数控技术专业精品毕业论文--多边形凸台零件铣削加工设计.doc

I - 摘摘 要要 随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来 越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重 要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。 数控编程技术是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起，数控 编程技术就受到了广泛关注，成为 CAD/CAM 系统的重要组成部分。以数控编 程中的加工工艺分析及设计为出发点，着力分析零件图，从数控加工的实际角 度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在了解 数控加工铣削基础、数控铣床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹、拟定 加工方案、确定加工路线和加工内容以及对一些特殊的工艺问题处理的基础上， 控制数控编程过程中的误差，从而大大缩短了加工时间，提高了效率，降低了 成本。 本次毕业设计主要是对多边形凸台零件的加工工艺、夹具设计和自动编写 程序进行分析。在设计中,通过对零件的图形分析,材料分析,选好了加工毛坯尺 寸,另外还对加工的工序，工艺进行分析,从而根据加工零件的全部工艺过程、 工艺参数等使用适合铣床进行编程。 多边形凸台零件的加工工艺性设计，保证多边形凸台零件的加工质量，对 提高生产率有着重要意义。它是保证产品质量的关键所在。通过对多边形凸台 零件加工过程的设计，可以发现一个产品的设计需要各个加工过程很好的配合 才能成功。 完成这次设计我做了以下工作： 1.多边形凸台零件零件图分析与数字化建模。本零件是对称图形，其零件 为锻件，具有体积小，零件复杂的特点。根据零件图，合理的构思出加工顺序， 并数字化建模，用 PRO/E 软件画出零件的立体图，并选择毛坯材料和尺寸。 2.多边形凸台零件零件加工工艺分析。加工的零件是对称的图形，由于面 比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它。其 中各工序夹具都采用通用夹具，还有多边形凸台零件毛坯图、零件图的绘制； 如何保证用多边形凸台零件的技术条件是加工过程最为重要的问题，这样合理 的加工工艺就起着至关重要的作用了，最后根据刀具和零件的要求算出切削用 量，制定工艺卡片。 3.多边形凸台零件零件的编程。使用 PRO/E 自动编写程序，实现工艺卡片 的要求先后分别进行粗精加工。使用 PRO/E 自动编写程序的好处是不仅缩短编 程时间，又可减少差错，使编程工作简便，从而提高零件的生产效率 关键词关键词：多边形凸台零件；铣削加工；工艺分析 Abstract With the rapid development of science and technology and increasingly fierce economic competition, mechanical products, updates faster and faster, CNC machining technology as a representative of the advanced productive forces, in the machinery and related industries play an important role in the field of mechanical manufacturing competition, and its CNC technology is essentially the competition. CNC programming technology is an important part of numerical control technology. From the date of the birth of CNC machine tools, CNC programming technology to be widespread attention, a CAD / CAM system is an important component. To NC programming process analysis and design as the starting point and focus of part drawings, from CNC machining practical point of view, the CNC machining of the actual production as the basis to master the digital processing technology as the goal, the understanding of NC milling based on CNC milling machine tool selection, CNC machining workpiece positioning and clamping, the development processing program to determine the processing route and the processing of content as well as some special deal with the problem on the basis of process control in the process of NC programming error, thus greatly reducing the processing time and improve efficiency and reduce costs. The main graduation Convex polygon machining technology, fixture design and automation programming for analysis. In the design, through parts of the graphical analysis, material analysis, selecting the processing of rough size, in addition to the processing procedure, process analysis, which according to the processing part of the whole process, process parameters used for milling programming. Convex polygon design process of parts to ensure the polygon boss machining quality, to improve the productivity of great significance. It is the key to ensuring product quality. Convex polygon part by the design process, the design of a product can be found in all processes need to be successful with good. Complete the design work I have done the following: 1. Polygon boss parts parts diagram analysis and digital modeling. This part is a symmetric graph, the part is forged, with a small, part of complex features. According to part drawing, a reasonable idea of the processing order, and digital modeling, using PRO / E software to draw part of the three-dimensional map, and select the blank material and size. 2. Polygon into convex parts spare parts processing technology of Taiwan.Processing components are symmetrical graphics, easy to process because specific pore surface, when in the development of technical rules to be processed surface to surface as the base and then to process the other.In which the processes are to adopt a common fixture jig, there are polygonal boss part blank map, mapping parts; how to ensure the boss with a polygon is a part of the technical conditions for processing the most important issue, so to play a reasonable process to crucial role, and finally according to the requirements of the tool and parts calculate the cutting parameters 3. Polygon into convex parts of the programming station parts. Using the PRO / E automatically write programs to achieve the requirements of the card technology has rough finish, respectively. Using the PRO / E has the advantage of automatic programming is not only reducing programming time, but also reduce errors, make programming simple, so as to enhance the production efficiency of parts Keywords Convex polygon parts Milling Process Analysis 目目 录录 第一章第一章 绪论1 第二章第二章 零件分析2 2.1 零件的结构特点零件的结构特点.2 2.3 零件图纸的工艺分析零件图纸的工艺分析2 2.4 加工内容以及相关要求加工内容以及相关要求.3 2.5 加工要点分析加工要点分析3 2.6 零件图纸上的尺寸标注零件图纸上的尺寸标注.3 2.7 分析变形情况分析变形情况3 2.8 零件的精度要求零件的精度要求.4 第三章第三章 机械加工工艺规程机械加工工艺规程.4 3.1 毛坯的选择毛坯的选择.4 3.1.1 分析毛坯的加工余量分析毛坯的加工余量4 3.1.2 零件毛坯形状及余量的确定零件毛坯形状及余量的确定4 3.2 零件加工定位基准的零件加工定位基准的选择选择.5 3.2.1 工件的装夹工件的装夹5 3.2.2 零件粗基准的选择零件粗基准的选择5 3.2.3 零件精基准的选择零件精基准的选择6 3.3 选择并确选择并确定定工艺装备工艺装备.6 3.3.1 刀具尺寸的选择刀具尺寸的选择6 3.3.2 刀具材料的选择刀具材料的选择7 3.3.3 刀具材料性能刀具材料性能7 3.3.4 各种刀具材料各种刀具材料7 3.3.5 量具的使用表量具的使用表8 3.3.6 切削用量的确定切削用量的确定8 3.3.7 主轴转速的确定主轴转速的确定9 3.3.8 进给速度的确定进给速度的确定10 6.4.3 背吃刀量的确定背吃刀量的确定11 3.3 切削液的选择12 3.4 工艺方案的制订.12 3.4.1 加工方案的制订加工方案的制订12 3.4.2 刀具卡片的制订刀具卡片的制订13 3.4.3 工艺过程卡工艺过程卡14 3.4.4 工序卡工序卡16 3.4.5 走刀路线图走刀路线图27 第四章第四章 程序编制31 第五章第五章 加工零件39 5.1 建立工件坐标系建立工件坐标系.39 5.2 对刀及刀补设定对刀及刀补设定.39 5.3 加加工工零件过程零件过程.39 总结41 致谢42 参考文献.43 附录44 1 第第一一章章 绪绪 论论 随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,复杂形状 的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、小批量生产的比重明显增加,激烈的市场竞 争使产品研制生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔 性化与复杂形状零件的高速高质量加工要求。 在数字化制造技术中，计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之一， 本文主要对模具加工所使用的动模板进行 CNC 加工，采用西门子系统对动模板进 行数控编程加工。首先是对工件进行加工工序的确定，并且进行工艺分析，装夹方式 的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就工艺路线进行编程加工。 当前数控加工的重点发展方向是无图化生产、单件高精度并行加工、少人化无人 化加工，这就要求数控机床能满足高速、高动态精度、高刚性、热稳定性、高可靠性、 网络化以及与之配套的控制系统，最重要的是模具三维型面加工特别注重机床的动态 性能国内已有一些公司引进了高速铣床，并开始应用。国内机床厂陆续开发出一些准 高速的铣床，并正开发高速加工机床。 数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动 作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关 的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908 年，穿孔 的金属薄片互换式数据载体问世；19 世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制 系统被发明；1938 年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了 现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展 起来的。1952 年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件， 推动了自动化的发展。 数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合 应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广 阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要 本课题来源于生产，是对所学知识的应用，它包括了三年所学的全部知识，在数控 专业上具有代表性，而且提高了综合运用各方面知识的能力。程序的编制到程序的调试， 零件的加工运用到了所学的 AutoCAD、Pro/E Wildfire 4.0 建模软件、机床操作、子程 序、刀具的选择、零件的工艺分析、数学处理、工艺路线等一系列的内容。这将所学到 的理论知识充分运用到了实际加工中，切实做到了理论与实践的有机结合。 2 第第二二章章 零零件件分分析析 2.12.1 零件的结构特点零件的结构特点 要选择对某个零件进行数控加工，在一般情况下，不是所有加工内容都适合在数控 机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工，这就需要对零件图样进 行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。根据我院实 训基地现有的的设备，故本次毕业设计的所有内容都选择在数控加工中心上加工。 2.32.3 零件图纸的工艺分析零件图纸的工艺分析 零件的精度要求需要从尺寸公差、表面粗糙度等方面综合分析。 图图 2-12-1 心形凸台零件图心形凸台零件图 3 2.42.4 加工内容以及相关要求加工内容以及相关要求 （1）上表面加工，保证零件的高度为 38-0.093mm，粗糙度一般为 Ra1.6m。 （2） 零件中部心形凸台加工。这部分轮廓高度为 11mm，要保证各部圆弧的尺寸， 两边弧形凸台高度为 8mm,要保证 R40mm 的圆弧尺寸。两个凹槽侧面的粗糙度为 Ra1.6m、深度为 8mm，同时要保证 R10mm 的圆弧尺寸。 （3） 中间的一个球形凹槽，要保证 SR28mm 的球半径尺寸 （4） 上表面上的两个2XM10-6H孔要保证一定的同轴度 2.52.5 加工要点分析加工要点分析 数控加工中心的主要加工特点是工序集中，即工件在一次装夹后，连续完成铣、钻、 镗、铰、攻丝加工等多道工序，从而减少了零件在不同机床之间的转换搬运时间，提高 了效率。例如铣心形凸台时，应该把粗精加工安排在一起，这样就减少了换刀次数，在 加工时，要保证零件的尺寸精度和表面粗糙度。 另外，加工过程中尽可能减少换刀次数并使走刀路线最短，以减少辅助时间，提高 效率。 2.62.6 零件图纸上的尺寸标注零件图纸上的尺寸标注 （1）按加工顺序标注尺寸，尽量减少尺寸换算，并能方便准确地进行测量。 （2）从实际存在的和易测量的表面标注尺寸，且在加工时应尽量使工艺基准与设计 基准重合。 2.72.7 分析变形情况分析变形情况 由于该零件心形凸台高 11mm，在加工过程中如果进给速度过快容易变形，所以应采 用合理的加工方式。在加工的过程中选用合理的切削参数、刀具、夹具等。该零件的加 工轮廓由平面、外轮廓、型腔等构成。 2.82.8 零件的精度要求零件的精度要求 该零件最高精度等级为 IT10 级，外轮廓四周、型腔以及上表面的粗糙度为 Ra 4 1.6m，其它表面粗糙度均为 Ra12.5m，比较容易加工。 第第三三章章 机机械械加加工工工工艺艺规规程程 3.13.1 毛坯的选择毛坯的选择 .1 分析毛坯的加工余量分析毛坯的加工余量 所谓毛坯的加工余量，就是指使加工表面达到所需的精度和表面的质量而应切除的 多余金属层的厚度。 零件在进行数控铣削加工时，由于加工过程的自动化，使用余量的大小，如何安装、 装夹等问题在选用毛坯时就要仔细考虑好，否则，如果毛坯不适合数控铣削加工，加工 时将很难进行下去，根据经验，列举以下几点： .2 分析毛坯的加工余量分析毛坯的加工余量 该图的毛坯采用铸铁，因为我考虑到我们学校现有的设备和自身的经济条件等问题， 所以采用铸铁，毛坯尺寸 165mm125mm43mm 进行加工，由于该件是铸造件，毛坯的扭 曲变形量的不同地方造成余量不充分，不稳定，因此，要采用数控铣削加工，其加工面 都要具有充分的加工余量。 .3 分析毛坯的装夹分析毛坯的装夹 主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性，以便在一次安装中完成所以 的加工表面。 机机床的选择床的选择 根据零件的结构、形状、精度以及加工的难易程度等条件来选择数控设备的型号， 由于该零件由平面、凹槽、圆弧等组成。根据减少定位、装夹和多次换刀带来的影响， 结合我院实际情况采用加工中心（XH714G）进行加工，便可达到零件的各项精度。该机 床的 X 轴行程 450mm，Y 轴的行程为 650mm，Z 轴的行程为 500mm，工作台为 4500X1370mm，主轴中心线至工作台的距离为 460mm,主轴端面至工作台中心线距离为 5 100600mm，斗笠式刀库容量为 10 把，进给速度为 58000mm/min, 主轴转速为 20 6000r/min,电动机功率为 5517.5KW。 3 3. .2 2 零零件加工定位基准的选择件加工定位基准的选择 正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度，确定各表面加工顺 序和夹具结构的设计都有很大影响。因此，定位基准的选择是一个很重要的问题。 .1 工件的装夹工件的装夹 工件装夹情况的好坏，不仅直接影响工件加工精度，还关系到产品质量问题，而且 工件装夹的快慢还直接影响到生产效率以及工件成本。在实际的应用中一般是先定位后 夹紧，但是也有同时完成的，如三爪卡盘夹持工件。 该零件形状比较复杂、尺寸精度要求较高，但轮廓面精度要求不是很高，所以如图 可选用平口虎钳，以底面和两侧面定位，零件先要加工上表面，因此以下平面为装夹面， 加工完所需要素后，翻转夹持外轮廓，将夹持面铣掉。平口虎钳如图 5-1 所示： 图图 5-15-1 装夹图装夹图 .2 零件粗基准的选择零件粗基准的选择 用毛坯上未加工过的毛坯面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。粗基准的选 择，一般情况下就是第一道工序定位基准的选择，往往是进行后续工序加工的基准。在 选择粗基准时应考虑尽量减少装夹次数。粗基准一般情况下只使用一次。 零件是以 A 面作为粗基准。以 B 面作为精基准的装夹面。如图 5-2 所示： 6 图图 5-25-2 粗精基准图粗精基准图 .3 零件精基准的选择零件精基准的选择 用已加工过的表面作为定位基准，称为精基准。精基准选择应保证从零件精度出发， 同时也要考虑装夹方便，夹具结构简单。如图 5-2 以 A 面作为装夹面，翻面夹持，在以 B 面作为精基准，保证了一次装夹完成所有面的加工减少了换刀次数，定位误差，提高 了加工精度，同时体现了基准统一原则。 3 3. .3 3 选选择并确定工艺装备择并确定工艺装备 .1 刀具尺寸的选择刀具尺寸的选择 （1）直径尺寸：根据零件图样不同，选取的刀具尺寸不一样。 选取直径尺寸原则是：在刀具能够满足加工前提下，尽量选取直径大的刀具，铣削 刀具都是成型刀具且标准，在同时可根据选取的刀具直径提取刀具各异的刀具。 （2）长度尺寸：在加工中心上，刀具长度一般是指主轴端面量，刀尖的距离包括刀 柄和刃具两部分。 选取的原则是：在满足各个部位加工要求前提下，尽量减少刀具长度，以提高工艺 系统的刚性，制造工艺和编程时，一般不必准确确定刀具的长度，只需初步估算出刀具 长度范围。 根据经验公式： =A-B-N+L+ (公式 6-1) 1 T 0 Z t T 公式中： 7 刀具长度 1 T A主轴端面至工作台中心最大距离 B主轴在 Z 向的最大行程 N加工表面距工作台中心距离 L工件的加工深度尺寸 刀具切出工件长度（以加工表面取 2-5 mm，毛坯表面取 5-8 mm） 0 Z 刀具长度示意图如图 6-1 所示： 图图 6-16-1 刀具长度示意图刀具长度示意图 根据不同的加工内容，则需要不同规格的刀具来进行加工，该零件材料为铸铁，毛 坯为165mm125mm43mm，而零件实际尺寸为 160mm120mm38mm。考虑到加 工的效率，接刀痕迹，走刀的重叠量，综合分析确定粗、精平面采用直径为 80mm 的 可转位面铣刀；轮廓采用 18mm 和 16mm 的键槽铣刀；圆弧最小尺寸为 R10mm 则采 用直径为 12mm 的立铣刀。 .2 刀具材料的选择刀具材料的选择 .3 刀具材料性能刀具材料性能 切削用刀具材料应具备的性能如表 6-1 所示： 表表 6-16-1 切削用刀具材料应具备的性能切削用刀具材料应具备的性能 材料刀具使用时的性能希望具备的性能作为刀具使用时的性能 高硬度耐磨损性化学稳定良好耐氧化性、耐挎散性 高韧性耐崩刃性破损性低亲和性耐熔点、凝点、粘力性 8 高耐热性耐塑性变形性磨削成型性能良好刀具制造的高生产率 热传导能力良好耐热冲击性耐热裂纹性锋刃性良好 刃口锋利表面质量好 微小切削可能 .4 各种刀具材料各种刀具材料 (1)高速钢 在仍能保持较高的硬度，较之其他工具钢耐磨性好且比硬质合C 600 金韧性高，但压延性较差，热加工困难，耐热冲击性较弱。不适合高速切削和硬的材料。 (2)硬质合金 具有较高的红硬性，能在保持较好的加工性能，允CC 1000800 许切削速度就高速刚的 410 倍。复合碳化物系硬质合金在铣削金属的切削中显示出极 好的性能。于是，硬质合金得到了很大的普及。 (3)陶瓷 加工中陶瓷刀具很容易因热裂纹产生崩刃等损伤，且切削温度易较高。 陶瓷刀具因其材质的化学稳定性好、硬度高，在耐热合金等难加工材料的加工中有广泛 的应用。 (4)立方氮化硼 主要适用于高速加工。 (5)聚晶金刚石 适用于高效地加工有色金属和非金属材料，能得到高精度、高光 亮的加工表面，使其在高精加工领域中得到了普及。 数控机床对刀具的要求与普通机床的切削相比，数控机床对刀具的要求更高。不仅 要精度、刚度好、耐用度高而且尺寸稳定，安装调整方便。从以上刀具材料看，金刚石 的硬度、耐磨性最高，递次降低到高速钢但材料的韧性则是高速钢最高，金刚石最低。 在数控机床中，采用最广泛的是硬质合金类。因为这类材料目前从经济性、适应性、多 样性、工艺性等各方面，综合效果都优于陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石。但是根据零 件材料和我院实训基地刀具的实际情况，我选用了高速钢刀具加工零件。 .5 量具的使用表量具的使用表 量具的使用表如表 6-2 所示： 表表 6-26-2 量具表量具表 名称规格用途 9 游标卡尺0.02mm主要用于测量内、外尺寸和深度等 千分尺 0-25mm 75-100mm 主要用于长度测量工具 直尺0-100mm主要用来测量工件的长度和垂直度 .6 切削用量的确定切削用量的确定 制定切削用量，是在选择好刀具材料和几何角度的基础上，确定背吃刀量进给量和 切削速度制定切削用量的原则，是在保证加工质量降低成本和提高生产率的前提下，使 ap、F、Vc 的乘积最大。 切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影 响。选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能 和刀具切削性能，使切削效率最高。 粗加工时应选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等， 选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。 精加工时应根据加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面粗糙度要求，选 取最小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下尽可能选用较高的切削速度。 .7 主轴转速的确定主轴转速的确定 主轴转速 n(r/min): n=1000（Vc/d） （公式 6-2） 公式中： Vc切削速度， 单位 m/min d铣刀直径，单位 mm 由于每把刀计算方式相同，现选取粗、精铣平面 20 的立 铣刀为例说明其计算过程。 根据切削原理可知，切削速度的高低主要取决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: 10 表表 6-36-3 铣削时切削速度铣削时切削速度 切削速度/(m/min) c v 工件材料硬度/HBS 高速钢铣刀硬质合金铣刀 225184266150 225325123654120钢 3254256213675 190 213666150 1902609184590铸铁 1603204.5102130 铝70120100200200400 从理论上讲，切削速度 Vc 的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可以避 免生成积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限 制，综合考虑： 取粗铣时 =20m/min 精铣时 =25m/min c v c v 代入 6-2 式中： = （1000 20）/（3.1420） = （100025）/（3.1420） 粗 n 精 n =318.4r/min =398r/min .8 进给速度的确定进给速度的确定 在保证机床、刀具不超出工件精度充许的数值，表面粗糙度值不太大的前提下，尽 量选择大的进给量，粗加工时限制进给量的主要是切削力，半精加工和精加工时，限制 进给量的主要是表面粗糙度。 切削进给量 F 是切削时单位时间内工件与铣刀沿进方向的相对位移，单位为 11 mm/min。它与铣刀转速 n、铣刀齿数 z 及每齿进给量 fz（mm/z）的关系为: F=fzZN （公式 6-3） 公示中： z铣刀齿数 单位：（mm/min） fz铣刀每齿工作台移动距离，即每齿进给量（mm/z） 每齿进给量 fz 的选取主要取决与工具材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度 等因素。工具材料的强度和硬度越高，fz 越小，反之越大。硬质合金铣刀的每齿进给量 高于同类高速钢铣刀。铣刀每齿进给量如表 6-4 所示： 表表 6-46-4 铣刀每齿进给量铣刀每齿进给量 Z f 每齿进给量/（mm/z） Z f 粗铣精铣 工件材料 高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀 钢00.25 铸铁50.30 0.020.050.100.15 铝0.050.050.100.020.05 综合选取：粗铣=0.08 mm/z Z f 精铣=0.05mm/z Z f 铣刀齿数 z=3 上面计算出： =318.4r/min =398 r/min 粗 n 精 n 将它们代入式子 6-3 计算。 粗铣时：F=0.083318 精铣时：F=0.053398 =76mm/min =60mm/min 切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手动调整，以 获得最佳切削状态。 .9 背吃刀量的确定背吃刀量的确定 12 主要根据机床刀具和工件的刚度允许的情况下。粗加工（Ra1080um）时，一次进 给尽可能切削全部余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达 810 mm。半精加工 （Ra1.2510um）时，背吃刀量取为 0.52mm。精加工（Ra0.321.25um）时，背吃刀 量取为 0.10.4mm。最好一次切净余量，以提高生产效率。 根据零件材料和我院刀具性能考虑，粗加工时：ap=2mm；精加工时：ap=0.5mm； 从这当中选择最为合适，即提高了生产效率，又可延长刀具使用寿命。 3 3. .3 3 切切削液的选择削液的选择 合理的选择切削液可以改善工件与刀具间的摩擦状况降低切削力和切削温度，减轻 刀具摩损减小工件的热变形，从而可以提高刀具耐用度提高加工效率和加工质量。切削 液具有冷却、润滑、清洗、防锈的作用，因此在数控加工中使用切削液是一个必须的选 择。 常用的冷却液主要有三种表 7-1 所示： 表表 7-17-1 常用冷却液常用冷却液 冷却液名称主要成份主要作用 水溶液水、防锈添加剂冷却 乳化液水、油、乳化剂冷却、润滑、清洗 切削油 矿物油、动植物油、 极压添加剂或油性 润滑 切削液应根据工件材料，刀具材料，加工方法和技术要求等具体情况进行选用。下 述几条供参考： （1）高速的刀具红硬性差，需采用切削液，硬质合金刀具红硬性好，一般不加切削 液；若硬质合金刀具使用切削液，必须连续、充分的浇注；不能间断。 （2）切削铸铁和铝合金时，一般不用切削液。如要使用切削液，选用煤油为宜。 （3）粗加工时，以冷却为主，可选用水溶液或低浓度的乳化液，精加工时，主要以 润滑为主，可选用切削油或浓度高的乳化液。 （4）低速加工时，可选用油性较好的切削油；重切削时，可选用极压切削液。 综上所述：根据我选择的材料铸铁我选择乳化液为冷却液。它的主要作用是：冷却、 13 润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。 3 3. .4 4 工工艺方案的制订艺方案的制订 .1 加工方案的制订加工方案的制订 加工中心具有刀库功能，也就是说在加工中心上加工零件，一般是多工步，多刀具 的零件加工，在安排加工顺序时同样要遵循， “基面先行” 、 “先粗后精” 、 “先主后次”及 “先面后孔”的一般工艺原则。 根据该零件的外型我制定了下面两种方案： 方案一：铣夹持面翻面夹持粗精铣上平面粗精铣外轮廓粗精铣心形凸台 粗精铣两个小弧形凸台粗精铣球形凹槽粗精铣两个凹槽钻孔翻面铣底平面 方案二：铣夹持面翻面夹持粗精铣上平面粗铣两个小弧形凸台粗铣外轮廓 粗铣心形凸台粗铣两个凹槽精加工钻孔翻面铣底平面 以上两种方案中第二种方案是从外面逐层往里面铣第一种方法与第二种相反。该零 件心形凸台与凹槽的深度不一致，心形凸台的高度是 11mm,凹槽的深度是 8mm，第一种 可减少在加工中的变形。第二种方案是先粗加工，后精加工，而第一种方案是一道工序 粗精加工完了才加工下一个工序，大大的减少了换刀的时间。综上所述我选择第一种加 工方法进行加工。 .2 刀具卡片的制订刀具卡片的制订 根据零件结构特点，铣削心形凸台轮廓，铣刀直径受槽宽限制，同时考虑刀铸铁的 材质，因此对刀具选用设计的刀具卡片，如表 8-1 所示： 表表 8-18-1 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 零件名称心形凸台编制韦佳乐 序半径补偿值 号 刀具号刀具规格、名称刀柄型号 粗加工精加工 1T0180 可转位面铣刀BT40 2T02 12 立铣刀 BT40 3T03 20 立铣刀 BT40 14 4T04 12 键槽铣刀 BT40 5T05 16 立铣刀 BT40 6T06 8.5 钻头 BT40 7T07 32 钻头 BT40 8T08 38 精镗刀 BT40 9T09 M10 机用丝锥 BT40 15 .3 工艺过程卡工艺过程卡 此零件的工艺过程卡片如表 8-2 所示： 表表 8-28-2 数控加工工艺过程卡片数控加工工艺过程卡片 零件名称材料零件图号 单位数控加工工序卡片 心形凸台零件铸铁0 1 程序夹具名称使用设备实训基地 工序 号 O0000 平口虎钳XH714G数控铣削中心 工序工序内容 设备名称 刀具号 主轴转速 r/min 进给速度 mm/min 背吃刀量 mm 1 备料 (165mm125mm43mm) 锯床 2 铣夹持面 数控加工中心 T01400803 粗铣上平面318.4761 3 精铣上平面 数控加工中心 T01 398600.5 粗铣外轮廓318.4761 4 精铣外轮廓 数控加工中心 T02 398600.5 粗铣心形凸台4001001 5 精铣心形凸台 数控加工中心 T02 500800.5 粗铣键槽4001001 6 精铣键槽 数控加工中心 T04 T05 500800.5 16 续表续表 8-28-2 零件名称材料零件图号 单位数控加工工序卡片 心形凸台零件铸铁 0 1 程序夹具名称使用设备实训基地 工序 号 O0000 平口虎钳 XH714G 数控铣削中心 工 序 工序内容 设备名称 刀具号 主轴转速 r/min 进给速度 mm/min 背吃刀量 mm 7 钻孔 32 数控加工中心 T0715030 8 铣孔 37.6 数控加工中心 T05350400.5 9 镗孔 38 数控加工中心 T08900250.5 粗铣球形凹槽318.4761 10 精铣球形凹槽 数控加工中心 T05 800600.5 11 钻孔 8.5 数控加工中心 T0645035 12 攻螺纹 M10 数控加工中心 T09100 13 铣底平面 数控加工中心 T01400803 14 去毛刺 钳台 17 .4 工序卡工序卡 表表 8-38-3 工序工序 1 1 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 工序号1 程序编号 夹具名称专用夹具 夹具编号 工序 1 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容量具及检具刀具 1 备料 (1651254 3mm) 游标卡尺锯片 表表 8-48-4 工序工序 2 2 工序卡工序卡 18 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 加工中心 XH714G 工序号2 程序编号O0123 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 2 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容量具及检具刀具号 夹具 主轴转速 /(r/min) 进给速度 /(mm/min) 背吃刀量 /(mm/r) 备 注 1铣夹持面游标卡尺T01 平口 虎钳 400803 19 表表 8-58-5 工序工序 3 3 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 加工中心 XH714G 工序号3 程序编号O0123 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 3 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及检 具 刀具号 夹具 主轴转速 /(r/min) 进给速度 /(mm/min) 背吃刀量 /(mm/r) 备 注 1粗铣上平面游标卡尺T01 平口 虎钳 318.4761 2精铣上平面游标卡尺T01 平口 虎钳 398600.5 20 表表 8-68-6 工序工序 4 4 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 加工中心 XH714G 工序号4 程序编号O1234 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 4 工序简图冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及检 具 刀具号 夹具 主轴转速 /(r/min) 进给速度 /(mm/min ) 背吃刀量 /(mm/r) 备注 1粗铣外轮廓游标卡尺T02 平口 虎钳 318.4761 2精铣外轮廓 游标卡尺T02 平口 虎钳 398600.5 21 表表 8-78-7 工序工序 5 5 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 加工中心 XH714G 工序号5 程序编号O0006 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 5 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及检 具 刀具号 夹具 主轴转速 /(r/min) 进给速度 /(mm/min) 背吃刀量 /(mm/r) 备 注 1 粗铣心形凸台 0.5mm 游标卡尺T02 平口 虎钳 4001001 2精铣心形凸台游标卡尺T02 平口 虎钳 500800.5 22 表表 8-88-8 工序工序 5 5 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 加工中心 XH714G 工序号6 程序编号 O0008 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 6 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及检 具 刀具号 夹具 主轴转 速 /(r/min ) 进给速度 /(mm/min) 背吃刀量 /(mm/r) 备 注 1 粗铣弧形凸台余 量 0.5mm 游标卡尺T02 平口 虎钳 4001001 2精铣弧形凸台游标卡尺T02 平口 虎钳 500800.5 3铣去上表面余量T02 平口 虎钳 400801 23 表表 8-98-9 工序工序 7 7 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 加工中心 XH714G 工序号7 程序编号O2222 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 7 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及检 具 刀具号 夹具 主轴转速 /(r/min) 进给速度 /(mm/min) 背吃刀量 /(mm/r) 备 注 1 粗铣两个键槽 留余量 5mm 游标卡尺T04 平口 虎钳 4001001 2精铣键槽游标卡尺T05 平口 虎钳 500800.5 24 表表 8-108-10 工序工序 8 8 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 加工中心 XH714G 工序号8 程序编号O0668 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 8 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及检 具 刀具号 夹具 主轴转速 /(r/min) 进给速度 /(mm/min) 背吃刀量 /(mm/r) 备 注 1钻孔 32游标卡尺T07 平口 虎钳 15030 2铣孔 37.6游标卡尺T05 平口 虎钳 350401 3镗孔 38游标卡尺T08 平口 虎钳 900250.5 25 1 粗铣球形凹槽 余量 0.5mm 游标卡尺T05 平口 虎钳 4001001 2精铣球形凹槽游标卡尺T05 平口 虎钳 500800.5 26 表表 8-118-11 工序工序 9 9 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 加工中心 XH714G 工序号9 程序编号O5555 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 9 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及检 具 刀具号 夹具 主轴转速 /(r/min) 进给速度 /(mm/min) 背吃刀量 /(mm/r) 备 注 1钻孔游标卡尺T06 平口 虎钳 40035 2铰孔游标卡尺 平口 虎钳 200 1 3攻丝T09 平口 虎钳 100 27 表表 8-128-12 工序工序 1010 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备 加工中心 XH714G 工序号10 程序编号O0123 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 10 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及检 具 刀具号 夹具 主轴转速 /(r/min) 进给速度 /(mm/min) 背吃刀量 /(mm/r) 备 注 1铣底平面游标卡尺T01 平口 虎钳 400803 28 表表 8-138-13 工序工序 1111 工序卡工序卡 产品名称或代号零件图号 单位 L 实训基地 数控加工工序卡 零件名称心形凸台零件 材料铸铁 使用设备锉刀 工序号11 工序 11 工序简图 夹具名称平口虎钳 工 步 号 工步内容 量具及检 具 刀具 夹具 备 注 1去毛刺游标卡尺锉刀 平口 虎钳 803 29 .5 走刀路线图走刀路线图 （1）铣上平面走刀路线如图 8-4 所示： 图图 8-48-4 铣上平面走刀路线图铣上平面走刀路线图 （2）铣外轮廓走刀路线如图 8-5 所示： 图图 8-58-5 铣外轮廓走刀路线图铣外轮廓走刀路线图 30 （3）心形凸台走刀路线如图 8-6 所示: 图图 8-68-6 铣心形凸台铣心形凸台走刀路线图走刀路线图 （4）铣弧形凸台走刀路线如图 8-7 所