加工方法选择论文

加工方法选择论文（共9篇）

加工方法选择论文 篇1

1圆弧形零件的应用范围

棉纺产品中,大量使用吸风、除尘、防护类罩壳等零件,此类零件的外形结构要求与风机、辊筒(刺辊类)等旋转体零件外形相匹配,保持各组件气流的稳定,并降低气流阻力,减少功率损失,降低噪音。因此此类与气流有关的零件多以采用圆弧外形结构为主。

2加工方法的选择

选用那一种加工方法对圆弧形零件进行加工,一般要针对零件在设备中的作用和尺寸精度、配合精度要求,对零件的强度、加工工艺性要求进行分析,并核算加工成本,以确定不同的加工方法。对于圆弧类零件的加工,除结合本单位自身的加工能力外,采用合适的设备和加工方法,可有效提高生产效率,降低加工成本。

2.1三辊卷板机卷圆方法

2.1.1零件外形特点在管道零件中,圆形管道加工方便,简单实用,而且圆形管道比较容易保证局部阻力要求尽量小要求,可有效节省能源,降低噪音,因此圆形是管道零件外形的首选。圆形管道类零件大部分采用三辊卷板机设备进行加工。

2.1.2卷圆原理三辊卷板机以对称卷板机为主,是在两个下辊筒的中间对称位置上有一个可在垂直方向运动的上辊筒,工作时,置于上、下辊间的板料随着上辊的压下,在支撑点间发生弯曲,当上辊转动时,由于磨擦力的作用使板料跟着移动,从而发生均匀的弯曲变形。如图一所示:

①被动辊②主动辊③工件

卷板机工作时,只有与上辊接触到的板料部分才能被弯曲,而板料两端头各有一段长度部分由于接触不到上辊而不发生弯曲变形,此段板料称为剩余直边。

2.1.3卷圆加工方法剩余直边的加工:由于板材卷圆时有剩余直边,在卷圆之前一般要用模具对板料两端进行预弯(槽头),使其圆弧符合卷圆弯曲半径。

是否采用模具进行预弯,除考虑零件精度要求外,板材厚度很关键,一般以1mm料厚为界,大于1mm采用模具预弯,小于1mm采用手工预弯。在圆形管道加工中,材料选用多以板厚0.75mm的镀锌钢板,考虑到管道外形尺寸精度低,接缝以咬口形式为主,板料强度低容易修正等因素,剩余直边可采用手工拍打等方法进行预弯或合配后修正,并可多件叠加在一起进行预弯。小于1mm镀锌钢板材料在卷圆之前不采用模具进行预弯(槽头),特别是对于直径尺寸大,宽度尺寸小的管道的加工(例如咬口弯头各节的加工),可有效提高加工效率。

2.1.4适用范围采用三辊卷板机加工方法,虽然加工方便,效率高,但根据棉纺设备中圆弧零件以薄板类材料冷弯为主情况,存在圆弧卷圆半径受辊体尺寸和卷圆内径应大于40倍料厚的限制,因为在室温下,当卷圆内径小于40倍材料厚度时,普通碳钢的变形大于5%,材料的受拉面会产生龟裂而导致零件报废,因此,只有卷圆内径大于40倍材料厚度零件,才能进行冷卷加工。

钢板在卷圆过程中由于受到上、下辊的挤压作用,会产生塑性变形而使长度增加。而且圆弧定位精度低,圆弧半径和弧度大小不易控制等缺陷。所以此加工方法适用于零件尺寸精度要求低,截面为圆形零件的加工,卷圆没有阻碍,方便后期在三辊卷板机上二次修正外圆,若零件圆弧较短,两头直边占总长大部分尺寸,如图二所示,则不适合卷圆加工。

2.2专用槽压圆弧工装加工方法

2.2.1圆弧形零件的加工特点:现代棉纺设备中,圆弧形撑挡、罩板零件大量采用薄钢板槽压焊接成形结构,此结构有重量轻、加工方便、圆弧表面质量好、生产周期短等优点,加工完成后圆弧表面不再采用车、铣、磨等机加工方法二次加工。

2.2.2加工方法的选择此类零件对圆弧尺寸精度要求高,部分零件圆弧半径尺寸精度要求控制在0.2mm以内,一般情况下,当圆弧半径标注公差≤0.5mm时,需采用专用槽压模,对于不同圆弧相交的外形结构,若精度要求高,更需要专用整形模。如图三所示。

2.2.3分段槽压圆弧时依次槽压的定位问题在许多情况下,零件圆弧弧长较长,若采用整体压模一次压制成形,压模工装外形尺寸大,并仅能加工此圆弧,通用性差,模具制造成本高。因此在工装设计时多以小弧度槽压模为主,加工时采取分段槽压大弧度圆弧方法。如图四所示:

采用小弧度工装槽压大弧度零件存在的主要问题是如何控制依次槽压的定位问题,因零件是依次分段槽压,一般情况下,第一次槽压(第一刀)能采用定位板定位,槽压后面部分圆弧时,没有定位板定位,存在不易控制槽压定位位置情况,造成园弧扭曲变形,因此分段槽压圆弧加工时,对操作人员技术素质和经验水平要求高。由于存在槽压定位误差问题,使分次槽压圆弧半径没有一次槽压成形精度高。

2.2.4槽压工装的选用在槽压工装设计时,应考虑加工零件长度的发展方向,工装长度有一定的宽余,以适应将来零件长度加长时仍能使用,提高工装的通用性要求。

对于圆弧半径尺寸未注公差要求,可以采用相近半径圆弧采用同一套槽压工装加工,一般情况下,大圆弧零件可以采用小圆弧槽压工装进行槽压,槽压后手工用木打板或木榔头放大零件圆弧,校修过程中,用正圆弧样板进行检验。

在某些情况下,当产品改型后的零件加长了,原槽压工装长度不够,或生产周期短,没有时间制造工装的问题。这时也可采用短圆弧模具分段槽压长零件,在这里需要注意的是:①首先选用足够长的大圆弧模具进行预弯,然后用短圆弧模具分段槽压,而且槽压圆弧时上模逐步下移采用分次浅槽压方式,圆弧槽压不能一次到位;②槽压镜面钢板时,接刀处圆弧表面容易留下槽压痕迹,应采用增加保护膜厚度、分次浅槽压等措施。

2.2.5零件材料的选用对于外形尺寸精度要求高的零件,采用槽压成形方法,板料的质量控制也很重要,经加工验证选定的板料,一般不随意更换板料供应厂家,因为即使是同一个厂家生产的相同标准的料坯,不同炉次的板料的回弹系数和延伸率都会有所差别,不同厂家的材料差别更大。

2.3三点折弯机折弯方法

2.3.1三点折弯机工作原理:(如图五所示)三点折弯机是采用下模具凹模入口的圆角与其柱销上的表面组成三点。由这三点精确地确定折弯角度,若改变可调节的柱销的高度,就可得到不同的折弯角度。位于凸模和滑块之间的液压垫,是为了补偿滑块和工作台的挠度变形,使板料在折弯过程中沿着凹模全长接触到这三点,液压垫压力在折弯长度均匀分布,使凸模的折弯力在折弯全长上也是均匀分布的。(三点折弯角度精度可达±15"),整个凸凹模由若干10、20、30、50、100毫米等宽度的分块模具组成,每块凸模为弹性支承,能自动适应凹模的折弯直线度和保证恒定的压力分布,提高了折弯角度的精度和折弯棱边的直线度。

2.3.2三点折弯机加工方法以上可知,三点折弯机有很高的折弯精度,非常适用于产品试造和小批量圆弧形薄板类零件的加工。三点折弯机在加工时,把圆弧分成若干个直线段(小弦长)进行折弯,综合外观质量和折弯累积误差精度等因素,并依据圆弧半径大小,折弯直线段长度数值范围一般选定在5～9mm之间,数值的选取并以每段折弯长度(折弯间距)相等为条件。弧长总长度若不能均分,可以适当增加两头折弯间距长度。如图六所示:

在零件圆弧角度小于180°(半圆形)时,可以由三点折弯机机床定位板来保证定位尺寸精度,若圆弧大于180°,加工方法是先扳压两头最后折弯中间,因圆弧部分折弯不能采用机床定位,须有折弯定位线来定位,采用的划折弯定位线、打折弯定位样冲加工方法中,有划线或打样冲能力的数控冲床(钣金FMS)定位精度高,手工划定位线误差较大。此加工方法适用于多种复杂圆弧外形结构零件,如图七所示。

2.3.3三点折弯机加工适用范围:由于三点折弯机加工圆弧工件精度高,适用于加工小直径,短弧长的薄板类零件,采用三点折弯机加工小直径圆弧零件,在小批量、试造产品零件加工中,可以节省大量的模具费用,并大幅缩短生产周期。但由于圆弧面是多次折弯成形的,比较适用于碳钢材料的零件,经折弯、表面进行喷涂处理后,扳压痕迹不影响圆弧外观质量。而在扳压镜面钢板材料的圆弧零件时,会造成镜面折弯痕迹过于明显,严重破坏零件表面外观质量。另外采用三点折弯机折弯圆弧的单件加工时间比采用圆弧模槽压成形方法时间长,大批量加工生产效率低,相对加工成本高。

2.3.4不同设备的组合加工方法:如图七所示,在多个圆弧相交零件的加工中,采用专用圆弧槽压与三点折弯机折弯相结合是较好加工方法,具体加工步骤:①先利用三点折弯机定位精度高的特点,扳压零件相交(相贯)线;②采用专用圆弧槽压工装分次槽压圆弧成形;③用三点折弯机折弯直边和再次折弯相交线(重刀)。采用这种方法加工的零件有较高的外形尺寸精度,并可节约整体压制成形模具,有效降低生产成本。

2.4铸件对于截面台阶多,厚度变化大,外形复杂,而且圆弧半径精度和尖角处直线度要求在0.10mm以下的零件,钣金折弯加工方法一般无法做到,此类零件一般有刚性要求,与其它零件配合间隙小,不允许在开车运转状态下因气流产生的负压造成零件的变形。此类零件如图八所示,圆弧表面精加工多采用磨削方法进行加工,以获取较高的形位公差和较低的表面粗糙度要求。

2.5铝型材拉制成形方法纯铝的强度低,不宜用来制作承受载荷的结构零件,向铝中加工适量的硅、铜、镁、锰等合金元素,可制成强度较高的铝合金材料。铝合金密度低,强度接近或超过优质钢,采用冷变形或热压拉制成形等方法可加工成各种形状的型材,并通过采用淬火、时效、阳极氧化等后处理手段来获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。

因铝型材零件重量轻、强度高,经阳极氧化后表面质量好,表面光滑不勾挂纤维,抗腐蚀能力强,不必对零件表面采取涂漆、喷粉等防护措施,非常适用于湿热环境下的棉纺厂生产车间,能适用于棉纺产品中大部分罩板类零件,可以避免在纺制长纤维时与零件表面涂层磨擦后损坏涂层而产生的粘连。

国外代表世界先进水平的纺织机械生产企业,在棉纺产品中已经大量采用铝合金材料制造成盖板、吸口类、罩板类零件用于梳理、除尘除杂和防护。我国近年来随着铝型材加工能力的提高,在棉纺产品中也逐步扩大了应用范围,已经能够加工精度要求相对较高,外形复杂的零件。

现国产工业用铝型材零件加工的主要问题是铝型材拉制后热处理能力与国外先进企业仍有不小差距,在拉制结构复杂零件存在加工精度低,精度保持性差,易变形等问题,如下图九所示,零件尖角处尺寸精度一般控制较好,直线度能达到0.1mm以内,圆弧上部因没有加强筋等结构,圆弧精度相对较低。圆弧零件圆弧外形尺寸精度一般能控制在0.5mm左右,小于0.3mm以下的零件尺寸精度加工难度大。

摘要：本文介绍了圆弧形零件根据不同的材料、形状要求而采取不同的毛坯、加工方法的选择，分别介绍了加工工艺原理以及适用范围。

关键词：圆弧形零件,加工方法,适用范围

参考文献

实用钣金技术手册编写组编．实用钣金技术手册．机械工业出版社．2001．5

加工方法选择论文 篇2

一 粗基准的选择原则

选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则：

(1) 选择重要表面为粗基准   为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面，如床身的导轨面，车床主轴箱的主轴孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主轴箱时，应以导轨面或主轴孔为粗基准。如图1所示。

图1                                                                              图2

(2) 选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证要求，使外形对称等。如图2所示的工件，毛坯孔与外圆之间偏心较大，应当选择不加工的外圆为粗基准，将工件装夹在三爪自定心卡盘中，把毛坯的同轴度误差在镗孔时切除，从而保证其壁厚均匀。

(3) 选择加工余量最小的表面为粗基准  在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。

(4) 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准  以便工件定位可靠、夹紧方便。

(5) 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次  因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。

二 精基准的选择原则

(1) 基准重合原则      即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。(2) 基准统一原则      应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。例如加工轴类零件时，采用两中心孔定位加工各外圆表面，就符合基准统一原则。箱体零件采用一面两孔定位，齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准，均属于基准统一原则。

机械加工过程中,定位基准的选择合理与否决定零件质量的好坏,对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。

一 粗基准的选择原则

选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面，

具体选择时应考虑下列原则：

(1) 选择重要表面为粗基准   为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面，如床身的导轨面，车床主轴箱的主轴孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主轴箱时，应以导轨面或主轴孔为粗基准。如图1所示。

图1                                                                              图2

(2) 选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证要求，使外形对称等。如图2所示的工件，毛坯孔与外圆之间偏心较大，应当选择不加工的外圆为粗基准，将工件装夹在三爪自定心卡盘中，把毛坯的同轴度误差在镗孔时切除，从而保证其壁厚均匀。

(3) 选择加工余量最小的表面为粗基准  在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。

(4) 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准  以便工件定位可靠、夹紧方便。

(5) 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次  因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。

二 精基准的选择原则

(1) 基准重合原则      即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。(2) 基准统一原则      应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。例如加工轴类零件时，采用两中心孔定位加工各外圆表面，就符合基准统一原则。箱体零件采用一面两孔定位，齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准，均属于基准统一原则。(3) 自为基准原则     某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。如图3所示，磨削车床导轨面，用可调支承支承床身零件，在导轨磨床上，用百分表找正导轨面相对机床运动方向的正确位置，然后加工导轨面以保证其余量均匀，满足对导轨面的质量要求。还有浮动镗刀镗孔、珩磨孔、拉孔、无心磨外圆等也都是自为基准的实例。(4) 互为基准原则 当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。例如要保证精密齿轮的齿圈跳动精度，在齿面淬硬后，先以齿面定位磨内孔，再以内孔定位磨齿面，从而保证位置精度。再如车床主轴的前锥孔与主轴支承轴颈间有严格的同轴度要求，加工时就是先以轴颈外圆为定位基准加工锥孔，再以锥孔为定位基准加工外圆，如此反复多次，最终达到加工要求。这都是互为基准的典型实例。

缸体加工典型粗基准的选择 篇3

柴油发动机中的气缸体, 是整个发动机的骨架, 所有的发动机外围件都直接安装在它的上面, 如曲轴、气缸盖、喷油泵、飞轮等。气缸体本身的质量, 对整台发动机的质量影响是至关重要的。出于对柴油机使用要求的需要, 气缸体的材料一般采用铸铁, 以提供给整台发动机所需要的强度、抗振性等。

粗基准对气缸体的影响

铸件在浇注的过程中, 容易产生变形现象。在选择加工定位时, 需要根据具体的铸造情况, 合理选择定位点, 合理分配气缸体因铸造时产生的变形量, 将变形的影响减到可接受的范围。在气缸体的加工过程中, 经常会出现气缸体的螺纹孔中心与毛坯的铸造搭子中心不重合, 各个缸孔的加工余量不均匀, 关键部位出现壁薄等质量问题, 这往往与气缸体粗加工的基准选择不合适有关。

典型粗基准选择

以某六缸直列发动机的气缸体的首序粗加工基准的选择为例, 来说明气缸体第一道工序的定位基准该如何进行选择。如图1所示, 该气缸体为湿式缸套, HT250材料, 毛坯为铸件。

由于首序加工, 需要加工出后续加工工序用的工艺定位基准, 因此, 需要对气缸体进行完全定位。该气缸体首序加工定位基准的选择如图2所示 (加粗线) , 分别选择了气缸体毛坯第一缸上缸孔中心, 第一、七曲轴半圆孔的内侧和中间档的中心。

下面来分析定位对气缸体自由度的限制情况, 为了便于说明, 将气缸体放到坐标系中 (见图3) 。

第一缸上缸孔中心限制, 第一、七曲轴半圆孔的内侧限制, 中间档的中心限制, 气缸体的6个自由度被完全限制, 因此该定位是完全的定位。

图4是该气缸体首序加工的夹具, 位置1定第一、七曲轴半圆孔的内侧, 位置2定气缸体中间档的中心, 位置3定气缸体的第一缸上缸孔中心。图4是零件在夹具装夹状态。

一般粗基准的选择, 需要考虑两个方面:一是保证加工面 (孔) 与非加工面 (孔) 之间的相互位置精度要求;二是合理分配各加工面 (孔) 的加工余量。

该气缸体的粗基准选择, 是否考虑了这两个方面的要求呢?首先需要了解一下该气缸体的铸造情况。该气缸体的主要铸造砂芯分为主体芯、上盖盘芯、下盖盘芯、前端插片芯、后端插片芯和水套芯等;主体芯组芯的情形如图5所示。

在铸造时, 在图5中砂芯1的位置形成气缸体的上下缸孔, 在位置2形成气缸体的主轴承座两侧面等, 在位置3形成第一、七曲轴半圆孔的内侧。也就是说, 该气缸体粗基准选择的都是主体芯形成的面和孔。在铸造组芯的时候, 是以主体芯为基础进行组芯, 其他砂芯的位置都是相对于主体芯而言的。随着主体芯的变化而变化, 主体芯的稳定性直接决定了其他砂芯是否稳定。因此, 粗基准选择铸造稳定的面、孔无疑是正确的。

在实际浇注的过程中, 铸件不可避免地会存在变形情况。从该气缸体的形状来分析, 变形最大的方向在气缸体的长度方向, 而长度方向的变形, 影响最大的就是各个缸孔及两端面。如果不能合理分配各个缸孔的加工余量, 就有可能会导致后续缸孔加工不出、过水间隙小、端面加工不出等质量问题, 直接导致零件的报废。本例的粗基准在长度方向的定位, 选择气缸体中间档中心, 相当于从气缸体的中间将变形量往两端进行分配, 这样就能够将变形的影响减到最小 (见图6中 (1) ) 。

而对于左右侧方向的定位, 则是选择了气缸体的缸孔中心, 以气缸体缸孔中心往两侧分配左右侧面的加工余量和铸件变形量。而选择上缸孔中心, 则是将旋转的角度误差尽量的减到最小 (见图6中 (2) ) 。

结语

加工方法选择论文 篇4

在这里给大家介绍选择化妆品OEM加工厂需要注意的几个问题。

1、实地考察，化妆品行业有很多中介商，中介商的价格往往比较高，品质也难保证，所以要加工生产化妆品必须实地考察化妆品工厂。22、考察化妆品工厂是否拥有实验室、研发团队，很多化妆品工厂没有实验室和研发团队，这样工厂一般都是从别的有实验室的工厂买回一些配方按部就班生产，没有任何研发创新配方的能力。33、考察配方研发人员、团队，有些化妆品加工厂拥有实验室，但是没有研发人员、团队，他们拥有工程师，但是这些工程师也只是能简单分析购买回来的配方按部就班进行生产而已，真正的研发人员应该有研发新配方、有创新的能力，而不是简单的看懂现有的配方单。44、实验室设备、生产设备，实验室先进设备是决定这个化妆品工厂能否研发新配方的一个重要因素；车间生产设备是影响化妆品手感、外观的重要因素，所以选择化妆品OEM加工厂一定要看这家厂设备是否先进。55、生产车间，化妆品对生产车间要求虽然没有药品车间这么高，但是国家对化妆品生产车间也有一定的要求，例如空气杂质元素含量、排气排水系统等都要符合国家要求，生产车间不一定要很大，但是设施一定要齐全。

高速切削加工中刀具技术的选择 篇5

高速加工技术由于其精度高、产品表面质量好, 生产效率高, 被认为是21世纪最有发展前途的一种先进制造技术。特别是在当前市场竞争日趋激烈的情况下, 企业为满足时代与市场变化的需求, 只有通过不断提高产品质量、降低生产成本、改进服务方式、开发适应时代变换及有利于环保的新产品, 因此不断推动了这一技术的发展。高速切削加工技术作为机械制造中一种集高效、优质、低耗的先进制造技术, 相对于传统的切削加工, 其切削速度、进给速度都得到了很大的提高。

1 高速加工的定义

高速加工, 就是采用超硬材料的刀具, 通过极大地提高切削速度和进给速度, 来提高材料切除率、加工精度和加工表面质量的一种现代加工技术, 即以较快的生产节拍对零件进行加工。高速加工的一个生产节拍一般包括:零件送进→定位夹紧→刀具快进→刀具工进→刀具快退→工具松开、卸下零件→质量检测等七个基本生产环节。在高速加工中, 高速主要体现在刀具快进、工进及快退3个环节上。一般主轴转速≥8 000r/min, 最高可达到:10 000 r/min~150 000 r/min;进给速度超过40 m/min, 为普通切削的5倍~10倍;转速特征值达到0.5~200×106, 换刀时间:3s~5s, 最快可以达到0.7s~1.5s。高速加工切削速度随加工方法不同有所不同, 也随加工材料不同而不同。例如:车削:700m/min~7000m/min, 铣削:300m/min~6 000m/min, 铝合金:1 000m/min~7 000m/min, 铸铁:800m/min~3 000m/min。

2 高速切削加工刀具技术的选择

刀具作为高速切削加工技术中的一个关键因素, 它对产品加工效率、生产成本、加工质量等都具有直接的影响。在生产加工过程中, 刀具不仅要承受高切削力、高温、振动、冲击等载荷, 而且还应具有良好的力学性能和热稳定性, 即具有高硬度、高强度、高韧性、高耐磨性、抗氧化能力强和抗冲击能力强等特性。此外, 与传统切削加工相比, 由于高速切削速度高, 导致前刀面摩擦力增大, 使刀具接触面温度增高, 要求刀具具有高熔点、高耐热性、抗热冲击性能、高温力学性能等。同时, 为了保证高速切削的加工要求, 在刀具材料选定后, 应选择合理的刀具装夹结构、刀具几何参数, 同时考虑刀具的安全性。

2.1 刀具材料选择

根据高速切削刀具的作业强度, 其刀具材料应具备以下几个性能:1) 高硬度和高韧性, 能够承受刀具高速回转所产生的冲击和振动, 不发生崩刃和断裂现象;2) 高耐热性, 能够承受刀具高速作业过程的高温, 并具有较强的抗氧化能力;3) 高耐磨性, 保证刀具在高速切削中, 不易形成锯齿形和厚度变化的断续切屑, 有效防止刀具的动平衡性破坏, 而导致刀具加速磨损。除了以上性能之外, 还要求刀具材料必须具备抗热冲击性、抗断裂和塑性变形的能力。目前高速刀具材料主要以涂层硬质合金、金属陶瓷、非金属陶瓷、CBN为主。其中采用Ti C为基体的金属陶瓷化学稳定性比较好, 且具有耐氧化性、耐磨性和抗粘结性, 适合模具钢加工;以Si N陶瓷、Ti基陶瓷、Ti CN涂层为材料的高速硬质刀具适合加工高强度铸铁件及精锻结构钢件;采用聚晶金刚石 (PCD) 、超细硬质合金刀具适合加工铸铝合金件;采用高粉末Co冶金表面涂覆的高速钢整体拉刀、滚刀适用于加工各种精锻钢件、铸铁件;金属陶瓷硬度和抗断裂性与硬质合金基本相当, 但导热系数却不及硬质合金的1/10, 且具有优异的抗粘结性、耐氧化性和耐磨性, 比较适合于模具钢加工。涂层硬质合金由于耐磨性好, 且能很好的保持刃口形状, 使零件有高的精度和表面加工质量, 如聚晶金刚石或金刚石涂层刀具常用于加工有色金属或非金属材料。

2.2 刀具装夹结构的选择

高速切削加工在对切削刀具的刚性和高机械性能具有很高要求的同时, 对刀具的装夹力与装夹精度也有比较高的要求。刀具系统中, 装夹刀柄与刀具组成了一个完整的刀具体。在刀具高速旋转加工过程中, 由于离心力及震动的影响, 刀具系统可能导致振动或倾斜, 使加工精度降低, 刀具磨损加剧, 降低机床使用寿命。这就要求刀具系统有高的几何精度、装夹刚度和装夹定位精度。而普通切削加工中大多采用7:24锥度单面夹持刀柄系统, 这类常规刀柄在高速切削时, 往往会出现刚性不够、重复定位精度不稳定、不利于快速换刀等现象。为了提高刚性和装夹精度, 目前国外普遍采用1:10锥度的HSK空心刀柄, 它主要依靠空心薄壁的径向膨胀量保持与主轴内锥孔变形来实现夹紧, 采用小锥面的夹紧力提高接口承载能力及良好的定位作用, 具有换刀快、重复定位精度高等优点。如山特维克可乐满公司的刀柄系统。

2.3 刀具几何参数选择

刀具材料选定后, 刀具几何参数的选择会直接影响到刀具寿命及切削速度, 一般来说应选择高强度的刀片。对圆刀片和球头铣刀, 注意有效直径的概念。与普通切削不同, 高速切削时刀具的前角应小10°, 后角应大5°~8°。由于后角在高速切削时的进给速度高, 为了减少刀具与工件之间的摩擦, 后角选择120°以上;为了减少切屑流出阻力和降低刀具的磨损, 刀具前角选择120°左右;刃倾角影响切屑的方向和切削力的大小, 一般刃倾角选择为150°~100°, 这样以减小切削时刀具的磨损, 提高刀具的使用寿命。

2.4 刀具的安全性

由于转速的提高, 其安全性问题变得越来越重要。如40mm直径刀具, 主轴转速达到30 000r/min, 其射出的速度可达到63m/s的速度, 接近于230km/h的汽车速度, 切削过程中如出现断刀摔出, 势必有较大的冲击动量。因此, 刀具系统的动平衡性显得至关重要。

3 结论

高速切削中刀具技术的发展和应用将对高速切削技术具有决定性的作用。随着刀具新材料、新工艺等新技术的不断突破, 高速加工技术一定会成为机械切削加工的主要发展方向, 将不断为企业创造更大的经济效益。

摘要：本文从高速加工技术的涵义出发, 阐述了高速切削加工技术中刀具材料的选择、刀具装夹结构的选择、刀具几何参数的选择以及刀具安全性考虑。

关键词：高速切削加工,刀具,选择

参考文献

[1]徐宇慧.高速切削刀具及接口技.

[2]左敦稳.高速加工技术现状及发展趋势.

加工方法选择论文 篇6

利用Master CAM软件进行凹槽铣削刀具路径的自动生成及规划是目前制造业重要课题。本文主要探讨针对多边形平底凹槽铣削, 对刀具大小计算出最佳尺寸, 寻求最短刀具路径, 但是必须在没有残留材料条件下, 利用Master CAM软件双向铣削方式, 选择粗、精铣刀最佳搭配, 以降低切削时间。

1 单刀与双刀之比较

凹槽铣削一般采用单把铣刀或双把铣刀铣削, 各刀具有其优、缺点, 应考虑工件的粗糙度或加工时间来衡量, 选择单铣刀或双铣刀。表1为优、缺点之比较, 本研究以较短刀具路径为首要考量, 故选择以双刀方式铣削。

2 铣削多边形凹槽粗切最大直径

双刀铣削中, 粗切主要目的是大量切除材料, 以提高效率, 而精切主要目的是配合凹槽圆角半径得到较高工件表面粗糙度。选择刀具做粗切时, 尺寸越大, 路径越短, 但以过大的刀具尺寸挖槽时, 会产生残余未切除材料, 必须再利用另一刀具作削除。如果选择较小尺寸刀具, 虽然不须换刀铣削, 但是切削路径会增长, 相对的切削时间就长。

精切刀因需配合圆角, 故有一定的尺寸, 当精切刀尺寸确定后, 粗切刀尺寸应如何确定, 才不致于产生残留材料, 是本研究所探讨的第一个主题。

利用双刀完成铣削时, 当精铣刀的尺寸确定后, 为不残留材料, 粗铣刀尺寸选择会受到限制, 如图1所示, 粗铣刀过大铣削时, 有一残留材料产生, 那么该如何确定粗铣刀尺寸?

配合精切刀具半径r, 如图1:

利用相似三角形边成比例定理, 可得

由 (2.1) 及 (2.2) 所示得, 不残留材料的最大粗铣刀半径R

式中:f—预留精切间隙

θ—最小内角。

由上图可知, 在已知精切刀具半径条件下, 求出粗切刀具尺寸R。但选择精铣刀半径时应考虑内圆角半径, 因刀具是采用端铣刀, 所以铣削到顶角的内角, 必为圆弧。故一般以内圆角之半径当作精切刀具半径。

3 刀库中现有刀具最佳搭配之选择

多边形凹槽铣削主要加工方法是采取双刀铣削。凹槽 (袋形) 内部铣削需较大刀具配合与外形半径相同 (或小于) 的较小刀具。粗铣刀作为挖槽加工的刀具, 其目的是移除凹槽内部大部体积, 本文所讨论路径是采用往复式双向切削, 其刀具路径长短与刀具尺寸有关, 前节已讨论过最大粗切刀受限范围, 虽然, 刀具尺寸越大, 所经过路径越短, 越省时, 但易产生残留材料, 同时也要考虑表面粗糙度以及刀具与工件接触面大小所生成阻力, 相反地刀具尺寸越小, 所经过路径越长越费时, 要如何选择粗切刀尺寸使它铣削路径适当又要避免残留材料存在, 最佳方式是要与外形铣削之精切刀作搭配。

为避免残留材料, 精铣刀具和粗铣刀具直径之间关系, 可从下列式子中寻找出两者间直径之比例, 从而在刀库里选择最佳搭配。

由 (2.3) 式:

其中f精修外径之预留量, 一般远小于刀具半径, 可以将其省略不计。

由式 (2.4) 得知

粗铣刀具直径 (D) 与精铣刀具直径 (d) 之间关系:

即:

总之, 多边形凹槽平面铣削, 在现有刀库中, 选择配合合适刀具直径。依据下列程序处理:

(1) 确定多边形最小内角角度θ, 利用公式 (2.5) , 求出D/d之比例。

(2) 精铣刀直径必须等于或小于多边形最小内圆角直径。选取现有刀具中小于或等于最小内圆角直径为外形铣削之刀具, 配合D/d之比例选择适合挖槽刀具直径。

(4) 在没有残留材料下, 选择粗切刀具尺寸越大, 则铣削时间越短, 因为较大尺寸铣削路径较短。

摘要：凹槽 (口袋形) 铣削是产品加工中最重要的一类。利用Master CAM进行多边形平底凹槽 (口袋模穴) 铣削, 在不残留材料的前提下, 找出生成最短刀具路径的刀具尺寸。

发动机缸体加工基准的选择 篇7

基准选择

对于缸体加工的精基准, 无论采用组合机床还是加工中心, 生产线是刚性自动线还是柔性生产线, 以缸体精加工后底面和其上的两个定位销孔作为整个缸体线加工的精基准, 已成为缸体加工工艺选择精基准的通则。但是粗基准和过渡基准选择缸体上哪些特征要素作为粗基准或过渡基准却存在差异。

粗基准指缸体处于毛坯状态, 以缸体上的孔、面作为加工过渡基准的基准, 过渡基准则指缸体加工精基准时选择的基准。以下分两种方案作分析。

(1) 第一种方案缸体在产品设计初期就考虑专门设定一些平面作为过渡基准。

粗基准为缸体底面和1、4缸毛坯孔 (见图1) 。

过渡基准为在缸体右侧专门设计四搭子平面 (411、412、416、417) 和两个水堵孔 (401、402) (见图2) 。

缸体在浇铸时, 为了保证顶面 (与缸盖结合的平面) 组织致密, 浇口设在底面, 为此在以底面作为粗基准面时, 底面虽经毛坯浇口打磨, 但高低不平, 不能直接用于定位, 必须在粗铣后才能上线加工 (也有在底面设三个低于底面的三个小平面, 作为定位的粗基准面, 此时底面可不粗铣) 。1缸毛坯孔采用两点定位, 4缸毛坯孔采用一点定位和底平面三点定位构成六点定位。在卧式加工中心上加工缸体进气侧四个上、下小平面和两个水堵孔。图2所示缸体以过渡基准平面和孔定位加工精基准, 即粗精铣底面和钻、镗底面的两个定位销孔。

(2) 第二种方案缸体结构上不专设过渡基准, 而用缸体本身的功能特征要素来作为过渡基准。

粗基准为缸体2挡、4挡主轴瓦盖结合面 (毛坯面) , 过渡基准为顶面和缸体1、4缸毛坯缸孔。缸体1、4缸主轴瓦安装面虽是毛坯面但比较平整, 无须加工可直接用于定位基准来粗铣、半精铣顶面, 铣刀盘刀齿采用粗铣刀齿和半精铣刀齿阶梯组合, 一次铣削完成粗铣、半精铣顶面 (见图3) 。保证铣出的平面和工艺基准 (主轴瓦盖安装面) 平行, 无角度约束, 顶面留有0.5mm精铣余量 (顶面精铣安排在精镗缸孔工序中完成, 保证顶面和缸孔中心垂直, 也可消除物流中划伤顶面的缺陷) 。

以半精铣顶面和1、4缸毛坯孔为过渡基准定位加工精基准, 粗精铣底面至最终尺寸和钻、镗底面两个定位销孔至尺寸, 构成“一面两销孔”作为缸体加工工艺的精基准, 符合工件六点定位原则。在本工序还可安排接油盘连接螺孔和半精加工主轴承盖定位止口尺寸等。

方案分析

1.第一种方案

(1) 在产品设计阶段, 考虑缸体加工工艺性时, 必须专门设置过渡基准定位面 (411、412、416、417) 。

(2) 过渡基准定位面以缸体毛坯缸孔定位加工, 存在着加工误差δ1、定位误差δ2, 再以过渡基准定位, 加工精基准底面和底面两个定位销孔时, 也存在着加工误差δ3、定位误差δ4等误差叠加, 影响加工精度。

(3) 在加工中, 过渡基准定位面由于毛坯缺陷的原因加工不出, 造成整个缸体无法加工而报废。过渡基准定位面如果余量大 (或余量不均匀) , 经常打坏铣刀刀齿, 造成刀具消耗上升。

2.第二种方案

(1) 产品设计时, 无须设置过渡基准定位面, 可减少缸体的重量, 简化缸体的结构和降低刀具的消耗, 缩短加工节拍。

(2) 顶面作为缸体的重要平面, 余量能够得到绝对保证, 不存在余量不足、铣不出而造成缸体报废或余量过大、打坏刀具的现象。

(3) 以缸体主轴瓦结合面定位, 不存在多个误差的积累, 加工精度容易控制。

(4) 顶面大, 定位稳定, 保证加工后的底面和顶面平行。从工艺安排上, 再以精加工底面和两个定位销孔定位精加工顶面, 满足整机对缸体的技术要求。做到顶面和底面互为基准, 保证顶底面的平行。

结语

机械加工中切削用量的选择 篇8

一、切削速度的影响

切削速度对刀具寿命有非常大的影响。提高切削速度时，切削温度就上升，而使刀具寿命大大缩短。加工不同种类、硬度的工件，切削速度会有相应的变化。

切削速度的计算公式：V=πDn/1000

其中：V为切削速度，是指切削时刀具与工件之间相对摩擦的瞬时线性速度;π为圆周率3.14159;D为工件或刀具旋转直径(车床D为工件切削部位直径，铣床、镗床、滚齿机等机床D为刀具直径);n是主轴转速，它应根据零件上部位加工的直径，零件和刀具材料及加工性质等确定。表一中切削速度数值为常见机床机械加工中的参考值。

(单位mm)

例：普通车床粗车未调质45钢φ60外圆或内孔时，如使用普通合金刀，转速为：n=1000V/ (πD) ≈80000/ (3.14×60) ≈80000 (3×60) ≈420转/分;使用进口合金刀时，转速为：n=1000V/ (πD) ≈20000/ (3.14×60) ≈20000 (3×60) ≈1050转/分。

二、进给速度的影响

进给速度直接影响表面粗糙度和切削效率，同时也影响加工时切屑形成的范围和切屑的厚度。在对刀具寿命影响方面，进给速度过小，后刀面磨损大，刀具寿命大幅降低;进给速度过大，切削温度升高，后刀面磨损也增大，但较之切削速度对刀具寿命的影响要小。在保证表面质量的前提下，可选择较大的进给速度。

进给量有三种计量标准：(1)机床主轴每旋转一周刀具沿切削方向运动多少毫米，称每转走刀;需要说明的是切削用量手册给出的是每转进给量，因此需根据Vf=fn计算进给速度。(2)机床主轴每旋转一周刀具的单个切削刃沿切削方向实际切削多少毫米，称每转每刃走刀;(3)刀具沿切削方向每分钟运动多少毫米，称每分钟走刀速度。

注：新的普通HSS钻头并没有开磨刃口，所以需要自己磨主切削刃和横刃。

表二里所标注的走刀速度均为每转走刀速度。数控机床上的编程走刀速度有每转走刀速度和每分钟走刀速度两种，而我们无论是粗加工还是精加工，刀具所能承受的走刀速度和为了达到工件加工粗糙度要求而需要的走刀速度，都是用每转每刃走刀速度来计算和衡量的。例如车刀精加工调质钢为达到Ra1.6的粗糙度时，车刀是单刃的，所以每转走刀速度为0.12毫米/转·刃，而铣床、镗床或加工中心用6刃(就是装6个刀片)φ80的面铣刀精铣调质钢平面为达到Ra1.6的粗糙度，每刃走刀速度还是0.12毫米/转·刃，而每转走刀速度为0.72毫米/转，也就是说主轴每旋转一圈，刀具向前移动0.72毫米，机床走刀就需要按照0.72毫米/转就近选择，(机床走刀速度=每刃走刀速度×刀具刃数)。

三、背吃刀量的影响

背吃刀量应根据工件的加工余量、形状、机床功率、刚性及刀具的刚性来确定。

切削深度变化对刀具寿命影响很大。切削深度过小时，会造成刮擦，只切削工件表面的硬化层，缩短刀具寿命。当工件表面具有硬化的氧化层时，应在机床功率允许范围内选择尽可能大的背吃刀量，以避免刀尖只切削工件的表面硬化层，造成刀尖的异常磨损甚至破损。

粗加工具体切深随具体机床刚性而异，但精加工为保证尺寸稳定和保证较严尺寸公差时，建议精加工切深ap控制在：0.4—0.8mm(钢件)、0.25—0.5mm(铸铁)，但精加工刀具需要比较锋利的刃口确保切削力很轻，以减少机床、刀具等受力部位的弹性变形，才能确保加工尺寸稳定。在车床主体、夹具、刀具、零件这一系列刚性允许条件下，尽可能选取较大的背吃刀量ap，以减少走刀次数，提高效率。

摘要：文章从切削速度、进给速度、背吃刀量这三个方面对机床加工时切削用量的合理选择进行了详细阐述。

关键词：机械加工,切削用量,切削速度,进给速度,背吃刀量

参考文献

[1]赵长旭主编.数控加工工艺.西安:西安电子科技大学出版社, 2006.

[2]刘万菊主编.数控加工工艺及编程.北京:机械工业出版社, 2006.

[3]高勇等编.UG NX中文版数控加工基础教程.北京:人民邮电出版社, 2006.

[4]郑焕文主编.机械制造工艺学.北京:高等教育出版社, 1994.

定位基准的选择对加工质量的影响 篇9

定位基准分为粗基准和精基准。粗基准是采用未经加工过的铸造、锻造或轧制得到的表面作为定位基准面。精基准是用加工过的表面作为定位基准面。但在实际切削加工中, 如何正确选择定位基准却并不那么容易。

1 问题的提出

1.1 存在的问题

在加工公司轻型汽车某零部件SF130传动箱箱体时, 铣两面钻孔后镗孔, 发现其下面的孔镗偏 (即孔不能完整镗削来) 。

1.2 问题的追溯

图1是轻型汽车SF130传动箱箱体, 主要待加工部位已标出。

最初的工艺路线及工艺要求如下。

(1) 以非加工面E面为粗基准, 精铣基准面A, 保证尺寸21 mm。

(2) 以已加工的基准面A为基准精铣F面, 保证尺寸181.5±0.2 mm及两面的平行度0.03 mm。

(3) 以基准面A外形定位 (四周均匀) , 钻4-Φ15 mm孔。其中工艺要求其一对角2孔钻铰为2-Φ150+0.027mm作为镗销时的工艺孔, 保证位置度Φ0.1 mm。

(4) 以2-Φ150+0.027 mm孔定位, 专用工装夹紧, 镗削Φ850+0.054 mm、Φ80 mm、Φ800+0.046 mm, 保证同轴度及垂直度要求。镗孔工装如图2, 镗模板上两定位销相对于基准A (Φ1 0 0 m m孔的轴线, 且圆度为0.015 mm) 的位置度为Φ0.05mm。

按这一工艺路线加工后, 废品率达20%, 且问题都为F面的Φ800+0.046mm孔镗偏。为此, 重新剖析原工艺路线。

2 原工艺分析

(1) 以非加工面E面为基准加工基准面A符合粗基准选择的第一条原则, 即为保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求, 应以不加工表面作为粗基准。但这里忽视了粗基准选择的第二条原则, 即如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀, 应选择该表面作粗基准。Φ850+0.054 mm、Φ800+0.046mm两孔作为该工件上主要的加工对象, 没有兼顾其加工余量是造成下面孔镗偏的重要原因。

(2) 铸件分型面为K-K, 以E面为基准铣削底面基准面A时, 从理论上在保证尺寸21 mm的同时不能保证Φ850+0.054mm、Φ800+0.046mm毛坯孔公共轴线对基准面A的垂直度。没有充分考虑铸造工艺 (铸件实际情况) 是造成下面孔镗偏的另一原因。

(3) 以已加工的基准面A为基准精铣F面时, 实际加工情况不能保证两面的平行度0.03 mm。查阅铣床加工经济精度表显示, 铣床铣削平面度可达0.02 mm, 加工面对基面的平行度可达0.03 mm。但由于机床精度降低等原因, 若达到两面的平行度0.03 mm非常困难, 这就给后面工序以F面为精基准镗孔Φ850+0.054mm、Φ80 mm、Φ800+0.046 mm, 保证Φ800+0.046 mm孔对于基准A的垂直度0.05 mm带来很大难度。选择F面作为精基准镗孔虽不符合精基准选择的用设计基准作为定位基准, 实现“基准重合”, 以免产生基准不重合误差的基本要求, 但精基准选择同时规定, 当工件以某一组精基准定位能较方便地加工很多表面时, 应尽可能采用此组基准定位, 实现“基准统一”, 以免产生基准转换误差。零件实际结构为:Φ850+0.0 5 4 m m、Φ80 mm孔在设计基准面A上;Φ800+0.046 mm孔在F面上。如采用设计基准A为基准镗孔, 则镗削状态为上孔小、下孔大, 镗Φ850+0.054 mm孔为反镗削。反镗削对于刀杆稳定性、工件系统稳定性以及加工安全性都不利。所以, 在工艺保证设计基准面A000与F面适当平行度的基础上, 采用F面作为基准可方便地一次正向镗削Φ850+0.054 mm、Φ80 mm、Φ800+0.046mm孔, 故从理论上讲此工艺是合理的。

(4) 以基准面A外形定位 (四周均匀) , 钻4-Φ15 mm孔 (包括2个Φ150+0.027 mm工艺孔) , 符合粗基准选择原则, 实际加工时也没出现问题。

(5) 以2-Φ150+0.027 mm工艺孔及F面定位镗削Φ850+0.054 mm、Φ80mm、Φ800+0.046 mm孔, 因为是一次装夹依次镗削, 所以Φ800+0.046 mm孔相对于其基准B (Φ850+0.054 mm孔轴线) 的同轴度在其他工艺系统正常的情况下完全能够得到保证。并且, 反过来4-Φ15 mm孔相对于基准B的位置度也能得到保证 (专用镗孔工装保证) 。

3 新工艺方案及最终效果

对原工艺路线进行了重新设计, 其主要过程如下。

(1) 车底面。以Φ850+0.054 mm、Φ800+0.0 4 6 m m毛坯孔及F端面为粗基准定位, C6140车床车削基准面A, 如图3。具体操作为, 床头工件F面靠紧三爪卡爪内端面, 三爪撑紧Φ800+0.046 mm毛坯内孔, 床尾回转顶尖顶紧Φ850+0.054 mm毛坯内孔, 车削基准面A, 保证尺寸183.5 mm及平面度要求。床头三爪卡盘与尾座回转顶尖在同一轴线上, 保证了车削后的基准面A与两毛坯孔公共轴线的垂直度, 为后面工序精度的保证奠定了基础。

(2) 铣F面。以已车削好的基准面A为精基准精铣F面, 并留0.3~0.5mm余量待磨。

(3) 磨上、下两面。鉴于铣床的经济精度有限, 增加平面磨床磨削工序, 为下工序作好精度储备。磨削上、下两平面, 保证尺寸181.5±0.2 mm、单面平面度0.02 mm及两面的平行度0.03 mm。

(4) 钻铰工艺孔 (与原工艺同) 。

(5) 镗三孔。仍采用专用工装定位夹紧工件, 在沈阳机床股份有限公司生产的VMC0850B型立式加工中心上一次装夹镗削Φ850+0.054 mm、Φ80 mm、Φ800+0.046 mm 3孔, 由于前面工序兼顾了本工序的加工状态, 同轴度及垂直度都比较容易地达到了图纸要求。

采用此种方案加工后, 上、下两孔镗削余量均匀, 孔对面的垂直度、孔对孔的同轴度完全达到图纸设计要求, 有效降低了废品率, 且质量稳定性极高。

4 结束语