典型铣削零件数控加工工艺设计示例.doc

典型零件数控加工工艺设计步骤 一、设计要求： 加工零件如图2.1所示，材料为HT200，毛坯尺寸：长×宽×高为170mm×110mm×50mm。 二、设计说明书 （一）前言 简要叙述毕业（或课程）设计的目的及意义。 （二）分析零件的工作图 零件的主要加工表面、技术要求（尺寸公差与加工精度、形位公差、表面粗糙度要求）、零件的主要基准等。 （三）确定毛坯的种类及制造方法 （四）拟定零件机械加工工艺路线 1.选择定位基准：选择零件的粗基准、精基准、辅助基准。 2.确定零件的加工方法： 平面加工：车、铣、刨、磨、拉、研磨、刮削（研）、抛光； 外圆加工：车、磨、研磨、珩磨、砂带磨、抛光、滚压； 孔加工：钻、扩、铰、镗、拉、磨、珩磨、研磨、挤压； 螺纹加工：车、攻（套）、铣、磨、滚压； 齿形加工：铣、拉、插、滚、剃、珩、磨； 成形表面加工：成形刀具加工、简单刀具加工。 加工阶段的划分： 粗加工阶段 ：主要去除各表面的大部分加工余量，并加工出精基准 半精加工阶段 ：完成一般精度表面的加工，为主要表面的精加工做准备 精加工阶段 ： 使主要表面的加工达到设计的加工精度和表面粗糙度，为少数需要精密加工或光整加工的表面做准备 光整加工阶段 ：达到高精度表面的加工精度和表面粗糙度要求 3.安排加工顺序：加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面(底面)→粗、精加工上表面→外圆及其台阶面→孔系加工→外轮廓铣削→精加工底面并保证尺寸。 比如： （1）粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。 以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。 （2）拉花键。以A面为基准， （3）铣削槽B面。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具 （4）铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。 （5）铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。 4. 确定装夹方案。由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点选择，比如加工上表面，可选用平口虎钳夹紧；铣削外轮廓时，应采用一面两孔定位方式。选择上述装夹方式，结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。 （五）确定各工序所需的机床和工艺装备 （六）工序设计 1.确定各工序的加工余量 2.计算各工序尺寸 3.确定各工序的切削用量 切削用量包括主轴转速(切削速度)、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。 合理选择切削用量的原则是:粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。 孔系加工切削用量见表2.2。该零件材料切削性能较好，铣削平面、60mm外圆及其台阶面和外轮廓面时，留0.5mm加工精余量，其余一次走刀完成粗铣。 确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工铸铁(190~260HB) 时的切削速度为45~90m/min，取vc=70m/min，然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡片中(若机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速)。 确定进给速度时，根据铣刀齿数、主轴转速和切削用量手册中给出的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。 背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率的机床上，背吃刀量可达8~10mm。半精加工时，背吃刀量取为0.5~2mm。精加工时，背吃刀量取为0.2~0.4mm。 表 2.2 孔系加工刀具与切削用量参数 4. 刀具选择。刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。 与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。 选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀。对一些主体型面和变斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓