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凸台零件加工
宜宾职业技术学院
毕业设计
题目：
多边形凸台零件铣削加工
系部现代制造工程系
专业名称数控技术与应用
班级数控2052
姓名陈元芳
学号W200552238
指导教师伍倪燕
2009年9月10日
多边形凸台零件铣削加工
摘要
本文介绍了多边形凸台零件从毛坯到成品的加工过程。
对零件的结构进行了分析，制定了零件的加工工艺内容。
选择了零件毛坯和设备，确定了定位基准与夹具，对零件的加工工艺方案、切削用量的选择等进行了具体的分析。
编制了工艺卡、工序卡和刀具卡片，采用手工编写程序。
并使用学院KVC650铣削加工中心加工出零件，进行质量分析。
关键词：
多边形凸台零件；铣削加工；工艺分析
PolygonMillingPartsBoss
Abstract
Thisarticledescribesthepolygonconvexsetscomponentsfromroughtofinishedproductprocessing.Thestructureofthecomponentswereanalyzedtodevelopthecontentsofthepartsprocessingtechnology.Selectapartblankandequipmenttodeterminebenchmarksandfixturepositioningofpartsoftheprocesstechnologyprogram,thechoiceofcuttingparameterssuchasanalysisofspecific.Thepreparationofprocesscards,processcardsandknivescards,usingmanualprogramming.AnduseKVC650machiningcenteroutofspareparts.tocarryoutqualitativeanalysis.
Keywords:
polygonconvexsetsparts;millingprocess;processanalysis
目录
1绪论1
2零件图分析2
3零件加工工艺内容2
3.1加工精度分析2
3.2毛坯、余量分析3
3.3设备的选择3
3.3.1选择刀具3
3.3.2选择夹具5
3.4定位基准的选择6
3.5加工工序的安排7
3.5.1加工方案的制定7
3.6切削用量的选择8
3.6.1主轴转速的确定8
3.6.2进给速度的确定9
3.6.3背吃刀量的确定10
3.6.4冷却液的选择11
3.7编写工艺文件12
3.7.1工艺过程卡12
3.7.2工序卡14
3.8走刀路线图22
3.9实体造型25
4零件的数控加工程序编制26
4.1零件加工程序26
5零件加工29
5.1回机床零点29
5.2建立工件坐标29
5.3程序验检29
5.4自动运行29
5.5加工质量分析30
总结31
致谢32
参考文献33
1绪论
近年来，数控加工和数控设备的应用呈突飞猛进之势，以组合为主的大量生产方式正在向数控设备为主的生产方式转变，社会上对掌握数控技术的人才需求量越来越大，特别是对掌握数控加工技术的人才需求量最大。
本次设计选择了多边形凸台零件的铣削加工。
该零件属于平面类零件，是适合数控铣削的主要加工对象。
从成本角度考虑，成本适中，适合数控铣削加工。
此次的课题主要是来源于教学，巩固了以前所学过的专业基础知识,并理论联系实际,提高了动手能力和对问题的独立思考能力。
培养了对专业知识的综合应用能力，提高了数控操作技能，为进入社会工作打下坚实的基础。
2零件图分析
如图2-1该零件为平面类零件，可以看出该零件由平面、凸台、凹槽和孔组成。
图2-1多边形凸台零件图
3零件加工工艺内容
3.1加工精度分析
该零件的加工精度为IT9级，表面粗糙度均为3.2um。
加工时应保证零件的总长度为110mm；总宽度为80mm；总高度为17mm。
如果定位不好还可能会导致表面粗糙度和加工精度难以达到要求。
材料不得有裂纹和气孔，并去除毛刺，符合GB/T1804-M国家标准。
3.2毛坯、余量分析
该零件的材料为铝合金。
铝合金有良好的耐腐蚀性、塑性，不易生锈，美观。
其毛坯尺寸为115mm×85mm×25mm，各处都有单边加工余量。
由于零件在装夹和加工过程中存在一定的变形，所以该零件加工成型后会产生一定的误差。
3.3设备的选择
根据加工中心和数控铣床所加工的对象来分析，它们都能完成该零件的加工。
从零件的结构形状和精度以及加工的难易程度等条件来选择数控设备的型号，因为该零件由平面、圆弧、凸台、凹槽和孔组成，但是考虑到该零件的表面粗糙度和加工精度有一定的要求，为了减少因多次换刀而带来的人为误差，避免多次装夹引起的定位误差，因此选择学校的设备数控铣削加工中心KVC650加工。
3.3.1选择刀具
数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。
对刀具的基本要求：
（1）铣刀刚性要好。
铣刀刚性要好的目的有二：
一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；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。
尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，不仅会影响零件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶。
除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要。
根据不同的加工内容，则需要不同规格的刀具来进行加工，该零件材料为铝合金，毛坯为115mm×85mm×25mm而零件的实际尺寸为110mm×80mm×17mm余量较为充足，考虑到加工效率，接刀痕迹，走刀的重叠量。
综上分析确定铣上下平面用面铣刀，粗精铣外轮廓和凸台用的Φ20立铣刀，粗精铣凹槽用Φ10键槽铣刀，钻孔用的Φ15和Φ10的麻花钻。
切削用刀具材料应具备的性能有：
（1）高速钢比工具钢硬，用于低速或不连续切削，刀具寿命较长；
（2）高性能高速钢强韧、抗边缘磨损性强，用于可粗切或精切任何材料，包括钢、不锈钢、非铁和非金属材料，切削速度可比高速钢高，强度和韧性较粉末冶金好；
（3）粉末冶金高速钢良好的抗热性和抗碎片磨损，用于切削钢、高温合金、不锈钢、铝、碳钢及合金钢和其他不易加工的材料，切削速度可比高性能高速钢高15%；
（4）硬质合金耐磨损、耐热，用于可锻铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金的精加工，寿命比一般工具钢高10-20倍；
（5）陶瓷高硬度、耐热冲击性好，用于高速粗加工，铸铁和钢的精加工，也适合加有色金属和非金属材料不适合加工铝、镁、钛及其合金，还可用于高速加工；
（6）立方氮化硼超强硬度、耐磨性好，用于硬度大于450HBW材料的高速切削，刀具寿命长，可实现超精表面加工；
（7）聚晶金刚石超强硬度、耐磨性好，用于粗切和精切铝等有色金属和非金属材料，刀具寿命长，可实现超精表面加工。
刀具卡3-1如下：
表3-1数控加工刀具卡
产品名称
多边形凸台零件
零件图号
1
补偿值/mm
备注
序号
刀具号
刀具名称
刀柄型号
刀具
直径/mm
长度/mm
1
T01
面铣刀
BT40
2
T02
Φ20mm立铣刀
BT40
Φ20
实测
10
3
T03
Φ10mm键槽铣刀
BT40
Φ10
实测
5
4
T04
Φ15mm麻花钻
BT40
Φ15
实测
5
T05
Φ10mm麻花钻
BT40
Φ10
实测
编制
陈元芳
审核
伍倪燕
批准
伍倪燕
共1页
第1页
3.3.2选择夹具
在确定装夹方案时，只需根据已选定的加工表面和定位基准确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。
（1）专用夹具：
一般在产品相对稳定、批量较大的生产中采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。
除大批量生产之外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计设计时要进行具体的技术经济分析；
（2）组合夹具：
组合夹具是一种模块化的夹具。
标准的模块元件具有较高的精度和赖磨性，可组装成各种夹具。
夹具用完可拆卸，清洗后可留、待组装新的夹具。
由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用并具有减少专用夹具数量等优点；
（3）通用夹具：
已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具。
其尺寸、结构已经规范化，而且具有一定的通用性，这类夹具适应性强，可用于一定形状和尺寸范围内的各种工件，价格便宜。
其缺点是夹具精度不高，生产效率也比较低，较难装夹。
一般适用于单件小批量生产中。
选择装夹方法的要点：
（1）尽可能的选择箱体的设计基准为精基准；粗基准的选择要保证重要表面的加工余量均匀，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸的要求，且便于装夹；
（2）加工中心高速强力切削时，定位基准要有足够的接触面积和分布面积，以承受大的切削力且定位移动可靠；
（3）夹具本身要以加工中心工作台上的基准槽或基准孔来定位并安装到机床上，这可确保零件的工件坐标系与机床坐标系固定的尺寸关系，这是和普通机床的一个重要区别。
经综合分析：
该零件应选用平口虎钳装夹。
该零件形状规则，四个侧面较光整，加工面与加工面之间的位置精度要求不高。
夹持毛坯为115mm×85mm的两侧面，让毛坯上平面高出平口虎钳10mm以上；铣削出高度为3mm的夹持面；以夹持面为定位基准，在平口虎钳上找正装夹。
平口虎钳如图3-1所示。
图3-1平口虎钳
3.4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。
因下表面作为精基准可以满足基准重合的原则。
所以在加工中，先将零件的上表面作为粗基准，铣出夹持面，再将夹持面作为精基准进行加工。
如图3-2所示：
图3-2定位基准图
3.5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粗、精两个工序完成。
3.5.1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，
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