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1、宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題題 目目:轉(zhuǎn)子零件設(shè)計(jì)與加工轉(zhuǎn)子零件設(shè)計(jì)與加工 系系 部部 機(jī) 電 技 術(shù) 系 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè) 名名 稱(chēng)稱(chēng) 數(shù) 控 技 術(shù) 班班 級(jí)級(jí) 數(shù) 控 1043 班 姓姓 名名 _ 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) _ 指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師姓名 _ _ 2006 年 9 月 20 日 宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題報(bào)告 姓名 黃小瓊 性別女學(xué)號(hào)200410199系部機(jī)電技術(shù)系專(zhuān)業(yè) 數(shù)控技術(shù) 與運(yùn)用 論文(設(shè)計(jì)) 題目 轉(zhuǎn)子零件設(shè)計(jì)與加工 課題來(lái)源 企業(yè) 課題類(lèi)別 設(shè)計(jì)與加工 選做本課題的原因及條件分析: 原因:選擇該課題涉及到的知識(shí)面非常廣泛。不僅能復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知
2、識(shí),而且還能 培養(yǎng)我們的專(zhuān)業(yè)技能,以及一些設(shè)計(jì)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的能力。另一方面,該課題融匯了機(jī)械制 圖、機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與配合及數(shù)控加工、數(shù)控工藝分析、數(shù)控編程和加工過(guò)程 中的刀具、加工設(shè)備的選擇等等。 條件:根據(jù)圖書(shū)館的資料,學(xué)院現(xiàn)有數(shù)控加工室設(shè)備。 指導(dǎo)教師意見(jiàn): 簽名: 年 月 日 系部畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))領(lǐng)導(dǎo)小組意見(jiàn): (簽章) 年 月 日 宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 系系 部部 機(jī) 電 技 術(shù) 系 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè) 名名 稱(chēng)稱(chēng) 數(shù) 控 技 術(shù) 應(yīng) 用 班班 級(jí)級(jí) 姓姓 名名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 轉(zhuǎn)子零件設(shè)計(jì)與加工 指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師姓名
3、 教研室(系)主任簽字教研室(系)主任簽字 20062006 年年 9 9 月月 2020 日日 內(nèi)容和要求:內(nèi)容和要求: 一、提交成果形式一、提交成果形式 1、用標(biāo)準(zhǔn)圖紙 a4 繪制的零件圖樣 1 份; 2、按圖樣加工的零件實(shí)物 1 件(材料鑄鋁) ; 3、畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 份(反映零件的加工工藝分析等內(nèi)容) 。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容二、畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 1、緒論:選題的依據(jù)、必要性; 2、典型零件的數(shù)控加工 (1)零件分析:零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)工藝性、精度要求等; (2)毛坯的選擇:選擇的原則、選擇確定的所加工零件的毛坯;應(yīng)進(jìn)行不 同選擇的對(duì)比分析; (3)加工定位基準(zhǔn)的選擇:選擇定位基準(zhǔn)的原
4、則、確定所加工零件的定位 基準(zhǔn)、裝夾方案及其原因; (4)加工路線的確定:各表面加工方案、加工階段的劃分及其原因、加工 工序順序的安排及其原因;初步制定加工工藝路線卡;應(yīng)進(jìn)行不同方案的對(duì)比分 析; (5)切削用量的確定:主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、背吃刀量的確定(以公式為 依據(jù)) ,確定出各工序的尺寸; (6)選擇確定機(jī)床、刀具、量具及其它工藝裝備,并進(jìn)行相應(yīng)的分析說(shuō)明; (7)制定出完整的數(shù)控加工工序卡、刀具卡; (8)結(jié)論:零件加工的精度情況等及其改進(jìn)措施; (9)參考文獻(xiàn); (10)附錄 三、要求三、要求 1、產(chǎn)品加工中嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程及學(xué)院的有關(guān)規(guī)章制度,產(chǎn)品符合要 求; 2、按時(shí)獨(dú)立完成
5、畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)工作; 3、畢業(yè)設(shè)計(jì)做到:立論正確,論述充分,結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理;分析處理科學(xué); 文字通順,技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確,符號(hào)統(tǒng)一,編號(hào)齊全,書(shū)寫(xiě)工整規(guī)范,圖表完備、整 潔、正確,字?jǐn)?shù)不少于 5000 字。 指導(dǎo)教師簽字: 2006 年 月 日 摘要摘要 本設(shè)計(jì)是轉(zhuǎn)子零件的設(shè)計(jì)與加工。它結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn),根據(jù)實(shí)際生產(chǎn) 要求進(jìn)行加工,有具體的零件分析和工藝路線,對(duì)零件的加工工藝、刀具的選 擇、機(jī)床的選擇等分析明確,有完整的加工方案、分析過(guò)程和程序說(shuō)明,工藝 路線合理且滿(mǎn)足要求,最后制造出產(chǎn)品。 關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì);轉(zhuǎn)子;加工 目目 錄錄 1 緒 論.1 2 分析零件.2 2.1 用 cad 繪制工程圖 .2
6、 2.2 用 cam 生成實(shí)體圖.3 2.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn).3 2.4 零件結(jié)構(gòu)工藝性.3 2.5 精度要求.4 3 毛坯的確定.4 3.1 選擇毛坯的原則.4 3.2 毛坯余量.4 4 定位基準(zhǔn)和裝夾方案的選擇.5 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇原則.5 4.2 選擇裝夾方案的原則.6 4.3 確定定位基準(zhǔn)、裝夾方案.6 5 加工路線的確定.7 5.1 進(jìn)給路線確定.7 5.2 確定加工工序順序.7 5.3 制定工藝方案.7 6 選擇切削用量.8 6.1 主軸轉(zhuǎn)速.8 6.2 進(jìn)給速度.10 6.3 背吃刀量.11 7 選擇機(jī)床.11 8 選擇刀具.12 8.1 刀具選取原則.12 8.2 確定刀具.1
7、3 9 冷卻液選擇.13 10 制定工藝卡.13 10.1 工藝過(guò)程卡.13 10.2 工序卡.15 10.3 刀具卡片.22 11 編寫(xiě)程序.23 12 零件加工.28 12.1 回機(jī)床零點(diǎn).28 12.2 建立工件坐標(biāo).28 12.3 程序驗(yàn)檢.28 12.4 自動(dòng)運(yùn)行.28 13 產(chǎn)品檢驗(yàn)與分析.29 總 結(jié).30 致 謝.31 參考文獻(xiàn).32 1 緒緒 論論 社會(huì)上對(duì)掌握數(shù)控技術(shù)的人才需求量越來(lái)越大,特別是對(duì)掌握數(shù)控加工技 術(shù)的人才需求量最大。我們學(xué)院以培養(yǎng)技術(shù)型人才為基本理念,符合了當(dāng)前 國(guó)情的發(fā)展需求。 學(xué)院數(shù)控設(shè)備的更新也能夠滿(mǎn)足數(shù)控加工工藝對(duì)典型零件 進(jìn)行加工的要求。本設(shè)計(jì)說(shuō)明
8、書(shū)是結(jié)合以上情況而編寫(xiě)的。 本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)面向我們數(shù)控專(zhuān)業(yè)學(xué)生所需掌握的技能,突出了數(shù)控加工的 特點(diǎn),零件加工的工藝性特點(diǎn),培養(yǎng)我們?nèi)娴臄?shù)控加工能力,能制定出合理 的數(shù)控加工工藝規(guī)程,能夠制定加工工藝,編制程序,進(jìn)行數(shù)學(xué)處理,自己利 用設(shè)備執(zhí)行加工工藝過(guò)程,加工出合格的零件,并掌握加工中夾具的合理選用, 了解刀具的材料、特點(diǎn)、以及如何選用刀具等一系列的問(wèn)題。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),是根據(jù)大專(zhuān)三年在學(xué)校所學(xué)知識(shí)的歸納和總結(jié),實(shí) 踐而寫(xiě)的,其內(nèi)容簡(jiǎn)單,通俗易懂,容易掌握,根據(jù)理論聯(lián)系到實(shí)際加工,對(duì) 實(shí)例進(jìn)行全面分析,具有示范性,有利于實(shí)踐操作,更利于培養(yǎng)我們的綜合能 力。 2 分析零件分析零件 2.
9、1 用用 cad 繪制工程圖繪制工程圖 由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)編制,在圖形中幾何要素間的相互關(guān)系 應(yīng)明確,如圖 2-1: 轉(zhuǎn)子零件加工 宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 比例材料圖號(hào) 共張 鑄鋁 1:1 審核 制圖黃小瓊 日期 2006.09.22 學(xué)號(hào) 200410199 a4 1 2 銳邊去毛刺 1 材料不能有裂紋和氣孔 技術(shù)要求: 其余 圖圖 2-1 轉(zhuǎn)子零件簡(jiǎn)圖轉(zhuǎn)子零件簡(jiǎn)圖 2.2 用用 cam 生成實(shí)體圖生成實(shí)體圖 圖圖 2-2 轉(zhuǎn)子零件實(shí)體圖轉(zhuǎn)子零件實(shí)體圖 2.3 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特點(diǎn) 結(jié)合零件圖(圖 1)可知,該零件主要是由外輪廓、凸臺(tái)、凹槽、島嶼、孔 組成。需要加工工件外輪廓、80mm 凸
10、臺(tái)、r15mm 花型凹槽、30mm 島、 20mm 通孔和 46mm 孔等工序才能完。 2.4 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指根據(jù)加工特點(diǎn),對(duì)零件得到設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的要求,也 就是說(shuō)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)影響或決定工藝性的好壞。根據(jù)銑削加工的特點(diǎn),從 以下幾方面來(lái)考慮結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)。 (1)零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注。由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)來(lái)編制的, 因此,各圖形幾何要素間的相互關(guān)系應(yīng)明確;無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工 序安排的封閉尺寸等。 (2)保證獲得要求的加工精度 (3)盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸 (4)保證基準(zhǔn)統(tǒng)一 分析零件的變形情況,零件在數(shù)控銑削加工時(shí)的變形,不僅影響
11、加工質(zhì)量, 而且當(dāng)變形較大時(shí),將使加工不能繼續(xù)進(jìn)行下去。這時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮采取一些必 要的工藝措施進(jìn)行預(yù)防。 2.5 精度要求精度要求 上圖 2-1 中要求最高尺寸公差為 0.027mm,表查 2-1 標(biāo)準(zhǔn)公差值,該零件 最高精度等級(jí)為 it8 級(jí)。內(nèi)孔表面粗糙度為 ra3.2m,上表面粗糙度為 ra6.3 m,其余表面粗糙度為 ra 12.5m。數(shù)控銑削加工經(jīng)粗、精加工可達(dá)到 it7 it9 級(jí),表面粗糙度可達(dá)到要求,故比較容易加工。 表表 2-1 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值(摘自標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值(摘自 gb/t 1800.31998) 公差等級(jí)it4it5it6it7it8it9it10it11it12it13
12、 基本尺寸/ mmmmm 334610142540600.100.14 3645812183048750.120.18 61046915223658900.150.22 10185811182743701100.180.27 3 毛坯的確定毛坯的確定 3.1 選擇毛坯選擇毛坯的原則的原則 零件在進(jìn)行數(shù)控銑削加工時(shí),外凸臺(tái)80mm 加工余量較大,r15mm 花型 凹槽及鉆孔加工余量較小,該零件為轉(zhuǎn)子零件,在工作過(guò)程中屬配合工作,要 承受較大的摩擦力,所選材料應(yīng)具有高耐磨性、高強(qiáng)度和抗高溫的能力。結(jié)合 自己的實(shí)際情況,在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇毛坯為鑄鋁。 3.2 毛坯余量毛坯余量 選擇鑄鋁件,考慮到用
13、砂型鑄造后產(chǎn)生誤差、收縮量及金屬液體流動(dòng)性差不 能充滿(mǎn)型腔等造成余量不均勻的問(wèn)題,此外,還考慮毛坯在鑄造過(guò)程中的扭曲 變形造成有些地方的加工余量不充分,不穩(wěn)定。因此,毛坯選擇應(yīng)大一些。該 零件尺寸為 100mm 100mm 13.5mm,所以我選毛坯尺寸為 115mm115mm 20mm,在數(shù)控銑削加工中,能保證其具有充分穩(wěn)定的加工余 量。 圖圖 3-1 零件毛坯圖零件毛坯圖 4 定位基準(zhǔn)和裝夾方案的選擇定位基準(zhǔn)和裝夾方案的選擇 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇原則原則 定位基準(zhǔn)是工件加工時(shí)所用的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)有粗精基準(zhǔn)之分,在選擇粗 基準(zhǔn)時(shí)主要考慮兩個(gè)問(wèn)題:一是保證加工面與不加工面的相對(duì)
14、位置精度要求; 二是合理分配各加工表面的加工余量。具體原則如下: 選擇粗基準(zhǔn)的原則考慮如下: (1)對(duì)于同時(shí)具有加工表面和不加工表面的零件,為保證不加工表面加工 表面的位置精度,應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。 (2)對(duì)于具有較多加工表面的工件選擇粗基準(zhǔn)時(shí),應(yīng)考慮合理分配各表面 的加工余量(保證各表面都有足夠的余量和選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)) 。 (3)粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。 (4)選擇粗基準(zhǔn)的平面應(yīng)平整,沒(méi)有冒口或飛邊等缺陷,以便定位可靠粗 基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā),同時(shí)考慮裝夾方便夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 選擇精基準(zhǔn)的原則考慮如下: (1)基準(zhǔn)重合原則 (2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 (3)自為基準(zhǔn)原則 (4
15、)互為基準(zhǔn)原則 (5)精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便。 4.2 選擇裝夾方案的原則選擇裝夾方案的原則 在確定加工方案時(shí),要根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)來(lái)確定工件的裝 夾定位方式,并選擇合理的夾具,一般考慮以下幾點(diǎn): (1)夾緊機(jī)構(gòu)和其它元件不得影響進(jìn)給,加工部位要敞開(kāi),要求夾持工件 后夾具等一些組件不能與刀具運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生干涉。 (2)必須保證最小的夾緊變形,工件加工時(shí)切削力大,需要的夾緊力也大, 但不能把工件夾變形。因此,必須慎重考慮夾具的支撐點(diǎn)、定位點(diǎn)和夾緊點(diǎn)。 (3)夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單,對(duì)形狀簡(jiǎn)單的單件小批量生產(chǎn)的零件可以選用 通用夾具。 (4)夾具應(yīng)便于與機(jī)床工作臺(tái)
16、及工件定位表面間的定位元件連接。 4.3 確定定位基準(zhǔn)、裝夾方案確定定位基準(zhǔn)、裝夾方案 進(jìn)綜合分析,選擇零件的幾何中心為定位基準(zhǔn);由于該圖采用一次性裝夾 可以完成全部加工內(nèi)容,其外輪廓是平面,所以?shī)A具上我采用虎鉗進(jìn)行裝夾。 附虎鉗夾具如圖 4-1: 圖圖 4-1 虎鉗夾具虎鉗夾具 5 加工路線的確定加工路線的確定 5.1 進(jìn)給路線確定進(jìn)給路線確定 (1)先粗后精 粗車(chē)在較短的時(shí)間內(nèi)將工件各表面上的大部分加工余量切掉,一方面提高 金屬切除率,另一方面滿(mǎn)足精車(chē)的余量均勻性要求。若粗車(chē)后所留余量的均勻 性滿(mǎn)足不了精加工的要求時(shí),則要安排半精車(chē)。 (2)先近后遠(yuǎn) 在一般情況下,離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工,
17、以便縮短刀具移動(dòng)距離,減少 空行程時(shí)間。 (3)內(nèi)外交叉 對(duì)既有內(nèi)表面(內(nèi)型、腔),又有外表面需加工的零件,安排加工順序時(shí), 應(yīng)先進(jìn)行外、內(nèi)表面粗加工,后進(jìn)行外、內(nèi)表面精加工。 (4)保證工件加工剛度原則 應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工步,后安排對(duì)工件剛性破壞較大的工步, 以保證工件加工時(shí)的剛度要求。 (5)同一把刀能加工內(nèi)容連續(xù)加工原則 此原則的含義是用同一把刀把能加工的內(nèi)容連續(xù)加工出來(lái),以減少換刀次 數(shù),縮短刀具移動(dòng)距離。 5.2 確定加工工序順序確定加工工序順序 (1)先加工定位面,即上道工序的加工能為后面的工序提供精基準(zhǔn)和合適 的夾緊表面。 (2)先加工平面后加工孔;先加工簡(jiǎn)單的幾何形
18、狀再加工復(fù)雜的幾何形狀。 (3)對(duì)精度要求高,粗精加工需分開(kāi)進(jìn)行的,先粗加工后精加工。 5.3 制定工藝方案制定工藝方案 根據(jù)零件加工精度,表面粗糙度、材料、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸,確定零件表面 的數(shù)控銑削加工方法及加工方案。 根據(jù)零件圖樣,制定以下工藝方案,選取最佳一種, (即加工工時(shí)最短又能 保證質(zhì)量)下面制定兩套工藝方案并進(jìn)行比較。 方案一: 銑 3mm 的夾持面翻面夾持粗銑上平面精銑上平面粗銑 80mm 凸臺(tái)精銑80mm 凸臺(tái)粗銑 r15mm 花形凹槽精銑 r15mm 花形凹槽粗銑30mm 島精銑30mm 島鉆20mm 孔鉆 46mm 孔銑夾持面 方案二: 銑 3mm 的夾持面翻面夾持粗銑上平
19、面精銑上平面粗銑 80mm 凸臺(tái)粗銑 r15mm 花形凹槽粗銑30mm 島精銑80mm 凸臺(tái)精銑 r15mm 花形凹槽精銑30mm 島鉆20mm 孔鉆 4 6mm 孔銑夾持面 分析工藝方案,方案一粗精銑混合進(jìn)行,違背了先粗后精的原則,增加了 換刀次數(shù)多,加工工時(shí)也較長(zhǎng),嚴(yán)重影響加工效率;方案二它遵循了數(shù)控加工 中先粗后精的原則,基準(zhǔn)先行的原則,先面后孔的原則,先主后次的原則。同 時(shí),遵循了以同一把刀具加工的工序連續(xù)加工原則,減少了加工過(guò)程中重復(fù)定 位次數(shù)、換刀次數(shù),從而保證了零件的加工精度,提高了生產(chǎn)效率。 因此,在考慮生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率,最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求,采用第二種 方案進(jìn)行加工。 6
20、選擇切削用量選擇切削用量 根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、刀具耐用度,先確定背吃刀量、 進(jìn)給量,最后選擇合適的切削速度。 6.1 主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)要根據(jù)允許的切削速度(m/min)和工件的(或刀具) c v 直徑來(lái)確定,計(jì)算公式為: n= (6-1) d vc 1000 式中:d銑刀直徑,單位 mm 切削速度,單位 m/min c v 由于每把刀具的計(jì)算方式相同,現(xiàn)選取20 的立銑刀為例說(shuō)明其計(jì)算過(guò)程。 d=20mm 根據(jù)切削原理可知,切削速度的高低,主要取決于被加工零件的精度、材 料、刀具的材料和刀具的耐用度等因素。選取可參考表 6-1。 表表 6-1 銑削時(shí)
21、切削速度銑削時(shí)切削速度 切削速度/(m/min) c v 工件材料硬度/hbs 高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀 225184266150 225325123654120鋼 3254256213675 190213666150 1902609184590鑄鐵 1603204.5102130 鋁70120100200200400 黃銅53562050100180 從理論上講,的值越大越好,因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率,而且可以避 c v 免生成積屑瘤的臨界速度,獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀 具等的限制,綜合考慮: 取粗銑時(shí) =150m/min 精銑時(shí) =200m/min c v c v 代入
22、6-1 式中: = = 粗 n 2014 . 3 1501000 精 n 2014 . 3 2001000 =2388.5r/min =3184.7r/min 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速 n 要根據(jù)機(jī)床有的或接近的轉(zhuǎn)速選取 取=2389 r/min =3185 r/min 粗 n 精 n 同理計(jì)算6 鍵槽銑刀:取 =1800r/min = 2000r/min 粗 n 精 n 6.2 進(jìn)給速度進(jìn)給速度 切削進(jìn)給速度 f 是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移, 單位 mm/min。它與銑刀的轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) z 及每次進(jìn)給量(mm/z)的關(guān) z f 系為 f=zn (6-2) z f 每次進(jìn)給量
23、的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表 z f 面粗糙度值等因素。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高,越小,反之則越大;工件 z f 表面粗糙度值越小,就越小;硬進(jìn)合金銑刀的每次進(jìn)給量高于同類(lèi)高速鋼銑 z f 刀,可參考表 6-2 選取 表表 6-2 銑刀每次進(jìn)給量銑刀每次進(jìn)給量 z f 每齒進(jìn)給量/(mm/z) z f 粗銑精銑 工件材料 高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀 鋼0.100.150.100.25 鑄鐵0.120.200.150.30 0.020.050.100.15 鋁0.060.200.100.250.050.100.020.05 綜合選取:粗銑=0.06 mm
24、/z z f 精銑=0.03mm/z z f 銑刀齒數(shù) z=3 上面計(jì)算出: =2389 r/min =3185 r/min 粗 n 精 n 將它們代入式子 6-2 計(jì)算。 粗銑時(shí):f=0.0632389 =430mm/min 精銑時(shí):f=0.0333185 =287mm/min 切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動(dòng) 調(diào)整,以獲得最佳切削狀態(tài)。 6.3 背吃刀量背吃刀量 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定,在剛度允許的條件下,應(yīng) 盡可能使背吃刀量等于工作的加工余量,這樣可以減少走刀次數(shù),提高生產(chǎn)效 率。為了保證加工表面質(zhì)量,可留少量精加工余量,一般留 0.10
25、.3mm。 總之,切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 用 類(lèi)比方法確定。同時(shí),使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng), 以形成最侍切削用量。 7 選擇機(jī)床選擇機(jī)床 我院數(shù)控加工室現(xiàn)有 fanuc-0i 系統(tǒng)的銑削用機(jī)床有三臺(tái),兩臺(tái)為數(shù)控銑 削加工中心 kvc650,一臺(tái)為立式數(shù)控銑床 xk5032a。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、形狀 以及精度等條件來(lái)選擇數(shù)控設(shè)備的型號(hào),由于該零件是由直線、圓弧構(gòu)成,形 狀不是很復(fù)雜,但工序較多,雖然以上兩種設(shè)備均可進(jìn)行加工,但是 xk5032a 系統(tǒng)沒(méi)有自動(dòng)換刀裝置,零件在加工過(guò)程中需要多次換刀,為了減少換刀次數(shù), 提高零件的表面粗糙度和加工
26、效率,所以選擇加工中心 kvc650 進(jìn)行零件加工。 kvc650 技術(shù)指標(biāo)如下表: 表表 7-1 立式加工中心立式加工中心 kvc650 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) 行程(x/y/z)650450500mm 工作臺(tái)尺寸1370405mm 主軸轉(zhuǎn)速606000r/min 刀柄規(guī)格bt40 atc 刀具數(shù)10 把 最大刀具直徑100mm 最大刀具長(zhǎng)度250mm 最大刀具重量6kg 控制系統(tǒng)fanuc 0i 定位精度0.015mm 附數(shù)控銑削加工中心 kvc650 的外形圖 圖圖 7-1 kvc650 的外形圖的外形圖 8 選擇刀具選擇刀具 8.1 刀具選取原則刀具選取原則 在滿(mǎn)足各個(gè)部位加工要求的前提下,
27、盡量減小刀具長(zhǎng)度,以提高工藝系統(tǒng) 的剛性,制造工藝和編程時(shí),一般不用準(zhǔn)確定刀具的長(zhǎng)度,只需初步估算出刀 具長(zhǎng)度范圍。根據(jù)公式選?。?t1=a-b-n+l+zo+tt 公式中:t1刀具長(zhǎng)度 a主軸端面至工作臺(tái)中心最大距離 b主軸在 z 向的最大行程 n加工表面距離工作臺(tái)中心距離 l工件達(dá)到加工深度尺寸 zo刀具切出工件長(zhǎng)度(已加工表面 25mm,毛坯表面 58mm) tt鉆頭尖端錐度部分長(zhǎng)度,一般 tt=0.3d。 8.2 確定刀具確定刀具 結(jié)合公式根據(jù)不同的加工內(nèi)容,則需要不同規(guī)格的刀具來(lái)進(jìn)行加工,該零 件材料為鑄鋁,毛坯為 115 mm115 mm20mm,而轉(zhuǎn)子零件實(shí)際尺寸為 100 mm
28、100 mm13.5mm,余量較多??紤]到加工效率、走刀痕跡、走刀的重疊 量等工藝,確定粗、精銑平面時(shí)使用100 的面銑刀,外輪廓、凸臺(tái)粗加工采 用直徑為20 的立銑刀,花形凹槽粗精加工使用6 的鍵槽銑刀,凸臺(tái)精加工 采用6 的立銑刀,46孔均采用直徑為6 的鉆頭進(jìn)行加工。 9 冷卻液選擇冷卻液選擇 在切削加工過(guò)程在,被切削層金屬的變形、切屑與刀具前刀面的摩擦和工 件與刀具后刀面的摩擦要產(chǎn)生大量的熱(切削熱) 。大量的切削熱被工件吸收 9%30%、切屑吸收 50%80%、刀具吸收 4%10%、其余周?chē)橘|(zhì)傳出,而 在鉆削時(shí)切削熱有 52%傳入麻花鉆,使用切削液可以有效的降低溫度還可以防 止切削
29、層金屬的變形,減少切削與刀具和工件的摩擦,從而,提高加工精度。 通過(guò)查詢(xún)資料,知道常用的冷卻液主要以下有三種 表表 9-1 常用冷卻液常用冷卻液 冷卻液名稱(chēng)主要成份主要作用 水溶液水、防銹添加劑冷卻 乳化液水、油、乳化劑冷卻、潤(rùn)滑、清洗 切削油 礦物油、動(dòng)植物油、極壓添加 劑或油性 潤(rùn)滑 根據(jù)零件材料和刀具材料,該零件材料為鑄鋁,所用刀具為高速鋼,所以 該加工采用乳化液作為冷卻液。 10 制定工藝卡制定工藝卡 10.1 工藝過(guò)程卡工藝過(guò)程卡 根據(jù)前述的工藝方案制定轉(zhuǎn)子零件加工的主要工藝過(guò)程,如表 11-1: 表表 10-1 轉(zhuǎn)子零件的加工工藝過(guò)程卡轉(zhuǎn)子零件的加工工藝過(guò)程卡 零件名稱(chēng)轉(zhuǎn)子零件零件
30、材料鋁件車(chē)間數(shù)控加工室 工 序 工序名稱(chēng)設(shè)備名稱(chēng)夾具進(jìn)給量(mm/r) 主軸轉(zhuǎn) (r/min) 切削速度 (mm/min) 1 粗-精銑上 平面 銑床 kvc650 虎鉗 0.8mm/r (精)0.6m/r 3000r/min( 精) 2500r/min 800mm/min (精) 600 mm/min 2 粗-精銑輪 廓 銑床 kvc650 虎鉗 0.4mm/r (精)0.2mm/r 2000r/min( 精) 2500r/min 300mm/min (精) 200 mm/min 3 粗-精銑 80 凸臺(tái) 銑床 kvc650 虎鉗 0.5mm/r (精)0.1mm/r 2000r/min(
31、精) 2000r/min 300mm/min (精) 180 mm/min 4 粗-精銑 r15 凹槽 銑床 kvc650 虎鉗 0.3mm/r (精)0.1mm/r 1800r/min( 精) 2000r/min 250mm/min (精) 200 mm/min 5 粗-精鉆 20 孔 銑床 kvc650 虎鉗 0.3mm/r (精)0.1mm/r 800 r/min(精) 1000r/min 180mm/min (精) 150 mm/min 6 粗-精銑 30 島 銑床 kvc650 虎鉗 0.3mm/r (精)0.1mm/r 1800r/min( 精) 2000r/min 250mm/m
32、in (精) 200 mm/min 7 鉆 46 通 孔、沉孔 銑床 kvc650 虎鉗 0.3mm/r (精)0.1mm/r 1200 r/min80 mm/min 編制黃小瓊審核肖善華批準(zhǔn)肖善華共 1 頁(yè)第 1 頁(yè) 10.2 工序卡工序卡 表表 10-2 工序卡工序卡 1 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件圖號(hào) 工廠 數(shù)控銑削中心 數(shù)控加工工序卡 零件名稱(chēng)轉(zhuǎn)子 工序簡(jiǎn)圖 材料鑄鋁 使用設(shè)備kvc650 工序號(hào)1 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng)平口虎鉗 夾具編號(hào) 工 步 號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢 具 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 (mm) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 背吃刀量 (mm/r) 1 粗銑上平面留
33、 余量 0.3mm 游標(biāo)卡尺t0110030008000.8 2 精銑底平面 保證粗糙度 ra3.2 游標(biāo)卡尺t0110025006000.6 編 制 黃小瓊審核肖善華批準(zhǔn)肖善華共 7 頁(yè)第 1 頁(yè) 表表 10-3 工序卡工序卡 2 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件圖號(hào) 工廠 數(shù)控銑削中心 數(shù)控加工工序卡 零件名稱(chēng)轉(zhuǎn)子 工序簡(jiǎn)圖 材料鑄鋁 使用設(shè)備kvc650 工序號(hào)2 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng)平口虎鉗 夾具編號(hào) 工 步 號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢 具 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 (mm) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 背吃刀量 (mm/r) 1 粗銑輪廓留余 量 0.3mm 游標(biāo)卡尺t02202000
34、3000.5 2精銑外輪廓游標(biāo)卡尺t022025002000.2 編 制 黃小瓊審核肖善華批準(zhǔn)肖善華共 7 頁(yè)第 2 頁(yè) 表表 10-4 工序卡工序卡 3 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件圖號(hào) 工廠 數(shù)控銑削中心 數(shù)控加工工序卡 零件名稱(chēng)轉(zhuǎn)子 工序簡(jiǎn)圖 材料鑄鋁 使用設(shè)備kvc650 工序號(hào)3 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng)平口虎鉗 夾具編號(hào) 工 步 號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢 具 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 (mm) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 背吃刀量 (mm/r) 1 粗銑80 凸臺(tái) 留余量 0.2mm 游標(biāo)卡尺t022025003000.5 2精銑80 凸臺(tái)游標(biāo)卡尺t06620001800.1 編
35、制 黃小瓊審核肖善華批準(zhǔn)肖善華共 7 頁(yè)第 3 頁(yè) 表表 10-5 工序卡工序卡 4 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件圖號(hào) 工廠 數(shù)控銑削中心 數(shù)控加工工序卡 零件名稱(chēng)轉(zhuǎn)子 工序簡(jiǎn)圖 材料鑄鋁 使用設(shè)備kvc650 工序號(hào)4 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng)平口虎鉗 夾具編號(hào) 工 步 號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢 具 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 (mm) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 背吃刀量 (mm/r) 1粗銑 r15 凹槽游標(biāo)卡尺t03618002500.3 2精銑 r15 凹槽游標(biāo)卡尺t03620002000.1 編 制 黃小瓊審核肖善華批準(zhǔn)肖善華共 7 頁(yè)第 4 頁(yè) 表表 10-6 工序卡工序卡 5 產(chǎn)
36、品名稱(chēng)或代號(hào)零件圖號(hào) 工廠 數(shù)控銑削中心 數(shù)控加工工序卡 零件名稱(chēng)轉(zhuǎn)子 工序簡(jiǎn)圖 材料鑄鋁 使用設(shè)備kvc650 工序號(hào)5 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng)平口虎鉗 夾具編號(hào) 工 步 號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢 具 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 /mm 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 背吃刀量 /mm 1 鉆20 通孔留 2mm 精銑余量 游標(biāo)卡尺t041615001800.3 2 精銑20 通孔 保證粗糙度 ra3.2 游標(biāo)卡尺t03618001500.1 編 制 黃小瓊審核肖善華批準(zhǔn)肖善華共 7 頁(yè)第 5 頁(yè) 表表 10-5 工序卡工序卡 6 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件圖號(hào) 工廠 數(shù)控銑削中心 數(shù)控加工工
37、序卡 零件名稱(chēng)轉(zhuǎn)子 工序簡(jiǎn)圖 材料鑄鋁 使用設(shè)備kvc650 工序號(hào)6 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng)平口虎鉗 夾具編號(hào) 工 步 號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢 具 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 (mm) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 背吃刀量 (mm/r) 1粗銑30 島嶼游標(biāo)卡尺t03618002500.3 2精銑30 島嶼游標(biāo)卡尺t03620002000.1 編 制 黃小瓊審核肖善華批準(zhǔn)肖善華共 7 頁(yè)第 6 頁(yè) 表表 10-7 工序卡工序卡 7 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件圖號(hào) 工廠 數(shù)控銑削中心 數(shù)控加工工序卡 零件名稱(chēng)轉(zhuǎn)子 工序簡(jiǎn)圖 材料鑄鋁 使用設(shè)備加工中心 工序號(hào)7 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng)平口虎鉗
38、夾具編號(hào) 工 步 號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢 具 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 /mm 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 背吃刀量 (mm) 1 鉆 46 的沉 孔 游標(biāo)卡尺t0561200800.1 2 鉆 46 的通 孔 游標(biāo)卡尺t0561200800.1 編 制 黃小瓊審核肖善華批準(zhǔn)肖善華共 7 頁(yè)第 7 頁(yè) 10.3 刀具卡片刀具卡片 表表 10-8 數(shù)控加工刀具卡數(shù)控加工刀具卡 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)零件圖號(hào)程序編號(hào) 工序刀具號(hào)刀具名稱(chēng)刀柄型號(hào) 刀具直徑 /mm 備注 1t01面銑刀bt40d100粗精銑上下表面 2t02立銑刀bt40d20粗銑外輪廓80 凸臺(tái) 3t03鍵槽銑刀
39、bt40d6 粗精銑凹槽島精銑 80 凸臺(tái)擴(kuò)10 孔 4t04鉆頭bt40d16鉆20 孔 5t05鉆頭bt40d6 鉆 46 通孔 46 沉孔 6t06立銑刀bt40d6精銑80 凸臺(tái) 編制黃小瓊審核肖善華批準(zhǔn)肖善華共 1 頁(yè)第 1 頁(yè) 附部分刀具圖片如圖: 鉆頭鉆頭 立銑刀立銑刀 球頭銑刀球頭銑刀 圖圖 10-1 刀具圖刀具圖 11 編寫(xiě)程序編寫(xiě)程序 數(shù)控編程中有自動(dòng)編程和手動(dòng)編程兩種,結(jié)合零件圖主要由直線、圓弧組 成,數(shù)學(xué)計(jì)算比較簡(jiǎn)單,所以選用手工編程進(jìn)行。分別編寫(xiě)主要程序如下: 1)注:在銑好基面后,用20mm 的立銑刀,粗加工圖形中80mm 的凸 臺(tái),附粗加工80 凸臺(tái)刀具路線圖如下
40、: 圖圖 11-1 粗加工粗加工80 凸臺(tái)凸臺(tái) 主程序主程序: o0011 g54 g69 g40 g98 g49 t0202 m03 s2500 g90 g00 x-50 y-100 z10 g01 z0 f300 m98 p100022 (調(diào)用子程序調(diào)用子程序 10 次次,子程序順序號(hào)為子程序順序號(hào)為 o0022) g90 g00 z20 x0 y0 m05 m30 子程序子程序: o0022 g91 g01 z-1 f300 g90 g41 g01 x-41 y0 d01 f200 ( 加工加工80 圓,留圓,留 g02 x-41 y0 i 41 j0 單邊單邊 1mm 精加工余量精加工
41、余量 ) g01 y 80 g40 x-50 y-100 m99 2)注:精加工80mm 的凸臺(tái), 采用6mm 立銑刀加工。 主程序主程序: o0033 g54 g98 g40 g49 g91 g69 t0606 m03 s2000 g00 x-40 y-40 z5 g01 z0 f180 m98 p100044 (調(diào)用子程序調(diào)用子程序 10 次次,子程序順序號(hào)為子程序順序號(hào)為 o0044) g00 z20 x0 y0 m05 m30 子程序子程序: o0044 g91 g01 z-1 f200 g90 g41 g01 x-40 y0 d01 f150 g02 x-30.968 y25.318
42、 r40 g03 x-25.318 y30.968 r4 g02 x25.318 r40 g03 x30.968 y25.318 r4 g02 y-25.318 r40 g03 x25.318 y-30.968 r4 g02 x-25.318 r40 g03 x-30.968 y-25.318 r4 g02 x-40 y0 r40 g01 y5 x-50 g40 g01 x-40 y-40 m99 3)注:加工20 通孔 (1) 用半徑為 8mm 的鉆頭在(x0 , y0)處鉆至通孔。 (2) 用6mm 的鍵槽銑刀擴(kuò)孔精加工,精加工余量 2 mm,采用程序如下: 主程序主程序: o0055 g
43、54 g98 g40 g49 g69 g90 t01 m03 s1800 g00 x0 y0 z5 g01 z0 f150 m98 p140066 g00 z30 m05 m30 子程序子程序: o0066 g91 g01 z-1 f150 g90 g01 x-7 y0 f200 g03 x7 y0 r10 f150 g01 x0 y0 f100 m99 4)注:加工中間深 5 mm 的花型凹槽,采用6 mm 的鍵槽銑刀。 主程序主程序: o0077 g54 g98 g69 g40 g49 t0303 m03 s2000 g00 x0 y0 z10 g01 z0 f150 m98 p05008
44、8 g00 z100 m05 m30 子程序子程序: o0088 g91 g01 z-1 f150 g90 g01 x10 y0 g03 x10 y0 i-10 j0 (第一次加工半徑為(第一次加工半徑為 10mm 的圓,吃刀量為的圓,吃刀量為 5mm。) g01 x15 (第二次加工吃刀量為(第二次加工吃刀量為 5mm, g03 x15 y0 i-15 j0 加工半徑為加工半徑為 15mm 的圓)的圓) g01 y-6.21 g41 g01 x21.213 y0 d01 (建立刀偏,符合吃刀量(建立刀偏,符合吃刀量 g03 x0 y21.213 r16.25 在刀具半徑的在刀具半徑的 2/3
45、 以?xún)?nèi)。以?xún)?nèi)。 ) g03 x-21.213 y0 r16.25 g03 x0 y-21.213 r16.25 g03 x21.213 y0 r16.25 (第一次以半徑(第一次以半徑 16.25mm 加加 g03 x0 y21.213 r15 工一圈完后,又以半徑工一圈完后,又以半徑 15mm g03 x-21.213 y0 r15 繼續(xù)加工,直到工件尺寸,沒(méi)有繼續(xù)加工,直到工件尺寸,沒(méi)有 g03 x0 y-21.213 r15 留下加工余量??梢詼p小半徑留留下加工余量??梢詼p小半徑留 g03 x21.213 y0 r15 出精加工余量。出精加工余量。 ) g40 g01 x0 y0 (取消
46、刀偏)(取消刀偏) m99 5)注:加工30 島嶼采用半徑為6mm 的鍵槽銑刀。 主程序:主程序: o0099 g54 g98 g40 g49 g69 t0303 m03 s2000 g00 x17.5 y0 z5 g01 z-5 m99 p100100 g00 z50 x0 y0 m05 m30 子程序子程序 : o0100 g91 g01 z-0.5 f120 (每次調(diào)用子程序每次調(diào)用子程序 z 軸下降軸下降 0.5mm) g90 g03 x17.5 y0 i-17.5 j0 (加工半徑加工半徑30mm 的整圓的整圓) g41 g01 x18.815 y8.923 d01 (建立刀偏)(建
47、立刀偏) g03 x16.971 y16.971 r30 (運(yùn)動(dòng)到指定的點(diǎn))(運(yùn)動(dòng)到指定的點(diǎn)) g03 x0 y21.213 r17 (第一圈以半徑(第一圈以半徑 17mm 加工,加工, g03 x-21.213 y0 r17 (吃刀量小于(吃刀量小于 2/3 的半徑)的半徑) g03 x0 y-21.213 r17 g03 x21.213 y0 r17 g03 x0 y21.213 r17 g03 x-21.213 y0 r15.15 (第二圈以半徑(第二圈以半徑 15.15mm 加工,加工, g03 x0 y-21.213 r15.15 吃刀量小于吃刀量小于 2/3 的半徑)的半徑) g0
48、3 x21.213 y0 r15.15 g03 x0 y21.213 r15.15 g03 x-21.213 y0 r15 (第三圈以半徑(第三圈以半徑 15mm 加工)加工) g03 x0 y-21.213 r15 g03 x21.213 y0 r15 g03 x0 y-21.213 r15 g91 g00 z10 (退刀)(退刀) g90 g40 g00 x17.5 y0 (取消刀偏,回到下刀位置)(取消刀偏,回到下刀位置) g91 g01 z-10 m99 12 零件加工零件加工 12.1 回機(jī)床零點(diǎn)回機(jī)床零點(diǎn) 開(kāi)機(jī)首先檢驗(yàn)機(jī)床主軸是否能正常的運(yùn)轉(zhuǎn),檢查各輔助功能是否正常,然 后將各坐標(biāo)軸回到機(jī)床零點(diǎn)。 12.2 建立工件坐標(biāo)建立工件坐標(biāo) 將夾具找正后,裝夾工件。所謂建立工件坐標(biāo)系就是使刀具在機(jī)床中具有 正確的位置關(guān)系。由于該工件毛坯充足,采用試切對(duì)刀,試切對(duì)刀又分相對(duì)和 絕對(duì)兩種,在此我采用相對(duì)對(duì)刀法,也就是用基準(zhǔn)刀建立坐標(biāo)系后,再把另外的 刀具與它建立長(zhǎng)度方向的關(guān)系。 12.3 程序驗(yàn)檢程序驗(yàn)檢 將程序輸入機(jī)床后進(jìn)行相應(yīng)的修改,再將機(jī)床處于單段運(yùn)行狀態(tài),檢驗(yàn)刀 具在機(jī)床中運(yùn)行的位置是否正確,主要是 z 軸,當(dāng)位置確定后釋放單段運(yùn)行狀 態(tài)。 12.4 自動(dòng)運(yùn)行自動(dòng)運(yùn)行 自動(dòng)運(yùn)行后,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量,讓刀具擁有合適的切削參數(shù),并且注意 冷卻液及其他輔助功能的正常運(yùn)行。
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