数铣技师论文--2

1、国家职业资格全国统一鉴定（国家职业资格二级）数控铳工技师论文题目： 基于Master CAM的单件双面体加工基于Master CAM的单件双面体加工摘要：数控加工的过程中，可以通过改进零件的加工工艺方法，在保证产品符合图纸的要求的前提下，可以有效地提高加工效率,降低生产成木，提高加工精度以达到零件的设计要求。本文以 较为复杂的带椭圆凸台的工件为研究对象，主要通过Master CAM介绍使用一些优化方法去保证或改进产品的加工精度、 质量和生产效率等。关键词：加工工艺，效率，精度，加工质量，切削参数一、引言在数控自动编程加工时不仅要使工件的外形和尺寸达到图纸要 求，而且还要达到好的经济效益。数控程

2、序编制的方法不同，将直接 影响工件的加工质量、效率和经济性，所以应首先做好工艺分析和刀 路规划，使工艺内容具体化，具有高的严密性，同时注重加工的适应 性，选择正确的加工方法和加工内容。将保证零件的加工精度和表面 粗糙度要求放在首位，力求使编程所得的加工路线构成简单，而且行 程最短，减少空行程时间，提高加工效率。在满足零件加工质量、生 产效率等条件下，尽量简化数学处理的数值计算工作量，以简化编程 工作。本文以一个凸台零件数控铳削加工的实例来说明。二、零件结构工艺分析技术斛:11*WMX450图1零件图斗？fate图2零件建模正面图3零件建模反面这个零件由正反两面组成，正而中间是一个椭圆台，椭圆台

3、正中 有通孔，围绕着椭圆台的是一个曲而内凹槽，其中曲而的外边界与凸 台不同心，内凹槽左边是2个连接的半圆槽，零件左下角和右上角各 有一通孔。零件的反面是由一圈1. 5mm薄壁围起来的一个回转样式的 凸台，而通孔处各有一个不封闭槽。从零件的实体图形可以看出，这个零件可以用虎钳装夹，并且应 先加工正面，否则不能保证1.5mm的薄壁不被损坏，装夹时应选椭 圆凸台的短轴方向，从而保证加工反面装夹时，曲面凹槽与圆柱型凹 槽的交界边发生变形。三、零件加工工艺过程分析零件的毛坯为100*90*30血长方体，材料是45号钢件，铳削性 能好。该零件的加工，由于反面有薄壁，为了避免装夹给零件带來不 必要的损伤，破

4、坏零件的形状精度，所以加工此零件时，先加工正面, 然后再反过来加工反面。3. 1零件正面的加工工艺分析在加工止而时，应直接加工到零件的高度28mn),从而使加工反而 时能减少对刀时间，考虑到加工通孔时对零件表面的影响，可以在正 面外形铳削粗加工后先粗精加工通孔，从而保证通孔周边的表面精 度，精加工3个通孔后再精加工零件表面，以消除加工通孔时对零件 表面的影响。由于粗加工时用的刀半径较大，所以在曲面与凹弧处和 圆形凹槽浅平面未能加丄，所以在挖槽后需要用2 5的球刀再次粗挖 槽的浅平面，以免切削量过人或撞刀。为了在加工第二面时对刀比较 容易，在加工反面时，外形铳削就铳到28mm,刚好达到零件要求的

5、 高度，这样反过来就不用再进行外形铳削了。在精加工"30和*36 的连续凹槽时，可以川曲面流线精加工，这样可以最优化加工速度和 加工精度，而在精加工曲面凹槽时，我选择了 3D等距的精加工模式, 充分保障加工精度和加工速度。最后的倒角用倒角刀完成。3. 2零件反面的加工工艺分析在加工第二面时，也即是反面的加工，从图中我们可以看出，在 零件反而有一圈1. 5mm的薄壁，在加工薄壁时我们选择使用相比普通 加工较高的转速和较小的吃刀量，这样可以有效防止薄壁变形，在加 工顺序上，这里我使用了从大面到小面从外到里的一种加工顺序，先 加工大平面，去除大量的预料，再加工出薄壁内部复朵的结构。由于 采

6、取了由外到内的加方法，所以在粗加工后并没有直接精加工薄壁外 层，而是在粗加工完薄壁内部结构后再先内后外精加工薄壁2边。从 而减少了薄壁的变形，保证了薄壁的精度，然而在清除薄壁内部余量 时，不能用较大的吃刀量，否则会容易引起薄壁变形。由于内部复杂 结构是一个规则回转式样凸台型的结构，所以其加工可以用一般挖槽 粗加工，用2D外形铳削精加工，可以比较简便地加工出薄壁内部复 杂结构。3. 3零件加工的重、难点分析如图2半圆槽和曲而凹槽的交界处的缺口和通孔，如图3的薄壁, 回转样式凸台里的半圆弧。（1）内凹半圆球左侧由于有一槽，精加工时会导致刀具走到该 部位出现跳刀现象，从而影响到零件表而的粗糙度、减少

7、刀具寿命和 增加加工时间；而且加工是先从上往下还是由下往上都会影响加工质 量和刀具寿命。解决方法：为避免加工时出现跳刀现象，在加工时应把缺口补上, 使得曲而光滑连接过度，当刀具加工到该处时就能平顺的加工过去， 不会跳刀。如果不把缺口补上，就会出现跳到现象，如下图：左图为没有把缺口补上，出现跳刀现象，右图为把缺口补上后， 使得曲而光滑连接过度，当刀具加工到该处时就能平顺的加工过去， 不会跳刀。加工时如果从上往下加工，球刀切削部位越往下转速越接 近零，那么此时刀具不是在切削材料，而是在挤压材料，直接会导致 刀具磨损，影响加工质量，可能会出现粘刀；所以应从下往上走刀方 式加工，避免上述现象。(2)

8、零件有两个25mm的孔，加工用08麻花钻，那么其孔深度超 过刀具直径的3倍，属于深孔加工。深孔加工有两个最大的问题，一 是冷却问题，由于冷却液无法直接冷却刀加工部位，会导致钻头发热 快从而烧刀；二是排屑问题，由于深度较深，钻孔切屑不能顺利排岀, 可能会导致断刀。解决方法：为了得到充分的冷却，加工时使用刀具中心带孔的钻 头，冷切液直接冲到加工部位进行冷却；在深孔加工时采用深孔啄钻 方式加工，刀具加工一定深度后抬刀让切削排出，再进行下一层加工。(3) 凸台薄壁而厚度1.5mm,高度为4mm。此处属于薄壁零件。 由于薄壁件刚性比较差，加工时不恰当的切削方式和加工参数会导致 零件变形。解决方法：在用M

9、asterCAM编程时，为防止零件变形，去除大余 量时最好选用小规格刀具，小的吃刀量，以减小切削力；用04的铳 刀铳削外轮廓的尺寸的粗加工，留0.3mm余量，吃刀量为0. 2mm进行 铳削；最后精修的时候采用单方向走刀路线切削，目的是为了消除机 床的反向间隙带来的影响；通过低进给，每层吃刀量1mm的方式进行 精加工铳削，这样即可防止薄壁变形，从而达到尺寸和位置精度要求。（4）回转样式凸台里的半圆弧直径比较小，为02,尺寸小的圆 弧加工时要选用直径小的刀具，由于直径太小，很容易会短刀。解决方法：选用小规格刀具，小的进给速度，小的吃刀量，以减 小切削力。四、工艺方案分析4. 1工艺过程1）用虎钳装

10、夹，面铳零件的平面。由于毛培的表而较为粗糙，不够光洁，因而先采取面铳加工切除lmm的表面余料。2）曲面粗加工-挖槽，加工零件的外形。在面铳平而后，需要用一步粗加工来去除大量不必要的余料。3）外形铳削（2D），精加工外围表面。4）外形铳削（螺旋式渐降斜插），粗精加工通孔。5）面铳，精加工上零件上表而。6）曲而粗加工-挖槽，去除圆弧槽、曲而槽交界残料。7）曲而精加工-流线，精加工相连的2个圆弧凹槽。8）曲而精加工-3D等距，精加工正而曲而凹槽。9）外形铳削（2D倒角），加工边界倒角。10）将工件翻转，用虎钳装夹，面铳，清除零件上面多余的残料；11）用己加工的表而作为基准用分中棒进行对刀；12）曲面

11、粗加工-挖槽，粗加工岀零件的外形。13）挖槽（开放性轮廓挖槽），粗加工通孔开放槽。14）挖槽（一般挖槽），精加工薄壁外上表面。15）外形铳削（2D）,精加工通孔开放槽。16）曲面粗加工-挖槽，粗加工薄壁与凸台间空隙。17）挖槽（一般挖槽），精加工薄壁与凸台间空隙平面。18）挖槽（一般挖槽），精加工凸台上六边形凹槽上平面。19）外形铳削（2D）,精加工薄壁内壁。20）外形铳削（2D）,精加工薄壁外壁。21）外形铳削（2D）,精加工凸台外壁。22）外形铳削（2D）,精加工六边形凹槽内壁以及R2的圆弧。23）外形铳削（2D倒角），加工倒角。4. 3数控加工工艺卡数控工艺卡片（加工程序单）图纸编 号：

12、工件名称:编程人员：操作者： 开始时 间： 完工时 间：检验：检验时间：零件材 料：45号钢件序号加工方式每层铳削深度mm刀具切削深度mm进给（F）： 转速（S）：粗/精1面铳168D.5F=400S=2000粗加工 半精加工2挖槽0.568Z=-30F=500S=2000粗加工3外形铳削（2D）0.568Z=-30F=600S=3000半精加工精加工4外形铳削（螺旋式 见降斜插）1<D4Z=-30F=400S=2600半精加工 精加工5面铳0.24Z=-0.5F=600S=3000精加工6曲而粗加工-挖槽0.3R5F=300S=2000粗加工7曲而精加 工-流线0.2R5F=500S=

13、3000精加工8曲面精加0.2R5F=500精加工I-3D等距S=30009外形铳削 （2D倒角）168倒角 刀F=500S=3000精加工10曲而粗加工-挖槽1<1>8Z=-5F=500S=2000粗加工11挖槽（开放 性轮廓挖 槽）1<1>8Z=7F=500S=2000粗加工 半精加工12挖槽（一般 挖槽）0.28Z=0F=600S=3000精加工13外形铳削（2D）0.28Z=-7F=600S=3000精加工14曲而粗加工-挖槽0.50>8Z=-4F=500S=2000粗加工15挖槽（一般 挖槽）0.20>8Z=-4F=500S=3000精加工16挖槽

14、（一般 挖槽）0.5<P4Z=-2.5F=500S=2000粗加工17外形铳削（2D）0.3<P4Z=-4F=500S=3000精加工18外形铳削（2D）0.404Z=-4F=500S=3000精加工19外形铳削（2D）0.504Z=-4F=500S=3000精加工20外形铳削（2D）0.24>2Z=-2.5F=300S=3000精加工21外形铳削（2D倒角）1©8倒角 刀Z=-lF=300S=3000精加工备注：4>8、4>4、R5、4>2和4>8倒角刀都是铸钢刀。图4零件模拟加工正反面最终效果图五、结束语根据对双而零件的数控铳削工艺探索，

15、合理的加工工艺过程对零 件加工的精度、效率都有很大的决定性作用，特别是如何保证零件的 型位公差。而且双而零件的加工，相比单面的零件有较多的工序步骤, 相对单而更为复杂，涉及的因数多，双而要考虑第二而装夹和避免装 夹给零件造成的夹伤，这些都是加工时特别要注意的。对于每个零件 的加工，都要探索出最好的加工工艺，以便提高效率，降低生产成本。参考文献1 赵长旭.数控加匚匚艺M.西安：西安电子科技大学出版 社，2006. 12 陈红霞.机械制造工艺学M.北京:北京大学出版社,2010. 73 孙祖和.Master CAM设计和制造范例解析M.北京：机械 工业出版社，20034 许玲萍.数控加工工艺决策与切削参数规范化的研究D. 沈阳：沈阳工业大学，2006. 125 纪明民，蹇兴东，耿国盛.切削参数对加工质量影响的有限元 模拟J.江西：