五角星配合件数控工艺分析与加工Word文档格式.docx
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90mm×
25mm，因此选择毛坯尺寸为95mm×
95mm×
30mm。
1.3加工余量的确定
依照精度要求，该图的尺寸精度要求较高，即需要有余量的运算，正确规定加工余量的数值，是制定工艺规程的重要任务之一。
一样最小加工余量的大小决定于以下因素:
〔1〕表面粗糙度〔Ra〕；
〔2〕表面缺陷层深度〔Ta〕；
〔3〕空间偏差；
〔4〕表面几何形状误差；
〔5〕装夹误差〔△Zj〕。
在具体确定工序的加工余量时，应依照以下条件选择大小：
〔1〕对最后的工序，加工余量应能保证得到图纸上所规定的表面粗糙度和精度要求；
〔2〕考虑加工方法、设备的刚性以及零件可能发生的变形；
〔3〕考虑零件热处理时引起的变形；
〔4〕考虑被加工零件的大小，零件愈大，由于切削力、内应力引起的变形也会增加，因此要求加工余量也相应地大一些。
1.4定位基准的选择
定位基准是工件在定位时所依据的基准。
第一以一个毛坯件的一个平面为粗基准，铣削3mm的夹持面，再以夹持面为精基准来加工零件。
因为数控机床上用的夹具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求，因此我选择平口虎钳，它能够满足这些条件。
定位基准的选择
1-4
2.五角星配合件的加工工艺过程设计
2.1加工顺序的确定
依照零件图样，制定以下工艺方案，选取最正确一种，〔即加工工时最短，又能保证质量〕下面分析这套工艺方案。
方案：
铣夹持面→粗铣上平面→精铣上平面→粗铣外轮廓→精铣外轮廓→粗铣凸台→半精铣凸台→精铣凸台→铣孔→翻面铣掉夹持面
方案的加工顺序是粗精铣上平面和外轮廓后对剩余部粗铣后就开始精加工。
由于粗精加工同一个部位差不多上用的同一把刀，因此选择方案，这有利于提高生产效率，也是最正确方案。
2.2五角星凸模加工方案
2.2.1上表面加工方案
因下表面的精度要求不高，因此以底面作为基准，粗、精加工上平面
以底面作为基准先粗铣外轮廓尺寸精度可达IT7级—IT8级，表面粗糙度可达12.5μm—50μm。
再精铣外轮廓，精度可达IT7级—IT8级，表面粗糙度可达1.6—3.2μm。
因此采纳粗、精铣顺序。
2.2.2凸台加工方案
依照图形尺寸要求及其加工精度可知：
凸台的精度要求专门高，公差尺寸要求为5mm,上偏差为0mm,下偏差为0.02mm，因此能够采纳粗加工—半精加工—精加工方案完成，以满足加工要求。
2.2.3孔的加工方案
孔的尺寸精度为Ф10mm，没有公差的要求。
因此能够直截了当钻孔加工，进给速度需慢一些。
3.3五角星凹模加工方案
2.3.1上表面和外轮廓加工方案
凹模上表面和外轮廓加工方案与凸模的加工方案大致一样。
2.3.2凹槽加工方案
凹槽的深度要求为10mm，其上偏差为0.01mm,下偏差为0.01mm，表面粗糙度为Ra1.6mm，其精度要求专门高。
因此采纳粗加工—半精加工—精加工方案完成，以满足加工要求。
凹槽的圆弧半径为3mm，因此在选择加工刀具时应选用半径为3或小于3mm的铣刀。
2.3.3孔的加工方案
凹模孔的加工方案与凸模的加工方案大致一样
2.4冷却液的选择
为了刀具和工件的温度，不仅要减少切削热的产生，而且要改善散热条件，使用切削液能够有效的降低温度还能够防止切削层金属的变形。
减少切削与刀具前面的摩擦和工件与刀具后面的摩擦，现有冷却液分为：
水溶液、乳化液和切削油三大类。
依照零件材料和刀具材料分析，该加工适合采纳乳化液成效较好。
2.5主轴转速的确定
结合零件图分析，该零件有平面和型腔内的圆、圆弧、孔及槽等构成，加工工序复杂。
并为减换刀和对刀时刻，保证良好精度要求。
结合我院机床的实际，采纳加工中心进行加工。
加工中心KVC650
工作台面尺寸
〔长×
宽〕
405×
1307〔mm〕
主轴锥孔/刀柄形式
24ISO40/BT40〔MAS403〕
工作台最大纵向行程
650mm
主配操纵系统
FANUC0iMate-MC
工作台最大横向行程
450mm
换刀时刻〔s〕
6.5s
主轴箱垂向行程
500mm
主轴转速范畴
60—6000（r/min）
工作台T型槽
〔槽数-宽度×
间距〕
5-16×
60mm
快速移动速度
10000〔mm/min〕
主电动机功率
5.5/7.5〔kw〕
进给速度
5—800〔mm/min〕
脉冲当量〔mm/脉冲〕
0.001
工作台最大承载（kg）
700kg
机床外形尺寸
（长×
宽×
高）（mm）
2540mm×
2520mm×
2710mm
机床重量（
kg）
4000kg
要紧依照承诺的切削速度Vc（m/min）选取
n=
其中Vc-切削速度
D-工件或刀具的直径〔mm〕
由于每把刀运算方式相同，现选取10的立铣刀为例说明其运算过程。
D=10mm
依照切削原理可知，切削速度的高低要紧取决于被加工零件的精度、材料、
刀具的材料和刀具耐用度等因素
铣削时切削速度
工件材料
硬度/HBS
切削速度
/（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
190~260
9~18
45~90
160~320
4.5~10
21~30
铝
70~120
100~200
200~400
黄铜
53~56
20~50
100~180
从理论上讲，
的值越大越好，因为这不仅能够提高生产率，而且能够幸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
=150m/min
精铣时
=200m/min
代入公式中：
=
=4777r/min=6369.4r/min
运算的主轴转速n要依照机床有的或接近的转速选取
取
=4777r/min
=6369r/min
同理运算
20立铣刀：
取
=2389r/min
=3185r/min
2.6进给速度的确定
粗加工的时候一样尽量可能的最大每齿进给速度，每齿进给速度的取值要紧考虑刀具的强度，关于立铣刀而言，直径越大，刀刃越多，其刀具强度就越大，承诺取的每齿进给速度也越大;
在一定的每齿进给速度，切削深度，切削宽度的取值过大，将会导致切削力过大，一方面可能会超出机床的额定负荷或损坏刀具;
另一方面，假如切削速度也较大，可能会超出机床额定功率。
通常假如切削深度必须取大值的时候，切削宽度就必须取专门小的值。
曲面轮廓的精加工的每齿进给速度、切削深度、切削宽度一样比较小，切削力专门小，因此取专门高的切削速度也可不能超出机床的额定功率。
粗加工的时候，过高切削度要紧引起温度和切削功率过大，精加工的时候过高的切削速度要紧爱温度的限制。
通常，铣刀材料、工件材料、刀具耐用度一定，承诺的浓度就一定，因此极限切削线速度也一定，假如降低耐用度，承诺的速度就能够提高。
切削进给速度F时切削时单位时刻内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位mm/min。
它与铣刀的转速n、铣刀齿数z及每齿进给量
〔mm/z〕的关系为
F=
ZN
每齿进给量
的选取要紧取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。
工件材料的强度和硬度越高，
越小，反之那么越大；
工件表面粗糙度值越小，
就越小；
硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀
刀每齿进给量
/〔mm/z〕
粗铣
精铣
0.10~0.15
0.10~0.25
0.02~0.05
0.12~0.20
0.15~0.30
0.06~0.20
0.05~0.10
综合选取：
=0.06mm/z
精铣
=0.03mm/z
铣刀齿数z=3
上面运算出：
将它们代入式子运算。
粗铣时：
F=0.06×
3×
4777
=860mm/min
精铣时：
F=0.03×
6369
=573mm/min
切削进给速度也可由机床操作者依照被加工工件表面的具体情形进行手动调整，以获得最正确切削状态
2.7背吃刀量的确定
背吃刀量是依照机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度承诺的条件下，应尽可能使被吃刀量等于工件的加工余量，如此能够减少走刀次数，提高生产效率。
为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一样留0.2～0.5mm。
总之，切削用量的具体数值应依照机床性能、相关的手册并结合实际体会用类比方法确定。
同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最正确切削用量
切削用量的选取
刀具直径
〔mm〕
刀曹数
转速〔r/min〕
（mm/min）
〔m/min〕
〔mm/齿〕
5
2
5000
500
1000
100
126
0.05
25
20
3450
470
690
84
130
0.07
26
0.06
2.8凸模凹模外轮廓走刀路线
凸模、凹模外轮廓走刀路线2-1
2.9凸模凸台的走刀路线
2-2
凹模走刀路线
2-3
凹模孔的加工路线2-4
程序的编写
O0001〔粗铣、精铣凸模铣平面、外轮廓主程序〕
N10G54G90G21G40G69G00X100Y100Z50;
N20M30S800T01;
N30G00X-60Y-50;
N40G01Z-1F100;
N50M98P40002;
N60G00Z50;
N70X-45Y-6;
N80G01Z-1F100;
N90M98P50003;
N100G00Z50;
N110X100Y100;
N120M30;
O0002〔凸模铣平面子程序〕
N10G91G01Y15F100;
N20X120;
N30Y15;
N40X-120;
N50M99;
O0003〔凸模铣外轮廓子程序〕
N10G91G01Z-5F100;
N20G41G90G01Y45D01;
N30X45;
N40Y-45;
N50X-65;
N60G40X-45Y-60;
N70M99;
O0004〔五角星凸模外形〕
N10G91Z-2;
N20G43G01X-25Y-25;
N30G01X-25.88Y-8.86;
N40G03X-18.05Y-2.15R6F150;
N50G01X-31.8Y7.85;
N60G03X-30.35Y12.37R2.5F150;
N70G01X-13.34Y12.37;
N80G03X-7.63Y16.51R6F150;
N90G01X-2.37Y32;
N100G03C2Y32T2.5G150;
N110G01C12.37Y7.63;
N120G03X13.33Y12.37R6F150;
N130G01X30.15Y12.61;
N140G03X31.81Y7.82R2.5;
N150G01X18.15Y-2.15;
N160G03X15.88Y-8.86R6F150;
N170G01X21.13Y-25.03;
N180G03X17.28Y-27.83R2.5F150;
N190G01X-17.28Y-7.83;
N200G03X-3.53Y17.83R6F150;
N210G01X--17.28Y-27.86;
N220G03X-21.13Y-25.03R2.5F150;
N230G40G01X-25Y-20;
N240M99;
O0005〔粗铣、精铣五角星凹模主程序〕
N10G90G54G80G69;
N20G00X0Y0Z100F200;
N30S1500T01;
N40G00Z10;
N50G51X0Y0P2000;
N60M98P50004;
N70G51X0Y0P1000;
N80M98P50004;
N90G50;
N100G00Z100;
N110S1500T02;
N120G00Z10;
N130G51X0Y0P1000;
N140GM98P0004;
N150G51X0Y0P2000;
N160M98P0004;
N170G51X0Y0F1000;
N175M98P0004;
N180G00Z100;
N185S500;
N190G00Z10;
N200G81X-35Y-35Z-15R5F50;
N210Y35;
N220X35Y-35;
N230Y35;
N240G80;
N250G00Z100;
N230M30M05;
O0006〔粗铣、精铣五角星凹模主程序〕
N10G91G69G80G49G40;
N20G00X0Y0Z100;
N50G51X0Y0P200;
N60M98P0004;
N70G51X0Y0P400;
N80M98P0004;
N90G51X0Y0P600;
N100M98P0004;
N110G51X0Y0P800;
N120M98P0004;
N140M98P0004;
N150G00Z100;
N160G00Z20;
N170G73X-35Y-35Z-25F50R5P2Q3
N180Y35;
N190X35Y-35;
N200G00Z100;
N210M30M05;
零件加工过程工艺卡
凹模工艺过程卡
零件名称
零件材料
毛坯种类
毛坯硬度
毛重/kg
净重/kg
配合件凹模
热轧件
工序号
工序名称
设备名称及型号
夹具
进给量（mm/r）
主轴转速
切削速度
冷却液
1
粗-精铣上平面
数控加工中心
平口虎钳
0.4mm/r
3000r/min
300m/min
乳化液
粗-精铣轮廓
3
粗铣凹模
0.2mm/r
200m/min
4
精铣凹模
2000r/min
100m/min
铣4Xφ10孔
0.05mm/r
800r/min
40m/min
6
清铣
7
检查
凸模工艺过程卡
配合件凸模
粗铣凸台
精铣凸台
40m/min
铣夹持面工序卡
单位
数控加工工艺卡
产品名称或代号
零件名称
材料
株洲职业技术学院
五角星配合件
铁
车间
使用设备
数控加工室
工艺序号
工艺名称
铣夹持面
工步号
工步内容
量具及检具
刀具
〔r/min〕
进给速度（mm/min）
背吃刀量
备注
铣3mm夹持面
游标卡尺
Φ20立铣刀
3000
300
铣外轮廓工序卡
铣外轮廓
背吃刀量
Φ20立铣刀
铣五角星凸台工序卡
铣五角星凸台
粗铣五角星凸台
平口虎钳
200
精铣五角星凸台
2000
0.5
铣五角星凹台工序卡
铣五角星凹槽
粗铣五角星凹槽
Φ5键槽铣刀
精铣五角星凹槽
2.机床刀具及夹具的选择
3.1加工中心刀库分类与形式
刀具材料应具备的性能
3-1机床
选择刀具
期望具备的性能
作为刀具使用时的性能
高硬度〔常温及高温状态〕
耐磨损性
化学稳固性良好
耐氧化性耐扩散性
高韧性〔抗弯强度〕
耐崩刃性耐破旧性
低亲和性
耐溶着、凝着〔粘刀〕性
高耐热性
耐塑性变形性
磨削成形性良好
刀具制造的高生产率
热传导能力良好
耐热冲击性耐热裂纹性
锋刃性良好
刃口锐利表面质量好微小切削可能
对刀具的差不多要求：
〔1〕刀刚性要好。
铣刀刚性要好的目的有二：
一是为提高生产效率而采纳大切削用量的需要；
二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点；
〔2〕铣刀的耐用度要高。
专门是当
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