3252 平面輪廓零件的數(shù)控加工及工藝分析

3252 平面輪廓零件的數(shù)控加工及工藝分析,平面,輪廓,零件,數(shù)控,加工,工藝,分析 XX畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：平面輪廓零件的數(shù)控加工及工藝分析系 部 專 業(yè) 名 稱 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 摘 要高效率、高精度加工是數(shù)控機(jī)床加工最主要特點(diǎn)之一。利用數(shù)控機(jī)床加工，其產(chǎn)品加工的質(zhì)量一致性好，加工精度和效率均比普通機(jī)床高出很多，尤其在輪廓不規(guī)則、復(fù)雜的曲線或曲面、多工藝復(fù)合化加工和高精度要求的產(chǎn)品加工時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)機(jī)床所無(wú)法比擬的。本課題對(duì)異性體、復(fù)雜的曲線、多工藝復(fù)合化加工進(jìn)行探索，設(shè)計(jì)出三種切實(shí)可行的工藝流程及工藝裝備。在產(chǎn)品的加工過(guò)程中，工件在夾具內(nèi)的定位和夾緊顯得特別重要。須根據(jù)六點(diǎn)定位對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行合理的定位，欠定位、完全定位還是過(guò)定位都須根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程決定。夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過(guò)程的一種裝夾設(shè)備。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設(shè)計(jì)在制造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和制造成本。本文通過(guò)分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工要求，制定了一套較合理的夾具設(shè)計(jì)，從而為保證該零件的加工精度將提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝裝備，具有一定的實(shí)用價(jià)值。通過(guò)對(duì)各種定位夾緊裝置的分析比較，選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的，又比較簡(jiǎn)潔的裝置，并對(duì)各工步進(jìn)行數(shù)控編程。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工，工藝流程，工藝裝備，夾具設(shè)計(jì)ABSTRACTThe high efficiency, the precision work are one of numerical control engine bed processing most main characteristics. Using the numerical control engine bed processing, its product processing quality uniformity is good, the processing precision and the efficiency outdo compared to the ordinary engine bed very much, especially when outline not rule, complex curve or curved surface, multi-craft recombine processing and high accuracy request product processing, its merit is the traditional engine bed is unable to compare. This topic to the opposite sex body, the complex curve, the multi-craft recombine processing carries on the exploration, designs three practical and feasible technical processes and the craft equipment. In the product processing process, the work piece appears in jig localization and the clamp specially importantly. Must act according to six localizations to carry on the reasonable localization to the product, owes the localization, locates completely crosses the localization all to have to act according to the actual production process decision. The jig covered from has processed clamps the equipment to the assembly nearly all operating process one kind of attire. Because the massive processing operation needs to install clamps, the jig design changes can it be that the constant weight in the manufacture system to want, it affects the processing quality directly, the productivity and the production cost. This article through the analysis support components, the air compressor snifting valve lid as well as the supporting the unique feature and the processing request which wraps, has formulated a set of reasonable jig design, thus for guaranteed this components the processing precision will provide one economical practical craft equipment, will have certain practical value. Through to each kind of localization clamp analysis comparison, chose and combines a set both to be able to satisfy the processing request, and the quite succinct installment, and carried on the numerical control programming to each step working procedure.Key word: numerical control processing, technical process, craft equipment, jig design目 錄1 緒論 .....................................................................................................................................................................12 零件分析 ............................................................................................................................................................22.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .....................................................................................................................................22.2.1 零件圖紙的工藝分析 ....................................................................................................................22.2.2 加工內(nèi)容以及相關(guān)要求 ...............................................................................................................32.2.3 加工要點(diǎn)分析 ..................................................................................................................................32.2.4 零件圖紙上的尺寸標(biāo)注 ...............................................................................................................32.2.5 分析變形情況 ..................................................................................................................................32.2.6 零件的精度要求 ..............................................................................................................................43 毛坯的選擇 .......................................................................................................................................................43.1 分析毛坯的加工余量 ............................................................................................................................43.2 零件毛坯形狀及余量的確定 .............................................................................................................44 機(jī)床的選擇 .......................................................................................................................................................45 零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 ..........................................................................................................................55.1 工件的裝夾 ...............................................................................................................................................55.2 零件粗基準(zhǔn)的選擇 .................................................................................................................................55.3 零件精基準(zhǔn)的選擇 .................................................................................................................................66 選擇并確 定工藝裝備 ....................................................................................................................................66.1 刀具尺寸的選擇 .....................................................................................................................................66.2 刀具材料的選擇 .....................................................................................................................................76.2.1 刀具材料性能 ..................................................................................................................................76.2.2 各種刀具材料 ..................................................................................................................................76.3 量具的使用表 ..........................................................................................................................................86.4 切削用量的確定 .....................................................................................................................................86.4.1 主軸轉(zhuǎn)速的確定 ..............................................................................................................................96.4.2 進(jìn)給速度的確定 ...........................................................................................................................106.4.3 背吃刀量的確定 ...........................................................................................................................117 切削液的選擇 ................................................................................................................................................128 工藝方案的制訂 ...........................................................................................................................................128.1 加工方案的制訂 ...................................................................................................................................128.2 刀具卡片的制訂 ...................................................................................................................................138.3 工藝過(guò)程卡 .............................................................................................................................................148.4 工序卡 ......................................................................................................................................................168.5 走刀路線圖 .............................................................................................................................................279 程序編制 .........................................................................................................................................................3110 加工零件 .......................................................................................................................................................3910.1 建立工件坐標(biāo)系 .................................................................................................................................3910.2 對(duì)刀及刀補(bǔ)設(shè)定 .................................................................................................................................3910.3 加 工零件過(guò)程 .....................................................................................................................................3911 精 度檢驗(yàn) .......................................................................................................................................................40總結(jié) ......................................................................................................................................................................41致謝 ......................................................................................................................................................................42參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................................................43附錄 ......................................................................................................................................................................4411 緒 論隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈,產(chǎn)品更新速度越來(lái)越快,復(fù)雜形狀的零件越來(lái)越多,精度要求越來(lái)越高,多品種、小批量生產(chǎn)的比重明顯增加,激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來(lái)越短,傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難以適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高速高質(zhì)量加工要求。本課題來(lái)源于生產(chǎn)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，它包括了五年所學(xué)的全部知識(shí)，在數(shù)控專業(yè)上具有代表性，而且提高了綜合運(yùn)用各方面知識(shí)的能力。程序的編制到程序的調(diào)試，零件的加工運(yùn)用到了所學(xué)的 AutoCAD、 CAXA 制造工程師軟件、機(jī)床操作、子程序、刀具的選擇、零件的工藝分析、數(shù)學(xué)處理、工藝路線等一系列的內(nèi)容。這將所學(xué)到的理論知識(shí)充分運(yùn)用到了實(shí)際加工中，切實(shí)做到了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。 22 零 件分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要選擇對(duì)某個(gè)零件進(jìn)行數(shù)控加工，在一般情況下，不是所有加工內(nèi)容都適合在數(shù)控機(jī)床上完成，而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工，這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。根據(jù)我院數(shù)控基地現(xiàn)有的的設(shè)備，故本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容都選擇在數(shù)控加工中心上加工。2.2.1 零件圖紙的工藝分析零件的精度要求需要從尺寸公差、表面粗糙度等方面綜合分析。圖 平面輪廓零件圖3圖 示 零件的三維模型2.2.2 加工內(nèi)容以及相關(guān)要求（1）上表面加工，保證零件的高度為 30mm，粗糙度一般為 Ra6.3μm。其余為Ra12.5μm。 （2） 零件中部菱形凹槽加工。這部分輪廓深度為 10mm，要保證 R9mm 的圓弧尺寸，中間五邊行凹槽深度為 5mm,要保證 R8mm 的圓弧尺寸。凹槽側(cè)面的粗糙度為Ra6.3μm、深度為 10mm 和深度為 5mm 處的平面粗糙度均為 Ra6.3μm。（3） 四個(gè)圓弧凸臺(tái)部分的輪廓加工。要保證圓弧凸臺(tái)部分的尺寸 5mm 以及上表面的高度差 12mm。2.2.3 加工要點(diǎn)分析數(shù)控加工中心的主要加工特點(diǎn)是工序集中，即工件在一次裝夾后，連續(xù)完成銑、鉆、鏜、鉸、攻絲加工等多道工序，從而減少了零件在不同機(jī)床之間的轉(zhuǎn)換搬運(yùn)時(shí)間，提高4了效率。例如銑菱形凹槽時(shí)，應(yīng)該把粗精加工安排在一起，這樣就減少了換刀次數(shù)，在加工時(shí)，要保證零件的尺寸精度和表面粗糙度。另外，加工過(guò)程中盡可能減少換刀次數(shù)并使走刀路線最短，以減少輔助時(shí)間，提高效率。2.2.4 零件圖紙上的尺寸標(biāo)注（1）按加工順序標(biāo)注尺寸，盡量減少尺寸換算，并能方便準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量。 （2）從實(shí)際存在的和易測(cè)量的表面標(biāo)注尺寸，且在加工時(shí)應(yīng)盡量使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。2.2.5 分析變形情況由于該零件菱形凹槽深 10mm，在加工過(guò)程中如果進(jìn)給速度過(guò)快容易變形，所以應(yīng)采用合理的加工方式。在加工的過(guò)程中選用合理的切削參數(shù)、刀具、夾具等。該零件的加工輪廓由平面、外輪廓、型腔等構(gòu)成。2.2.6 零件的精度要求該零件最高精度等級(jí)為 IT10 級(jí)，外輪廓四周、型腔以及上表面的粗糙度為 Ra 6.3μm，其它表面粗糙度均為 Ra12.5μm，比較容易加工。3 毛 坯 的選擇所謂毛坯的加工余量，就是指使加工表面達(dá)到所需的精度和表面的質(zhì)量而應(yīng)切除的多余金屬層的厚度。零件在進(jìn)行數(shù)控銑削加工時(shí)，由于加工過(guò)程的自動(dòng)化，使用余量的大小，如何安裝、裝夾等問(wèn)題在選用毛坯時(shí)就要仔細(xì)考慮好，否則，如果毛坯不適合數(shù)控銑削加工，加工時(shí)將很難進(jìn)行下去，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，列舉以下幾點(diǎn)：3.1 分析毛坯的加工余量該圖的毛坯采用 45 鋼板，因?yàn)槲铱紤]到我們學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備和自身的經(jīng)濟(jì)條件等問(wèn)題，所以采用鋼板，毛坯尺寸 150mm×105mm×40mm 進(jìn)行加工，由于該件是鋼板件，毛5坯的扭曲變形量的不同地方造成余量不充分，不穩(wěn)定，因此，要采用數(shù)控銑削加工，其加工面都要具有充分的加工余量。3.2 分析毛坯的裝夾主要考慮毛坯在加工時(shí)定位和夾緊的可靠性與方便性，以便在一次安裝中完成所以的加工表面。4 機(jī) 床的選擇根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、形狀、精度以及加工的難易程度等條件來(lái)選擇數(shù)控設(shè)備的型號(hào)，由于該零件由平面、凹槽、圓弧等組成。根據(jù)減少定位、裝夾和多次換刀帶來(lái)的影響，結(jié)合我院實(shí)際情況采用加工中心（KVC650）進(jìn)行加工，便可達(dá)到零件的各項(xiàng)精度。該機(jī)床的 X 軸行程 450mm，Y 軸的行程為 650mm，Z 軸的行程為 500mm，工作臺(tái)為4500X1370mm，主軸中心線至工作臺(tái)的距離為 460mm,主軸端面至工作臺(tái)中心線距離為100—600mm，斗笠式刀庫(kù)容量為 10 把，進(jìn)給速度為 5—8000mm/min, 主軸轉(zhuǎn)速為 20—6000r/min,電動(dòng)機(jī)功率為 5517.5KW。5 零 件加工定位基準(zhǔn)的選擇正確選擇定位基準(zhǔn)對(duì)保證加工表面的尺寸精度和相互位置精度，確定各表面加工順序和夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都有很大影響。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)很重要的問(wèn)題。5.1 工件的裝夾工件裝夾情況的好壞，不僅直接影響工件加工精度，還關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，而且工件裝夾的快慢還直接影響到生產(chǎn)效率以及工件成本。在實(shí)際的應(yīng)用中一般是先定位后夾緊，但是也有同時(shí)完成的，如三爪卡盤夾持工件。該零件形狀比較復(fù)雜、尺寸精度要求較高，但輪廓面精度要求不是很高，所以如圖可選用平口虎鉗，以底面和兩側(cè)面定位，零件先要加工上表面，因此以下平面為裝夾面，加工完所需要素后，翻轉(zhuǎn)夾持外輪廓，將夾持面銑掉。平口虎鉗如圖 5-1 所示：6圖 5-1 裝夾圖5.2 零件粗基準(zhǔn)的選擇用毛坯上未加工過(guò)的毛坯面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇，一般情況下就是第一道工序定位基準(zhǔn)的選擇，往往是進(jìn)行后續(xù)工序加工的基準(zhǔn)。在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少裝夾次數(shù)。粗基準(zhǔn)一般情況下只使用一次。零件是以 A 面作為粗基準(zhǔn)。以 B 面作為精基準(zhǔn)的裝夾面。如圖 5-2 所示：圖 5-2 粗精基準(zhǔn)圖5.3 零件精基準(zhǔn)的選擇用已加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證從零件精度出發(fā)，同時(shí)也要考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。如圖 5-2 以 A 面作為裝夾面，翻面夾持，在以B 面作為精基準(zhǔn)，保證了一次裝夾完成所有面的加工減少了換刀次數(shù)，定位誤差，提高了加工精度，同時(shí)體現(xiàn)了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。76 選 擇并確定工藝裝備6.1 刀具尺寸的選擇（1）直徑尺寸：根據(jù)零件圖樣不同，選取的刀具尺寸不一樣。選取直徑尺寸原則是：在刀具能夠滿足加工前提下，盡量選取直徑大的刀具，銑削刀具都是成型刀具且標(biāo)準(zhǔn)，在同時(shí)可根據(jù)選取的刀具直徑提取刀具各異的刀具。（2）長(zhǎng)度尺寸：在加工中心上，刀具長(zhǎng)度一般是指主軸端面量，刀尖的距離包括刀柄和刃具兩部分。選取的原則是：在滿足各個(gè)部位加工要求前提下，盡量減少刀具長(zhǎng)度，以提高工藝系統(tǒng)的剛性，制造工藝和編程時(shí)，一般不必準(zhǔn)確確定刀具的長(zhǎng)度，只需初步估算出刀具長(zhǎng)度范圍。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： =A-B-N+L+ + (公式 6-1)1T0ZtT公式中：—刀具長(zhǎng)度1A—主軸端面至工作臺(tái)中心最大距離B—主軸在 Z 向的最大行程N(yùn)—加工表面距工作臺(tái)中心距離L—工件的加工深度尺寸—刀具切出工件長(zhǎng)度（以加工表面取 2-5 mm，毛坯表面取 5-8 mm） 0Z刀具長(zhǎng)度示意圖如圖 6-1 所示：圖 6-1 刀具長(zhǎng)度示意圖8根據(jù)不同的加工內(nèi)容，則需要不同規(guī)格的刀具來(lái)進(jìn)行加工，該零件材料為鑄鐵，毛坯為 105mm×105mm×30mm，而零件實(shí)際尺寸為 100mm×100mm×25mm?？紤]到加工的效率，接刀痕跡，走刀的重疊量，綜合分析確定粗、精平面采用直徑為 Ф20mm 的立銑刀；輪廓采用 Ф18mm 和 Ф16mm 的鍵槽銑刀；圓弧最小尺寸為 R6mm 則采用直徑為Ф12mm 的立銑刀。6.2 刀具材料的選擇6.2.1 刀具材料性能切削用刀具材料應(yīng)具備的性能如表 6-1 所示：表 6-1 切削用刀具材料應(yīng)具備的性能材料 刀具使用時(shí)的性能 希望具備的性能 作為刀具使用時(shí)的性能高硬度 耐磨損性 化學(xué)穩(wěn)定良好 耐氧化性、耐挎散性高韌性 耐崩刃性破損性 低親和性 耐熔點(diǎn)、凝點(diǎn)、粘力性高耐熱性 耐塑性變形性 磨削成型性能良好 刀具制造的高生產(chǎn)率熱傳導(dǎo)能力良好 耐熱沖擊性耐熱裂紋性 鋒刃性良好刃口鋒利表面質(zhì)量好微小切削可能6.2.2 各種刀具材料(1)高速鋼 在 仍能保持較高的硬度，較之其他工具鋼耐磨性好且比硬質(zhì)合C?60金韌性高，但壓延性較差，熱加工困難，耐熱沖擊性較弱。不適合高速切削和硬的材料。(2)硬質(zhì)合金 具有較高的紅硬性，能在 保持較好的加工性能，允C?108??許切削速度就高速剛的 4～10 倍。復(fù)合碳化物系硬質(zhì)合金在銑削金屬的切削中顯示出極好的性能。于是，硬質(zhì)合金得到了很大的普及。(3)陶瓷 加工中陶瓷刀具很容易因熱裂紋產(chǎn)生崩刃等損傷，且切削溫度易較高。陶瓷刀具因其材質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高，在耐熱合金等難加工材料的加工中有廣泛的應(yīng)用。(4)立方氮化硼 主要適用于高速加工。9(5)聚晶金剛石 適用于高效地加工有色金屬和非金屬材料，能得到高精度、高光亮的加工表面，使其在高精加工領(lǐng)域中得到了普及。數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求與普通機(jī)床的切削相比，數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求更高。不僅要精度、剛度好、耐用度高而且尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。從以上刀具材料看，金剛石的硬度、耐磨性最高，遞次降低到高速鋼但材料的韌性則是高速鋼最高，金剛石最低。在數(shù)控機(jī)床中，采用最廣泛的是硬質(zhì)合金類。因?yàn)檫@類材料目前從經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、多樣性、工藝性等各方面，綜合效果都優(yōu)于陶瓷、立方氮化硼、聚晶金剛石。但是根據(jù)零件材料和我院數(shù)控基地刀具的實(shí)際情況，我選用了高速鋼刀具加工零件。6.3 量具的使用表量具的使用表如表 6-2 所示：表 6-2 量具表名稱 規(guī)格 用途游標(biāo)卡尺 0.02mm 主要用于測(cè)量?jī)?nèi)、外尺寸和深度等千分尺0-25mm75-100mm主要用于長(zhǎng)度測(cè)量工具直尺 0-100mm 主要用來(lái)測(cè)量工件的長(zhǎng)度和垂直度6.4 切削用量的確定制定切削用量，是在選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，確定背吃刀量進(jìn)給量和切削速度制定切削用量的原則，是在保證加工質(zhì)量降低成本和提高生產(chǎn)率的前提下，使ap、F、Vc 的乘積最大。切削用量的大小對(duì)切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。選擇切削用量時(shí)，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能，使切削效率最高。粗加工時(shí)應(yīng)選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。精加工時(shí)應(yīng)根據(jù)加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面粗糙度要求，選取最小的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前提下盡可能選用較高的切削速度。106.4.1 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min): n=1000（Vc/πd）　 　　　　 （公式 6-2）公式中：Vc—切削速度， 　　　　　　　單位 m/min d—銑刀直徑，單位 mm 由于每把刀計(jì)算方式相同，現(xiàn)選取粗、精銑平面 Ф20 的立銑刀為例說(shuō)明其計(jì)算過(guò)程。 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。如表 6-3 所示:表 6-3 銑削時(shí)切削速度切削速度 /(m/min)cv工件材料 硬度/HBS高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀<225 18~42 66~150225~325 12~36 54~120鋼325~425 6~21 36~75<190 21~36 66~150190~260 9~18 45~90鑄鐵160~320 4.5~10 21~30鋁 70~120 100~200 200~400從理論上講，切削速度 Vc 的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避11免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，綜合考慮：取粗銑時(shí) =20m/min 精銑時(shí) =25m/mincv cv代入 6-2 式中： = （1000 ×20）/（3.14×20） = （1000×25）/（3.14×20）粗n 精n=318.4r/min 　　　　=398r/min6.4.2 進(jìn)給速度的確定 在保證機(jī)床、刀具不超出工件精度充許的數(shù)值，表面粗糙度值不太大的前提下，盡量選擇大的進(jìn)給量，粗加工時(shí)限制進(jìn)給量的主要是切削力，半精加工和精加工時(shí)，限制進(jìn)給量的主要是表面粗糙度。切削進(jìn)給量 F 是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)方向的相對(duì)位移，單位為mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) z 及每齒進(jìn)給量 fz（mm/z）的關(guān)系為:F=fz·Z·N 　　　　　 　　　　　?。ü?6-3）公示中：z—銑刀齒數(shù) 單位：（mm/min）fz—銑刀每齒工作臺(tái)移動(dòng)距離，即每齒進(jìn)給量（mm/z） 每齒進(jìn)給量 fz 的選取主要取決與工具材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工具材料的強(qiáng)度和硬度越高，fz 越小，反之越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀。銑刀每齒進(jìn)給量如表 6-4 所示：表 6-4 銑刀每齒進(jìn)給量 Zf每齒進(jìn)給量 /（mm/z）粗銑 精銑工件材料高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀鋼 0.10~0.15 0.10~0.25鑄鐵 0.12~0.20 0.15~0.300.02~0.05 0.10~0.15鋁 0.06~0.20 0.10~0.25 0.05~0.10 0.02~0.0512綜合選?。捍帚?=0.08 mm/zZf精銑 =0.05mm/z銑刀齒數(shù) z=3上面計(jì)算出： =318.4r/min =398 r/min粗n精n將它們代入式子 6-3 計(jì)算。粗銑時(shí)：F=0.08×3×318 精銑時(shí)：F=0.05×3×398=76mm/min =60mm/min切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。6.4.3 背吃刀量的確定主要根據(jù)機(jī)床刀具和工件的剛度允許的情況下。粗加工（Ra10～80um）時(shí)，一次進(jìn)給盡可能切削全部余量。在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá) 8～10 mm。半精加工（Ra1.25～10um）時(shí)，背吃刀量取為 0.5～2mm。精加工（Ra0.32～1.25um ）時(shí)，背吃刀量取為 0.1～0.4mm。最好一次切凈余量，以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)零件材料和我院刀具性能考慮，粗加工時(shí)：ap=2mm；精加工時(shí)：ap=0.5mm；從這當(dāng)中選擇最為合適，即提高了生產(chǎn)效率，又可延長(zhǎng)刀具使用壽命。7 切 削液的選擇合理的選擇切削液可以改善工件與刀具間的摩擦狀況降低切削力和切削溫度，減輕刀具摩損減小工件的熱變形，從而可以提高刀具耐用度提高加工效率和加工質(zhì)量。切削液具有冷卻、潤(rùn)滑、清洗、防銹的作用，因此在數(shù)控加工中使用切削液是一個(gè)必須的選擇。常用的冷卻液主要有三種表 7-1 所示：表 7-1 常用冷卻液冷卻液名稱 主要成份 主要作用水溶液 水、防銹添加劑 冷卻13乳化液 水、油、乳化劑 冷卻、潤(rùn)滑、清洗切削油礦物油、動(dòng)植物油、極壓添加劑或油性潤(rùn)滑切削液應(yīng)根據(jù)工件材料，刀具材料，加工方法和技術(shù)要求等具體情況進(jìn)行選用。下述幾條供參考：（1）高速的刀具紅硬性差，需采用切削液，硬質(zhì)合金刀具紅硬性好，一般不加切削液；若硬質(zhì)合金刀具使用切削液，必須連續(xù)、充分的澆注；不能間斷。（2）切削鑄鐵和鋁合金時(shí)，一般不用切削液。如要使用切削液，選用煤油為宜。（3）粗加工時(shí)，以冷卻為主，可選用水溶液或低濃度的乳化液，精加工時(shí)，主要以潤(rùn)滑為主，可選用切削油或濃度高的乳化液。（4）低速加工時(shí)，可選用油性較好的切削油；重切削時(shí)，可選用極壓切削液。綜上所述：根據(jù)我選擇的材料鑄鐵我選擇乳化液為冷卻液。它的主要作用是：冷卻、潤(rùn)滑、清洗而且還有一定的防銹作用。8 工 藝方案的制訂8.1 加工方案的制訂加工中心具有刀庫(kù)功能，也就是說(shuō)在加工中心上加工零件，一般是多工步，多刀具的零件加工，在安排加工順序時(shí)同樣要遵循， “基面先行” 、 “先粗后精” 、 “先主后次”及“先面后孔”的一般工藝原則。根據(jù)該零件的外型我制定了下面兩種方案：方案一：銑夾持面→翻面夾持→粗精銑上平面→粗精銑外輪廓→粗精銑菱形凹槽→粗精銑五邊行凹槽→粗精銑菱形外輪廓→粗精銑四個(gè)大弧形凸臺(tái)→粗精銑四個(gè)小弧形凸臺(tái)→翻面銑底平面方案二：銑夾持面→翻面夾持→粗精銑上平面→粗銑四個(gè)小弧形凸臺(tái)→粗銑四個(gè)大弧形凸臺(tái)→粗銑菱形外輪廓→粗銑外輪廓→粗銑菱形凹槽→粗銑五邊行凹槽→精加工→翻面銑底平面以上兩種方案中第二種方案是從外面逐層往里面銑第一種方法與第二種相反。該零件菱形凹槽與五邊形凹槽的深度不一致，菱形凹槽的深度是 10mm,五邊形凹槽的深度是145mm，第一種可減少在加工中的變形。第二種方案是先粗加工，后精加工，而第一種方案是一道工序粗精加工完了才加工下一個(gè)工序，大大的減少了換刀的時(shí)間。綜上所述我選擇第一種加工方法進(jìn)行加工。8.2 刀具卡片的制訂根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，銑削菱形凹槽輪廓、菱形凸輪廓、圓弧凸臺(tái)輪廓時(shí)，銑刀直徑受槽寬限制，同時(shí)考慮刀鑄鐵的材質(zhì)，因此對(duì)刀具選用設(shè)計(jì)的刀具卡片，如表 8-1 所示：表 8-1 數(shù)控加工刀具卡片零件名稱 菱形凸臺(tái) 編制 劉孟昆序 半徑補(bǔ)償值號(hào)刀具號(hào) 刀具規(guī)格、名稱 刀柄型號(hào)粗加工 精加工1 T01 φ20 立銑刀 BT402 T02 φ18 鍵槽銑刀 BT403 T03 φ16 鍵槽銑刀 BT404 T04 φ12 立銑刀 BT40158.3 工藝過(guò)程卡此零件的工藝過(guò)程卡片如表 8-2 所示：表 8-2 數(shù)控加工工藝過(guò)程卡片零件名稱 材料 零件圖號(hào)單位 數(shù)控加工工序卡片菱形凸臺(tái) 鑄鐵 0 1程序 夾具名稱 使用設(shè)備 數(shù)控基地工序號(hào) O0000 平口虎鉗 KVC650 數(shù)控銑削中心工序 工序內(nèi)容 設(shè)備名稱 刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀量 mm1 備料 (105×105×30mm)鋸床2 銑夾持面 數(shù)控加工中心 T01 400 80 3粗銑上平面 318.4 76 13精銑上平面數(shù)控加工中心 T01398 60 0.5粗銑外輪廓 318.4 76 14精銑外輪廓數(shù)控加工中心 T01398 60 0.5粗銑菱形凹槽 400 100 15精銑菱形凹槽數(shù)控加工中心 T02500 80 0.5粗銑五邊行凹槽 400 100 16精銑五邊行凹槽數(shù)控加工中心 T03500 80 0.516續(xù)表 8-2零件名稱 材料 零件圖號(hào)單位 數(shù)控加工工序卡片菱形凸臺(tái) 鑄鐵 0 1程序 夾具名稱 使用設(shè)備 數(shù)控基地工序號(hào) O0000 平口虎鉗 KVC650 數(shù)控銑削中心工 序工序內(nèi)容 設(shè)備名稱 刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀量 mm粗銑菱形外輪廓 318.4 76 17精銑菱形外輪廓數(shù)控加工中心 T01368 60 0.5粗銑四個(gè)大弧行凸臺(tái) 400 100 18精銑四個(gè)大弧行凸臺(tái)數(shù)控加工中心 T03500 80 0.5粗銑四個(gè)小弧行凸臺(tái) 400 100 19精銑四個(gè)小弧行凸臺(tái)數(shù)控加工中心 T04500 80 0.510 銑底平面 數(shù)控加工中心 T01 400 80 311 去毛刺 鉗臺(tái)12 編制 劉孟昆 審核 廖璘志 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)178.4 工序卡表 8-3 工序 1 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備工序號(hào) 1程序編號(hào)夾具名稱 專用夾具夾具編號(hào)工序 1 工序簡(jiǎn)圖冷卻液選擇 乳化液工步號(hào)工步內(nèi)容 量具及檢具 刀具1備料(105×105×30mm)游標(biāo)卡尺 鋸片編制 劉孟昆 審核 廖璘志 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)18表 8-4 工序 2 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備 加工中心KVC650工序號(hào) 2程序編號(hào) O0123夾具名稱 平口虎鉗夾具編號(hào)工序 2 工序簡(jiǎn)圖冷卻液選擇 乳化液工步號(hào)工步內(nèi)容 量具及檢具 刀具號(hào) 夾具 主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1 銑夾持面 游標(biāo)卡尺 T01 平口虎鉗400 80 3編制 劉孟昆 審核 廖璘志 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)19表 8-5 工序 3 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備 加工中心KVC650工序號(hào) 3程序編號(hào) O0123夾具名稱 平口虎鉗夾具編號(hào)工序 3 工序簡(jiǎn)圖冷卻液選擇 乳化液工步號(hào)工步內(nèi)容量具及檢具刀具號(hào) 夾具 主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1 粗銑上平面 游標(biāo)卡尺 T01 平口虎鉗318.4 76 12 精銑上平面 游標(biāo)卡尺 T01平口 虎鉗 398 60 0.5編制劉孟昆 審核 廖璘志 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)20表 8-6 工序 4 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備 加工中心KVC650工序號(hào) 4程序編號(hào) O1234夾具名稱 平口虎鉗夾具編號(hào)工序 4 工序簡(jiǎn)圖冷卻液選擇 乳化液工步號(hào)工步內(nèi)容量具及檢具刀具號(hào) 夾具 主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1 粗銑外輪廓 游標(biāo)卡尺 T01 平口虎鉗318.4 76 12 精銑外輪廓 游標(biāo)卡尺 T01平口 虎鉗 398 60 0.5編制劉孟昆 審核 廖璘志 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)21表 8-7 工序 5 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備 加工中心KVC650工序號(hào) 5程序編號(hào) O0006夾具名稱 平口虎鉗夾具編號(hào)工序 5 工序簡(jiǎn)圖冷卻液選擇 乳化液工步號(hào)工步內(nèi)容量具及檢具刀具號(hào) 夾具 主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1粗銑菱形凹槽留余量 0.5mm游標(biāo)卡尺 T02 平口虎鉗400 100 12 精銑菱形凹槽 游標(biāo)卡尺 T02平口 虎鉗 500 80 0.5編制劉孟昆 審核 廖璘志 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)22表 8-8 工序 5 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備 加工中心KVC650工序號(hào) 6程序編號(hào) O0008 夾具名稱 平口虎鉗夾具編號(hào)工序 6 工序簡(jiǎn)圖 冷卻液選擇 乳化液工步號(hào)工步內(nèi)容量具及檢具刀具號(hào) 夾具主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1粗銑五邊行凹槽留余量 0.5mm游標(biāo)卡尺 T03 平口虎鉗400 100 12 精銑五邊行凹槽 游標(biāo)卡尺 T03平口 虎鉗 500 80 0.5編制鄧剛 審核 伍倪燕 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 共 1 頁(yè)23表 8-9 工序 7 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備 加工中心KVC650工序號(hào) 7程序編號(hào) O2222夾具名稱 平口虎鉗夾具編號(hào)工序 7 工序簡(jiǎn)圖冷卻液選擇 乳化液工步號(hào)工步內(nèi)容量具及檢具刀具號(hào) 夾具 主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1粗銑菱形外輪廓留余量0.5mm游標(biāo)卡尺 T01 平口虎鉗400 100 12精銑菱形外輪廓游標(biāo)卡尺 T01平口 虎鉗 500 80 0.5編輯劉孟昆 審核 廖璘志 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 共 1 頁(yè)24表 8-10 工序 8 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備 加工中心KVC650工序號(hào) 8程序編號(hào) O0668夾具名稱 平口虎鉗夾具編號(hào)工序 8 工序簡(jiǎn)圖 冷卻液選擇 乳化液工步號(hào)工步內(nèi)容量具及檢具刀具號(hào) 夾具 主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1粗銑四個(gè)大弧行凸臺(tái)余量0.5mm游標(biāo)卡尺 T03 平口虎鉗400 100 12精銑四個(gè)大弧凸臺(tái)游標(biāo)卡尺 T03平口 虎鉗 500 80 0.5編制劉孟昆 審核 廖璘志 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)25表 8-11 工序 9 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備 加工中心KVC650工序號(hào) 9程序編號(hào) O5555夾具名稱 平口虎鉗夾具編號(hào)工序 9 工序簡(jiǎn)圖 冷卻液選擇 乳化液工步號(hào)工步內(nèi)容量具及檢具刀具號(hào) 夾具 主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/(mm/r)備注1粗銑四個(gè)小弧行凸臺(tái)余量0.5mm游標(biāo)卡尺 T04 平口虎鉗400 100 12精銑四個(gè)小弧凸臺(tái)游標(biāo)卡尺 T04平口 虎鉗 500 80 0.5編制劉孟昆 審核 廖璘志 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)26表 8-12 工序 10 工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件圖號(hào)單位L數(shù)控基地?cái)?shù)控加工工序卡零件名稱 菱形凸臺(tái)零件材料 鑄鐵使用設(shè)備 加工中心KVC650工序號(hào) 10程序編號(hào)