铝合金薄壁异形的设计以及加工毕业设计(编辑修改稿)

铝合金薄壁异形的设计以及加工毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

的作用。 该零件的生产纲领为 2020件 /年 ,属于中批生产。 它的主要工艺特征是普通加工以通用机床为主，辅以专用夹具，工件在各机床上的装卸和 传递均需人工完成。 零件材料及毛坯 由于该零件生产纲领为中批生产，零件属于薄壁异形件，为了节省原材料，使资源得以充分的利用，同时提高生产效率，降低生产成本，零件 毛坯选用焊接件，原材料选用牌号 6063（旧牌号 LD31）的铝合金热轧板材。 这种材料经固熔加时效处理，可获得良好的力学性能，焊接性能良好。 零件原材料选用铝合金热轧板材，并进行 T射线探伤检查，不得含有夹 渣 ,夹层 ,裂纹等缺陷。 焊接件毛坯在焊接过程中受热不均匀，导致焊后变形，因此需留有一定的加工余量。 根据零件的结构特点，考虑零件外表面留 1~2mm精加工余量，具体见表 31其外形如图 32所示。 表 31 加工余量 /mm 加工表面 基本尺寸 尺寸公差 毛坯尺寸 总余量 说明 外侧长 169 IT14 171 2 双侧加工 总长度 306 ~ 308 2 双侧加工 壁厚 2 IT14 3 1 单侧加工 壁厚 2 IT14 3 1 单侧加工 壁厚 2 IT14 3 1 单侧加工 总厚度 177。 2 双侧加工 江苏徐州机电工程高等职业学校 2020 届高职毕业设计 第 5 页 5 总宽度 151 177。 153 2 双侧加工 定位基准的选择 根据基准选择原则并结合该零件的特点，设计了专用工装。 由于该零件最大的特点就是壁薄，导致铣削加工时刚性不足。 因此在工装设计时既要考虑定位可靠、夹紧方便，还要考虑如何增加工件的刚性，减少铣削时的振动及由于刚性不足而引起的变形，从而有效保证零件加工精度。 图 32 零件毛坯图 注：板 板 板 3分别为待焊接的板。 技术要求： $并强化处理。 工艺路线的拟定 根据零件结构特点、技术要求，从数控加工工艺性及工厂现有生产条件考虑，制 订了如下加工工艺方案。 毛坯制造 → 强化处理 → 数控加工 → 钳工 → 表面处理 毛坯制造 该零件采用焊接件毛坯，焊接方法采用手工铝钎焊。 将该零件分成三块， 见图 32中的板 板 板 对它们分别进行加工。 按图纸要求原材料选用牌号为 6063铝合金热轧板材，采用铣、线切割等加工工艺加工成焊接之前工艺图尺寸。 零件其外表面留有焊后加工余量，内表面直接加工至图 纸尺寸，为了保证零件最终尺寸及形状精度，所有安装孔 江苏徐州机电工程高等职业学校 2020 届高职毕业设计 第 6 页 6 暂不加工。 焊接时需采用专用工装夹紧定位，以保证焊接后毛坯形状 精度，确保精加工 余量均匀性。 尽管采用专用工装焊接，焊后仍有一定的变形，需由钳工校正。 并由钳工按焊接工艺图钻工艺孔 9179。 ，以便后道工序装夹使用。 . 强化处理 为了使零件在加工后获得一定的强度，必须在焊接后精加工前进行强化处理。 强化工艺过程如下。 （ 1）将零件清洗干净，装入专用工装，并用螺钉紧固。 （ 2）立式铝合金淬火炉进行固熔处理，加热温度及保温时间按技术规范Q/HXJSGF0012020处 理。 （ 3） 由钳工将零件从工装上卸下进行校正 ,消除固熔处理后的变形 量 ,并将零件再次装入工装 ,用螺钉 紧固。 （ 4）进行人工时效处理。 （ 5）检测零件表面硬度 HB＞ 75 数控加工 传统的机加工通常是加工、测量、再加工的模式，其加工工艺某种程度上有一定的随意性，且和操作人员的经验有很大关系。 数控加工是通过计算机控制刀具做精确的切削加工运动，是完全建立在复杂的数值运算基础之上的，能实现传统的机加工无法实现的合理、完整的工艺规划。 根据零件结构特点和技术要求选用卧式加工中心加回转工作台进行加工，专用工装装夹。 精加工转运阶段，要求保护好已加工零件表面， 表面贴保护膜，海绵隔离装周转箱，严禁表面划伤。 具体工艺过程见工艺过程卡片。 钳工 钳工去清所有毛刺 ,锐边倒钝 ,但光孔孔口不能倒角。 焊接后按图划线钻工艺孔。 所有螺纹孔按图攻螺纹，螺口倒角 176。 , 表面处理后按图装入钢丝螺套。 表面处理 铝及其合金在大气中会自然形成一层氧化膜，但膜薄而且疏松多孔，是非晶态的，不均匀也不连续，不能作为防护装饰性膜层。 因此需采用一定的表面处理工艺 $按技术要求进行 AL/。 经化学氧化处理后获得的化学氧化膜，质软、抗磨和抗蚀性能均较好，同时具有较好的吸附能力。 第三章 切削用量的选择 数控加工中切削用量根据加工技术要求 ,刀具耐用度 ,切削条件等加以确定。 主轴转速 主轴转速 n应根据允许的切削速度 v(m/min)来选取 : n=1000v/(πd) r/min 式中 d—— 工件或刀具直径， mm。 切削速度 v是由刀具耐用度决定的。 自动换刀数控机床往主轴或刀库上装刀花费时间 江苏徐州机电工程高等职业学校 2020 届高职毕业设计 第 7 页 7 较多 ， 所以确定的切削用量要保证刀具能加工完一个零件或保证刀具耐用度不低于一个工作班 ， 至少不低于半个工作班。 背吃刀量 背吃刀量 ɑp要根据机床、工件和刀具的刚性来确定。 在刚性允许的情况下，应尽可能使 ɑp等于加工表面的加工余量，以便减少走刀次数，提高加工效率，当加工精度和表面粗糙度要求高时，可以留一点余量（一般 ），最后光一刀。 数控机床的精加工余量可较普通机床的精加工余量小一些。 进给速度 进给速度指令 F是数控机床切削用量中的一个重要参数，通常根据加工精度和表面粗糙度来选取。 当要求较高时，进给速度应选得小些，例如通常可在 200~500mm/min范围内选取。 而精铣时可取 200~250mm/min。 最大进给速度受机床刚性和拖动系统性能限制。 铣基准 A面时，选用 φ=10mm 直柄立铣刀，刀齿数 Z=3，刀具材料为高速钢，现对主轴转速 n、背吃刀量进给速度 f作如下选择。 （ 1）查《切削加工简明实用手册》可知：采用高速钢铣刀加工铝合金（ 95~100HBS ） 时， 可取 v=3~8m/s,现取 V=3m/s,则 n=1000v/(π d)=5732r/min, 考虑刀具耐用度及机床条件限制 ,故选取 n=4000r/min。 （ 2）背吃刀量 =（半精铣），或 =（精铣） （ 3）根据《切削加工简明实用手册》可知，当机床主轴功率小于 5KW时，高速钢立铣刀铣削铝合金时每齿进给量为 ~,现取 ƒz=,因此 ƒ=ƒz178。 Z178。 n==600mm/min, 考虑多方面因素 ,实际取值需小于理论值 ,故选取f=450mm/min。 铣削功率校验 在切削用量确定以后，为了验证所选切削用量是否满足机床主轴功率要求 ，还必须进行铣削功率的校验。 机床功率校验的计算公式为 PC ＜ Pe 179。 η (32) 式中 PC —— 切削功率； Pe —— 机床主轴功率； η —— 主轴传动效率，通常取 ~。 切削功率即为刀具切削工件时住切削力所消耗的功率，切削功率计算公式为 PC = FC 179。 vC kW (33) 式中 FC —— 主切削力 (圆周切削力 )； vC —— 切削速度。 式 (33)中铣削力计算公式为 FC = Cf 179。 Z 179。 d t 179。 α e 179。 α f179。 α p (34) 江苏徐州机电工程高等职业学校 2020 届高职毕业设计 第 8 页。