【正文】 宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 42
。 宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 41 圖 421 件一加工軌跡 圖 422 件二加工軌跡 生成部分程序 所有加工軌跡完成后，要對(duì)其進(jìn)行后置處理，生成加工程序。 各自 的加工路徑如圖 41 420所示： 宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 40 圖 419 a 曲線內(nèi)型腔半精加工 圖 420 a 曲線內(nèi)型腔精加工 件一、件二 所有加工軌跡完成后 如圖 42 422所示，并 要對(duì)其軌跡進(jìn)行3D仿真加工，看 看還有哪些地方未加工到。切削區(qū)域選擇a曲線內(nèi)型腔底面 ，刀具參數(shù)如圖 417。 內(nèi)型腔加工粗加工時(shí)選擇并輸入圖 415 的內(nèi)容，選用一般平面銑，刀具選擇φ 20 的。在該零件的加工中，我們也用到上述四種加工方法。例如φ 32立銑刀參數(shù)及圖形如圖 41 414 所示，其它刀具按照各自參數(shù)設(shè)定。然后進(jìn)入 UG加工模塊，首先設(shè)定加工坐標(biāo)系、工件加工的安全平面，對(duì)工件進(jìn)行加工。因?yàn)樵摾L圖原點(diǎn)在圖形的底平面上，所以毛坯中心的坐標(biāo)值設(shè)定值為（ 0,0,0）。 所有 造型完成后，所宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 36 生成的件二模型如圖 412 所示。 圖 410 D 向外輪廓 以 D向型腔為繪圖平面，繪制草圖 411中心孔，并求差拉伸為通孔。 圖 48 凸臺(tái)外輪廓 以底板上平面為繪圖平面，繪制孔 2xφ ? ，草圖如 49求差拉伸成通孔。 以底板上平面作為繪圖平面，繪制草圖 48外輪廓圖形。單擊螺紋 指令，以該孔作為螺紋的生成目標(biāo)，生成 M42 18螺紋， 所有造型完成后，所生成的件一模型如圖 47所示。 宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 33 圖 44 孔 以 D向型腔為繪圖平面，繪制草圖 45 中心孔，并求差拉伸為通孔。 宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 32 圖 42 D 向外輪廓 以 C曲線上平面為繪圖平面，繪制圖 43 草圖 b向輪廓，向下求差拉伸 3mm。 以底板上平面為繪圖平面，進(jìn)入草圖繪制圖 41，完成草圖后，向下拉伸求差 5mm。 件一的實(shí)體造型 件一的實(shí)體造型，首先為了便于做加工，所以新建一個(gè)平面，距 XY 平面42mm。 首先我們要建立新文件，文件名只能是英文和數(shù)字組成。若要使用，則必須大量注射，以免硬質(zhì)合金刀具因冷熱不均產(chǎn)生裂紋。切削液具有冷卻、潤(rùn)滑、清洗和防銹作用，常用的切削液有乳化液和切削油。 表 34 銑削時(shí)的切削速度 刀具名稱 φ 32 面銑刀 φ 20 立銑刀 φ 25 內(nèi)螺紋孔單刃鏜刀 φ 11 鉆頭 銑削速度Vc(mm/min) 160～ 250 200 70 25 宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 30 刀具名稱 φ 20 立銑刀 φ 16H7 鉸刀 φ 12 整體合金立 銑刀 φ 8 球頭刀 銑削速度Vc(mm/min) 100 15 150 150 切削液的選擇 切削液是為提高切削加工效率而使用的液體。表 33列出了銑削切削 速度 cV 的參考值。 表 32 銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 刀具名稱 φ 32 面銑刀 φ 20 立銑刀 φ 25 內(nèi)螺紋孔單刃鏜刀 φ 11 鉆頭 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f(mm/r) ～ ～ 刀具名稱 φ 20 立銑刀（擴(kuò) 孔） φ 16H7 鉸刀 φ 12 整體 合金立銑刀 φ 8 球頭刀 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f(mm/r) 切削速度 Vc 表 33 銑削時(shí)的切削速度參考表 工件材料 硬度（ HBS） 切削 速度 Vc (m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金刀具 鋼 225 18～ 42 66～ 150 225～ 325 12～ 36 54～ 120 鑄鐵 325～ 425 6～ 21 36～ 75 190 21～ 36 66～ 150 190～ 260 9～ 18 45～ 90 160～ 320 ～ 10 21～ 30 銑削 的切削速度與刀具耐用度 T、每齒進(jìn)給量 zf 、背吃刀量 pa 、側(cè)吃刀量ea 以及銑刀齒數(shù) Z 成反比，與銑刀直徑 d成正比。當(dāng)工件材料的強(qiáng)度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高，工件剛性差或刀具強(qiáng)度低， zf 值取小值 ,每齒進(jìn)給量的選用參考表見表 31。它與銑刀轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) Z及每齒進(jìn)給量 zf (單位為 mm/z)有關(guān)。 應(yīng) 采用粗 銑、精銑， 件一總余量為 1mm,件二的總余量為 。半精銑時(shí)端銑背吃刀量或圓周銑削側(cè)吃刀量取 ～ 2mm，精銑時(shí)圓周銑側(cè)吃刀量取 ～ ，端銑背吃刀量取 ～ 1mm。 （ 1） 工件表面粗糙度要求為 ～ ，分粗銑和半精銑兩步銑削加工，粗銑后留半精銑余量 ～ 。側(cè)吃刀量 ca為垂直于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為 mm，端銑時(shí) ca 為被加工表面寬度，圓周銑削時(shí) ca 為切削層深度。 （ 3）對(duì)生產(chǎn)效率的影響 在一定的切削條件下，合理選擇切削用量是提高切削效率、保證刀具耐用度和加工質(zhì)量的主要手段。對(duì)刀具壽命的影響主要從耐用度的影響來分析。 （ 2）對(duì)刀具使用壽命的影響 刀具耐用度 T 與刀具總?cè)心ゴ螖?shù) n 的乘積稱為刀具壽命。 pa 主要 是通過切削力來影響加工質(zhì)量的。但當(dāng)?shù)退偾邢鳎?～ ）時(shí)，由于存在塑性變形故可使 Ra 增大。 f 主要是通過已加工表面的殘留面積來影響表面粗糙度的。金相組織也發(fā)生變化，使工件表面質(zhì)量下降。隨著 Vc的增加，θ上升，工件的溫升變形和刀具磨損加快，使誤差加大。 切削參數(shù)對(duì)機(jī)械加工的影響 （ 1）對(duì)加工質(zhì)量的 影響 ① Vc的影響。 數(shù)控銑床的切削用量包括切削速度 Vc、進(jìn)給速度 fv 、背吃刀量 pa 和側(cè)吃刀量 ca 。走刀示意可以參照件 一的走刀路線圖。（φ 8球頭刀） 件二由外輪廓型面和內(nèi)腔槽組成。 （φ 14 擴(kuò)孔鉆 ） 鉸孔：鉸 2φ ? 的孔。（φ 32立 銑刀） 精銑：精銑外輪廓 2φ ? ，保證 2φ 170+→精銑內(nèi)腔槽保證尺寸 ?? 、 ?? 。（φ 11鉆頭） 半精銑：半精銑 a曲線底面至尺寸，內(nèi)腔槽單邊留余量 ，內(nèi)端面 保證 。 銑端面：粗精銑下平面→工件翻身→粗精銑上平面，留 余量 → 粗銑零件周圍 。最后用φ 12 合金立銑刀，精銑內(nèi)腔槽至尺寸。（單刃螺紋鏜刀） 件一的曲線 a 薄壁加工時(shí)，采取的措施是：內(nèi)腔槽留 2mm 余量，增加精銑外輪廓時(shí) 加工部位剛性，用φ 12 合金立銑刀，高速精銑外輪 廓至尺寸，用杠桿表檢測(cè)薄壁曲線對(duì)基面的垂直度。（ φ 14 擴(kuò)孔鉆） 鉸孔：鉸 2φ ? 孔。（φ 12 合金立銑刀） 銑孔：銑φ 12 孔→ 銑 M42 螺 紋底 孔至φ 。（φ 20立 銑刀） 銑端面：銑上端面至尺寸。（φ 32 立 銑刀） 鉆：預(yù)鉆 2φ ? 、φ 1 φ 11的孔。 對(duì)件一的加工路線按照上面的 原則，首先我們要保證內(nèi)外型面 2φ ?位置精度。 （ 4）完 工時(shí)的最后一刀應(yīng)一次走刀連續(xù)加工，以免產(chǎn)生刀痕等缺陷。 （ 2）尋求最短的進(jìn)給路線，以提高加工效率。主要是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，因?yàn)榫庸さ倪M(jìn)給路線基本上是按零件的輪廓進(jìn)行的。進(jìn)給路線不僅反映了幾個(gè)內(nèi)容，也說明了加工順序。 確定進(jìn)給 路線 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為進(jìn)給路線。由于工件在一次裝夾中要完成銑、鉆、鉸、外形和螺紋加工等工序，粗、精加工又不可能截然分開，再加上平口鉗夾緊力有限，毛坯經(jīng)過調(diào)質(zhì)后有一定的硬度，粗加工過程中，可能有微量位移現(xiàn)象發(fā)生。以相同定位、夾緊方式安裝的工 序，最好接連進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀和夾緊次數(shù)。 ③先粗后精，粗、精分開。上道工序的加工能為后面的工序提供精基準(zhǔn)和合適的夾緊表面。 （ 3）加工順序的安排 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛皮狀況，結(jié)合定位和夾緊的需要一起考慮，重點(diǎn)應(yīng)保證工件的剛性不被破壞，盡量減少變形。某些機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用刀具集中的方法 劃分工步，以減少換刀次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，提高加工效率。反之，如先鏜孔后銑面，則銑削平面時(shí)極易在孔口產(chǎn)生飛邊、毛刺，進(jìn)而破壞孔的精度。 ②對(duì)于既要加工平面又要加工孔的地方，可以采用“先面后孔“原則劃分工步。對(duì)于比較復(fù)雜的工序，為了便于分析和描述，常在工序內(nèi)又細(xì)分工步。合理的工藝不僅要保證加工出符合圖樣要求的工件，同時(shí)應(yīng)使機(jī)床的功能得到充分發(fā)揮。 加工該零件按粗、精加工劃分工序，根據(jù)工件的加工精度要求、剛度和變形等因素，將零件的粗、精加工分開，先粗加工，后精加工。 確定工藝路線 （ 1）工序的劃分 在數(shù)控機(jī)床上加工零件與普通機(jī)加工相比，工 序可以比較集中。 φ 16H7 鉸刀， 用于鉸 2φ ? 孔。 φ 11鉆頭，用于預(yù)鉆 2φ ? 孔和 φ 12孔。 φ 12整體硬質(zhì)合金立銑刀 ，用于內(nèi)外輪廓精加工 2φ ? ，鉸前精加工，宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 22 M42 。 φ 32立 銑刀，用于平面粗、精加工，外輪廓粗加工， M42 銑孔。機(jī)夾立銑刀，由于有螺旋升角，銑刀側(cè)刃直線性不好，不適合精加工。 φ 32的 立 銑刀應(yīng)采用側(cè)固刀柄，φ 25內(nèi)螺紋孔單刃鏜刀應(yīng)采用側(cè)固刀柄或強(qiáng)力彈簧夾套刀柄；φ 20 的立銑刀應(yīng)采用強(qiáng)力彈簧夾套刀柄；φ 16H 的鉸刀應(yīng)采用彈簧夾套刀柄；φ 12 整體硬質(zhì)合 金立銑刀和φ 8 球頭刀可采用熱裝刀柄；φ 11 鉆頭 和 φ 14擴(kuò)孔鉆 應(yīng)采用彈簧夾套刀柄。而銑刀種類繁多，在使用時(shí)要根據(jù)加工部位、表面粗糙度、精度等來選用 ，根據(jù)圖形的精度和加工部位來看，所選刀具 卡 見附錄。 刀具材料選用硬質(zhì)合金， 鉆頭和鉸刀選用高速鋼。參數(shù)如下：鉗口寬度 B 為 160mm 左右 ,鉗口高度 H 為 63mm，鉗口最大張開度 L為 200mm，定位鍵槽寬度 A為 18mm。零件又 屬于平面類零件，應(yīng)使用通用夾具，通用夾具是已經(jīng)標(biāo) 準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具。 夾具 的選擇 機(jī)床夾具的種類很多，按使用的機(jī)床類型分為車床夾具、銑床夾具、鉆床宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 21 夾具、鏜床夾具、加工 中心夾 具等。 本零件選擇 大連 數(shù)控銑床 XD40，而數(shù)控系統(tǒng)是使用 FANUC 0i MateMB。 （ 3） 機(jī)床的生產(chǎn)效率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 工藝 裝備的 選擇 在對(duì)機(jī)床的選擇中，我們應(yīng)該考慮一些因素： （ 1） 機(jī)床規(guī)格應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng)，及大件用大機(jī)床，小件用小機(jī)床。 d)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近零件的加工表面，保證主要夾緊力的作用點(diǎn)與加工表面之間的距離最短，可有效提高零件裝夾的剛性，減少加工過程中的振動(dòng)。 b)夾緊力方向應(yīng)有利于減少夾緊力，要求能夠在最小的夾緊力作用下，完成零件的加工過程。 d)夾緊裝置的自動(dòng)化程度及復(fù)雜程度，應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)。 宜賓 職 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 20 b)夾緊力的大小適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中的位置不能發(fā)生任何變動(dòng)，又要使工件不產(chǎn)生大的夾緊變形；同時(shí)也要使得加工振動(dòng)現(xiàn)象盡可能小。這種保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置稱為夾緊裝置。 c)避免采用占機(jī)調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。為了提高數(shù)控機(jī)床的效率，在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： a)力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一。 ③完全定位與不完全定位 工件的六個(gè)自由度都被限制的定位成為完全定位，工件被限制的自由度少于六個(gè)，但不影響加工要求的定位，成為不完全定位，完全定位和不完全定位是實(shí) 際加工中工件最常用的定位方式。需要指出的是，工件形狀不同，定位表面不同，定位點(diǎn)的布置情況也各不相同。 ① 六點(diǎn)定位原理 工件在空間有六個(gè)自由度，即沿 X、 Y、 Z 三個(gè)坐標(biāo)方向的移動(dòng)自由度和繞X、 Y、 Z三個(gè)移動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)自由度 A、 B、 C，如圖 33所示。 ④盡量減少裝夾次數(shù)，做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大多數(shù)表面的加工，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，達(dá)到充分提高數(shù)控機(jī)床效率的目的。 ②裝夾零件要方便可靠，避免采用占機(jī)人工調(diào)整的裝夾方式，以縮短輔助時(shí)間，盡量采用液壓、氣動(dòng)或多工位夾具，以提高生產(chǎn)效率。除此之外，還要考慮以下幾點(diǎn)： ①當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求，一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能保證零件與機(jī)床坐標(biāo)系之間的準(zhǔn)確尺寸關(guān)系。直接找正法生產(chǎn)效率低，對(duì)工人的技術(shù)水平要求高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)中。如圖 32 所示，直接找正法是用劃針或儀表直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法。 劃線找正法廣泛用于單件小批生產(chǎn)中，尤其適用于形狀復(fù)雜而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大、無法采用夾具裝夾 的工件。如圖 31 所示，劃線找正法是用劃針根據(jù)毛坯或半成品上所劃分的線為基準(zhǔn)找正它的機(jī)床上的正確位置的一種裝夾方法。找正