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