《機(jī)械制造工藝》課件-第22次課 板類零件的工藝文件的制定

板類零件的工藝文件的制定專業(yè)課程/項(xiàng)目化課程機(jī)械制造工藝01切削用量的選取3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(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)。切削用量是否合理，對(duì)于能否充分發(fā)揮機(jī)床潛力和刀具切削性能，實(shí)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(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。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)銑床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。①切削速度ve=vc+vf1②進(jìn)給量vf=fn=zfzn2③背吃刀量ap3vc、f、ap構(gòu)成了普通外圓車削的切削用量三要素（三）切削三要素切削用量是切削加工過程中切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的總稱。5一、背吃刀量的確定

在機(jī)床刀具和工件的剛度允許的情況下。粗加工（Ra10～80μm）時(shí)，一次進(jìn)給盡可能切削全部余量。在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá)8～10mm。半工（Ra1.25～10μm）時(shí)，背吃刀量取為0.5～2mm。精加工（Ra0.32～1.25μm）時(shí)，背吃刀量取為0.1～0.4mm。最好一次切凈余量，以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)零件材料和我院刀具性能考慮，粗加工時(shí)：aP=2～5mm；精加工時(shí)：aP=0.2～0.5mm；上述參數(shù)的選取，即提高了生產(chǎn)效率，又可延長(zhǎng)刀具使用壽命。6二．主軸轉(zhuǎn)速的確定查閱《刀具手冊(cè)》，可知，加工中主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下：n=1000Vc/πd（公式3-1）公式中：n—主軸轉(zhuǎn)速，單位r/minVc—切削速度，單位m/mind—銑刀直徑，單位mm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3.3所示：71.面銑刀φ502.立銑刀φ16

3.球頭銑刀φ12

4.麻花鉆φ68

銑削時(shí)切削速度工件材料硬度/HB切削速度/(m/min)高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀低、中碳鋼<22021~4060~150225~29015~3654~120300~4259~1536~75高碳鋼<22018~3660~130225~32514~2153~105325~3758~2136~48375~4256~1035~45

從理論上講，切削速度Vc的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)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(shí)Vc選取80m/min；精銑表面時(shí)Vc選取120m/min；9鉆的材料又與銑刀的材料不同，所以銑削參數(shù)也不同，如下表3.4所示：

工件材料鑄鐵鋼及其合金鋁及其合金刀具材料高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金擴(kuò)通孔10~1530~4010~2035~6030~40―沉孔8~1225~308~1130~5020~30―鏜粗鏜20~2535~5015~3050~7080~150100~200精鏜30~4060~8040~5090~120150~300200~400銑粗銑10~2040~6015~2550~80150~200350~500精銑20~3060~12020~4080~150200~300500~800鉸孔6~1030~506~2020~5050~75

鉆孔15~25―10~20―50~70―攻螺紋2.5~5―1.5~5―5~15―

表3.4鉆削切削用量選擇參考表鉆的切削速度Vc數(shù)值選取如下：φ5中心鉆Vc選取20m/min；φ6麻花鉆Vc選取18m/min；10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3-1(n=1000Vc/πD)得到零件各部位加工時(shí)的刀具轉(zhuǎn)速如下：用φ50mm面銑刀粗銑表面An粗=1000×80/(3.14×50)≈509.5，取整500r/min；用φ50mm面銑刀精銑表面An精=1000×120/(3.14×50)≈764.3.17，取整750r/min；用φ16mm立銑刀初銑F面輪廓時(shí)n粗=1000×80/(3.14×16)≈1592.36，取整1600r/min用φ16mm立銑刀初銑F面輪廓時(shí)n精=1000×120/(3.14×16)≈2388.54，取整2400r/min用φ12mm球頭銑刀粗銑四周、六齒凸臺(tái)和十字凹槽時(shí)n粗=1000×80/（3.14×12）≈2123.14，取整2200r/min；用φ12mm球頭銑刀精銑四周、六齒凸臺(tái)和十字凹槽時(shí)n精=1000×120/（3.14×12）≈3184.71，取整3200r/min；用φ5mm中心鉆鉆定位孔時(shí)1000×20/（3.14×5）≈1273.89，取整1300r/min；

用φ6mm麻花鉆鉆孔時(shí)1000×18/（3.14×6）≈716.56，取整700r/min；11三．加工進(jìn)給量的選擇對(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=fz·z·n(3-2)，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)度和硬度越高，fz越小；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。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取較小值。銑刀每齒進(jìn)給量如表3.5所示，本設(shè)計(jì)中每個(gè)工部的具體進(jìn)給速度依據(jù)上述公式計(jì)算，具體參見加工過程總表。12表3.5銑刀每齒進(jìn)給量工件材料硬度/HB每齒進(jìn)給量/（mm/z）高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀低碳鋼<1500.04~0.200.07~0.25150~2000.03~0.180.06~0.22中、高碳鋼<2200.04~0.200.06~0.22225~3250.03~0.150.06~0.22325~4250.03~0.120.02~0.2013切削進(jìn)給量F是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)方向的相對(duì)位移，單位為mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進(jìn)給量fz（mm/z）的關(guān)系為:

F=fz·z·n（公式3-2）公式中：z—銑刀齒數(shù)，單位mm/minfz—銑刀每齒工作臺(tái)移動(dòng)距離，即每齒進(jìn)給量mm/z在保證機(jī)床、刀具不超出工件精度允許的數(shù)值，表面粗糙度值不太大的前提下，盡量選擇大的進(jìn)給量，粗加工時(shí)限制進(jìn)給量的主要是切削力，精加工時(shí)，限制進(jìn)給量的主要是表面粗糙度。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)。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直徑為50~80mm的面銑刀，刀齒數(shù)為6~10。加工該零件選用6齒。帶入公式粗銑A、F面時(shí)F粗=0.2×10×260=520mm/min精銑A、F面時(shí)F精=0.15×10×380=570mm/min立銑刀選擇3齒，帶入公式粗銑輪廓F粗=0.2×3×1600=960

精銑輪廓F精=0.1×3×2400=720；14表3.6

鉆削時(shí)的進(jìn)給量f選?。╩m/r）

鉆頭直徑d（mm）鋼（MPa）＜800800~1000＞1000進(jìn)給量f（mm/r）≤20.05~0.060.04~0.050.03~0.042~40.08~0.100.06~0.080.04~0.064~60.14~0.180.10~0.120.08~0.106~80.18~0.220.13~0.150.11~0.138~100.22~0.280.17~0.210.13~0.1710~130.25~0.310.19~0.230.15~0.1915切削進(jìn)給量F是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)方向的相對(duì)位移，單位為mm/min。它與主軸轉(zhuǎn)速n的關(guān)系為F=n·f（公式3-3）公式中：n—主軸轉(zhuǎn)速，單位r/minf—鉆削時(shí)的進(jìn)給量f

，單位mm/r中心鉆定位通孔時(shí)F=0.15×1300=195mm/min，取整200mm/min。麻花鉆鉆φ6mm通孔時(shí)F=0.2×700=140mm/min，取整140mm/min。

總結(jié)底座零件切削用量1.吃刀量：粗加工時(shí)：aP=2～5mm；精加工時(shí)：aP=0.2～0.5mm；2.選擇主軸轉(zhuǎn)速φ50mm面銑刀粗銑500r/min；精銑750r/min；φ16mm立銑刀

粗銑1600r/min；精銑2400r/min；

φ12mm球頭銑刀

粗銑2200r/min；精銑3200r/min；φ5mm中心鉆1300r/min；φ6mm麻花鉆600r/min3.進(jìn)給速度φ50mm面銑

F粗520mm/min；精銑570mm/min；φ16mm粗銑輪廓F粗960mm/min；精銑輪廓720mm/min；中心鉆定位通孔時(shí)200mm/min。麻花鉆鉆φ6mm通孔時(shí)140mm/min。02夾具底座零件的工藝制定181920

圖2-1夾具底座的實(shí)體圖

1.零件圖紙分析122一、零件圖紙分析：尺寸精度：最高尺寸精度為8級(jí)；粗糙度：粗糙度要求最高3.2；加工表面包括：定位基準(zhǔn)面、側(cè)面輪廓、上表面，頂面曲面、平面孔、立面孔。

2.機(jī)床選擇224立式銑床

立式銑床二、機(jī)床選擇

3.走刀路線確定326夾具底座的走刀路線：1.基準(zhǔn)面加工（一次裝夾）；2.上表面加工（二次裝夾）；3.底面孔加工；4.頂曲面加工；5.底面輪廓加工（三次裝夾）；6.側(cè)立面加工；（四次裝夾）；7.側(cè)面孔加工；

4.刀具的選擇328刀具選擇知識(shí)鏈接1.銑刀的分類（1）圓柱平面銑刀（2）端銑刀（3）盤銑刀單面刃、雙面刃、三面刃、錯(cuò)齒三面刃（4）鋸片銑刀（5）立銑刀（6）鍵槽銑刀（7）角度銑刀（8）成形銑刀30刀柄刀具刀具應(yīng)用場(chǎng)合立銑刀立銑刀是數(shù)控銑削加工中最常用的一種銑刀，圖7-17所示是兩種最常見的立銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刀為副切削刃。主切削刃一般為螺旋齒，這樣可以增加切削平穩(wěn)性，提高加工精度。由于普通立銑刀端面中心處無切削刃，因而立銑刀不能作軸向進(jìn)給。端面刃主要用來加工與側(cè)面相垂直的底平面。

立銑刀廣泛用于加工平面類零件。

圖

立銑刀(a)削平柄波刃立銑刀；

(b)直柄立銑刃

為了能加工較深的溝槽并保證有足夠的備磨量，立銑刀的軸向長(zhǎng)度一般較長(zhǎng)。直徑較小的立銑刀一般制成帶柄的形式?！?～￠71mm的立銑刀為直柄；￠6～￠63mm的立銑刀為莫氏錐柄；￠25～￠80mm的立銑刀為帶有螺孔的7∶24錐柄，螺孔用來拉緊刀具。直徑大于￠40～￠160mm的立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。球頭銑刀球頭銑刀如圖7-19所示，適用于加工空間曲面零件，有時(shí)也用于平面類零件上有較大轉(zhuǎn)接凹圓弧的過渡加工。球頭銑刀與銑削特定曲率半徑的成型曲面銑刀（如圖7-18(e)所示）相比較，雖然加工對(duì)象都是曲面類零件，但兩者仍有較大差別。它們的主要差別在于球頭銑刀的球半徑通常小于加工曲面的曲率半徑，而成型曲面銑刀的曲率半徑則與加工曲面的曲率半徑相等。

圖

球頭銑刀

6)鍵槽銑刀鍵槽銑刀如圖7-21所示，它有兩個(gè)刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既像立銑刀，又像鉆頭。利用鍵槽銑刀加工時(shí)，先軸向進(jìn)給達(dá)到槽深，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長(zhǎng)。

圖7-21鍵槽銑刀

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀直徑d＝2～22mm，錐柄鍵精銑刀直徑d＝14～50mm。鍵槽銑刀直徑的偏差有e8和d8兩種。鍵槽銑刀的圓周切削刃僅在靠近端面的一小段長(zhǎng)度內(nèi)發(fā)生磨損，重磨時(shí)，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后銑刀直徑不變。

肋板高度與內(nèi)孔轉(zhuǎn)接圓弧對(duì)零件銑削工藝性的影響

零件底面與肋板的轉(zhuǎn)接圓弧對(duì)零件銑削工藝性的影響

42夾具底座刀具選擇431.面銑刀2.立銑刀3.球頭銑刀4.鍵槽銑刀44產(chǎn)品名稱或代號(hào)XXX零件名

稱

零件圖號(hào)XXX序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01面銑刀φ501基準(zhǔn)面2T02立銑刀

φ161上表面3T03球頭銑刀φ121曲面4T04中心鉆1孔定位

5T05鍵槽銑刀φ61孔編

制XXX審核XXX批準(zhǔn)XXX共頁(yè)第

頁(yè)刀具卡

5.夾具的選擇3

（1）為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機(jī)構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。（2）為保持零件安裝方位與機(jī)床坐標(biāo)系及編程坐標(biāo)系方向的一致性，夾具應(yīng)能保證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)聯(lián)系。（3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點(diǎn)的設(shè)計(jì)，當(dāng)非要在加工過程中更換夾緊點(diǎn)不可時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞夾具或工件定位精度。1、數(shù)控夾具的要求2．常用數(shù)控銑削夾具

(1)機(jī)床用平口虎鉗

(2)壓板裝夾工件

(1)(2)機(jī)床用平口虎鉗裝夾固定端固定鉗口活動(dòng)鉗口活動(dòng)部分導(dǎo)軌絲杠螺桿固定螺釘帶刻度底座壓板夾緊件1－工作臺(tái)2－支承塊3－壓板4－工件

5－雙頭螺柱6－平行墊鐵

6.切削用量的選擇3一、選擇背吃刀量（端銑）或側(cè)吃刀量（圓周銑）

銑削的切削用量包括切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量，如圖所示。背吃刀量ap為平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為mm。端銑時(shí)，ap為切削層深度；而圓周銑時(shí)，ap為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量ae為垂直于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為mm。端銑時(shí)，ae為被加工表面寬度；而圓周銑削時(shí)，ae為切削層深度。圖

銑削切削用量(a）

圓周銑

；(b）

端銑

（1）當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ra12.5～25μm時(shí)，如果圓周銑削的加工余量小于5mm，端銑的加工余量小于6mm，則粗銑一次進(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)，可分兩次走刀完成。（2）當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ra3.2～12.5μm時(shí)，銑削可分粗銑和半精銑兩個(gè)階段進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑時(shí)留0.5～1.0mm余量，在半精銑時(shí)切除。（3）當(dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra0.8～3.2μm時(shí)，銑削可分粗銑、半精銑、精銑三個(gè)階段進(jìn)行。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5～2.0mm；精銑時(shí)圓周銑的側(cè)吃刀量取0