铣床毕业设计(温、倪、陈).doc.deflate

(2)形位精度由图可知，矩形的中心与正六边形的中心位置偏差（即行位偏差）为4mm，这一点十分重要，另外正六边形与外轮廓上边距离为8.32，凸台与底边六边形面的距离为3-3.05 mm,凹槽深度为5-5.05 mm.(3)表面粗糙度本题中加工后的表面粗糙度要求：凸台的外轮廓和圆槽内壁和底面Ra3.2um，其余为Ra6.3um。

对于表面粗糙度要求,主要通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗、精加工路线，合理的切削用量及冷却措施来保证。

切削液按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。

水基的切削液可分为乳化液、半合成切削液和合成切削液。

切削液的作用：润滑作用金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。

在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表面质量。

冷却作用：切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（或砂轮）、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。

切削液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度（或流动性）有关。

水的导热系数和比热均高于油，因此水的冷却性能要优于油。

清洗作用：在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。

除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具被沾污到，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。

对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。

含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上，同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上，把它从界面上分离，随切削液带走，保持切削液清洁。

防锈作用：在金属切削过程中，工件要与环境介质及切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。

此外，在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时，也要求切削液有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。

特别是在我国南方地区潮湿多雨季节，更应注意工序间防锈措施以及刀具材料影响切削液选用工具钢刀具其耐热温度约在200-300℃之间，只能适用于一般材料的切削，在高温下会失去硬度。

由于这种刀具耐热性能差，要求冷却液的冷却效果要好，一般采用乳化液为宜。

高速钢刀具这种材料是以铬、镍、钨、钼、钒(有的还含有铝)为基础的高级合金钢，它们的耐热性明显地比工具钢高，允许的最高温度可达600℃。

与其他耐高温的金属和陶瓷材料相比，高速钢有一系列优点，特别是它有较高的坚韧，适合于几何形状复杂的工件和连续的切削加工，而且高速钢具有良好的可加工性和价格上容易被接受。

使用高速钢刀具进行低速和中速切削上，建议采用油基切削液或乳化液。

在高速切削时，由于发热量大，以采用水基切削液为宜。

若使用油基切削液会产生较多油雾，污染环境，而且容易造成工件烧伤，加工质量下降，刀具磨损增大。

硬质合金刀具用于切削刀具的硬质合金是由碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和5-10%的钴组成，它的硬度大大超过高速钢，最高允许工作温度可达1000℃，具有优良的耐磨性能，在加工钢铁材料时，可减少切屑间的粘结现象。

在选用切削液时，要考虑硬质合金对骤热的敏感性，尽可能使刀具均匀受热，否则会导致崩刃。

在加工一般的材料时，经常采用干切削，但在干切削时，工件温升较高，使工件易产生热变形，影响工件加工精度，而且在没有润滑剂的条件下进行切削，由于切削阻力大，使功率消耗增大，刀具的磨损也加快。

硬质合金刀具价格较贵，所以从经济方面考虑，干切削也是不合算的。

在选用切削液时，一般油基切削液的热传导性能较差，使刀具产生骤冷的危险性要比水基切削液小，所以一般选用含有抗磨添加剂的油基切削液为宜。

在使用冷却液进行切削时，要注意均匀地冷却刀具，在开始切削之前，最好预先用切削液冷却刀具。

对于高速切削，要用大流量切削液喷淋切削区，以免造成刀具受热不均匀而出现崩刃，亦可减少由于温度过高产生蒸发而形成的油烟污染。

二、零件的加工工艺分析2.1 编程原点的确定根据编程原点的确定原则，原点取在工件的上表面的对称中心。

2.2 制定加工方案，工艺措施及加工路线1、选择数控机床及数控系统根据工件的形状及加工要求，选用车间型号：C000031A的华中科技数控铣床起进行本题工件的加工，数控系统选用华中数控HNC-18XP/M铣削系统。

本机特点：1、本机功能强大，使用简便，适应面广，高效实用、性价比高。

2、本机配华中数控世纪星 HNC-18xp数控系统，是华中数控新一代高性价比产品，采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC，配置5.7 " 液晶显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，采用电子盘程序存储方式以及CF卡、DNC、以太网等程序交换功能、具高性能、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。

它采用NC板、CPU主板一体化设计，支持U盘、USB接口（18i不支持）、采用新的面板，配置急停、安装波段开关和三位控制开关，可靠性更高、外观更美观、操作更方便。

3、使用高精度的滚珠丝杠。

5、高精度电机，实现主轴无级调速，配用冷却系统（G代码控制），主轴转速采用G 代码控制；7、外型美观大方，有良好的人机操作界面，操作使用方便；8、安全, 无需手工操作2、制定工艺措施（1）方槽的除料是通过打定位孔然后钻孔；（2）工件采用一次虎钳加垫块装夹；（3）为了减少换刀次数而保证加工精度，除凸台轮廓的刀和Φ48的圆槽用同一把刀粗加工（4）通过螺旋下刀；来保证中心的精度，选用比圆角小的刀来保证尺寸精度3、加工路线与方案本题采用一次装夹，用面铣刀铣完六面后进行外轮廓的粗加工部分除料，然后钻槽需要的孔，然后继续除外轮廓的料，同一把刀对槽进行加工，然后用一把小刀进行由外向内精加工。

2.3 夹具与刀具的选用1、夹具选用夹具选用的原则：在选用夹具时，通常需要考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性。

专用铣削夹具：特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在年产量较大或研制时非要不可时采用。

从零件图中可以看出：零件加工的精度要求不高，且形状简单，通用夹具装夹就可以达到要求，为了提高工作效率，降低生产成本，并结合生产规模为中小批量，故设计中选用通用夹具进行装夹。

根据零件形状为一长方体加工初步选定为台虎钳。

分析零件图中的凹槽可知，加工时需要用垫铁将工件垫高进行凹槽洗削加工。

2、刀具选用（1）刀具的选择是数控加工中重要的工序之一，它不仅影响机床的加工效率而且直接影响加工质量编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力，工序内容，工件材料等因素。

选取刀具是要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应，生产中平面零件周边轮廓的加工通常采用立铣刀加工平面时应选硬质合金刀片，面铣刀，加工凸台正六边型凹槽时选用高速钢立铣刀。

１）φ10硬质合金盘铣刀，根据零件的尺寸及粗糙度的要求，长110宽86的料φ80的刀三刀还不能加工完选用8齿φ10硬质合金盘铣刀完全可以完成对平面的粗精加工。

该零件的粗糙度要求不高，只要用8齿刀按照转快进慢即可完成对零件的面加工且不用换刀，节省时间。

2）由于台阶加工及内槽加工时需去余料，而去余料时要考虑精度问题，只需要在保证不伤及加工零件要求的尺寸内，可以进行最快的省时去余料加工。

由于车间里刀具有限，只有φ20以下的刀(包括φ20的刀)，只要能差不多，故选用φ10的刀去料。

（余量范围为：0.2-0.5mm之间）3）外轮廓有φ40的圆弧，内槽精加工时有一R30，而用φ20的高速钢立铣刀去铣该处时可能产生刀具干涉，综合考虑固选用小一号的刀进行精加工即φ10的高速钢立铣刀。

由于该刀为精加工，加工量很小可考虑进行多次下刀慢速精铣。

2.4 工件的定位与夹紧方案的确定工件的定位与夹紧方案确定应遵循以下原则：1）力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，为减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量；2）设法减少装夹刀具的次数，尽可能做到一次定位，装夹刀具后就能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率；1）避免采用占机人工调整式方案，以免占机时间太长影响加工效率；2）对所有表面都要加工的工件，应根据工作余量最小的表面找正；3）尽可能采用设计基准或装配基准作为定位基准；4）尽可能使定位基准和测量基准重合，使基准统一；5）选择精度较高，形状简单和尺寸较大的表面作为精基准，在实际操作中，加工此轴类零件，完全按照以上工件的定位与夹紧的原则进行，保证各表面质量与精度，减少误差。

2.5加工工艺路线的拟定加工方法的选择具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素选用相应的加工方法和加工方案。

加工阶段的划分粗加工阶段粗加工目的是切除毛坯大部分多余的金属量，使得毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。

半精加工阶段半精加工的目的是使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量，为精加工做准备。

精加工阶段精加工的任务是保证各主要表面达到的规定的尺寸精度和表面粗糙度要求进粗加工、半精加、精加工等。

2.6 工序的划分原则和方法1、工序的划分原则1）工序集中原则工序集中原则是指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序总数少。

2）工序分散原则工序分散是将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容少。

2、工序的划分方法1）按零件加工表面划分此方法是将位置精度较高的表面安排在一次安装下完成，以免多次安装所产生的安装误差影响位置精度。

2）按粗加工、精加工划分对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件，应将粗车分开划分成两道或更多的工序。

加工顺序的安排先粗加工后精加工，按照粗车→半精车→精车的顺序进行先近后远，一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间（3）内外交叉对既有内表面又有外表面需要加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。

（4）基面先行原则用作精基准的表面应优先加工出来本设计中，零件图无内型腔，可以不考虑内外1、铣面：铣顶面（110×86 mm2，下刀2mm，φ96盘铣刀）→铣底面（110×186mm2，下刀2.5mm，φ96盘铣刀）→铣左侧面（86×30 mm2，下刀2mm，φ96盘铣刀）→半精加工左侧面（86×30 mm2，下刀0.5mm，φ96盘铣刀）→铣侧面后（110×30 mm2，下刀2mm，φ96盘铣刀）→半精加工后侧面（110×30 mm2，下刀0.5mm，φ96盘铣刀）→铣右侧面（86×30 mm2，下刀2mm，φ96盘铣刀）→半精加工右侧面（86×30 mm2，下刀0.5mm，φ96盘铣刀）→铣侧前面（110×30 mm2，下刀2mm，φ96盘铣刀）→半精加工前侧面（110×30 mm2，下刀0.5mm，φ96盘铣刀）→半精加工顶面（110×86 mm2，下刀0.5mm，φ96盘铣刀）→另加上铣凸台两侧的料（下刀2mm 2mm 1mm 凸台左边三刀右边三刀共走六刀）换刀φ10的立铣刀2、凸台：粗加工除料，线采用直线加圆弧两圈加刀补走完，后面计算时有方案讨论（下刀每次1mm）3、凸台:先粗加工轮廓，预留精加工余量0.2mm，然后精加工每次1mm(φ10高速钢立铣刀)4、正六边形槽：粗加工加刀补预留精加工余量0.2（下2.9mm φ10的立铣刀）3次→半精铣（下0.5mm一次φ20的立铣刀）三、计算3.1切削用量计算1）一般概念粗加工：粗加工是以快速切除毛坯余量为目的，在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削深度，以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑。