《铣削零件加工工艺分析与编程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铣削零件加工工艺分析与编程.docx（42页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、湖南工业职业技术学院Hunan Industry Polytechnic专业工程实践类别 机 械 制 造 题目 系 名 称 机 械 工 程 系 专业及班级 数控八班 学 生 姓 名 曹志国 学 号 15 指 导 教 师 欧阳陵江 完成日期 年 月 日目录摘要1Abstract3第一章 绪论41.1 数控技术的定义及其发展趋势41.2 叶轮的作用及其分类51.3 本文主要研究的内容6第二章 零件铣削加工工艺分析72.1 铣削加工工艺概述72.2 毛坯的选择72.3 机床的选择112.4 选择夹具及装夹方案的确定132.5 刀具的选择162.6 切削用量的选择192.7薄壁特征的加工工艺分析192
2、.8本章小结19第三章 零件数控仿真加工23.1 加工方法及加工路径的选择23.2 零件一下表面加工23.3 零件一上表面加工23.4 零件二下表面加工23.5 零件二上表面加工2第四章 设计总结2致谢2参考文献241湖南工业职业技术学院毕业工程实践说明书摘要本文主要研究了半开式曲线叶轮轮廓和孔的数控铣削工艺、工装以及在此基础上的数控铣床的程序编制。主要设计内容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺简卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的工装设计，绘制零件图，G代码编制该零件的数控加工程序。本设计的重点在于零件的工艺性分析、毛坯的选择及薄壁件的工艺分析。通过对该零件的工艺分析，合理的制定零件的加工工
3、艺，从而加工出符合工作要求的叶轮。关键词：数控加工工艺、数控编程、薄壁件Abstracton this basis,the programming of the CNC milling process,tolling,and on this basis,the programming of the the CNC milling machine.focuses on the design of the CNC machining fixture parts,the main designelements are the competition os the part of the techni
4、cal rules(including craft simple cards,process cards and CNC tool card)and the main processes of tooling design.And draw the parts diagram.Prepared with the G-code CNC machining of the part program. Keywords: CNC machining,CNC programming，thin-walled parts第一章 绪论1.1数控技术的概念以及发展概况数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、
5、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。国内外数控系统的发展概况：随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点
6、，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智
7、能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。1.2叶轮发展叶轮既指装有动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分。又指轮盘与安装其上的转动叶片的总称。还指轮盘与安装其上的转动叶片的总称。今天的离心泵和离心压缩机，在效率上，已高达90%以上，在规格上，也已由几瓦到几兆瓦。在应用范围上，已用来处理高温，高压下的各种液体，气体。所以，整个工业越来越依赖于叶轮机械。
8、叶轮的结构构成了复杂的，各种用途的流体机械。尽管叶轮的迅速发展是在最近60年中，但是，它有着与现代工业同步发展的漫长历史。我们在此所展示的正是这段历史。叶轮是使用最广泛的涡轮机械，并且，它将会继续成为主要的研究，发展课题。被认为已起到叶轮作用的，最原始的机械，是1772年，在圣多明各的一个废弃的葡萄牙人铜矿里被发现的，它有10个木制双弯叶片，当时没有人知道怎么使用它。直到15世纪，它几乎都一直代表着那个时代的特征。早在16世纪，离心式风扇就已用作矿井通风设备了。图1.1 叶轮早期世界上叶轮的制造主要是焊接制造，由于其无法满足大多数的工作要求，现在叶轮的制造工艺不断提升，用以满足其工作要求。本文
9、介绍的是整体式材料制造叶轮的工艺，如图1.1半开式曲线叶轮，就是整体式叶轮的一种，也是本文工艺分析的对象。 1.3本文主要研究的内容本文研究的是半开式曲线叶轮加工工艺的设计，叶轮在现代工业的发展中占有重要的地位，所以能否生产出既符合工作要求又满足机械加工中经济性的零件是本文的重点能容，而决定零件能否满足上述要求的关键在于能否制定出合理的加工工艺。其中，第一章为绪论，第二章讲述的是零件的加工工艺分析，第三章为零件的加工仿真，第四章为总结。本论文的主要工作包括绘制二维CAD图、三维UG图的绘制、选择设备、切削用量的确定、刀具的选择、数控加工工艺卡、零件加工手工编程、UG自动编程、刀具轨迹路径。然后
10、通过对半开式曲线叶轮零件的仿真加工，掌握机械加工工艺设计，制造工艺编制，掌握零件加工中的基准、定位、工艺和工装等基本知识；熟悉机械设计过程，并通过工艺设计掌握解决机械制造工艺问题的方法，会运用数控专业知识对零件进行编程、数控操作加工和仿真。第二章 零件铣削加工工艺分析2.1铣削加工概述铣削加工是应用相切法成型原理，用多用回转体刀具在铣床上对平面、台阶面、沟槽、成型面、型腔面、螺纹表面进行加工的一种切削加工方法。它是目前应用最广泛的加工方法之一。铣削加工时，铣刀的旋转运动是主运动、铣刀或工件沿坐标方向的直线运动或回转运动是进给运动，不同坐标运动的配合联动和不同形状刀具相配合，可以实现不同类型表面
11、的加工。而数控铣削加工工艺分析一般要注意以下几个原则：1、零件图的尺寸标注应符合编程方便的原则。2、要彻底读懂零件图样。3、要分析透零件的加工工艺性。4、要研究分析零件的精度。5、要研究分析零件的定位精度。6、要研究分析零件的毛坯和材料。2.2毛坯的选择图2.1 零件一叶轮由于本文主要研究图2.1叶轮的加工工艺设计，叶轮在早期中国主要是用焊接制造出来的，制造出来的产品往往无法满足许多工作要求，本文讲述的是整材制造叶轮，所以在选材上要考虑材料是否满足其工作的工艺性、力学性能、使用性等方面的要求。而机械零件常用的毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等，每种
12、类型的毛坯都可以有多种成形方法，在选择时我们遵循的原则是：在保证毛坯质量的前提下，力求选用高效、低成本、制造周期短的毛坯生产方法。一般毛坯选择步骤是：首先由设计人员提出毛坯材料和加工后要达到的质量要求，然后再由工艺人员根据零件图、生产批量，并综合考虑交货期限及现有可利用的设备、人员和技术水平等选定合适的毛坯生产方法。具体要考虑的因素有以下几方面：1、满足降低生产成本的要求要降低毛坯的生产成本，必须认真分析零件的使用要求及所用材料的价格、结构工艺性、生产批量等各方面情况。首先，应根据零件的选材和使用要求确定毛坯的类型，再根据零件的结构形状、尺寸大小和毛坯的结构工艺性及生产批量大小确定具体的生产方
13、法，必要时还可按有关程序对原设计提出修改意见，以利于降低毛坯生产成本。（1） 生产批量较小时的毛坯选择 （2） 生产批量较大时的毛坯选择 2 、满足材料的工艺性能要求金属是制造机械零件的主要材料，一旦材料确定后，其材料的工艺性能就是影响毛坯成形的重要因素，表2.1.1给出了常用金属材料所适用的毛坯生产方法。表2.1.1 常用材料的毛坯生产方法3、满足零件的使用要求零件的使用要求主要包括零件的结构形状和尺寸要求、零件的工作条件（通常指零件的受力情况、工作环境和接触介质等）以及对零件性能的要求等。（1） 结构形状和尺寸的要求。（2）力学性能的要求。 （3）表面质量的要求。（4）其它方面的要求。4、
14、符合生产条件为了兼顾零件的使用要求和生产成本两个方面，在选择毛坯时还必须与本企业的具体生产条件相结合。当对外订货的价格低于本企业生产成本，且又能满足交货期要求时，应当向外订货，以降低成本。还要认真分析以下三方面的情况：（1）当代毛坯生产的先进技术与发展趋势，在不脱离我国国情及本厂实际的前提下，尽量采用比较先进的毛坯生产技术。（2）产品的使用性能和成本方面对毛坯生产的要求。（3）现有毛坯生产能力状况，包括生产设备、技术力量（含工程技术人员和技术工人）、厂房等方面的情况。总之，毛坯选择应在保证产品质量的前提下，获得最好的经济效益。而本零件属于半开式曲线叶轮适于输送含有固体颗粒、纤维等悬浮物的液体。
15、半开式叶轮制造难度较小,成本较低,且适应性强,近年来在炼油化工用离心泵中应用逐渐增多,并用于输送清水和近似清水的液体。由该零件的工作环境和制造成本，选择毛坯需要注意一下几个问题：1）材料的耐腐蚀能力。2）切削加工性能。3）材料的耐磨性等。其中叶轮的常见材料有：铸铁、青铜、不锈钢、锰青铜、蒙乃尔合金、INCONEL以及非金属材料（包PPS塑料、酚醛树脂等等）。由于本叶轮是用于适于输送含有固体颗粒、纤维等悬浮物的液体，所处的工作场所常年潮湿，易使材料氧化，所以要考虑材料的耐腐蚀性。工业上生产型材毛坯一般以棒料，块料为主，考虑到零件的外轮廓为圆柱形，所以不适合选用块料，再从其结构上可知零件的侧面无其
16、他难加工特征，可以选择毛坯的材料形状为棒料，零件适用于含有固体颗粒、纤维等悬浮物的液体的输送，毛坯材料的耐磨性也要考虑在其中，在其常见的材料中，45钢的一些特性都满足叶轮的要求，其成本也是叶轮常用材料中较为经济的。所以选择毛坯的材料为45钢。图2.2 零件一零件一属于盘类零件（如图2.2），零件上有孔、凹槽、凸台、倒圆角、薄壁、螺纹等组成，而轮廓由直线和圆弧构成。考虑到零件的长、宽、高方向最大尺寸分别为120mm、100mm、32mm，所以选择毛坯的尺寸为直径124mm、高34mm的45钢圆棒料。然后在车床上将其加工成直径120mm的圆棒，再用铣床加工出两个装夹面(如下图2.3)。图2.3 零
17、件二零件二属于盘类零件（如图2.3），零件上有孔、凹槽、凸台、倒圆角等组成，而轮廓由直线和圆弧构成。考虑到零件的长、宽、高方向最大尺寸分别为120mm、100mm、25mm，所以选择毛坯的尺寸为直径124mm、高27mm的45钢圆棒料。然后在车床上将其加工成直径120mm的圆棒，再用铣床加工出两个装夹面(如下图2.4)。图2.4 毛坯2.3 设备的选择设备的选择首先考虑零件需要哪一种加工或者哪几种机床加工来完成。本文研究的是叶轮的铣削加工工艺的设计，所以首先选择应该放在铣床上加工，而数控铣床的选用一般有以下几个原则：1、根据被加工零件的尺寸选用。 2、根据加工零件的精度要求选用。 3、根据加工
18、零件的加工特点来选择。4、根据零件的批量或其他要求选择。对于大批量的，用户可采用专用铣床。如果是中小批量而又是经常周期性重复投产的话，那么采用数控铣床是非常合适的，因为第一批量中准备好多工夹具、程序等可以存储起来重复使用。 2.3.1、本工艺选择的数控铣床由上述的数控铣床选用原则，可以从以下几个方面选择铣床：（1）零件的尺寸。如下（图2.5），零件毛坯分别由120X34mm、120X27mm45钢的圆棒料组成，而45钢的圆棒料密度为7.85g/cm3 ,所以由公式m=可以算出，这两件毛坯的重量约分别为4kg、2.4kg。（2）零件的尺寸精度要求及表面粗糙度要求。零件的主要尺寸如下图所示，由此可
19、知，零件的最高精度等级为IT7级，表面质量要求最高位Ra1.6。一般的经济型机床就能满足这个要求。图2.5零件一剖视图（3）加工零件的加工特点。由零件图和零件要求可知，半开式叶轮制造难度较小,成本较低,且适应性强，零件的轮廓主要由直线、圆弧等组成。零件的四周无特殊需要加工的特征，无高难度复杂型的曲面，不需要特殊的装夹和定位，属于简单型零件。经济型机床也能满足这个要求。（4）零件的批量或其他要求选择。零件为单件小批量生产。由下图华中数控V600铣床的技术参数可知，V600数控铣床的最大载重量为500kg，本零件的重量分别为3kg、2.4kg加上夹具的重量，总重量远远小于铣床的额定最大载重，零件的
20、尺寸精度的最高等级为IT7，数控铣床加工能达到的精度为IT9-IT7。零件无特殊复杂的特征，质询要按照一般的装夹加工就可以完成，再加上零件是单件小批量生产，华中V600数控铣床都符合这个要求，且从加工成本考虑，在同一类型的数控铣床中，华中V600数控铣床更加经济，所以本文选择的机床为华中V600数控铣床。华中数控V600铣床华中数控V600铣床技术参数2.4夹具的选择及装夹方案的确定半开式曲线叶轮的制造难度较低，本文中零件的结构简单，不需要特殊的装夹定位，而在选择夹具的时候有两个基本的要求。一是：要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对的固定；二是：要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。一般的零件
21、加工，都会采用通用夹具，当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调试夹具及其它通用夹具，来缩短生产准备时间、节省生产费用。在成批量生产时，采用专用夹具，来提高效率。在选择夹具时还要保证零件的装卸要快速、方便、可靠。夹具上各部件应不妨碍机床对零件各表面的加工。2.4.1 选择夹具由2.2节，华中数控铣床V600技术参数，可以得到机床的加工范围、工作台面积为800X400mm，工作台最大承重为500kg，x、y、z方向的行程为600X410X510mm。本零件为单件小批量生产，且其毛坯具有两个已加工好的装夹面如（图2.3），符合台虎钳的装夹要求及其外形尺寸的要求，由此选择机用台虎钳（如下图）。
22、本文选择的是上海众球附件机床有限公司生产的供应德式机用平口钳，其特点是采用HT200铸铁材料加工而成，传动螺母采用QT400-18材料，定位采用三点固定，稳定性好.不宜断，取代老式丝杆螺母。两钳口的平行度和对导轨面垂直度0.02mm/100mm。广泛用于铣床.刨床.钻床等进行各种平面.角度.沟槽.钻孔等加工，且满足本零件的加工要求。其一些技术参数如下（单位为mm）：表2.3所以选择上海众球机床附件有限公司生产的供应德式机用平口钳中Q60160SA-1这个型号的机用平口钳（如下图2.6）。图2.6 机用平口钳2.4.2 零件的装夹方案在选择定位基准时，应该减小装夹的次数，尽量做到在一次安装中能够
23、把零件上所有要加工的表面都加工出来。一般选择零件上不需要铣削加工的表面或者孔作为定位基准。对于薄壁的零件，选择的定位基准应该有利于提高加工的刚性，以减小切削变形。并且定位基准应该和设计基准重合以减小定位误差对尺寸精度的影响。应为零件毛坯本身已经有两个装夹面如（图2.3）。图2.7零件一零件一的装夹方式如图2.7所示，然后在零件的下端装上挡块，限制其Z移、X转、Y转的自由度、再加上平口钳钳口挡块X移、X转、Y转、Z转四个自由度，所以零件经过这样的装夹之后已经合理定位了。然后将如图已加工面作为零件的精基准，加工反面的叶轮。图2.8零件二零件二的装夹方式如上图2.8所示，同样在其下端加上挡块限制其Z
24、移、X转、Y转的自由度、再加上平口钳钳口挡块X移、X转、Y转、Z转四个自由度，属于合理定位。因为如图加工面的特征为对称型，这就意味着以这个面为精基准，受力更加均匀，可以使得切削加工过程中更加平稳，然后在加工反面的特征。图2.9 配合加工图因为两个零件是配合件，如果单个零件加工，会因为尺寸公差的缘故，会导致零件间配合不符合零件的工作要求，所以采用先加工两个零件的主要贴合面，再将两个零件配合起来，加工如图2.9所示的零件周边凹槽，这样做的好处就是能较好的保证零件的密封性，更能满足其工作的要求。以下装夹方案平口钳能限制配合件的Y移、X转、Y转、Z转，平口钳下方的支撑面限制的是配合件的Z移、Y转，也能
25、较好的固定零件，加工出符合工作要求零件。最终结果如以上示意图所示。2.5刀具的选择刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材科的性能、加工工序切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。本工艺是基于零件特征来选择铣刀的。零件的主要特征分为凸台、凹槽、孔、边圆角等，毛坯的材料是45钢，数控铣削加工中刀具的材料一般有：1、高速钢。又称白钢，它含有W 、Cr、Mo、V、Co等元素。其红硬性较低，适合的切削速度为17-30m/min,一旦切削的温度
26、过高，其切削加工性能就会下降。2、硬质合金。硬质合金是硬度和熔点都很高的碳化物（WC TiC等），用co mo ni做粘结剂制成的粉末冶金产品。在中速和大切削中发挥出优良的切削性能。常用的硬质合金有钨钴合金、钨钛合金等。其切削速度比高速钢更加的优越。 还有一些刀具的材料为陶瓷、立方氮化硼（CBN）、聚晶金刚石（PCD）等。又因为叶轮的粗加工本论文采用的是大切削、精加工采用的是高速光刀。所以综合起来选择的刀具材料为硬质合金。硬质合金铣刀的模型如下图所示：图3.1硬质合金铣刀下面是从零件的轮廓特征来选择刀具的型号。1. 零件一（1）平面粗加工。平面的粗加工的原则是：在保证零件的精度的基础上，采用大
27、切深、大进给，以便能保证零件的最大生产率。零件一为叶轮部分，外部特征中需要注意的一个特征是叶轮叶片部分的凹圆弧半径大小为R8.5如下（图2.4），选择刀具原则是小于轮廓的半径，还要保证零件的加工效率。所以选择的是16mm的硬质合金立铣刀。零件一反面如下（图2.4），其外轮廓只需要考虑零件加工效率，而内轮廓需要考虑的是岛屿与岛屿之间，能否容纳刀具，不导致过切，另外内轮廓圆弧半径应该要比选择的刀具半径大。由图可知，需要注意的圆弧分别为R6、R4，所以选择的刀具型号为10mm、6mm的硬质合金立铣刀。（2）平面精加工。精加工的特点是：切削量小，加工速率快。再加上要获得较高的表面粗糙度，所以选择较小的
28、刀具，选择的是6mm的硬质合金立铣刀。（3）孔加工。零件一主要包括有一是精度7H的螺纹孔和IT7级精度的通孔（如下图所示）。首先分析的是通孔，通孔的尺寸20H7mm与之连接的是M30X2-H7的螺纹孔，因为其精度为IT7级，所以需要用到铰刀加工，通常在用铰刀加工前底孔留下的余量为0.3-0.5mm，所以选择的为19mm的麻花钻，选择的铰刀为20mm的硬质合金铰刀如下图。为了防止麻花钻钻偏，先选用一个3mm中心钻点孔。 麻花钻 铰刀 中心钻其次是螺纹孔。此螺纹的尺寸M30X2-7H，其基本尺寸为30mm，查实用机械制造工艺设计手册可知，螺纹小径为26.5mm，也即是说在加工螺纹前，孔的尺寸为26
29、.5-0.1倍螺距，其基本孔可以用上述的铣刀一次性加工出来，再用外径为30mm的螺纹刀加工。丝锥2. 零件二由零件二图纸可知，需要注意的几个特征为20H7的通孔，8H7的通孔，还有R3mm的边倒圆，其中R3mm的边倒圆需要用到R3mm的圆角刀如下图所示，8mm通孔也要用到的是7.6mm的麻花钻，8mm的铰刀，其余的外形及型腔均可以用到零件一的相关刀具。圆角刀3. 装配加工装配加工是图2.3所以的装夹方案所示，其腔内最小圆弧为R5mm，可以选择8的立铣刀，又因为这个特征是在毛坯料的圆周上，普通的立铣刀直接下到影响切削加工，所以，先用键槽铣刀直接下刀先加工一个基本槽，再进行型腔的加工，键槽铣刀如下
30、图键槽铣刀由以上分析可以得出本加工工艺的刀具表如下：表2.4刀具卡编号刀具号刀具名称刀具作用直径/mm1T0116立铣刀零件一外轮廓162T0210立铣刀零件一底面103T036立铣刀零件一精加工64T048立铣刀装配加工165T056键槽刀装配加工66T063中心钻加工定位孔37T0719钻头钻基本孔198T086圆角刀倒R3的圆角11.859T0920铰刀加工20H7的孔2010T108铰刀加工8H7的孔811T117.6钻头钻8H7基本孔7.612T1230丝锥加工M30内螺纹302.6 切削用量的选择合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精
31、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。刀具的耐用度，以及零件的表面粗糙度主要由刀具的切削用量影响，而切削用量三要素由进给量、背吃刀量、切削速度组成，其中切削速度对其的影响最大。切削速度的大小和刀具的材料相关，不同的材料有着不同的切削速度，下面主要介绍高速钢和硬质合金切削钢和铸铁的切削速度如下表：表2.5 切削速度毛坯材料硬度（HBS）切削速度m/min高速钢刀具硬质合金刀具钢22518-4266-150225-32512-3654-120铸铁325-4256-2136-7519021-3666-150190-2609-1845-90160-3204.5-10
32、21-30而不同材料的刀具在切削不同材料的毛坯的时候，选择的进给量也不同，本文主要参考表2.6,如下所示：表2.6 进给量工件材料每齿进给量fz(mm/z)粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.10-0.150.10-0.250.02-0.050.10-0.15铸铁0.12-0.200.15-0.301、 背吃刀量、侧吃刀量的确定背吃刀量和侧吃刀量的确定主要根据机床、夹具、刀具、工件的刚度和被加工零件的精度要求来决定。由此原则，再结合该工序所要保证的表面粗糙度要求。2、主轴转速、切削进给速度的计算（1）切削进给速度是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位为。
33、（2-1）式中：切削进给速度，单位为；铣刀每齿进给量，单位为；铣刀的转速，单位为;铣刀齿数，单位为齿。（2）主轴转速（铣削） （2-2）式中：切削速度,单位为；铣刀直径，单位为；主轴转速，单位为。（3）孔加工时主轴转速 （2-3）式中：切削速度,单位为；切削刃选定点处所处对应的工件或刀具的回转直径，单位为；工件或刀具的转速，单位为。（4）进给速度的计算 （2-4）式中：进给速度，单位为mm/min进给量，单位为mm/r工件或刀具的转速，单位为。（5）攻螺纹时主轴转速 （2-5）式中：工件螺纹的螺距或导程，mm；保险系数，一般取80；主轴转速，。（6）攻螺纹时的进给速度攻螺纹时的进给量的选择决定
34、于螺纹的导程，由于使用了带有浮动功能的攻螺纹夹头，攻螺纹时进给速度可略小于理论计算值，即 （2-6）式中：加工螺纹的导程，mm；加工螺纹时主轴转速，。综上所述，根据表2.5，可以得出不同的刀具切削不同硬度的材料时，切削速度是不相同的，因为45钢调质处理之后其硬度一般不超过HRC40，所以在选择切削线速度的时候，选择范围为66-150m/min，由此可知：（1）16.的立铣刀粗加工 Vc=66m/min =0.15 z=3n=1313r/min=0.1531313=591mm/min（2）16.的立铣刀精加工 Vc=80m/min =0.04 z=3S=1592r/min=0.0431592=1
35、91mm/min（3）10立铣刀粗加工 Vc=66m/min =0.12 z=3S=2101r/min=0.1221062=254.9mm/min（4）10立铣刀精加工 Vc=80m/min =0.05 z=3S=2547r/min=0.1232547=916mm/min（5）8立铣刀精加工 Vc=80m/min =0.05 z=3S=3184r/min=0.1231062=1146mm/min（6）3的中心钻 Vc=10mm/min f=0.08mm/r S=1061r/minF=Sf=10610.08=85mm/min（7）19的钻头 Vc=25mm/min f=0.2mm/r S=419
36、r/minF=Sf=724x0.2=83mm/min（8）8铰刀 Vc=5mm/min f=0.8 mm/r S=314r/minF=Sf=0.8x314=254mm/min（9）20铰刀 Vc=5mm/min f=0.8 mm/rS=318r/minF=Sf=0.8x318=254mm/min（10）12的钻头 Vc=20mm/min f=0.15mm S=530r/minF=Sf=0.15x530=79.5mm/min（11）7.6的钻头 Vc=20mm/min f=0.15mm S=318r/minF=Sf=0.15x749.3=47.7mm/min（12）M30-7H丝锥Vc=4mm/
37、min P=2mm S=1200/2-80=520s/minF=520*2=1040mm/min下面表2.3是本工艺全部刀具的切削参数：表2.3 刀具切削参数刀具规格mm切削速度每分钟进给量转速每转进给量16立铣刀粗66 m/min591 mm/min1313 r/min0.15 mm/r16立铣刀精80 m/min191 mm/min191 r/min0.04 mm/r10立铣刀粗66 m/min254.9 mm/min2101 r/min0.12 mm/r10立铣刀精80 m/min916 mm/min2547 r/min0.05 mm/r8立铣刀精80 m/min1146 mm/min3
38、184 r/min0.05 mm/r3中心钻10 m/min85 mm/min1061 r/min0.08 mm/r19钻头25 m/min83 mm/min419 r/min0.2 mm/r12钻头20 m/min79.5 mm/min530 r/min0.15 mm/r7.6钻头20 m/min47.7 mm/min318 r/min0.15 mm/r20铰刀5 m/min254 mm/min318 r/min0.8 mm/r8铰刀5 m/min254 mm/min314 r/min0.8 mm/r2.7 薄壁特征加工工艺分析薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门，因为它具有重量轻，节约材料
39、，结构紧凑等特点。但薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。对于批量大的生产，我们可利用数控铣床床高加工精度及高生产效率的特点，并充分地考虑工艺问题对零件加工质量的影响，为此对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验，有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，保证了加工精度,为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据及借鉴。然而影响薄壁零件加工精度的因素1、易受力变形：因工件壁薄，在夹紧力的作用下2、容易产生变形，从而影响工件的尺寸精度和形状精度；(如图1所示)3、易受热变形：因工件较薄，切削热会
40、引起工件热变形，使工件尺寸难于控制；4、易振动变形：在切削力（特别是径向切削力）的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。图2.6 薄壁特征本零件中的薄壁特征如图2.6所示，其厚度为0.5mm，外壁直径为28mm，内壁直径为27mm，属于典型的薄壁特征，但是由于其是铣削类加工零件，不用考虑装夹中的夹紧力，这个特征可以用一下三种工艺来分析加工：首先，由于零件的毛坯是圆棒料型材，所以可以考虑在车床上加工，先用麻花钻钻一个基本孔，再用镗刀以较小的切削用量加工。其次，直接在铣床上加工，先用麻花钻钻一个基本孔，再用铣刀一较小的切削用量加工到尺寸。最后，用车床加工一个与
41、内孔或外壁相配合的圆柱配件或圆环配件，装配后再加工，这样的好处是能防止薄壁特征的变形。加工时的几点注意事项：(1) 工件要夹紧，以防在加工时打滑飞出伤人和扎刀；(2) 在铣削削时使用适当的冷却液（如煤油），能减少受热变形，使加工表面更好地达到要求；(3) 安全文明生产。2.8 本章小结本章节是整个设计最重要的一部分。主要是由于这个章节讲述了半开式曲线叶轮的加工工艺的分析，包括叶轮毛坯的选择，零件加工设备的选择，数控刀具的选择，装夹方案及夹具的选择，切削用量的选择。以及联系实际加工中所出现的问题，并且如何去解决。本部分的工艺设计对实际加工起着重大意义。工艺的科学性、合理性可以保证工件的加工的质量
42、及效率，对后面的仿真加工其着决定性的作用。第三章 零件的仿真加工3.1 加工方法及加工路径的选择图3.2零件一零件一为叶轮部分，毛坯的形状为带装夹面的圆棒料，所以在选择粗精基准的时候要特别注意，由下图3.3零件的三视图可得，零件一下表面为对称图形，支撑面积大，在零件的切削加工过程中，能使加工更加的平稳，所以零件一的加工路径为先以毛坯的任一个端面为粗基准加工零件的底面，再以这个加工完成的基准加工叶片部分，紧接着加工螺纹和孔。图3.3上表面图3.4零件二零件二为叶轮配合部分，毛坯的形状为带装夹面的圆棒料，所以在选择粗精基准的时候要特别注意，由下图零件的三视图可得，零件一下表面较上表面，支撑面积大，
43、在零件的切削加工过程中，能使加工更加的平稳，且上表面有一个薄壁特征需要特殊注，意所以零件一的加工路径为先以毛坯的任一个端面为粗基准加工零件的底面，再以这个加工完成的表面为精基准零件二的上表面，紧接着加工孔以及倒角。图3.5零件二三视图3.2 零件一的加工1.零件一下表面加工O0103(零件一下表面第一层加工程序)G54G90G17G40M03S800G00Z50X-60Y50 下表面G01Z-6F100G41X-55D01G01X-32.249Y47G03X26.382R35G01X32.249G02Y-47R114G01X26.382G03X-26.382R35G01X-32.249G02Y47R114G00Z10X20Y20G01Z1F100G91G03X0Y0Z-1I-5J0G42G01X25.737Y42.043G02X33.526Y42.332R6M05M30O0104 （内腔加工程序）内腔G54G90G17G40M03S600G00Z50M98P2G24X0M98P2G24Y0M98P2G25X0M98P2G25Y0G00Z50M05M30%2子程序G00X22Y22G00Z10G01Z1F200G91G03X
