毕业设计 - 球头轴零件的加工工艺与编程

2.4.2确定进给速度

进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在200——800mm/min范围内选取；车外圆，进给速度为400㎜/r，精车时，进给速度为200㎜/r。刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。

2.4.3确定背吃刀量

背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2-0.5mm，总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。

同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。

切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。

2.5拟定数控加工工艺卡

数控加工工艺如表2.1所示：

表2.1数控加工工艺卡片 单位名称 ××× 零件名称 球头轴 工序号 001 程序编号 O0001 工步内容 （尺寸单位 ㎜） 平端面 使用设备 CJK0640数控车床 刀具号 1 /r.min 1000 /㎜.min 200 主轴转速 零件图号 ××× 车间 数控车间 进给速度 背吃刀量 /㎜ 0.5 备注 工步号 1 第 6 页 共18页

2 3 4 5 6 打中心孔 圆球SR50，8 车φ52的斜度 车φ35，φ32的槽 车φ30的圆，M30×2-6g的螺纹 2 3 4 5 6 200 1100 1000 300 450 60 150 50 150 100 0.3 0.1 2.6刀具的选择

2.6.1刀具

刀具的选择的原则：刀具的使用的寿命和装夹是否很方便。在加工轴时一般都是批量生产的，那就要求加工的时候必须有效率，装夹要很方便的，根据上面的分析，我采用机夹式刀片，机夹式刀片的材料是超硬质合金钢。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短,可以充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min .数控机床所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、硬质合金）并使用可转位刀片。

根据以上的分析，在加工轴所采用的刀具是机夹式，超硬质合金钢的刀片,选择数控车削刀具。

数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床刀架上，因此已逐渐标准化和系统化。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%-40%，金属切除量占总数的80%-90%。

而加工轴所用的刀片超硬质合金钢, 超硬质合金钢是以碳化钨(WC), 碳化钛(TiC)等,高熔点,高硬度的碳化物的粉末一起粘连的作用的金属钴粉末混合,加压成型,再烧结而制成一种粉末冶金制品。硬质合金具有高硬度(69-81HRC),高热硬性(可达900-1000度),高耐磨性和较高抗压强度.用它制造刀具,起切削速度,耐磨性与寿命都比高速钢高, 超硬质合金钢制的刀片,装夹在刀体上使用.使用方便,大大的提高加工的效率。

此外，对所选择的刀具，在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。根据以上的分析,采用超硬质合金钢制的刀片。根据加工要求,主要选用的刀具。

刀具如下表：

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表2.2数控加工刀具卡

产品名称或代号 9800N三用枪 零件名称 球头轴 零件图号 序号 刀具号 刀具规格名称 1 T01 900硬质合金端面车刀（负偏刀） 2 3 T02 T03 Φ25㎜钻头 900硬质合金正偏刀 4 5 6 T04 T05 T06 槽刀 内孔刀 螺纹刀 1 1 1 开槽 车内孔 车螺纹 刀口宽3.2mm 1 1 钻φ25㎜的孔 车外圆 数量 1 加工表面 车端面 ××× 备注 2.6.2确定对刀点与换刀点

对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。“对刀点”是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。在程序编制时，不管实际上是刀具相对工件移动，还是工件相对刀具移动，都把工件看作静止，而刀具在运动。对刀点往往也是零件的加工原点。选择对刀点的原则是：

①方便数学处理和简化程序编制；

②在机床上容易找正，便于确定零件的加工原点的位置； ③加工过程中便于检查； ④引起的加工误差小。

对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。

对刀时应使对刀点与刀位点重合。所谓刀位点，是指确定刀具位置的基准点。

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3球头轴零件夹具的选用

3.1对球头轴零件夹具的基本要求

根据数控机床的加工特点，协调夹具坐标系、机床坐标系与工件坐标系的三者关系，此外还要考虑以下几点：

①小批量加工零件，尽量采用组合夹具，可调式夹具以及其它通用夹具。 ②成批生产考虑采用专用夹具，力求装卸方便。 ③夹具的定位及夹紧机构元件不能影响刀具的走刀运动。

④装卸零件要方便可靠，成批生产可采用气动夹具、液压夹具和多工位夹具。

3.2工件装夹方法的选择

数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点：

①力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。

②尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。综合以上分析可选用：三爪自定心卡盘。

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