數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文數(shù)控加工工藝與加工

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1、武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 數(shù)控加工工藝與加工 系 別 機電工程系專 業(yè) 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用班 級05數(shù)控（6）班 姓 名 指導(dǎo)老師 2008 年 5月 15日目錄摘要 （4）第一章 緒論 （5）第二章 軟件介紹 （6）第三章YJS3的工藝分析(7)3.1零件圖樣工藝分析 (7)3.1.1結(jié)構(gòu)特點分析 (7)3.1.2結(jié)構(gòu)工藝性分析 (7)3.2關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析 (7)3.3毛胚及裝夾方案確定 (8)3.3.1毛坯的選擇 (8)3.3.2裝夾分析 (8) 3.4工藝措施及加工方案確定 (11)3.4.1數(shù)控銑削加工方案的確定 (11)3.4.2關(guān)鍵的加工路線方案比較 (11)

2、3.5選擇刀具(12)3.5.1銑刀類型的簡介及選擇 (12)3.5.2銑刀參數(shù)簡介及選擇(14)3.6切削用量簡介及選擇 (15)3.6.1切削用量的選擇原則(15)3.6.2主軸轉(zhuǎn)速n的確定(16)3.6.3切削進給速度F的確定 (17)3.7本課題數(shù)控工藝卡片(17)3.7.1刀具卡片 (17)3.7.2路線單 (20)3.7.3工序卡片 (21)第四章YJS盤類零件的建模設(shè)計與加工(32)4.1pro/e建模的過程（32）4.1.1建模的分析（32）4.1.2建模的步驟 （22）4.2YJS3盤類零件的加 （45）4.2.1上表面加工 （45）4.2.2兩側(cè)面孔加工 （55）4.2.3

3、下表面加工 （56）第五章 設(shè)計總結(jié) （67）參考文獻 （69）致謝 (70)附錄附錄 摘 要現(xiàn)代機械加工中，不僅需要傳統(tǒng)加工的工藝基礎(chǔ)，還需要現(xiàn)代先進的機械加工技術(shù)，但是數(shù)控加工的工藝是離不開傳統(tǒng)加工工藝基礎(chǔ)的。隨著數(shù)控機床在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控加工技術(shù)也得到進一步的發(fā)展。近年來，數(shù)控加工和數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用呈突飛猛進之勢，包括以組合機床為主的大量生產(chǎn)方式，現(xiàn)在都向以數(shù)控設(shè)備為主的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，模具行業(yè)、汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)效率明顯提高，對產(chǎn)品的生產(chǎn)周期提出更高的要求，從產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)到投入生產(chǎn)都盡量縮短其時間，所以零件的建模，加工和編程都顯得極其重要，零件的建模即利用計算機輔助設(shè)計

4、軟件依照零件圖紙或模型在電腦上完成零件的建模和自動編程。加工則是在數(shù)控機床上進行加工，要獲得較高的經(jīng)濟效益，既要選用性能優(yōu)良的機床，即精度高，效果高，工作可靠性好，又要正確合理地使用機床，這是非常關(guān)鍵的問題。隨著數(shù)控機床及應(yīng)用，人才市場急需懂得數(shù)控機床工作原理及數(shù)控編程加工工藝和實的日益廣泛普及操作的專業(yè)人才。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工工藝；pro/e；Master CAD/CAM；數(shù)控切削參數(shù)；第一章 緒論計算機輔助數(shù)控加工編程是指利用CAM系統(tǒng)對由CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型，選擇確定加工工藝參數(shù)，生成、編輯、防真刀具的運動軌跡，以實現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬加工，并產(chǎn)生實際數(shù)控機床加工零件的數(shù)控程序。在這里我主

5、要用pro/e建模和Master CAD/CAM 生成刀具路徑。同時CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可直接經(jīng)CAM軟件處理成數(shù)控機床可識別的代碼，進而采用數(shù)控加工設(shè)備進行加工，使模具生產(chǎn)實現(xiàn)高精度、高效率和高自動化。數(shù)控機床是按照事先編制好的數(shù)控程序自動地對工件進行加工的高效自動化設(shè)備。數(shù)控程序除了能保證加工出符合圖樣要求的合格零件外，還應(yīng)該充分地發(fā)揮，利用數(shù)控機床的各種功能，高效加工合格零件。所以數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。在根據(jù)零件的具體加工部位和零件的結(jié)構(gòu)工藝特點，選擇利用計算機進行自動編程。進入新世紀(jì)以來，數(shù)控加工發(fā)展的方向越來越明顯，越來越高度化，主要向高速切削和高精度

6、加工，復(fù)合化加工和控制智能化等方向發(fā)展；當(dāng)然集成化方向的發(fā)展也是很明顯的，作為數(shù)控專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該努力學(xué)習(xí)，將來在工作崗位上體現(xiàn)自己的智慧，對YJS3盤類零件設(shè)計是對自己的一次鍛煉。第二章 軟件介紹Pro/e和Master CAD/CAM軟件簡介。Pro/e是由參數(shù)科技公司研發(fā)的3D產(chǎn)品設(shè)計軟件，其功能十分廣泛，包含實體建模，曲面設(shè)計，工程圖，拆模，等。Pro/e的功能非常齊全與強大，所以對于提高產(chǎn)品的研發(fā)效率具有非常大的幫助。廣泛用于機械、汽車、航空等行業(yè)，特別是在模具制造業(yè)中應(yīng)用最廣。其具體的功能有： 二維繪圖和三維造型。在二維空間得到圖形的過程稱為繪圖，而三維空間里創(chuàng)建的是虛擬形體，這種創(chuàng)

7、建過程我們習(xí)慣上稱為三維造型。可以非常直觀地用多種方法創(chuàng)建規(guī)則曲面和復(fù)雜的異行曲面，而且可以隨意修改。創(chuàng)建曲面模型的過程稱為表面造型?？梢噪S意地創(chuàng)建各種基本實體，聯(lián)合多種編輯功能可以創(chuàng)建任意復(fù)雜程度的實體，并可靈活地進行修改。創(chuàng)建實體模型的過程稱為零件建模。Master CAD/CAM的最終目的是對設(shè)計出來的作品進行加工，在電腦上僅能完成模擬的加工，但能產(chǎn)生在數(shù)控機床上真實加工時所必需的加工程序。然后就可以在機床上進行加工。加工必須使用刀具，只要運動著的刀具接觸到的材料都將被切除，所以刀具的運動軌跡實際上就決定了零件加工后的形狀，因而設(shè)計刀具的運動軌跡是至關(guān)重要的，刀具的運動軌跡常稱為刀具路徑

8、。刀具的運動軌跡不同決定了加工的質(zhì)量的好壞，所以在加工時一定要根據(jù)曲面進行合理選擇加工刀具路徑。生成后處理程序，模擬加工過程。前面還只是完成了刀具路徑的規(guī)劃，在數(shù)控機床上正式加工，還需要一份對應(yīng)于機床的控制系統(tǒng)的程序。Master CAD/CAM可以在圖形和刀具路徑的基礎(chǔ)上，進一步自動和迅速地生成程序，并可以根據(jù)經(jīng)驗或加工實際條件對參數(shù)進行修改和調(diào)整。該軟件使用方便，加工出來的零件可以滿足實際需求的表面質(zhì)量。其使用的范圍越來越廣闊。逐漸在各行各也被廣泛采用。第三章YJS3的工藝分析3.1.零件圖樣工藝分析 數(shù)控加工中，數(shù)控機床是按照預(yù)先編好的數(shù)控程序自動地對工件進行加工，為了確保加工的安全、可

9、靠和高效。首先編程要把握圖樣對工件的材料、形狀、尺寸、精度及技術(shù)要求等進行分析。通過分析，可確定該零件是否適宜在數(shù)控機床上加工。3.1.1結(jié)構(gòu)特點分析結(jié)構(gòu)特點：由零件圖可知，該零件主要是由孔平面曲面螺紋圓弧槽組合。3.1.2結(jié)構(gòu)工藝性分析結(jié)構(gòu)工藝性：經(jīng)多次審核分析圖紙上的信息。零件圖紙中構(gòu)成輪廓的幾何元素的條件是充分的，從經(jīng)濟上考慮，此零件要加工的有孔平面曲面螺紋圓弧槽，多工序，多工步，像這樣的零件 是屬盤類工件，主要加工上下兩個平面和平面上的孔系、曲線曲面，是立式銑床或立式加工中心的常見加工形式（符合工序集中和形狀復(fù)雜要求）。3.2關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析：加工工件的精度

10、要求一般體現(xiàn)在三個方面。尺寸公差、表面粗糙度及形位公差。對這幾項要求進行綜合分析，才能決定最終的工藝方法，該零件主要由平面孔系曲面輪廓槽形螺紋組成，按照工件的外形特點，該零件的主要加工內(nèi)容可分為上、中、下、左側(cè)平面和后側(cè)平面五個部分。（1）工件上表面的加工內(nèi)容及要求 上表面為槽形狀的曲線輪廓，高度為mm，主要有五項加工內(nèi)容：1）銑削最上面的圓形凸臺，控制尺寸mm。 2）銑削槽形狀的曲線輪廓，控制尺寸2mm，2mm，4R33mm，8R5mm表面粗糙度m。3)四個開口鍵槽，控制尺寸四個鍵槽，控制尺寸2mm，4mm。 4）沉孔 mm，深mm表面粗糙度為m 。5）撥叉形狀曲線輪廓的R3圓角，表面粗糙為

11、m 。6） mm的中孔，表面粗糙度為m，要求對基準(zhǔn)D的垂直度公差為0.03mm，對基準(zhǔn)C同軸度公差為0.03mm，對基準(zhǔn)A,B的同位度公差為0.03mm。（2）工件上表面的加工內(nèi)容及要求，下表面的輪轂形狀的輪廓，高度 mm，主要有五項加工內(nèi)容（表面粗糙度都為m）：1）圓形外輪廓，高度mm輪廓尺寸 mm。2）五個封閉的曲線槽，槽底深度距上表面mm要控制尺寸 mm, mm,58,及58mm。3)螺紋孔M361.5-7H，底孔深20mm，螺孔深15mm。4）凹形曲面R28、m 。5)封閉槽mm, mm。（3）后平面上的孔mm，mm;對基準(zhǔn)A有垂直度公差為0.03mm。（4）左側(cè)平面上的孔mm, mm

12、;對基準(zhǔn)D有平行度公差為0.03mm。3.3 毛胚及裝夾方案確定3.3.1毛坯的選擇工件材料為45鋼，具有良好的切削性能。選用鍛件，采用模鍛方式。毛坯外形為123mm123mm48mm的六面體，六面相互平行，外形易于裝夾。3.3.2 裝夾分析：（1）夾具的選擇：夾具按通用化程度分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具。通用夾具適用范圍廣，可用于加工一定范圍內(nèi)的不同工件；專用夾具適用范圍窄，可用于批量生產(chǎn)場合；可調(diào)夾具主要用于加工形狀相近或尺寸相近的工件；組合夾具可用于單件或小批量生產(chǎn)。機床夾具的作用是保證加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、改善工人的勞動條件、降低生產(chǎn)成本。所以，正確選擇夾具也是加工的

13、關(guān)鍵因素之一。對本課題零件分析，零件要求為中批生產(chǎn)，在加工20工序時，可采用通用夾具，如采用精密平口虎鉗，降低生產(chǎn)成本；加工30、40和50工序要采用專用夾具，如采用專用銑床夾具，提高生產(chǎn)率。（2）確定定位方案：工件定位一般采用六點定位定則，六點定位定則可應(yīng)用于任何類型的工件。無論工件的形狀和結(jié)構(gòu)有何不同，它們的六個自由度都可以用六個支承點限制，只是六個支承點的分布形式不同。在實際加工中，并不一定要限制工件六個自由度。工件的六個自由度都被限制的定位稱為完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但能滿足加工要求的定位稱為不完全定位。要定位，就得考慮定位基的選擇原則。選擇定位基準(zhǔn)時，是從保證工件加工精

14、度要求出發(fā)的，因此，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選擇精基準(zhǔn)，再選擇粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇原則有基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意盡快獲得精基準(zhǔn)面。粗基準(zhǔn)選擇原則：如果要求保證工件上某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面不粗基準(zhǔn)。若要求保證加工面與不加工面間的位置要求，則應(yīng)選不加工表面為粗基準(zhǔn)。作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光潔，有一定面積，以使工件定位可靠，夾緊方便。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次。對本課題加工零件定位分析，首先確定看平面圖的坐標(biāo)系如下圖3.1所示。 圖3.1 定位如下各圖所示：加工上表面，采用完全定位方法，符合粗基準(zhǔn)選擇原則。

15、如下圖3.2所示。 圖3.2孔加工：采用不完全定位方法，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。如圖3.3所示。 圖3.3下表面加工：采用不完全定位方法，符全基準(zhǔn)統(tǒng)一原則和基準(zhǔn)重合原則。如圖3.4所示。 圖3.43.4 工藝措施及加工方案確定3.4.1數(shù)控銑削加工方案的確定：由于每個工件的加工工藝方案，都 是根據(jù)工件的類型 具體加工內(nèi)容以及給定的加工約束條件進行綜合分析后確立的，在清楚加工內(nèi)容后，結(jié)合機床類型和夾具類型，制訂工藝路線，確定每一工序所使用的刀具。現(xiàn)就此工件而言：由于中批生產(chǎn)，機床選用立式數(shù)控銑床和立式加工中心。（1）數(shù)控銑削上下平面及挖槽的加工方案：加工精度為IT6IT7級，m的除淬火鋼以外的常用金屬

16、，可按粗銑，半精銑的方案加工。加工精度為IT6IT7級，m的除淬火鋼以外的常用金屬，可按粗銑，半精銑，精銑的方案加工。（2）孔的加工方案：加工精度為IT6IT7級，m的除淬火鋼以外的常用金屬，可按鉆孔，擴孔，半精鉸，精鉸。（3）曲面加工方案：加工尺寸公差為自由公差的曲面，m的除淬火鋼以外的常用金屬，余量不是很在，可作為一次加工到位。3.4.2關(guān)鍵的加工路線方案比較：（1）撥叉形狀曲線輪廓的R3圓角，表面粗糙為m。加工方法有多種，主要有平行銑削加工和流線加工，平行銑削加工經(jīng)過CAM軟件的仿真，加工效率較高，加工質(zhì)量也好。（2）凹曲面R28 ,表面粗糙為m。加工方法有多種，主要有平行銑削加工和流線

17、加工，平行銑削加工經(jīng)過CAM軟件的仿真，加工效率較高，但加工質(zhì)量不好。所以采用流線加工不。（3）封閉槽 mm,mm，深度為mm加工方式多，可采用不同直徑的刀具加工，但從加工的經(jīng)濟上考慮，選擇8的鍵槽銑刀直接加工，來保證加工質(zhì)量，但這對刀具質(zhì)量的要求會更高。（4）再加工螺紋孔M361.5-7H，底孔深20mm，螺紋孔深15mm。加工此螺紋可采用數(shù)控機床加工，充分利用數(shù)控機床的加工性能。也可采用鉗工手工攻絲，但效率太低。在攻絲之前是必須先加工個底孔mm,這是跟據(jù)尺寸公式：D-1.08P得來的。3.5.選擇刀具3.5.1銑刀類型的簡介及選擇 數(shù)控加工中，刀具的選擇非常重要。主要依據(jù)加工表面的尺寸，工

18、件材料所要求的加工精度，表面粗糙度及選定的加工方法等選擇刀具。目前最常用的刀具材料是高速鋼和硬質(zhì)合金。1.高速鋼 是在合金工具鋼中加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。它具有較高的強度、韌性和耐熱性，是目前應(yīng)用廣泛的刀具材料。因刃磨時易獲得鋒利的刃口，又稱“鋒鋼”。高速鋼按用途不同，可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。（1）普通高速鋼 普通高速鋼具有一定的硬度（6267HRC）和耐磨性、較高的強度和韌性，切削鋼料時切削速度一般不高于5060m/min，不適合高速切削和硬材料的切削。常用牌號有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。（2）高性能高速鋼 在普通高速鋼中增加碳、釩的含量或加入一

19、些其它合金元素而得到耐熱性、耐磨性更高的新鋼種。但這類鋼的綜合性能不如普通高速鋼。常用牌號有9W18Cr4V、9W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V3等。2.硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是由硬度和熔點都很高的碳化物，用Co、Mo、Ni作粘結(jié)劑燒結(jié)而成的粉末冶金制品。其常溫硬度可達7882 HRC，能耐8501000的高溫，切削速度可比高速鋼高410倍。但其沖擊韌性與抗彎強度遠(yuǎn)比高速鋼差，因此很少做成整體式刀具。實際使用中，常將硬質(zhì)合金刀片焊接或用機械夾固的方式固定在刀體上。我國目前生產(chǎn)的硬質(zhì)合金主要分為三類：（1）K類（YG）即鎢鈷類，由碳化鎢和鈷組成。這類硬質(zhì)合金韌性較好，但硬度和耐磨性較差，適用

20、于加工鑄鐵、青銅等脆性材料。常用的牌號有：YG8、YG6、YG3，它們制造的刀具依次適用于粗加工、半精加工和精加工。數(shù)字表示Co含量的百分?jǐn)?shù)，YG6即含Co為6%，含Co越多，則韌性越好。（2）P類（YT）即鎢鈷鈦類，由碳化鎢、碳化鈦和鈷組成。這類硬質(zhì)合金耐熱性和耐磨性較好，但抗沖擊韌性較差，適用于加工鋼料等韌性材料。常用的牌號有：YT5、YT15、 YT30等，其中的數(shù)字表示碳化鈦含量的百分?jǐn)?shù)，碳化鈦的含量越高，則耐磨性較好、韌性越低。這三種牌號的硬質(zhì)合金制造的刀具分別適用于粗加工、半精加工和精加工。（3）M類（YW）即鎢鈷鈦鉭鈮類。由在鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金中加入少量的稀有金屬碳化物（TaC或N

21、bC）組成。它具有前兩類硬質(zhì)合金的優(yōu)點，用其制造的刀具既能加工脆性材料，又能加工韌性材料。同時還能加工高溫合金、耐熱合金及合金鑄鐵等難加工材料。常用牌號有YW1、YW2。3.其他刀具材料簡介：（1）涂層硬質(zhì)合金 這種材料是在韌性、強度較好的硬質(zhì)合金基體上或高速鋼基體上，采用化學(xué)氣相沉積（CVD）法或物理氣相沉積（PVD）法涂覆一層極薄硬質(zhì)和耐磨性極高的難熔金屬化合物而得到的刀具材料。通過這種方法，使刀具既具有基體材料的強度和韌性，又具有很高的耐磨性。常用的涂層材料有TiC、TiN、Al2O3等。TiC的韌性和耐磨性好；TiN的抗氧化、抗粘結(jié)性好；Al2O3的耐熱性好。使用時可根據(jù)不同的需要選擇

22、涂層材料。（2）陶瓷 陶瓷主要成分是Al2O3，刀片硬度可達78HRC以上，能耐12001450的高溫，故能承受較高的切削速度。但抗彎強度低，沖擊韌性差，易崩刃。主要用于鋼、鑄鐵、高硬度材料及高精度零件的精加工。（3）金剛石 金剛石分人造和天然兩種，做切削刀具的材料，大多數(shù)是人造金剛石，其硬度極高，可達10000HV（硬質(zhì)合金僅為13001800HV）。其耐磨性是硬質(zhì)合金的80120倍。但刃性差，對鐵族材料親和力大。因此一般不宜加工黑色金屬，主要用于硬質(zhì)合金、玻璃纖維塑料、硬橡膠、石墨、陶瓷、有色金屬等材料的高速精加工。（4）氮化硼（CNB） 這是人工合成的超硬刀具材料，其硬度可達730090

23、00HV，僅次于金剛石的硬度。但熱穩(wěn)定性好，可耐13001500高溫，與鐵族材料親和力小。但強度低，焊接性差。目前主要用于加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金和一些難加工材料。刀具材料的選用應(yīng)對使用性能、工藝性能、價格等因素進行綜合考慮，做到合理選用。例如，車削加工45鋼自由鍛齒輪毛坯時，由于工件表面不規(guī)則且有氧化皮，切削時沖擊力大，選用韌性好的K類（鎢鈷類）就比P類（鎢鈷鈦類）有利。又如車削較短鋼料螺紋時，按理要用YT，但由于車刀在工件切入處要受沖擊，容易蹦刃，所以一般采用YG比較有利。雖然它的熱硬性不如YT，但工件短，散熱容易，熱硬性就不是主要矛盾了。3.5.2銑刀參數(shù)簡介及選擇1.面銑刀粗銑時

24、，銑刀時銑刀直徑要小些，因為粗銑切削力大，選小直徑銑刀和減小切削扭矩。精銑時，銑刀直徑要的大些，盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度忽然效率，并減少西哪個另；相鄰兩次進給之間的接刀痕跡。根據(jù)工件的材料、刀具材料及加工性質(zhì)的不同，來確定面銑刀幾何參數(shù)。由于銑削時有沖擊，故前角數(shù)值一般比車刀小些，尤其是硬質(zhì)合金面銑刀前角要更小些。銑削強度和硬度高的材料可選用負(fù)前角，前角的具體數(shù)值可參考表3.1，銑刀的磨損主要發(fā)生在后面上，因為適當(dāng)加大后角，可減少銑刀磨損。常取A=，工件材料硬度不大的取大值，工件材料硬度大的取小值；粗齒銑刀取小值，細(xì)齒銑刀取大值。銑削是沖擊力大，為了保護刀尖，硬質(zhì)合金面銑刀的刃

25、傾角常取R=,只有在銑削強度低的材料時，取R=。主偏角K=的范圍，銑削鑄鐵常用，銑削一般鋼材常用。 2.立銑刀主要參數(shù)選擇 根據(jù)工件材料和銑刀直徑選取前后角都是正值，其具體數(shù)值可參考表3.1，為了使端面切削刃有足夠的強度，在端面切削刃面上一般磨有棱邊，其寬度為0.41.2mm。前角為。 表3.1 立銑刀前后角的選擇工件材料前角銑刀直徑（MM）后角鋼 小于10鑄鐵 10鑄鐵 大于按下敘推薦的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，選取立銑刀的有關(guān)尺寸參數(shù)，如圖3-2所示。（1）刀具半徑r應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑，一般取r=（0.8 0.9）（2）零件的加工高度H（1/4 1/6）r，以保證刀具有足夠的剛度。（3）對不

26、通孔（深槽），選取l=（5 10）mm（l為刀具切削部分長度，H為零件高度。）（4）加工外形及通槽時，選取l=H+r+（5 10）mm（r為端刃底圓角半徑）。（5）加工肋時，刀具直徑為D=（5 10）b（b為肋的厚度）。3.6切削用量簡介及選擇3.6.1切削用量的選擇原則選擇切削用量就是在已經(jīng)選擇好刀具材料和刀具幾何角度的基礎(chǔ)上，確定切削深度，進給量和切削速度。選擇切削用量的原則有以下幾點：（1）提高切削用量要受到工藝裝備的限制，所以粗加工時一般是先按刀具耐用度的限制確定切削用量，之后再考慮整個工藝系統(tǒng)的剛性是否允許，加以調(diào)整，精加工時則主要依據(jù)零件表面粗糙度和加工精度確定 切削 用量。（2）

27、跟據(jù)切削刀具與刀具耐用度關(guān)系可知，影響刀具壽命最小的是背吃刀量其次是進給速度，最大是切削速度。這是因為切削速度對切削溫度的影響最大，溫度升高，刀具磨損加快，壽命明顯下降，所以確認(rèn)切削用量次序應(yīng)是先盡量選擇較大的背吃刀量，其次按工藝裝備與技術(shù)條件的允許選擇最大的進給量，最后再根據(jù)刀具耐用度的允許確定切削速度，這樣可在保證一定刀具耐用度的前提下使背吃刀量、進給量、切削速度的乘積最大。3.6.2主軸轉(zhuǎn)速n的確定主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）要根據(jù)允許的切削速度（m/min）來確定： 式中：d銑刀直徑，單位 mm。 銑削速度，單位 m/min。切削速度的確定是經(jīng)過查閱加工工藝手冊，通過參考手冊上的數(shù)據(jù)，再根

28、據(jù)機床性能和刀具在切削過程中的現(xiàn)象如聽切削聲音或觀察切屑的形狀，根據(jù)現(xiàn)實出現(xiàn)的情況，對參數(shù)做相應(yīng)的調(diào)整，這一過程對沒有經(jīng)驗的工人來說是較難完成的，可向比較有經(jīng)驗的人請教。也可參考表3.2。 表3.2 銑削時的切削速度工件材料硬度/HBS 切削速度/（m/min）高速鋼 硬質(zhì)合金鋼鋼2251842 66150 2253251236 54120 325425 621 3675 鑄鐵 1902136 66150 1902609 18 4590 1603204.510 21303.6.3切削進給速度F的確定切削進給速度F是切削時單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移，單位為/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、

29、銑刀齒數(shù)z、及每齒進給量 (/z) 的關(guān)系為： 每齒進給量的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料表面的硬度和強度越高，每齒進給量就越??；反之則越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進給量高于同類高速鋼銑刀。工件表面粗糙度值越小，每齒進給量就越小。每齒進給量的確定可參考表3.3。工件剛性差或是刀具強度低時，應(yīng)取小值。轉(zhuǎn)速n則與切削速度和機床的性能有關(guān)。所以，切削進給速度應(yīng)根據(jù)所采用的機床的性能、刀具材料、尺寸、被加工零件材料的切削加工性能和加工余量的大小來綜合確定。一般原則是：工件表面的加工余量大，切削進給速度低；反之相反。 表3.3 銑刀每齒進給量工件材料 每齒進給量（

30、/z）粗銑 精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼0.100.150.100.250.020.050.100.15鑄鐵0.120.200.150.303.7本課題數(shù)控工藝卡片3.7.1刀具卡片 本課題的加工刀具如表3.4、表3.5和表3.6所示。表3.4 加工上表面數(shù)控刀具卡片產(chǎn)品名稱 零件 名稱 零件 圖號程序 編號 序號刀具號刀具規(guī)格名稱長度補償?shù)毒卟牧霞庸け砻鎮(zhèn)渥?T01立銑刀硬質(zhì)合金粗銑削上表面凸臺及外形輪廓2T02 立銑刀硬質(zhì)合金精銑削上表面凸臺及外形輪廓3T03中心鉆硬質(zhì)合金mm的中孔4T04 鉆頭硬質(zhì)合金mm的中孔5T05平底刀硬質(zhì)合金mm的中孔6T06鉸刀硬質(zhì)合金

31、 mm的中孔7T07鉸刀硬質(zhì)合金mm的中孔8T08平底刀硬質(zhì)合金精銑開口槽 及擴36臺階孔9T09球刀硬質(zhì)合金銑削撥槽的外輪廓側(cè)壁R3mm圓角表3.5加工兩側(cè)面孔數(shù)控刀具卡片產(chǎn)品名稱 零件 名稱 零件 圖號程序編號備注序號刀具號刀具規(guī)格名稱刀具材料加工表面1T01中心鉆高速鋼mm孔2T02鉆頭高速鋼mm孔3T 03鉆頭高速鋼mm孔4T04鉸刀硬質(zhì)合金mm孔 5T05鉸刀硬質(zhì)合金mm孔表3.6 加工下表面數(shù)控刀具卡片產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號程序 編號 序號刀具號刀具規(guī)格名稱刀具材料加工表面?zhèn)渥?T01立銑刀硬質(zhì)合金銑削下表面凸臺及外形輪廓2T02立銑刀硬質(zhì)合金銑削下表面凸臺及外形輪廓3T03立銑

32、刀高速鋼銑削5個封閉槽 及擴M361.5-7H螺紋孔4T04立銑刀高速鋼銑削5個封閉槽 及擴M361.5-7H螺紋孔5T 05建槽銑刀硬質(zhì)合金銑削 mm封閉槽6T06 球頭銑刀硬質(zhì)合金加工R28曲面7T07的倒角刀高速鋼螺紋孔的邊8T08單片的螺紋孔銑刀硬質(zhì)合金螺紋孔M361.5-7H3.7.2路線單本課題的加工路線單如表3.7所示。表3.7數(shù)控加工路線單長沙航院機械加工路線單用 于資料編號實訓(xùn)車間零件名稱盤類零件零件圖號YJS3裝配圖號第 1頁共 1頁材 料45每機數(shù)量抗拉強度工序號工種作業(yè)名稱制造車間機床設(shè)備工人等級單件工時準(zhǔn)備終結(jié)工藝設(shè)備名稱編號10材料熱處理正火熱處理車間 高級20銑工

33、銑削上、下表面至45 mm.前后表面至 mm并保證表面質(zhì)量普通車間普通銑床高級30銑工加工上表面凸臺形狀的曲線輪廓、加工 mm的孔、加工開口槽 及擴臺階孔、銑削撥槽的外輪廓側(cè)壁R3mm圓角數(shù)控銑床車間立式加工中心高級40鉆加工兩側(cè)面mm、 mm的孔數(shù)控銑床車間立式加工中心高級50銑工加工下表面為圓臺形狀輪廓、五個封閉的曲線槽及螺紋孔、銑削曲面R28、倒角及銑螺紋數(shù)控銑床車間立式加工中心高級60鉗工 去毛刺70檢驗檢驗，入庫數(shù)控車間立式加工中心高級工藝設(shè)計日期指導(dǎo)老師日期3.7.3工序卡片 本課題的工序卡片如表3.8、表3.9和表4.0所示。表3.8普通加工工序卡片零件名稱盤類零件機械加工工序單

34、工序號20工序名稱銑削上、下表面共 3頁零件圖號YJS3第 1頁材料牌號45毛坯狀態(tài)正火機床設(shè)備X6132夾具機用虎鉗工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度切削深度進給量主軸轉(zhuǎn)速切削速度備注5粗銑前平面至122mmT01游標(biāo)卡尺1次150 mm1200mm/min1200r/min180m/min10精銑前平面至121.5 mmT01游標(biāo)卡尺1次150 mm0.5150mm/min1200r/min180m/min15粗銑后平面至120.5 mmT01游標(biāo)卡尺1次150 mm1200mm/min1200r/min180m/min20精銑后平面保證mmT01游標(biāo)卡尺1次150 mm0.51

35、50mm/min1200r/min150m/min25粗銑上面至47mm. T01游標(biāo)卡尺1次150 mm1120mm/min1200r/min150m/min30精銑上面至46.5 mm并保證表面粗糙度T01游標(biāo)卡尺1次150 mm0.5120mm/min1200r/min150m/min35粗銑下面至45.5mm.T01游標(biāo)卡尺1次150 mm1120mm/min1200r/min150m/min40精銑下面至45 mm并保證表面粗糙度T01游標(biāo)卡尺1次150 mm0.5120mm/min1200r/min150m/min 表3.9 數(shù)控加工工序卡片 零件名稱盤類零件機械加工工序單工序號3

36、0工序名稱加工上表面內(nèi)容共 3頁零件圖號YJS3第 2頁材料牌號45毛坯狀態(tài)正火機床設(shè)備立式加工中心夾具專用銑夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度切削深度進給量主軸轉(zhuǎn)速切削速度備注5粗銑上表面及凸臺形狀的曲線輪廓T01游標(biāo)卡尺2mm47mm/min320r/min30m/min10精銑上表面及凸臺形狀的曲線輪廓T02游標(biāo)卡尺2mm35mm/min370r/min35m/min15加工 mm打底孔T03游標(biāo)卡尺17 mm 40 mm/min1000 r/min20m/min20加工 mm鉆孔T04游標(biāo)卡尺150 mm42 mm/min420 r/min20m/min25加工 mm擴孔

37、T05游標(biāo)卡尺150 mm40 mm/min400 r/min20m/min30加工 mm半精鉸T06內(nèi)徑千分尺150 mm15 mm/min80 r/min20m/min35加工 mm精鉸T07內(nèi)徑千分尺150 mm12 mm/min80 r/min20m/min40粗銑開口槽 及擴36臺階孔T05游標(biāo)卡尺280 mm/min530 r/min20m/min45精銑開口槽 及擴36臺階孔T08游標(biāo)卡尺260 mm/min600 r/min20m/min50銑削撥槽的外輪廓側(cè)壁R3mm圓角T09角度模180mm/min1000r/min25 m/min 表3.10 數(shù)控加工工序卡片零件名稱盤類

38、零件機械加工工序單工序號40工序名稱加工兩側(cè)面mm、 mm的孔共 3頁零件圖號YJS3第 2頁材料牌號45毛坯狀態(tài)正火機床設(shè)備數(shù)控銑床夾具專用鉆夾具 工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度切削深度進給量主軸轉(zhuǎn)速切削速度備注5mm打底孔T01游標(biāo)卡尺1次15mm7 mm47 mm/min1000 r/min20m/min10mm鉆孔T02游標(biāo)卡尺1次43mm35 mm42mm/min420r/min15m/min15mm擴孔T03游標(biāo)卡尺1次43mm35 mm40mm/min400r/min25m/min20mm半精鉸孔T04游標(biāo)卡尺1次43mm20 mm15mm/min80r/min20

39、m/min25mm精鉸孔T05千分尺1次43mm20 mm12mm/min80r/min20m/min30 mm打底孔T01游標(biāo)卡尺115mm7 mm47 mm/min1000 r/min20m/min35 mm鉆孔T02游標(biāo)卡尺143mm35 mm42 mm/min420 r/min20m/min40 mm擴孔T03游標(biāo)卡尺143mm35 mm40 mm/min400 r/min20m/min45 mm半精鉸孔T04內(nèi)徑千分尺143mm20 mm15 mm/min80 r/min20m/min50 mm精鉸孔T05內(nèi)徑千分尺143mm20 mm12 mm/min80 r/min20m/min

40、表3.11 數(shù)控加工工序卡片零件名稱盤類零件機械加工工序單工序號50工序名稱加工下表面的全部元素共 3頁零件圖號YJS3第 3頁材料牌號45毛坯狀態(tài)調(diào)質(zhì)機床設(shè)備立式加工中心夾具專用銑削夾具 工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度切削深度進給量主軸轉(zhuǎn)速切削速度備注5粗銑下表面為圓臺形狀及曲線輪廓120，T01游標(biāo)卡尺1次 mm47m/min318 r/min20m/min10精銑下表面為圓臺形狀及曲線輪廓T02游標(biāo)卡尺1次 mm47m/min320r/min20m/min15粗銑五個封閉的曲線槽及擴螺紋底孔T03游標(biāo)卡尺1次 mm45m/min450r/min20m/min20銑削封閉槽T

41、04游標(biāo)卡尺1次 mm79mm/min790r/min25m/min25銑削R28的曲面圓弧T05游標(biāo)卡尺1次120mm/min1200r/min20m/min30倒邊角T06量角器1次2 mm10mm/min80r/min20m/min35銑螺紋孔T07游標(biāo)卡尺4次15 mm40mm/min1500r/min20m/min第四章YJS3盤類零件的建模設(shè)計與加工4.1 pro/e建模的過程pro/e建模的過程就是輔助設(shè)計的過程。由于軟件的功能強大，設(shè)計方便，能更快的幫助設(shè)計人員完成任務(wù)，還能更容易突出新的設(shè)計理念。所以，現(xiàn)今CAD軟件廣為工廠采用。4.1.1建模的分析 按照所查資料得知，為了保

42、證零件的加工質(zhì)量，少出廢品。那么，在建模之前，必需對零件圖上的技術(shù)要求進行分析和數(shù)值計算。從本課題的零件分析可知，該零件的總體加工要求不是很高。像這樣的典型的凸凹模盤類零件，圖形尺寸的調(diào)整有如下步驟：可將基本尺寸換算成平均尺寸；保證原來重要的幾何關(guān)系；通過修改一般尺寸保持零件原有的幾何關(guān)系；按照調(diào)整后的尺寸計算有關(guān)未知節(jié)點的坐標(biāo)尺寸；測量關(guān)鍵尺寸的實際分散中心并求出常值 系統(tǒng)性誤差，再按此誤差對程序尺寸 進行調(diào)整，修改程序。4.1.2建模的步驟(1) 打開Pro/e軟件，不選擇缺省模式，選擇公制。左鍵單擊新建/零件/插入/伸出項/拉伸/選擇一個草繪平面/完成 進入草繪，在畫圖時要注意線與線之間

43、的相切關(guān)系。畫圖形如圖4.1所示。圖4.1完成圖形后，左鍵單擊完成按鈕。提示拉伸的長度，在指定的窗口中輸入22.05 mm回車，完成后如圖4.2所示。 圖4.2 (2) 在上一步的基礎(chǔ)上，用左鍵單擊選擇上表面單擊插入/伸出項/拉伸/單側(cè)/選擇一個草繪平面/完成進入草繪，要注意線與線之間的相切或相交關(guān)系，畫圖形如圖4.3所示。圖4.3完成圖形后，單擊完成按鈕。提示拉伸的長度，在指定的窗口中輸入9.975 mm回車，完成后如圖4.4所示。圖4.4(3) 左鍵單擊插入/伸出項/拉伸/ 單側(cè)/完成，用左鍵單擊選擇上表面為草繪平面，再單擊確定。進入草繪，畫一個圓，畫圖形如圖4.5所示。 圖4.5 完成圖

44、形后，左鍵單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入3mm回車，完成后圖形如圖4.6所示。 圖4.6(4) 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成進入草繪，用左鍵單擊選擇凸圓的上表面為草繪平面，注意要必須是封閉的，畫圖形如圖4.7所示。 圖4.7 完成圖形后，單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入12.975mm回車，完成后圖形如圖4.8所示。圖4.8(5) 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成進入草繪，左鍵單擊選擇凸圓為草繪平面，畫一個圓，圖形如圖4.9所示。圖4.9完成圖形后，左鍵單擊完成按鈕。提示拉伸的長度，在指定的窗口中輸入8.025 mm回車，完成后如圖4.10所示。圖4.10

45、(6) 左鍵插入/倒圓角R3mm。用左鍵單擊選擇需要倒角的邊，按下Shift鍵可同時選擇多條邊進行倒角。完成后如圖4.11所示 ： 圖4.11(7) 以下表面為構(gòu)圖平面，在前面的基礎(chǔ)上，按住Ctrl+中鍵即可旋轉(zhuǎn)圖形，左鍵單擊插入/伸出項/拉伸/單側(cè)/完成進入草繪，左鍵單擊左鍵選擇下表面為草繪平面，畫一個圓，完成后圖形如圖4.12所示。圖4.12完成圖形后，單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入9.975mm回車，完成后如圖4.13所示。圖4.13(8) 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成。進入草繪，用左鍵單擊下表面上的凸圓臺為草繪平面，畫圖形如圖4.14所示。圖4.14完成圖形后，左

46、鍵單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入10.025 mm回車，完成后圖形如圖4.15所示。 圖4.15 (9). 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成，用左鍵單擊選擇下表面圓凸臺為草繪平面，左鍵單擊完成，進入草繪，畫圖形如圖4.16所示。 圖4.16 (10) 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成，用左鍵單擊選擇下表面圓凸臺為草繪平面，單擊完成，進入草繪，畫圖形如圖4.17所示 圖4.17完成圖形后，單擊完成按鈕，在指定提示拉伸長度的窗口中輸入8.025mm回車，完成后圖形如圖4.18所示。 圖4.18(11) 左鍵單擊插入/切削/拉伸/單側(cè)/完成，用左鍵單擊選擇下表面圓凸臺為草繪平面

47、，單擊完成，進入草繪，畫圖形如圖4.19所示。 圖4.19 完成圖形后，左鍵單擊完成按鈕。提示拉伸長度在指定的窗口中輸入20mm回車，完成后圖形如圖4.20所示。 圖4.20 (12) 左鍵單擊插入/倒角/邊倒角2，用左鍵單擊選擇下表面沉孔上邊，左鍵單擊完成按鈕，在提示窗口中輸入2回車，完成后圖形如圖4.21所示。 圖4.21 (13) 左鍵單擊插入/切削/旋轉(zhuǎn)/完成，用左鍵單擊主視平面為草繪平面，左鍵單擊完成，進入草繪，畫圖形如圖4.22所示。 圖4.22 (14) 左鍵單擊插入/切削/螺旋掃描/完成，用左鍵單擊選擇長度15mm的直線為引導(dǎo)線單擊完成，進入草繪，畫圖形如圖4.23所示。 圖4.23(15) 左鍵單擊插入/孔/草繪孔/完成，如下圖4.24所示。