《數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文數(shù)控加工工藝與加工》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文數(shù)控加工工藝與加工（46頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 數(shù)控加工工藝與加工 系 別＿ 機(jī)電工程系＿＿ 專 業(yè)＿ 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用＿＿ 班 級05數(shù)控（6）班＿ ＿＿ 姓 名 指導(dǎo)老師 2008 年 5月 15日 目錄 摘要 ………………………………………………………………………（4） 第一章 緒論 ………………………………………………………（5） 第二章 軟件介紹 …………………………

2、………………………（6） 第三章YJS3的工藝分析…………………………………………(7) 3.1零件圖樣工藝分析 ………………………………………………(7) 3.1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 ………………………………………………(7) 3.1.2結(jié)構(gòu)工藝性分析 ……………………………………………(7) 3.2關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析 ……………………………………(7) 3.3毛胚及裝夾方案確定 ……………………………………………(8) 3.3.1毛坯的選擇 ………………………………………………(8) 3.3.2裝夾分析 ……………………………………………………(8) 3.4

3、工藝措施及加工方案確定 ……………………………………(11) 3.4.1數(shù)控銑削加工方案的確定 ………………………………(11) 3.4.2關(guān)鍵的加工路線方案比較 ………………………………(11) 3.5選擇刀具……………………………………………………………(12) 3.5.1銑刀類型的簡介及選擇 …………………………………(12) 3.5.2銑刀參數(shù)簡介及選擇………………………………………(14) 3.6切削用量簡介及選擇 …………………………………………(15) 3.6.1切削用量的選擇原則………………………………………(15) 3.6.2主軸轉(zhuǎn)速n的確定……………………

4、……………………(16) 3.6.3切削進(jìn)給速度F的確定 …………………………………(17) 3.7本課題數(shù)控工藝卡片……………………………………………(17) 3.7.1刀具卡片 …………………………………………………(17) 3.7.2路線單 ………………………………………………………(20) 3.7.3工序卡片 ……………………………………………………(21) 第四章YJS盤類零件的建模設(shè)計與加工………………(32) 4.1pro/e建模的過程……………………………………………（32） 4.1.1建模的分析……………………………………………（32） 4.1.2建模的

5、步驟 …………………………………………（22） 4.2YJS3盤類零件的加 ……………………………………………（45） 4.2.1上表面加工 ………………………………………………（45） 4.2.2兩側(cè)面孔加工 ……………………………………………（55） 4.2.3下表面加工 ………………………………………………（56） 第五章 設(shè)計總結(jié) ………………………………………………（67） 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………（69） 致謝 ……………………………………………………………………(70) 附錄Ⅰ 附錄Ⅱ

6、 摘 要 現(xiàn)代機(jī)械加工中，不僅需要傳統(tǒng)加工的工藝基礎(chǔ)，還需要現(xiàn)代先進(jìn)的機(jī)械加工技術(shù)，但是數(shù)控加工的工藝是離不開傳統(tǒng)加工工藝基礎(chǔ)的。隨著數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控加工技術(shù)也得到進(jìn)一步的發(fā)展。近年來，數(shù)控加工和數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用呈突飛猛進(jìn)之勢，包括以組合機(jī)床為主的大量生產(chǎn)方式，現(xiàn)在都向以數(shù)控設(shè)備為主的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，模具行業(yè)、汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)效率明顯提高，對產(chǎn)品的生產(chǎn)周期提出更高的要求，從產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)到投入生產(chǎn)都盡量縮短其時間，所以零件的建模，加工和編程都顯得極其重要，零

7、件的建模即利用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件依照零件圖紙或模型在電腦上完成零件的建模和自動編程。加工則是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工，要獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，既要選用性能優(yōu)良的機(jī)床，即精度高，效果高，工作可靠性好，又要正確合理地使用機(jī)床，這是非常關(guān)鍵的問題。隨著數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用，人才市場急需懂得數(shù)控機(jī)床工作原理及數(shù)控編程加工工藝和實的日益廣泛普及操作的專業(yè)人才。 關(guān)鍵詞：數(shù)控加工工藝；pro/e；Master CAD/CAM；數(shù)控切削參數(shù)； 第一章 緒論 計算機(jī)輔助數(shù)控加工編程是指利用CAM系統(tǒng)對由CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型，選擇確定加工工藝參數(shù)，生成、編輯、防真刀具的

8、運(yùn)動軌跡，以實現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬加工，并產(chǎn)生實際數(shù)控機(jī)床加工零件的數(shù)控程序。在這里我主要用pro/e建模和Master CAD/CAM 生成刀具路徑。 同時CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可直接經(jīng)CAM軟件處理成數(shù)控機(jī)床可識別的代碼，進(jìn)而采用數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行加工，使模具生產(chǎn)實現(xiàn)高精度、高效率和高自動化。數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的數(shù)控程序自動地對工件進(jìn)行加工的高效自動化設(shè)備。數(shù)控程序除了能保證加工出符合圖樣要求的合格零件外，還應(yīng)該充分地發(fā)揮，利用數(shù)控機(jī)床的各種功能，高效加工合格零件。所以數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。在根據(jù)零件的具體加工部位和零件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)，選擇利用計算機(jī)進(jìn)行自動編程

9、。進(jìn)入新世紀(jì)以來，數(shù)控加工發(fā)展的方向越來越明顯，越來越高度化，主要向高速切削和高精度加工，復(fù)合化加工和控制智能化等方向發(fā)展；當(dāng)然集成化方向的發(fā)展也是很明顯的，作為數(shù)控專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該努力學(xué)習(xí)，將來在工作崗位上體現(xiàn)自己的智慧，對YJS3盤類零件設(shè)計是對自己的一次鍛煉。 第二章 軟件介紹 Pro/e和Master CAD/CAM軟件簡介。Pro/e是由參數(shù)科技公司研發(fā)的3D產(chǎn)品設(shè)計軟件，其功能十分廣泛，包含實體建模，曲面設(shè)計，工程圖，拆模，等。Pro/e的功能非常齊全與強(qiáng)大，所以對于提高產(chǎn)品的研發(fā)效率具有非常大的幫助。廣泛用于機(jī)械、汽車、航空等行業(yè)，特別是在模具制造業(yè)中應(yīng)用最廣。其具體的

10、功能有： 二維繪圖和三維造型。在二維空間得到圖形的過程稱為繪圖，而三維空間里創(chuàng)建的是虛擬形體，這種創(chuàng)建過程我們習(xí)慣上稱為三維造型?？梢苑浅Ｖ庇^地用多種方法創(chuàng)建規(guī)則曲面和復(fù)雜的異行曲面，而且可以隨意修改。創(chuàng)建曲面模型的過程稱為表面造型?？梢噪S意地創(chuàng)建各種基本實體，聯(lián)合多種編輯功能可以創(chuàng)建任意復(fù)雜程度的實體，并可靈活地進(jìn)行修改。創(chuàng)建實體模型的過程稱為零件建模。 Master CAD/CAM的最終目的是對設(shè)計出來的作品進(jìn)行加工，在電腦上僅能完成模擬的加工，但能產(chǎn)生在數(shù)控機(jī)床上真實加工時所必需的加工程序。然后就可以在機(jī)床上進(jìn)行加工。加工必須使用刀具，只要運(yùn)動著的刀具接觸到的材料都將被切除，所以刀具的

11、運(yùn)動軌跡實際上就決定了零件加工后的形狀，因而設(shè)計刀具的運(yùn)動軌跡是至關(guān)重要的，刀具的運(yùn)動軌跡常稱為刀具路徑。刀具的運(yùn)動軌跡不同決定了加工的質(zhì)量的好壞，所以在加工時一定要根據(jù)曲面進(jìn)行合理選擇加工刀具路徑。生成后處理程序，模擬加工過程。前面還只是完成了刀具路徑的規(guī)劃，在數(shù)控機(jī)床上正式加工，還需要一份對應(yīng)于機(jī)床的控制系統(tǒng)的程序。Master CAD/CAM可以在圖形和刀具路徑的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步自動和迅速地生成程序，并可以根據(jù)經(jīng)驗或加工實際條件對參數(shù)進(jìn)行修改和調(diào)整。該軟件使用方便，加工出來的零件可以滿足實際需求的表面質(zhì)量。其使用的范圍越來越廣闊。逐漸在各行各也被廣泛采用。 第三章YJS3

12、的工藝分析 3.1.零件圖樣工藝分析 數(shù)控加工中，數(shù)控機(jī)床是按照預(yù)先編好的數(shù)控程序自動地對工件進(jìn)行加工，為了確保加工的安全、可靠和高效。首先編程要把握圖樣對工件的材料、形狀、尺寸、精度及技術(shù)要求等進(jìn)行分析。通過分析，可確定該零件是否適宜在數(shù)控機(jī)床上加工。 3.1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由零件圖可知，該零件主要是由孔平面曲面螺紋圓弧槽組合。 3.1.2．結(jié)構(gòu)工藝性分析 結(jié)構(gòu)工藝性：經(jīng)多次審核分析圖紙上的信息。零件圖紙中構(gòu)成輪廓的幾何元素的條件是充分的，從經(jīng)濟(jì)上考慮，此零件要加工的有孔平面曲面螺紋圓弧槽，多工序，多工步，像這樣的零件 是屬盤類工件，主要加工上下兩個平面和

13、平面上的孔系、曲線曲面，是立式銑床或立式加工中心的常見加工形式（符合工序集中和形狀復(fù)雜要求）。 3.2關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析 關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析：加工工件的精度要求一般體現(xiàn)在三個方面。尺寸公差、表面粗糙度及形位公差。對這幾項要求進(jìn)行綜合分析，才能決定最終的工藝方法，該零件主要由平面孔系曲面輪廓槽形螺紋組成，按照工件的外形特點(diǎn)，該零件的主要加工內(nèi)容可分為上、中、下、左側(cè)平面和后側(cè)平面五個部分。 （1）工件上表面的加工內(nèi)容及要求 上表面為槽形狀的曲線輪廓，高度為mm，主要有五項加工內(nèi)容： 1）銑削最上面的圓形凸臺，控制尺寸mm。 2）銑削槽形狀的曲線輪廓，控制尺寸2mm，2mm，4

14、R33mm，8R5mm表面粗糙度μm。 3)四個開口鍵槽，控制尺寸四個鍵槽，控制尺寸2mm，4mm。 4）沉孔 mm，深mm表面粗糙度為μm 。 5）撥叉形狀曲線輪廓的R3圓角，表面粗糙為μm 。 6） mm的中孔，表面粗糙度為μm，要求對基準(zhǔn)D的垂直度公差為0.03mm，對基準(zhǔn)C同軸度公差為0.03mm，對基準(zhǔn)A,B的同位度公差為0.03mm。 （2）工件上表面的加工內(nèi)容及要求，下表面的輪轂形狀的輪廓，高度 mm，主要有五項加工內(nèi)容（表面粗糙度都為μm）： 1）圓形外輪廓，高度mm輪廓尺寸 mm。 2）五個封閉的曲線槽，槽底深度距上表面mm要控制尺寸 mm, mm,,,58,

15、及58mm。 3)螺紋孔M361.5-7H，底孔深20mm，螺孔深15mm。 4）凹形曲面R28、μm 。 5)封閉槽mm, mm。 （3）后平面上的孔mm，mm;對基準(zhǔn)A有垂直度公差為0.03mm。 （4）左側(cè)平面上的孔mm, mm;對基準(zhǔn)D有平行度公差為0.03mm。 3.3 毛胚及裝夾方案確定 3.3.1毛坯的選擇 工件材料為45鋼，具有良好的切削性能。選用鍛件，采用模鍛方式。毛坯外形為123mm123mm48mm的六面體，六面相互平行，外形易于裝夾。 3.3.2 裝夾分析： （1）夾具的選擇：夾具按通用化程度分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具。通用夾具適用

16、范圍廣，可用于加工一定范圍內(nèi)的不同工件；專用夾具適用范圍窄，可用于批量生產(chǎn)場合；可調(diào)夾具主要用于加工形狀相近或尺寸相近的工件；組合夾具可用于單件或小批量生產(chǎn)。機(jī)床夾具的作用是保證加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、改善工人的勞動條件、降低生產(chǎn)成本。所以，正確選擇夾具也是加工的關(guān)鍵因素之一。對本課題零件分析，零件要求為中批生產(chǎn)，在加工20工序時，可采用通用夾具，如采用精密平口虎鉗，降低生產(chǎn)成本；加工30、40和50工序要采用專用夾具，如采用專用銑床夾具，提高生產(chǎn)率。 （2）確定定位方案：工件定位一般采用六點(diǎn)定位定則，六點(diǎn)定位定則可應(yīng)用于任何類型的工件。無論工件的形狀和結(jié)構(gòu)有何不同，它們的六個自由度都可以

17、用六個支承點(diǎn)限制，只是六個支承點(diǎn)的分布形式不同。在實際加工中，并不一定要限制工件六個自由度。工件的六個自由度都被限制的定位稱為完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但能滿足加工要求的定位稱為不完全定位。要定位，就得考慮定位基的選擇原則。選擇定位基準(zhǔn)時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選擇精基準(zhǔn)，再選擇粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇原則有基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)。 選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意盡快獲得精基準(zhǔn)面。粗基準(zhǔn)選擇原則：①如果要求保證工件上某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面不粗基準(zhǔn)。②若要求保證加工面與不加工面間的位置要求，則應(yīng)選

18、不加工表面為粗基準(zhǔn)。③作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光潔，有一定面積，以使工件定位可靠，夾緊方便。④粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次。 對本課題加工零件定位分析，首先確定看平面圖的坐標(biāo)系如下圖3.1所示。 圖3.1 ①定位如下各圖所示：加工上表面，采用完全定位方法，符合粗基準(zhǔn)選擇原則。如下圖3.2所示。 圖3.2 ②孔加工：采用不完全定位方法，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。如圖3.3所示。

19、 圖3.3 ③下表面加工：采用不完全定位方法，符全基準(zhǔn)統(tǒng)一原則和基準(zhǔn)重合原則。如圖3.4所示。 圖3.4 3.4 工藝措施及加工方案確定 3.4.1數(shù)控銑削加工方案的確定： 由于每個工件的加工工藝方案，都 是根據(jù)工件的類型 具體加工內(nèi)容以及給定的加工約束條件進(jìn)行綜合分析后確立的，在清楚加工內(nèi)容后，結(jié)合機(jī)床類型和夾具類型，制訂工藝路線，確定每一工序所使用的刀具?，F(xiàn)就此工件而言：由于中批生產(chǎn)，機(jī)床選用立式數(shù)控銑床和立式加工中心。 （1）數(shù)控銑削上下平面及挖槽的加工方案

20、：加工精度為IT6~IT7級，μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可按粗銑，半精銑的方案加工。加工精度為IT6~IT7級，μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可按粗銑，半精銑，精銑的方案加工。 （2）孔的加工方案：加工精度為IT6~IT7級，μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可按鉆孔，擴(kuò)孔，半精鉸，精鉸。 （3）曲面加工方案：加工尺寸公差為自由公差的曲面，μm的除淬火鋼以外的常用金屬，余量不是很在，可作為一次加工到位。 3.4.2關(guān)鍵的加工路線方案比較： （1）撥叉形狀曲線輪廓的R3圓角，表面粗糙為μm。加工方法有多種，主要有平行銑削加工和流線加工，平行銑削加工經(jīng)過CAM軟件的仿真，加工效率較高，加工

21、質(zhì)量也好。 （2）凹曲面R28 ,表面粗糙為μm。加工方法有多種，主要有平行銑削加工和流線加工，平行銑削加工經(jīng)過CAM軟件的仿真，加工效率較高，但加工質(zhì)量不好。所以采用流線加工不。 （3）封閉槽 mm,mm，深度為mm加工方式多，可采用不同直徑的刀具加工，但從加工的經(jīng)濟(jì)上考慮，選擇8的鍵槽銑刀直接加工，來保證加工質(zhì)量，但這對刀具質(zhì)量的要求會更高。 （4）再加工螺紋孔M361.5-7H，底孔深20mm，螺紋孔深15mm。加工此螺紋可采用數(shù)控機(jī)床加工，充分利用數(shù)控機(jī)床的加工性能。也可采用鉗工手工攻絲，但效率太低。在攻絲之前是必須先加工個底孔mm,這是跟據(jù)尺寸公式：D-1.08P得來的。

22、 3.5.選擇刀具 3.5.1銑刀類型的簡介及選擇 數(shù)控加工中，刀具的選擇非常重要。主要依據(jù)加工表面的尺寸，工件材料所要求的加工精度，表面粗糙度及選定的加工方法等選擇刀具。目前最常用的刀具材料是高速鋼和硬質(zhì)合金。 1.高速鋼 是在合金工具鋼中加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。它具有較高的強(qiáng)度、韌性和耐熱性，是目前應(yīng)用廣泛的刀具材料。因刃磨時易獲得鋒利的刃口，又稱“鋒鋼”。高速鋼按用途不同，可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。 （1）普通高速鋼 普通高速鋼具有一定的硬度（62～67HRC）和耐磨性、較高的強(qiáng)度和韌性，切削鋼料時切削速度一般不高于50～60m/min

23、，不適合高速切削和硬材料的切削。常用牌號有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。 （2）高性能高速鋼 在普通高速鋼中增加碳、釩的含量或加入一些其它合金元素而得到耐熱性、耐磨性更高的新鋼種。但這類鋼的綜合性能不如普通高速鋼。常用牌號有9W18Cr4V、9W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V3等。 2.硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是由硬度和熔點(diǎn)都很高的碳化物，用Co、Mo、Ni作粘結(jié)劑燒結(jié)而成的粉末冶金制品。其常溫硬度可達(dá)78～82 HRC，能耐850～1000℃的高溫，切削速度可比高速鋼高4～10倍。但其沖擊韌性與抗彎強(qiáng)度遠(yuǎn)比高速鋼差，因此很少做成整體式刀具。實際使用中，常將硬質(zhì)合金刀片焊接或

24、用機(jī)械夾固的方式固定在刀體上。我國目前生產(chǎn)的硬質(zhì)合金主要分為三類： （1）K類（YG）即鎢鈷類，由碳化鎢和鈷組成。這類硬質(zhì)合金韌性較好，但硬度和耐磨性較差，適用于加工鑄鐵、青銅等脆性材料。常用的牌號有：YG8、YG6、YG3，它們制造的刀具依次適用于粗加工、半精加工和精加工。數(shù)字表示Co含量的百分?jǐn)?shù)，YG6即含Co為6%，含Co越多，則韌性越好。 （2）P類（YT）即鎢鈷鈦類，由碳化鎢、碳化鈦和鈷組成。這類硬質(zhì)合金耐熱性和耐磨性較好，但抗沖擊韌性較差，適用于加工鋼料等韌性材料。常用的牌號有：YT5、YT15、 YT30等，其中的數(shù)字表示碳化鈦含量的百分?jǐn)?shù)，碳化鈦的含量越高，則耐磨性較好、韌

25、性越低。這三種牌號的硬質(zhì)合金制造的刀具分別適用于粗加工、半精加工和精加工。 （3）M類（YW）即鎢鈷鈦鉭鈮類。由在鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金中加入少量的稀有金屬碳化物（TaC或NbC）組成。它具有前兩類硬質(zhì)合金的優(yōu)點(diǎn)，用其制造的刀具既能加工脆性材料，又能加工韌性材料。同時還能加工高溫合金、耐熱合金及合金鑄鐵等難加工材料。常用牌號有YW1、YW2。 3.其他刀具材料簡介： （1）涂層硬質(zhì)合金 這種材料是在韌性、強(qiáng)度較好的硬質(zhì)合金基體上或高速鋼基體上，采用化學(xué)氣相沉積（CVD）法或物理氣相沉積（PVD）法涂覆一層極薄硬質(zhì)和耐磨性極高的難熔金屬化合物而得到的刀具材料。通過這種方法，使刀具既具有基體材料

26、的強(qiáng)度和韌性，又具有很高的耐磨性。常用的涂層材料有TiC、TiN、Al2O3等。TiC的韌性和耐磨性好；TiN的抗氧化、抗粘結(jié)性好；Al2O3的耐熱性好。使用時可根據(jù)不同的需要選擇涂層材料。 （2）陶瓷 陶瓷主要成分是Al2O3，刀片硬度可達(dá)78HRC以上，能耐1200～1450℃的高溫，故能承受較高的切削速度。但抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，易崩刃。主要用于鋼、鑄鐵、高硬度材料及高精度零件的精加工。 （3）金剛石 金剛石分人造和天然兩種，做切削刀具的材料，大多數(shù)是人造金剛石，其硬度極高，可達(dá)10000HV（硬質(zhì)合金僅為1300～1800HV）。其耐磨性是硬質(zhì)合金的80~120倍。但刃性差，

27、對鐵族材料親和力大。因此一般不宜加工黑色金屬，主要用于硬質(zhì)合金、玻璃纖維塑料、硬橡膠、石墨、陶瓷、有色金屬等材料的高速精加工。 （4）氮化硼（CNB） 這是人工合成的超硬刀具材料，其硬度可達(dá)7300～9000HV，僅次于金剛石的硬度。但熱穩(wěn)定性好，可耐1300～1500℃高溫，與鐵族材料親和力小。但強(qiáng)度低，焊接性差。目前主要用于加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金和一些難加工材料。刀具材料的選用應(yīng)對使用性能、工藝性能、價格等因素進(jìn)行綜合考慮，做到合理選用。例如，車削加工45鋼自由鍛齒輪毛坯時，由于工件表面不規(guī)則且有氧化皮，切削時沖擊力大，選用韌性好的K類（鎢鈷類）就比P類（鎢鈷鈦類）有利。又如車

28、削較短鋼料螺紋時，按理要用YT，但由于車刀在工件切入處要受沖擊，容易蹦刃，所以一般采用YG比較有利。雖然它的熱硬性不如YT，但工件短，散熱容易，熱硬性就不是主要矛盾了。 3.5.2銑刀參數(shù)簡介及選擇 1.面銑刀粗銑時，銑刀時銑刀直徑要小些，因為粗銑切削力大，選小直徑銑刀和減小切削扭矩。精銑時，銑刀直徑要的大些，盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度忽然效率，并減少西哪個另；相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。根據(jù)工件的材料、刀具材料及加工性質(zhì)的不同，來確定面銑刀幾何參數(shù)。由于銑削時有沖擊，故前角數(shù)值一般比車刀小些，尤其是硬質(zhì)合金面銑刀前角要更小些。銑削強(qiáng)度和硬度高的材料可選用負(fù)前角，前角的具體數(shù)

29、值可參考表3.1，銑刀的磨損主要發(fā)生在后面上，因為適當(dāng)加大后角，可減少銑刀磨損。常取A=，工件材料硬度不大的取大值，工件材料硬度大的取小值；粗齒銑刀取小值，細(xì)齒銑刀取大值。銑削是沖擊力大，為了保護(hù)刀尖，硬質(zhì)合金面銑刀的刃傾角常取R=,只有在銑削強(qiáng)度低的材料時，取R=。主偏角K=的范圍，銑削鑄鐵常用，銑削一般鋼材常用。 2.立銑刀主要參數(shù)選擇 根據(jù)工件材料和銑刀直徑選取前后角都是正值，其具體數(shù)值可參考表3.1，為了使端面切削刃有足夠的強(qiáng)度，在端面切削刃面上一般磨有棱邊，其寬度為0.41.2mm。前角為。 表3.1 立銑刀前后角的選擇 工件

30、材料 前角 銑刀直徑（MM） 后角 鋼 小于10 鑄鐵 10 鑄鐵 大于 按下敘推薦的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，選取立銑刀的有關(guān)尺寸參數(shù)，如圖3-2所示。 （1）刀具半徑r應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑ρ，一般取r=（0.8 0.9）ρ （2）零件的加工高度H≤（1/4 1/6）r，以保證刀具有足夠的剛度。 （3）對不通孔（深槽），選取l=（5 10）mm（l為刀具切削部分長度，H為零件高度。） （4）加工外形及通槽時，選取l=H+r+（5 10）mm（r為端刃底圓角半徑）。 （5）加工肋時，刀具直徑為D=（5 10）b（b為肋的厚

31、度）。 3.6切削用量簡介及選擇 3.6.1切削用量的選擇原則 選擇切削用量就是在已經(jīng)選擇好刀具材料和刀具幾何角度的基礎(chǔ)上，確定切削深度，進(jìn)給量和切削速度。選擇切削用量的原則有以下幾點(diǎn)： （1）提高切削用量要受到工藝裝備的限制，所以粗加工時一般是先按刀具耐用度的限制確定切削用量，之后再考慮整個工藝系統(tǒng)的剛性是否允許，加以調(diào)整，精加工時則主要依據(jù)零件表面粗糙度和加工精度確定 切削 用量。 （2）跟據(jù)切削刀具與刀具耐用度關(guān)系可知，影響刀具壽命最小的是背吃刀量其次是進(jìn)給速度，最大是切削速度。這是因為切削速度對切削溫度的影響最大，溫度升高，刀具磨損加快，壽命明顯下降，所以確認(rèn)切削用量次序應(yīng)是

32、先盡量選擇較大的背吃刀量，其次按工藝裝備與技術(shù)條件的允許選擇最大的進(jìn)給量，最后再根據(jù)刀具耐用度的允許確定切削速度，這樣可在保證一定刀具耐用度的前提下使背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度的乘積最大。 3.6.2主軸轉(zhuǎn)速n的確定 主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）要根據(jù)允許的切削速度（m/min）來確定： 式中：d——銑刀直徑，單位 mm。 ——銑削速度，單位 m/min。 切削速度的確定是經(jīng)過查閱加工工藝手冊，通過參考手冊上的數(shù)據(jù)，再根據(jù)機(jī)床性能和刀具在切削過程中的現(xiàn)象如聽切削聲音或觀察切屑的形狀，根據(jù)現(xiàn)實出現(xiàn)的情況，對參數(shù)做相應(yīng)的調(diào)整

33、，這一過程對沒有經(jīng)驗的工人來說是較難完成的，可向比較有經(jīng)驗的人請教。也可參考表3.2。 表3.2 銑削時的切削速度 工件材料 硬度/HBS 切削速度/（m/min） 高速鋼 硬質(zhì)合金鋼 鋼 〈225 1842 66150 225325 1236 54120 325425 621 3675 鑄鐵 〈190 2136 66150 190260 9 18 4590 160320 4.510 2130

34、 3.6.3切削進(jìn)給速度F的確定 切削進(jìn)給速度F是切削時單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移，單位為㎜/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z、及每齒進(jìn)給量 (㎜/z) 的關(guān)系為： 每齒進(jìn)給量的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料表面的硬度和強(qiáng)度越高，每齒進(jìn)給量就越?。环粗畡t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。工件表面粗糙度值越小，每齒進(jìn)給量就越小。每齒進(jìn)給量的確定可參考表3.3。工件剛性差或是刀具強(qiáng)度低時，應(yīng)取小值。轉(zhuǎn)速n則與切削速度和機(jī)床的性能有關(guān)。所以，切削進(jìn)給速度應(yīng)根據(jù)所采用的機(jī)

35、床的性能、刀具材料、尺寸、被加工零件材料的切削加工性能和加工余量的大小來綜合確定。一般原則是：工件表面的加工余量大，切削進(jìn)給速度低；反之相反。 表3.3 銑刀每齒進(jìn)給量 工件材料 每齒進(jìn)給量（㎜/z） 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 0.100.15 0.100.25 0.020.05 0.100.15 鑄鐵 0.120.20 0.150.30 3.7本課題數(shù)控工藝卡片 3.7.1刀具卡片 本課題的加工刀具如表3.4、表3.5和表3.6所示。

36、 表3.4 加工上表面數(shù)控刀具卡片 產(chǎn)品 名稱 零件 名稱 零件 圖號 程序 編號 序號 刀具號 刀具規(guī) 格名稱 長度 補(bǔ)償 刀具 材料 加工表面 備注 1 T01 立銑刀 硬質(zhì)合金 粗銑削上表面凸臺及外形輪廓 2 T02 立銑刀 硬質(zhì)合金 精銑削上表面凸臺及外形輪廓 3 T03 中心鉆 硬質(zhì)合金 mm的中孔 4 T04 鉆頭 硬質(zhì)合金 mm的中孔 5 T05 平底刀 硬質(zhì)合金 mm的中孔 6

37、T06 鉸刀 硬質(zhì)合金 mm的中孔 7 T07 鉸刀 硬質(zhì)合金 mm的中孔 8 T08 平底刀 硬質(zhì)合金 精銑開口槽 及擴(kuò)36臺階孔 9 T09 球刀 硬質(zhì)合金 銑削撥槽的外輪廓側(cè)壁R3mm圓角 表3.5加工兩側(cè)面孔數(shù)控刀具卡片 產(chǎn)品 名稱 零件 名稱 零件 圖號 程序 編號 備注 序號 刀具號 刀具規(guī) 格名稱 刀具材料 加工表面 1 T01 中心鉆 高速鋼 mm孔 2 T02 鉆頭 高速鋼 mm孔 3

38、 T 03 鉆頭 高速鋼 mm孔 4 T04 鉸刀 硬質(zhì)合金 mm孔 5 T05 鉸刀 硬質(zhì)合金 mm孔 表3.6 加工下表面數(shù)控刀具卡片 產(chǎn)品 名稱 零件 名稱 零件 圖號 程序 編號 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 刀具材料 加工表面 備注 1 T01 立銑刀 硬質(zhì)合金 銑削下表面凸臺及外形輪廓 2 T02 立銑刀 硬質(zhì)合金 銑削下表面凸臺及外形輪廓 3 T03 立銑刀 高速鋼 銑削5個封閉槽 及擴(kuò)M361.5-7H螺紋孔 4 T04 立銑刀 高速鋼

39、 銑削5個封閉槽 及擴(kuò)M361.5-7H螺紋孔 5 T 05 建槽銑刀 硬質(zhì)合金 銑削 mm封閉槽 6 T06 球頭銑刀 硬質(zhì)合金 加工R28曲面 7 T07 的倒角刀 高速鋼 螺紋孔的邊 8 T08 單片的螺紋孔銑刀 硬質(zhì)合金 螺紋孔M361.5-7H 3.7.2路線單 本課題的加工路線單如表3.7所示。 表3.7數(shù)控加工路線單 長沙航院 機(jī)械加工路線單 用 于 資料編號 實訓(xùn)車間 零件名稱 盤類零件 零件圖號 YJS3 裝配圖號 第 1頁 共 1頁 材 料 4

40、5 每機(jī)數(shù)量 抗拉強(qiáng)度 工序號 工種 作業(yè)名稱 制造車間 機(jī)床設(shè)備 工人等級 單件工時 準(zhǔn)備終結(jié) 工藝設(shè)備 名稱 編號 10 材料熱處理 正火 熱處理車間 高級 20 銑工 銑削上、下表面至45 mm.前后表面至 mm并保證表面質(zhì)量 普通車間 普通銑床 高級 30 銑工 加工上表面凸臺形狀的曲線輪廓、加工 mm的孔、加工開口槽 及擴(kuò)臺階孔、銑削撥槽的外輪廓側(cè)壁R3mm圓角 數(shù)控銑床車間 立式加工中心 高級 40 鉆 加工兩側(cè)面mm、 mm的孔 數(shù)控銑床車間

41、 立式加工中心 高級 50 銑工 加工下表面為圓臺形狀輪 廓、五個封閉的曲線槽及螺紋孔、銑削曲面R28、倒角及銑螺紋 數(shù)控銑床車間 立式加工中心 高級 60 鉗工 去毛刺 70 檢驗 檢驗，入庫 數(shù)控車間 立式加工中心 高級 工藝設(shè)計 日期 指導(dǎo)老師 日期 3.7.3工序卡片 本課題的工序卡片如表3.8、表3.9和表4.0所示。 表3.8普通加工工序卡片 零件名稱 盤類零件 機(jī)械加工工序單 工序號 20 工序名稱 銑削上、下表面

42、 共 3頁 零件圖號 YJS3 第 1頁 材料牌號 45 毛坯狀態(tài) 正火 機(jī)床設(shè)備 X6132 夾具 機(jī)用虎鉗 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度 切削深度 進(jìn)給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 備 注 5 粗銑前平面至122mm T01 游標(biāo)卡尺 1次 150 mm 1 200mm/min 1200r/min 180m/min 10 精銑前平面至121.5 mm T01 游標(biāo)卡尺 1次 150 mm 0.5 150mm/min 1200r/min 180m/min

43、15 粗銑后平面至120.5 mm T01 游標(biāo)卡尺 1次 150 mm 1 200mm/min 1200r/min 180m/min 20 精銑后平面保證mm T01 游標(biāo)卡尺 1次 150 mm 0.5 150mm/min 1200r/min 150m/min 25 粗銑上面至47mm. T01 游標(biāo)卡尺 1次 150 mm 1 120mm/min 1200r/min 150m/min 30 精銑上面至46.5 mm并保證表面粗糙度 T01 游標(biāo)卡尺 1次 150 mm 0.5 120mm/min 1

44、200r/min 150m/min 35 粗銑下面至45.5mm. T01 游標(biāo)卡尺 1次 150 mm 1 120mm/min 1200r/min 150m/min 40 精銑下面至45 mm并保證表面粗糙度 T01 游標(biāo)卡尺 1次 150 mm 0.5 120mm/min 1200r/min 150m/min 表3.9 數(shù)控加工工序卡片 零件名稱 盤類零件 機(jī)械加工 工序單 工序號 30 工序名稱 加工上表面內(nèi)容 共 3頁 零件圖號 YJS3 第 2頁 材料牌號

45、 45 毛坯狀態(tài) 正火 機(jī)床設(shè)備 立式加工中心 夾具 專用銑 夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度 切削 深度 進(jìn)給量 主軸 轉(zhuǎn)速 切削 速度 備注 5 粗銑上表面及凸臺形狀的曲線輪廓 T01 游標(biāo)卡尺 2 mm 47mm/min 320r/min 30m/min 10 精銑上表面及凸臺形狀的曲線輪廓 T02 游標(biāo)卡尺 2 mm 35mm/min 370r/min 35m/min 15 加工 mm打底孔 T03 游標(biāo)卡尺 1 7 mm 40

46、mm/min 1000 r/min 20m/min 20 加工 mm鉆孔 T04 游標(biāo)卡尺 1 50 mm 42 mm/min 420 r/min 20m/min 25 加工 mm擴(kuò)孔 T05 游標(biāo)卡尺 1 50 mm 40 mm/min 400 r/min 20m/min 30 加工 mm半精鉸 T06 內(nèi)徑千分尺 1 50 mm 15 mm/min 80 r/min 20m/min 35 加工 mm精鉸 T07 內(nèi)徑千分尺 1 50 mm 12 mm/min 80 r/min 20m

47、/min 40 粗銑開口槽 及擴(kuò)36臺階孔 T05 游標(biāo)卡尺 2 80 mm/min 530 r/min 20m/min 45 精銑開口槽 及擴(kuò)36臺階孔 T08 游標(biāo)卡尺 2 60 mm/min 600 r/min 20m/min 50 銑削撥槽的外輪廓側(cè)壁R3mm圓角 T09 角度模 1 80mm/min 1000r/min 25 m/min 表3.10 數(shù)控加工工序卡片 零件名稱 盤類零件 機(jī)械加工工序單 工序號 40 工序名稱 加工兩側(cè)面mm、 mm的孔 共 3頁

48、 零件圖號 YJS3 第 2頁 材料牌號 45 毛坯狀態(tài) 正火 機(jī)床設(shè)備 數(shù)控銑床 夾具 專用鉆夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度 切削深度 進(jìn)給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 備 注 5 mm打底孔 T01 游標(biāo)卡尺 1次 15mm 7 mm 47 mm/min 1000 r/min 20m/min 10 mm鉆孔 T02 游標(biāo)卡尺 1次 43mm 35 mm 42mm/min 420r/min 15m/min 15 mm擴(kuò)孔 T03 游標(biāo)卡尺

49、 1次 43mm 35 mm 40mm/min 400r/min 25m/min 20 mm半精鉸孔 T04 游標(biāo)卡尺 1次 43mm 20 mm 15mm/min 80r/min 20m/min 25 mm精鉸孔 T05 千分尺 1次 43mm 20 mm 12mm/min 80r/min 20m/min 30 mm打底孔 T01 游標(biāo)卡尺 1 15mm 7 mm 47 mm/min 1000 r/min 20m/min 35 mm鉆孔 T02 游標(biāo)卡尺 1 43mm 35 mm

50、 42 mm/min 420 r/min 20m/min 40 mm擴(kuò)孔 T03 游標(biāo)卡尺 1 43mm 35 mm 40 mm/min 400 r/min 20m/min 45 mm半精鉸孔 T04 內(nèi)徑千分尺 1 43mm 20 mm 15 mm/min 80 r/min 20m/min 50 mm精鉸孔 T05 內(nèi)徑千分尺 1 43mm 20 mm 12 mm/min 80 r/min 20m/min 表3.11 數(shù)控加工工序卡片 零件名稱 盤

51、類零件 機(jī)械加工工序單 工序號 50 工序名稱 加工下表面的全部元素 共 3頁 零件圖號 YJS3 第 3頁 材料牌號 45 毛坯狀態(tài) 調(diào)質(zhì) 機(jī)床設(shè)備 立式加工中心 夾具 專用銑削夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度 切削深度 進(jìn)給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 備 注 5 粗銑下表面為圓臺形狀及曲線輪廓120， T01 游標(biāo)卡尺 1次 mm 47m/min 318 r/min 20m/min 10 精銑下表面為圓臺形狀及曲線輪廓 T02 游標(biāo)卡尺 1次

52、 mm 47m/min 320r/min 20m/min 15 粗銑五個封閉的曲線槽及擴(kuò)螺紋底孔 T03 游標(biāo)卡尺 1次 mm 45m/min 450r/min 20m/min 20 銑削封閉槽 T04 游標(biāo)卡尺 1次 mm 79mm/min 790r/min 25m/min 25 銑削R28的曲面圓弧 T05 游標(biāo)卡尺 1次 120mm/min 1200r/min 20m/min 30 倒邊角 T06 量角器 1次 2 mm 10mm/min 80r/min 20m/min

53、 35 銑螺紋孔 T07 游標(biāo)卡尺 4次 15 mm 40mm/min 1500r/min 20m/min 第四章YJS3盤類零件的建模設(shè)計與加工 4.1 pro/e建模的過程 pro/e建模的過程就是輔助設(shè)計的過程。由于軟件的功能強(qiáng)大，設(shè)計方便，能更快的幫助設(shè)計人員完成任務(wù)，還能更容易突出新的設(shè)計理念。所以，現(xiàn)今CAD軟件廣為工廠采用。 4.1.1建模的分析 按照所查資料得知，為了保證零件的加工質(zhì)量，少出廢品。那么，在建模之前，必需對零件圖上的技術(shù)要求進(jìn)行分析和數(shù)值計算。從本課題的零件分析可知，該零件的總體加工要求不是很高

54、。像這樣的典型的凸凹模盤類零件，圖形尺寸的調(diào)整有如下步驟：可將基本尺寸換算成平均尺寸；保證原來重要的幾何關(guān)系；通過修改一般尺寸保持零件原有的幾何關(guān)系；按照調(diào)整后的尺寸計算有關(guān)未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)尺寸；測量關(guān)鍵尺寸的實際分散中心并求出常值 系統(tǒng)性誤差，再按此誤差對程序尺寸 進(jìn)行調(diào)整，修改程序。 4.1.2建模的步驟 (1) 打開Pro/e軟件，不選擇缺省模式，選擇公制。 左鍵單擊新建/零件/插入/伸出項/拉伸/選擇一個草繪平面/完成 進(jìn)入草繪，在畫圖時要注意線與線之間的相切關(guān)系。畫圖形如圖4.1所示。 圖4.1 完成圖形后，左鍵單擊完成按鈕。提示拉伸的長度，在指定的窗口中輸入22.0

55、5 mm回車，完成后如圖4.2所示。 圖4.2 (2) 在上一步的基礎(chǔ)上，用左鍵單擊選擇上表面單擊插入/伸出項/拉伸/單側(cè)/選擇一個草繪平面/完成進(jìn)入草繪，要注意線與線之間的相切或相交關(guān)系，畫圖形如圖4.3所示。 圖4.3 完成圖形后，單擊完成按鈕。提示拉伸的長度，在指定的窗口中輸入9.975 mm回車，完成后如圖4.4所示。 圖4.4 (3) 左鍵單擊插入/伸出項/拉伸/ 單側(cè)/完成，用左鍵單擊選擇上表面為草繪平面，再單擊確定。進(jìn)入草繪，畫一個圓，畫圖形如圖4.5所示。

56、 圖4.5 完成圖形后，左鍵單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入3mm回車，完成后圖形如圖4.6所示。 圖4.6 (4) 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成進(jìn)入草繪，用左鍵單擊選擇凸圓的上表面為草繪平面，注意要必須是封閉的，畫圖形如圖4.7所示。 圖4.7 完成圖形后，單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入12.975mm回車，完成后圖形如圖4.8所示。 圖4.8 (5) 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成進(jìn)入草繪

57、，左鍵單擊選擇凸圓為草繪平面，畫一個圓，圖形如圖4.9所示。 圖4.9 完成圖形后，左鍵單擊完成按鈕。提示拉伸的長度，在指定的窗口中輸入8.025 mm回車，完成后如圖4.10所示。 圖4.10 (6) 左鍵插入/倒圓角R3mm。用左鍵單擊選擇需要倒角的邊，按下Shift鍵可同時選擇多條邊進(jìn)行倒角。完成后如圖4.11所示 ： 圖4.11 (7) 以下表面為構(gòu)圖平面，在前面的基礎(chǔ)上，按住Ctrl+中鍵即可旋轉(zhuǎn)圖形，左鍵單擊插入/伸出項/拉伸/單側(cè)/完成進(jìn)入草繪，左鍵單擊左鍵選擇下表面為草繪平面，畫一個圓，完成后圖

58、形如圖4.12所示。 圖4.12 完成圖形后，單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入9.975mm回車，完成后如圖4.13所示。 圖4.13 (8) 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成。進(jìn)入草繪，用左鍵單擊下表面上的凸圓臺為草繪平面，畫圖形如圖4.14所示。 圖4.14 完成圖形后，左鍵單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入10.025 mm回車，完成后圖形如圖4.15所示。 圖4.15 (9). 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成，用左鍵單擊選擇下表面圓凸臺為草

59、繪平面，左鍵單擊完成，進(jìn)入草繪，畫圖形如圖4.16所示。 圖4.16 (10) 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成，用左鍵單擊選擇下表面圓凸臺為草繪平面，單擊完成，進(jìn)入草繪，畫圖形如圖4.17所示 圖4.17 完成圖形后，單擊完成按鈕，在指定提示拉伸長度的窗口中輸入8.025mm回車，完成后圖形如圖4.18所示。 圖4.18 (11)

60、 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成，用左鍵單擊選擇下表面圓凸臺為草繪平面，單擊完成，進(jìn)入草繪，畫圖形如圖4.19所示。 圖4.19 完成圖形后，左鍵單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入20mm回車，完成后圖形如圖4.20所示。 圖4.20 (12) 左鍵單擊插入/倒角/邊倒角2，用左鍵單擊選擇下表面沉孔上邊，左鍵單擊完成按鈕，在提示窗口中輸入2回車，完成后圖形如圖4.21所示。 圖4.21 (13) 左鍵單擊插入/切削/旋轉(zhuǎn)/完成，用左鍵單擊主視平面為草繪平面，左鍵單擊完成，進(jìn)入草繪，畫圖形如圖4.22所示。 圖4.22 (14) 左鍵單擊插入/切削/螺旋掃描/完成，用左鍵單擊選擇長度15mm的直線為引導(dǎo)線單擊完成，進(jìn)入草繪，畫圖形如圖4.23所示。 圖4.23 (15) 左鍵單擊插入/孔/草繪孔/完成，如下圖4.24所示。