葉輪四軸數(shù)控加工工藝制定分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u25207葉輪四軸數(shù)控加工工藝制定分析案例 190721.1工藝設(shè)計(jì) 1306011.2夾具體 2212861.3加工方法分析 386431.4擬定加工路線(xiàn) 456261.5選擇數(shù)控銑削用刀具 6194241.6切削用量的選擇 667851.7切削液的選擇 81.1工藝設(shè)計(jì)（1）工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容1）分析產(chǎn)品的工藝2）將生產(chǎn)所用的毛坯與設(shè)備確定3）生產(chǎn)方案的確定4）確定生產(chǎn)所用的刀具，完成工具單的填寫(xiě)5）將產(chǎn)品裝夾的方法確定6）將粗、精生產(chǎn)進(jìn)行時(shí)的切削用量確定7）各個(gè)工序的設(shè)計(jì)，并完成工序卡的填寫(xiě)（2）生產(chǎn)程序的編寫(xiě)1）產(chǎn)品坐標(biāo)系的建立2）對(duì)基點(diǎn)規(guī)格的分析與確定3）精度與規(guī)格的確定4）生產(chǎn)程序的編寫(xiě)（3）完成生產(chǎn)，并對(duì)精度進(jìn)行檢驗(yàn)1）輸入生產(chǎn)程序，完成仿真操作2）產(chǎn)品的生產(chǎn)3）檢測(cè)產(chǎn)品的精度，對(duì)檢驗(yàn)單進(jìn)行填寫(xiě)1.2夾具體利用夾具體把位于夾具之上的多個(gè)部件以及元件連接起來(lái)，那么夾具體的構(gòu)造以及規(guī)格，要根據(jù)夾具上多個(gè)部件的設(shè)計(jì)以及同機(jī)床之間的連接方式來(lái)確定。生產(chǎn)期間，夾具體會(huì)受到切削生產(chǎn)的力以及夾緊產(chǎn)生的力。若想要讓夾具體在形狀上不發(fā)生改變，工作中不產(chǎn)生振動(dòng)，其強(qiáng)度與剛度需要設(shè)置合理。通過(guò)對(duì)定位基準(zhǔn)的確定，生產(chǎn)需要用夾具進(jìn)行裝夾。這樣可以實(shí)現(xiàn)分中打表，并完成驗(yàn)證，裝夾一次，可以讓生產(chǎn)的精度提高。裝夾方案在設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合所確定的生產(chǎn)表面與其定位的基準(zhǔn)，來(lái)完成工件的裝夾，同時(shí)夾具的選擇要合理。繪制出來(lái)夾具圖（在CAD文檔中可有其詳細(xì)構(gòu)造）圖3-1繪制出的裝配圖（在CAD文檔中可有其詳細(xì)構(gòu)造）圖3-2下面圖中便是該零件的三維裝配結(jié)構(gòu)。圖3-31.3加工方法分析葉輪制作是否復(fù)雜，需要看葉片中曲面的造型是否復(fù)雜。衡量某個(gè)數(shù)控機(jī)床性可以通過(guò)制作的葉輪曲面復(fù)雜程度可以看出。以形成的原理來(lái)對(duì)曲面進(jìn)行分類(lèi)，有直紋與非直紋之分。而直紋面又有可展類(lèi)型與非可展類(lèi)型之分，若曲面為可展直紋面，可以通過(guò)非數(shù)控機(jī)床完成生產(chǎn)。若曲面為非可展直紋面，需要使用四軸以上聯(lián)動(dòng)的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行制作，方可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)精度的要求。1.4擬定加工路線(xiàn)生產(chǎn)路線(xiàn)在設(shè)計(jì)時(shí)，需要以制作零件的精度、表面要求為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，要滿(mǎn)足易于計(jì)算、走刀路徑不長(zhǎng)的要求。在設(shè)計(jì)生產(chǎn)路線(xiàn)時(shí)，需要考慮的因素有制件的表面要求、制件的精度要求、設(shè)備進(jìn)給的間隔尺寸、所用刀具的可用時(shí)間以及產(chǎn)品的外觀等。對(duì)每一個(gè)切面的曲線(xiàn)形狀進(jìn)行鏟出，隨后沿著然槳葉的徑向，將多出來(lái)的金屬層切除。由于進(jìn)行澆鑄期間，其頁(yè)面時(shí)朝下的，鑄造的品質(zhì)比較容易形成，所以對(duì)葉面的生產(chǎn)，僅僅需要對(duì)其不平的位置進(jìn)行制作，像幾何形狀存在較小的偏差，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。對(duì)整體扇葉在工作時(shí)的真正情況進(jìn)行分析，大多數(shù)的扇葉，其曲面位置有較高的精度要求，在工作期間，旋轉(zhuǎn)是以高速進(jìn)行，需要有較高的動(dòng)平衡，這里以扇葉的構(gòu)造、所用原料展開(kāi)分析：（1）葉輪位置設(shè)計(jì)了較多的葉片，根據(jù)輪轂的直徑不一樣，葉片數(shù)也不一樣，設(shè)計(jì)的葉片有長(zhǎng)、短之分，葉片形成了空間曲面，其有較高的扭曲，同時(shí)設(shè)計(jì)了仰角，制作期間刀具進(jìn)行擺動(dòng)時(shí)，兩個(gè)相鄰的葉片的切削極易出現(xiàn)干涉的情況，所以需要合理確定切削生產(chǎn)的方向。同時(shí)，對(duì)曲面的制作，是分段進(jìn)行的，在制作時(shí)，需要確保生產(chǎn)表面滿(mǎn)足一致性的要求；（2）葉片與葉片間，其流道并不寬，制作尺寸小，在刀具選用時(shí)，不適合使用強(qiáng)】剛度高的大直徑工具；（3）在進(jìn)氣、出氣的邊部圓角，其曲率半徑會(huì)出現(xiàn)較大的變化，讓所用的刀具與夾具角度出現(xiàn)較大的變化；（4）考慮到強(qiáng)度要求，扇葉輪轂同葉片間，通過(guò)倒圓角的方式進(jìn)行過(guò)渡采，此處刀具的確定要合理；（5）葉片的構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，其內(nèi)壁也不厚，工藝剛性不高，在對(duì)其加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)計(jì)多個(gè)工步進(jìn)行來(lái)回制作，避免制作期間出現(xiàn)應(yīng)力導(dǎo)致形變；針對(duì)葉輪設(shè)計(jì)的加工工藝：1）輪轂的制作此部分的加工，需要制作出位于輪轂的兩邊端面、軸孔以及鍵槽等。2）葉面的制作此部分加工，需要讓加工好的葉片滿(mǎn)足精度要求。大多會(huì)選用球頭刀對(duì)葉片進(jìn)行制作。3）葉根的制作若葉輪的尺寸不大，在制作葉根時(shí)，需要同時(shí)完成輪轂側(cè)邊的制作。大多會(huì)以側(cè)銑的方式來(lái)完成葉根的制作，生產(chǎn)準(zhǔn)備的刀具為球頭錐銑刀，制作期間，所用的銑刀母線(xiàn)要與輪轂邊部的母線(xiàn)處于平行，輪轂側(cè)邊通過(guò)銑刀的側(cè)刃完成制作，葉根圓角通過(guò)球頭部分完成制作。扇葉也就是分布了均勻葉片的零件，該零件屬于回轉(zhuǎn)體類(lèi)型，其工作的原點(diǎn)確定為其底部平面的圓心，對(duì)零件的找正以及后處理工作進(jìn)行簡(jiǎn)化。結(jié)合整體扇葉的構(gòu)造特點(diǎn)，大體可將生產(chǎn)所需要的設(shè)備類(lèi)型、刀具型號(hào)、夾具種類(lèi)以及裝夾的方式進(jìn)行確定。在刀具的生產(chǎn)時(shí)，四軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行制作需要對(duì)底部平面進(jìn)行制作，如此設(shè)計(jì)可以將刀具導(dǎo)致的過(guò)切與干涉的情況降到最低，讓刀具的剛性得到提高。在粗加工中將流道的生產(chǎn)余量去除，這對(duì)精加工的品質(zhì)的效率有著直接影響，因此粗加工的品質(zhì)與生產(chǎn)效率直接影響扇葉的生產(chǎn)。在扇葉中，其流道位置的生產(chǎn)余量沒(méi)有與扇葉型線(xiàn)一樣，其分布并不均勻，在進(jìn)行切削生產(chǎn)期間，其深度不是固定不變的，刀具所承受的力會(huì)出現(xiàn)較大的變化，這樣會(huì)讓刀具的可用時(shí)長(zhǎng)縮短，讓生產(chǎn)的品質(zhì)降低，需要對(duì)生產(chǎn)軌跡進(jìn)行合理規(guī)格。在對(duì)流道進(jìn)行開(kāi)粗生產(chǎn)時(shí)，大多會(huì)將其分成多個(gè)干層，進(jìn)行逐個(gè)開(kāi)粗。流道區(qū)域的分割時(shí)朝著流道面方向進(jìn)行的，這樣設(shè)計(jì)，可以讓粗制作之后的每一層厚度可以更均稱(chēng)，制作過(guò)程穩(wěn)定性更高。工藝過(guò)程卡（工廠名）綜合工藝過(guò)程片卡品名與型號(hào)產(chǎn)品名葉輪工件的圖號(hào)坯料名坯料類(lèi)型棒料產(chǎn)品重毛重牌號(hào)規(guī)格φ114x60mm凈重特性件數(shù)1工序號(hào)內(nèi)容生產(chǎn)車(chē)間機(jī)器名與編號(hào)所用夾具1結(jié)合坯料的規(guī)格，進(jìn)行下料φ114x60mm2對(duì)外部輪廓、孔以及兩個(gè)端面的進(jìn)行車(chē)加工金工數(shù)控車(chē)床3葉片進(jìn)行開(kāi)粗處理金工數(shù)控銑床夾具（專(zhuān)用）4對(duì)輪轂流道開(kāi)展精銑加工金工生產(chǎn)中心（四軸聯(lián)動(dòng)）夾具（專(zhuān)用）5對(duì)主葉片開(kāi)展精加工金工生產(chǎn)中心（四軸聯(lián)動(dòng)）夾具（專(zhuān)用）6對(duì)位于主葉片位置的葉根圓開(kāi)展精加工金工生產(chǎn)中心（四軸聯(lián)動(dòng)）夾具（專(zhuān)用）7對(duì)分流葉片開(kāi)展精加工金工生產(chǎn)中心（四軸聯(lián)動(dòng)）夾具（專(zhuān)用）8對(duì)位于分流葉片位置的葉根圓開(kāi)展精加工金工生產(chǎn)中心（四軸聯(lián)動(dòng)）夾具（專(zhuān)用）編制抄寫(xiě)校對(duì)審核批準(zhǔn)1.5選擇數(shù)控銑削用刀具對(duì)葉輪的生產(chǎn)所用的刀具如下：非平面開(kāi)展的半精、精加工準(zhǔn)備的刀具為球刀對(duì)零件圖進(jìn)行分析，葉輪零件中，不僅有平面、扭曲的曲面，還有圓弧以及倒圓角等，制作的工序并不簡(jiǎn)單。想要讓對(duì)刀與換刀的時(shí)間縮短，降低刀具切換時(shí)的誤差，提高生產(chǎn)的速度，在進(jìn)行粗、精生產(chǎn)時(shí)，刀具做好用相同的，這樣精度可以確保。結(jié)合葉輪的構(gòu)造，性能以及生產(chǎn)余量與精度要求，準(zhǔn)備用于來(lái)硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行生產(chǎn)，此零件進(jìn)行精加工所用的刀具在下表中進(jìn)行了標(biāo)注。數(shù)控銑削加工刀具卡品名葉輪零件圖號(hào)1補(bǔ)償值/mm備注序號(hào)號(hào)名稱(chēng)刀柄型號(hào)刀具所用原料硬質(zhì)合金刀直徑/mm長(zhǎng)/mm1T01球頭刀（ED4R2）BT50Φ4150D12T02球頭刀（ED2R4）BT50Φ2150D1編制審核批準(zhǔn)共1頁(yè)第1頁(yè)1.6切削用量的選擇使用效率高的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，需要將生產(chǎn)的三大要素確定，也就是生產(chǎn)的原料、切削生產(chǎn)所用的刀具以及切削進(jìn)行時(shí)的用量。這三個(gè)因素直接影響生產(chǎn)的時(shí)間、刀具可用市場(chǎng)以及生產(chǎn)的品質(zhì)。想要生產(chǎn)方式確定的更有效更經(jīng)濟(jì)，需要對(duì)切削的因素進(jìn)行合理確定。設(shè)計(jì)者在切削生產(chǎn)用量確定時(shí)，需要結(jié)合生產(chǎn)的原料，原料的硬度、進(jìn)行切削的形態(tài)、生產(chǎn)進(jìn)給的量以及刀具的可用時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行綜合分析。將最合理的切削生產(chǎn)速度確定。1.主軸轉(zhuǎn)速的確定結(jié)合設(shè)備切削生產(chǎn)速度的允許值來(lái)確定：可以這樣確定主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的速度：上式z之中——主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的速度——切削生產(chǎn)進(jìn)行的速度——所用刀具的直徑因?qū)γ恳话训哆M(jìn)行計(jì)算時(shí)，方法一樣，此處以圓鼻刀20R0.8mm進(jìn)行計(jì)算。結(jié)合資料中切削生產(chǎn)速度表格，若生產(chǎn)準(zhǔn)備的設(shè)備為立式數(shù)控銑床MVC850B，其主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的速度可確定結(jié)合切削生產(chǎn)的原理，需要制作的零件精度、所用原料以及刀具所用的原料與可用時(shí)長(zhǎng)均會(huì)影響切削生產(chǎn)進(jìn)行的速度。切削進(jìn)行時(shí)的速度Vc表：產(chǎn)品的材料硬度/HBS切削進(jìn)行時(shí)的速度銑刀原料為高速鋼銑刀原料為硬質(zhì)合金鋼<22518~4266~15012~3654~1206~21鑄鐵<190190~2609~1845~904.5~1021~30鋁70~120100~200黃銅53~5620~502.進(jìn)給速度的確定在固定時(shí)間中，進(jìn)行切削生產(chǎn)的工件同銑刀朝著進(jìn)給方向發(fā)生的相對(duì)移動(dòng)，就是進(jìn)給的速度。可以這樣來(lái)確定F:F=ZN每一齒進(jìn)給的量需要通過(guò)產(chǎn)品所用原料的力學(xué)性能、生產(chǎn)所用的刀具原料、產(chǎn)品的表面要求等確定。產(chǎn)品所用原料的強(qiáng)、硬度高，那么更小，若相反的話(huà)就越大；產(chǎn)品表面的要求越高，，就更小；按照刀具所用的原料不同，進(jìn)給的量也會(huì)不一樣，一般以高速鋼為原料的銑刀進(jìn)給的量小于硬質(zhì)合金銑刀。進(jìn)給的量表產(chǎn)品的材料進(jìn)給的量/（mm/z）進(jìn)行銑床粗加工進(jìn)行銑床精加工高速鋼硬質(zhì)合金高速鋼硬質(zhì)合金鋼鑄鐵鋁通過(guò)分析，切削生產(chǎn)的用量需要結(jié)合設(shè)備的性能、再通過(guò)資料進(jìn)行類(lèi)比的方法進(jìn)行選取。另外，在確定時(shí)，要滿(mǎn)足主軸運(yùn)轉(zhuǎn)速度、切削進(jìn)行的深度以及進(jìn)給的速度三者的要求，確定合理切削生產(chǎn)用量。1.7切削液的選擇結(jié)合設(shè)計(jì)相關(guān)的書(shū)籍，可知使用的較多的冷卻液有這些類(lèi)型：