【文章內(nèi)容簡介】 鐵所取代。 2）碳素鋼 %下的鐵碳合金稱為鋼。實際應(yīng)用的碳素鋼含有少量的雜質(zhì)。如碳、錳、硫、磷等。碳素鋼可能制成板材和型材，也可以鍛造成各種形狀鍛件。（1）碳素鋼的分類。碳素鋼一般可按含碳質(zhì)量分數(shù)、質(zhì)量和用途方式劃分。按含碳質(zhì)量分數(shù)劃分，碳素鋼可分為以下3種；低碳鋼：Wc≤%中碳鋼：%≤Wc≤%高碳鋼：Wc%按鋼的質(zhì)量劃分。主要根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)（硫，磷）的含量，碳素鋼可分為以下3種普通碳素鋼：Ws≤% Wp≤%優(yōu)質(zhì)碳素鋼：Ws≤% Wp≤%高級優(yōu)質(zhì)碳鋼：Ws≤% Wp≤%按用途劃分。碳素鋼可以分為以下兩種。碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造各種工程機件和機器零件，一般屬于低中碳鋼。碳素工具鋼結(jié)構(gòu)主要用于制造各種刃具、量具、模具，一般屬于高級碳鋼。（2） 幾種常用的碳素鋼 普通碳素的結(jié)構(gòu)鋼，通常為型鋼，棒鋼等，可制作焊接、鉚接、螺旋連接等一般工程構(gòu)件。大多不需要進行熱處理，可以直接在供應(yīng)狀態(tài)下使用。 優(yōu)質(zhì)低碳結(jié)構(gòu)鋼。只含有少量的有害雜質(zhì)硫和磷，力學(xué)性能較好，可用于制造較重要的機械零件。 碳素工具鋼。%以上，屬于高碳鋼，適宜制作各種量具，刃具和模具。 鑄鋼。一般情況下多用碳素鋼，當(dāng)有特殊用途和特殊要求時可采用合金鑄鋼，綜上所述結(jié)合零件的性能，材料可使用鑄鐵。 確定毛坯的類型根據(jù)本零件的形狀可采用鑄造方法制造。從毛坯的形狀越接近產(chǎn)品的零件，即毛坯的精度越高，零件的機械加工強度越少，材料消耗也越少，機械加工的生產(chǎn)率可提高，成本可降低，但毛坯的制造費用提高了。因此，確定毛坯要從機械加工和毛坯制造兩方面結(jié)合考慮，以求得最佳效果。 確定毛坯的尺寸毛坯尺寸長為100mm，寬為100mm，高度為20mm 零件的結(jié)構(gòu)分析 （1）分析零件圖，已確定加工表面 該零件尺寸標(biāo)注完整，正確。符合數(shù)控加工要求，加工部位清楚明確，結(jié)構(gòu)對稱的實心材料，只要求數(shù)控銑削加工上表面，外輪廓，型腔。其中最小的內(nèi)圓半徑為8mm，型腔高度為6mm，R，可選較大直徑的銑刀進行加工，其工藝性好。該零件主要有外輪廓，圓弧，凸臺組成。 （2）加工表面的尺寸精度和形狀精度該零件外輪廓尺寸分別為88177。177。，由圖可知，其尺寸精度都相同，但是凸版的尺寸精度略高一些。 （3）主要加工表面的相互位置精度B,。 （4）加工表面粗糙度及其它方面的表面質(zhì)量要求從零件分析可知，要求一般，鑄造時應(yīng)時效處理。 （5）熱處理的要求及其它要求 ①鑄件應(yīng)消除內(nèi)應(yīng)力。 ②未注明鑄造圓角為R2—R3。 ③鑄件表面無粘砂，裂紋等缺陷。 ④去毛刺。第四章 數(shù)控加工工藝設(shè)計 數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計與通用機床加工工藝路線設(shè)計的主要區(qū)別，在于它往往不是指從毛坯到成品的整個工藝過程，而僅是有幾道數(shù)控加工工藝過程的具體描述。因此在工藝路線設(shè)計中一定要注意到，由于數(shù)控加工工序一般都穿插于零件的整個工藝過程中，因而要與其它加工工藝銜接好。數(shù)控加工工藝路線設(shè)計中應(yīng)注意以下幾個問題：1，工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行：（1） 以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的零件，加工完后就能達到待檢狀態(tài)。（2） 以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件隨人能在一次安裝中加工出很多代加工表面，但考慮到程序太長，會受到某些限制。此外，程序太長會增加出錯與檢索的困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。（3） 以加工部位劃分工序。對于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。（4） 以粗、精加工劃分工序。對于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對粗加工后可能發(fā)生的變形需要進行校核，故一般來說，凡要進行粗、精加工的過程，都要將工序分開。2，順序的安排順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯的狀況，以及定位與夾緊的需要來考慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進行：（1） 上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也應(yīng)綜合考慮；（2） 以相同的定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板的次數(shù)；3，數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接 數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個加工工藝內(nèi)容的同時，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點，如要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及行為公差；對校形工序的技術(shù)要求；對毛坯的熱處理狀態(tài)燈，這樣才能使各工序達到相互滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗收有依據(jù)。在零件的機械加工中，每一個加工內(nèi)容都是借助于一定的機床、夾具和刀具來完成的。需要采用銑床，鏜床或加工中心，需要用銑刀等刀具，需要相應(yīng)的夾具或組合家具，每一個加工內(nèi)容都應(yīng)有相應(yīng)的機床，刀具和夾具，它們與被加工的工件共同 構(gòu)成了一個閉環(huán)系統(tǒng)，稱為機械加工工藝系統(tǒng)。每一個加工工藝規(guī)程都是由若干基本單元即工序組成，而每一工序可分為安裝、工位、工步、走刀。在機床上加工工件時，必須使工件在機床或夾具上處于某一正確的位置，這一過程稱為定位。工件定位后一般還要夾緊，以便在承受切屑力時仍能保持其正確的位置。在零件圖樣和實際零件上，總要依據(jù)一些指定的點、線、面來確定另外一些點、線、面的位置。這些作為依據(jù)的點、線、面就是稱為基準。根據(jù)基準的功能用的不同，它可分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。首先加工零件的圓柱體，接著就是圓弧及十字。上表面的加工工藝路線順序為：1），用大銑刀銑平鑄件表面；2），銑出圓柱體；3），用銑刀銑出圓弧以及十字大概輪廓，4），用小銑刀將零件經(jīng)行精加工。5），用锪刀加工圓柱倒角1*45?這是采用直徑為8mm的立銑刀走出的十字軌跡。 刀具的選用在本次的零件加工中所需要用到的刀具有立銑刀。刀具的合理選用可以對零件的加工精度產(chǎn)生影響，為了讓工件的精度達到要求，通過選擇合理的刀具無疑是一種好方法。為保證加工質(zhì)量，工件在粗加工時切除金屬較多，切削力、裝夾力大，切削熱量多，加工后應(yīng)力要重新分布，由此而引起的工件變形較大，需要通過半精加工和精加工來糾正。刀具的選擇是數(shù)控加工工藝內(nèi)容中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且影響零件的加工質(zhì)量。所以在編程時，選擇刀具他通常是要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、零件的材料等。為了減少加工時間，一把刀具的加工內(nèi)容盡量在一次性的加工完，這不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以減輕勞動強度。 刀具卡畢業(yè)設(shè)計 數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱圖樣代號零件名稱十字凸版程序編號序號刀具號刀具名稱刀具補償值刀補號直徑長度半徑長度半徑長度1T01立銑刀Φ16mm60mm 切削用量的確定與切削用量有關(guān)的因素有：生產(chǎn)率、加工質(zhì)量（主要是表面粗糙度）、刀具的耐用度、機床功率、切削引起的工藝系統(tǒng)的彈性變形和振動等。切削用量的確定原則是：在綜合考慮有關(guān)的基礎(chǔ)上，先盡量取大的背吃刀量，其次是取小的進給量，最后是取合適的切削速度。但由于許多工藝因素的變化較大，故在工藝文件上一半不規(guī)定切削用量，而由操作者根據(jù)實際情況自己確定。合理選擇我切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)效率為主，但也是應(yīng)該考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，一般應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工 成本。在機床允許的情況下，應(yīng)以最少的進給次數(shù)切除待加工余量，最好是一次切除待加工余量，可以提高生產(chǎn)效率。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，可留少許余量待最后加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床，——。銑削速度大，能提高生產(chǎn)效率。但提高生產(chǎn)效率的最有效措施是應(yīng)該盡可能采用大的背吃刀量，因為在切削速度與刀具耐用的關(guān)系成反比，所以切削速度的選用主要取決于刀具的耐用度。切削用量的選擇參閱有關(guān)手冊。在這里相關(guān)的切削用量就根據(jù)平常加工零件的經(jīng)驗來確定切削用量。在粗加工時主軸轉(zhuǎn)速取1000r/min，進給速度在F200—F400之間。精加工時，主軸轉(zhuǎn)速采用1500/min，進給速度在F100—F200之間。 銑削用量的四要素1）銑削速度銑削速度是指銑刀旋轉(zhuǎn)時的切削速度，即 Vc=πdn/1000式中：Vc——銑削速度，m/min； d——銑刀直徑，mm； N——銑刀轉(zhuǎn)速，r/min2） 進給量進給量指工件相對銑刀移動的距離，分別用3種方法表示：f、fz、vf。（1） 每轉(zhuǎn)進給量f，指銑刀每轉(zhuǎn)動一周，工件與銑刀的相對位移量（mm/r）。（2） 每齒進給量fz，指銑刀每轉(zhuǎn)過一個刀齒，工件與銑刀沿進給方向的相對位移量（mm/z）。（3） 進給速度vf，指單位時間內(nèi)工作與銑刀沿進給方向的相對位移量（mm/min）。通常情況下，銑床加工時的進給量均指進給速度vf。 三者之間的關(guān)系為 Vf=fn=fz*zn式中：z——銑刀齒數(shù)； n——銑刀轉(zhuǎn)數(shù)，r/min。3）銑削深度ap銑削深度是指平行于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸。4） 銑削寬度ac銑削寬度是指垂直于銑刀軸線并垂直于進給方向變量的切削層尺寸。 銑削方式及其合理選用 1)銑削方式的選用銑削方式是指銑削時銑刀相對于工件的運動關(guān)系。（1） 周銑法（圓周銑削方式）。銑削工件有兩種方式，即逆銑和順銑。銑削時若銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的切削速度方向與工件的進給方向相反，稱為逆銑，反之則稱為順銑。 ①逆銑。切削厚度從零開始逐漸增大，當(dāng)實際前角出現(xiàn)負值時，刀齒在加工表面上擠壓、滑行，不能切除切削，即增大了后刀面的磨損，又使工件表面產(chǎn)生嚴重的冷硬層。當(dāng)下一個刀齒切入時，又在冷硬面上擠壓、滑行，更加劇了銑刀的磨損，同時工件加工后的表面粗糙度值也較大。 ②順銑。刀齒的切削厚度從最大開始，避免了擠壓、滑行現(xiàn)象；并且垂直分力始終壓向工作臺，從而使切削平穩(wěn)，提高銑刀耐用度和加工表面質(zhì)量；但縱向分力與進給運動方向相同，若銑床工作臺絲杠與螺母之間有間隙，則會造成工作臺竄動，使銑削進給量不均勻，嚴重時會打刀。因此，若銑床進給機構(gòu)中沒有絲杠和螺母消除間隙機構(gòu)，則不能采用順銑。（2）端銑削方式。端銑有對稱端銑、不對稱逆銑和不對稱順銑3種方式。 ①對稱端銑。銑刀軸線始終位于工件的對稱面內(nèi)，它切入、切出時切削厚度相同，有較大的平均切削厚度。一般端銑多用此種銑削方式，尤其適用于銑削淬硬鋼。 ②不對稱逆銑。銑刀偏置于工件對稱面的一側(cè)，它切入時切削厚度較小，切出時切削厚度最大。這種加工方法，切入沖擊較小，切削力變化小，切削過程平穩(wěn)，適用于銑削普通碳鋼高強度低合碳金鋼，并且加工表面粗糙度值小，刀具耐用度較高。 ③不對稱順銑。銑刀偏置于工件對稱面的一側(cè)，它切出時切削厚度小，這種銑削方法適用于加工不銹鋼等中等強度和高塑性的材料。 2）銑削用量的選擇 銑削用量的選擇原則是在保證加工質(zhì)量的前提下，充分發(fā)揮機床工作效率能和刀具切削性能。在工藝性能剛性所允許的條件下，首先應(yīng)盡可能選擇較大的銑削深度ap和銑削寬度ac；其次選擇較大的每齒進給量fz；最后根據(jù)所選定的耐用度計算銑削速度vs。（1）銑削深度ap和銑削寬度ac的選擇。 對于端銑刀，選擇吃刀量的原則是：當(dāng)加工余量不足8mm，且工藝系統(tǒng)剛度大，機床功率足夠時，—2mm以后，應(yīng)盡可能一次去除多余余量；當(dāng)余量超過8mm時，可分為兩次或者多次走刀。銑削寬度和端銑刀直徑應(yīng)保持以下關(guān)系，即 d=(—)ac（mm）對于圓柱銑刀。銑削深度ap應(yīng)小于銑刀長度，銑削寬度ac的選擇原則與端銑刀銑削深度的選擇原則相同。 （2）進給量的選擇。每齒進給量fz是衡量銑削加工效率水平的重要標(biāo)志。粗銑時fz主要受切削力的限制；半精銑和精銑時fz主要受表面粗糙度限制，如下圖所示：工件材料工件硬度/HBS硬質(zhì)合金高速鋼面銑刀三面刃銑刀圓柱銑刀立銑刀面銑刀三面刃銑刀低碳鋼150——————150—200—————— 中 、高碳鋼120—180——————180—220——————220—30