數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PBM135A配合零件加工工藝設(shè)計(jì)

1、淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)論論文文 題 目pbm-135a 配合零件加工工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 部機(jī)電工程系 專 業(yè)數(shù)控技術(shù) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 顧問教師 二一二年六月 摘摘 要要 本文主要根據(jù)板類零件配合的圖紙分析及技術(shù)要求，對(duì)該零件進(jìn)行了詳細(xì) 的數(shù)控工藝分析，依據(jù)分析的結(jié)果，對(duì)該零件進(jìn)行了數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)，并編 制了工藝卡片、數(shù)控加工工序卡片和刀具卡片等，零件主要有圓弧和直線連接 而成，件一與件二的配合要求較高，對(duì)于粗糙度要求較高的內(nèi)表面等分粗精加 工。 在工藝設(shè)計(jì)中充分考慮了加工設(shè)備的選用，夾具的選擇，加工順序的安排、 工步的劃分、刀具的選用、走刀路線和切削

2、用量的確定等。配合零件中有的輪 廓較復(fù)雜，所以運(yùn)用手動(dòng)和自動(dòng)編程編制了該零件的數(shù)控加工程序。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：凸凹模零件 加工工藝 數(shù)控編程 目目 錄錄 摘摘 要要.i 第一章第一章 緒論緒論.1 第二章第二章 數(shù)控加工及工藝概述數(shù)控加工及工藝概述.3 2.1 傳統(tǒng)普通加工和數(shù)控加工工藝的特點(diǎn).3 2.2 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì).3 2.3 數(shù)控床操作及適合操作的零件.3 2.4 數(shù)控加工特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn).4 2.5 確定走刀路線和安排工步順序.6 2.6 定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定.6 2.7 夾具的選擇.7 2.8 刀具的選擇.8 2.9 切削用量的選擇.9 第三章第三章 pbm-135a 配合零件的數(shù)控

3、加工工藝設(shè)計(jì)配合零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì).11 3.1 零件圖.11 3.1.1 零件圖的工藝分析.12 3.1.2 零件毛坯的確定.12 3.2 加工設(shè)備的選擇.13 3.3 零件的工藝分析與設(shè)計(jì).14 3.3.1 加工方法的選擇.14 3.3.2 刀具的選擇.15 3.3.3 工序的劃分和加工順序的劃分.16 3.3.4 夾具的選擇和裝夾的確定.18 3.3.5 走刀路線的確定.18 3.3.6 切削用量的確定.26 3.3.7 加工工藝卡的設(shè)計(jì).28 第四章第四章 pbm-135a 配合零件的程序編制配合零件的程序編制.33 4.1 零件的程序編制.33 4.2 零件程序的選擇.33 4.

4、3 零件的程序.33 4.3.1 手工編程.33 4.3.2 自動(dòng)編程.37 第五章第五章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望.53 5.1 本文總結(jié).53 5.2 將來展望.53 致致 謝謝.54 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).55 第一章第一章 緒論緒論 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能精度和效率日趨 提高，更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，因此， 對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工相應(yīng)的提出了高精度高柔性與高度自動(dòng)化的要求。 大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，如汽車、拖拉機(jī)與家用電器的零件，為了提高產(chǎn)品的 質(zhì)量和生產(chǎn)率，多采用專用的工藝裝備、專用的自動(dòng)化機(jī)床、專用的自動(dòng)化產(chǎn) 線或自動(dòng)化車間進(jìn)行生產(chǎn)，盡管這

5、類設(shè)備初次投資很大,生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，產(chǎn)品 改型不易，因而是產(chǎn)品的開發(fā)周期增長(zhǎng)。但是由于分?jǐn)傇诿總€(gè)零件上的費(fèi)用很 少，所以經(jīng)濟(jì)效益仍很顯著。 然而在機(jī)械制造業(yè)中，單件及中小批量生產(chǎn)的零件約占機(jī)械加工總量的 80% 以上。尤其是在造船、航天航空機(jī)床、重型機(jī)械以及國(guó)防部門，其生產(chǎn)特點(diǎn)是 加工批量小，改型頻繁，零件形狀復(fù)雜和精度要求高，加工著類產(chǎn)品需要經(jīng)常 改裝或調(diào)整設(shè)備，對(duì)于專用化程度很高的自動(dòng)化機(jī)車來說，這種改裝和調(diào)整甚 至是不可能實(shí)現(xiàn)的。 由于數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，伺服驅(qū)動(dòng)，精密檢測(cè)與新 型機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高柔性、高精度與高自動(dòng)化的特點(diǎn)，因此 采用的數(shù)控加工手段解決

6、了機(jī)械制造業(yè)中常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至是無(wú)法解 決的單件小批量，特別是復(fù)雜型面零件的加工。應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)是機(jī)械制造 業(yè)中的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，提高了機(jī)械 制造業(yè)中的制造水平，為社會(huì)提供了高質(zhì)量，多品種及高可靠性的機(jī)械產(chǎn)品。 目前應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的領(lǐng)域已從當(dāng)初的航空工業(yè)部門逐步擴(kuò)大到汽車、造船 機(jī)床、建筑等民用機(jī)械制造業(yè)，并已取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以來，隨著國(guó)際上計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控 技術(shù)正不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著高速化、 高精化、復(fù)合化、智能化、 高柔性化及信息網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。整體數(shù)控加工

7、 技術(shù)向 cims（ 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）方向發(fā)展。 數(shù)控機(jī)床以其精度高、效率高、能適應(yīng)小批量多品種復(fù)雜零件的加工等優(yōu) 點(diǎn)，在機(jī)械加工中得到日益廣泛的應(yīng)用。概括起來，數(shù)控機(jī)床的加工有以下幾 方面的優(yōu)點(diǎn)：(1)適應(yīng)性強(qiáng)（2）精度高，質(zhì)量穩(wěn)定（3）生產(chǎn)效率高（4）能實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)（5）良好的經(jīng)濟(jì)效益。 數(shù)控加工工藝的內(nèi)容包括了機(jī)械加工工藝和數(shù)控加工程序編制的基本知識(shí) 和基本理論、典型零件加工工藝分析的方法。數(shù)控加工工藝的研究宗旨是如何 科學(xué)的最優(yōu)的設(shè)計(jì)加工工藝，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工中的優(yōu) 質(zhì)、高產(chǎn)和低耗。學(xué)會(huì)選擇機(jī)床、刀具、夾具及零件的表面的加工方法，掌握 數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)方法

8、以及分析解決生產(chǎn)中的工藝問題。 這份論文是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程的描述，包擴(kuò)零件圖樣的分析、刀具夾具的選 用、工藝路線的擬定以及手工編程的全部?jī)?nèi)容。在零件的加工過程中工藝分析 是尤其重要的，而數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符 合實(shí)際的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序，所以這次設(shè)計(jì) 的重點(diǎn)就在數(shù)控加工工藝上，結(jié)合數(shù)控加工工藝要求和零件的使用要求對(duì)零件 的數(shù)控加工工藝流程作了的分析。 第二章第二章 數(shù)控加工及工藝概述數(shù)控加工及工藝概述 2.12.1 傳統(tǒng)普通加工和數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)傳統(tǒng)普通加工和數(shù)控加工工藝的特點(diǎn) 機(jī)械加工工藝過程是指用材料去除方法改變毛坯的形狀、尺寸和表

9、面質(zhì)量， 使其成為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的過程。數(shù)控機(jī)床的加工工藝與普通機(jī)床的加工工藝有 許多相同之處，遵循的原則基本一致。也有許多不同，最大的不同表現(xiàn)在切削 刀具軌跡的控制方式上。同時(shí)由于數(shù)控機(jī)床本身自動(dòng)化程度較高，設(shè)備費(fèi)用較 高，因此數(shù)控機(jī)床加工相應(yīng)形成了自己的特點(diǎn)。 與普通加工工藝相比，數(shù)控加工工藝有著如下基本特點(diǎn)：第一、加工工藝 內(nèi)容十分具體；第二、工藝要求相當(dāng)準(zhǔn)確而嚴(yán)密。 2.22.2 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 在使用通用機(jī)床加工時(shí)，許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與 安排，刀具的幾何形狀，走刀路線及切削用量等，在很大程度上都是由操作工 人根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮和決定

10、的，一般無(wú)須工藝人員在設(shè)計(jì)工 藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行過多的規(guī)定。而在數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，上述這些具體工藝問題，不 僅成為數(shù)控工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的內(nèi)容，而且還必須做出正確的選擇并編入加 工程序中。數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)非常嚴(yán)密，數(shù)控機(jī)床雖然自動(dòng)化程度較高，但 自適應(yīng)性差。它不能像通用機(jī)床加工時(shí)可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題比較靈 活的適時(shí)的進(jìn)行人為的調(diào)整。所以，在數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)中，必須注意加工 過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，計(jì)算和編程時(shí)，都要力求正確無(wú)誤。 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容： （1）選擇適合在數(shù)控銑床上加工的零件，確定加工程序 （2）對(duì)零件圖樣品進(jìn)行分析，明確加工工序的內(nèi)容 （3）確定零件的加工方案，擬定

11、加工工藝路線 （4）設(shè)計(jì)工步劃分，工件的定位，夾具刀具選擇，切削用量，進(jìn)給量等工 序 （5）處理對(duì)刀點(diǎn)，換刀點(diǎn)，刀具補(bǔ)償，走到路線的特殊工藝問題 （6）確定數(shù)控銑床加工中的誤差 2.32.3 數(shù)控機(jī)床操作及適合操作的零件數(shù)控機(jī)床操作及適合操作的零件 數(shù)控加工的操作程序化相當(dāng)嚴(yán)格，由于數(shù)控加工自動(dòng)化程度高、可多軸聯(lián) 動(dòng)，便于工序集中安排。但數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，操作技術(shù)要求高，所加工的對(duì) 象也都是一些形狀比較復(fù)雜、價(jià)值也比較高的零件，稍有不慎損壞了零件或損 壞了機(jī)床、刀具，都會(huì)造成較大損失。因此對(duì)數(shù)控機(jī)床加工操作的基本步驟的 程序化要求相當(dāng)嚴(yán)格。 從工藝設(shè)計(jì)編寫程序校驗(yàn)程序零件加工的每一步都不能忽視

12、。其中 程序校驗(yàn)更是重要的一環(huán)。數(shù)控加工機(jī)床的合理應(yīng)用，根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)， 正確選擇加工方法和加工對(duì)象，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床加工的優(yōu)點(diǎn)，取得良好的經(jīng) 濟(jì)效益是我們?cè)谶M(jìn)行工藝設(shè)計(jì)中必須考慮的一個(gè)重要問題。 數(shù)控加工工藝的應(yīng)用有很大的靈活性，對(duì)同一個(gè)加工內(nèi)容，可能有多種工 藝方案，必須針對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析。 數(shù)控加工的零件按適應(yīng)程度分以下 3 類 最適應(yīng)類 （1）形狀復(fù)雜、加工精度高，用普通機(jī)床無(wú)法加工或雖能加工但質(zhì)量難以 保證的零件 （2）具有復(fù)雜曲線或曲面輪廓的零件 （3）具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不敞開內(nèi)腔的殼體或盒形的 零件 （4）必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多道

13、工序的零件 較適應(yīng)類 （1）價(jià)值高且在普通機(jī)床上加工時(shí)極易受人為因素干擾的零件 （2）在普通機(jī)床上加工時(shí)必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件 （3）需要多次更改設(shè)計(jì)后才能定型的零件 （4）在普通機(jī)床上加工需要作很長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的零件 （5）在普通機(jī)床上加工效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大的零件 不適應(yīng)類 （1）生產(chǎn)批量大 （2）裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零。 （3）加工余量極不穩(wěn)定，且在數(shù)控機(jī)床上無(wú)在線檢測(cè)系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件 坐標(biāo)位置的零件 （5）必須用特定工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件 2.42.4 數(shù)控加工特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)數(shù)控加工特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) 數(shù)控加工，是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法，數(shù)控機(jī)床加 工與

14、傳統(tǒng)機(jī)床加工的工藝規(guī)程從總體上說是一致的，但也發(fā)生了明顯的變化。 用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機(jī)械加工方法。 它是解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問題和實(shí)現(xiàn)高效化 和自動(dòng)化加工的有效途徑。 數(shù)控機(jī)床一開始就選定具有復(fù)雜型面的飛機(jī)零件作為加工對(duì)象，解決普通 的加工方法難以解決的關(guān)鍵。數(shù)控加工的最大特點(diǎn)是用穿孔帶(或磁帶)控制機(jī)床 進(jìn)行自動(dòng)加工。 數(shù)控加工的其他特點(diǎn)： （1）工序集中 數(shù)控機(jī)床一般帶有序集中帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益 減少機(jī)床占地面積，節(jié)約廠房 減少或沒有中間環(huán)可以自動(dòng)換刀的刀架、刀庫(kù)，換刀過程由程序控制自 動(dòng)進(jìn)行，既省時(shí)間又省人力 （2）加工自動(dòng)化 數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，不需人工

15、控制刀具，自動(dòng)化程度高。帶來的好處很明顯 對(duì)操作工人的要求降低:一個(gè)普通機(jī)床的高級(jí)工，不是短時(shí)間內(nèi)可以培養(yǎng) 的，而一個(gè)不需編程的數(shù)控工培養(yǎng)時(shí)間極短。并且數(shù)控工在數(shù)控機(jī)床上加工出 的零件比普通工在傳統(tǒng)機(jī)床上加工的零件精度要高，時(shí)間要省 降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度：數(shù)控工人在加工過程中，大部分時(shí)間被排斥在 加工過程之外，非常省力。 加工效率高： 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀等使加工過程緊湊，提高了勞動(dòng)生產(chǎn) 率 （3）柔性高 傳統(tǒng)的通用機(jī)床，雖然柔性好，但效率低下；而傳統(tǒng)的專機(jī)，雖然效率很 高，但對(duì)零件的適應(yīng)性很差，剛性大，柔性差，很難適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下的激烈競(jìng) 爭(zhēng)帶來的產(chǎn)品頻繁改型。只要改變程序，就可以在數(shù)控機(jī)床上加

16、工新的零件， 且又能自動(dòng)化操作，柔性好，效率高，因此數(shù)控機(jī)床能很好適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) （4）加工能力強(qiáng) 機(jī)床能精確加工各種輪廓，而有些輪廓在普通機(jī)床上無(wú)法加工。數(shù)控機(jī)床 特別適合以下場(chǎng)合：不許報(bào)廢的零件，新產(chǎn)品研制，急需件的加工。 數(shù)控加工有下列優(yōu)點(diǎn)： 大量減少工裝數(shù)量，加工形狀復(fù)雜的零件不需要復(fù)雜的工裝。如要改變 零件的形狀和尺寸，只需要修改零件加工程序，適用于新產(chǎn)品研制和改型。 加工質(zhì)量穩(wěn)定，加工精度高，重復(fù)精度高，適應(yīng)飛行器的加工要求。 多品種、小批量生產(chǎn)情況下生產(chǎn)效率較高，能減少生產(chǎn)準(zhǔn)備、機(jī)床調(diào)整 和工序檢驗(yàn)的時(shí)間，而且由于使用最佳切削量而減少了切削時(shí)間。 可加工常規(guī)方法難于加工的復(fù)雜型面，

17、甚至能加工一些無(wú)法觀測(cè)的加工 部位。數(shù)控加工的缺點(diǎn)是機(jī)床設(shè)備費(fèi)用昂貴，要求維修人員具有較高水平。 數(shù)控加工的自動(dòng)化程度非常高，對(duì)零件的切削加工全過程都是由數(shù)控系統(tǒng) 自動(dòng)控制、由機(jī)床自動(dòng)來完成的。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的操作工作的最主要內(nèi)容是 對(duì)工件進(jìn)行裝和卸，具備自動(dòng)裝卸工件功能的則連工件的裝卸也不需要人工參 與，完全都是自動(dòng)化的。這就節(jié)省了大量的人力和物力，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng) 度，降低了生產(chǎn)成本。 所以數(shù)控對(duì)加工工件對(duì)象的轉(zhuǎn)換非常方便而迅速，節(jié)省了大量的工藝準(zhǔn)備 時(shí)間。數(shù)控機(jī)床特別適合于單件生產(chǎn)和小批量，辛品種零件的加工，對(duì)生產(chǎn)的 適應(yīng)性、機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)。 2.52.5 確定走刀路線和安排工步順序確定走

18、刀路線和安排工步順序 在數(shù)控加工工藝過程中，刀具時(shí)刻處于數(shù)控系統(tǒng)的控制下，因而每一時(shí)刻 都應(yīng)有明確的運(yùn)動(dòng)軌跡及位置。走刀路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌 跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依 據(jù)之一，因此，在確定走刀路線時(shí)，最好畫一張工序簡(jiǎn)圖，將已經(jīng)擬定出的走 刀路線畫上去（包括進(jìn)、退刀路線） ，這樣可為編程帶來不少方便。工步的劃分 與安排一般可隨走刀路線來進(jìn)行，在確定走刀路線時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)： （1）尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率； （2）為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一 次走刀中連續(xù)加工出來； （3）刀具的進(jìn)

19、、退刀（切入與切出）路線要認(rèn)真考慮，以盡量減少在輪廓 切削中停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在工件輪 廓面上垂直上下刀而劃傷工件； （4）要選擇工件在加工后變形小的路線，對(duì)橫截面積小的細(xì)長(zhǎng)零件或薄板 零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去余量法安排定刀路線。 工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要采 用不同的刀具和切削用量，對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù) 雜的工序，在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。下面以加工中心為例來說明工步劃分的原 則： （1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按 先粗后精加工分開進(jìn)行。 （2）對(duì)于

20、既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步， 可以提高孔的精度。因?yàn)殂娤鲿r(shí)切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔， 使其有一段時(shí)間恢復(fù)，減少由變形引起的對(duì)孔的精度的影響。 （3）按刀具劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用按 刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。 2.62.6 定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定 定位基準(zhǔn)的確定 在選擇基準(zhǔn)，是從保證加工精度出發(fā)，首先考慮以什么表面作為精基準(zhǔn)定 位加工工件的主要表面，然后考慮以什么表面為粗基準(zhǔn)定位加工出精基準(zhǔn)表面， 及先確定精基準(zhǔn)，后確定粗基準(zhǔn)。 （1）精基準(zhǔn)的選擇，由零件圖所知，凸凹模零件上下

21、兩面都需要加工，根 據(jù)基準(zhǔn)重合的原則，應(yīng)盡量選擇用零件的側(cè)壁 c、e 面作為精基準(zhǔn)，以保證零件 的加工精度。 （2）粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)零件有兩方面的影響：一是零件上加 工表面與不加工表面的位置，二是加工表面的余量分配。本零件圖中，對(duì)側(cè)面 要求加工不多，可以先以未加工的上下表面 a、b 面為粗基準(zhǔn)，加工出側(cè)面精基 準(zhǔn)。 2、夾緊方案的確定 在機(jī)械加工過程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了 保證在這些力的作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位 置，而不致發(fā)生振動(dòng)和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可 靠地夾緊。 該零件形狀規(guī)則，四個(gè)側(cè)面較光整，

22、加工面與加工面之間的位置精度要求 不高，因此，以底面和兩個(gè)側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，用平口虎鉗從工件側(cè)面夾緊即 可。 2.72.7 夾具的選擇夾具的選擇 1、夾具的選擇 由于夾具確定了零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，即加工原點(diǎn)的位置，因而首 先要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確坐標(biāo)方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床 坐標(biāo)系的尺寸。除此之外，主要考慮下列幾點(diǎn)： （1）當(dāng)零件加工批量小時(shí)，盡量采用組合夾具，可調(diào)式夾具及其它通用夾 具； 圖 2-1 基準(zhǔn)的選擇 （2）當(dāng)小批量或成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； （3）夾具要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生 碰撞等） ； （4）裝卸零

23、件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間，有條件時(shí)，批量較大的零件 應(yīng)采用氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具。 2.82.8 刀具的選擇刀具的選擇 刀具材料切削性能的優(yōu)劣和銑刀角度的合理選擇將直接影響切削加工的生 產(chǎn)率和加工表面的質(zhì)量。另外，數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速比普通機(jī)床高 1-2 倍，且主軸 輸出功率大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高，不僅要 求精度高、強(qiáng)度大、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。 隨著刀具材料性能的提高與結(jié)構(gòu)特性的改善，數(shù)控加工用刀具在耐用度、剛度、 抗脆性、斷屑和調(diào)整更換等方面的性能已有很大的改善。刀具的選擇應(yīng)考慮工 件材質(zhì)、加工輪廓類型、機(jī)床允許的切削量和剛性以

24、及刀具耐用等因素。所以 刀具要?jiǎng)偃吻邢鞴ぷ?，刀具切削部分材料必須具備，高的硬度和耐磨性、足?的強(qiáng)度與韌性、高的耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性、良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。 （1）常用刀具種類 根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式；鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī) 夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具 等。 根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；金 剛石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。 從切削工藝上可分為：車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多 種；鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；鏜削刀具；銑削刀具等。 刀具安排的順序，一般應(yīng)遵循以下原則： （1）盡

25、量減少刀具數(shù)量； （2）一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟； （3）粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具； （4）先銑后鉆 ； （5）先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工； （6）在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生 產(chǎn)效率等。 刀具選擇的尺寸參照 （1）面銑刀：對(duì)于單次平面銑削，面銑刀的直徑可參照 d=（1.31.6）b 進(jìn)行選擇。 （d面銑刀直徑 mm;b銑削寬度 mm;）故選用50 的面銑刀 銑削平面。 （2）立銑刀：立銑刀的尺寸參照可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。?刀具半徑 r 應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓的最小曲率半徑 ，一般取 r=(0.80.9) 。 零

26、件的加工高度 h（1/41/6）r，以保證刀具有足夠的剛度。 對(duì)不通孔（深槽） ，選取 l=h+(510)mm（l 為刀具切削部分長(zhǎng)度，h 為 零件高度） 。 加工外形及通槽時(shí)，選取 l=h+r+(510)mm(r 為端刃圓角半徑)。 粗加工內(nèi)輪廓面時(shí)，銑刀最大直徑 d 可按 d=2(sin/2-1)/(1-sin/2) 來計(jì)算（d 為輪廓的最小凹圓角直徑； 為圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余 量；1 為精加工余量； 為圓角兩鄰邊的夾角） 。 加工肋時(shí)，刀具直徑為 d=（510）b(b 為肋的厚度)。 2.92.9 切削用量的選擇切削用量的選擇 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、背吃刀量、進(jìn)給量

27、。對(duì)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)。切削用量的選擇標(biāo)準(zhǔn)是： 在保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合 理的刀具壽命并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。從 保證刀具壽命的角度出發(fā)，銑削切削用量的選擇方法是先選擇背吃刀量（或側(cè) 吃刀量） ，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，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；半精加工和精加工時(shí)，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)機(jī)床說明書、切削用量手 冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際

28、中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的 關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具 和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定 原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高 企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。 切削用量主要由； （1）主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。 計(jì)算的主 軸轉(zhuǎn)速 n 最后要根據(jù)機(jī)床說明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 （2）進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和 表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)

29、床剛度和 進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。 （3）背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng) 盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效 率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般 0.20.5mm。 總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)， 以形成最佳切削用量。 第三章第三章 pbm-135apbm-135a 配合零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)配合零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 3.13.1 零件圖零件圖 圖3-1 凸模零件的零件圖 a a 技術(shù)要求： 1、

30、未注公差0.1mm; 2、未注倒角去毛刺。 通孔 其余 圖3-2 凹模零件的零件圖 3.1.13.1.1 零件圖的工藝分析零件圖的工藝分析 如圖所示可知，該凸零件由孔、薄壁、梅花形凸臺(tái)、圓弧槽和倒角等構(gòu)成。 凹模零件是由孔、內(nèi)圓弧輪廓和圓角等構(gòu)成。零件各幾何元素之間關(guān)系明確， 尺寸標(biāo)注完整、正確，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清楚完整。薄壁 表面粗糙度 ra 為 1.6m，要求較高。梅花形凸臺(tái)的表面粗糙度 ra 值為 1.6m。 圓弧槽未標(biāo)注的表面粗糙度值 ra 均為 3.2mm,整體的表面質(zhì)量要求高。其中孔的 尺寸精度為 it7 級(jí)，表面粗糙度 ra1.6m，要求較高。內(nèi)圓弧輪廓表面粗糙

31、度 ra 值為 1.6m，要求較高。因此，該組零件的加工應(yīng)分粗加工半精加工與精加工 三個(gè)部分進(jìn)行，以保證其尺寸精度和表面粗糙度要求。幾何元素之間關(guān)系明確， 尺寸標(biāo)注完整、正確，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求。零件為 45 號(hào)鋼，切削加工 性能較好，無(wú)硬度要求。 3.1.23.1.2 零件毛坯的確定零件毛坯的確定 毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，材料消耗就越少，機(jī)械加工的勞動(dòng)量 也越少，會(huì)提高機(jī)械加工效率，降低成本。因此，確定毛坯要從機(jī)械加工和毛 坯制造等多方面綜合考慮，以求得最佳效果。根據(jù)零件材料的工藝性，鋼質(zhì)零 件當(dāng)形狀不太復(fù)雜,力學(xué)性能要求不高，考慮到現(xiàn)有的設(shè)備和自身的經(jīng)濟(jì)條件等 問題，同時(shí)在中

32、小批量生產(chǎn)類型下。因此綜合考慮，采用數(shù)控銑削加工，其加 工面都要具有充分的加工余量故選擇毛坯尺寸為 155mm125mm30mm， 該 零件采用 45 鋼。 3.23.2 加工設(shè)備的選擇加工設(shè)備的選擇 根據(jù)零件圖可知，該零件主要加工的內(nèi)容由平面、圓弧、凸臺(tái)、孔、直線、 倒角等組成加工該類零件的數(shù)控銑削。該零件為批量生產(chǎn)，為了達(dá)到圖樣上的 精度要求，同時(shí)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(shí)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，鉆等多種典型加工。它的常規(guī)配置是三軸三聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，也可配置四軸 四聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)(加裝數(shù)控

33、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： 所以選擇 xc713a 加工中心，fanuc 0i mate 系統(tǒng)。 xk713a 數(shù)控銑床的性能指標(biāo) 主要規(guī)格尺寸 （1）工作臺(tái)面積（長(zhǎng)*寬） 800350mm （2）工作臺(tái)三向行程（x、y、z） 600410510mm （3）工作臺(tái)最大承重 500kg （4）主軸轉(zhuǎn)速 80-8000rpm（變頻） （5）主軸錐度 7:24 （6）最大快進(jìn)速度 15m/min （7）分辨率（最小設(shè)定單位） 0.001mm （8）定位精度 x、z 軸：0

34、.05mm y 軸：0.04mm （9）重復(fù)定位精度 0.002mm （10）機(jī)床外形尺寸 250022952550mm （11）機(jī)床凈重 4500kg （12）數(shù)控系統(tǒng) fanuc 0i mate-mb 主軸系統(tǒng) xk713a 數(shù)控銑床主軸采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)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(duì)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。 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(yùn) 動(dòng)分辨率(最小移動(dòng)增量)、定位精度等，具

35、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(dòng)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 3.33.3 零件的工藝分析與設(shè)計(jì)零件的工藝分析與設(shè)計(jì) 3.3.13.3.1 加工方法的選擇加工方法的選擇 在數(shù)控銑床上加工平面主要采用面銑刀和立銑刀。經(jīng)粗銑的平面，尺寸精 度可達(dá) it10it12 級(jí)，表面粗糙度 ra 值可達(dá) 6.325um;經(jīng)粗銑半精銑精銑 的平面，尺寸精度可達(dá) it7it9 級(jí)，表面粗糙度 ra 值可達(dá) 1.66.3um;當(dāng)零件表

36、面粗糙度要求較高時(shí)，應(yīng)采用順銑方式。而對(duì)于立體曲面的加工應(yīng)根據(jù)曲面形 狀、刀具形狀及精度要求采用不同的銑削加工方法，如兩軸半、三軸、四軸及 五軸等聯(lián)動(dòng)加工。該零件可采用兩軸半聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床對(duì)其進(jìn)行粗銑、半精銑、 精銑。 內(nèi)孔表面加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔和光整加工。 圖 3-2 是常用的孔的加工方案，應(yīng)根據(jù)被加工孔的加工要求、尺寸、具體生產(chǎn)條 件、批量的大小及毛坯上有無(wú)預(yù)制孔等情況合理選用。 配合零件凸、凹模主要表面加工是銑削基準(zhǔn)平面、孔加工、薄壁內(nèi)外輪廓、 薄壁內(nèi)凸臺(tái)輪廓、內(nèi)圓弧槽、四方輪廓因此采用的是銑削成形，采用臥式銑床 銑削。由于該凸模零件的主要表面加工要求較高，零件

37、的幾何精度要求較高， 表面粗糙度 ra 值(ra=1.6 m)較小，故銑削后還需精銑。 （1）凸模零件加工方法的選擇 基準(zhǔn)面的加工方法可為：粗銑精銑；薄壁內(nèi)輪廓的加工方法可為：粗銑 精銑；薄壁內(nèi)凸臺(tái)輪廓的加工方法可為：粗銑精銑；薄壁外輪廓的加工方 法可為：粗銑精銑；內(nèi)圓弧槽的加工方法可為：粗銑精銑；四方凸臺(tái)的加 工方法可為：粗銑精銑倒角 c2；孔的加工方案可為：鉆孔擴(kuò)孔絞孔 （2）凹模加工方法的選擇 基準(zhǔn)面的加工方法可為：粗銑精銑；薄壁內(nèi)輪廓加工方法可為：粗銑 精銑倒圓角 r3；外槽輪廓凹槽的加工方法可為：粗銑精銑；孔的加工方法 可為：鉆孔擴(kuò)孔絞孔 在確定好孔加工方法后還要確定孔加工的余量的大

38、小，由于本次加工零件 中孔的精度都在 it7 級(jí)精度，ra 值為 1.6um，其余表面粗糙度 ra 值均為 3.2mm，要求較高余量可查閱參考文獻(xiàn) 4 第 187 頁(yè)，根據(jù)孔的直徑，得到孔加工 的余量。 3.3.23.3.2 刀具的選擇刀具的選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在加工凸模零件時(shí)，銑削上表面時(shí)由于零件平面尺 寸為 120150，故選用80 的面銑刀，以便一次切削，提高加工效率，減少相 鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕和保證銑刀壽命。 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)，為了減少換刀次數(shù)，提高加工效率，同時(shí)考慮刀具直徑不 得大于最小輪廓曲率半徑，在各部件間不得產(chǎn)生干涉等現(xiàn)象，在銑削薄壁內(nèi)輪 廓、外輪廓、凸臺(tái)、右上角島以及中

39、間大凸島的內(nèi)外壁時(shí)，選取8（t3）立銑 刀。加工孔時(shí)候，先鉆中心孔，選用2 中心鉆，鉆中間26 孔，選用25.8 絞 刀（t5） 。在倒凸島的角時(shí)，為了考慮其表面質(zhì)量，所以選用8 的鍵槽刀（t6） 。 在加工凹模零件時(shí)，銑外輪廓時(shí)，為了減少加工次數(shù)，提高加工效率，選 用8 立銑刀（t4） 。在加工 4 個(gè)反面腰槽時(shí)，由于側(cè)壁與底面有 r2 的過渡圓弧， 所以選用6r1.5 的鍵槽刀（t6） 。 制作道具卡片（如表 3.1 與 3.2）將所選定的刀具參數(shù)填入加工刀具卡片中， 以便于編程和操作管理。見表“凸?！绷慵毒呖ê捅?， “凹?！绷慵毒呖?。 表 3.1 凸模零件數(shù)控加工刀具卡 產(chǎn)品名稱零件

40、名稱 配合零件 刀具規(guī)格 序號(hào)刀具號(hào)刀具名稱數(shù)量 直徑/mm長(zhǎng)度/mm 備注 1t01面銑刀180實(shí)測(cè) 2t02立銑刀116實(shí)測(cè) 3t03立銑刀18實(shí)測(cè) 4t04鍵槽銑刀18實(shí)測(cè) 5t05中心鉆12實(shí)測(cè) 6t06麻花鉆125.8實(shí)測(cè) 7t07鉸刀126實(shí)測(cè) 8t08麻花鉆19.8實(shí)測(cè) 9t09鉸刀110實(shí)測(cè) 表3.2 凹模零件數(shù)控加工刀具卡 產(chǎn)品名稱零件名稱配合零件 刀具規(guī)格 序號(hào)刀具號(hào)刀具名稱數(shù)量 直徑/mm長(zhǎng)度/mm 備注 1t01面銑刀180實(shí)測(cè) 2t02立銑刀116實(shí)測(cè) 3t03立銑刀18實(shí)測(cè) 4t04中心鉆12實(shí)測(cè) 5t05麻花鉆19.8實(shí)測(cè) 6t06鉸刀110實(shí)測(cè) 7t07球頭刀1

41、12實(shí)測(cè) 3.3.33.3.3 工序的劃分和加工順序的劃分工序的劃分和加工順序的劃分 考慮到本次所要加工的零件為正反兩面均需加工，為減少裝夾次數(shù)，以保 證各尺寸的精度，達(dá)到表面粗糙度要求，所以選用刀具劃分工序方法。根據(jù)上 文制定的零件加工方法和選用刀具設(shè)計(jì)出零件的加工工序與工步如下: 1、凸模零件加工順序的劃分 工序一：選用16 立銑刀加工零件四周側(cè)壁 c、d、e、f 平面 （1）選用16 立銑刀粗銑 c、d、e、f 面； （2）選用16 立銑刀精銑 c、d、e、f 面； 工序二：選用80 面銑刀加工零件底面 b 平面以及上端面 a 平面 (1)選用80 面銑刀粗銑 b 面； (2)選用80

42、面銑刀精銑 b 面； (3)選用80 面銑刀粗銑 a 面； (4)選用80 面銑刀精銑 a 面； 工序三：選用8 的立銑刀加工出薄壁內(nèi)、外輪廓與圓弧槽以及梅花型凸臺(tái) (1)選用8 立銑刀粗銑薄壁內(nèi)輪廓； (2)選用8 立銑刀精銑薄壁內(nèi)輪廓； (3)選用8 立銑刀粗銑梅花型凸臺(tái)； (4)選用8 立銑刀精銑梅花型凸臺(tái)； (5)選用8 立銑刀粗銑薄壁外輪廓； (6)選用8 立銑刀精銑薄壁外輪廓； (7)選用8 立銑刀粗銑圓弧槽； (8)選用8 立銑刀精銑圓弧槽； (9)選用10 立銑刀粗銑梅花型頂面和清除內(nèi)槽多余量； (10)選用10 立銑刀精銑梅花型頂面和清除內(nèi)槽多余量； 工序四：選用8 鍵槽刀加

43、工出外凸臺(tái)和倒角 (1)選用8 鍵槽刀粗銑外凸臺(tái)； (2)選用8 鍵槽刀精銑外凸臺(tái)； (3)選用8 鍵槽刀加工倒角； 工序五：選用2 中心鉆定位三個(gè)小孔 (1)選用2 中心鉆定位三個(gè)小孔； 工序六：選用25.8 麻花鉆鉆一個(gè)26 的通孔 (1)選用25.8 鉆頭鉆一個(gè)通孔； 工序七：選用26 鉸刀鉸一個(gè)通孔 (1)選用26 鉸刀鉸一個(gè)通孔； 工序八：選用9.8 麻花鉆鉆兩個(gè)10 的通孔 (1)選用9.8 鉆頭鉆兩個(gè)通孔； 工序九：選用10 鉸刀鉸兩個(gè)通孔 (1)選用10 鉸刀鉸兩個(gè)通孔； 2、凹模零件加工工步順序 工序一：選用16 立銑刀加工零件四周側(cè)壁 c、d、e、f 平面 (1)選用16

44、立銑刀粗銑 c、d、e、f 面； (2)選用16 立銑刀精銑 c、d、e、f 面； 工序二：選用80 面銑刀加工零件底面 b 平面以及上端面 a 平面 (1)選用80 面銑刀粗銑 b 面； (2)選用80 面銑刀精銑 b 面； (3)選用80 面銑刀粗銑 a 面； (4)選用80 面銑刀精銑 a 面； 工序三：選用8 的立銑刀加工出薄壁內(nèi)輪廓和凹槽 (1)選用8 立銑刀粗銑薄壁內(nèi)輪廓； (2)選用8 立銑刀精銑薄壁內(nèi)輪廓； (1)選用8 立銑刀粗銑凹槽； (2)選用8 立銑刀精銑凹槽； 工序四：選用12 球頭刀加工 r3 圓角 (1)選用12 球頭刀加工 r3 圓角； 工序五：選用2 中心鉆定

45、位兩個(gè)小孔 (1)選用2 中心鉆定位兩個(gè)小孔； 工序六：選用9.8 麻花鉆鉆兩個(gè)10 的通孔 (1)選用9.8 鉆頭鉆兩個(gè)通孔； 工序七：選用 10 鉸刀鉸兩個(gè)通孔 (1)選用10 鉸刀鉸兩個(gè)通孔； 3.3.43.3.4 夾具的選擇和夾具的選擇和裝夾的確定裝夾的確定 （1）根據(jù)零件的特點(diǎn)和加工需要，考慮到該零件外輪廓為正方形,形狀很規(guī) 則，但四邊加工精度要求，本設(shè)計(jì)零件的表面外形尺寸精度要求不是過高，所 以如圖可選用平口虎鉗和此夾具組合使用銑削四個(gè)側(cè)平面，以下底面和三個(gè)側(cè) 面定位，限制了工件的六個(gè)自由度，可以保證裝夾的可靠性，設(shè)計(jì)如圖 3-1 所示 虎鉗組合夾具。當(dāng)四個(gè)側(cè)面銑削好，選取夾具臺(tái)虎

46、鉗銑削 a、b 面，這樣可以較 好的保證零件的加工精度。 圖3-3 零件夾具設(shè)計(jì) （2）裝夾的確定 由于該零件為批量生產(chǎn)，為提高裝夾效率，平口虎鉗組合夾具銑削四個(gè)側(cè) 面，然后兩鉗口銑削深度和寬度均為 5mm 的裝夾定位槽。加工零件時(shí)，首先以 上端面（a 面）作為粗基準(zhǔn)面裝夾部位為零件側(cè)面（e、f 或 c、d 面）的約 5mm 高度處，并確保零件留有足夠的加工部位。其次再以 b 面作為精基準(zhǔn)面反 面裝夾，零件已加工表面應(yīng)與平口鉗接觸面緊密接觸，此時(shí)即可銑削零件上端 面（a 面）以及零件梯形型腔、梯形凸臺(tái)、孔等輪廓，把工件放在墊塊的位置 要適當(dāng)，應(yīng)避開鉆通孔時(shí)鉆頭伸出的位置。 3.3.53.3.5

47、 走刀路線的確定走刀路線的確定 數(shù)控銑削中走刀路線對(duì)零件的效率有很大的影響，選擇好的走刀路線是確 保刀具安全和加工質(zhì)量的措施之一，好的走刀路線又能獲得較好的表面粗糙度。 銑削方式 銑削方式有順銑和逆銑兩種方式。逆銑，刀具從已加工表面切入，切削厚 度從零逐漸增大，不會(huì)造成從毛坯面切入而打刀，使切削力與工件相反，銑削 較平穩(wěn)，粗糙度大。順銑，刀具從待加工表面切入，切削厚度從最大逐漸減小 為零，切入時(shí)沖擊力較大，刀齒無(wú)滑行、擠壓現(xiàn)象，順銑時(shí)質(zhì)量好，刀齒磨損 小，刀具壽命長(zhǎng)。 所以本零件加工時(shí)粗銑時(shí)盡量選用逆銑，精加工時(shí)盡量選用精銑，從而獲 得的表面質(zhì)量較高。 2、型腔銑削的下刀方式 凸模銑削下刀方式

48、 槽內(nèi)輪廓深度不是很深，區(qū)域比較大，采用螺旋下刀比較好一些。精加工 用切線方式進(jìn)刀，切線退刀，防止接刀痕的產(chǎn)生；槽內(nèi)凸臺(tái)粗、精加工，選擇 直線進(jìn)刀，在空檔的位置垂直下刀；圓弧槽的深度不是很深，粗加工采用極坐 標(biāo)螺旋下刀，精加工采用直接下刀，直線進(jìn)刀；外輪廓深度不是很深，可以在 外面直接垂直下刀，直線切入，精加工相同；凸臺(tái)與外輪廓一樣，采用的方法 相同；鉆孔和絞孔可直接垂直下刀。 3、 凸模零件的進(jìn)給路線 （1）上表面加工路線。采用多次銑削走刀路線。 （2）型腔粗、精加工進(jìn)給路線如圖 3-4。 圖 3-4 型腔銑削加工進(jìn)給路線 （3）粗、精加工薄壁內(nèi)凸臺(tái)進(jìn)給路線如圖 3-5 所示。 圖 3-5

49、粗、精加工薄壁內(nèi)凸臺(tái)進(jìn)給路線 （4）粗、精加工薄壁外薄壁輪廓走刀路線如圖 3-6 所示。 圖 3-6 粗、精加工薄壁外薄壁輪廓進(jìn)給路線 （5）粗、精加工薄壁外薄壁凸臺(tái)輪廓和清角走刀路線如圖 3-7 所示。 圖 3-7 粗、精加工薄壁外薄壁凸臺(tái)和清角進(jìn)給路線 （6）粗、精加工薄壁內(nèi)圓弧槽如圖 3-8 所示。 如圖 3-8 粗、精加工薄壁內(nèi)圓弧槽進(jìn)給路線 （7）鉆中心孔走刀路線如圖 3-9 所示。 圖 3-9 鉆中心孔進(jìn)給路線 （8）粗、精加工26 孔孔走刀路線如圖 3-10 所示。 圖 3-10 26 孔進(jìn)給路線 （9）粗加工10 走刀路線如圖 3-11 所示。 圖 3-11 10 孔進(jìn)給路線

50、4、凹模銑削下刀方式 槽輪廓區(qū)域內(nèi)沒有島嶼，可以螺旋下刀，精加工下刀方式跟凸模相同；開 放式槽直接在工件外下刀，在輪廓延長(zhǎng)線上切入切出；鉆孔和絞孔可直接垂直 下刀。 凹模零件的進(jìn)給路線 （1） 型腔粗、精加工進(jìn)給路線如圖 3-12所示。 圖 3-12 型腔粗、精進(jìn)給路線 （2） 粗、精外槽輪廓加工進(jìn)給路線如圖 3-13 所示。 圖 3-13 粗、精外槽輪廓加工進(jìn)給路線 （3） 鉆中心孔走刀路線如圖 3-14 所示。 圖 3-14 鉆中心孔走刀路線 （4） 粗加工10 孔走刀路線如圖 3-15 所示。 圖 3-15 粗加工10 走刀路線 3.3.63.3.6 切削用量的確定切削用量的確定 切削用

51、量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度） 、背吃刀量、進(jìn)給量。對(duì)于不同的加工 方法，需要選擇不同的用量，切削用量各參數(shù)在編程時(shí)都要編入加工序中，或 者在加工前預(yù)先調(diào)好機(jī)床的轉(zhuǎn)速。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一 般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工時(shí)，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。切削用量各參數(shù)應(yīng)根據(jù) 機(jī)床說明書。手冊(cè)并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。 1、 主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)允許的切削速度來確定 n= d vc 1000 式中 vc切削速度（m/min） ，由刀具壽命來確定； d刀具直徑（mm） ； n主軸速度（r/min） 。根據(jù)計(jì)算所得的值，查找機(jī)床說明確定標(biāo)準(zhǔn)

52、 值。 由于切削速度跟主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系，所有在銑削的切削速度與刀具的耐用度、 每齒進(jìn)給量、背吃刀具、側(cè)吃刀量及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。 其原因是 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。銑削加工的切削速度可從表 3.3 中選取。 表 3.3 銑削加工切削速度參考值 切削速度/(m/min) c v 工件材料硬度/hbs 高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀 225184266150 225325123654120鋼 3254256213675 19021366615

53、0 1902609184590鑄鐵 1603204.5102130 鋁70120100200200400 從理論上講，的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免 c v 生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。結(jié)合機(jī)床、刀具等的限制， 零件為 45 號(hào)鋼。根據(jù)參考文獻(xiàn) 7.實(shí)用數(shù)控加工手冊(cè)表 8.19, 粗銑時(shí)取=70m/min ，精銑時(shí)=100m/min，面銑刀80， c v c v 代入公式：即粗銑時(shí) n粗=1000 x70/3.14x80358.28 r/min 精銑時(shí) n粗=1000 x100/3.14x80398.09r/min 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速 n 要根據(jù)機(jī)床有的或接

54、近的轉(zhuǎn)速選取 取 n粗350 r/min n粗 =400 r/min 同理計(jì)算8 立銑刀： 粗銑時(shí) n粗=1000 x70/3.14x82786.624 r/min 根據(jù)機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍，取 2500r/min 精銑時(shí) n精=1000 x100/3.14x83980.89r/min 根據(jù)機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍，取 4000r/min 同理計(jì)算16 立銑刀： 粗銑時(shí) n粗=1000 x70/3.14x161393.31 r/min 根據(jù)機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍，取 1200r/min 精銑時(shí) n精=1000 x100/3.14x161999.45r/min 根據(jù)機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍，取 2000r/min 鉆孔 2-10

55、 時(shí)先采取得是鉆到 2-9.8 取=20m/min。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式有： c v n n=1000 x20/3.14x9.8=649.94r/min，根據(jù)機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍，取 600r/min 絞孔 2-10 n=1000 x15/3.14x10=477.71r/min, 根據(jù)機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍，取 500r/min 同理計(jì)算10 鉆孔取 n=700 r/min；鉸孔取 n=400 r/min 2、進(jìn)給速度 f(mm/min)或進(jìn)給量 f(mm/r).根據(jù)工件的加工精度和表面粗糙度 要求以及刀具和工件材料進(jìn)行選擇。 最大進(jìn)給速度 機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能制約，不同的機(jī)床系統(tǒng)，最大進(jìn)給速 度是不同。當(dāng)

56、加工精度和表面粗糙度質(zhì)量要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小一些，通 常在 2050mm/min 范圍內(nèi)選取。需要說明的是，一般數(shù)控機(jī)床上都有倍率開關(guān) （“速度倍率”與“主軸轉(zhuǎn)速倍率”兩個(gè)旋鈕） ，能夠控制數(shù)控機(jī)床的實(shí)際進(jìn)給 速度，因此，在數(shù)控編程時(shí)，可以給定一個(gè)比鉸大的進(jìn)給速度，而在加工時(shí)由 倍率進(jìn)給確定實(shí)際的進(jìn)給速度。 對(duì)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(gè)齒，刀具相對(duì)于工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的位移量。進(jìn)給量與每齒進(jìn)給量 的關(guān)系為： f=fzzn 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、刀具材料的力學(xué)性能、 工件表面粗糙度等因素。工件材料強(qiáng)度和硬度

57、越高，fz 越??；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 越小每齒進(jìn)給量的確定可參考表 3.4 選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取較 小值。 表 3.4 銑刀每齒進(jìn)給量參考值表 fz/mm 粗銑精銑 工件材 料 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0.100.150.100.25 鑄鐵0.120.200.150.30 0.020.050.100.15 在加工工件時(shí)，因?yàn)殂姷兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金鋼，毛坯為 45 號(hào)鋼，參照參考 文獻(xiàn) 7.實(shí)用數(shù)控加工手冊(cè)表 8.18，則粗銑時(shí)=0.15mm/z，精銑時(shí) z f =0.10mm， z f

58、面銑刀齒數(shù) z=3 上面計(jì)算出10 立銑刀：=2000 r/min =3000 r/min 粗 n 精 n 將它們代入式子計(jì)算。 粗銑時(shí)：f=0.153350=157.5mm/min； 精銑時(shí)：f=0.103400=120mm/min； 切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動(dòng) 調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。 3、背吃刀量或側(cè)吃刀量的選擇 背吃刀量由機(jī)床、夾具、刀具、工件組成的工藝系統(tǒng)的剛度確定。在系統(tǒng)剛 度允許的情況下，盡量選取背吃刀量等于加工余量，這樣可以減少加工次數(shù)， 提高加工效率。對(duì)于質(zhì)量要求較高的工件，可以留少量的加工余量以便最后進(jìn) 行精加工。 （1）粗加工時(shí)一般

59、一次經(jīng)給應(yīng)盡可能切除全部余量，在中等功率機(jī)床上， 背吃刀兩可達(dá) 810mm。在工件表面粗糙度值 ra 要求為 12.525um 時(shí)，端銑的 加工余量小于 6mm，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但在余量較大，工藝系統(tǒng) 剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，應(yīng)分兩次進(jìn)給完成。 （2）半精銑時(shí)，端銑的背吃刀量一般在 0.52mm 內(nèi)選取，加工工件的表面 粗糙度值 ra 可達(dá) 3.212.5um （3）精銑時(shí)，端銑的背吃刀量一般取 0.31mm 加工工件的表面粗糙度值 ra 可達(dá) 0.83.2um。 3.3.73.3.7 加工工藝卡的設(shè)計(jì)加工工藝卡的設(shè)計(jì) 將各工步加工內(nèi)容、所用刀具和切削用量填入表 3.5 與表 3

60、.6 凸模零件數(shù)控 加工工序卡和表 3.7 與表 3.8 凹模零件數(shù)控加工工序卡片。 表 3.5 凸模零件數(shù)控加工工序卡片 1 零件名稱材料 零件圖 號(hào) pbm-135a 凸模零件45 鋼 單位 名稱 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 夾板名稱使用設(shè)備車間 程序編號(hào)01平口虎鉗xk713 工步 號(hào) 工步內(nèi)容刀具號(hào) 刀具 規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 進(jìn)給速度 mm/min 背吃 刀量 mm 備注 1粗銑工件四面輪廓t021612001202 2粗銑工件四面輪廓t02162000800.5 3 裝夾，粗銑基準(zhǔn)面 a，留 0.2mm 余量 t01803501201.8 4裝夾，粗銑基準(zhǔn)面 bt018035080