在加工零件产品时,用作装夹零件的部位是已经加工过夹持面,如下图4-2所示:
图4-2精基准示意图
4.2夹具、刀具、冷却液的确定 4.2.1夹具的确定
夹具是一种装夹工件的工艺设备,广泛的应用于机械制造过程的切削加工、热处理、配件、焊接和检测等工艺过程中。在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺设备,它直接影响着工件加工的精度、劳动生率和产品的制造成本等。
1、专用夹具:一般在产品相对稳定、批量较大的生产中采用各种专用夹具,可获得较高的生产率和加工精度。除大批量生产之外,中小批量生产中也需要采用一些专用夹具,但在结构设计时要进行具体的技术和经济分析。
2、组合夹具:组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较高的精度和赖磨性,可组装成各种夹具。夹具用完可拆卸,清洗后可留、待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期,
元件能重复多次使用并具有减少专用夹具数量等优点。
3、通用夹具:已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具,称为通用夹具,其尺寸、结构已经规范化,而且具有一定的通用性,这类夹具适应性强,可用于一定形状和尺寸范围内的各种工件,价格便宜。其缺点是夹具精度不高,生产率也比较低,较难装夹。一般实用于单件小批量生产中。
4、数控加工的特点对夹具提出几点要求:
1)当零件加工批量不大时,应尽量采用组合夹具、可调试夹
具及其他通用夹具,以缩短生产准备时间、节约生产费用。
2)在成批生产时才考虑采用专用夹具,并力求结构简单。 3)零件的装卸要快速、方便、可靠,以缩短机床的停顿时间。 4)夹具上各零件应不妨碍机床对零件各表面的加工,即夹具
要开敞,其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀。
经综合分析:该零件应选用平口虎钳装夹。平口虎钳图如下图所示:
图4-3平口虎钳
4.2.2刀具的选择
切削用刀具材料应具备的性能如表4-1所示:
表4-1 切削所用刀具材料应具备的性能
希望具备的性能 高硬度(常温及耐磨损性 高温状态) 高韧性(抗弯强度) 耐崩刃性、耐低亲和性 破损性 磨削成形高耐热性 耐塑性变形性 性良好 热传导能力良好 4.2.3冷却液的确定
现有冷却液分为:水溶液、乳化液和切削油三大类。通过查阅资料选择常用的冷却液,根据表4-2进行选择。
表4-2 常用冷却液
冷却液名主要成份 称 水溶液 水、防锈添加剂 冷却 主要作用 耐热冲击性、耐热裂纹性 锋刃性良好 生产率 刃口锋利、微小切削性能 (粘刀)性 刀具制造的高性良好 散性 耐溶着、凝着作为刀具使用时的性能 希望具备的性能 化学稳定作为刀具使用时的性能 耐氧化性耐扩
乳化液 切削油 水、油、乳化剂 矿物油、动植物油、极压添加剂 冷却、润滑、清洗 润滑 从工件材料考虑,切削铝时不得使用水溶液,考虑到冷却液作用和价格,选择乳化液可以满足要求。从刀具材料考虑,所选高速钢刀具一般采用乳化液作为冷却液,其冷却效果很好,它的主要作用:冷却、润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。 4.3工艺方案的确定
根据零件图样,制定以下工艺方案,选取最佳一种,(即加工工时最短,又能保证质量)分析下面三套工艺方案进行比较:
方案1:(1)底座:铣夹持面→粗铣上平面→精铣上平面→铣外轮廓→粗铣凸台→精铣凸台→内腔粗加工→内腔精加工→铣4×7的缺口→掉头装夹→铣掉夹持面和四只小脚并保证尺寸精度→去毛刺;(2)上盖:铣夹持面→铣上平面→铣外轮廓→内腔粗加工→内腔精加工→调头装夹铣掉夹持面→去毛刺;
方案2:(1)铣夹持面→粗铣上平面→精铣上平面→铣外轮廓→粗铣凸台→精铣凸台→内腔粗加工→精铣内腔→铣4×7的缺口→掉头装夹→铣掉夹持面和四只小脚→去毛刺;(2)上盖:铣夹持面→铣上平面→铣外轮廓→内腔粗加工→内腔精加工→调头装夹铣掉夹持面→去毛刺;
方案3:(1)铣夹持面→粗铣上平面→精铣上平面→铣外轮廓
→内腔粗加工→内腔精加工→粗铣凸台→精铣凸台→铣4×7的缺口→掉头装夹→铣掉夹持面和四只小脚→去毛刺;(2)上盖:铣夹持面→铣上平面→铣外轮廓→内腔粗加工→内腔精加工→调头装夹铣掉夹持面→去毛刺;
分析:方案1将粗精加工一起完成,这样可以节省时间和换刀的次数,避免因换刀而引起的长度补偿误差。方案2中先加工凸台再加工内腔。此过程中容易影响工件的热膨胀而变形,可能导致加工后配合困难。而方案3将粗精加工分开进行,增加了换刀次数和加工时间,因换刀而引起的长度补偿误差值增大。所以选择方案1加工零件。
综上所述:在方案1中将外轮廓粗精铣放在一个工序中,可以减少换刀的次数,从而提高了加工的效率,减少了加工所用的时间,并且能够较好地减少工件的变形。因此采用方案1。 4.4切削用量的确定
切削用量应根据加工性质、加工要求、工件材料及刀具的尺寸和材料等相结合确定。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:
1、保证零件加工质量和表面粗糙度,充分发挥刀具的切削性能。 2、保证合理的刀具切削性能和耐用度。并充分发挥机床的性能,最大限度地提高生产率降低成本。 4.4.1切削速度Vc