【《叶轮四轴数控加工工艺制定分析案例》3700字】

叶轮四轴数控加工工艺制定分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u25207叶轮四轴数控加工工艺制定分析案例 190721.1工艺设计 1306011.2夹具体 2212861.3加工方法分析 386431.4拟定加工路线 456261.5选择数控铣削用刀具 6194241.6切削用量的选择 667851.7切削液的选择 81.1工艺设计（1）工艺设计的内容1）分析产品的工艺2）将生产所用的毛坯与设备确定3）生产方案的确定4）确定生产所用的刀具，完成工具单的填写5）将产品装夹的方法确定6）将粗、精生产进行时的切削用量确定7）各个工序的设计，并完成工序卡的填写（2）生产程序的编写1）产品坐标系的建立2）对基点规格的分析与确定3）精度与规格的确定4）生产程序的编写（3）完成生产，并对精度进行检验1）输入生产程序，完成仿真操作2）产品的生产3）检测产品的精度，对检验单进行填写1.2夹具体利用夹具体把位于夹具之上的多个部件以及元件连接起来，那么夹具体的构造以及规格，要根据夹具上多个部件的设计以及同机床之间的连接方式来确定。生产期间，夹具体会受到切削生产的力以及夹紧产生的力。若想要让夹具体在形状上不发生改变，工作中不产生振动，其强度与刚度需要设置合理。通过对定位基准的确定，生产需要用夹具进行装夹。这样可以实现分中打表，并完成验证，装夹一次，可以让生产的精度提高。装夹方案在设计时，需要结合所确定的生产表面与其定位的基准，来完成工件的装夹，同时夹具的选择要合理。绘制出来夹具图（在CAD文档中可有其详细构造）图3-1绘制出的装配图（在CAD文档中可有其详细构造）图3-2下面图中便是该零件的三维装配结构。图3-31.3加工方法分析叶轮制作是否复杂，需要看叶片中曲面的造型是否复杂。衡量某个数控机床性可以通过制作的叶轮曲面复杂程度可以看出。以形成的原理来对曲面进行分类，有直纹与非直纹之分。而直纹面又有可展类型与非可展类型之分，若曲面为可展直纹面，可以通过非数控机床完成生产。若曲面为非可展直纹面，需要使用四轴以上联动的数控设备进行制作，方可满足设计精度的要求。1.4拟定加工路线生产路线在设计时，需要以制作零件的精度、表面要求为基础进行设计，要满足易于计算、走刀路径不长的要求。在设计生产路线时，需要考虑的因素有制件的表面要求、制件的精度要求、设备进给的间隔尺寸、所用刀具的可用时间以及产品的外观等。对每一个切面的曲线形状进行铲出，随后沿着然桨叶的径向，将多出来的金属层切除。由于进行浇铸期间，其页面时朝下的，铸造的品质比较容易形成，所以对叶面的生产，仅仅需要对其不平的位置进行制作，像几何形状存在较小的偏差，需要对其进行调整。对整体扇叶在工作时的真正情况进行分析，大多数的扇叶，其曲面位置有较高的精度要求，在工作期间，旋转是以高速进行，需要有较高的动平衡，这里以扇叶的构造、所用原料展开分析：（1）叶轮位置设计了较多的叶片，根据轮毂的直径不一样，叶片数也不一样，设计的叶片有长、短之分，叶片形成了空间曲面，其有较高的扭曲，同时设计了仰角，制作期间刀具进行摆动时，两个相邻的叶片的切削极易出现干涉的情况，所以需要合理确定切削生产的方向。同时，对曲面的制作，是分段进行的，在制作时，需要确保生产表面满足一致性的要求；（2）叶片与叶片间，其流道并不宽，制作尺寸小，在刀具选用时，不适合使用强】刚度高的大直径工具；（3）在进气、出气的边部圆角，其曲率半径会出现较大的变化，让所用的刀具与夹具角度出现较大的变化；（4）考虑到强度要求，扇叶轮毂同叶片间，通过倒圆角的方式进行过渡采，此处刀具的确定要合理；（5）叶片的构造相对复杂，其内壁也不厚，工艺刚性不高，在对其加工工艺设计时，需要设计多个工步进行来回制作，避免制作期间出现应力导致形变；针对叶轮设计的加工工艺：1）轮毂的制作此部分的加工，需要制作出位于轮毂的两边端面、轴孔以及键槽等。2）叶面的制作此部分加工，需要让加工好的叶片满足精度要求。大多会选用球头刀对叶片进行制作。3）叶根的制作若叶轮的尺寸不大，在制作叶根时，需要同时完成轮毂侧边的制作。大多会以侧铣的方式来完成叶根的制作，生产准备的刀具为球头锥铣刀，制作期间，所用的铣刀母线要与轮毂边部的母线处于平行，轮毂侧边通过铣刀的侧刃完成制作，叶根圆角通过球头部分完成制作。扇叶也就是分布了均匀叶片的零件，该零件属于回转体类型，其工作的原点确定为其底部平面的圆心，对零件的找正以及后处理工作进行简化。结合整体扇叶的构造特点，大体可将生产所需要的设备类型、刀具型号、夹具种类以及装夹的方式进行确定。在刀具的生产时，四轴联动进行制作需要对底部平面进行制作，如此设计可以将刀具导致的过切与干涉的情况降到最低，让刀具的刚性得到提高。在粗加工中将流道的生产余量去除，这对精加工的品质的效率有着直接影响，因此粗加工的品质与生产效率直接影响扇叶的生产。在扇叶中，其流道位置的生产余量没有与扇叶型线一样，其分布并不均匀，在进行切削生产期间，其深度不是固定不变的，刀具所承受的力会出现较大的变化，这样会让刀具的可用时长缩短，让生产的品质降低，需要对生产轨迹进行合理规格。在对流道进行开粗生产时，大多会将其分成多个干层，进行逐个开粗。流道区域的分割时朝着流道面方向进行的，这样设计，可以让粗制作之后的每一层厚度可以更均称，制作过程稳定性更高。工艺过程卡（工厂名）综合工艺过程片卡品名与型号产品名叶轮工件的图号坯料名坯料类型棒料产品重毛重牌号规格φ114x60mm净重特性件数1工序号内容生产车间机器名与编号所用夹具1结合坯料的规格，进行下料φ114x60mm2对外部轮廓、孔以及两个端面的进行车加工金工数控车床3叶片进行开粗处理金工数控铣床夹具（专用）4对轮毂流道开展精铣加工金工生产中心（四轴联动）夹具（专用）5对主叶片开展精加工金工生产中心（四轴联动）夹具（专用）6对位于主叶片位置的叶根圆开展精加工金工生产中心（四轴联动）夹具（专用）7对分流叶片开展精加工金工生产中心（四轴联动）夹具（专用）8对位于分流叶片位置的叶根圆开展精加工金工生产中心（四轴联动）夹具（专用）编制抄写校对审核批准1.5选择数控铣削用刀具对叶轮的生产所用的刀具如下：非平面开展的半精、精加工准备的刀具为球刀对零件图进行分析，叶轮零件中，不仅有平面、扭曲的曲面，还有圆弧以及倒圆角等，制作的工序并不简单。想要让对刀与换刀的时间缩短，降低刀具切换时的误差，提高生产的速度，在进行粗、精生产时，刀具做好用相同的，这样精度可以确保。结合叶轮的构造，性能以及生产余量与精度要求，准备用于来硬质合金刀具进行生产，此零件进行精加工所用的刀具在下表中进行了标注。数控铣削加工刀具卡品名叶轮零件图号1补偿值/mm备注序号号名称刀柄型号刀具所用原料硬质合金刀直径/mm长/mm1T01球头刀（ED4R2）BT50Φ4150D12T02球头刀（ED2R4）BT50Φ2150D1编制审核批准共1页第1页1.6切削用量的选择使用效率高的数控机床进行生产，需要将生产的三大要素确定，也就是生产的原料、切削生产所用的刀具以及切削进行时的用量。这三个因素直接影响生产的时间、刀具可用市场以及生产的品质。想要生产方式确定的更有效更经济，需要对切削的因素进行合理确定。设计者在切削生产用量确定时，需要结合生产的原料，原料的硬度、进行切削的形态、生产进给的量以及刀具的可用时长进行综合分析。将最合理的切削生产速度确定。1.主轴转速的确定结合设备切削生产速度的允许值来确定：可以这样确定主轴运转的速度：上式z之中——主轴运转的速度——切削生产进行的速度——所用刀具的直径因对每一把刀进行计算时，方法一样，此处以圆鼻刀20R0.8mm进行计算。结合资料中切削生产速度表格，若生产准备的设备为立式数控铣床MVC850B，其主轴运转的速度可确定结合切削生产的原理，需要制作的零件精度、所用原料以及刀具所用的原料与可用时长均会影响切削生产进行的速度。切削进行时的速度Vc表：产品的材料硬度/HBS切削进行时的速度铣刀原料为高速钢铣刀原料为硬质合金钢<22518~4266~15012~3654~1206~21铸铁<190190~2609~1845~904.5~1021~30铝70~120100~200黄铜53~5620~502.进给速度的确定在固定时间中，进行切削生产的工件同铣刀朝着进给方向发生的相对移动，就是进给的速度。可以这样来确定F:F=ZN每一齿进给的量需要通过产品所用原料的力学性能、生产所用的刀具原料、产品的表面要求等确定。产品所用原料的强、硬度高，那么更小，若相反的话就越大；产品表面的要求越高，，就更小；按照刀具所用的原料不同，进给的量也会不一样，一般以高速钢为原料的铣刀进给的量小于硬质合金铣刀。进给的量表产品的材料进给的量/（mm/z）进行铣床粗加工进行铣床精加工高速钢硬质合金高速钢硬质合金钢铸铁铝通过分析，切削生产的用量需要结合设备的性能、再通过资料进行类比的方法进行选取。另外，在确定时，要满足主轴运转速度、切削进行的深度以及进给的速度三者的要求，确定合理切削生产用量。1.7切削液的选择结合设计相关的书籍，可知使用的较多的冷却液有这些类型：