《毕业设计---圆槽零件加工工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计---圆槽零件加工工艺设计（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1引言随着我国工业化进程的加速，产业结构的调整和升级，数控技术在现代企业中得到了广泛的应用，使制造业朝着数字化的方向发展。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。 编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。数控机床程序编制过程主要包括：分
2、析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。机床夹具的种类很多，按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他夹具等。按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和自夹紧夹具等。本文是对典型盘类凹模零件加工技术的应用及数控加工的工艺性分析，主要是对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制定、刀具的选择、切削用量的确定、数控加工工艺文件的填写、数控加工程序的编写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。还重点对盘零件的加工艺进行了分析，最后对零件自检数
3、据进行分析，和加工的分析。2第 1章 圆槽零件数控加工工艺分析1.1圆槽零件二维图纸圆槽零件图如图所示图 1-1 圆槽零件 1 图图 1-2 圆槽零件 2 图31.2零件图的工艺分析工艺分析：根据图样分析所选机床能够满足精度要求，分粗精两次加工，以保证其表面粗糙度的要求，外轮廓加工时，没有刀具直径的限制，为了提高切削效率采用较大直径铣刀加工。48*48 的槽圆角半径为 R12，精加工道具的最大直径不能大于 24，考虑到 10 铣刀具较常用，所以选用 10 铣刀作为精加工刀具，槽深尺寸为自由公差，可以考虑在粗加工时直接达到尺寸要求。具体工艺见表 4.6 和表 4.7。1.3分析零件图纸中的尺寸标
4、注图样分析：根据图样尺寸 100100mm，外形公差为0.03，8 孔深度为100.03mm，槽形状直径尺寸为 48mm，深度 3.50.03mm，32mm 槽深度 50.03mm。表面粗糙度均为 Ra3.2。1.4零件毛坯的选择该产品为一般性零件，对材料没太大要求，该圆槽加工案例零件为半成品，小批量生产。该零件上下平面及四周均已按图纸技术要求加工好，要求铣削圆槽到规定尺寸，保证圆槽底平面与圆槽侧壁垂直度为 0.02mm,圆槽直径分别为 48mm 、32mm。4第 2章 数控加工工艺方案的制定2.1工序与工步的划分确定加工方案经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求，作出
5、以下加工方案。1.先粗铣外形，然后精铣外形。2.先粗铣内槽，再精铣内槽。2.2加工机床的选择加工中心（MachiningCenter，MC）是目前世界上产量最高应用最广泛的数控机床之一。它主要用于箱体类零件和复杂曲面零件以及体积较大零件的加工，能把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和车螺纹等功能集中在一台设备上。因为它具有多种换刀或选刀功能及自动工作台交换装置（APC） ，顾工件经一次装夹后，可自动完成或接近完成工件各面的所有加工工序，从而使生产效率和自动化程度大大提高。1.要保证加工零件的技术要求，能加工出合格的产品。2.有利于提高生产率。3.尽可能降低生产成本（即生产费用） 。根据毛坯的材料和类型、
6、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、工件数量、现有的生产条件要求。选用日发 RFMV60 加工中心。2.3刀具的选择数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，对于铣削加工，编程人员除了考虑工件坐标系远点的位置外，还应考虑起刀点和退刀点的位置。起刀点和退刀点必须距离加工零件上表面一定的距离的安全高度，保证在停止状态时，刀具不与加工零件和夹具发生碰撞。下刀运动过程最好不用 G00 快速快速运动，而要用（G01 直线插补） 。要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀具及切削用量。对于铣削加工，编程人员还应充分考虑刀具的
7、切入和切出方式。刀具切入的方式，不仅影响加工质量，同时直接关系到加工安全。对于二维轮廓加工，一般要求从侧向进刀或沿切线方向进刀尽量避免垂直进刀；切出方式也应从侧向或切向退刀。刀具从安全5高度下降到切削高度时，应离开工件毛坯边缘 510mm,以免撞刀，发生危险。对于型腔的粗铣加工，一般应用键槽洗刀先钻一个工艺孔至型腔底面（留有一定的精加工余量） ，然后进行扩孔，以便所使用的立铣刀能从工艺孔进刀进行型腔粗加工，型腔粗加工一般采用从中心向四周扩展的方式。粗铣外形用 80mm 的高速钢键槽铣刀精铣外形用 16mm 的高速钢键槽铣刀粗铣 48 槽用 10mm 的高速钢键槽铣刀精铣 32 槽用 8mm 的
8、高速钢键槽铣刀数控刀具有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具） 、精度高、抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。2.4夹具的选择装夹定位：根据生产批量要求及零件的设计基准情况，采用平口钳装夹工件，工件上表面的中心点作为工件坐标系原点。用寻边器找正其中心点，以工件上表面进行对刀。2.5确定加工路线在数控加工中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运
9、动起，直至结束，加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定原则主要有以下几点：1.应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。2.应尽量缩短加工路线，既可以减少程序段，又可以减少刀具空程移动时间。3.应使数值计算简单，以减少编程工作量。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工。要确定加工路线，首先要确定起始切削的加工方法。常用方法有：预钻削起始孔法、插铣法、坡走铣法、螺旋插补法。本案例零件的加工采用预钻削起始孔法。预钻削起始孔法就是在实体材料上先钻出比铣刀直径大的起始孔，铣刀先
10、沿着起始6孔下刀后，再按行切法、环切法或环切法侧向铣出内圆槽（型腔）的方法。加工顺序安排：基面先行原则，先粗后精原则，先主后次原则，先面后孔原则2.6量具及辅助用具的选择外轮廓和圆槽直径用 0200mm 电子游标卡尺进行测量，自动读出数据、端面的圆跳动用百分表测量，其中圆弧用 R 规测量。游标卡尺：测量范围：0-200mm：分度值：0.02mm7第 3章 冷却液的选择金属切削过程中，合理选择切削液，可改善工件与刀具之间的摩擦状况，降低切削力和切削温度，减小刀具磨损和工件的热变形，从而可以提高刀具的耐用度、加工效率和加工质量。切削液的选择应考虑下列几点因素：1.润滑 具有良好润滑能力的切屑液可减
11、少刀具与工件或切屑间的直接接触，减轻摩擦和粘结，因此，可减少刀具磨损，延长使用寿命，提高工件表面质量。2.冷却 具有良好冷却作用的切屑液能从切削区域带走大量切削热，使切削温度降低，保护工件。3.清洗 具有良好清洗能力的切屑液可以冲走切削区域与机床上的细碎切屑和脱落的磨粒，防止划伤已加工表面和导轨。4.防锈 切削液中加入防锈剂，如亚硝酸钠、磷酸三钠和石油磺酸钡等，可在金属表面形成一层保护膜，起防锈作用。常用切削液的种类如表 2-1 所示表 2-1 常用冷却液冷却液名称 主要成份 主要作用水溶液 水，防锈剂 冷却乳化液 水、乳化油、乳化剂 冷却、润滑、清洗切削油 矿物油、动植物油、复合油 润滑在加
12、工此矩形盘类零件时根据该工件材料、刀具材料、加工方法、加工要求及冷却液的作用和价格来考虑，加工时选择乳化液比较合理。冷却液作用：冷却、润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。8第 4章 切削用量的选择4.1切削用量的选择原则数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，包括主轴转速、背吃刀量、进给速度等，并以数控系统规定的格式输入到程序中。切削用量对于不同的加工方法，需选用不同的切削用量。合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大。这在实际中也很难把握，要有丰富的实践经验才能够确定合适的切削用量。在数控编程时只能凭借编程者的经验和刀具的切削用量推荐值初步确定，而最终的切削用量将根
13、据零件数控程序的调试结果和实际加工情况来确定。切削用量的选择原则是：粗加工时以提高生产率为主，同时兼顾经济性和加工成本的考虑；半精加工和精加工时，应同时兼顾切削效率和加工成本的前提下，保证零件的加工质量。值得注重的是，切削用量（主轴转速、切削深度及进给量）是一个有机的整体，只有三者相互适应，达到最合理的匹配值，才能获得最佳的切削用量。确定切削用量时应根据加工性质、加工要求，工件材料及刀具的尺寸和材料性能等方面的具体要求，通过查阅切削手册并结合经验加以确定，确定切削用量时除了遵循一般的原则和方法外，还应考虑以下因素的影响：1 刀具差异的影响不同的刀具厂家生产的刀具质量差异很大，所以切削用量需根据
14、实际用刀具和现场经验加以修正。2 机床特性的影响切削性能受数控机床的功率和机床的刚性限制，必须在机床说明书规定的范围内选择。避免因机床功率不够发生闷车现象，或刚性不足产生大的机床振动现象，影响零件的加工质量、精度和表面粗糙度。3 数控机床生产率的影响数控机床的工时费用较高，相对而言，刀具的损耗成本所占的比重较低，应尽量采用高的切削用量，通过适当降低刀具寿命来提高数控机床的生产率。4.2背吃刀量的选择确定背吃刀量 ap（mm）背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来决定，在系统刚度答应的情况下，为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量，根据被加工9零件的余量确定分层切削
15、深度，选择较大的背吃刀量，以提高生产效率。在数控加工中，为保证零件必要的加工精度和表面粗糙度，一般留少量的余量（0.20.5mm） ，在最后的精加工中沿轮廓走一刀。粗加工时，除了留有必要的半精加工和精加工余量外，在工艺系统刚性答应的条件下，应以最少的次数完成粗加工。留给精加工的余量应大于零件的变形量和确保零件表面完整性。综合考虑得到：粗加工时选取 2.0mm 的背吃刀量。精加工余量取 0.10.2mm4.3确定主轴转速主轴转速应根据允许的切削速度 V 和工件（或刀具）直径来选择。外圆车削及其计算公式为： n=1000v/D 式（4.1）式中 v-切削速度，单位为 m/min，由刀具的耐用度决定
16、；n-主轴转速，单位为 r/min；D-工件直径或刀具直径，单位为 mm。4.4进给速度的选择进给速度 F 是切削时单位时间内零件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为 mm/r或 mm/min。进给量或进给速度在数控机床上使用进给功能字母 F 表示的，F 是数控机床切削用量中的一个重要参数，主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及所使用的刀具和工件材料来确定。确定进给速度的原则是：1 当工件的质量要求能得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 100200mm/min 范围内选取。2 在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在2050mm/min 范围内选取。3 当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，一般在2050mm/min 范围内选取。4 当刀
