金蓝领数控铣技师-毕业论文

金蓝领数控铣技师毕业论文提高铣床平面加工精度的分析专业（工种）：铣工学员姓名：程林志工作单位：烟台南山学院指导教师：江吉勇烟台南山学院数控中心二00八年11月10日提高铣床平面加工精度的分析程林志(烟台南山学院山东龙口265713)摘要:在铣削平面的加工中,工件的平面精度受到工艺系统综合作用。本文从影响铣削的基本因素和容易忽视的因素出发,从加工机理的角度,阐述了如何提高平面精度的方法。关键词:铣削加工加工精度影响因素金属工艺学一、前言铣削是在铣床上加工工件。铣削运动是刀具做回转完成主运动,工件做直线进给。铣刀是由多个刀刃组合而成,因此铣削是非连续的切削过程、导热程度比连续切削好,加工精度也较好。铣床常常用于加工工件的平面如水平面、垂直面及各种沟槽,也可以加工齿轮、花键等。一般情况下,铣削可以达到的精度为IT9～IT7级,表面粗糙度Ra值为6.3μm～1.6μm。机械零部件的加工精度主要取决于工件、刀具、机床及加工者采用的加工工艺方法等几个重要因素。平面的铣削质量的好坏主要是指表面粗糙度和形状精度的平面度,以及位置精度的平行度和垂直度。它不仅与铣削时所选用的机床、夹具和铣刀质量的好坏有关,而且还与铣削用量的合理选用等诸多因素有关。二、影响精度的因素及注意事项2.1刀具的影响刀具的磨损是影响加工精度的主要因素,刀具所受的力来自于金属变形抗力和摩擦力(图1),这些力使刀具变钝和圆角(R)变大,刀具磨损较严重时可能造成铣刀刀刃的平面度有问题,以致切出的工件表面的平面度差。另一方面,在加工中,若刀具磨损致使加工表面是大圆角的刀尖磨出来的而不是刀尖切出来的,将使表面粗糙度增大、变粗。所以在加工中必须把在不同的粗、半精和精加工中的刀具分开,同时注意尽量避免磨损,保护好刀尖,以提高加工精度。铣削分为顺铣和逆铣。为了提高铣床的加工精度,必须采用顺铣,即刀具旋转方向跟零件运动方向一致的就是顺铣(图2),顺铣使铣刀上每个刀齿的切削厚度是从最大减少到零,易于切入工件,而且切出时对已加工面的挤压摩擦也小,表面粗糙度值低,具有刀刃磨损小;在顺铣时,始终有一个向下的分力(F1)压紧工件使得铣削平稳、振动小等优点,优于逆铣方式,故优先采用了顺铣方式。但是,顺铣时,刀刃从工件外表面切入,当工件是有硬皮和杂质的毛坯件时,刀刃容易磨损;另外,必须调整好丝杆与螺母间的间隙,原因是水平分力F2与工件进给方向一致,当水平分力大于工作台的摩擦阻力时,由于工作台进给丝杆与固定螺母间一般存在较大间隙,造成工作台串动。2.2夹具的影响夹具直接影响加工精度,为了提高工件的加工精度,必须对夹具进行重新校准,如利用百分表对平口钳的水平度、钳口的平面度进行校准,否则加工出的加工精度难保证。2.3定位基准即选择基准从功能上分为设计基准和工艺基准,而工艺基准又包括工序、定位、度量和装配等基准。在加工中主要是工序和定位基准。定位基准包括粗基准和精基准。粗基准的选择原则是保证定位准确、夹紧可靠。如合理分配加工余量、保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则、便于装夹的原则、粗基准一般不得重复适用的原则。对于精基准的原则是保证如何减少误差,提高定位精度如:基准重合的原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则等。在铣削中,常常涉及铣削六面体零件要求对面平行,还要求相邻面成直角,以保证位置精度。下面以六面体零件为例,阐述如何安排加工工序:原则是先基准面后其它表面、先粗加工后精加工、先主要表面后次要表面的原则。按照上述的原则,加工工序如下:1)先铣大面1,作为粗基准(如图3a);2)将已加工好的大面1作为基准面贴紧固定钳口,在活动钳口与工件之间的中部垫一个圆棒后夹紧,然后加工相邻面2(如图3b)。垫圆棒是为了夹紧以及使工件面1贴紧固定钳口;3)把加工的面2朝下,使基面1贴紧固定钳口。夹紧时,使用铜棒轻轻敲紧工件,使面2贴紧平口钳,再加工面4(如图3c);4)加工面3,把面1放在平行垫铁上,工件夹在钳口上,使用铜棒轻轻敲紧工件,使面1贴紧平口钳,再加工面3(如图3d);重复上述(1)～(4)完成粗、半精和精加工。2.4切削三要素除了要注意上述的刀具、夹具及定位外,还得安排好切削方面的参数。2.4.1切削深度(ap)工件待加工表面到已加工表面之间地垂直距离。在粗加工中,可以增加切削深度以提高效率,但在半精加工、精加工中必须减少切削深度以提高表面粗糙度。2.4.2进给量(f)在主运动一个循环(或单位时间)内,刀具与工件间进给运动方向的相对位移。对于高速钢铣削速度一般取0.15m/s～0.8m/s;进给量可取30mm/min～65mm/min。同样,在粗加工中,可以提高进给量以提高切削效率,在半精加工、精加工中减少进给量以提高表面粗糙度。2.4.3切削速度(v)单位时间内,工件和刀具沿主运动相对移动的距离。它的计算公式:v=πDn/1000×60(m/s)(4.3)式中:D—刀具最大直径(mm)n—刀具每分钟转数(r/mm)提高切削速度有利于提高表面粗糙度,但是必须考虑刀具的承受能力,否则刀具的磨损加剧,反而不利于加工精度的提高。总之,确定切削用量时,应在保证加工质量(表面粗糙度和加工精度)要求下,在工艺系统刚性允许的情况下,在充分发挥机床功率和发挥刀具切削性能时的最大切削量。在粗加工时,应选择较大的切削深度(ap)。采用一次或二次走刀,就把本工序中的加工余量切除掉。在精加工时,应重点保证工件的加工精度和表面质量,故应选较小进给量,并尽可能地选用较大的切削速度;进给量和切削速度的选择应与所用机床的功率和刀具情况相适应。具体可查相应的手册。2.5提高加工精度必须注意的以下几个问题2.5.1工件的夹紧为了满足切削应力的需要,特别是切削力较大时必须注意工件的夹紧,否则,由于切削力较大容易造成工件的移位、偏移而影响加工精度。当然,对于是否夹紧不仅仅涉及到夹具是否锁紧的问题,如由于工件表面的平整度不好也不容易锁紧。为了防止过程中产生振动,需要将比较平整的表面贴紧固定钳口和垫铁。工件和垫铁之间不留间隙,故需一边夹紧,一边用铜棒轻击工件上部。为了保护已加工好的表面需要在钳口和已加工好表面垫上薄铜片。2.5.2刀具进行装牢、夹紧如果刀具夹得不紧可能在切削力作用下使刀具发生振动而出现加工精度差的情况;刀具安装过程中,必须把刀柄和刀套擦干净,防止由于铁屑或杂物附在铣刀上使得刀柄发生偏斜。对于刀具的安装,应尽量减少刀柄伸出的长度以增加刚性,由于加工平面的微观不连续性和刀具的刀刃切削的间断性,这种变化表现为瞬间加工速度的不同。这些因素都会引起切削力的变化,不断变化的切削力将产生切削振动以致影响了加工精度。对于切削深度较大来说,表现更为明显。2.5.3影响切削温度的因素由于切削温度跟刀具和表面的积屑瘤有很大的关系,所以必须了解切削温度的相关因素,为了提高加工精度,必须尽量减少摩擦热的产生。由经验公式[1]可知:θ=Capxfyvz切削用量三要素υ、ap、f中,C参数值由刀具和加工材料决定。在切削用量中xyz,所以切削速度υ对温度的影响最显著;其次是进给量f,切削深度ap影响最小。主要的原因是速度增加,使摩擦热增多;f增加,切削变形减小,切屑带走的热量也增多,所以热量增加不多;切削深度ap的增加,使切削宽度增加,显著增加热量的散热面积。从上述关系式可以看出为了提高切削效率应优先考虑切削深度ap,再考虑进给量f,最后考虑切削速度v,以减少对切削温度的影响。当然,切削中可以采用冷却液进行冷却。冷却液具有传热、冷却、排屑和润滑等功能有利于提高加工表面粗造度、尺寸精度和延长刀具寿命。根据切削条件对冷却和润滑的要求不同,冷却液可以选择相应的油基性或水基性的冷却液。由于冷却液在接触区形成润滑膜层,降低摩擦力,冷却材料和刀具表面,从而减少摩擦热,降低了切削温度。三、结论通过上述对铣削表面加工精度的详细分析,对如何提高平面的加工精度有更深一层的认识,为加工更高精度的平面提供了参考和借鉴。在指导老师的精心指导下，通过这段时间的培训、进修学习，并翻阅了大量的文献资料，使自己掌握了许多过去不明白的专业知识，,对如何提高平面的加工精度有更深一层的认识,为加工更高精度的平面提供了参考和借鉴。并养成了参阅资料、勤学苦练的好习惯。尤其对数控专业的学习更加充分。对数控加工工艺熟练掌握,,懂得了加工技巧,使加工时更省时省力.而且能够进行较为复杂的模具类零件的编程等项目。为以后的进一步提高，打下了坚实的理论基础。通过技师培训，自己在各个方面都有了长足的进步。在未来半岛制造业中，将大显身手，贡献光和热。四.插图五、参考文献1胡黄卿1金属切削原理与机床1化学工业出版社,2004,62季贤1大平面铣削加工误差分析1水利电力机械,2005,123李翠翘,李建政等1零件机械加工工艺涉及原则的探讨1机械研究与应用12005,10:67