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技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 缸頭的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 專 業(yè) 年 級(jí) 摘 要 本文主要介紹缸頭的機(jī)械加工工藝過程 首先通過對(duì)該其零件圖紙進(jìn)行分析 再確定其加工工藝 選擇合理的設(shè)備及工藝裝備 并制定出合理的工藝路線 選擇 合理的刀具 切削用量等 最終制定并填寫機(jī)械加工工藝卡片和機(jī)械加工工序卡片 關(guān)鍵詞 工藝規(guī)程 定位基準(zhǔn) 工藝路線 加工設(shè)備 目 錄 1 前言 4 1 1 生產(chǎn)過程 4 1 2 機(jī)械加工工藝過程 4 1 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程 4 1 3 1 格式 5 1 3 2 設(shè)計(jì)原則 5 1 3 3 步驟與內(nèi)容 5 2 零件圖的工藝分析 6 2 1 零件圖的分析 6 2 2 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 7 3 毛坯的選擇 7 3 1 毛坯的種類 8 3 2 毛坯選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素 8 3 3 毛坯的確定 8 4 定位基準(zhǔn)的確定 9 5 確定加工方案 9 5 1 表面加工方法的選擇 9 5 2 加工順序的安排 10 5 3 工序的劃分 10 5 4 工藝路線的確定 11 5 5 機(jī)加工工序簡(jiǎn)圖 11 6 設(shè)備及其工藝裝備的選擇 13 6 1 機(jī)床的選擇 13 6 2 夾具的選擇 14 6 3 量具的選擇 14 6 4 刀具的選擇 14 7 切削用量的選擇 14 7 1 車削用量的選擇 14 7 2 銑削用量的選擇 17 7 3 該零件的切削用量選取 21 8 填寫工藝文件 21 小 結(jié) 23 致 謝 24 參考文獻(xiàn) 25 缸頭的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1 前言 1 1 生產(chǎn)過程 把原材料轉(zhuǎn)變成成品的全過程 原材料和成品是相對(duì)的 是具體對(duì)象而定 生產(chǎn)過程包括 原材料的運(yùn)輸 保存 生產(chǎn)準(zhǔn)備 圖紙 工藝規(guī)程 刀具 夾具 量具 毛坯制造 零件加工 熱處理 裝配 檢驗(yàn) 試車 包裝 主要?jiǎng)趧?dòng)過程和輔助勞動(dòng)過程 1 2 機(jī)械加工工藝過程 工藝 制造產(chǎn)品的方法 機(jī)加工 鑄造 焊接等 機(jī)械加工工藝過程 制造方法 制造過程 用機(jī)械加工的方法改變毛坯尺寸 形狀和材料的性質(zhì) 使之成為成品的過程 工藝過程包括 熱加工 指鑄造 塑性加工 焊接 表面處理等 冷加工 機(jī)械加工 切削 磨削 裝配 1 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程 把工藝過程用文件的形式固定下來 就稱之為工藝規(guī)程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文 件 作用 生產(chǎn)計(jì)劃 調(diào)度 工人操作 質(zhì)量檢查等活動(dòng)的依據(jù) 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù) 新建或擴(kuò)建車間的原始依據(jù) 1 3 1格式 1 在單件小批生產(chǎn)中 一般只編寫簡(jiǎn)單的機(jī)械加工工藝過程卡片 2 在中批生產(chǎn)中 多采用機(jī)械加工工藝卡片 3 在大批大量生產(chǎn)中 則要求有詳細(xì)和完整的工藝文件 要求各工序都要有機(jī)械 加工工序卡 4 對(duì)半自動(dòng)及自動(dòng)機(jī)床 則要求有機(jī)床調(diào)整卡 對(duì)工序則要求有檢驗(yàn)工序卡等 1 3 2設(shè)計(jì)原則 1 保證產(chǎn)品與零件的質(zhì)量 達(dá)到圖紙要求 2 較高的生產(chǎn)率 3 較好的經(jīng)濟(jì)性 4 盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 保障生產(chǎn)安全 1 3 3步驟與內(nèi)容 1 閱讀裝配圖和零件圖 2 分析零件的制造工藝性 3 確定毛坯 4 擬定加工工藝路線 5 確定工裝 機(jī)床 刀 量 夾 6 確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法 7 計(jì)算與確定加工余量 8 計(jì)算工序尺寸及其公差 9 選擇切削用量 10 計(jì)算工時(shí)定額 11 評(píng)價(jià)與比較 12 填寫工藝文件 下面來介紹下缸頭的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 零件圖的工藝分析 如圖 2 1 所示為缸頭零件圖 圖中不清晰之處請(qǐng)參見 CAD 圖 該零件的生產(chǎn)規(guī)模 為中批量生產(chǎn) 試根據(jù)該零件的技術(shù)要求 對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析 并制定出合理的 加工工藝路線 合理的切削用量 刀具等 圖 2 1 零件圖 2 1零件圖的分析 1 零件圖的完整性與正確性 經(jīng)審查 該零件視圖準(zhǔn)確 完整 表達(dá)很直觀清晰 符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 尺寸 公差 以及技術(shù)要求的標(biāo)注齊全 合理 2 零件的技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)要求主要包括尺寸精度 形狀精度 位置精度 表面粗糙度要求等 這些技術(shù)要求應(yīng)當(dāng)是能夠保證零件使用性能前提下的極限值 進(jìn)行零件技術(shù)要求分析 主要是分析這些技術(shù)要求的合理性 以及實(shí)現(xiàn)的可能性 重點(diǎn)分析重要表面和部位的 加工精度和技術(shù)要求 為制定合理的加工方案做好準(zhǔn)備 同時(shí)通過分析以確定技術(shù)要 求是否過于嚴(yán)格 因?yàn)檫^高的精度和過小的表面粗糙度要求會(huì)使工藝過程變得復(fù)雜 加工難度大 增加不必要的成本 通過分析得知 該零件的尺寸精度要求有 尺寸 80 的尺寸精度等級(jí)為 IT8078 32 級(jí) 尺寸 100 的尺寸精度等級(jí)為 IT10 11 級(jí) 尺寸 30 的尺寸精度等級(jí)為1 0 1 05 IT8 9 級(jí) 尺寸 40 的尺寸精度等級(jí)為 IT13 14 級(jí) 尺寸 25 的尺寸精度等級(jí)為5 2 3 IT10 11 級(jí) 其余未注尺寸公差等級(jí)為 IT12 級(jí) 位置精度要求有 30 孔的表面對(duì)基準(zhǔn) A 的垂直度要求為 0 05mm 對(duì)稱度要1 05 求為 0 2mm 25 上下兩表面對(duì)基準(zhǔn) A 的垂直度要求為 0 05mm 對(duì)基準(zhǔn) B 的對(duì)稱度為2 03 0 2mm 表面粗糙度要求有 30 孔的表面粗糙度為 Ra3 2um 25 上下兩表面 1 05 2 03 80 外圓表面以及 100 外圓表面的粗糙度要求為 Ra6 3um 其余未注表面粗078 32 糙度為 Ra12 5um 此外 零件還規(guī)定了一些其他技術(shù)要求 如熱處理 T235 要求 銳角倒鈍等等 總 而言之 從以上分析中可以看出 該零件的精度要求一般 最高級(jí)別只有達(dá)到 IT8 級(jí) 故其加工難度較小 零件的精度容易保證 2 2零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則 其加工既涉及到車削又涉及到銑削 雖然工序簡(jiǎn)單 但 其不易裝夾 故為了提高加工效率 需要使用專用夾具進(jìn)行加工 3 毛坯的選擇 3 1 毛坯的種類 1 鑄件 鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件毛坯 其鑄造方法有砂型鑄造 精密鑄造 金屬型 鑄造 壓力鑄造等 2 鍛件 鍛件適用于強(qiáng)度要求高 形狀比較簡(jiǎn)單的零件毛坯 其鍛造方法有自由鍛和模鍛 兩種 3 型材 型材有熱軋和冷拉兩種 熱軋適用于尺寸較大 精度較低的毛坯 冷拉適用于尺 寸較小 精度較高的毛坯 4 焊接件 焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼板等焊接而成的毛坯件 5 冷沖壓件 冷沖壓件毛坯可以非常接近成品要求 在小型機(jī)械 儀表 輕工電子產(chǎn)品方面應(yīng) 用廣泛 3 2 毛坯選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素 1 零件的材料及機(jī)械性能要求 零件材料的工藝特性和力學(xué)性能大致決定了毛坯的種類 2 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸 3 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 4 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 5 充分利用新工藝 新材料 為節(jié)約材料和能源 提高機(jī)械加工生產(chǎn)率 應(yīng)充分考慮精密鑄造 精鍛 冷軋 冷擠壓 粉末冶金 異型鋼材及工程塑料等在機(jī)械中的應(yīng)用 3 3 毛坯的確定 綜合考慮 為了方便工件的裝夾確定該零件的毛坯類型為實(shí)心棒料 毛坯尺寸為 105 95mm 雖然選擇棒料毛坯會(huì)給工件帶來很大的余量 同樣浪費(fèi)了很多材料 但 是跟專用夾具設(shè)計(jì)相比 選擇棒料毛坯比選擇鑄件毛坯更經(jīng)濟(jì) 4 定位基準(zhǔn)的確定 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種 用未加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基 準(zhǔn) 用己加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精加工 除第一道工序用粗基準(zhǔn)外 其余工 序都應(yīng)使用精基準(zhǔn) 選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則 即力求沒計(jì)基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一 這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量 并且能有效地減少裝 夾次數(shù) 根據(jù)零件圖的分析 確定粗基準(zhǔn)為 毛坯外圓表面及端面 精基準(zhǔn)為 96 外圓 與 100 外圓右端面 5 確定加工方案 零件機(jī)械加工的工藝路線是指零件生產(chǎn)過程中 由毛坯到成品所經(jīng)過的工序先后 順序 5 1 表面加工方法的選擇 表面加工方法的選擇就是為零件上每一個(gè)有質(zhì)量要求的表面選擇一套合理的加工 方法 考慮下列因素 工件材料的性質(zhì) 工件的結(jié)構(gòu)和尺寸 生產(chǎn)類型 具 體生產(chǎn)條件 考慮以上因素 確定該零件的表面加工方法如下所述 1 100 外圓表面 其尺寸精度等級(jí)為 IT10 11 級(jí) 表面粗糙度 6 3 精1 0 度不高 只需粗車即可 2 84 外圓表面 其尺寸精度等級(jí) IT12 級(jí) 表面粗糙度 12 5 精度不高 粗 車即可 由于余量較大 故分兩刀車削 3 80 外圓表面 其尺寸精度等級(jí)為 IT8 級(jí) 表面粗糙度 6 3 精度等級(jí)078 32 較高 故需要進(jìn)行粗 精加工 4 30 孔表面 其尺寸精度等級(jí)為 IT8 9 級(jí) 表面粗糙度 3 2 其精度等1 05 級(jí)較高 加工方法為 鉆 擴(kuò) 鏜 5 25 上下兩表面 其尺寸精度等級(jí)為 IT10 11 級(jí) 表面粗糙度 6 3 其精度2 03 較高 表面粗糙度一般 由于加工余量較大 故需先快速去除大量的余量 故其加工 方法為 線切割 粗銑 精銑 5 2 加工順序的安排 工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工 熱處理和輔助工序 因此 當(dāng)擬定 工藝路線時(shí)要合理 全面安排好切削加工 熱處理和輔助工序的順序 切削加工工序的安排原則 1 基準(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面 應(yīng)先進(jìn)行價(jià)格 以便為后續(xù)工序提供可靠的精 基準(zhǔn) 如軸類零件的中心孔 箱體的地面或剖分面 齒輪的內(nèi)孔和一端面等 都應(yīng)安 排在初始工序加工完成 2 先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工 半精加工 精加工的順序依次進(jìn)行 以便 逐步提高加工精度和降低表面粗糙度 3 先主后次 先加工主要表面 如定位基面 裝配面 工作面 后加工次要表 面 如自由表面 鍵槽 螺紋孔等 次要表面常穿插進(jìn)行加工 一般安排在主要表面 達(dá)到一定精度之后 最終精加工之前 該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進(jìn)行加工 5 3 工序的劃分 1 工序集中 1 概念 是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成 每道工序加工內(nèi)容多 工藝路線短 2 特點(diǎn) 可以采用高效機(jī)床和工藝裝備 生產(chǎn)率高 減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積 節(jié)省人力 物力 減少了工件安裝次數(shù) 利于保證表面間的位置精度 采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜 調(diào)整維修較困難 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大 2 工序分散 1 概念 工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成 每道工序加工的內(nèi)容少 工藝路線很長(zhǎng) 1 特點(diǎn) 設(shè)備和工藝裝備比較簡(jiǎn)單 便于調(diào)整 容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換 對(duì)工人的技術(shù)要求較低 可以采用最合理的切削用量 減少機(jī)動(dòng)時(shí)間 所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多 操作工人多 占地面積大 3 工序集中或分散的程度分析 考慮的因素 主要取決于生產(chǎn)規(guī)模 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 有時(shí) 還要考 慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性 具體分析 一般情況下 單件小批生產(chǎn)時(shí) 只能工序集中 大批大量生產(chǎn)時(shí) 既 可以采用多刀 多軸等高效 自動(dòng)機(jī)床 將工序集中 也可以將工序分散后組織流水 生產(chǎn) 對(duì)于重型零件 為了減少工件裝卸和運(yùn)輸?shù)膭趧?dòng)量 工序應(yīng)適當(dāng)集中 對(duì)于剛 性差且精度高的精密工件 則工序應(yīng)適當(dāng)分散 發(fā)展趨勢(shì) 傾向于采用工序集中的方法來組織生產(chǎn) 綜上所述 根據(jù)該零件的生產(chǎn)規(guī)模 確定該零件采用工序集中的方式進(jìn)行劃分 5 4 工藝路線的確定 05 下料 制造毛坯 10 熱處理 正火 15 車 夾毛坯外圓 車 100 外圓 96 外圓 平端面 20 車 夾 96 外圓 以 100 外圓右端面為基準(zhǔn)定位 車左頭 80 外 圓 84 外圓 以及倒角 25 割 線切割 25 表面 單邊留余量 2mm 2 03 30 銑 銑 25 上下表面 倒角鉆鏜 30 孔 0 1 05 35 熱處理 T235 處理 40 鉗 去毛刺 45 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)各尺寸是否合格 50 入庫 5 5 機(jī)加工工序簡(jiǎn)圖 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序簡(jiǎn)圖 15 夾毛坯外圓 車 100 外圓 96 外圓 平 端面 20 夾 96 外圓 以 100 外圓 右端面為基準(zhǔn) 定位 車左頭 80 外圓 84 外圓 以及倒角 25 線切割 25 表面 單2 03 邊留余量 2mm 30 銑 25 上下2 03 表面 倒角鉆 鏜 30 孔1 05 6 設(shè)備及其工藝裝備的選擇 6 1 機(jī)床的選擇 工序 15 與工序 20 為車削內(nèi)容 其工序中設(shè)計(jì)到圓弧 錐面 為提高其加工效率 選擇在數(shù)控車床上加工 這里選擇在廣州數(shù)控 980TD 機(jī)床上加工 工序 25 為線切割工序 選擇在線切割機(jī)床上加工 工序 30 為銑削 由于工序內(nèi)容較多 所需刀具較多 故選擇在銑削加工中心上加 工 6 2 夾具的選擇 該零件為回轉(zhuǎn)型零件 其工序 15 與工序 20 均為車削上加工 精度要求一般 故 選用三爪卡盤裝夾即可 工序 25 選用線切割機(jī)床專用夾具裝夾 工序 30 為銑削 為 了減少裝夾次數(shù) 選擇用萬能分度頭裝夾 或者在 4 軸 繞 X 軸旋轉(zhuǎn)軸 加工中心上 加工 6 3 量具的選擇 對(duì)于零件的尺寸 30 選擇用內(nèi)徑百分表測(cè)量 外圓尺寸選用千分尺測(cè)量 1 05 其余長(zhǎng)度尺寸可直接選用游標(biāo)卡尺測(cè)量 6 4 刀具的選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)以及加工工藝 確定其加工刀具如表 6 1 所示 表 6 1 機(jī)械加工刀具卡片 工序號(hào) 加工表面 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀具材料 15 車外圓表面 平端面 外圓車刀 90 硬質(zhì)合金 20 車外圓表面 平端面 外圓車刀 90 硬質(zhì)合金 銑上下表面 面銑刀 50mm 硬質(zhì)合金 銑 100 外圓右端面 倒 角 立銑刀 20mm 合金 鉆中心孔 中心鉆 2mm 高速鋼 鉆底孔 麻花鉆 20mm 合金 擴(kuò)孔 粗鏜刀 雙刃 29mm 合金 30 鏜孔 精鏜刀 30 可微調(diào) 合金 7 切削用量的選擇 7 1 車削用量的選擇 數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量 ap 主軸轉(zhuǎn)速 n 或切削速度 vc 用于恒 線速度切削 進(jìn)給速度 vf 或進(jìn)給量 f 這些參數(shù)均應(yīng)在機(jī)床給定的允許范圍內(nèi)選取切 削用量的選用原則 1 切削用量的選用原則 粗車時(shí) 應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度 選擇切削用量時(shí)應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量 ap 其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制 條件 選取盡可能大的進(jìn)給量 f 最后根據(jù)刀具耐用度要求 確定合適的切削速度 vc 增大背吃刀量 ap 可使走刀次數(shù)減少 增大進(jìn)給量 f 有利于斷屑 精車時(shí) 對(duì)加工精度和表面粗糙度要求較高 加工余量不大且較均勻 選擇精車的切 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)土盡量提高生產(chǎn)率 因此 精 車時(shí)應(yīng)選用較小 但不能太小 的背吃刀量和進(jìn)給量 并選用性能高的刀具材料和合 理的幾何參數(shù) 以盡可能提高切削速度 2 切削用量的選取方法 背吃刀量的選擇 粗加工時(shí) 除留下精加工余量外 一次走刀盡可能切除全部 余量 也可分多次走刀 精加工的加工余量一般較小 可一次切除 在中等功率機(jī)床 上 粗加工的背吃刀量可達(dá)8 10mm 半精加工的背吃刀量取0 5 5mm 精加工的背吃 刀量取0 2 1 5mm 進(jìn)給速度 進(jìn)給量 的確定 粗加工時(shí) 由于對(duì)工件的表面質(zhì)量沒有太高的要 求 這時(shí)主要根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性 刀桿的強(qiáng)度和剛性 刀具材料 刀桿 和工件尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來選取進(jìn)給速度 精加工時(shí) 則按表面粗糙 度要求 刀具及工件材料等因素來選取進(jìn)給速度 進(jìn)給速度 f 可以按公式 f f n 計(jì)算 式中 f 表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 粗車時(shí)一般取0 3 0 8mm r 精車時(shí)常取 0 1 0 3mm r 切斷時(shí)常取0 05 0 2mm r 切削速度的確定 切削速度 vc 可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量 進(jìn)給量及刀具耐用 度進(jìn)行選取 實(shí)際加工過程中 也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和查表的方法來選取 粗加工 或工件材料的加工性能較差時(shí) 宜選用較低的切削速度 精加工或刀具材料 工件材 料的切削性能較好時(shí) 宜選用較高的切削速度 切削速度 vc 確定后 可根據(jù)刀具或工 件直徑 D 按公式 n l000vc D 來確定主軸轉(zhuǎn)速 n r min 在工廠的實(shí)際生產(chǎn)過程中 切削用量一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并通過查表的方式進(jìn)行選取 常用硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金切削不同材料時(shí)的切削用量推薦值見表1表2為常用切削 用量推薦表 供參考 表7 1 硬質(zhì)合金刀具切削用量推薦表 粗 加 工 精 加 工 刀具材料 工件材料 切削速度 m min 進(jìn)給量 mm r 背吃刀量 mm 切削速度 m min 進(jìn)給量 mm r 背吃刀量 mm 碳鋼 220 0 2 3 260 0 l 0 4 低合金剛 180 0 2 3 220 0 l 0 4 高合金鋼 120 0 2 3 160 0 l 0 4 鑄鐵 80 0 2 3 120 0 l 0 4 不銹鋼 80 0 2 2 60 0 l 0 4 鈦合金 40 0 2 1 5 150 0 l 0 4 灰鑄鐵 120 0 2 2 120 0 15 0 5 球墨鑄鐵 100 0 2 0 3 2 120 0 15 0 5 硬質(zhì)合金 或涂層硬 質(zhì)合金 鋁合金 1600 0 2 1 5 1600 0 l 0 5 表7 2 常用切削用量推薦表 工件材料 加工內(nèi)容 背吃刀 ap mm 切削速度 vc m min 1 進(jìn)給量 f mm r l 刀具材料 粗加工 5 7 60 80 0 2 0 4 粗加工 2 3 80 120 0 2 0 4 碳素鋼 b 600MPa 精加工 2 6 120 150 0 1 0 2 YT 類 鉆中心孔 500 800r min 1 鉆中心孔碳素鋼 b 600MPa 鉆孔 25 30 鉆孔 W18Cr4V 切斷 寬度 5mm 70 110 0 1 0 2 切斷 寬度 5mm YT 類 粗加工 50 70 0 2 0 4 精加工 70 100 0 1 0 2 切斷 寬度 5mm 50 70 0 1 0 2 鑄鐵 HBS 200 切斷 寬度 5mm 50 70 0 1 0 2 切斷 寬度 5mm YG 類 3 選擇切削用量時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題 1 主軸轉(zhuǎn)速 應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑 并按零件和刀具的材料及加工性 質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定 切削速度除了計(jì)算和查表選取外 還可根據(jù)實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)確定 需要注意的是交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小 因而切削速度不能 太低 根據(jù)切削速度可以計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速 2 車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 數(shù)控車床加工螺紋時(shí) 因其傳動(dòng)鏈的改變 原則上其轉(zhuǎn) 速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí) 刀具沿主進(jìn)給軸 多為 Z 軸 方向位移一個(gè)螺距即可 在車削螺紋時(shí) 車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距 P 或?qū)С?大小 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的 升降頻特性 以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響 故對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng) 推薦 不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍 大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 n r min 為 n 1200 P k 式中 P 被加工螺紋螺距 mm k 保險(xiǎn)系數(shù) 一般取為80 數(shù)控車床車螺紋時(shí) 會(huì)受到以下幾方面的影響 螺紋加工程序段中指令的螺距值 相當(dāng)于以進(jìn)給量 f mm r 表示的進(jìn)給速度 vf 如果將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高 其換算后的進(jìn)給速度 vf mm min 則必定大 大超過正常值 刀具在其位移過程的始終 都將受到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升降頻率和數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn) 算速度的約束 由于升降頻率特性滿足不了加工需要等原因 則可能因主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn) 生出的 超前 和 滯后 而導(dǎo)致部分螺牙的螺距不符合要求 車削螺紋必須通過主軸的同步運(yùn)行功能而實(shí)現(xiàn) 即車削螺紋需要有主軸脈沖發(fā) 生器 編碼器 當(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高 通過編碼器發(fā)出的定位脈沖 即主軸每轉(zhuǎn)一 周時(shí)所發(fā)出的一個(gè)基準(zhǔn)脈沖信號(hào) 將可能因 過沖 特別是當(dāng)編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí) 而導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂紋 俗稱 亂扣 7 2 銑削用量的選擇 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí) 切削用量都預(yù)先編入程序中 在正常加工情況下 人 工不予改變 只有在試加工或出現(xiàn)異常情況時(shí) 才通過速率調(diào)節(jié)旋鈕或電手輪調(diào)整切 削用量 因此程序中選用的切削用量應(yīng)是最佳的 合理的切削用量 只有這樣才能提 高數(shù)控機(jī)床的加工精度 刀具壽命和生產(chǎn)率 降低加工成本 1 影響切削用量的因素有 機(jī)床切削用量的選擇必須在機(jī)床主傳動(dòng)功率 進(jìn)給傳動(dòng)功率以及主軸轉(zhuǎn)速范圍 進(jìn)給速度范圍之內(nèi) 機(jī)床 刀具 工件系統(tǒng)的剛性是限制切削用量的重要因素 切削 用量的選擇應(yīng)使機(jī)床 刀具 工件系統(tǒng)不發(fā)生較大的 振顫 如果機(jī)床的熱穩(wěn)定性 好 熱變形小 可適當(dāng)加大切削用量 刀具材料是影響切削用量的重要因素 表1是常用刀具材料的性能比較 數(shù)控機(jī)床所用的刀具多采用可轉(zhuǎn)位刀片 機(jī)夾刀片 并具有一定的壽命 機(jī)夾刀 片的材料和形狀尺寸必須與程序中的切削速度和進(jìn)給量相適應(yīng)并存入刀具參數(shù)中去 標(biāo)準(zhǔn)刀片的參數(shù)請(qǐng)參閱有關(guān)手冊(cè)及產(chǎn)品樣本 表7 3 常用刀具材料的性能比較 刀具材料 切削速度 耐磨性 硬度 硬度隨溫度變化 高速鋼 最低 最差 最低 最大 硬質(zhì)合金 低 差 低 大 陶瓷刀片 中 中 中 中 金剛石 高 好 高 小 不同的工件材料要采用與之適應(yīng)的刀具材料 刀片類型 要注意到可切削性 可 切削性良好的標(biāo)志是 在高速切削下有效地形成切屑 同時(shí)具有較小的刀具磨損和較 好的表面加工質(zhì)量 較高的切削速度 較小的背吃刀量和進(jìn)給量 可以獲得較好的表 面粗糙度 合理的恒切削速度 較小的背吃刀量和進(jìn)給量可以得到較高的加工精度 冷卻液 冷卻液同時(shí)具有冷卻和潤(rùn)滑作用 帶走切削過程產(chǎn)生的切削熱 降低工件 刀具 夾具和機(jī)床的溫升 減少刀具與工件的摩擦和磨損 提高刀具壽命和工件表面 加工質(zhì)量 使用冷卻液后 通?？梢蕴岣咔邢饔昧?冷卻液必須定期更換 以防因其 老化而腐蝕機(jī)床導(dǎo)軌或其他零件 特別是水溶性冷卻液 以上講述了機(jī)床 刀具 工件 冷卻液對(duì)切削用量的影響 切削用量的選擇原則 下面主要論述銑削加工的切削用量選擇原則 銑削加工的切削用量包括 切削速度 進(jìn)給速度 背吃刀量和側(cè)吃刀量 從刀具 耐用度出發(fā) 切削用量的選擇方法是 先選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量 其次選擇進(jìn)給速 度 最后確定切削速度 2 背吃刀量 ap 或側(cè)吃刀量 ae 背吃刀量 ap 為平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸 單位為 端銑時(shí) ap 為切削 層深度 而圓周銑削時(shí) 為被加工表面的寬度 側(cè)吃刀量 ae 為垂直于銑刀軸線測(cè)量的 切削層尺寸 單位為 端銑時(shí) ae 為被加工表面寬度 而圓周銑削時(shí) ae 為切削層 深度 見圖7 1 圖 1 1 銑削加工的切削用量圖 背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決定 當(dāng)工件表面粗糙度值要求為 Ra 12 5 25 m 時(shí) 如果圓周銑削加工余量小于 5 端面銑削加工余量小于6 粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求 但是在余量較大 工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí) 可分為兩次進(jìn)給完成 當(dāng)工件表面粗糙度值要求為 Ra 3 2 12 5 m 時(shí) 應(yīng)分為粗銑和半精銑兩步進(jìn) 行 粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前 粗銑后留0 5 1 0 余量 在半精銑時(shí)切 除 當(dāng)工件表面粗糙度值要求為 Ra 0 8 3 2 m 時(shí) 應(yīng)分為粗銑 半精銑 精銑三 步進(jìn)行 半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取1 5 2 精銑時(shí) 圓周銑側(cè)吃刀量取 0 3 0 5 面銑刀背吃刀量取0 5 1 3 進(jìn)給量 f 與進(jìn)給速度 Vf 的選擇 銑削加工的進(jìn)給量 f r 是指刀具轉(zhuǎn)一周 工件與刀具沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì) 位移量 進(jìn)給速度 Vf min 是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量 進(jìn)給速度與進(jìn)給量的關(guān)系為 Vf nf n 為銑刀轉(zhuǎn)速 單位 r min 進(jìn)給量與進(jìn)給速 度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù) 根據(jù)零件的表面粗糙度 加工精度要求 刀具及工件材料等因素 參考切削用量手冊(cè)選取或通過選取每齒進(jìn)給量 fz 再根據(jù)公 式 f Zfz Z 為銑刀齒數(shù) 計(jì)算 每齒進(jìn)給量 fz 的選取主要依據(jù)工件材料的力學(xué)性能 刀具材料 工件表面粗糙度 等因素 工件材料強(qiáng)度和硬度越高 fz 越小 反之則越大 硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給 量高于同類高速鋼銑刀 工件表面粗糙度要求越高 fz 就越小 每齒進(jìn)給量的確定可 參考表7 4選取 工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí) 應(yīng)取較小值 表 7 4 銑刀每齒進(jìn)給量參考值 工件材料 fz 粗銑 精銑 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 2 5 0 02 0 0 5 0 10 0 1 5 鑄鐵 0 12 0 20 0 15 0 3 0 4 切削速度 Vc 銑削的切削速度 Vc 與刀具的耐用度 每齒進(jìn)給量 背吃刀量 側(cè)吃刀量以及銑刀 齒數(shù)成反比 而與銑刀直徑成正比 其原因是當(dāng) fz ap ae 和 Z 增大時(shí) 刀刃負(fù)荷增 加 而且同時(shí)工作的齒數(shù)也增多 使切削熱增加 刀具磨損加快 從而限制了切削速 度的提高 為提高刀具耐用度允許使用較低的切削速度 但是加大銑刀直徑則可改善 散熱條件 可以提高切削速度 銑削加工的切削速度 Vc 可參考表3選取 也可參考有關(guān)切削用量手冊(cè)中的經(jīng)驗(yàn)公 式通過計(jì)算選取 表 7 5 銑削加工的切削速度參考值 工件材料 硬度 HBS Vc m min 1 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 225 18 42 66 150 225 325 12 36 54 120 325 425 6 21 36 75 鑄鐵 190 21 36 66 150 190 260 9 18 45 90 260 320 7 3 該零件的切削用量選取 根據(jù)以上切削用量的選取方法 選取合適的切削用量用于該零件的加工 本零件 的切削用量選取情況可參見機(jī)械加工工序卡片 8 填寫工藝文件 工藝文件包括機(jī)械加工工藝過程卡片的填寫 以及機(jī)械加工工序卡片的填寫 1 工藝文件的校核 技術(shù)科專責(zé)工程師在接到工藝任務(wù)書后 按產(chǎn)品圖紙技術(shù)要求和生產(chǎn)規(guī)模編制工 藝文件 文件應(yīng)符合 工藝文件的完整性 要求 凡屬正式的工藝文件 除編制者外 至少經(jīng)過其他一位專業(yè)技術(shù)人員的校對(duì)或?qū)徍?參與校核的工藝人員應(yīng)具有相同的專業(yè)工程師以上專業(yè)技術(shù)職務(wù)資格 2 工藝文件的會(huì)簽 凡涉及特殊工序的工藝文件 必須經(jīng)過相關(guān)專業(yè)工程師會(huì)簽方能生效 精鑄分廠 鋼結(jié)構(gòu)分廠自行編制的特殊工序工藝文件也必須經(jīng)過產(chǎn)品專責(zé)工藝師 會(huì)簽 3 工藝文件的批準(zhǔn) 一般工藝文件由技術(shù)科長(zhǎng)批準(zhǔn) 在技術(shù)科長(zhǎng)缺席時(shí) 可由技術(shù)科長(zhǎng)指定專人對(duì)工 藝文件進(jìn)行審批 工藝方案 重大工藝試驗(yàn)項(xiàng)目由總工程師召集有關(guān)方面進(jìn)行評(píng)審后 由總工程師 批準(zhǔn) 技術(shù)改造 工藝裝備制造成本在 500 元以上 由技術(shù)科科長(zhǎng)上報(bào)生產(chǎn)副廠長(zhǎng)進(jìn)行 審批 4 工藝文件的更改 1 工藝文件的更改原則 工藝文件的更改不得降低產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率 不得增加絕對(duì)成本 工藝更改應(yīng)及時(shí) 慎重 保持相對(duì)穩(wěn)定 要求 發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)必須及時(shí)更改 重大的工藝更改 應(yīng)通過工藝試驗(yàn)確認(rèn)后進(jìn)行 2 工藝更改依據(jù) 設(shè)計(jì)更改 原有工藝出現(xiàn)差錯(cuò) 遺漏或存在缺陷 新技術(shù) 新工藝的引進(jìn)和應(yīng)用 糾正與預(yù)防措施 該零件的機(jī)械加工工藝文件請(qǐng)參見附件 小 結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 我系統(tǒng)的鞏固學(xué)習(xí)了大學(xué)四年的課程 對(duì)機(jī)械加工工藝的過 程有了更深的認(rèn)識(shí)和了解 我歷時(shí)一個(gè)月 系統(tǒng)的鞏固了如 機(jī)械制圖 機(jī)械制造技術(shù) 數(shù)控加工工藝 等專業(yè)課程 從設(shè)計(jì)選擇圖紙到產(chǎn)品的加工 在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下 每一個(gè)環(huán)節(jié)都是 由自己全部設(shè)計(jì)制作的 在這當(dāng)中 感覺到在平時(shí)的學(xué)習(xí)中還不夠努力 造成畢業(yè)設(shè) 計(jì)做起來有一定的難度 也感覺到了我們專業(yè)在進(jìn)行實(shí)際操作中應(yīng)勤動(dòng)手 多動(dòng)腦去 思考 才能進(jìn)行我們的產(chǎn)品零件的優(yōu)質(zhì)加工 還應(yīng)多去翻閱一些需要的相關(guān)資料 通過這次對(duì)零件圖形進(jìn)行加工及編制其說明書 增加了不少專業(yè)方面的知識(shí) 提 高了動(dòng)手能力 切實(shí)做到將理論聯(lián)系到了實(shí)際生產(chǎn)中 也只有理論與實(shí)際巧妙的結(jié)合 在一起 才能達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo) 才能加工出完美的 符合要求的零件 對(duì)程 序的編制也是此說明書的一個(gè)重要內(nèi)容 只有合理的編制程序 制定出走刀路線 才 能在最短的時(shí)間內(nèi)加工出滿足要求的零件 總之 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我學(xué)到了不少的 知識(shí) 致 謝 本人在畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)中 學(xué)習(xí)了不少的新知識(shí) 體會(huì)到了學(xué)習(xí)的重要性 同 時(shí) 感謝學(xué)校具遠(yuǎn)瞻的規(guī)劃與教育 給予我們良好的學(xué)習(xí)環(huán)境 并提供給我們對(duì)學(xué) 業(yè)及個(gè)人生涯發(fā)展的多元信息 幫助我們成長(zhǎng) 感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我的關(guān)懷和重視 使我得以發(fā)揮自己的特長(zhǎng) 找到人生的價(jià)值 感謝三年來陪伴我們學(xué)習(xí)與生活的恩師 感謝您們對(duì)我精心的教育 感謝您們 沒使我的學(xué)習(xí)變成勞作而成為一種快樂 感謝您們讓我明白自身的價(jià)值 感謝您 們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長(zhǎng) 而且讓我把事情做得更好 感謝您們?nèi)萑涛业娜涡耘c 錯(cuò)誤 不僅教會(huì)了我知識(shí) 更教會(huì)了我如何做事 如何做人 特別感謝恩師的諄諄教導(dǎo) 他的悉心指導(dǎo)與斧正 對(duì)于論文 架構(gòu)之啟迪 及 其內(nèi)容的細(xì)心斟酌與指導(dǎo) 倍極辛勞 最后感謝三年來陪伴我一起的同學(xué)們 伙伴們 所有的歡笑和淚水 成功和失 敗 驕傲和苦惱 我們?cè)黄鸱窒?那是我們青春中最燦爛的一頁 最輝煌的回憶 而回憶中的每個(gè)人 都是栩栩如生 這些都將是我一生的財(cái)富 三年時(shí)間雖然短暫 但它必將在我的記憶里永恒 參考文獻(xiàn) 1 吳國(guó)華 金屬切削機(jī)床 第二版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 2 2 陸劍中 孫家寧 金屬切削原理與刀具 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 4 3 倪森壽 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 北京 教育出版社 2005 3 4 劉守勇 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000