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。这个阶段的主要目的是提高表面质量,一般不能用于提高形状精度和位置精度。常用的加工方法有金刚车(镗)、研磨、珩磨、超精加工、镜面磨、抛光及无屑加工等。
加工阶段划分的原因:
1.有利于保证零件的加工质量。加工过程分阶段进行的优点在于,粗加工后零件的变形和加工误差可以通过后续的半精加工和精加工消除和修复,因而有利于保证零件最终的加工质量。
2.有利于合理使用设备。划分加工阶段后,就可以充分发挥机床的优势。 3.便于及时发现毛坯的缺陷。先安排零件的粗加工,可及时发现零件毛料的各种缺陷,采取补救措施,同时可以及时报废无法挽救的毛料避免浪费时间。
4.便于热处理工序的安排。对于有高强度和硬度要求的零件,必须在加工工序之间插入必要的热处理工序。
5.有利于保护加工表面。精加工、光整加工安排在最后,可避免精加工和光整加工后的表面由于零件周转过程中可能出现的碰、划伤现象。
本次零件的加工主要可划分为粗加工阶段和精加工阶段,粗加工阶段主要是轮廓和内孔的粗加工,精加工阶段则是轮廓的精加工和绞孔、镗孔等。
3.4 加工工序的设计
加工工序的划分原则:
(1)刀具集中原则; (2)先粗后精原则; (3)基准先行原则; (4)先面后孔原则。 件1的加工工序如下:
(1)钻孔加工,选用Φ7.8mm直柄麻花钻。
(2)粗加工铣削Φ30mm孔,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (3)粗加工薄壁外形,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (4)粗加工四方凸台,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (5)粗加工四角凸台,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (6)精加工四角凸台,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (7)精加工四方凸台,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (8)精加工薄壁外形,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (9)C2倒角加工,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (10)精镗Φ30mm孔,选用Φ30mm精镗刀。 (11)钻孔加工,选用Φ7.8mm直柄麻花钻。 (12)扩孔加工,选用Φ9.8mm直柄麻花钻。 (13)铰孔加工,选用Φ10mm机用铰刀。 (14)攻螺纹加工,选用M10mm机用铰刀。
件2的加工工序如下:
(1)粗加工轮廓凹型腔,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (2)粗加工四角凹槽,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (3)精加工四角凹槽,选用Φ16mm三刃立铣刀。 (4)精加工轮廓凹型腔,选用Φ16mm三刃立铣刀。 件1工艺过程卡见表3-2所示:
表3-2 件1加工工艺卡
徐州工业职业技术学院 材 料 牌 号 工 工 名 序 号 序 称 10 钻孔 20 铣 30 铣 40 铣 50 铣 60 铣 70 铣 80 镗 90 钻孔 100 铰孔 110 产品型号 机械加工工艺过程卡片 产品名称 铸件 零件图号 45钢 毛 坯 种 类 带薄壁凸件1 零件名称 凹模 毛坯外形尺150x120x25 寸 工 艺 装 备 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 工 序 内 设 备 容 钻Φ30mm孔 铣削Φ30mm孔 粗加工薄壁外形 粗加工四方凸台、工四角凸台 精加工四方凸台、工四角凸台 精加工薄壁外形 C2倒角加工 精镗Φ30mm孔 钻5xΦ10mm孔 铰10mm孔 铣床 铣床 铣床 铣床 铣床 铣床 铣床 铣床 铣床 铣床 铣床 攻螺攻螺纹3xM10-7H 纹 件2工艺过程卡见表3-3所示: 表3-3 件2加工工艺卡
徐州工业职业技术学院 材 料 牌 号 工 工 名 序 号 序 称 110 铣 产品型号 机械加工工艺过程卡片 产品名称 45钢 毛 坯 种 类 铸件 零件图号 带薄壁凸件2 零件名称 凹模 毛坯外形尺150x120x20 寸 工 艺 装 备 GP-650LB 数控铣床 工 序 内 设 备 容 粗加工轮廓凹型腔 铣床
120 铣 130 铣 140 铣 150 160 170 180 190 200 粗加工四角凹槽 精加工四角凹槽 精加工轮廓凹型腔 铣床 铣床 铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 GP-650LB 数控铣床 3.5 刀具的选择
3.5.1 数控铣削常用刀具
铣削平面类工件时刀具类型选择平头刀具。刀具类型和材料的选择原则见表3-4说明。其中供的刀具材料只是常用材料 ,刀具的材料应根工件材料和加工性质来选择。
表3-4 铣削平面类工件的刀具选择
工件类型 刀具类型 刀具材料 平面零件的平面 端铣刀、立铣刀 硬质合金 平面零件的周边轮廓 立铣刀 高速钢 凸台、凹槽、箱口面 端铣刀、立铣刀 硬质合金、高速钢 3.5.2 刀具的选择 (1)直径尺寸:根据零件图样不同,选用的刀具尺寸不一样,因图而异。 选取的原则是:在刀具能够满足加工前提下,尽量选取直径大的刀具,铣削刀具都是成型刀具且标准,在同时可根据选取刀具的直径提取刀具各异的刀具。
(2)长度尺寸:在加工中心上,刀具长度一般是指主轴端面到刀尖距离,包括刀柄和刃具。
选取的原则是:在满足各个部分加工要求的前提下,尽量减小刀具长度,以提高工艺系统的刚性,制造工艺和编程时,一般不必准确的确定刀具的长度,只需初步估算出刀具长度范围。
本次零件加工需要用到麻花钻、铣刀、镗刀、铰刀,具体的刀具见表3-5所示:
表3-4 刀具列表
序号 名称 规格 数量 备注 1 直柄麻花钻 Φ7.8mm 1 2 三刃立铣刀 Φ16mm 1 3 镗刀 Φ30 1 4 直柄麻花钻 Φ9.8mm 1 5 铰刀 Φ10mm 1 6 铰刀 M10mm 1
3.6 切削用量的选择
切削用量的选用原则:
粗车时,应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。
选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap,其次根据机床动力和刚性的限制条件,选取尽可能大的进给量f,最后根据刀具耐用度要求,确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少,增大进给量f有利于断屑。
精车时,对加工精度和表面粗糙度要求较高,加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时,应着重考虑如何保证加工质量,并在此基础土尽量提高生产率。因此,精车时应选用较小(但不能太小)的背吃刀量和进给量,并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数,以尽可能提高切削速度。
综上所述,我制定的切削用量如表3-5所示:
表3-5 带薄壁凸凹模加工切削用量表
切削用量 序号 加工内容 粗加工薄壁外形 粗加工凸台 精加工凸台 精加工薄壁外形 粗加工轮廓凹型腔 粗加工凸台 精加工凸台 精加工轮廓凹型腔 背吃刀量主轴转速n进给速度(mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 3 3 0.5 0.5 3 3 0.5 0.5 (r/min) 3000 3000 5000 5000 3000 3000 5000 5000 vf(mm/min) 1000 1000 800 800 1000 1000 800 800 3.7 定位与夹具的选择
定位基准是工件上的点、线、面,当工件在夹具上(或直接在机床设备上)定位时,它使工件在工序尺寸方向上获得确定的位置。
定位基准选择的原则:
(1)基准重合原则。为了避免基准不重合误差,方便编程,应选用工序基
准作为定位基准,尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。
(2)便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠,定位、夹紧机构简单、易操作,敞开性好,能够加工尽可能多的表面。
(3)便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下,保证对刀的可能性和方便性。
夹具的作用:
(1)保证被加工表面的定位精度。
(2)缩短工序时间,提高劳动生产率。 (3)扩大机床的工艺范围。
(4)减轻劳动强度,保障生产安全。 机床夹具的类型:
(1)按使用夹具的机床分,可分为车床夹具、铣床夹具、磨床夹具等。 (2)按夹紧动力源分,可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。
(3)按通用化程度分,可分为通用可调整夹具、专用夹具、专业化可调整夹具(成组夹具)、组合夹具。
本次加工零件的定位基准应首先以毛坯的一个平面为粗基准,铣削2mm的夹持面,再以夹持面为精基准来加工零件,零件加工完毕,再以加工后的上平面为精基准来铣掉夹持面。
图3-6 装夹及定位基准示意图
3.8 刀具路径的确定
在数控加工中,刀具(严格说是刀位点)相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起,直至结束加工所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量,其次考虑数值计算简单,走刀路线尽量短,效率较高等。
对于连续铣削轮廓,特别是加工圆弧时,要注意安排好刀具的切入、切出,要尽量避免交接处重复加工,否则会出现明显的界限痕迹。用圆弧插补方式铣削外整圆时,要安排刀具从切向进入圆周铣削加工,当整圆加工完毕后,不要在切点处直接退刀,而让刀具多运动一段距离,最好沿切线方向退出,以免取消刀具