三元子泵造型与数控加工毕业设计论文.doc

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1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院Henan Polytechnic Institute毕业设计（论文）题 目 三元子泵造型与数控加工 班 级 数控1108班 姓 名 指导教师 二零一三年十月二十日摘 要 目前在三元子泵设计制造和应用上，国内和国外先进水平相比仍有很大差距。国内在设计制造三元子泵过程中存在着很大程度上的缺点。 本设计主要阐述转子轴、衬套的设计，这个方法是以加工工艺方案、程序为基础的。在论文中，首先对三元子泵作了简单介绍；接着，阐述了转子轴、衬套加工工艺方案；然后，按加工工艺方案写出了程序；最后对转子轴、衬套的尺寸进行加工精度分析。该设计代表了转子轴、衬套设计的一般过程，对其

2、他的转子轴、衬套类零件设计工作也有一定的价值。 本设计主要阐述转子轴、衬套的设计，工艺方案包括：工艺的组成、工艺规程的内容和作用、机械制造工艺规程的类型及格式、工艺规程的原理和步骤。同时对定位基准的选择，工艺路线中表面加工方法的选择、加工方法的划分、加 工顺序的安排起到详细的介绍。关键词：三元子泵、加工工艺、数控车床、数控铣床、转子轴、衬套等。Abstract Currently on the three YuanZi pump design and manufacture and application, is still a big gap compared to domestic and

3、 foreign advanced level. In domestic design and manufacture of three YuanZi largely shortcomings exist in the process of pump.This design mainly elaborated the design of the rotor shaft and bushing, this method is based on machining process, program. In the thesis, first of all three YuanZi pump mad

4、e simple introduction; Then, this paper expounds the rotor shaft and bushing processing craft plan; Then, according to the processing craft plan to write the program; Finally, the size of the rotor shaft and bushing processing precision analysis. This design represents the general process of rotor s

5、haft and bushing design, rotor shaft and bushing parts of other design work also has a certain value.This design mainly elaborated the design of the rotor shaft and bushing, process include: the process of composition, the content and function of process planning, the type of machinery manufacturing

6、 procedure, principle and steps of the procedure and format. Choice of locating datum at the same time, the process of the selection of surface machining method, the machining method of division, and the arrangement of the work order details.Keywords: Mitsumoto Ko pump, machining process, CNC lathe,

7、 CNC milling machine, the rotor shaft, sleeve.目录摘要2Abstract3目录41绪论61.1数控技术发展概况61.2数控技术发展趋势61.3三元子泵的功能简介71.3.1三元子泵的作用71.3.2设计工艺的重要性82三元子泵的工艺分析92.1零件加工工艺性分析92.1.1零件工艺性分析92.1.2零件的结构分析92.1.3图样尺寸的标注检查112.2毛坯材料的分析112.2.1毛坯材料的选择分析112.2.2毛坯的加工余量112.2.3选择毛坯的材料122.2.4分析毛坯的装夹122.3零件加工定位基准的选择122.3.1选择定位基准的原则122

8、.3.2粗基准的选择132.3.3精基准的选择132.4数控加工工艺设计142.4.1加工方案拟定142.4.2加工阶段合理划分142.4.3工序的划分153选择并确定工艺装备163.1夹具的选择163.1.1机床夹具分类与要求163.1.2夹具的选择163.2数控数控机床173.3刀具的选择183.4冷却液选择194工艺参数选择214.1切削用量的选择原则214.2主轴转速的确定214.3进给速度的确定224.4背吃刀量ap的确定224.5切削用刀具材料应具备的性能235部分零件程序编程246 加工质量分析266.1尺寸精度分析266.2表面质量分析266.3零件的检测结果267 总结与展望

9、277.1总 结277.2展望27致 谢28参考文献29 1绪论1.1数控技术发展概况 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步，特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数

10、控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的问题。 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。1.2数控技术发展趋势 1.性能发展

11、方向 1)高速高精高效化 2)柔性化 3)工艺复合性和多轴化 2.功能发展方向 1)用户界面图形化 2)科学计算可视化 3)插补和补偿方式多样化 3.体系结构的发展 1)集成化 2)模块化 3)网络化此次设计零件为三元子泵转子轴与衬套，为典型车削、铣削零件，它突出了数控加工的特点和零件加工的工艺性特点。现根据零件图制定出合理的数控加工工艺规程，制定加工工艺，编制程序进行数学处理。1.3三元子泵的功能简介1.3.1三元子泵的作用三元子泵的结构如图1-1、图1-2所示图1-1三元子泵的装配图图1-2三元子泵的爆炸图运动由小轴3与转子轴不同心，所以在转动过程中小滑块10两侧之空隙和大滑块12两侧之空

12、隙不断地由最小空隙（等于0）变到最大空隙（产生对油的吸入过程），又由最大 图1-3三元子泵的零件图空隙变到最小空隙（产生对油的压成过程）。在转子轴每旋转一周时，各个空隙完成一次吸入压成过程，由图1-3三元子泵的零件图上可以看出，各个空隙处于最大和最小时间是不同的，这样保证了出路均匀，油压稳定。 该泵其一端装有传动轴，该轴的伸出端与端面开有滑槽的转子固连，泵体的另一端装有偏心轴，其偏心端套装有与转子端面滑槽成间隙配合的活塞，偏心轴的支撑段与偏心段之间含有与传动轴同轴的同轴段，同轴段上套装有转子前支撑盖，转子前支撑盖与转子相互固连。本实用新型的转子和转子前支撑盖分别支撑在传动轴与偏心轴上或者是与传

13、动轴同轴前泵盖的止口上，构成简支结构，受力状态大为改观，因此在保持原有性能的前提下，增加支撑刚性，工作更为平稳，提高了泵的承载能力，零件不易磨损，使用寿命长.1.3.2设计工艺的重要性 三元子泵的设计工艺是否完好，对运行时的加工效率和配合精度影响很大。特别是现代工艺对的安全要求越来越高，已经运用于各种场合，很多工业设备对其运用非常重要。所以对的加工非常重要。 2三元子泵的工艺分析2.1零件加工工艺性分析2.1.1零件工艺性分析 1.查零件图的完整性：审查零件图上的尺寸标注是否完整、结构表达是否清楚。 2.分析技术要求是否合理： （1）加工表面的尺寸精度； （2）主要加工表面的形状精度； （3）

14、主要加工表面的相互位置精度； （4）表面质量要求； （5）热处理要求。零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的标注，应根据零件的功能经济合理地决定。过高的要求会增加加工难度，过低的要求会影响工作性能，两者都是不允许的。 要选择对某个零件进行数控加工，一般情况下，不是所有加工内容都适合在数控机床上完成，往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工，这需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。制订工艺规程时，首先要分析零件图的结构。 通过零件图分析，确定了加工零件的尺寸，找出零件上的主要加工表面；找出零件主要的技术要求和加工中的关键的技术问题，在编制工艺过程中，都需

15、要有针对性地解决这些问题。2.1.2零件的结构分析 零件结构工艺性： 是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的各个制造过程中的工艺性，有零件结构的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等工艺性。由此可见，零件结构工艺性涉及面很广，具有综合性，必须全面综合地分析。1.在制订机械加工工艺规程时，主要进行零件切削加工工艺性分析。 图2-1三元子泵的装配图 2.机械加工对零件局部结构工艺性的要求，思考题：分析图中零件局部结构工艺性存在的问题，并提出改进意见。 3.机械加工对零件整体结构工艺性的要求零件是各要素、各尺寸组成的一个整体，所以更应考虑零件整体结构的工艺性，

16、具体有以下几点要求： 1）尽量采用标准件、通用件。 2）在满足产品使用性能的条件下，零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值。 3）尽量选用切削加工性好的材料。 4）有便于装夹的定位基准和夹紧表面。 5）节省材料，减轻质量。 该零件为结构对称的典型零件，工艺性好，切削加工性能较好。材料特点：塑性好、强度和硬度。零件的加工精度要求较高(要求加工部位的表面粗糙度Ra为1.6m，各平面的平行度公差和垂直度公差均为0.02mm，各平面的高度尺寸公差为0.01mm)，且加工过程中需要多次换刀，适合使用数控加工中心进行加工。2.1.3图样尺寸的标注检查 零件图中的尺寸是零件图的主要内容之一，

17、是零件加工制造的主要依据。在零件图中标注尺寸，除了三方面要求外，还需满足较为合理的要求。 对数控加工来说，零件图上应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。保持设计基准、工艺基准、测量基准与编程原点设置一致。对于本次加工的零件，所有标注如图2-1所示。2.2毛坯材料的分析 2.2.1毛坯材料的选择分析毛坯的种类：1.铸造毛坯：适合做形状复杂零件的毛坯2.锻造毛坯：适合做形状简单零件的毛坯；3.型材：适合做轴、平板类零件的毛坯；4.焊接毛坯：适合板料、框架类零件的毛坯。选择毛坯的原则： 毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸，以减少机械加工。选择应考虑的因素： 1.生产纲领的大小：对于大批大量

18、生产，应选择高精度的毛坯制造方法，以减少机械加工，节省材料。 2.现有生产条件：要考虑现有的毛坯制造水平和设备能力。2.2.2毛坯的加工余量所谓毛坯的加工余量，就是指使加工表面达到所需的精度和表面的质量而应切除的多余金属层的厚度。 三元子泵转子轴与衬套的毛坯采用45钢，因为我考虑到其材料特性轻、容易加工、成本低以及在可耐强度方面有一个最大受力范围，且具有高度的散热性。所以决定采用45钢，所选毛坯尺寸转子轴55mm100mm，衬套35mm65mm进行加工，由于该件是铸件，毛坯的扭曲变形量的不同地方造成余量不充分，不稳定。因此，要采用数控车铣削加工，其加工面都要具有充分的加工余量。2.2.3选择毛

19、坯的材料根据综上所述本次设计零件中转子轴、衬套都选为铸件，其中螺杆的尺寸选为的铸铁轴；底座的尺寸选为的铸铁轴，四周都留有1.53mm的加工余量，保证加工精度。螺杆可以选用型材棒料45，底座可以选用型材棒料45。2.2.4分析毛坯的装夹 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和紧案，注意以下两点： 1.直接找正装夹。将工件装在机床上，然后按工件的某个（或某些）表面，用划针的方法或用百分表等量具进行找正，以获得工件在机床上的正确位置。其装夹效率低，但其找正精度高，适用于单件小批量生产或定位精度要求高的场合。 2.划线找正装夹。这种装夹方法是按图纸要求在工件表面事先划出位置线、加

20、工线和找正线，装夹工件时先按找正线找正工件位置，然后夹紧工件。其不需专用设备，通用性好，但效率低，精度不高，通常找正精度只能达到0.10.5mm，多用于单件小批量生产中铸件的粗加工工序。 3.夹具装夹。使用夹具装夹，工件在夹具中可迅速正确的定位和夹紧。其效率高、定位精度好而可靠，还可减轻工人劳动强度和降低对工人技术水平的要求，因而广泛应用于各种生产类型。 综上所述此次毕业设计的装夹方法为夹具装夹法，能够准确定位。2.3零件加工定位基准的选择 设计基准已由零件图给定，而定位基准可以有多种不同的方案。一般在第一道工序中只能选用毛坯表面来定位，正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度，

21、确定各表面加工顺序和夹具结构的设计都有很大影响。因此，定位基准的选择是一个很重要的问题。2.3.1选择定位基准的原则1.尽量选择零件上的设计基准作为定位基准；2.当零件的定位基准与设计基准不能重合，且加工面与其设计基准又不能在一次安装内同时加工时，应认真分析装配图纸，确定该零件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围，确保加工精度；3.当在加工中心上无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时，要考虑所选基准定位后，一次装夹能够完成全部关键精度部位的加工；4.定位基准的选择要保证完成尽可能多的加工内容；5.若批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的

22、对刀基准（对刀后，工件坐标系原点与定位基准间的尺寸为定值）重合；6.必须多次安装时应遵循基准统一原则。在机械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准。这种定位基准称为粗基准。在随后的工序中，用加工的表面做定位基准，则称为精基准。2.3.2粗基准的选择 工件加工的第一道工序所用基准是粗基准，粗基准选择得正确与否，不但与第一道工序有关，而其还将对该工件加工的全过程产生重大影响。选择粗基准，一般应遵循以下几项原则。1 .保证零件加工表面相对不加工表面具有一定位置精度的原则。2 .合理分配加工余量的原则。3 .便于装夹的原则。4 .粗基准一般不得重复使用的原则。2.3.3精基准的选择

23、 选择精基准时应从整个工艺过程来考虑如何保证零件的尺寸精度和位置精度，并使装夹方便可靠。 1.基准重合原则 应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准。 2.基准统一原则 当工件某一表面作基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早地将这个基准加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均匀以它为精度进行加工。 3.互为基准原则 对某些位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法来保证其位置精度，这就是互为基准的原则。 4.自为基准的原则 对一些精度要求很高的表面，在精度加工时，为了保证加工精度，要求加工余量小而其均匀，这时可以已经精加工过的表面自身作为定位基准，这就

24、是自为基准的原则。5.便于装夹原则 所选择得精度，尤其是主要定位面，应有足够大的面积和精度。 比如在加工转子轴时，先以毛坯的中心轴为基准来夹持工件，车削一个1mm的外径；再以外径为精基准铣削加工零件，零件加工完成后，再调头装夹以48mm23mm为精基准车削加工零件。2.4数控加工工艺设计2.4.1加工方案拟定 在加工零件时，先以毛坯的中心轴为粗基准来夹持工件，车削一个1mm的外径；再外径为精基准铣削加工零件，零件加工完成后，再调头装夹以38mmX23mm为精基准车削加工零件。 拟定加工工艺路线是制定加工工艺过程中的关键环节。其主要工作是选择各加工表面的加工方法，确定工序数目和内容，选择加工方案

25、、定位和夹紧方法等 。 根据转子轴加工工艺路线分析,先夹住一轴作为基准，然后车削右端面，粗、半精、精加工右端外径，车好后，再调头，再以右端轴作为基准，车削右端面，粗、半精、精加工外径。 根据转子轴零件图综合分析，采取如下工艺措施：车削右端面，粗、精加工车48mm、15mm、14mm、C1mm外径；再调头车削左面，粗、精加工车48mm、然后加工孔；再铣22mm22mm。 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的零件，也可把粗、精加工合并进行，可在加工中心上一次或多次装夹完成全部粗、精加工工序。 经综合比较，在同一台加工中心上完成某些表面的

26、粗、精加工，并不会明显发生上述各种变形时，粗、精加工也可在同一台加工中心上完成，但粗、精加工应划分成两道工序分别完成，可用一把刀一次性完成粗精加工，因此刀具较集中，程序短。2.4.2加工阶段合理划分 1.粗加工阶段主要任务是切除各表面上的大部分余量，其关键问题是提高生产率。 2.半精加工阶段完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。 3.精加工阶段保证各主要表面达到图样要求，其主要问题是如何保证加工质量。 4.光整加工阶段对于表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面，还需要进行光整加工阶段。2.4.3工序的划分 工序集中就是零件的加工集中在少数工序内完成，而每一道工序的加工内容却比较多

27、；工序分散则相反，整个工艺过程中工序数量多，而每一道工序的加工内容则比较少。1.工序集中的特点 （1）有利于采用高生产率的专用设备和工艺装备，如采用多刀多刃、多轴机床、数控机床和加工中心等，从而大大提高生产率。 （2）减少了工序数目，缩短了工艺路线，从而简化了生产计划和生产组织工作。 （3）减少了设备数量，相应地减少了操作工人和生产面积。 （4）减少了工件安装次数，不仅缩短了辅助时间，而且在一次安装下能加工较多的表面，也易于保证这些表面的相对位置精度。 （5）专用设备和工艺装置复杂，生产准备工作和投资都比较大，尤其是转换新产品比较困难。2.工序分散特点 （1）设备和工艺装备结构都比较简单，调整

28、方便，对工人的技术水平要求低。 （2）可采用最有利的切削用量，减少机动时间。 （3）容易适应生产产品的变换。 （4）设备数量多，操作工人多，占用生产面积大。 工序集中和工序分散各有特点；在拟订工艺路线时，工序是集中还是分散，即工序数量是多还是少，主要取决于生产规模和零件的结构特点及技术要求。在一般情况下，单件小批生产时，多将工序集中。大批量生产时，既可采用多刀、多轴等高效率机床将工序集中，也可将工序分散后组织流水线生产；目前的发展趋势是倾向于工序集中。 综上所述，本设计制定先外径再孔后铣，先简单再复杂的加工工序。 3选择并确定工艺装备3.1夹具的选择 3.1.1机床夹具分类与要求机床夹具分类：

29、 1.通用夹具 2.专用夹具 3.组合夹具 4.随行夹具夹具设计时，应满足以下主要要求： 1夹具应满足零件加工工序的精度要求。 2.夹具应达到加工生产率的要求。 3.夹具的操作要方便、安全。 4.能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。 5.要适当提高夹具元件的通用化和标准化程度。6.具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造、使用和维修。3.1.2夹具的选择夹具的选择步骤可以划分为六个阶段： 这一阶段的工作是收集原始资料、明确选择。 (1)分析产品零件图及装配图，分析零件的作用、形状、结构特点、材料和技术要求。 (2)分析零件的加工工艺规程，特别是本工序半成品的形状、尺寸、加工余量、切削用

30、量和所使用的工艺基准。 (3)分析工艺装备设计任务书，对任务书所提出的要求进行可行性研究，以便发现问题，及时与工艺人员进行磋商。 (4)了解所使用机床的规格、性能、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸。 (5)了解所使用刀具、量具的规格。 (6)了解零件的生产纲领以及生产组织等有关问题。 (7)收集有关设计资料，其中包括国家标准、部颁标准、企业标准等资料以及典型夹具资料。 (8)熟悉本厂工具车间的制造工艺。 经综合分析：该零件作为车床、铣床零件，结构简单，形状规则，侧面较光整，加工面与加工面之间的位置精度要求不高。所以，以轴为定位基准，车一般可用三爪卡盘夹紧、铣可用三爪卡盘夹紧,便可加工；在铣

31、衬套槽时用机用虎钳加工。注：这里我使用三爪卡盘，三爪自定心卡盘与机用虎钳。3.2数控数控机床 数控机床的选择选购机床的类型，首先要确定企业所需加工产品的技术要求和工艺规范，根据工艺流程和生产线节拍的需要确定机床类型，机床类型有很多种，只有选定正确的类型才能让机床发挥最佳作用，取得最佳性能价格比根据我院的实际，采用数控车床(CNC6150)与数控铣床（XAK6140)进行加工。如表3-1 数控车床(CNC6150)、表3-2 数控铣床（XAK6140) 表3-1 数控车床(CNC6150)床身上最大回转直径500mm床身上最小回转直径210mm工件最大长度750mm、1000mm主配控制系统FA

32、NUC 0iMate-MC工作台最大横向行程450(mm)换刀时间6.5(s)切削速度500(mm)主轴转速范围606000( r/min)工作台T型槽 （槽数-宽度间距）5-1660(mm)快速移动速度电机0.25W,2800（r/min）主电动机功率5.5/7.5(kw)进给速度 5800（mm/min）脉冲当量0.001 (mm/脉冲)工作台最大承载700(kg)轴内孔直径48mm机床重量4000(kg) 表3-2 数控铣床（XAK6140)工作台面尺寸（长宽）4051307(mm)主轴锥孔/刀柄形式24ISO40 / BT40（MAS403）工作台最大纵向行程650(mm)主配控制系统

33、FANUC 0iMate-MC工作台最大横向行程450(mm)换刀时间6.5(s)主轴箱垂向行程500(mm)主轴转速范围606000( r/min)工作台T型槽 （槽数-宽度间距）5-1660(mm)快速移动速度10000（mm/min）主电动机功率5.5/7.5(kw)进给速度 5800（mm/min）脉冲当量0.001 (mm/脉冲)工作台最大承载700(kg)机床外形尺寸 (长宽高)2540mm2520mm2710mm机床重量4000(kg)3.3刀具的选择 对于数控加工，刀具材料也是很重要的一个方面，刀具材料可以决定一个零件加工的质量、精度和加工效率，加工工序相对集中及零件装夹次数少

34、等要求数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。只有达到这些要求才能使数控机床真正发挥效率。 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、工件材料的性能、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。在数控机床所使用的刀具就具有以下特点:1.刀具有很高的切削性能；2.数控刀具有很高的精度盒重复定位精度；3.要求刀具有很高的可靠性和耐用度；4.实现刀具尺寸的预调和快速换刀；5具有一个比较完善的工艺系统；6.建立刀具管理系统；7.应有刀具在线监控

35、及尺寸补偿系统。 对于车铣削加工来说数控机床的一次性投资是很高的，而这些先进设备的效率能否发挥出来，在一定程度上取决于刀具及其性能的好坏。随着制造技术的发展，开发大量新的工刀具材料对提高切削加工的效率起着决定性的作用。 该零件结构简单，所以可以选用硬质合金材料的刀具。3.4冷却液选择 合理的选择可以改善工件与刀具间的摩擦状况降低切削力和切削温度，减轻刀具摩损减小工件的热变形，从而可以提高刀具耐用度提高加工效率和加工质量。切削液具有冷却、润滑、清洗、防锈的作用，因此在数控加工中使用冷却液是一个必须的选择常用的切削液分为水溶液、乳化液和切削油三种。 由于在切削加工过程中，被切削层金属的变形、切屑与

36、刀具前面的摩擦和工件与刀具后面的摩擦要产生大量的热-切削热。大量的切削热被工件吸收9%30%、切屑吸收50%80%、刀具吸收4%10%，其余由周围介质传出，而在钻削时切削热有52%传入刀具。 由于热胀冷缩的原理，工件和刀具吸收了一部分的热量，工件和刀具产生变形最终影响加工精度。如果大量的切削热传入刀具，容易使刀具损坏造成“烧刀”的现象。为了提高加工零件的精度和刀具的耐用度及用寿命，在切削加工过程中必须使用冷却液对工件和刀具进行冷却，以避免造成“烧刀”的现象和零件精度的影响。 1.水溶液是以水为主要成分并加入防锈添加剂的切削液，主要起冷却、清洗等作用。常用的有电解水溶液和表面活性水溶液。 2.乳

37、化液是油与水的混合液体，根据油和水混合的比例不同，分为普通乳化液、极压乳化液和防锈乳化液。特别适用于铝金属及其合金的加工，但不适用于含铅的材料，比如一些黄铜和锡类金属。它能应用于包括绞孔在内的所有操作。乳化液亦能有效地防止加工工件生锈或受到化学腐蚀，还能有效的防止细菌侵蚀感染。 3.切削油的主要成分是由基础油复配不同比例的极压耐磨添加剂、润滑剂、防锈剂、防霉杀菌剂，催冷剂等添加剂合成，此类切削液的热量低，粘度大，流动性差，润滑效果好，常用在珩磨等加工中。对数控机床本身、刃具、工件和乳化液的彻底保护性能。出于对毛坯材料和刀具材料的考虑该零件的加工选用10%20%的切削油和油性添加剂、极压添加剂和

38、防锈添加剂，以提高其润滑和防锈的作用。待添加的隐藏文字内容24工艺参数选择4.1切削用量的选择原则 编程时我们必须首先确定每道工序的切削用量，然后根据公式计算出各个参数，并把这些数值以指令的形式写入程序中。 切削用量包括主轴转速背吃刀量及进给速度等，对于不同的加工方法需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度； 充分发挥刀具切削性能；保证合理的刀具耐用度，并充分了、发挥机床的性能最大限度地提高生产率降低成本。粗加工时应选取尽可能大的背吃刀量；要更根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能的进给量；最后根据刀具的耐用度确定最佳的切削速度。精加工时应根据加工后的余量

39、确定背吃刀量；根据已加工表面粗造度要求，选取最小的进给量；最后保证刀具耐用度的前提下尽可能选用较高的切削速度 所以本设计的切削用量等设计全部都根据公式计算，选用最佳的参数进行加工。4.2主轴转速的确定 主轴转速应根据允许的切削速度和工件的（或刀具的）直径来选择其计算公式为： n=1000 Vc/d式中: n为主轴的转速，单位为r/min; Vc为切削速度，单位为m/min; d为刀具的直径或工件的直径，单位为mm 根据切削原理可知，切削速度的高低见表4-1。 表4-1 工件材料ap=0.3-0.2ap=2-6mmap=6-10mmf=0.08-0.3mmm/rf=0.3-0.6mmm/rf=0

40、.6-1mmm/r碳素钢140-180100-12070-90合金钢100-13070-9050-70铸铁90-12060-8050-70铝200-250120-18090-120黄铜100-18080-15060-100从理论上讲，切削速度V的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可以避免生成积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗造度值。但实际上用于机床、刀具的限制，综合考虑：取粗车时Vc=150m/min精车时Vc =200m/min代入式5-1中n粗=1000VcD=3980radminn精=1000VcD=5307radmin4.3进给速度的确定进给速度（F）是数控机床切削用量中的重要

41、参数，刀具斤进给方向移动的距离（单位mm/min)进给量mm/r,数控车床一般用进给量f确定进给速度的原则：1.当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高（2000mm/min以下）的进给速度；2.在切削、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度；3.切削时的进速度应与主轴转速和背吃刀量相适应；4.刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。切削进给F是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给的方向的相对位移，单位mm/min再按5-2进给速度; F=nf 式中：F-进给速度mm/minF-进给量mm/rn-工件转速r/mm 每齿进给量fz的选取主要取决与

42、工具材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗造度等因素。工具材料的强度和硬度越高，fz越小，反之越大。4.4背吃刀量ap的确定 背吃刀量ap指主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向和进给运动图4-1方向所组成平面的法线方向上测量的值对于外圆车削，背吃刀量ap（mm）等于工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离，即ap=（dw-dm）/2，式中dw工件待加工表面的直径（mm）；dm工件已加工表面的直径（mm）。对于平面刨削，背吃刀量也是工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离。（切削深度）（back engagement)在数控车床上。背吃刀量应输入二分之一的值如图4-1所示。4.5切削用刀具材料应具

43、备的性能 在切削加工时，刀具切削部分与切屑、工作相互接触的表面上承受了很大的压力和强烈的摩擦，刀具在高温下进行切削的同时，还承受着切削力、冲击和正道： 因此要求刀具切削部分的材料应具备一下性能高硬度刀具材料必须具有高于工件材料的硬度，常温硬度在HRC60以上。 耐磨性耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力，通常刀具材料的硬度越高，耐磨性越好;材料中硬质点的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越好。 强度和韧性为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性。一般用抗弯强度和冲击韧性值表示。 耐热性具材料应在高温下保持较高的硬度、耐磨性、强度和韧性，并有良好的抗扩散、抗氧化的能力。这就是刀具材料的耐热性。它是衡量刀具材料综合切削性能的主要指标。 工艺性为了便于刀具制造，要求刀具材料有较好的可加工性，包括锻、轧、焊接、切削加工、可磨削性和热处理特性等。 结合工艺分析本零件加工所需刀具有40度车刀、5mm切断刀、16的立铣刀、15mm的钻头、40mm的钻头，其规格根据加工尺选择。 5部分零件程序编程N10 M03 S650N20 T0101(45度外圆车刀）N30 G00 X50 Z2N40 G99 X0 Z0.5 F0.25N50 Z0 F0.15N60 G90 X48.5 Z-100 F0.4N70 X48 Z