五边形凸台零件铣削加工毕业设计(论文)(编辑修改稿)

五边形凸台零件铣削加工毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

图 32 工装 上海工程技术大学毕业设计（论文） 五边形凸台零件铣削加工 11 铣削外轮廓工序尺寸精度分析 该工序加工外轮廓长 62177。 、宽 60177。 、高 20177。 ，其中外轮廓对圆轴心线的对称度为 ，垂直度为，圆度为。 本次夹具设计的目的是为了更快捷的装夹工件，提高加工效率，保证加工精度。 定位方案及定位元件的确定 该工序的加工需要控制 Y 轴转动、 Y 轴 移动、 X 轴移动、 Z 轴转动、 Z 轴移动 5 个自由度；定位元件可选择定位装夹销定位，其中定位装夹销定位可控制零件的 Y 轴转动、 Y 轴移动、 X 轴转动、 X 轴移动四个自由度，而支撑钉则控制 Z 轴移动。 故其定位元件确定为：销钉支座（ JB/，如图33） 图 32 定位装夹销定位 上海工程技术大学毕业设计（论文） 五边形凸台零件铣削加工 12 夹紧方案及夹紧元件的确定 本套夹具选用压板和螺母压紧；其元件主要销钉支座组成。 铣削力及夹紧力的计算 （ 1）铣削力的计算 该零件铣外轮廓时的铣削力为 CF ，其计算公式如下： cFFFFFFwqouwyfxpFC kndaaaCF  公式（ ） 式中： CF ────圆周铣削力（ N）； cFk ────铣削条件改变时铣削力修正系数； FC 、 Fx 、 Fy 、 Fu 、 Fw 、 Fq 的值见《机械加工工艺手册第 2 版第 2 卷》表 ； pa ────背吃刀量； fa ────每齿进给量； wa ────铣削宽度； 0d ────铣刀直径； n ────主轴转速。 由切削用量中得知其粗铣时主轴转速 n=3185r/min，pa = wa =1， 0d =20， fa =，查《机械加工工艺手册第 2版第 2 卷》表 得知， FC =2450， Fx =， Fy =， Fu =，Fw =， Fq =，代入公式 计算铣削力   7 5 07 4 5 0CF。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 五边形凸台零件铣削加工 13 精铣时的切削力与钻孔时的切削力均小于粗铣时的切削力，故只要夹紧力能满足粗铣时的切削力即可满足其它精铣与钻孔的切削力。 （ 2）夹紧力的计算 根据切削力与夹紧力的关系式 CKFW ，查《机械加工工艺装备设计手册》表 337 得知 K=，故 W= ≈。 夹具装配草图 图 夹具装配图 上海工程技术大学毕业设计（论文） 五边形凸台零件铣削加工 14 定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准，用已加工过的表面作为定位基准称为精基准。 选择定位基准要遵循基准重合原则，即力求设计基准、工艺基准和编程基准统一，这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程中 的计算量，并且能有效地减少装夹次数。 加工工序的安排 工序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序等，工序的安排与否将直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。 切削加工工序通常按以下原则划分： （ 1）以一次安装作为一道工序； （ 2）以粗、精加工划分工序； （ 3）以同一把刀具加工的内容划分工序； （ 4）以加工部位划分工序。 在具有良好冷却系统的加工中心上，对于毛坯质量高、加工余量较小、加工精度要求不高或新产品试制等单件或生产批量很小的零件，可在加工中心上一次或两次装夹完成全部粗、精加工工序。 由 于本零件的加工余量较小，根据零件特点将加工内容分为上海工程技术大学毕业设计（论文） 五边形凸台零件铣削加工 15 粗、精两个工序完成。 加工方案的制定 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。 加工路线的确定原则： （ 1）加工路线因保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高； （ 2）使数值计算简单，减少编程工作量； （ 3）应使加工路线最短，这样既可以减少程序段，又可以减少空刀时间。 根据零件图样，制定以下工艺方案，选取最佳一种，（即加工工时最短，又能保证质量）下面分析两套工艺方案进行比较： 方案 1：铣一平面→ 翻面 → 粗精铣五边形凸台→钻 Φ1 5 通 孔→ 钻 Φ 26 通 孔 → 镗孔 Φ 28→ 上工装铣外轮廓； 方案 2：铣夹持面→ 翻面夹持 → 铣上平面→钻 Φ 26 通 孔 → 镗孔 Φ 28→ 粗精铣五边形凸台→上工装铣外轮廓→翻面铣下平面。 分析：在方案 1 中将粗精铣放在一个工序中，可以减少换刀的次数，从而提高了加工的效率，减少了加工所用的时间。 由于方案 2 没有 按照 加工原则进行加工，应该按先主后次，基准先行等 的原则进行加工。 因此采用方案 1。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 五边形凸台零件铣削加工 16 切削用量的选择 数控切削用量即切削参数包括主轴转速、铣削深度与宽度、进给量、行距、残留高度、层高等。 对于不同的加工方法，需要选择不同的切 削用量。 切削用量是加工过程中重要的组成部分，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。 切削用量的因素包括： （ 1）机床 机床刚性、最大转速、进给速度等； （ 2）刀具 刀具长度、刃长、刀具刃口、刀具材料、刀具齿数、刀具直径等； （ 3） 工件 毛坯材质、热处理性能等； （ 4）装夹方式 压板、台钳、托盘等； （ 5）冷却情况 油冷、水冷、气冷等。 当进行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。 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地提高生产率降低成本。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 五边形凸台零件铣削加工 17 主轴转速的确定 主轴转速应根据允许的切削速度和工件的（或刀具）的直径来选择，其计算公式为： 1000cvn d （公式 31） 公式中： cv 为切削速度，单位为 m/min 由刀具的耐用度决定； n 为主轴的转速，单位为 r/min； D 为铣刀的直径，单位为 mm。 切削速度的选取如表 32 所示 : 表 32 铣削时切削速度 工件材料 硬度 /HBS 切削速度 cv /(m/min) 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 钢 225 18~42 66~150 225~325 12~36 54~120 325~425 6~21 36~75 铸铁 190 21~36 66~150 190~260 9~18 45~90 160~320 ~10 21~30 铝 70~120 100~200 200~400 由于每把刀计算方式相同，现选取粗、精铣平面 Ф20 的立铣刀为例说明其计算过程。 根据切削原理可知，切削速度的高低主要取决于被加工零件上海工程技术大学毕业设计（论文） 五边形凸台零件铣削加工 18 的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。 从理论上讲，切削速度 cv 的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可以避免生成积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。 但实际上由于 机床、刀具等的限制，综合考虑： 取粗铣时 cv =200m/min 精铣时 cv =250m/min 代入 32 式中： 粗n = 1000 200/（ 20） 精n = 1000 250/（ 20） =3185r/min =3980r/min 进给速度的确定 切削进给量 F 是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料和性质选取。 最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。 切削进给量 F 是切削。