箱體-箱形狀體的數(shù)控銑加工工藝設(shè)計及編程含NX三維及CAD圖,箱體,形狀,數(shù)控,加工,工藝,設(shè)計,編程,nx,三維,cad
編號 XXX 題 目 箱形狀體數(shù)控加工工藝設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 院 系 專 業(yè) 班 級 指導(dǎo)教師 顧問教師 Abstract II 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來 越快，數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，在機(jī)械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重 要的作用，機(jī)械制造的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。數(shù)控編程技術(shù)是數(shù)控 技術(shù)重要的組成部分。從數(shù)控機(jī)床誕生之日起，數(shù)控編程技術(shù)就受到了廣泛關(guān) 注，成為 CAD/CAM 系統(tǒng)的重要組成部分。本文主要研究了輪廓和孔的數(shù)控銑削 工藝、工裝以及在此基礎(chǔ)上的數(shù)控銑床的程序編制。主要設(shè)計內(nèi)容有：完成該 零件的工藝規(guī)程（包括工藝簡卡、工序卡和數(shù)控刀具卡）和主要工序的設(shè)計。 并繪制零件圖，用 G 代碼編制該零件的數(shù)控加工程序。 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 數(shù)控加工 UG 自動編程 目 錄 III 目 錄 摘 要 .............................................................II 第一章 緒論 .........................................................1 1.1 設(shè)計目的 ......................................................1 1.2 設(shè)計意義 .......................................................1 第二章箱形體數(shù)控加工工藝設(shè)計 ........................................3 2.1 零件圖 .........................................................3 2.1.1 工程圖 .....................................................3 2.1.2 三維造型 ...................................................3 2.2 零件數(shù)控加工工藝分析 ...........................................4 2.2.1 雙面型腔零件圖分析 .........................................4 2.2.2 毛坯選擇 ...................................................4 2.2.3 定位基準(zhǔn)選擇 ...............................................4 2.3 加工順序及進(jìn)給路線設(shè)計 .........................................5 2.3.1 加工順序 ...................................................5 2.3.2 確定進(jìn)給路線 ...............................................6 2.4 工序與工步的劃分 ...............................................6 2.4.1 工序劃分原則 ...............................................6 2.4.2 工序劃分種類 ...............................................7 2.5 加工設(shè)備的選用 .................................................8 2.5.1 主要規(guī)格尺寸 ...............................................8 2.5.2 主軸系統(tǒng) ...................................................9 2.5.3 進(jìn)給系統(tǒng) ...................................................9 2.6 夾具的選擇與裝夾方案的確定 .....................................9 2.6.1 夾具的選擇 .................................................9 2.6.2 裝夾方案的確定 ............................................10 2.7 刀具選擇 ......................................................10 2.8 切削參數(shù)選擇 ..................................................12 2.9 工序卡片及刀具卡片 ............................................18 第三章 基于 UGCAM 的數(shù)控編程 .......................................19 3.1 UG 簡介 .......................................................19 3.2 模具零件實體造型 ..............................................20 3.3 UG 自動編程零件加工 ...........................................21 3.3.150 盤銑刀銑上表面大面 ...................................21 3.3.210MM 銑刀銑外輪廓及上表面內(nèi)部型腔 ........................21 3.3.33MM 銑刀上表面內(nèi)部型腔圓角的清根加工 .....................23 3.3.450 盤銑刀銑下表面大面 ....................................24 3.3.510MM 銑刀銑下表面內(nèi)部型腔 ...............................25 3.3.63MM 銑刀下表面內(nèi)部型腔圓角的清根加工 .....................26 目 錄 IV 3.3.7 鉆 4-1.8MM 孔 ..........................................27 3.3.8 銑 U 槽 ..................................................28 3.3.9 鉆 2-1.6 孔 ............................................29 總 結(jié) .............................................................30 致 謝 .............................................................31 參考文獻(xiàn) ...........................................................32 第一章 緒 論 1 第 1 章 緒論 數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計應(yīng)包括數(shù)控加工工藝分析、數(shù)控刀具及其選擇、工件裝 夾方式與數(shù)控加工夾具的選擇、程序編制中的數(shù)值計算、數(shù)控加工程序的編制、 數(shù)控車削加工、數(shù)控銑削加工、數(shù)控加工中心編程及自動編程技術(shù)等內(nèi)容。 1.1 設(shè)計目的 數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計)和所有專業(yè) 課之后進(jìn)行的,是對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí),也是理論聯(lián)系實際 的訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)所給定的箱體零件圖，確定合適的加工機(jī)床、 刀具、切削用量，合理的進(jìn)給路線，制定經(jīng)濟(jì)高效的工藝方案；繪制箱體零件 圖一張、毛坯圖一張、編制工藝過程卡，數(shù)控加工工序卡，數(shù)控刀具卡，編寫 數(shù)控加工程序，撰寫設(shè)計說明書。要求我們能綜合運用機(jī)械制造工藝學(xué)中基本 理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步 具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜箱體零件的工藝程度箱體零件的工藝規(guī)程的能力和運 用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定加工方案。同時也是熟悉和運用有關(guān)手冊、 圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機(jī)會，為今后從事的工 作打下良好基礎(chǔ)。 數(shù)控加工與編程畢業(yè)設(shè)計是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)知 識及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)設(shè)計使我們學(xué)會了對相關(guān)學(xué)科中的基 本理論基本知識進(jìn)行綜合運用,同時使對本專業(yè)有較完整的系統(tǒng)的認(rèn)識,從而達(dá) 到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識的目的,培養(yǎng)和提高了綜合分析問題和解決問題的 能力以及培養(yǎng)了科學(xué)的研究和創(chuàng)新能力。 1.2 設(shè)計意義 本次畢業(yè)綜合實訓(xùn)實踐項目為箱體類零件的加工及工藝分析，用所學(xué)理論 知識和實際操作知識，在工作中分析問題、解決實際問題的能力同時達(dá)到對我 們基本技能的訓(xùn)練，例如：計算、繪圖、熟悉和運用設(shè)計資料（手冊、標(biāo)準(zhǔn)、 圖冊和規(guī)范等）的能力。加強對在加工機(jī)械零件時的零件工藝分析、加工精度、 刀具機(jī)床的選用、刀具補償，工件的定位與裝夾的分析等。同時提高我們編寫 技術(shù)文件、編寫數(shù)控程序、仿真數(shù)控機(jī)床操作的獨立工作能力。 2 此次的畢業(yè)設(shè)計主要解決的問題是零件的裝夾、刀具的對刀、工藝路線的 制訂、工序與工步的劃分、刀具的選擇、切削用量的確定、車削加工程序的編 寫、機(jī)床的熟練操作。運用數(shù)控原理、數(shù)控工藝、數(shù)控編程、專業(yè)軟件等專業(yè) 知識和數(shù)控機(jī)床實際操作的一次綜合練習(xí)，進(jìn)一步認(rèn)識數(shù)控技術(shù)，熟練數(shù)控機(jī) 床的操作，掌握數(shù)控，開發(fā)數(shù)控內(nèi)在潛力。 總結(jié)與展望 第二章箱形體數(shù)控加工工藝設(shè)計 2.1 零件圖 2.1.1 工程圖 圖 2-1 工程圖 2.1.2 三維造型 圖 2-2 三維視圖 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 4 2.2 零件數(shù)控加工工藝分析 2.2.1 雙面型腔零件圖分析 該零件正反兩面主要是由型腔、孔、U 型滑槽組成。 通過零件的圖紙可知其零件圖尺寸標(biāo)注完整、正確、符合數(shù)控加工要求， 加工部位清楚明確。零件材料為鋁，加工切削性能較好，無熱處理和硬度要求。 分析圖紙，可知長方形輪廓長和寬都沒有精度要求，因此只加工零件的上、下 表面及左右兩個小側(cè)面且需要進(jìn)行粗精加工。正面外輪廓平面、反面平面和及 u 槽的粗糙度為 Ra3.2，其余部分粗糙度為 Ra6.3，所以應(yīng)分粗精加工兩個階段， 以保證其尺寸精度和表面粗糙度要求。 2.2.2 毛坯選擇 根據(jù)零件的零件圖，零件的尺寸為 230mm100mm98mm（長寬高）， 該零件材料為鋁，零件形狀規(guī)則且切削余量均勻，由于零件各表面加工精度要 求為 3.2m，故需安排粗、精加工需件高應(yīng)留取足夠的加工余量，故毛坯選取 尺寸為 40mm32mm30mm（長寬高）的鋼方。用來保證零件加工時留有 合理的加工余量。 2.2.3 定位基準(zhǔn)選擇 圖 2-4 毛坯示意圖 總結(jié)與展望 1粗基準(zhǔn)的選擇原則 粗基準(zhǔn)：用未加工過的表面作為定位基準(zhǔn)。 選擇粗基準(zhǔn)時，主要考慮的問題是如何使各道工序均有足夠的加工余量以 及工件安裝的穩(wěn)定性，其選擇原則為： （1） 為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基 準(zhǔn)； （2） 合理分配各加工表面的余量； （3） 盡量選用面積大而平整的表面為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確、夾緊可 靠； （4） 粗基準(zhǔn)一般不重復(fù)使用，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。 2精基準(zhǔn)的選擇原則 精基準(zhǔn)：用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)。 選擇精基準(zhǔn)時，主要考慮的問題是如何保證零件的加工精度以及安裝可靠， 其選擇原則為： （1） 基準(zhǔn)重合原則； （2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則； （3） 自為基準(zhǔn)原則； （4） 互為基準(zhǔn)原則； （5） 保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則。 2.3 加工順序及進(jìn)給路線設(shè)計 2.3.1 加工順序 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛皮狀況，結(jié)合定位和夾緊的需要一 起考慮，重點應(yīng)保證工件的剛性不被破壞，盡量減少變形。零件的加工順序安 排原則一般遵守四個原則： 1、先粗后精的原則 一個零件的加工過程，總是先進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行半精加工，最后是精加 工和光整加工。這樣做有利于加工誤差和表面缺陷層的不斷減小，從而逐步提 高零件的加工精度與表面質(zhì)量。 2、先主后次的原則 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 6 零件的主要工作表面一般指加工精度和表面質(zhì)量要求高的表面和裝配基面， 在加工中應(yīng)首先加工出來。而鍵槽、孔等次要表面對加工過程的影響很小，位 置有和主要表面相關(guān)，因此應(yīng)在主要表面加工到一定程度之后，最終精加工之 前完成。 3、基準(zhǔn)先行的原則 應(yīng)先加工基準(zhǔn)表面后加工其他表面?；鶞?zhǔn)表面應(yīng)該在工藝過程一開始就進(jìn) 行加工，以便為后工序提供精基準(zhǔn)。如軸類零件的加工一般均先以外圓為粗基 準(zhǔn)加工中心孔，然后再以中心孔為基準(zhǔn)加工其他表面。 4、先面后孔的原則 對于箱體、支架類零件，應(yīng)先加工平面，后加工平面上的孔，先加工平面 方便孔加工時刀具的切入、零件的測量和尺寸調(diào)整等工作。對于輪廓尺寸大的 片面，先加工出來可作為定位基準(zhǔn)，使零件可靠的定位。 總之，上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用 機(jī)床加工工序的也要綜合考慮；先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工 序；以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好接連進(jìn)行，以減少 重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)；在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序， 應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工序。 2.3.2 確定進(jìn)給路線 在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為進(jìn)給路線。進(jìn)給路 線不僅包括切削加工時的進(jìn)給路線，還包括刀具到位、對刀、退刀和換刀等一 系列過程的刀具運動路線。進(jìn)給路線不僅反映了幾個內(nèi)容，也說明了加工順序。 確定進(jìn)給路線。主要是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，因為精加工的進(jìn) 給路線基本上是按零件的輪廓進(jìn)行的。在確定時還要注意一些問題： 1、選擇工件剛性破壞小的路線，以減少加工變形對加工精度的影響。 2、尋求最短的進(jìn)給路線，以提高加工效率。 3、切入和切出的路線應(yīng)考慮外延，以保證加工的表面質(zhì)量。 4、完工時的最后一刀應(yīng)一次走刀連續(xù)加工，以免產(chǎn)生刀痕等缺陷。 此外，確定進(jìn)給路線時，還要考慮工件的形狀與剛度、加工余量大小、機(jī) 床與刀具的剛度等情況，確定是一次進(jìn)給還是多次進(jìn)給來完成加工，確定刀具 總結(jié)與展望 的切入與切出方向以及在銑削加工中試采用順銑還是逆銑的銑削方式等。 2.4 工序與工步的劃分 2.4.1 工序劃分原則 工序的劃分可以采用兩種不同的原則：工序集中原則和工序分散原則。 工序集中的原則就是指每道工序包括可能多的加工內(nèi)容。將工件的加工集 中在少數(shù)幾道工序內(nèi)容內(nèi)完成。工序集中一般使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械化，自動化 程度高的機(jī)床。因此工序集中的特點是： 1、減少了設(shè)備的數(shù)量，減少了操作工人和生產(chǎn)面積。 2、減少工序數(shù)目，減少運輸工作量，簡化了生產(chǎn)計劃工作，縮短了生產(chǎn)周 期。 3、減少了工件的裝夾次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)率，而且由于一次裝夾下 加工了許多的表面，也易于保證這些表面的加工精度。 工序分散原則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，最小時即每道工序僅完成一個簡單的工步。其特點是： 1、采用了比較簡單的機(jī)床和工藝設(shè)備。 2、對工人的技術(shù)要求低。 3、生產(chǎn)設(shè)備工作量小，容易變換產(chǎn)品。 4、設(shè)備數(shù)量少，工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大。 2.4.2 工序劃分種類 1、按所用的刀具劃分。即在一次安裝過程中盡可能用一把刀具加工出可能 加工的所有部分，然后再換另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的 那一部分工藝過程為一道工序。 2、按安裝次數(shù)劃分。即以每一次裝夾完成的那一部分工藝過程為一道工序。 這種方法適應(yīng)于加工內(nèi)容不多的工件。 3、按粗、精加工劃分。即以粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序， 精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法使用于加工后變形較 大，需要粗、精加工分開的零件。 4、按加工部位劃分。即以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。 對于加工表面多而復(fù)雜的零件，可以按結(jié)構(gòu)特點分為幾個加工部分，每一部分 為一道工序。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 8 本設(shè)計主要采用按裝夾次數(shù)劃分工序，根據(jù)上文制定的零件加工順序和選 用刀具設(shè)計出雙面型腔零件的加工工序與工步如下： 工序 1：銑零件上表面 （1）選用 50 的面刀精銑上表面； （2）選用 D10mm 鍵槽刀對型腔及外側(cè)凸臺進(jìn)行一次開粗，開粗后精光側(cè) 壁及底面。 （3）選用 D3mm 銑刀對型腔進(jìn)行清根加工； 工序 2：銑零件下表面 （1）選用 50 的面刀精銑上表面； （2）選用 D10mm 鍵槽刀對型腔及進(jìn)行一次開粗，開粗后精光側(cè)壁及底面。 （3）選用 D3mm 銑刀對型腔進(jìn)行清根加工； （4）鉆底面孔 4-1.8 工序 3：銑側(cè)面 U 槽 （1）選用 3 的立銑刀開粗； （2）選用 3 的立銑刀精銑。 （3）鉆側(cè)面面孔 2-1.6 工序 4：鉆四周鉆孔 (1)選用各型號鉆頭鉆孔。 2.5 加工設(shè)備的選用 根據(jù)零件圖可知，該零件的主要加工內(nèi)容由平面、凹槽以及通孔等構(gòu)成， 該零件為批量生產(chǎn)，為了達(dá)到圖樣上的精度要求，同時兼顧到加工效率與加工 經(jīng)濟(jì)性，我們選擇數(shù)控機(jī)床，根據(jù)實際情況選擇裝備 FANUC 0i Mate-MB 系統(tǒng) 的 XK713A 數(shù)控銑床。本機(jī)床可以進(jìn)行銑，鉆等多種雙面型腔零件的加工。它 的常規(guī)配置是三軸三聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)，也可配置四軸四聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)(加裝數(shù)控分 度頭) 。故它的適用范圍十分廣泛，可以加工平面凸輪，空間曲面，加工各種異 形零件及中小型模具，適用于各種批量的生產(chǎn)。XK713A 數(shù)控銑床的具體參數(shù)如 下： 2.5.1 主要規(guī)格尺寸 1、工作臺面積（長寬） 800350mm 總結(jié)與展望 2、工作臺三向行程（X、Y、Z） 600410510mm 3、工作臺最大承重 500kg 4、主軸轉(zhuǎn)速 80-8000rpm（變頻） 5、主軸錐度 7:24 6、進(jìn)給速度范圍 1-5000mm/min 7、最大快進(jìn)速度 15m/min 8、分辨率（最小設(shè)定單位） 0.001mm 9、 定位精度 X、Z 軸：0.05mm Y 軸： 0.04mm 10、重復(fù)定位精度 0.002mm 11、機(jī)床外形尺寸 250022952550mm 12、機(jī)床凈重 4500kg 13、數(shù)控系統(tǒng) FANUC 0i Mate-MB 2.5.2 主軸系統(tǒng) XK713A 數(shù)控銑床主軸采用直流或交流伺服電動機(jī)驅(qū)動，可實現(xiàn)無級調(diào)速， 具有很寬的調(diào)速范圍（80-8000r/Min）和很高的回轉(zhuǎn)精度，主軸本身剛度與抗振 性比較好,對提高加工質(zhì)量和各種小孔加工極為有利，另外主軸轉(zhuǎn)速可以通過操 作面板上的轉(zhuǎn)速倍率開關(guān)進(jìn)行調(diào)整。 2.5.3 進(jìn)給系統(tǒng) 進(jìn)給系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)包括：進(jìn)給速度范圍、快速(空行程)速度范圍、運 動分辨率( 最小移動增量) 、定位精度等，具體參數(shù)如下： 1、進(jìn)給速度范圍 1-5000mm/min 2、最大快進(jìn)速度 15m/min 3、分辨率（最小移動增量） 0.001mm 4、 定位精度 X、Z 軸：0.05mm Y 軸： 0.04mm 5、重復(fù)定位精度 0.002mm 2.6 夾具的選擇與裝夾方案的確定 2.6.1 夾具的選擇 機(jī)床夾具的種類很多，按使用的機(jī)床類型分為車床夾具、銑床夾具、鉆床 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 10 夾具、鏜床夾具、加工中心夾具等。而按專門化程度劃分來說，該零件使用的 是立式加工中心。零件又屬于平面類零件，應(yīng)使用通用夾具，通用夾具是已經(jīng) 標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具。根據(jù)該零件外 輪廓為正方形，形狀規(guī)則，出上、下面的滑槽在外型上有特殊要求，這里我們 使用的是精密平口虎鉗，及專用夾具配合加工。其平口虎鉗型號為 CV-160V， 適用于銑床、立式加工中心。參數(shù)如下：鉗口寬度 B 為 160mm 左右,鉗口高度 H 為 63mm，鉗口最大張開度 L 為 250mm，定位鍵槽寬度 A 為 18mm（表 2.1）。 表 2.1 平口虎鉗夾具參數(shù) 產(chǎn)品 名稱 型號 鉗口寬度 （mm） 鉗口高度 (mm) 螺栓直 徑 （ mm） 鉗口最 大張開 度 （ mm） 定位鍵 寬度 （mm） 外形尺寸 （長寬 高） 平口 虎鉗 CV-160V 160 63 250 18 400340210 2.6.2 裝夾方案的確定 1、以毛坯的下表面為粗基準(zhǔn)，裝夾兩個側(cè)面加工上表面； 2、以已銑上表面為精基準(zhǔn)，裝夾兩個側(cè)面加工下表面； 3、以已銑反側(cè)面精基準(zhǔn)，裝夾上表面與下表面加工側(cè)面 U 槽； 4、以已銑反側(cè)面精基準(zhǔn)，裝夾上表面與下表面加工側(cè)面孔。 2.7 刀具選擇 在切削加工時，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受很大的 壓力和強烈的摩擦，刀具切屑區(qū)產(chǎn)生很高的溫度，受到很大的應(yīng)力。在加工余 量不均勻的工件或斷續(xù)加工時，刀具還受到強烈的沖擊和振動，因此刀具材料 應(yīng)具備以下基本要求： 1.高的硬度和耐磨性 刀具材料的硬度必須比工件材料的硬度要高，一般都 在 60HRC 以上。耐磨性是指材料抗磨損的能力。一般說來，刀具材料的硬度越 高、晶粒越細(xì)、分布越均勻，耐磨性就越好。 2.有足夠的強度和韌性 切削過程中，刀具承受很大的壓力、沖擊和振動， 總結(jié)與展望 刀具必須具備足夠的抗彎強度和沖擊韌性。一般說來，刀具材料的硬度越高， 其抗彎強度和沖擊韌性值越低，這兩個方面的性能嘗嘗是矛盾的。一種好的刀 具材料，應(yīng)根據(jù)它的使用要求，兼顧以上兩方面的性能，并有所側(cè)重。 3.耐熱性高 耐熱性是指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性 的性能，也包括刀具材料在高溫下抗氧化、粘結(jié)、擴(kuò)散的性能，故耐熱性有時 也稱為熱穩(wěn)定性。良好的耐熱性是衡量刀具材料切削性能的一項重要指標(biāo)。 4.經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性也是評價刀具材料切削性能的一項重要指標(biāo)。有些刀具材 料雖然單位成本較高，但因使用壽命長，分?jǐn)偟矫恳粋€零件上的刀具成本就降 低。 除上述兩點之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常 重要，切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的?？傊鶕?jù)被加工工 件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銑刀， 是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質(zhì)量的前提。 這些刀具材料的性能和應(yīng)用范圍歸類介紹對比，如表 2.2 所示 表2.2 切削材料的性能和應(yīng)用范圍 刀具材料 優(yōu)點 缺點 典型應(yīng)用 高速鋼 抗沖擊能力強、 通用性好 切速低，耐磨性 差 低速、小功率 和斷續(xù)切削 硬質(zhì)合金 通用性最好、抗 沖擊能力強 切削速度有限 大多數(shù)材料的 粗、精加工，包括 鋼、鑄鐵、特殊材 料和塑料 涂層硬質(zhì)合金 通用性很好、抗 沖擊能力強，中速切 削性能好 切削速度限制在 中速范圍 除了速度比硬 質(zhì)合金高外，其他 和硬質(zhì)合金一樣 金屬陶瓷 通用性很好，中 速切削性能好 抗沖擊能力差， 切削速度限制在中速 范圍 鋼、鑄鐵、不 銹鋼和鋁合金 立方氮化硼 高熱硬性，高強 度，高抗熱沖擊性能 不能切削硬度低 于45HRC的材料，有 限制地應(yīng)用，成本高 切削硬度在 4570HRC之間的 材料 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 12 金剛石 高耐磨性，高速 性能好 抗沖擊能力差， 切削鐵質(zhì)金屬化學(xué)穩(wěn) 定性差，有限的應(yīng)用 高速粗切和精 切有色金屬和非金 屬材料 續(xù)表 2.2 當(dāng)然根據(jù)該零件的材料以及其它方面的要求在這我選用的銑刀具材料為硬 質(zhì)合金剛，鉆的材料為高速鋼，其所選用的各種刀具型號如下 1 號刀 500 面銑刀：對于該零件上下表面，加工面積較大，同時有較高的 表面粗糙度要求，故選用 500 面銑刀進(jìn)行開粗，可以提高加工精度和效率， 減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡和保證銑刀的使用壽命。 2 號刀 D10 鍵槽刀：根據(jù)零件圖的尺寸要求，對零件做一次開粗使用。 3 號刀 3 立銑刀：由于零件型腔圓角尺寸小，余量少，則選用 3 立銑刀 清根各部圓角。 4 號刀 1.8 麻花鉆：1.8 孔 5 號刀 1.6 麻花鉆：1.6 孔 6 號刀 12 的中心鉆 2.8 切削參數(shù)選擇 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給量。對于不同的加工方法，需要 選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。切削用量是否合理，對于能否充分 發(fā)揮機(jī)床潛力和刀具切削性能，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本和安全操作具有十分 重要的作用。粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成 本。精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成 本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)銑床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。 精銑時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，因此 選擇精銑切削用量時，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。因此精銑時應(yīng)選用較?。ǖ惶。┑谋吵缘读?ap 和進(jìn)給速度 Vf，并 選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高主軸轉(zhuǎn)速 v。 1、主軸轉(zhuǎn)速的確定 查閱刀具手冊，可知，加工中主軸轉(zhuǎn)速計算公式如下： n=1000Vc/d（式 2-1） 公式中： 總結(jié)與展望 n主軸轉(zhuǎn)速，單位 r/min Vc切削速度，單位 m/min d銑刀直徑，單位 mm 主軸轉(zhuǎn)速的選擇主要考慮切削加工的經(jīng)濟(jì)性，必須保證刀具的經(jīng)濟(jì)壽命， 原則是主軸轉(zhuǎn)速要根據(jù)機(jī)床和刀具的進(jìn)給速度來確定。 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 2.3 所示： 表 2.3 銑削時切削速度 銑削速度 /m/min工件材料 硬度 /HB 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 <220 2140 60150 225290 1536 54115低、中炭鋼 300425 915 3675 <220 1836 60130 225325 1421 53105 325375 821 3648 高炭鋼 375425 610 3545 <220 1535 55120 225325 1024 3780合金鋼 325425 59 3060 工具鋼 200250 1223 4583 110140 2436 110115 150225 1521 60110 230290 918 4590 灰鑄鐵 300320 510 2130 110160 4250 100200 160200 2436 83120 200240 1524 72110 可鍛鑄鐵 240280 911 4060 低炭 100150 1827 68105 100160 1827 68105 160200 1521 6090 鑄 鋼 中炭 200240 1221 5375 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 14 鋼炭 180240 918 5380 鋁合金 180300 360600 銅合金 45100 120190 鎂合金 180270 150600 從理論上講，切削速度 Vc 的值越大越好，因為這不僅可以提高生產(chǎn)率，而 且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實際上由于 機(jī)床、刀具等的限制，應(yīng)綜合考慮，加工中零件各部位切削速度 Vc 數(shù)值選取如 下： 粗銑表面時 Vc 選取 100m/min； 精銑表面時 Vc 選取 150m/min； 粗銑輪廓時 Vc 選取 30m/min； 精銑輪廓時 Vc 選取 40m/min； 粗銑型腔時 Vc 選取 55m/min； 精銑型腔時 Vc 選取 60m/min； 根據(jù)各部位切削速度 Vc 的選取數(shù)值以及加工中選用的具體刀具，將 Vc 與 刀具直徑代入公式 2-1(n=1000Vc/D)得到零件各部位加工時的刀具轉(zhuǎn)速如下： 粗銑表面時 n 粗=1000100/3.14 503184.09= 800r/min； 精銑表面時 n 精=1000150/3.14 504777.07= 1200r/min； 粗銑輪廓時 n 粗=100030/3.14 10955.41= 1000r/min； 精銑輪廓時 n 精=100040/3.14 101507.5= 1500r/min； 粗銑型腔時 n 粗=100055/3.14 33600.2= 3600r/min； 精銑型腔時 n 精=100060/3.14 34200.6=42 00r/min； 鉆的材料又與銑刀的材料不同所以銑削參數(shù)也不同高速鋼的鉆削用量如下 表 ： 表 2.4 高速鋼鉆頭切削用量表 鉆頭直徑工件材料 牌號或硬度 切削用量 16 612 1222 m/min 825鋼 35、45 mm/r 0.050.1 0.10.2 0.20.5 總結(jié)與展望 鉆的切削速度 Vc 數(shù)值選取如下： 1.8 麻花鉆 Vc 選取 20m/min； 1.6 麻花鉆 Vc 選取 10m/min； 根據(jù)公式 2-1 計算鉆的轉(zhuǎn)速可得： 8 中心鉆的轉(zhuǎn)速 n=100000/3.141.81769.2=1800r/min ； 2.5 麻花鉆的轉(zhuǎn)速 n=100010/3.141.61999.89=1900r/min ； 2、數(shù)控加工進(jìn)給量的選擇 對于銑刀等多齒刀具，通常規(guī)定每齒進(jìn)給量 fz(mm)，其含義是刀具每轉(zhuǎn)過 一個齒，刀具相對于工件在進(jìn)給運動方向上的位移量。 在銑削過程中,工件相對于銑刀的移動速度稱為進(jìn)給量。有三種表示方法： 每齒進(jìn)給量 銑刀每轉(zhuǎn)過一個刀齒，工件沿進(jìn)給方向移動的距離，單位f 為 mm/z。 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 銑刀每轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)，工件沿進(jìn)給方向移動的距離，單位為 mm/r。 每分鐘進(jìn)給量 銑刀每旋轉(zhuǎn) 1min，工件沿進(jìn)給方向移動的距離，單位為f mm/min。 三種進(jìn)給量的關(guān)系為： =fn= znff 式中 每齒進(jìn)給量， mm/z；f n銑刀（主軸）轉(zhuǎn)速，r/min； z銑刀齒數(shù)。 表 2.5 銑削刀的每齒進(jìn)給量 （mm/z）推薦值 f 表 2.5 銑刀每齒進(jìn)給量 Zf 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 工件材料 硬度/HB 立銑刀 端銑刀 立銑刀 端銑刀 <150 0.040.20 0.150.30 0.070.25 0.200.40 低炭鋼 150200 0.030.18 0.150.30 0.060.22 0.200.35 <220 0.040.20 0.150.25 0.060.22 0.150.35 中、高炭鋼 225235 0.030.15 0.100.20 0.050.20 0.120.25 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 16 325425 0.030.12 0.080.15 0.040.15 0.100.20 150180 0.070.18 0.200.35 0.120.25 0.200.50 180220 0.050.15 0.150.30 0.100.20 0.200.40灰鑄鐵 220300 0.030.10 0.100.15 0.080.15 0.150.30 110160 0.080.20 0.200.40 0.120.20 0.200.50 160200 0.070.20 0.200.35 0.100.20 0.200.40 200240 0.050.15 0.150.30 0.080.15 0.150.30 可鍛鑄鐵 240280 0.020.08 0.100.20 0.050.10 0.100.25 <220 0.050.18 0.150.25 0.080.20 0.120.40 220280 0.050.15 0.120.20 0.060.15 0.100.30 280320 0.030.12 0.070.12 0.050.12 0.080.20 合金鋼 320380 0.020.10 0.050.10 0.030.10 0.060.15 退火狀態(tài) 0.050.10 0.120.20 0.080.15 0.150.50
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