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1、塑料瓶凹模型腔的数控加工摘要随着现代机械行业的发展，机械自动化程度越来越高.各种先进的机械加工设备和机械加工工艺让给现代制造业有了长足的发展。随着人们物质生活的提高，对产品的多样性及实用性提出要求，一部分新产品的设计任务就交给了机械工作者。现代生活中人们对于塑料制品的需求越来越大，而且对塑料制品的外形结构与工艺水品提出了更高的要求。这就要求设计人员能够熟练运用注塑模具的设计知识以及模具的生产加工知识.其中包括数控加工技术和计算机辅助制造（CAM），以及各种二维和三维辅助设计软件的应用.在设计过程中要不断发现错误,修改尺寸参数,以求设计出符合质量要求以及工艺要求的产品来.设计出来的注塑模具要满足
2、生产需要.也要便于模具的生产加工.在模具的加工过程中要合理选择加工参数保证模具的加工精度,尤其是表面粗糙度.表面粗糙度对模具的质量影响非常大,因此一定要把握好模具制造的质量，制造出符合要求的产品来。关键词：凹模 加工工艺 编程Plastic bottles of nc machining sunken model cavityABSTRACTAlong with the development of modern machinery industry, mechanical automation degree taller. Various kinds of advanced mechanic
3、al processing equipment and the machining process to modern manufacturing industry has developed rapidly. As people material life enhancement, to diversity of products and practical request, part of the new product design task was relegated to the mechanical workers. Modern life people for plastic p
4、roducts demand is bigger and bigger, and the appearance of plastic products structure and process water product put forward higher request. This requires design personnel proficient in injection mould design knowledge and mold production processing knowledge. Including nc machining technology and co
5、mputer aided manufacturing (CAM), and various 2d and 3d cad software applications. modify the size parameters, in order to design a to meet the quality requirements and technical requirements of products to the plastic mould. Designed to meet production needs. In the mold processing process be reaso
6、nable choice processing parameter guarantee machining precision of the mould, especially the surface roughness of surface roughness to mold. The quality is very large, so certain influence to grasp mould manufacturing quality, create to meet the requirements of products. Keywords: concave die; proce
7、ssing technology; programming目录摘要IABSTRACTII第一章 数控技术与发展11.1 数控技术概述11.1.1 数控技术的概念11.1.2 数控技术的发展现状1第二章 零件分析与造型52.1 塑料瓶的实体造型52.2 凹模实体造型过程6第三章 塑料瓶凹模数控加工工艺的分析与确定83.1 采用数控机床加工的优势及特点83.2 凹模的工艺分析93.2.1 零件图工艺确定93.3 数控加工的工艺过程设计103.3.1 加工工序划分103.3.2 加工顺序的安排103.3.3 确定加工顺序113.4 凹模板加工路线的设计123.4.1 确定加工路线的原则123.4.2
8、 凹模板加工路线的选择123.5 工件的安装与夹具的选择133.5.1 工件的安装133.5.2 夹具的选择133.5.3 确定装夹方案14第四章 刀具的选择与装夹154.1 刀具的选择与相关要点154.2 刀具卡片16第五章 切削用量的选择与确定175.1 切削用量的合理选择175.1.1 制订切削用量时考虑的因素175.1.2 提高切削用量的途径185.2 切削用量的确定185.2.1 粗精加工时切削用量的选择195.3 加工工艺卡片21第六章 切削油的的合理选择226.1 切削液的构成226.2 切削液对生态环境的影响226.3 凹模加工所使用的切削液23第七章 实体加工过程247.1
9、实体加工过程：247.1.1 加工前期准备：247.2 加工过程257.2.1粗加工过程257.2.2 半精加工307.2.3 精加工过程34结语39参考文献40致谢4140第一章 数控技术与发展1.1 数控技术概述1.1.1 数控技术的概念数控技术，简称“数控”。英文：Numerical Control（NC）。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能
10、的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。1.1.2 数控技术的发展现状随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开
11、始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线
12、诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。近10年来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，发展很快。目前正朝标准化开放体系结构的方向前进。就结构形式而言，当今世界上的数控系统大致可分为4种类型：(1) 传统数控系统如FANUC 0系统、MITSUBISHI M50系统、Siemens 810系统等。这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。尽管也可以由用户做人机界面，但必须使用专门的开发工具（如Siemens的WS800A）耗费较多的人力，而对它的功能扩展、改变和维修，都必须求助于系统供应商。目前，
13、这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，已逐渐减小。(2) “PC嵌入NC”结构的开放式数控系统如FANUC18i、16i系统、Siemens 840D系统、Num1060系统、AB 9/360等数控系统。这是由于一些数控系统制造商不愿放弃多年来积累的数控软件技术，又想利用计算机丰富的软件资源而开发的产品。然而，尽管它也具有一定的开放性，但由于它的NC部分仍然是传统的数控系统，其体系结构还是不开放的。因此，用户无法介入数控系统的核心。这类系统结构复杂、功能强大，但价格昂贵。 (3) “NC嵌入PC”结构的开放式数控系统它由开放体系
14、结构运动控制卡+PC机构成。这种运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU，具有很强的运动控制和PLC控制能力。它本身就是一个数控系统，可以单独使用。它开放的函数库供用户在WINDOWS平台下自行开发构造所需的控制系统。因而这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各个领域。如美国Delta Tau公司用PMAC多轴运动控制卡构造的PMAC-NC数控系统、日本MAZAK公司用三菱电机的MELDASMAGIC 64构造的MAZATROL 640 CNC等。 (4) SOFT型开放式数控系统这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的CNC软件全部装在计算机中，而硬
15、件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用接口。就像计算机中可以安装各种品牌的声卡、CD-ROM和相应的驱动程序一样。用户可以在WINDOWS NT平台上，利用开放的CNC内核，开发所需的各种功能，构成各种类型的高性能数控系统，与前几种数控系统相比，SOFT型开放式数控系统具有最高的性能价格比，因而最有生命力。其典型产品有美国MDSI公司的Open CNC、德国Power Automation公司的PA8000 NT等。我国的数控技术经过“六五”、“七五”、“八五”到现在“九五”的近20年的发展，基本上掌握了关键技术，建立了数控开发、生产基地，培养了一批数控人才，初步形成了自己的数
16、控产业。具有中国特色的经济型数控系统经过这些年来的发展，有了较大的改观。产品的性能和可靠性有了较大的提高，它们逐渐被用户认可，在市场上站住了脚。如上海开通数控有限公司的KT系列数控系统和步进驱动系统、北京凯恩帝数控技术有限公司的KND系列数控系统、广州数控设备厂的GSK系列数控系统等。这些产品的共同特点是数控功能较齐全，价格低，可靠性较好。中国若大的经济型数控机床的市场，吸引了国外厂商。近几年，Siemens公司推出802S数控系统，大连大森公司用OEM方式引进了日本OHM公司的ONC 2102数控系统。尽管这些系统的技术性能一般，但由于其产品质量可靠加上品牌和庞大的宣传销售网络，打开了销路，
17、赢得了市场。第二章 零件分析与造型此次论文主要以模具中凹模的数控加工为主，内容涉及到从产品图转换为凹模板以及利用数控机床加工凹模板的整体过程，塑料瓶的MASTER CAM三维立体原图来自另外一家模具厂，我们厂主要是外协加工。2.1 塑料瓶的实体造型图2-1 塑料瓶实体造型对如图2-1所示塑料瓶零件进行分析，若要进行实物加工存在着相当的技术难度，而且还会出现加工成本过高等一系列的问题，所以我们采用相关的模具知识来加工以上的零件，我们按照上图中的零件图来设计和制造相应的模具，从而通过注塑机注塑加工出我们所需要的塑料瓶。本论文只对凹模进行图形造型及工艺分析和加工。2.2 凹模实体造型过程1、使用MA
18、STER CAM X3打开塑料瓶的实体造型，选择“绘图-基本曲面与实体-画立方体”设置长宽高分别为：120、220、30mm，得到图2-2。图2-2 合并图 2、由于甲方告知塑料瓶的材料为PET材料，查塑料成型工艺与模具设计得出，PET的收缩率为2%，放大塑料瓶实体后，选择“实体-布尔运算、切割”，得到图2-3。图2-3 凹模实体3、为方便在模拟编程加工中方便选择所加工的曲面，可以将实体转为曲面。选择“绘图-曲面-与实体生成曲面”并将实体删除，得图2-4。图2-4 凹模曲面 得到了加工凹模需要的曲面造型。第三章 塑料瓶凹模数控加工工艺的分析与确定3.1 采用数控机床加工的优势及特点（1）高速高
19、精度。现在数控机床采用了高位数和高速CPU提高了数控系统读入加工指令数据后的数据处理速度，目前数控机床普遍采用32位CPU，频率以提高到20-33MHz。采用数字式交流伺服系统及直线电动机直接驱动机床工作台的“零传动”直线伺服进给方式，提高了进给速度和动态反应特性，采用高分辨率的位置检测装置和多种补偿功能，提高了系统控制精度和补偿机械系统的误差。（2）高可靠性。采用大规模和超大规模集成电路、专用芯片及混合式集成电路，提高线路集成度，减少元器件数量，精简外部连线，降低功耗，提高了系统工作的稳定性和可靠性，另外，数控系统本身具有故障自诊断、自恢复和保护功能以及时应对系统故障，使数控机床充分利用其自
20、动化特性长时间在无人操作的状态下运行。（3）多功能小型化。数控加工中心配有一机多能的数控系统和自动换刀系统（机械手和刀具库，道具库可容纳16-100把刀具），工件装夹后，数控系统能控制机床自动更换刀具，连续对工件各个加工面进行多工序加工，这样多种工序甚至不同工艺加工过程集中到一台设备上完成，可避免工件多次装夹所造成的定位误差，确保零件形位公差要求，减少设备台数，减少装夹辅助时间，减少用地面积。（4）智能化。计算机软件技术的飞速发展使数控系统可充分利用软件技术，与人工智能技术相结合，使系统智能化。（5）网络化。现在数控机床多具有RS-232C和RS-422高速远距离串行接口，可以按照要求与上一级
21、计算机进行多种数据交换。为了适用柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）以及进一步联网组成计算机集成制造系统（CIMS）的要求，数控系统必将更加网络化。（6）开放性。开放式数控系统的模块化。可重构、可补充的特点可以解决过去封闭式系统的诸多问题。综上所述，由于该凹模只需加工上表面，故选择立式机床。从零件的表面粗糙度要求来分析和机床的钢性等多方面的考虑，选择数控加工中心FANUC 系统，型号为0i-mate。3.2 凹模的工艺分析数控加工工艺性涉及面广，主要从数控加工的可能性与方便性两方面来进行分析。3.2.1 零件图尺寸标注及加工基准的选择尺寸图绘制时，尺寸标注最好使用同一基准或直接给出坐
22、标尺寸，这样便于数控编程，而且操作人员可以直接使用基准对刀或找中心，这样利用基准面对刀时就不会产生大的尺寸误差或基准误差，可以提高加工的精度及定位精度3.2.2定位基准的选择数控机床加工小批量的产品时，必需要求有可靠的定位，如有需要可另设辅助基准。所以在加工时我选用凹模的底部以及其侧面作为我们的定位基准面进行加工。3.2.1 零件图工艺确定此零件属于凹模数控加工，主要由内腔与握把处的小凸台组成。由于该零件的结构简单，但表面光洁度要求较高，根据零件加工原则，可使用粗加工、半精加工、精加工的方案。内腔较大的部分可采用挖槽的方式加工，握把处可采用平行铣屑方式由粗到半精加工的一步一步加工，最后所有内腔
23、同时精加工。选择上述方法，可以保证尺寸、形状精度和定位基准及毛坯的要求。3.3 数控加工的工艺过程设计数控加工工序的设计基础就是数控加工工艺过程的设计，工艺设计的合理程度将直接影响零件加工的精度，所以必需选择尽量合理的加工工艺过程，在数控加工工艺过程设计中应注意加工工序划分和加工顺序的安排。3.3.1 加工工序划分数控机床与普通机床加工相比较，加工工序更集中(1) 以一次安装加工作为一道工序，适应加工内容不多的工件。(2)以同一把刀具加工的内容划分工序，适合一次装夹的加工内容很多，程序很长的工作，减少换刀次数和空程时间。(3)以加工部位划分工序，适应加工内容很多的工件。按零件的结构特点将加工部
24、位分成几部分，如内形、外形、曲面或平面等，每一部分的加工都作为一个工序。(4)以粗、精加工划分工序，适合对易产生加工变形的工件，应将粗、精加工分在不同的工序进行。按照以上加工工序的划分原则，在加工本凹模零件时我们以安装次数来划分工序，我们只对工件安排一次装夹，所以在此过程中只划为一道加工工序。 3.3.2 加工顺序的安排加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则：(1) 上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧；(2) 先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓；(3) 尽量减少重复定位与换刀次数；(4
25、) 在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。遵循以上的加工顺序安排原则，对凹模零件安排相关的加工顺序，先粗加工内腔，切除大部分的余量，而后半精加工及倒角精加工。3.3.3 确定加工顺序加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本，遵循先粗后精、先面后孔、先主后次的原则，所以该零件选择加工顺序依次为：粗铣较大内腔粗铣握把处半精铣较大内腔半精铣握把处精铣所有内腔，塑料瓶凹模的加工过程如表3-1所示。表3-1 工序表 工序号工 序 内 容:磨毛胚基准面 100粗铣较大内腔200粗铣握把处300半精铣较大内腔400半精铣握把处500精铣所有内腔600油石打磨:检验3.4
26、 凹模板加工路线的设计3.4.1 确定加工路线的原则加工路线的选择是很重要的，加工路线就是刀具在加工过程中刀位点相对与零件的运动轨迹，它可以反映加工顺序的安排，因而加工路线是编写加工程序的重要依据。(1)加工路线的确定应保证被加工表面的精度和表面粗糙度。(2)选择的加工路线要尽量减少空跑时间，提高加工效率。(3)手工编程时应简化数值计算和减少程序段，减少编程工作量。(4)手工编程时根据工件的形状、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。(5)合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。(6)合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式。一般
27、来说，数控机床采用滚珠丝杠，运动间隙很小，因此顺铣优点多于逆铣3.4.2 凹模板加工路线的选择先选择平铣刀，从瓶的底部轮廓线的中心切入或切出，避免切痕，保证零件曲面的平滑过渡并按顺时针以螺旋切屑的方式粗铣内腔，选择较小的平铣刀粗铣床加工握把处，同样从握把上椭圆的下象限点处圆弧切入，选用相对较小的球刀按同样方法半精加工加工两个部位的内腔，最后精加工降低表面粗糙度。3.4.3 确定进给路线进路线一般可分为平面进给和深度进给。数控铣削加工中进给路线对零件的加工精度和表面质量有直接的影响。因此，确定好进给路线是保证铣削加工精度和表面质量的工艺措施之一。进给路线的确定应考虑的因素有很多，与工件表面状况、
28、要求的零件表面质量、机床进给机构的间隙、刀具耐用度以及零件轮廓形状等有关。一般粗加工时多采用逆铣，保证加工时无间隙。精加工时采用顺铣。保证其加工精度。对内凹轮廓按逆时针方向铣削。铣削曲面轮廓时，一般采用球头刀切削，刀具切入零件时，应避免沿零件外轮廓的法向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕。3.5 工件的安装与夹具的选择3.5.1 工件的安装分析模板得出在装夹模板时，可采用一次装夹，这样可以减少定位误差，以提高加工精度，并选用凹模的底部以及其侧面作为工件的定位基准面进行安装装夹，这样能在一次装夹下加工到全部的待加工表面。毛胚装夹前应先使用磨床将装夹表面做处理，以提高装夹精度，为提高装夹精度，可以
29、用铣刀在平口钳的内侧少许的铣一些。3.5.2 夹具的选择加工像凹模板这种小批量的零件，应尽量采用组合夹具或可调式夹具以及其它通用夹具。若是成批生产考虑设计专用夹具，力求装卸方便，装卸零件要方便可靠，成批生产时一般可采用气动夹具、液压夹具和多工位夹具。在选择夹具的定位及夹紧机构元件时不可干扰刀具的走刀运动。综合各个方面及整体因素，以及现实状况，在加工凹模板时，我们采用通用的平口钳作为我们的加工夹具，并在凹模板下使用垫铁使凹模板上表面抬高，避免加工时毁坏平口钳，所使用的工具如表3-2所示。表3-2 工具表 序号工具名称大小数量备注1压板、垫铁2提高上表面2铜锤1找正3紫铜皮0.020.5mm若干保
30、护工件表面4平口钳1夹紧工件3.5.3 确定装夹方案数控机床可以加工形状复杂的零件，只要求有简单的定位和夹紧机构，选用定位基准时，应注意减少装夹的次数，尽量做到在一次安装中能把零件的所有要加工的表面都加工出来，该凹模板结构简单，故可选用台台试平口钳夹紧，其结构相对简单，可保证工件的加工要求。工件装夹如图3-1所示：图3-1 装夹示意图 第四章 刀具的选择与装夹4.1 刀具的选择与相关要点由于毛坯材料为45#钢，刀具材料可以选择高速钢。首先高速钢价格价格比较便宜，相比较硬质合金刀具，加工后的表面粗糙度可能会要高一些，但因为所加工的凹模，数控加工完成后，还有一道工序，即油石打磨，因而，完全可以使用
31、高速钢铣削。另外高速钢的硬度在HRC55，所以加工45#钢是完全可以的。加工中心用立铣刀大多采用卡簧套装夹方式，使用时铣刀是处于悬臂状态。在铣削加工过程中，可能会出现立铣刀从刀夹中逐渐伸出，甚至完全掉落，致使工件报废的现象，其原因一般是因为刀夹内孔与立铣刀刀柄外径上有油，造成夹紧力不足导致，因为立铣刀出厂时通常都涂有防锈油，如果切削时使用非水溶性切削油，刀夹内孔也会有一些雾状的油，当刀柄和刀夹上都有油时，刀夹就很难夹紧刀柄，装在加工中立上铣刀就容易松动掉落。所以在立铣刀装夹前，应先将立铣刀柄部和刀夹内孔用清洗液清洗干净，擦干后再进行装夹。当立铣刀的较大时，即便刀柄和刀夹都很清洁，还是可能发生掉
32、刀事故，这时应选用带缺口的刀柄和相应的侧面锁紧方式来紧固刀具。立铣刀夹紧后可能出现的另一问题是加工中立铣刀在刀夹端口处折断，其原因一般是因为刀夹使用时间过长，刀夹端口部已磨损成锥形所致，此时应更换新的刀夹。刀夹的价格相对于一个产品的报废，还是很值得的。在进行模具加工时，由于球刀的球头切削速度为0，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平底刀在表面加工质量和切削效率方面都好于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，特别是粗加工，应优先选择平底刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好
33、的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。4.2 刀具卡片根据该零件的分析，数控加工的刀具卡片如表4-1所示：表4-1 数控加工刀具卡片 产品名称或代号零件名称凹模零件图号1程序编号O0000工步号刀具号刀具名称刀具材质刀片补偿量备注直径刀长11平底刀高速钢1212022平底刀高速钢612033球刀高速钢812044球刀高速钢612055球刀高速钢5120编制邵琼审核批准共 1页第1 页第五章 切削用量的选择与确定5.1 切削用量的合理选择切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常
34、重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。5.1.1 制订切削用量时考虑的因素（1）切削加工生产率在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小。因此，在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。 （2）刀具寿命切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为v、f、ap。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀
35、量；然后再选用大的进给量；最后求出切削速度。 （3）加工表面粗糙度精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。5.1.2 提高切削用量的途径在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性；改善冷却润滑条件；改进刀具结构，提高刀具制造质量。5.2 切削用量的确定切削用量包括切削速度Vc (或主轴转速n)、切削深度ap和进给量f，选用原则与普通机床相似：粗加工时，以提高生产率为主，可选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，以保证工件的加工质量。数控铣床的切削用量包括切削速度vc 、进给速度vf 、背吃刀量ap和侧吃刀量ac。切削用量的选择
36、方法是考虑刀具的耐用度，先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。（1）切削深度背吃刀量ap（端铣）或侧吃刀量ac（圆周铣）；背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm；侧吃刀量ac 为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm；端铣背吃刀量和圆周铣侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量要求决定。（2）进给速度vf进给速度指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位为mm/min。它与铣刀转速n、铣刀齿数Z及每齿进给量fz(单位为mm/z)有关。进給速度的计算公式： vf = fz Z n式中: 每齿进给量fz的选用主要取决于工件材料和刀具材料的机械性能
37、、工件表面粗糙度等因素。当工件材料的强度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高，工件刚性差或刀具强度低，fz值取小值。硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀的选用值，可查表选用。（3）切削速度切削速度是指主运动的线速度，单位为m/s（或m/min）。V = pDn/1000式中：D铣：刀具最大切削直径（mm）n铣：刀具的转速（r/s或r/min，应与V对应）铣削的切削速度与刀具耐用度T、每齿进给量fz 、背吃刀量ap 、侧吃刀量ac 以及铣刀齿数Z成反比，与铣刀直径d成正比。其原因是fz 、 ap 、 ac 、Z增大时，使同时工作齿数增多，刀刃负荷和切削热增加，加快刀具磨损，因此,刀具耐用度限制
38、了切削速度的提高。如果加大铣刀直径,则可以改善散热条件，相应提高切削速度。5.2.1 粗精加工时切削用量的选择切削用量是指在切削过程中，选取的切削速度、进给量和切削深度的具体数值。合理选择切削用量，对于保证质量、提高生产率和降低成本具有重要作用。合理选择切削用量，就是在一定条件下选择切削用量三要素的最佳组合。5. 2.2.1 粗加工时切削用量的选择粗加工时应尽快地切除多余的金属，同时还要保证规定的刀具耐用度。实践证明，对刀具耐用度影响最大的是切削速度，影响最小的是切削深度。（1）切削深度的选择 在机床有效功率允许的条件下，应尽可能选取较大的切削深度，使大部分余量在一次或少数几次走刀中切除。在切
39、削表层有硬皮的铸、锻件或切削不锈钢等加工硬化较严重的材料时，应尽量使切削深度越过硬皮或硬化层深度。（2）进给量的选择 根据机床-夹具-工件-刀具组成的工艺系统的刚性，尽可能选择较大的进给量。（3）切削速度的选择 根据工件材料和刀具材料确定切削速度，使之在已选定的切削深度和进给量的基础上能够达到规定的刀具耐用度。粗加工的切削速度一般选用中等或较低的数值。5. 2.2.2 精加工时切削用量的选择精加工时，首先应保证零件的加工精度和表面质量，同时也要考虑刀具耐用度和获得较高的生产率：（1）切削深度的选择 精加工通常选用较小的切削深度来保证加工精度；（2）进给量的选择 进给量的大小主要依据表面粗造度的
40、要求选取，表面粗造度Ra的数值较小时，一般选取较小的进给量；（3）切削速度的选择 精加工的切削速度选择应避开积屑瘤形成的切削速度区域，硬质合金刀具一般多采用较高的切削速度，高速钢刀具则采用较低的切削深度。5.3 加工工艺卡片表5-1 数控加工工序卡片数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称材料零件图号凹模45#1工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间1O0000平口钳立式加工中心法拉克 0I工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速进给量背吃刀量备注1铸造2时效3热处理4磨毛胚基准面5粗铣较大内腔1128003000.36粗铣握把处2612002000.27半精铣较大内腔3810003000.38
41、半精铣握把处4612002000.29精铣所有内腔5514001500.1编制邵琼审核批准共3页第 1 页第六章 切削油的的合理选择近几年来为了适应机械加工技术的不断进步，对切削液也提出了更高的要求。此外，为了达到环境保护的目的，切削液还需要尽可能地对环境不产生污染。 从机械加工经济效益出发，当然要求在使用切削液之后可以提高加工效率和降低生产成本。实际上，现在已经有许多切削液在提高经济效益方面发挥了作用。但这里非常重要的是只有选用适宜的切削液才能发挥上述作用，如果选用不当，则可能适得其反。6.1 切削液的构成切削液可分为水基和油基两大类。水基切削液具有较强的冷却能力，其主要成分为水、化学合成液
42、或乳化液，通常添加有防锈剂、极压添加剂等；油基切削液具有较好的润滑性能，其主要成分为各种矿物油、动物油、植物油或复合油，可视需要添加极压添加剂、油性添加剂等。6.2 切削液对生态环境的影响切削液对生态环境的危害主要表现为废切削液（废油、废液）对水资源的污染。在切削加工中产生的废油、废液如未经有效处理而直接排放，将会造成严重的水污染。此外，切削加工中使用的切削液会或多或少存留在切屑上，大量堆积的切屑上带有的切削液会污染土壤；对切屑再生利用时切削液的有毒、有害成分也会污染环境。6.3 凹模加工所使用的切削液工厂中使用的切削液主要是以乳化液为主，乳化液是水基切削液，有较强的冷却作用，但乳化液在天气比
43、较热时，长期储存在机箱中会发臭，因而特别是夏天，应经常更换切削液。冬天时由于天气很冷，因此可以向机箱中加入一些热水，以提高切削液的流动性。第七章 实体加工过程7.1 实体加工过程：主要以Master CAM自带的仿真软件校验加工过程。7.1.1 加工前期准备：打开MASTER CAM X3选择机床类型-铣床-默认，如图7-1。图7-1 机床类型图在刀具路径中选择材料设置，如图7-2。 图7-2 材料设置设置毛坯大小以及设置中心如图7-3所示。图7-3 毛坯设置7.2 加工过程7.2.1粗加工过程选择刀具路径-曲面粗加工-粗加工挖槽，后选择全部曲面，并设置参数，为提高加工效率，可以使用直径12的
44、平底刀粗加工。图7-4 12刀具路径参数图7-512曲面加工参数图7-612粗铣参数图7-712挖槽参数直径12平底刀粗加工完成后效果如图78所示。. 图7-8 效果图1由于直径12的刀铣削不到握把处，所以使用直径6的平底刀加工握把处，在选择曲面时可以先将握把处画上边框，这样可以避免重复加工。选择刀具路径-曲面粗加工-粗加工平行铣削，后选择曲面，并将干涉线也使用，并设置参数。图7-96刀具路径参数图7-106曲面加工参数图7-116粗加工平行铣削参数直径6平底刀粗加工完成后效果如图712所示。 图7-12 效果图27.2.2 半精加工粗加工完成后，为了防止精加工时有较大的余量，从而导致精加工刀
45、具的磨损而造成不必要的经常换刀，所以应该进行半精加工，但MASTER CAM X3软件本身并没有半精加工，所以可以使用粗加工，但在预留量上将留量降低，以起到半精加工的目的。同样选择刀具路径-曲面粗加工-粗加工挖槽，后选择曲面，并将干涉线也使用。并设置参数，使用刀具为直径10的球刀。图7-1310刀具路径参数图7-1410曲面加工参数图7-1510粗铣参数图7-1610挖槽参数直径10球刀粗加工完成后效果如图717所示。 图7-17 效果图3如同粗加工一样，握把处使用直径10的铣刀半精加工时加工不到，因而需要使用6个的球刀半精加工一次。图7-186刀具路径参数图7-196曲面加工参数图7-206粗加工平行铣削参数直径5球刀粗加工完成后效果如图721所示。 图7-21 效果图47.2.3 精加工过程半精加工完成后，进行精加工，考虑到提高加工效率及刀具的磨损，将精加工分为两次，一次使用直径8个的球头刀，一次使用5个