔次，一般都比其它數(shù)控機(jī)床相應(yīng)更高一些。1.4 數(shù)控銑床的主要功能及加工對象1.4.1 數(shù)控銑床的功能數(shù)控銑床的功能分為一般功能和特殊功能。一般功能是指各類數(shù)控銑床普遍所具有的功能。如點(diǎn)位控制功能、刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能、鏡象加工功能、 固定循環(huán)功能等。特殊功能是指數(shù)控銑床在增加了某些特殊裝置或附件后，分別具有或兼?zhèn)涞囊恍┨厥夤δ?。如刀具長度補(bǔ)償功能、靠模加工功能、自動(dòng)變換工作臺功能、自適應(yīng)功能、數(shù)控采集功能等。在使用數(shù)控銑床加工工件時(shí)，只要充分利用數(shù)控銑床的各種功能，就可以加工許多普通銑床難加工的工件。數(shù)控銑床的主要加工對象有：平面類零件；變斜角類零件；曲面類（立體類）零件。1.4.2 自動(dòng)換刀裝置（ATC）及其形式數(shù)控機(jī)床為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，進(jìn)一步壓縮非切削時(shí)間，現(xiàn)代的機(jī)床逐步發(fā)展為在一臺機(jī)床上在一次裝中完成多工序或全部工序的加工。數(shù)控機(jī)床為了能在工件一次裝夾中完成多個(gè)工步，以縮減輔助時(shí)間和減少多次安裝工件引起的誤差，通常帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)。對工件的多工序加工而設(shè)置的存儲(chǔ)及更換刀具的裝置稱為自動(dòng)換刀裝置(Automatic Tool Changer，ATC);自動(dòng)換刀（Automatic Tool Change 簡稱 ATC）系統(tǒng)由控制系統(tǒng)和換刀裝置組成。在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上，如果再配以刀具和自動(dòng)換刀系統(tǒng)，就構(gòu)成加工中心（Machining center 簡稱 MC） 。在這類數(shù)控機(jī)床上，自動(dòng)換刀裝置（ATC）是必不可少的。例如加工中心機(jī)床又稱多工序自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床，它主要是指具有自動(dòng)換刀及自動(dòng)改變工件加工位置工能的數(shù)控機(jī)床，具有自動(dòng)換刀裝置是加工中心機(jī)床的典型特征，是多工序加工的必要條件。自動(dòng)換裝置的功能，對整機(jī)的加工效率有很大的影響。由于普通的數(shù)控立式銑床加工的一般是中小零件，其大多需要幾把刀具加工（10 把刀具以內(nèi)， ）故增加自動(dòng)換刀裝置并同時(shí)自動(dòng)變換主軸轉(zhuǎn)速?？蓽p輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少換刀時(shí)間，既提高了機(jī)床的自動(dòng)化程度，又提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此，數(shù)控立式銑床作為數(shù)控銑床中數(shù)量最多、應(yīng)用范圍也最廣的一種，對其附加能夠快速、準(zhǔn)確地?fù)Q刀的自動(dòng)換刀裝置是非常有必要的。各類數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置的結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床的型式、工藝范圍及刀具的種類和數(shù)量等。這種裝置主要可以分為以下幾種形式：1)回轉(zhuǎn)刀架換刀形式2)更換主軸頭換刀形式3)帶刀庫的自動(dòng)換刀形式1.4.3 自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求1）刀具換刀時(shí)間短。2）刀具重復(fù)定位精度高。3）足夠的刀具儲(chǔ)存量。4）刀庫占地面積小。5）換刀安全可靠。第一章:零件的分析1.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析件 1 件 2零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面廣，因此有必要對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，找出技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采用適當(dāng)?shù)墓ぷ鞔胧┘右员ＷC。1.1.1 零件的形狀分析軸系組合件較為復(fù)雜，從外形上看件一左端是不完整的球端面.球端的邊面質(zhì)量 Ra1.6.外階梯形圓柱表面質(zhì)量 Ra1.6，車 40 度的槽及橢圓左端的槽,內(nèi)孔螺紋等的加工難度較大內(nèi)邊面質(zhì)量 Ra1.6，右端外部橢圓留雙邊 1 mm。件二是橢圓,階梯形圓柱質(zhì)量 Ra1.6, 外螺紋加工精度都很高。大體加工過程：加工件加工件二：首先在車床上用外圓車刀粗加工，倒角,車外螺紋,用外圓車刀車橢圓,然后用手工切斷.加工加工件一：先在車床用外圓粗車加工球面，車 40 度槽,倒角,內(nèi)孔鏜刀加工內(nèi)孔,切內(nèi)孔 φ31 的槽,然后車M30X1.5 的內(nèi)螺紋,最后外圓車刀加工橢圓.1.1.2 零件的技術(shù)要求分析零件圖紙上標(biāo)注的技術(shù)要求：1.銳邊倒角 C0.32.未注倒角 C1.3．圓弧過渡光滑4.未注尺寸公差按 GB/T1804-m 加工和效驗(yàn)5.調(diào)質(zhì)硬度 HRC30-351.1.3 零件的加工表面的分析從零件圖可以看出軸系零件的主要加工表面是：1. φ31 的槽：它的表面粗糙度是 Ra1.6,而且其軸心線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2.M30×1.5－6H 的螺紋：此螺紋是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)螺紋，雖然沒有特殊要求，但它在配合時(shí)起傳遞扭矩的作用，故其配合精度要求高。3.橢圓:表面粗糙度 Ra3.2, 軸心線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。4.球面:尺寸以確定,表面粗糙度 Ra1.6,圓心是設(shè)計(jì)基準(zhǔn).通過以上的分析可知，零件的結(jié)構(gòu)較為簡單，易于加工，具有一定的可行性。1.2 零件的材料分析零件材料的選用是非常重要的，選材不當(dāng)制成的零件不能滿足使用要求，過早損傷和破壞產(chǎn)生不良影響或經(jīng)濟(jì)效益差等。機(jī)械零件選材的一般原則是：首先滿足使用性能的要求，同時(shí)兼顧工藝性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。對于軸類零件的選材應(yīng)具有以下幾點(diǎn)要求：1.優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即要求有高的強(qiáng)度和韌性，以防止由于過載和沖擊而引起的變形和斷裂。2.高的疲勞極限，防止疲勞斷裂。3.良好的耐磨性。4.在特殊條件工作時(shí)，還應(yīng)有特殊要求。本零件的材料是 45 號鋼，它屬于低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，其力學(xué)性能是：MPa, MPa, , , J。其化學(xué)成分是：碳含785?s? 685b? %95??45?7?kA量 0.37%～0.45%，鉻含量 0.8%～1.1%，錳含量 0.17%～0.37%，硫含量0.5%～0.8% ，其中碳含量過高、過低均不能滿足經(jīng)調(diào)質(zhì)后獲得良好綜合力學(xué)性能的要求，主加元素為鉻，在配以硫、錳等合金元素，其作用是提高淬透性，強(qiáng)化鐵素體和細(xì)化晶粒，因此，此鋼的熱處理變形小，廢品率低，因而降低了工藝成本。其熱處理特點(diǎn)是：當(dāng)原始組織為珠光體時(shí)，預(yù)先熱處理可采用正火或退火處理;該類鋼最終熱處理均采用淬火后在 500-650℃的高溫回火工藝，即調(diào)質(zhì)處理工藝，調(diào)質(zhì)處理可使材料具有良好的綜合力學(xué)性能。材料長度的選擇：件一取 φ50*100，件二取 φ50*80 的棒料零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件工藝過程和操作方法等的工藝文件,它是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文獻(xiàn)，是組織和管理生產(chǎn)的基本依據(jù)，是新建和擴(kuò)建工廠或車間的基本資料，是進(jìn)行技術(shù)交流的重要手段。3.1 定位基準(zhǔn)的選擇在制訂零件的加工工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的基準(zhǔn)有著很重要的意義。基準(zhǔn)選擇的好壞不僅影響零件的加工位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響?；鶞?zhǔn)有粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)之分。選擇定位基準(zhǔn)時(shí)是從保證工件精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準(zhǔn)選擇的順序就應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇1.基準(zhǔn)重合原則:就是盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起定位誤差。2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則:位置精度要求較高的某些表面加工時(shí)盡可能選用同一定位基準(zhǔn)，這樣有利于保證各加工表面的位置精度。3 自為基準(zhǔn)原則：當(dāng)某些表面精加工要求加工余量小而均勻時(shí)，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，用于提高加工面本身的精度。4 互為基準(zhǔn)原則：為了使加工面間有較高的位置精度，又為了使其加工余量小而均勻采取此原則。5.保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則。3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配加工表面的余量，同時(shí)，要為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。1.為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應(yīng)選非加工面作為粗基準(zhǔn)。2.合理分配各加工面的加工余量。3.粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次。4.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，要避開鍛造飛邊和鑄造澆冒口，分型面，毛刺等缺陷，以保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。由于本工件毛坯為棒料，所以采用 φ50 棒料的外圓柱面為粗基準(zhǔn)，車削零件一的左端，再以粗車后的圓柱面為粗基準(zhǔn)，車削零件的右端，然后再以粗車后零件的回轉(zhuǎn)軸心分別對零件的溝槽、橢圓的左端槽及內(nèi)孔,內(nèi)孔槽,螺紋右端外部橢圓進(jìn)行加工，保證各個(gè)部位的尺寸精度及位置精度，然后以 φ48 的右橢圓的端面為基準(zhǔn)，加工零件的螺紋,階梯圓柱,內(nèi)孔槽,最后以件一為基準(zhǔn),精加工件一的左端球面,階梯圓柱,車槽,倒角及右端內(nèi)孔,車槽.由以上分析可知本零件采用兩種基準(zhǔn)原則，一是基準(zhǔn)重合原則，它是以零件的軸心線為定位基準(zhǔn)也是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，對零件的外圓、內(nèi)孔、槽以及螺紋等表面進(jìn)行切削加工；另一種是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，它是多個(gè)加工表面都以一個(gè)基準(zhǔn)作基準(zhǔn)面加工定位的。3.2 零件表面加工方法的選擇零件表面的加工應(yīng)根據(jù)這些表面的加工要求和零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及材料性質(zhì)等因素，而選用相應(yīng)的加工方法。在選擇某一表面的加工方法時(shí)，一般總是首先選定它的最終加工方法，然后再逐一選定各有關(guān)前道工序的加工方法。加工方法選擇的原則如下：1.所選加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度范圍要與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相適應(yīng)。2.所選加工方法能夠確保加工面的幾何形狀精度,表面相互位置精度的要求。3.所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應(yīng)。4.加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。5.所選加工方法要與企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備和工人技術(shù)水平相適應(yīng)。通過以上原則，本零件各主要表面加工方法為：1.各回轉(zhuǎn)表面,球面,橢圓及槽,倒角：車削加工2.M30X1.5-6H 的螺紋：車削加工3.3 加工順序的安排3.3.1 加工階段的劃分工件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)劃分階段。一般分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。 粗加工階段是從坯料上切除較多余量，所能達(dá)到的精度和表面質(zhì)量都比較低的加工過程。半精加工階段是在粗加工和精加工之間進(jìn)行的切削加工過程。精加工是從工件上切除較少余量，所能達(dá)到的精度和表面質(zhì)量都比較高的加工過程。劃分加工階段的作用是：1.避免毛坯內(nèi)應(yīng)力重新分布而影響獲得的加工精度。2.避免粗加工時(shí)較大的夾緊力和切削力所引起的彈性變形和熱變形對精加工的影響。3.粗精加工階段分開,可較及時(shí)地發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷,避免不必要的損失。4.可以合理使用機(jī)床,使精密機(jī)床能較長期地保持其精度。5.適應(yīng)加工過程中安排熱處理的需要。3.3.2 工序的合理組合確定加工方法后，就要按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件，確定工藝過程的工序數(shù)目。確定工序數(shù)目有兩種基本原則可供選擇：1.工序集中所謂工序集中,就是零件的加工集中在少數(shù)工序內(nèi)完成,而每一工序的加工內(nèi)容卻較多。其特點(diǎn):1).采用高效專用設(shè)備及工藝裝備,生產(chǎn)率高。2).工件裝夾次數(shù)減少,易于保證表面間位置精度,還能減少工序間運(yùn)輸量,縮短生產(chǎn)周期。3).工序數(shù)目少,可減少機(jī)床數(shù)量,操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,還可簡化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。4).因采用。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專用設(shè)備及工藝裝備,便投資大,調(diào)數(shù)和維修復(fù)雜,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大,轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較費(fèi)時(shí)。2.工序分散所謂工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行,每道工序的加工內(nèi)容很少,最少時(shí)即每道工序僅一個(gè)簡單工步。其特點(diǎn):1).設(shè)備及工藝裝備比較簡單,調(diào)整和維修方便,工人容易掌握,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少,又易于平衡工序時(shí)間,易適應(yīng)產(chǎn)品更換。2).可采用最合理的切削用量,減少基本時(shí)間。3).設(shè)備數(shù)量多,操作工人多,占用生產(chǎn)面積大。從生產(chǎn)批量或設(shè)備等方面考慮，本零件屬于中批生產(chǎn)，雖然工序越集中，加工周期越短，加工的精度也高，但是，本零件部分加工在普通機(jī)床上無法加工，所以粗精加工必須在數(shù)控機(jī)床上一起完成，這樣雖提高了生產(chǎn)率，但同時(shí)也提高了成本，也沒有合理的使用機(jī)床，因此，此零件采用工序集中原則。3.3.3 加工順序的安排1．機(jī)械加工工序的安排原則1).對于形狀復(fù)雜、尺寸較大的毛坯或尺寸偏差較大的毛坯,應(yīng)首先安排劃線工序,為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn)。2).按“先基面后其它”的順序,先加工精基準(zhǔn)面。3).在重要表面加工前,應(yīng)對精基準(zhǔn)進(jìn)行修正。4).按“先主后次，先粗后精”的順序，對精度要求較高的各主要表面進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工。5).對于與主要表面后位置精度要求的次要表面,應(yīng)安排在主要表面加工之后加工。6).對于易出現(xiàn)廢品的工序,精加工和光整加工可適當(dāng)提前,一般情況主要表面的精加工和光整加工應(yīng)放在最后階段進(jìn)行。2.熱處理工序安排的原則調(diào)質(zhì)的目的是為了提高工件的綜合力學(xué)性能，減少工件的變形或?yàn)橐院蟮谋砻鏌崽幚碜龊媒M織準(zhǔn)備。因此，一般安排在粗加工后、精加工前進(jìn)行，可以保證淬透性差的鋼種表面調(diào)質(zhì)層（回火索氏體）的組織不被切削掉。3.輔助工序安排的原則1).中間檢驗(yàn)一般安排在粗加工全部之后，精加工之前，送往外車間加工的前后，花費(fèi)工時(shí)較多和重要工序的前后。2).熒光檢驗(yàn)、磁力探傷等特種檢驗(yàn)，主要用于表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，通常安排在精加工階段。熒光檢驗(yàn)如用于檢驗(yàn)毛坯的裂紋，則安排在加工前。3).電鍍、涂層、發(fā)藍(lán)、氧化等表面處理工序，一般安排在工藝過程的最后進(jìn)行。通過前面對定位基準(zhǔn)的選擇，零件表面加工方法的選擇及加工順序的安排的分析說明，再結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)：保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本，從而獲得最好的經(jīng)濟(jì)性。所以，此零件制定的工藝路線是：00.下料 05.加工件 2 輪廓 10.加工件 1 左端輪廓15.加工件 1 右端輪廓20.加工件 1 右端內(nèi)輪廓 25.打毛刺 30.清洗 35.最終檢驗(yàn)3.4 工藝的制定3.4.1 工序基準(zhǔn)的選擇：工序基準(zhǔn)是在工藝圖上以標(biāo)定被加工表面位置尺寸和位置精度的基準(zhǔn)，所標(biāo)定的位置尺寸和位置精度分別稱為工序尺寸和工序技術(shù)要求。工序尺寸和工序技術(shù)要求的內(nèi)容，在加工后應(yīng)進(jìn)行測量，測量所用的基準(zhǔn)稱為測量基準(zhǔn)，通常工序基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。對于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)尚未最后加工完畢的中間工序，應(yīng)選各工序的定位基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)。在各表面的最后精加工時(shí)，當(dāng)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)，雖然工序基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)就應(yīng)選用這個(gè)重合的基準(zhǔn)；當(dāng)所選定位基準(zhǔn)未與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)，在這兩種基準(zhǔn)都能作為測量基準(zhǔn)的情況下，工序基準(zhǔn)的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)時(shí)，對工序尺寸的檢驗(yàn)就是對設(shè)計(jì)尺寸的檢驗(yàn)，有利于減少檢驗(yàn)工作量。2.當(dāng)本工序中位置精度是由夾具保證而不需進(jìn)行試切調(diào)整的情況，應(yīng)使工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。3.對一次安裝下的加工出來的各個(gè)表面，各加工面之間的工序尺寸應(yīng)選與設(shè)計(jì)尺寸一致。本零件在加工時(shí)，其軸向尺寸是以零件的兩端作為工序基準(zhǔn)，徑向尺寸是以零件的軸心線作為工序基準(zhǔn)。它的工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，為加工和檢測提供了方便。3.4.2 確定工序尺寸的方法：1.對外圓和內(nèi)孔簡單加工的情況工序尺寸可由后續(xù)加工的工序尺寸加上（對被包容面）或減去（對包容面）公稱工序余量而求得，工序公差按所加工方法的經(jīng)濟(jì)精度選定。2.當(dāng)工件上的位置尺寸精度或技術(shù)要求在工藝過程中是由兩個(gè)甚至更多的工序所 間接保證時(shí)，需通過尺寸鏈計(jì)算，來確定有關(guān)工序尺寸，公差及技術(shù)要求。3.對于同一位置尺寸方向有較多尺寸，加工時(shí)定位基準(zhǔn)又需多次轉(zhuǎn)換加工的工件，由于工序尺寸相互聯(lián)系的關(guān)系較復(fù)雜，就需要從整個(gè)工藝過程的角度用工藝尺寸鏈作綜合計(jì)算，以求出各工序尺寸、公差及技術(shù)要求。根據(jù)本零件的加工工藝路線和技術(shù)要求，其工序尺寸確定如下：工序 1：粗車件 2 輪廓工步一：平端面此端面經(jīng)過兩次車削，粗車和精車。查表知，其軋制件端面加工余量為 1m,粗車余量為 0.5mm，車削后達(dá)到的表面粗糙度為 Ra1.6。工步二：粗車左端外輪廓本工序采用粗車-半精車-精車的加工方式，經(jīng)查表知，其切削余量為2mm，故該工序車削后基本尺寸應(yīng)為 48+2=50mm，與該尺寸對應(yīng)的公差值分別是0.33mm，按入體原則標(biāo)注，工序尺寸為 φ mm,。03.5?工步三：粗加工右端橢圓留雙邊 1mm 余量工序 2：加工件 1 輪廓工步一：平端面此工步同工序 10 中工步一，但其加工余量是 0.5mm。工步二：粗車加工左端輪廓此工步同工序 10 中工步二，其基本尺寸是 30+2=32mm，與該尺寸對應(yīng)的公差值是 0.33mm，按入體原則標(biāo)注，工序尺寸為 φ mm。03.2?工步三：車外槽槽寬 5，切削余量為 0工步四：橢圓左端槽槽寬 2，切削余量為 0工步五：粗加工右端內(nèi)孔每次背吃刀量 1mm，退刀量 0.5mm工步六：精加工右端內(nèi)孔切削余量為 0.1mm工步七：車內(nèi)槽此槽是作為加工螺紋時(shí)的退刀槽，其工序尺寸應(yīng)為 φ31mm。工步八：車削內(nèi)螺紋查表知，M30×1.5-6H 的螺紋 EI=0，中徑公差是 0.19mm，小徑公差是0.3mm。 3.4.3 加工余量的確定：加工余量是指加工過程中所切去的金屬層厚度。其余量的大小對工藝過程有一定影響，余量不足不能保證零件的加工質(zhì)量，不但增加了機(jī)械加工的勞動(dòng)量，而且增加了刀具，能源及材料的消耗，從而增加了成本，降低了生產(chǎn)率，所以必需合理的安排加工余量。確定加工余量的方法有查表法、經(jīng)驗(yàn)仿計(jì)法和分析計(jì)算法。本零件采用查表法，參照《數(shù)控加工技術(shù)》第二篇第四章加工余量表對本零件的加工余量所查結(jié)果如下：表 3.1加工表面 加工方案 余量（mm）粗車 2.0φ25 外圓精車 0.1切槽 車 2.0外螺紋 車 0.1橢圓 車 1.0SR 球端面 鉆 1.03.4.4 機(jī)床的選擇:零件的加工精度很大程度上取決于所用機(jī)床，因此必須合理的選擇機(jī)床，對于單件小批量生產(chǎn)一般選擇通用機(jī)床；對于中批量則廣泛采用專用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和組合機(jī)床。在選擇機(jī)床時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1. 機(jī)床的加工尺寸范圍與零件外形尺寸相適應(yīng)。2. 機(jī)床精度與工件精度相適應(yīng)。3. 與現(xiàn)有加工條件相適應(yīng)。4. 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。本零件尺寸小、重量輕、屬中批生產(chǎn)，其毛坯是棒料，加工余量較大，為了合理的利用機(jī)床，故此零件在粗加工時(shí)選用普通機(jī)床，另外工件的某些部分在普通機(jī)床上很難加工出來，又因此次設(shè)計(jì)著重練習(xí)的是對數(shù)控機(jī)床的熟練程度，故精加工時(shí)選擇數(shù)控機(jī)床,根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，選擇的機(jī)床型號是：CA6140 普通車床CJK6032A 教學(xué)型數(shù)控車床3.4.5 工藝裝備的選擇：工藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等選擇工藝裝備。1.夾具的選擇： 本零件是小批量生產(chǎn)，技術(shù)要求不太高，故采用通用夾具即可完成，因?qū)Ｓ脢A具的專用性能強(qiáng)、成本高、不易轉(zhuǎn)變，不可長時(shí)間地使用，選用夾具時(shí)要保證夾具的坐標(biāo)系方向相對固定，要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系：夾具上各零件應(yīng)不妨礙機(jī)床對零件各表面的加工。根據(jù)以上所述和現(xiàn)有生產(chǎn)條件,本零件車削與銑削時(shí)均采用三爪卡盤進(jìn)行裝夾。2.刀具的選擇在選擇刀具方面,通常優(yōu)先用通用夾具,對于不同材料的零件,一般都有適合將其切削的刀具。刀具的選擇不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量，與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝方便，這就要采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控教工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。在選用刀具時(shí)應(yīng)考慮工序種類，生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)性，工件材料，生產(chǎn)批量，加工精度及表面粗糙度與所用機(jī)床的性能選用了標(biāo)準(zhǔn)刀具。刀具材料應(yīng)當(dāng)選擇高硬度、高耐磨性、高耐熱性的材料，并有足夠的強(qiáng)度和韌性，較好的工藝。根據(jù)以上所述和現(xiàn)場加工條件，本零件選用 YT 類硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行加工.數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號 XXXXXX 零件名稱組合件 零件圖號 XX—XX序號 刀具號 刀具名稱規(guī)格 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑/mm備注1 T01 93°菱形外圓車刀 1 車外圓 0.22 T02 60°外螺紋刀 1 車外螺紋 0.43 T03 外切槽刀 1 切外槽 0.34 T04 內(nèi)孔鏜刀 1 鏜內(nèi)孔 0.35 T05 60°內(nèi)螺紋刀 1 車內(nèi)螺紋 0.46 T06 內(nèi)切槽刀 1 切內(nèi)槽 0.4編制 汪世洋 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1 頁3．量具的選擇量具的選擇主要是根據(jù)生產(chǎn)類型和檢測的精度來選擇，一般選用通用量具，對于尺寸精度要求較高，檢測不方便的選用專用量具，為了在機(jī)械加工過程中保證零件的加工尺寸精度和提高測量效率的要求，需要恰當(dāng)合理地選擇相應(yīng)的各種通用及專用量具。此零件需選用的專用量具有：橢圓—專用樣板M26x1.5-6g— M26 螺紋塞環(huán)規(guī)橢圓弧—專用樣板其它尺寸選用 0-50mm 外徑千分尺、0-50mm 內(nèi)徑千分尺、0-150mm 游標(biāo)卡尺即可。3.4.6 切削用量的確定切削用量的合理選擇,是指在保證加工質(zhì)量的前提下,充分利用刀具和機(jī)床的性能,獲得高生產(chǎn)效率和低加工成本的切削用量三要素的最佳組合。1.粗加工時(shí)切削用量的選擇粗加工時(shí)精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大，因此選擇粗加工用量時(shí)，要盡可能保證較高的單位時(shí)間、金屬切除量和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)率和降低成本。先考慮選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量 ；其次選擇一個(gè)pa較大的進(jìn)給量 f；最后確定一個(gè)適合的切削速度 v。根據(jù)上述原則，選擇粗加工切削用量，對于提高生產(chǎn)率、減少刀具消耗、降低加工成本是比較有利的。1）切削深度 的選擇：應(yīng)根據(jù)零件的加工余量和由夾具、機(jī)床、刀具和pa工件所組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。2）進(jìn)給量 f 的選擇：限制進(jìn)給量，提高的因素主要是切削力。3）切削速度 v 的選擇：主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。2.精加工時(shí)切削用量的選擇精加工時(shí)的加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻，因此選擇精加工切削用量時(shí)，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。精加工時(shí)應(yīng)選擇較小的背吃刀量 和進(jìn)給量 f，以保證加工精度和表pa面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求。 1）切削深度 的選擇：應(yīng)根據(jù)精加工留下的余量來確定。pa2）進(jìn)給量 f 的選擇：限制進(jìn)給量，提高的主要因素是表面粗糙度。3）切削速度 v 的選擇：切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力也有所減小，也不易產(chǎn)生積屑瘤和毛刺。數(shù)控加工工藝卡片卡 1產(chǎn)品名稱或代號零件名稱 零件圖號 使用設(shè)備車間單位名稱 XXXXXXX件 1 1 XXXXXX工序號 程序編號 夾具名稱1 O0001 三爪卡盤工步號 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具 號 刀具規(guī) 格 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 背吃刀 量 備注 1 加工 93°菱形外圓 T01 25X25 1000 100 1 自動(dòng) 2 粗加工外輪廓 T01 25X25 1000 150 1 自動(dòng) 3 倒角 T01 16X16 1000 100 1 自動(dòng) 4 精加工外輪廓 T01 25X25 1500 80 \ 自動(dòng) 5 車 60°外螺紋 T02 16X16 1000 100 \ 自動(dòng) 6 車斷件 1 T02 16X16 1000 50 \ 手動(dòng) 編制 汪世 洋 審核 批準(zhǔn) 08 年 3 月10 日 共 5 頁 第 1 頁 卡 2產(chǎn)品名稱或代號零件名稱 零件圖號 使用設(shè)備車間單位名稱 XXXXXXX件 2 2 XXXXXX工序號 程序編號 夾具名稱2 O0002 三爪卡盤工步號 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具 號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 背吃刀 量 備注 1 加工 93°菱形外圓 T01 25X25 800 150 1 自動(dòng) 2 粗加工外輪廓 T01 25X25 1000 100 1 自動(dòng) 3 精加工外輪廓 T01 25X25 1000 100 1 自動(dòng) 編制 汪世 洋 審核 批準(zhǔn) 08 年 3 月10 日 共 5 頁 第 2 頁 卡 3產(chǎn)品名稱或代號零件名稱 零件圖號 使用設(shè)備車間單位名稱 XXXXXXX件 1 1 XXXXXX工序號 程序編號 夾具名稱3 O0004 三爪卡盤工步號 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具 號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 背吃刀 量 備注 1 加工 93°菱形外圓 T01 25X25 1000 100 1 自動(dòng) 2 粗加工外輪廓 T01 25X25 1000 150 1 自動(dòng) 3 粗加工球面 T01 25X25 1000 100 2 自動(dòng)4 精加工外輪廓 T01 25X25 1500 80 1 自動(dòng)5 車外槽 T03 16X16 600 25 \ 自動(dòng)6 精車槽底 T03 16X16 1000 80 \ 自動(dòng)7 倒角 T03 16X16 1000 100 1 自動(dòng)編制 汪世 洋 審核 批準(zhǔn) 08 年 3 月10 日 共 5 頁 第 3 頁 卡 4產(chǎn)品名稱或代號零件名稱 零件圖號 使用設(shè)備車間單位名稱 XXXXXXX件 3 1 XXXXXX工序號 程序編號 夾具名稱4 O0005 三爪卡盤工步號 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具 號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 背吃刀 量 備注 1 加工內(nèi)鏜孔 T04 25X25 800 150 1 自動(dòng) 2 粗加工內(nèi)鏜孔 T04 25X25 800 150 1 自動(dòng) 3 精加工內(nèi)鏜孔 T04 25X25 1200 80 1 自動(dòng) 4 車內(nèi)槽 T06 16X16 600 25 \ 自動(dòng) 5 加工內(nèi)螺紋 T05 16X16 1000 100 \ 手動(dòng) 6 加工 93°菱形外圓 T01 25X25 800 150 1 自動(dòng) 編制 汪世 洋 審核 批準(zhǔn) 08 年 3 月10 日 共 5 頁 第 4 頁 4 刀庫的設(shè)計(jì)刀庫是帶刀庫自動(dòng)換刀裝置的主要部件之一，其容量形式、布局及具體結(jié)構(gòu)對數(shù)控機(jī)床的性能有很大影響。4.1 確定刀庫容量決定刀庫容量時(shí)，首先要考慮加工工藝的需要，同時(shí)還要調(diào)查分析同類型、相近規(guī)格的自動(dòng)換刀機(jī)床的刀庫容量及其發(fā)展趨勢。由于帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床主要是在多品種、單件小批生產(chǎn)時(shí)使用，因而應(yīng)根據(jù)廣泛的工藝統(tǒng)計(jì)，依大多數(shù)工件加工時(shí)需要的刀具數(shù)來確定刀庫容量。例如，對功能較為齊全的加工中心而言，它可承擔(dān)多個(gè)工件的切削任務(wù)，因而要配備刀具的種類和規(guī)格較多。通常，配備的刀具越多，機(jī)床能加工工件的比率也越高，但它們并不是成正比例關(guān)系。圖 3-1 為刀庫容量與機(jī)床能加工工件的比率統(tǒng)計(jì)曲線。刀庫儲(chǔ)存量過大，導(dǎo)致刀庫的結(jié)構(gòu)龐大而復(fù)雜,影響機(jī)床總體布局；儲(chǔ)存量過小，則不能滿足復(fù)雜零件的加工要求。因此，刀庫容量應(yīng)在經(jīng)濟(jì)合理的條件下，力圖將一組類似的零件所需的全部刀具裝入刀庫，以縮短每次裝刀所需的裝調(diào)時(shí)間。對自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床的刀庫容量，有關(guān)資料曾對 15000 個(gè)零件進(jìn)行分組統(tǒng)計(jì)，指出不同工序加工時(shí)必須的刀具數(shù)不同，如圖 3-1 所示。由圖可知，4 把銑刀可完成加工工件的 95％左右的銑削工藝，10 把孔加工刀具可完成 70％的鉆削工藝， 14 把刀的容量就可完成 70％以上工件的鉆銑工藝，配有 14—40 把刀具的刀庫就能夠滿足 70％-95％工件的加工需要。因此，對 XKA5032A/C 數(shù)控立式升降臺銑床，從使用和經(jīng)濟(jì)效率角度來看，容量為 6 的刀庫就可滿足要求了。4.2 確定刀庫容量由以上考慮 XKA5032A/C 數(shù)控立式升降臺銑床的結(jié)構(gòu)布局等原因，決定采用軸向放置的鼓盤式刀庫形式。這種刀庫結(jié)構(gòu)簡單，刀具排列較為緊湊，在刀庫容理定為 6 的情況下體種不大，且取刀也較為方便，但需要考慮機(jī)械手的換刀動(dòng)作空間。4.3 刀庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如刀庫裝配圖所示，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后，直流伺服電動(dòng)機(jī)接通，其運(yùn)動(dòng)經(jīng)過十字聯(lián)軸器、波傳動(dòng)減速器、套筒式聯(lián)軸器、蝸桿、蝸輪后，再經(jīng)花鍵聯(lián)接傳到刀盤上，刀盤帶動(dòng)刀座上的 6 個(gè)刀套轉(zhuǎn)動(dòng)，完成選刀動(dòng)作。刀庫裝配圖4.4 初估刀庫驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩及選定電機(jī)刀庫回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)多數(shù)采用液壓馬達(dá)、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并沒有降速傳動(dòng)裝置。4.4.1 初選電動(dòng)機(jī)與降速傳動(dòng)裝置刀庫的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，由于本刀庫的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，且所需轉(zhuǎn)速小，所以決定采用直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有體積小，重量輕、伺服性好、力能指標(biāo)高等優(yōu)點(diǎn)，且該電機(jī)可用信號電壓進(jìn)行無級調(diào)速。采用型號為 90SZ03的 SZ 系列電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)，其基本參數(shù)為：功率 0.092KW，轉(zhuǎn)速3000R/MIN（《袖珍機(jī)械師設(shè)計(jì)手冊》P1275） ；降速傳動(dòng)裝置型號為 XB3-50-100A 的扁平式諧波傳動(dòng)減速器，其基本參數(shù)為：輸入功率 0.092KW，輸出轉(zhuǎn)矩18N·m（《袖珍機(jī)械師設(shè)計(jì)手冊》P1078-1079） 。4.4.2 初估刀庫驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩由于刀庫容量 6，下面就以 THK6363 型自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床的刀庫為設(shè)計(jì)參考（查參考資料 14） ，采用經(jīng)驗(yàn)法初估回轉(zhuǎn)所需轉(zhuǎn)矩。THK6363 型自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床的刀庫也是采用軸向放置的鼓盤式刀庫形式，其容量為 36 把刀具，最大刀具重達(dá) 10kgf，刀庫回轉(zhuǎn)由最大扭矩為25N·m 的液壓馬達(dá)經(jīng)諧波減速器驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)在由于設(shè)計(jì)的刀庫容量為 6 把刀具，可初估刀庫驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩(主要是指直接驅(qū)動(dòng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩)為 T0=8N·m。4.5 刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)刀庫的主運(yùn)動(dòng)是圓周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如圖 3-3 所示,直流伺服電動(dòng)機(jī) 1 通過彈性柱銷聯(lián)軸器與諧波傳動(dòng)減速器 2 聯(lián)接減速后驅(qū)動(dòng)蝸桿 3,設(shè)計(jì)刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的普通圓柱蝸桿傳動(dòng). 由刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。己知直流伺服電動(dòng)機(jī) 1 的功率為 0.092KW,轉(zhuǎn)速為 3000R/MIN,諧波傳動(dòng)減速器 2 的傳動(dòng)比為 100.傳動(dòng)效率為 80%,1 經(jīng) 2 減速后驅(qū)動(dòng)蝸桿 3,蝸桿為主動(dòng),蝸輪為從動(dòng),要求傳動(dòng)此為 6,單向旋轉(zhuǎn),單班工作制,預(yù)計(jì)壽命為 5 年. 圖示 3-3 刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)傳動(dòng)示意圖1)選擇蝸桿傳動(dòng)類型根據(jù) GB10085—88 的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI） 。2)選擇材料蝸桿采用 45 鋼，齒面淬火，硬度為 45～50HRC；蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造， =220 MPa， =220 MPa。'2HP?'2FP?3)確定主要參數(shù)蝸桿蝸輪傳動(dòng)，以蝸桿為主動(dòng)，蝸輪為從動(dòng)。為了提高傳動(dòng)效率，取Z1=6，傳動(dòng)比取 6，單向旋轉(zhuǎn)，單工作制，預(yù)計(jì)壽命為 5 年。則 Z2= Z1ⅹi= 6ⅹ6=36。4)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)m2d1 KT2 (mm3)?'250HP???????a)計(jì)算蝸輪軸轉(zhuǎn)矩 T2初估傳動(dòng)效率 η=0.95,則T2=9549 =9549 η=9549 ⅹ0.95=133.53 N·m12n1/i0.928%3/6?其中 n1 =3000/100=30(r/min)b)載荷系數(shù) K=1.05c)許用接觸應(yīng)力 2HP?= =220ⅹ0.9ⅹ1.48=293.04 MPa2HP?'VSZN式中, =220 MPa, '估計(jì)滑動(dòng)速度 <5m/s，用浸沒潤滑,則由(參考文獻(xiàn) 11) (P972 圖 18—2)S查得滑動(dòng)速度影響系數(shù) =0.9, =1.48（其中VZN=60a t=60ⅹ1ⅹ ⅹ5ⅹ300ⅹ8=3.6ⅹ ,按圖 18—3 查得） ；LZ2n306610d)計(jì)算 m2d1值,并選定模數(shù) m 和蝸桿分度圓直徑 d1m2d1 ⅹ1.05ⅹ133.53=283.46 mm 3;?2539.04???????按表 18—3 查得模數(shù) m=3.15(mm), d1=35.5 (mm)(m2d1值應(yīng)大于計(jì)算值)5)驗(yàn)算滑動(dòng)速度 SVa)計(jì)算蝸桿速度 1= = =0.0558 m/s1V60dn??35.0?b)計(jì)算滑動(dòng)速度 SV= / =0.0558/ =0.0632 m/sS1cos?'"cos2814?其中 = = = ,則初估的 值合適。1(/)tgZmd?(63.5/.)tg??'"2814?SV6)驗(yàn)算蝸輪齒彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算公式為 22 21AVFFSPTKYd?????a)使用系數(shù) =1Ab)動(dòng)載荷系數(shù) =1.03Vc)載荷分布系數(shù) =1K?d1=35.5 mm， =m =3.15 36=113.4 mm,其中模數(shù) m=3.15(mm)。2dZ?d)蝸輪齒形系數(shù) =4.00FSYe)按蝸輪當(dāng)量齒數(shù) = / =36/ =52.34,由圖 17—2 查得。2V3cos?3'"s2814?f)導(dǎo)程角系數(shù) =1- /120°=1- /120 =0.766Y??'"??g)許用彎曲應(yīng)力 2FP?= =70 0.542=37.94 MPa2FP?'N?h)計(jì)算彎曲應(yīng)力=22.1322613.5.014.076F????由于 < ，故滿足蝸輪輪齒強(qiáng)度條件。2HP7)計(jì)算蝸桿蝸輪的主要參數(shù)a)分度圓直徑=35.5， =m =3.15 36=113.4mm1d2z?b)中心距 aa=( + +2 m)/2=[35.5+113.4+2 (-0.1349) 3.15]/2=74 mm12x ?c)蝸桿導(dǎo)程角 '"814???8)計(jì)算其他尺寸a)蝸桿齒頂圓直徑 = +2 =35.5+2 3.15=41.8 mm，1ad1a1ah?其中 為蝸桿齒頂高，且 =m=3.15 mm；1ahb)蝸輪喉圓直徑 = +2 =113.4+2 0.8651 3.15=118.85 2a2ad2a?mm，其中 為蝸輪齒頂高，且 = + =1-0.1349=0.8651 mm；2ah2ah?2xc)蝸輪外圓直徑 = +m=118.85+3.15=122 mm；2edd)蝸桿齒寬 由于 =6，故 按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取 =64 mm1b1Z1b1be)蝸輪齒寬 0.67 =0.67 41.8 =28.006mm,取 =28 mm；22?ad?2f)蝸輪齒頂圓弧半徑 = -m= -3.15=14.6 mmaR2135.g)蝸輪齒根圓弧半徑 = +c= +0.2m= +0.2 3.15=21.53 2ffa1a4.82?mm；h)蝸桿軸向齒厚 = /2= = 3.15/2=4.948 mm,其中1xs1xsp/m?為蝸桿軸向齒距；xpi)蝸桿法向齒厚 = =4.948 =4.368 mm；1ns1nsxco?'"cs2814?j)蝸輪分度圓齒厚 =0.5 =0.5 3.15=4.948 mm。22m??9)熱平衡計(jì)算蝸桿傳動(dòng)由于效率低，所以工作時(shí)發(fā)熱量大。在閉式傳動(dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)地散逸，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂?，從而增大磨擦損失，甚至發(fā)生膠合。所以必須根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量 等于同時(shí)間內(nèi)的散熱量1H的條件進(jìn)行熱功平衡計(jì)算，以保證油溫穩(wěn)定牌規(guī)定的范圍內(nèi)。2H由于摩擦損耗的功率 = （1- ）kW,則產(chǎn)生的熱流量（單位為fP1?1W=1j/s）為=1000 （1- ）W11?式中 為蝸桿傳遞的功率（單位：kW） 。P以自然冷卻方式，從箱體外壁散發(fā)到周圍空氣中去的熱流量為=kA( - )W2H1t0式中 k——熱導(dǎo)率，一般取 k=8.7～17.5W( ),環(huán)境空氣流通較差時(shí)，2mC?:取較小值，否則取較大值；A——傳動(dòng)裝置散熱的計(jì)算面積，即內(nèi)面被沒浸濺的，而外面又被空氣所能冷卻的的箱殼面積（ ） ；2m——潤滑油的工作溫度，一般限制在 60～70 ，最高不能超過 80 ；1t C? C?——周圍環(huán)境溫度，一般取室溫 =20 。0 0t?按熱平衡條件 = ，可求得在既定工作條件下的沒溫為1H2= + 1t0??P-kA?C?在繪制傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行熱平衡計(jì)算：=0.092 80 =0.0736 kW1?0取 =20 , =0.95, k=10,并估算 A=0. 006 ，則0tC??2m=20+ =81.33 ＞801t??.7361-0.95 ?C??由于 ＞80 ,超過最高工作溫度，所以必須采取一些散熱措施，以提高散1t?熱能力，如在傳動(dòng)箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路。4.6 刀庫驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的校核蝸輪轉(zhuǎn)速 =5r/min,所能傳遞的功率為 P=0.092 80 0.95=0.07 Kw,此2n ?0時(shí)刀庫的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩為：T= = =120.3N·m＞T 0=8N·m，954Nn??0.795其中 =0.9 為外花鍵帶動(dòng)刀盤回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)效率。由于 T＞T 0，所以，刀庫驅(qū)動(dòng)?轉(zhuǎn)矩滿足要求。4.7 刀庫驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的校核在刀庫的傳動(dòng)系統(tǒng)中，刀盤是利用花鍵聯(lián)接帶動(dòng)刀座上的刀套轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行選刀的，花鍵的聯(lián)接屬于動(dòng)聯(lián)接。已知所用的花鍵類型為漸開線花鍵 d=26mm,以下對其進(jìn)行必要的強(qiáng)度計(jì)算。計(jì)算公式如下：p= [p]MPa 式中:2gmTzhLD??T——轉(zhuǎn)距（N·mm） ，此處 T=120.3N·m=120.3 1000N·mm；?——各齒間載荷不均勻系數(shù)，通常取 =0.7 0.8，此處取 =0.75；?:?z——齒數(shù)，此處 z=6；——齒的工作高度（mm） ，對漸開線花鍵， =m,此處 m 為模數(shù)，且取gh ghm=1.5mm；——齒的工作長度（mm） ，此處 =48mm；gLgL——平均直徑（mm） ，對漸開線花鍵，此處 =d=26mm。mDmD于是，把數(shù)據(jù)代入計(jì)算公式，得p= = =28.6MPa2gmT