XK-40号块数控加工工艺设计

绪 论
    本次课题在初步掌握数控加工的一般步骤，能使操作者对数控机床的工艺路线的拟定走刀路线的确定，铣刀类型及选用等一系列的操作过程有所了解机械制造是国家经济基础，它是衡量一个国家经济实力和科技发展的重要标志之一，在这次课程设计中，我主要讲述在制造业中的一个小单元数控机床的应用及发展。
   在本次课题设计中涉及了机械设计基础，机械制造工艺分析以及刀具的选择，工件的装甲等诸多方面，在此过程中最深的体会是数控机床在加工零件比传统机床的优越。

一、工艺设计方案
1、选择毛坯
  选择毛坯应考虑的因素
1） 零件的力学性能要求：
相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力学性能有所不同，铸铁件的强度，离心浇注，压力浇注的铸件，金属型浇注的铸件，砂型浇注的铸件依次递减，钢质零件的锻造毛坯，其力学性能高于钢质材料和铸钢件。
2） 零件的结构形状和外廓尺寸
直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，相差较大时宜采用锻件，型状复杂的，力学性能要求不高可采用铸钢件，形状复杂和薄壁的毛坯不宜采用金属型锻造，尺寸较大的毛坯不宜采用摸锻，压铸采用精密铸造方法，以避免机械加工。
3） 生产纲领和批量
生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法纲领小时，宜采用设备较小的毛坯制造方法。
4） 现场生产条件和发展
应经过技术经济分析和论证。
结合以上因素和课题要求我选用：灰铸铁。
2、拟定工艺路线
（1） 加工方法的选择
加工方法的选择原则是保证加工质量和生产率与经济性。在选择加工方法时应考虑因素 1 选择相应能获得经济精度的加工方法 2 工件材料的性质 3 工件的结构形状和大小 4 结合生产类型考虑生产率和经济性 5 现有的生产条件
孔加工方法的选择
孔加工方法较多，有钻销，扩削，铁削和镗削等。
对于孔经较大的孔可采用粗钻—>精铣的加工方案。而在XK-40号零件图上要求加工φ25+0.052-0孔可以采用中心钻定位然后采用钻—>半精铣—>精铣。由于本工件上的孔钻头就能满足其精度要求，所以可不用那么麻烦。
表面轮廓加工
工件面轮廓可以分为平面和曲面两大类，工件表面的轮廓不同，选择的加工方法也不同，对于0的要求，一般用半精加工就能满足，在加工XK-40号工件时，工件上所有的轮廓都可以用半精加工满足其精度要求。台阶面的加工也是一样。
本次课题要求：材料：HT200数量为1000件，考虑经济精度：因此，除加工32工件上表面时，先进行粗加工后精加工，其余0的部分，半精加工一刀都可以完成。
（2） 工顺序的安排
加工顺序一般按工序集中的原则来划分工序，划分方法如下：
基面先行
     用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小，40号零件先加工上表面，再以上平面作为精基准加工孔系及轮廓，其它面。
先粗后精
     多个表面的加工顺序按照粗加工到精加工的顺序依次进行逐步提高表面的加工精度和减少表面粗糙度，40号零件在加工外轮廓，台阶面时，由于粗糙度要求不是很高（根据粗糙度要求，上文已有陈诉）一次半精加工就可以完成。
刀具集中
    当工件的等待加工面较多时，以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。像40号零件在加工A—>D轮廓面都是φ16的四刃铣。
    先面后孔
    在箱体，支架类零件中，平面轮廓尺寸较大，一般加工平面，再加工孔和其它尺寸，这样安排加工顺序，一方面用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面在加工过程中，在加工过的平面上加工孔比较容易，并能提高孔加工精度，特别是钻孔，孔的轴线不易偏斜，如40号零件，是在加工好的abcdefgh平面上，再加工φ25φ10的通孔。
工序集中
    工序集中，就是指零件的加工集中在少数几个工序中完成，每道工序加工的内容较多，工艺内容较多，工艺路线就短。
3、 确定走刀路线
孔加工时走刀路线的确定
    孔加工时，一般是首先将刀具在XY平面内，快速定位运动到中心线位置上，然后沿Z向运动进行加工。所以孔加工进给路线的确包括XY平面内和Z轴方向的进给路线：
确定XY平面内的几给路线
孔加工时，刀具在XY平面内的运动与点位运动，确定几给路线时，主要考虑以下问题， A 定位要迅速，也就是刀具在不与工件，夹具，机床碰撞的前提下，空进给的时间尽可能的要短， B 定位要准，安排进给路线时，要避免机械进给系统反向间隙对孔位精度的影响。
    确定Z轴的进给路线
    刀具Z轴的进给路线分为快速移动路线和工作进给路线，刀具先从初开始快速运道到距工件表面1一定的距离，然后按工作进给速度进行加工。
平面加工及轮廓加工走刀路线的确定
 数控铣削加工进给路线的确定对零件的加工精度和表面质量有直接的影响，所以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，进给路线的确定与工件表面状况，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有关。
铣削外轮廓的进给路线
    铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削，刀具切入工件时，应避免沿零件外轮廓的方向切入，以避免切入外产生刀具的刻痕，而应沿切削起始点，延伸线和切线方向逐渐切入工件，保证工件曲线的平滑过度，同样在切离工件时，也应避免在切削终点直接抬刀，要延伸切削终点或切线方向逐渐切离工件。
铣削内轮廓的进给路线
    铣削内轮廓表面时同铣削外轮廓一样，刀具同样不能沿外轮廓曲线的方向切入和切出，此时刀具可以沿过度圆弧切入切出工件轮廓。
顺铣和逆铣的选择
    铣削有顺铣和逆铣两种方式，当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时应选用顺铣，按照顺铣安排进给路线，因为采用顺铣加工后，零件已加工表面质量好，刀齿磨损小，精铣时，尤其是工件材料为钻镁合金，铁合金或耐热合金时，应尽量采用顺铣，当工件表面有硬皮，机床进给机构有间隙时，应选用逆铣，按照逆铣安排进给路线，因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩刀，机床进给机构之间不会引起振动和爬行
铣削内槽的进给路线
    所谓内槽是指以封闭曲线为主动的平底凹槽，这种内槽在飞机零件上常见，一律用平底铣刀加工，刀具圆角半径应符合
内槽的图低要求。
z轴快速移动定刀路线。
洗削加工时由于加工的表面形状不同，（如平面，平面轮廓多种槽及空间曲面等），走刀路线也就不一样，但总的可分为切削走刀和快速移动走刀两种路线，z轴快速进路线常见的有以下几种情况：
a：冼削开口不通的槽时，铣刀在z向可直接快速移动到位不需要工作进语。
b：铣削封闭槽时（如键槽），铣刀需要有一切入距离，可直接快速移动到距工件表面一切入距离下位置上，然后以工作进给速度进给到铣削速度。
c：铣削轮廓及通槽时，铣刀需要有一切出距离，可直接快速移动到距工件表面一切出距离的位置上。
总之，确定进路线的原则是在保证零件加工精度和表面粗糙度的条件下，尽量缩短进给路线，以提高生产率。