典型零件的数控加工工艺设计

典型零件的数控加工工艺设计内容摘要：

切削液的选择应考虑下列几点因素： 具有良好润滑能力的切屑液可减少刀具与工件或切屑间的直接接触，减轻摩擦和粘结，因此，可减少刀具磨损，提高工件表面质量。 具有良好冷却作用的切屑液能从切削区域带走大量切削热，使切削温度降低。 具有良 好清洗能力的切屑液可以冲走切削区域与机床上的细碎切屑和脱落的磨粒，防止划伤已加工表面和导轨。 切削液中加入防锈剂，如亚硝酸钠、磷酸三钠和石油磺酸钡等，可在金属表面形成一层保护膜，起防锈作用。 常用切削液的种类如表 所示 9 冷却液名称 主要成份 主要作用 水溶液 水，防锈剂 冷却 乳化液 水、乳化油、乳化剂 冷却、润滑、清洗 切削油 矿物油、动植物油、 复合油 润滑 表 在加工此类零件时根据该工件材料、刀具材料、加工方法、加工要求及冷却液的作用和价格来考虑，加 工时选择乳化液比较合理。 冷却液作用：冷却、润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。 10 第三章 切削用量的选择 切削用量的选择原则 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，包括主轴转速、背吃刀量、进给速度等，并以数控系统规定的格式输入到程序中。 切削用量对于不同的加工方法，需选用不同的切削用量。 合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大。 这在实际中也很难把握，要有丰富的实践经验才能够确定合适的切削用量。 在数控编程时只能凭借编程者的经验和刀具的切 削用量推荐值初步确定，而最终的切削用量将根据零件数控程序的调试结果和实际加工情况来确定。 切削用量的选择原则是：粗加工时以提高生产率为主，同时兼顾经济性和加工成本的考虑；半精加工和精加工时，应同时兼顾切削效率和加工成本的前提下，保证零件的加工质量。 值得注重的是，切削用量（主轴转速、切削深度及进给量）是一个有机的整体，只有三者相互适应，达到最合理的匹配值，才能获得最佳的切削用量。 确定切削用量时应根据加工性质、加工要求，工件材料及刀具的尺寸和材料性能等方面的具体要求，通过查阅切削手册并结合经验加以确定，确定切 削用量时除了遵循一般的原则和方法外，还应考虑以下因素的影响： （ 1）刀具差异的影响 —— 不同的刀具厂家生产的刀具质量差异很大，所以切削用量需根据实际用刀具和现场经验加以修正。 （ 2）机床特性的影响 —— 切削性能受数控机床的功率和机床的刚性限制，必须在机床说明书规定的范围内选择。 避免因机床功率不够发生闷车现象，或刚性不足产生大的机床振动现象，影响零件的加工质量、精度和表面粗糙度。 （ 3）数控机床生产率的影响 —— 数控机床的工时费用较高，相对而言，刀具的损耗成本所占的比重较低，应尽量采用高的切削用量，通过适当降低刀具 寿命来提高数控机床的生产率。 背吃刀量的选择 1）确定背吃刀量 ap（ mm） 背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来 11 决定，在系统刚度答应的情况下，为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量，根据被加工零件的余量确定分层切削深度，选择较大的背吃刀量，以提高生产效率。 在数控加工中，为保证零件必要的加工精度和表面粗糙度， 一般 留少量的余量（ ～ ），在最后的精加工中沿轮廓走一刀。 粗加工时，除了留有必要的半精加工和精加工余量外，在工艺系统刚性答应的条件下，应以最少的次数完成粗 加工。 留给精加工的余量应大于零件的变形量和确保零件表面完整性。 综合考虑得到：粗加工时选取 的背吃刀量。 精加工余量取 ～ 确定主轴转速 主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。 外圆车削及其计算公式为： n=1000v/π D 式中 v切削速度，单位为 m/min，由刀具的耐用度决定； n主轴转速，单位为 r/min； D工件直径或刀具直径，单位为 mm。 而车螺纹时的主轴转速如下： n＜ p1200 k 式中： P— 工件螺纹的螺距或导程（ mm）； k— 保险系数，一般取 7585 之间的值。 计算的主轴转速 n 最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。 切削速度 VC 与刀具耐用度关系比较密切，随着 VC的加大，刀具耐用度将急剧下降，故 VC 的选择主要取决于刀具耐用度。 主轴转速 n 确定后，必须按照数控机床控制系统所规定的格式写入数控程序中。 在实际操作中，操作者可以根据实际加工情况，通过适当调整数控机床控制面板上的主轴转速倍率开关，来控制主轴转速的大小，以确定最佳的主轴转速。 综上所 述： 切削零件外圆时主轴转速粗加工转速为 800 mm/r，精加工转速为 1200 mm/r。 螺纹转速为 700 mm/r。 12 进给量或进给速度的选择 进给速度 F 是切削时单位时间内零件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为 mm/r 或 mm/min。 进给量或进给速度在数控机床上使用进给功能字 F表示的， F是数控机床切削用量中的一个重要参数，主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及所使用的刀具和工件材料来确定。 零件的加工精度要求越高，表面粗糙度要求越低时，选择的进给量数值就越小。 实际中，应综合考虑机床、刀具、夹具和 被加工零件精度、材料的机械性能、曲率变化、结构刚性、工艺系统的刚性及断屑情况，选择合适的进给速度。 进给率数是一个非凡的进给量表示方法，即进给率的时间倒数 —— FRN（ Feed Rate Number 的缩写），对于直线插补的进给率数为： 式中 F—— 进给量（ m/min）。 L—— 程序段的加工长度，是刀具沿工件所走的有效距离（ mm）。 程序段中编入了进给率数 FRN，实际上就规定了执行该程序段的时间 T，它们之间的关系是： 程序编制时选定进给量 F 后，刀具中心的运动速度就一定了。 在直线切削时，切削点（刀具与加工表面的切 点）的运动速度就是程序编制时给定的进给量。 但是在做圆弧切削时，切削点实际进给量并不等于程序编制时选定的刀具中心的进给量。 在轮廓加工中选择进给量 F时，应注重在轮廓拐角处的 “ 超程 ” 问题，非凡是在拐角较大而且进给量也较大时，应用在接近拐角处适当降低速度，而在拐角过后再逐渐提速的方法来保证加工精度。 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。 切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。 对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。 为了获得最高的生产率和单位时间的最高切除率，在保证零件 加工质量和刀具耐用度前提下，应合理地确定切削参数。 所以，此处我们应当根据经验和粗精加工而定 ,粗加工选取 左右。 精加工时选取较少的加工余量 —。 13 第四章 数控加工工艺过程卡片 确定加工路线 加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。 1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求； 2) 应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。 3） 选择切入切出方向 ，尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕。 4）应尽量简化数学处理时的 数值计算 工作量，以减少编程工作量。 工序一 粗车Φ 62 端面至尺寸，采用 93176。 菱形外圆车刀进行加工；、 工序二 调头三爪车另一端面Φ 60h9 至尺寸，采用 93176。 菱形外圆车刀加工； 工序三 车Φ 48h8 至尺寸，采用 93176。 菱形外圆车刀加工； 工序四 切断总长至 74，采用切断刀加工； 工序五 车端面取总长 73，采用 93176。 菱形外圆车刀加工； 工序六 夹 T 型端钻Φ 30H7 孔，采用三爪卡盘、偏心装夹，用Φ 20mm 钻头加工，图 31； 工序七 夹 T 型端铰Φ 30H7 孔，采用三爪卡盘、偏心装夹，Φ 30mm 铰刀加工； 工序八 翻夹工件铣 20+ + 槽，采用三爪装夹，用Φ 12mm 键铣槽刀加工，图 32； 工序九 切 T型槽宽 7+ 0 至尺寸，用 T型槽铣刀； 工序十 铣 218 半圆槽，采用Φ 18mm 铣刀加工，图 34； 工序十一 钻 2 M10 丝孔，采用Φ 钻头加工； 工序十二 攻 2 M10 丝孔，采用机用丝锥加工； 工序十三 切槽，采用锯片铣刀加工； 工序十四 去毛刺 工序十五 对工件进行测量，取下工件，收拾工具，进行总结； 14 数控加工工艺过程卡片 数控加工工艺卡 姓名 王凯 产品名 称 零件名 称 零件图号 A4 典型零件的数控加工工艺分析 程序号 O0001 O0002 O0003 O0004 O0005 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 01 O0001 O0002 O0003 O0004 O0005 三爪卡盘 卧式数控车床 学院实训楼 工。