毕业设计典型零件的数控铣削加工概要Word格式.docx
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3.尺寸精度的影响因素(5
4.形位精度的影响因素(5
5.薄壁零件铣削(6
6.零件几何尺寸的处理方法(6
7.刀具半径补偿修调(7
8.顺铣与逆铣的选择(7
9.切削用量的确定(8
10.精加工余量的确定(10
11.确定刀具切入切出路线(10
12.任意角度倒角和倒圆(11
13.确定最短加工路线(12
14.合理选用切削液(14
15.机用虎钳的找正及安装(14
16.试切对刀(15
四、典型零件加工工艺,程序编制及加工(18
1.设备及工具选用(18
2.零件图纸分析(20
3.零件的加工工艺分析(21
4.零件的装夹方案确定(21
5.零件加工所用刀具及切削用量选用(22
6.工件原点及零件几何要素确定(22
7.制定数控加工工艺卡片及刀具卡片(23
8.数控加工程序编制(24
9.试切加工及注意事项(29
结束语(31
致谢(32
参考文献(33
一、任务内容
试在数控铣床上完成如图5-1所示工件的编程与加工(已知材料为45#钢,毛坯尺寸为78³
78³
20±
0.03㎜。
要求:
零件的各加工技术要求符合图纸要求。
图1-1零件图纸
绘制零件图形
二、任务技术要求
技术要求如下:
(1以小批量生产条件编程;
(2不准用砂布及锉刀等修饰表面;
(3加工精度及表面质量符合图纸要求;
注:
(1毛坯材料:
45#钢,调质处理;
(2毛坯尺寸:
三、汇总相关专业知识点
1.数控铣削加工特点
①对零件加工的适应性强、灵话性好,能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件,
如模具类、壳体类零件等。
②能加工普通机床无法加工或很难加工的零件,如用数学模型描述的复杂曲线类零件以及三维空间曲面类零件。
③能加工一次装夹定位后,需进行多道工序加工的零件。
如可对零件进行钻、扩、镗、铰、攻螺纹、铣端面、挖槽等多道工序的加工。
④加工精度高,加工质量稳定可靠。
⑤生产自动化程度高,生产效率高。
⑥从切削原理上讲,端铣和周铣都属于断续切削方式,不像车削那样连续切削,因此对刀具的要求较高,刀具应具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。
在干式切削状况下,还要求刀具具有良好的红硬性。
2.确定加工路线时应遵守以下原则
①确定加工路线应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求,并保证高的加工效率。
②为提高生产效率,在确定加工路线时,应使加工路线最短,刀具空行程时间最少。
③所确定的加工路线应当能够减少编程工作量,以及编程时数值计算的工作量。
在使用以上原则的时候,还应当考虑零件的加工余量,机床的加工能力等问题。
3.尺寸精度的影响因素
铣削加工过程中产生尺寸精度降低的原因是多方面的,在实际加工过程中,造尺寸精度降低的原因见表1.1
表1.1数控铣尺寸精度降低原因分析
影响因素序号产生原因
工件装夹与
校正1工件装夹不牢固,加工过程中产生松动与振动
2工件校正不正确
刀具及使用3刀具尺寸不正确或产生磨损
4对刀不正确,工件的位置尺寸产生误差
5刀具刚性差,刀具加工过程中产生振动
加工6切削深度过大,导致刀具发生弹性变形,加工面呈锥形
7刀具补偿参数设置不正确
8精加工余量选择过大或过小
9切削用量选择不当,导致切削力、切削热过大,从而产生热变形和内应力
工艺系统10机床原理误差
11机床几何误差
12工件定位不正确或夹具与定位元件制造误差
4.形位精度的影响因素
零件的形位精度有各加工表面与基准面的垂直度、平行度以及对称度等。
在零件轮廓的加工过程中,造成形位精度降低的可能原因见表1.2。
表1.2数控铣形位精度降低原因分析
工件装夹与校
正
刀具及使用1工件装夹不牢固,加工过程中产生松动与振动
2夹紧力过大,产生弹性变形,切削完成后变形恢复
3工件校正不正确,造成加工面与基准面不平行或不垂直
刀具及使用
4刀具刚性差,刀具加工过程中产生振动
5对刀不正确,产生位置精度误差
加工
6切削深度过大,导致刀具发生弹性变形,加工面呈锥形
7切削用量选择不当,导致切削力过大,而产生工件变形
工艺系统
8
夹具装夹找正不正确(如本任务中钳口找正不正确
9
机床几何误差
10
工件定位不正确或夹具与定位元件制造误差
形位精度对配合精度有直接影响。
5.薄壁零件铣削
薄壁零件铣削时变形是多方面的。
主要由于装夹工件时的夹紧力,切削工件时的切削力,工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形,使切削区温度升高而产生热变形。
提高薄壁件加工精度和效率的措施如下;
①切削力的大小与切削用量密切相关。
从《金属切削原理》中可以知道:
背吃刀量以pa,进给量f,切削速度υ是切削用量的三个要素。
背吃刀量和进给量同时增大,切削力也增大,变形也大,对铣削薄壁零件极为不利。
减少背吃刀量,增大进给量,切削力虽然有所下降,但工件表面残余面积增大,表面粗糙度值大,使强度不好的薄壁零件的内应力增加,同样也会导致零件的变形。
6.零件几何尺寸的处理方法
数控加工程序是以准确的坐标点来编制的,零件图中各几何元素间的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等应明确,各种几何元素的条件要充分,应无引起矛盾的多余尺寸或者影响工序安排的封闭尺寸等。
例如,如图1-2所示,由于零件轮廓各处尺寸公差带不同,那么,用同一把铣刀、同一个刀具半径补偿值编程加工时,就很难同时保证各处尺寸在尺寸公差范围内。
这时要对其尺寸公差带进行调整,一般采取的方法是:
在保证零件极限尺寸不变的前提下,在编程计算时,改变轮廓尺寸并移动公差带,如图1-2所示的括号内的尺寸,编程时按调整后的基本尺寸进行,这样,在精加工时用同一把刀,采用相同的刀补值,如工艺系统稳定又不存在其他系统误差,则可以保证加工工件的实际尺寸分布中心与公差带中心重合,保证加工精度。
图1-2零件尺寸公差带的调整图1-3刀具半径补偿
7.刀具半径补偿修调
刀具半径补偿除方便编程外,还可灵活运用,实现利用同一程序进行粗、精加工,即:
粗加工刀具半径补偿=刀具半径+精加工余量精加工刀具半径补偿=刀具半径+修正量
刀具半径补偿如图1-3所示,刀具直径为ф20立铣刀,现零件粗加工后给精加工留余量单边1.0㎜,则粗加工刀具半径补偿D01的值为:
1.010.01.011.0
dRR=+=+=补㎜
粗加工后实测L尺寸为L+1.98,则精加工刀具半径补偿D11值应为:
11.0(1.980.03/29.995R=-+=补㎜则加工后工件实际L值为L-0.03。
8.顺铣与逆铣的选择
如图1-4所示,根据刀具的旋转方向和工件的进给方向间的相互关系,数控铣削分为顺铣和逆铣两种。
在刀具正转的情况下,刀具的切削速度方向与工件的移动方向相同,采用左刀补铣削为顺铣;
刀具的切削速度方向与工件的移动方向相反,而采用右刀补铣削为逆铣。
采用顺铣时,其切削力及切削变形小,但容易产生崩刃现象。
因此,通常采用顺铣的加工方法进行精加工。
而采用逆铣则可以提高加工效率,但由于逆铣切削力大,导致切削变形增加、刀具磨损加快。
因此,通常在粗加工时采用逆铣的加工方法。
图1-4顺铣与逆铣
9.切削用量的确定
数控编程时,编程人员必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写入程序中。
对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。
切削用量的选择原则是:
保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度;
并充分发挥机床的性能,最大限度提高生产率,降低成本。
总之,切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。
同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量。
(1切削用量计算:
已知:
直径Ф60,齿数4,取每齿吃刀量fz=0.06㎜/r,f=4³
0.06=0.24㎜/r,设切削速度V=80m/min
主轴转速n=1000V/πD
=1000³
80/3.14³
60
=424r/min
进给量F=f²
S
=0.24³
424
=101.76㎜/min
(2我们在取切削用量时,可以适当变化一些,要根据加工时的实际情况来调整。
当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,转速较高一点。
刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。
(3钻削用量的选择。
①钻头直径
钻头直径由工艺尺寸确定。
孔径不大时,可将孔一次钻出。
工件孔径大于
35㎜时,若仍一次钻出孔径,往往由于受机床刚度的限制,必须大大减小进给
量。
若两次钻出,可取大的进给量,既不降低生产效率,又提高了孔的加工精度。
先钻后扩时,钻孔的钻头直径可取孔径的50%~70%。
②进给量
小直径钻头主要受钻头的刚性及强度限制,大直径钻头主要受机床进给机构强度及工艺系统刚性限制。
在条件允许的情况下,应取较大的进给量,以降低加工成本,提高生产
效率。
普通麻花钻钻削进给量可按以下经验公式估算选取
f=(0.01~0.020d
式中,
d为孔的直径。
直径小于3~5㎜的钻头,常用手动进给。
加工条件不同时,其进给量可查阅切削用量手册。
③钻削速度
钻削的背吃刀量(即钻头半径、进给量及切削速度对钻头耐用度都会产生影响,但背吃刀量对钻头耐用度的影响与车削不同。
当钻头直径增大时,尽管增大了切削力,但钻头体积也显著增加,因而使散热条件明显改善。
实践证明,钻头直径增大时,切削温度有所下降。
因此,钻头直径较大时,可选取较高的切削速度。
一般情况下,钻削速度可参考表1.3选取。
表1.3普通高速钢钻头钻削速度参考值(m/min
工件材料低碳钢中、高碳钢合金钢铸铁铝合金铜合金钻削速度25~3020~2515~2020~2540~7020~40目前有不少高性能材料制作的钻头,其切削速度宜取更高值,可由有关资料查取。
.
(4铰削用量的选择。
①铰刀直径。
铰刀直径的基本尺寸等于孔的直径基本尺寸。
铰刀直径的上下偏差应根据被加工孔的公差、铰孔时产生的扩张量或收缩量、铰刀的制造公差和磨损公差来决
定。
②铰削余量。
粗铰时,余量为0.2~0.6㎜;
精铰时,余量为0.05~0.2㎜。
一般情况下,孔的精度较高铰削余量越小。
③进给量
在保证加工质量的前提下,f值可取得大些。
用硬质合金铰刀加工铸铁时,通常取f=0.5~3㎜/r;
加工钢时,可取
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- 毕业设计 典型 零件 数控 铣削 加工 概要