型腔類零件設(shè)計及加工工藝分析

本文格式為Word版，下載可任意編輯——型腔類零件設(shè)計及加工工藝分析2.6刀具選擇

針對在該畢業(yè)設(shè)計中所加工的零件3，應(yīng)根據(jù)各加工步驟的加工內(nèi)容來選取刀具，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀，銑削平面如R47.5的底部大平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片面銑刀；加工凸臺（零件3中的臺階面）、尺寸跨度為10mm的環(huán)形凹槽時，選高速直柄鍵槽銑刀較為適合，對一些主體型面和斜角輪廓形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀。在零件3中部涉及曲面加工，只有局部倒圓角結(jié)構(gòu)，倒圓角半徑為R0.5，對此，選用環(huán)形銑刀進行一步加工后再使用R0.5的球頭刀進行精銑即可。

下面對零件3各加工部位的刀具選擇如下：

1、粗加工底部R47.5mm表面，選擇直徑20mm端面立銑刀，刀具材料硬質(zhì)合金；2、精加工底部R47.5mm表面，選擇直徑16mm端面立銑刀，刀具材料硬質(zhì)合金；3、粗銑削10mm環(huán)形槽，選擇直徑6mm直柄鍵槽銑刀，刀具材料高速鋼；4、精銑削10mm環(huán)形槽，選擇直徑6mm直柄鍵槽銑刀，刀具材料高速鋼；5、粗加工邊緣倒角，選擇45O可轉(zhuǎn)位車刀，刀具材料硬質(zhì)合金；6、精加工邊緣倒角，選擇45O可轉(zhuǎn)位車刀，刀具材料硬質(zhì)合金；將零件3倒置加工另一面

7、粗加工上部臺階面，選擇D6R1的環(huán)形銑刀，刀具材料高速鋼；8、精加工上部臺階面，選擇D6R1的環(huán)形銑刀，刀具材料高速鋼；

9、粗加工切除兩對稱平面，選擇直徑為10mm的方肩銑刀，刀具材料高速鋼；10、精加工切除兩對稱平面，選擇直徑為10mm的方肩銑刀，刀具材料高速鋼；11、粗加工邊緣倒角，選擇45O可轉(zhuǎn)位車刀，刀具材料硬質(zhì)合金；12、精加工邊緣倒角，選擇45O可轉(zhuǎn)位車刀，刀具材料硬質(zhì)合金；

13、精加工中部棱角處R0.5倒圓角，選擇R0.5mm的球頭銑刀，刀具材料高速鋼；14、粗加工中心R22.5貫穿孔，選擇直徑為16mm鉆頭，刀具材料硬質(zhì)合金；15、半精加工中心R22.5貫穿孔，選擇直徑為12mm的直柄立銑刀，刀具材料高速鋼；16、精加工中心R22.5貫穿孔，選擇直徑為12mm的直柄立銑刀，刀具材料高速鋼。

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如上所述，零件3的加工過程中用到了立銑刀、鍵槽銑刀以及鉆頭等多種刀具，現(xiàn)對其中比較重要的幾個進行進一步說明如下：

1、鉆頭

鉆頭是用以在實體材料上鉆削出通孔或盲孔，并能對已有的孔擴孔的刀具。零件3中心R22.5貫穿孔銑削之前先用鉆頭粗加工，便于下步銑刀的半精加工和

精加工。2-12鉆頭

2、銑刀

銑刀對零件3上的面、孔、槽等的大部分結(jié)構(gòu)都有較好的加工效果，而且銑刀也是應(yīng)用最廣泛的刀具。常用的銑刀主要有：加工平面的圓柱銑刀、面銑刀（端銑刀）、三面刃銑刀（盤銑刀）。

下圖方肩銑刀是一種典型的銑刀，正如圖中所示，方肩銑刀對銑削開放或封閉的槽、面或孔時均有上佳表現(xiàn)。對零件3中相距87mm的兩側(cè)面材料的去除加工，正適合選用方肩

銑刀，如圖：

2-14方肩銑刀

2-13切除加工面

立銑刀直徑的選擇主要應(yīng)考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機床額定功率范圍以內(nèi)。如系小直徑立銑刀，則應(yīng)主要考慮機床的最高轉(zhuǎn)速能否達到刀具的最低切削速

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度（60m/min）。另外，對于孔和臺階的加工，使用下圖所示的里直柄立銑刀也能達到很好的效果，正如零件3里半徑為R22.5的中心貫穿孔的加工，在用鉆頭對其進行粗加工后，即可使用立銑刀完成其半精加工及精加工。

2-15貫穿孔

對于較大平面的加工，考慮加工精度及粗糙度要求，采用專門的面銑刀能獲得想要的效果，面銑刀種類、數(shù)量也比較多，應(yīng)根據(jù)零件實際狀況進行合理選擇。

銑刀直徑的選擇：銑刀直徑的選用視零件3上所加工結(jié)構(gòu)面積的大小，另外刀具的選用還取決于設(shè)備的規(guī)格和工件的加工尺寸。

面銑刀主要用于較大表面的銑削，具有效率高、加工質(zhì)量好等特點，正如下圖零件3中的底面和臺階面的加工精銑，根據(jù)零件平面尺寸大小，可選擇直徑為D10的90o面銑刀，下圖為銑刀的有關(guān)圖形，對于90o面銑刀的應(yīng)用也有圖形說明，見下圖：

2-16面銑刀2-1790O面銑刀

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2-18底面與臺階面

2.7加工余量的確定

機械加工余量的大小等于每個中間加工余量總和,選擇加工余量應(yīng)根據(jù)以下主要條件：

1、應(yīng)采用最小的加工余量以求縮短加工時間并降低零件的制造費用。

2、應(yīng)有充分的加工余量，特別是最終工序加工余量應(yīng)能保證得到圖紙上所規(guī)定的表面光亮度精度。

3、決定加工余量時應(yīng)考慮到所采用的加工方法以及加工過程中零件可能發(fā)生的變形。4、決定加工余量時還應(yīng)考慮被加工零件的大小。

在零件3的加工過程中，每一步也同樣涉及加工余量的選擇，綜合考慮零件3的加工內(nèi)容和結(jié)構(gòu)尺寸，其加工過程中的余量選擇如下：

1、粗加工底部R47.5mm表面，為精加工留有0.3mm的余量，在使用直徑8mm端面立銑刀精銑時切除；

2、沿垂直方向粗銑削10mm環(huán)形槽，為底面留出0.2mm的余量以便精銑，在側(cè)面留出0.3mm的余量，在精銑時用直徑為6mm直柄鍵槽銑刀將底面和側(cè)面余量同時去除；

3、粗加工邊緣1X1mm倒角時，留出0.1mm的余量由車刀在二次加工精銑時完成切除；零件3倒置后上部結(jié)構(gòu)加工時余量的選擇：

4、在加工上部臺階面時，因臺階面同中心圓柱孔交界處有倒圓角，為粗加工時能加工出倒圓角的大致形狀，余量不應(yīng)留的過大，可選擇0.2mm；此步選的刀具為D6R1的環(huán)形銑刀，而倒圓角半徑為R0.5mm，所以精銑后還應(yīng)使用R0.5的球頭刀對倒圓角進行局部精銑以切除剩余余量。

5、加工切除兩對稱平面時，刀具走直線即可完成，側(cè)面余量可選0.5mm留于精銑；

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6、粗加工邊緣1X1mm倒角時，留出0.1mm的余量由車刀在二次加工精銑時完成切除；7、加工中心R22.5貫穿孔時，因選擇的是直徑為16mm的鉆頭粗加工，所以為立銑刀半精加工留有的余量為22.5mm-16/2mm=14.5mm，半精加工時再為精加工留出0.5mm的余量。

2.8切削用量的選擇

制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料的基礎(chǔ)上，合理地確定主軸轉(zhuǎn)速S、進給量f和切削深度ap。不同的加工性質(zhì)，對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時，考慮的側(cè)重點也應(yīng)有所區(qū)別。粗加工時，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和刀具耐用度，故一般優(yōu)先選擇盡可能大的切削深度ap，其次選擇較大的進給量f，最終根據(jù)刀具耐用度要求，確定適合的主軸轉(zhuǎn)速S。精加工時，首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面質(zhì)量要求，故一般選較小的進給量f和切削深度ap，而盡可能選用較大的主軸轉(zhuǎn)速S。

下面對零件3加工過程中的切削用量選擇說明如下：

1、粗加工底部R47.5mm表面，主軸轉(zhuǎn)速S選800r/min，進給量f設(shè)為500mm/min，切削深度ap為1.2mm；

2、精加工底部R47.5mm表面，主軸轉(zhuǎn)速S選1000r/min，進給量f設(shè)為400mm/min，切削深度ap為0.3mm；

3、粗銑削10mm環(huán)形槽，主軸轉(zhuǎn)速S選750r/min，進給量f設(shè)為400mm/min，切削深度ap為1.4mm；

4、精銑削10mm環(huán)形槽，主軸轉(zhuǎn)速S選850r/min，進給量f設(shè)為300mm/min，切削深度ap為垂直方向為0.2mm，水平方向為0.3mm；

5、粗加工邊緣倒角，主軸轉(zhuǎn)速S選800r/min，進給量f設(shè)為500mm/min，切削深度ap為0.3mm；

6、精加工邊緣倒角，主軸轉(zhuǎn)速S選1000r/min，進給量f設(shè)為400mm/min，切削深度ap為0.1mm；

將零件3倒置加工另一面

7、粗加工上部臺階面，主軸轉(zhuǎn)速S選