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流程与方法:降低换刀成本的制程规划

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-1-3拟定工艺路线的工作流程按照以上工作流程,遵循工序集中及按零件装夹定位的方式划分加工工序,安排工序内容时依照先近后远、先内后外的原则,尽量减少换刀次数。预钻孔使用φ21 mm标准麻花钻。

流程与方法:降低换刀成本的制程规划

一、确定装夹方案

做一做:

根据所学知识和已经获得的经验,确定本任务中零件加工的装夹方案。

提示:

零件的定位基准应尽量与设计基准及测量重合,以减少定位误差。

数控机床上加工零件,既要保证加工质量,又要减少辅助时间,提高加工效率。因此要选用能准确和迅速定位并夹紧工件的装夹方法和夹具

为了不影响进给和切削加工,在装夹工件时一定要将加工部位敞开,选择夹具时应尽量做到在一次装夹中将要求加工的面都加工出来。

本任务组成零件的加工中,首先要以毛坯件的一个平面为粗基准定位,将毛坯的精加工定位面铣削出来,并达到规定的要求和质量,作为夹持面,再以夹持面为精基准装夹来加工零件,最后再将粗基准面加工到尺寸要求。

二、拟定工艺路线

做一做:

根据所学知识和已经获得的经验,拟定本任务零件数控加工工艺路线。

提示:

板类组合件的数控加工一定要遵循基准先行的原则,先加工基准件,再加工配合件;先加工零件的基准面,再加工其他表面。

对于每一个零件的加工,应尽量采用工序集中的原则,即在零件的一次装夹中尽可能加工较多的表面,以保证零件的位置精度要求。

为保证组合件的装配要求,配合件配合表面的精加工一般采用多次加工完成,在留有适当精加工余量的情况下完成零件的初次精加工,不拆卸工件,用基准件检验配合精度,以检验结果确定是否需要再次精加工。如此多次加工可较好地保证装配要求。

本任务中,件一的工艺路线如图4-2-2所示。

图4-2-2 件一工艺路线

粗、精铣非配合端端面及周边→精铣凸耳端。

本任务中,件二的工艺路线如图4-2-3所示。

图4-2-3 件二工艺路线

三、确定切削用量

切削用量的选择必须在机床主传动功率、进给传动功率以及主轴转速范围、进给范围内。机床—刀具—工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。切削用量的选择应使机床—刀具—工件系统不发生较大的振动。如果机床的稳定性好,工件的热变形小,刀具材料性能好,可适当地加大切削用量。

铣削加工切削用量包括切削速度、进给速度、背吃刀量及侧吃刀量。从刀具寿命的角度出发,切削用量的选择方法是:先选择背吃刀量、侧吃刀量;其次选择进给速度;最后确定切削速度。

(一)主轴转速的确定

主轴转速主要根据允许的切削速度vc(m/min)选取:

n=1 000vc/πD(r/min)

式中:vc——切削速度;

D——工件或刀具的直径,mm。(www.xing528.com)

由于每把刀计算方式相同,故现选取10 mm的立铣刀为例说明其计算过程。

根据切削原理可知,切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。

从理论上讲,vc的值越大越好,因为这不仅可以提高生产效率,而且可以避免生成积屑瘤的临界速度,获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限制,用硬质合金刀具铣削45钢时:

粗铣时:

vc=150 m/min

精铣时:

vc=200 m/min

粗铣时主轴转速最大可选择:

n=1 000×150/3.14×10≈4 700(r/min)

精铣时主轴转速最大可选择:

n=1 000×200/3.14×10≈6 000(r/min)

(二)进给速度的确定

粗加工时一般尽量取最大每齿进给速度,每齿进给速度的取值主要考虑刀具的强度,对于立铣刀而言,直径越大、刀刃越多,其刀具强度就越大,允许取的每齿进给速度也越大。对于一定的每齿进给速度,切削深度、切削宽度的取值过大,将会导致切削力过大,一方面可能会超出机床的额定负荷或损坏刀具;另一方面,如果切削速度也较大,可能会超出机床额定功率。通常如果切削深度必须取大值,切削宽度就必须取很小的值。曲面轮廓精加工的每齿进给速度、切削深度、切削宽度一般比较小,切削力很小,因此取很高的切削速度也不会超出机床的额定功率。粗加工时,过高的切削度主要引起温度和切削功率过大,精加工时过高的切削速度主要受温度的限制。通常,铣刀材料、工件材料、刀具耐用度一定,允许的速度就一定,因此极限切削线速度也一定。

切削进给速度F是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移,单位mm/min,它与铣刀的转速n、铣刀齿数z及每齿进给量fz(mm/z)的关系为

F=n×fz×z(mm/min)

每齿进给量fz的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的强度和硬度越高,fz越小,反之则越大;工件表面粗糙度值越小,fz就越小;硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。

一般而言,用3齿硬质合金刀具铣削45钢时:

粗铣时:

fz=0.2 mm/z

精铣时:

fz=0.1 mm/z

粗铣时进给速度最大可选择:

F=4 700×0.2×3≈2 800(mm/min)

精铣时进给速度最大可选择:

F=6 000×0.2×3≈3 600(mm/min)

提示:

切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手动调整,以获得最佳切削状态。

(三)背吃刀量的确定

背吃刀量是根据机床、工件和刀具的刚度来决定的,在刚度允许的条件下,应尽可能使被吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数、提高生产效率。为了保证加工表面质量,可留少量精加工余量,一般留0.2~0.5 mm。

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