2.8.2工序划分的方法
(1)按所用的刀具划分。即在一次安装过程中尽可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分,然后再换另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。
(2)按安装次数划分。即以每一次装夹完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适应于加工内容不多的工件。
(3)按粗、精加工划分。即以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序,精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法使用于加工后变形较大,需要粗、精加工分开的零件。
(4)按加工部位划分。即以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序。对于加工表面多而复杂的零件,可以按结构特点分为几个加工部分,每一部分为一道工序。
2.9工艺文件的制定
零件的加工工艺设计完成以后,就应该将有关的内容填入各种相应的表格或者卡片中,以便贯彻执行并将其作为编程和生产技术准备的依据。这些表格或者卡片被称为工艺文件。数控加工的工艺文件除了包括机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡、数控加工工序卡外,还包括数控加工刀具卡。其中,数控加工工序卡是用来编制程序的依据,以及用来指导操作者进行生产的一种工艺文件。它的内容包括工序及各工步的加工内容;本工序完成后工件的形状、尺寸和公差;各工步切削参数;本工序所用的机床、刀具和工艺安装等。数控加工刀具卡主要包括刀具的详细资料,有刀具号、刀具名称及规格、刀辅具等。它也是用来编制零
件加工程序和指导生产的重要工艺文件。
3 盘类零件铣削加工工艺分析
3.1 分析零件图,确定安装基准
零件属于盘类零件(如图3.1),零件上有孔、槽、凸台组成,而且凸台的
轮廓由直线和圆弧构成。考虑到零件的结构和形状,还有实际加工时所用的机床的加工特点,选择零件的底面为装夹定位面,夹具采用虎口钳。夹具的夹紧采用的是液压自动夹紧,而且其夹紧力3000N。
考虑到零件的长、宽、高最大尺寸分别为90mm、90mm、10mm,所以选择毛坯的尺寸为96X104X30的立方体。又考虑到所用的数控铣床的加工能力不太好而且其刚度也较差但是零件的表面粗糙度、尺寸精度等都要求的较高,所以选择的零件的毛坯材料为铝件,因为铝件的切削加工性能好且不需要做热处理加工。
图3.1 零件图
3.2确定加工方法和加工路线
3.2.1选择加工方法
零件的表面及台阶面的的粗糙度要求为Ra?3.2,所以在铣削加工时,可以分别调用CYCLE71/CYCLE72先粗铣,再精铣的方案。又考虑到选择的零件的毛坯是铝件,其切削加工性能很好且表面无硬皮,所以在铣削加工时采用顺铣的方法,这样可以提高其加工零件的表面粗糙度且可以减少刀具的磨损。在对圆槽进行加工时,考虑到机床的加工的精度和定位的精度较高,所以在加工直径为20mm的圆槽时,可以采用带端刃的立铣刀,调用循环POCKET4进行粗铣和精铣加工,就能够满足零件的加工精度的要求。对于零件上两个螺纹孔2-M6-6H的加工时,可以采用先调用CYCLE83钻孔后用丝锥调用CYCLE84进行攻丝的方法进行加工。对于零件上的两个凹槽可以调用循环POCKET1并且利用立铣刀进行粗铣和精铣将其加工出来。
3.2..2选择加工路线
在确定加工的路线时,应该遵循的原则是“基面先行,先面后孔,先粗后精” 在对正八边形的外轮廓和凸台轮廓进行加工时,由于采用的毛坯是铝件,切削性能好,所以应该采用顺铣的加工方法进行加工,以提高其加工的质量。同时,在刀具切入和切出时,为了避免在刀具的切入和切出处留下进刀和退刀的刀痕,所以刀具应该沿零件的切向切入和切向切出。
所以,根据毛坯的特点,在加工时,选择上表面作为定位基准面,首先按先后顺序粗铣零件的上表面,正八边形及凸台轮廓多余部分,然后在精铣零件的上表面,正八边形及凸台轮廓多余部分,然后在分别粗铣、精铣凸台轮廓,然后再分别粗铣、精铣零件的中心孔,然后分别粗铣和精铣两个凹槽,最后再钻螺纹孔和攻丝。
3.3选择切削用量
由于零件的毛坯选择的是铝件,所以其切削的加工性能好,采用加工所用的机床是数控立式铣床,考虑到实际所用的立式铣床(教学型铣床,刚性较差)的性能和加工的特点,其背吃刀量(即每次最大铣削深度MID)的最大取值为2mm,又由于加工零件的表面的粗糙度要求较高为Ra3.2,所以在加工时需要进行粗、精加工,所以在粗加工时,选择的背吃刀量MID为1.5mm,精加工时选择的精加工余量(轮廓方向FAL或深度方向FALD)为0.3mm。又由于机床的最大进给量为100mm/min,所以为了提高加工的效率,在粗加工时,选择的轮廓方向进给量(即FFP1)为100mm/min,深度方向的进给量(即FFD)为50mm/min。在精加工时,为了保证表面和轮廓加工的精度要求,选择的轮廓方向的进给量为(即FFP1)为80mm/min,深度方向的进给量(即FFD)为40mm/min。
由于加工的零件材料为铝件,其切削加工性能好,而且所选的进给量和背吃刀量都相对较小,所以经查表参考,切削速度可以取得大些,所以选择的切削速度为160m/min。所以当选择?40的面铣刀对零件进行铣削加工时,其主轴的转速:
n?1000?v??d?1000?160??40?1273r/min
经过计算可得,可选择其粗加工的主轴转速为1000r/min,精加工的主轴转速为1200r/min。又由于其余铣刀和钻头的直径都小于面铣刀的直径,所以其允许的主轴最大转速可以大于面铣刀的最大转速。所以在用其余铣刀进行加工时,粗加工选择的主轴转速为1000r/min,精加工选择的主轴转速为1200r/min。根据数控铣床的要求,在攻丝时其主轴的转速取为500r/min(一般取400~600r/min),攻丝后退刀时,为了减少空行程的时间,所以选择的主轴转速为700r/min。
切削三要素的选择详见表3.1
表3.1 切削三要素
主轴转速进给速度(mm/min) FAL FALD 背吃刀量(每次最大铣削深度)(mm) (r/min) 粗加工 精加工 1000 1200 100 80 50 40 1.5 0.3 注:在攻丝时,主轴的转速为500r/min,攻丝完退刀时主轴的转速为700r/min。
3.4选择刀具
在铣削零件的表面,采用面铣刀,调用循环程序CYCLE71进行加工,为了提高零件的表面加工的精度,避免在刀具的结合处产生刀痕,所以选择的刀具的直径应该尽量的大些,所以在铣削零件的表面时,选择的面铣刀的直径为40mm。为了减少刀具的数量,减少换刀的次数,用以在铣削外轮廓和凸台的部分切削时也选择直径为40mm的面铣刀。在铣削凸台轮廓时,由于受到轮廓凹弧半径的限制(凹弧的半径为15mm),所以在铣削凸台外轮廓时,选择的立铣刀的直径为16mm。在加工螺纹孔时,先采用直径为5mm的麻花钻钻孔,再采用M6的丝锥进行攻丝。在加工直径为20mm的圆槽时,可以选择直径为8mm的立铣刀进行从上往下铣削加工。在加工两个槽时,由于槽宽为10mm,同时也为了减少所用刀具的数量,所以可以采用直径为8mm的立铣刀进行加工。而刀具的材料为合金钢,刚度好,能够满足加工的刚度要求。详见数控刀具卡
3.5确定工件加工坐标系
选择工件的上表面的中心作为工件坐标系的原点(在零件的编程时采用零点偏移指令G54可以获得,如G54 TRANS X_ Y_ Z_)。如下简图3.2所示