铣削零件加工工艺分析与编程模板.doc

湖南工业职业技术学院
Hunan Industry Polytechnic

专业工程实践

类别 机 械 制 造
题目

系 名 称 机 械 工 程 系
专业及班级 数控八班
学 生 姓 名 曹志国
学 号 15
指 导 教 师 欧阳陵江

完成日期 年 月 日
目录
摘要 1
Abstract 3
第一章 绪论 4
1.1 数控技术定义及其发展趋势 4
1.2 叶轮作用及其分类 5
1.3 本文关键研究内容 6
第二章 零件铣削加工工艺分析 7
2.1 铣削加工工艺概述 7
2.2 毛坯选择 7
2.3 机床选择 11
2.4 选择夹具及装夹方案确实定 13
2.5 刀具选择 16
2.6 切削用量选择 19
2.7薄壁特征加工工艺分析 19
2.8本章小结 19
第三章 零件数控仿真加工 2
3.1 加工方法及加工路径选择 2
3.2 零件一下表面加工 2
3.3 零件一上表面加工 2
3.4 零件二下表面加工 2
3.5 零件二上表面加工 2
第四章 设计总结 2
致谢 2
参考文件 2

摘要
本文关键研究了半开式曲线叶轮轮廓和孔数控铣削工艺、工装和在此基础上数控铣床程序编制。关键设计内容有：完成该零件工艺规程（包含工艺简卡、工序卡和数控刀具卡）和关键工序工装设计，绘制零件图，G代码编制该零件数控加工程序。本设计关键在于零件工艺性分析、毛坯选择及薄壁件工艺分析。经过对该零件工艺分析，合理制订零件加工工艺，从而加工出符合工作要求叶轮。
关键词：数控加工工艺、数控编程、薄壁件
Abstract

on this basis,the programming of the CNC milling process,tolling,and on this basis,the programming of the the CNC milling machine.focuses on the design of the CNC machining fixture parts,the main designelements are the competition os the part of the technical rules(including craft simple cards,process cards and CNC tool card)and the main processes of tooling design.And draw the parts diagram.Prepared with the G-code CNC machining of the part program.
Keywords: CNC machining,CNC programming，thin-walled parts第一章 绪论
1.1数控技术概念和发展概况
数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉综合技术，是多年来应用领域中发展十分快速一项综合性高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件加工而出现，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化基础，是现代机床装备灵魂和关键，有着广泛应用领域和宽广应用前景。
中国外数控系统发展概况：伴随计算机技术高速发展，传统制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨款，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新制造模式。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，含有高精度、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作用。现在，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，加工过程中能够自动修正、调整和赔偿各项参数，实现了在线诊疗和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM和数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制群控加工。
二十一世纪数控装备将是含有一定智能化系统，智能化内容包含在数控系统中各个方面：为追求加工效率和加工质量方面智能化，如加工过程自适应控制，工艺参数自动生成；为提升驱动性能及使用连接方便智能化，如前馈控制、电机参数自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面智能化，如智能化自动编程、智能化人机界面等；还有智能诊疗、智能监控方面内容、方便系统诊疗及维修等。
1.2叶轮发展
叶轮既指装有动叶轮盘，是冲动式汽轮机转子组成部分。又指轮盘和安装其上转动叶片总称。还指轮盘和安装其上转动叶片总称。
今天离心泵和离心压缩机，在效率上，已高达90%以上，在规格上，也已由几瓦到几兆瓦。在应用范围上，已用来处理高温，高压下多种液体，气体。所以，整个工业越来越依靠于叶轮机械。叶轮结构组成了复杂，多种用途流体机械。尽管叶轮快速发展是在最近60年中，不过，它有着和现代工业同时发展漫长历史。我们在此所展示正是这段历史。叶轮是使用最广泛涡轮机械，而且，它将会继续成为关键研究，发展课题。被认为已起到叶轮作用，最原始机械，是1772年，在圣多明各一个废弃葡萄牙人铜矿里被发觉，它有10个木制双弯叶片，当初没有些人知道怎么使用它。直到15世纪，它几乎全部一直代表着那个时代特征。早在16世纪，离心式风扇就已用作矿井通风设备了。

图1.1 叶轮
早期世界上叶轮制造关键是焊接制造，因为其无法满足大多数工作要求，现在叶轮制造工艺不停提升，用以满足其工作要求。本文介绍是整体式材料制造叶轮工艺，图1.1半开式曲线叶轮，就是整体式叶轮一个，也是本文工艺分析对象。
1.3本文关键研究内容
本文研究是半开式曲线叶轮加工工艺设计，叶轮在现代工业发展中占相关键地位，所以能否生产出既符合工作要求又满足机械加工中经济性零件是本文关键能容，而决定零件能否满足上述要求关键在于能否制订出合理加工工艺。
其中，第一章为绪论，第二章讲述是零件加工工艺分析，第三章为零件加工仿真，第四章为总结。本论文关键工作包含绘制二维CAD图、三维UG图绘制、选择设备、切削用量确实定、刀具选择、数控加工工艺卡、零件加工手工编程、UG自动编程、刀具轨迹路径。然后经过对半开式曲线叶轮零件仿真加工，掌握机械加工工艺设计，制造工艺编制，掌握零件加工中基准、定位、工艺和工装等基础知识；熟悉机械设计过程，并经过工艺设计掌握处理机械制造工艺问题方法，会利用数控专业知识对零件进行编程、数控操作加工和仿真。
第二章 零件铣削加工工艺分析
2.1铣削加工概述
铣削加工是应用相切法成型原理，用多用回转体刀具在铣床上对平面、台阶面、沟槽、成型面、型腔面、螺纹表面进行加工一个切削加工方法。它是现在应用最广泛加工方法之一。铣削加工时，铣刀旋转运动是主运动、铣刀或工件沿坐标方向直线运动或回转运动是进给运动，不一样坐标运动配合联动和不一样形状刀具相配合，能够实现不一样类型表面加工。而数控铣削加工工艺分析通常要注意以下多个标准：
1、零件图尺寸标注应符合编程方便标准。
2、要根本读懂零件图样。
3、要分析透零件加工工艺性。
4、要研究分析零件精度。
5、要研究分析零件定位精度。
6、要研究分析零件毛坯和材料。
2.2毛坯选择

图2.1 零件一叶轮
因为本文关键研究图2.1叶轮加工工艺设计，叶轮在早期中国关键是用焊接制造出来，制造出来产品往往无法满足很多工作要求，本文讲述是整材制造叶轮，所以在选材上要考虑材料是否满足其工作工艺性、力学性能、使用性等方面要求。而机械零件常见毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件等，每种类型毛坯全部能够有多个成形方法，在选择时我们遵照标准是：在确保毛坯质量前提下，努力争取选择高效、低成本、制造周期短毛坯生产方法。通常毛坯选择步骤是：首先由设计人员提出毛坯材料和加工后要达成质量要求，然后再由工艺人员依据零件图、生产批量，并综合考虑交货期限及现有可利用设备、人员和技术水平等选定适宜毛坯生产方法。具体要考虑原因有以下几方面：
1、满足降低生产成本要求
要降低毛坯生产成本，必需认真分析零件使用要求及所用材料价格、结构工艺性、生产批量等各方面情况。首先，应依据零件选材和使用要求确定毛坯类型，再依据零件结构形状、尺寸大小和毛坯结构工艺性及生产批量大小确定具体生产方法，必需时还可按相关程序对原设计提出修改意见，以利于降低毛坯生产成本。
（1） 生产批量较小时毛坯选择
（2） 生产批量较大时毛坯选择
2 、满足材料工艺性能要求
金属是制造机械零件关键材料，一旦材料确定后，其材料工艺性能就是影响毛坯成形关键原因，表2.1.1给出了常见金属材料所适用毛坯生产方法。
表2.1.1 常见材料毛坯生产方法

3、满足零件使用要求
零件使用要求关键包含零件结构形状和尺寸要求、零件工作条件（通常指零件受力情况、工作环境和接触介质等）和对零件性能要求等。
（1） 结构形状和尺寸要求。
（2）力学性能要求。
（3）表面质量要求。
（4）其它方面要求。
4、符合生产条件
为了兼顾零件使用要求和生产成本两个方面，在选择毛坯时还必需和本企业具体生产条件相结合。当对外订货价格低于本企业生产成本，且又能满足交货期要求时，应该向外订货，以降低成本。还要认真分析以下三方面情况：
（1）现代毛坯生产优异技术和发展趋势，在不脱离中国国情及本厂实际前提下，尽可能采取比较优异毛坯生产技术。
（2）产品使用性能和成本方面对毛坯生产要求。
（3）现有毛坯生产能力情况，包含生产设备、技术力量（含工程技术人员和技术工人）、厂房等方面情况。
总而言之，毛坯选择应在确保产品质量前提下，取得最好经济效益。而本零件属于半开式曲线叶轮适于输送含有固体颗粒、纤维等悬浮物液体。半开式叶轮制造难度较小,成本较低,且适应性强,多年来在炼油化工用离心泵中应用逐步增多,并用于输送清水和近似清水液体。
由该零件工作环境和制造成本，选择毛坯需要注意一下多个问题：
1）材料耐腐蚀能力。
2）切削加工性能。
3）材料耐磨性等。
其中叶轮常见材料有：铸铁、青铜、不锈钢、锰青铜、蒙乃尔合金、INCONEL和非金属材料（包PPS塑料、酚醛树脂等等）。
因为本叶轮是用于适于输送含有固体颗粒、纤维等悬浮物液体，所处工作场所常年潮湿，易使材料氧化，所以要考虑材料耐腐蚀性。工业上生产型材毛坯通常以棒料，块料为主，考虑到零件外轮廓为圆柱形，所以不适合选择块料，再从其结构上可知零件侧面无其它难加工特征，能够选择毛坯材料形状为棒料，零件适适用于含有固体颗粒、纤维等悬浮物液体输送，毛坯材料耐磨性也要考虑在其中，在其常见材料中，45钢部分特征全部满足叶轮要求，其成本也是叶轮常见材料中较为经济。所以选择毛坯材料为45钢。

图2.2 零件一
零件一属于盘类零件（图2.2），零件上有孔、凹槽、凸台、倒圆角、薄壁、螺纹等组成，而轮廓由直线和圆弧组成。考虑到零件长、宽、高方向最大尺寸分别为120mm、100mm、32mm，所以选择毛坯尺寸为直径124mm、高34mm45钢圆棒料。然后在车床上将其加工成直径120mm圆棒，再用铣床加工出两个装夹面(以下图2.3)。

图2.3 零件二
零件二属于盘类零件（图2.3），零件上有孔、凹槽、凸台、倒圆角等组成，而轮廓由直线和圆弧组成。考虑到零件长、宽、高方向最大尺寸分别为120mm、100mm、25mm，所以选择毛坯尺寸为直径124mm、高27mm45钢圆棒料。然后在车床上将其加工成直径120mm圆棒，再用铣床加工出两个装夹面(以下图2.4)。

图2.4 毛坯
2.3 设备选择
设备选择首先考虑零件需要哪一个加工或哪多个机床加工来完成。本文研究是叶轮铣削加工工艺设计，所以首先选择应该放在铣床上加工，而数控铣床选择通常有以下多个标准：
1、依据被加工零件尺寸选择。
2、依据加工零件精度要求选择。
3、依据加工零件加工特点来选择。
4、依据零件批量或其它要求选择。
对于大批量，用户可采取专用铣床。假如是中小批量而又是常常周期性反复投产话，那么采取数控铣床是很适宜，因为第一批量中准备好多工夹具、程序等能够存放起来反复使用。
2.3.1、本工艺选择数控铣床
由上述数控铣床选择标准，能够从以下多个方面选择铣床：
（1）零件尺寸。以下（图2.5），零件毛坯分别由φ120X34mm、φ120X27mm45钢圆棒料组成，而45钢圆棒料密度ρ为7.85g/cm3 ,所以由公式m=ρν能够算出，这两件毛坯重量约分别为4kg、2.4kg。
（2）零件尺寸精度要求及表面粗糙度要求。零件关键尺寸以下图所表示，由此可知，零件最高精度等级为IT7级，表面质量要求最高位Ra1.6。通常经济型机床就能满足这个要求。

图2.5零件一剖视图
（3）加工零件加工特点。由零件图和零件要求可知，半开式叶轮制造难度较小,成本较低,且适应性强，零件轮廓关键由直线、圆弧等组成。零件四面无特殊需要加工特征，无高难度复杂型曲面，不需要特殊装夹和定位，属于简单型零件。经济型机床也能满足这个要求。
（4）零件批量或其它要求选择。零件为单件小批量生产。
由下图华中数控V600铣床技术参数可知，V600数控铣床最大载重量为500kg，本零件重量分别为3kg、2.4kg加上夹具重量，总重量远远小于铣床额定最大载重，零件尺寸精度最高等级为IT7，数控铣床加工能达成精度为IT9-IT7。零件无特殊复杂特征，质询要根据通常装夹加工就能够完成，再加上零件是单件小批量生产，华中V600数控铣床全部符合这个要求，且从加工成本考虑，在同一类型数控铣床中，华中V600数控铣床愈加经济，所以本文选择机床为华中V600数控铣床。

华中数控V600铣床

华中数控V600铣床技术参数
2.4夹具选择及装夹方案确实定
半开式曲线叶轮制造难度较低，本文中零件结构简单，不需要特殊装夹定位，而在选择夹具时候有两个基础要求。一是：要确保夹具坐标方向和机床坐标方向相正确固定；二是：要协调零件和机床坐标系尺寸关系。通常零件加工，全部会采取通用夹具，当零件加工批量不大时，应尽可能采取组合夹具、可调试夹具及其它通用夹具，来缩短生产准备时间、节省生产费用。在成批量生产时，采取专用夹具，来提升效率。在选择夹具时还要确保零件装卸要快速、方便、可靠。夹具上各部件应不妨碍机床对零件各表面加工。

2.4.1 选择夹具
由2.2节，华中数控铣床V600技术参数，能够得到机床加工范围、工作台面积为
800X400mm，工作台最大承重为500kg，x、y、z方向行程为600X410X510mm。本零件为单件小批量生产，且其毛坯含有两个已加工好装夹面如（图2.3），符合台虎钳装夹要求及其外形尺寸要求，由此选择机用台虎钳（以下图）。本文选择是上海众球附件机床生产供给德式机用平口钳，其特点是采取HT200铸铁材料加工而成，传动螺母采取QT400-18材料，定位采取三点固定，稳定性好.不宜断，替换传统丝杆螺母。两钳口平行度和对导轨面垂直度0.02mm/100mm。广泛用于铣床.刨床.钻床等进行多种平面.角度.沟槽.钻孔等加工，且满足本零件加工要求。其部分技术参数以下（单位为mm）：
表2.3

所以选择上海众球机床附件生产供给德式机用平口钳中Q60160SA-1这个型号机用平口钳（以下图2.6）。

图2.6 机用平口钳
2.4.2 零件装夹方案
在选择定位基按时，应该减小装夹次数，尽可能做到在一次安装中能够把零件上全部要加工表面全部加工出来。通常选择零件上不需要铣削加工表面或孔作为定位基准。对于薄壁零件，选择定位基准应该有利于提升加工刚性，以减小切削变形。而且定位基准应该和设计基准重合以减小定位误差对尺寸精度影响。应为零件毛坯本身已经有两个装夹面如（图2.3）。

图2.7零件一
零件一装夹方法图2.7所表示，然后在零件下端装上挡块，限制其Z移、X转、Y转自由度、再加上平口钳钳口挡块X移、X转、Y转、Z转四个自由度，所以零件经过这么装夹以后已经合理定位了。然后将图已加工面作为零件精基准，加工反面叶轮。

图2.8零件二

零件二装夹方法如上图2.8所表示，一样在其下端加上挡块限制其Z移、X转、Y转自由度、再加上平口钳钳口挡块X移、X转、Y转、Z转四个自由度，属于合理定位。因为图加工面特征为对称型，这就意味着以这个面为精基准，受力愈加均匀，能够使得切削加工过程中愈加平稳，然后在加工反面特征。

图2.9 配合加工图
因为两个零件是配合件，假如单个零件加工，会因为尺寸公差缘故，会造成零件间配合不符合零件工作要求，所以采取先加工两个零件关键贴合面，再将两个零件配合起来，加工图2.9所表示零件周围凹槽，这么做好处就是能很好确保零件密封性，更能满足其工作要求。以下装夹方案平口钳能限制配合件Y移、X转、Y转、Z转，平口钳下方支撑面限制是配合件Z移、Y转，也能很好固定零件，加工出符合工作要求零件。最终止果如以上示意图所表示。
2.5刀具选择
刀具选择是在数控编程人机交互状态下进行。应依据机床加工能力、工件材科性能、加工工序切削用量和其它相关原因正确选择刀具及刀柄。刀具选择总标准是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求前提下，尽可能选择较短刀柄，以提升刀具加工刚性。本工艺是基于零件特征来选择铣刀。零件关键特征分为凸台、凹槽、孔、边圆角等，毛坯材料是45钢，数控铣削加工中刀具材料通常有：
1、高速钢。又称白钢，它含有W 、Cr、Mo、V、Co等元素。其红硬性较低，适合切削速度为17-30m/min,一旦切削温度过高，其切削加工性能就会下降。
2、硬质合金。硬质合金是硬度和熔点全部很高碳化物（WC TiC等），用co mo ni做粘结剂制成粉末冶金产品。在中速和大切削中发挥出优良切削性能。常见硬质合金有钨钴合金、钨钛合金等。其切削速度比高速钢愈加优越。
还有部分刀具材料为陶瓷、立方氮化硼（CBN）、聚晶金刚石（PCD）等。
又因为叶轮粗加工本论文采取是大切削、精加工采取是高速光刀。所以综合起来选择刀具材料为硬质合金。硬质合金铣刀模型以下图所表示：

图3.1硬质合金铣刀
下面是从零件轮廓特征来选择刀具型号。
1. 零件一
（1）平面粗加工。平面粗加工标准是：在确保零件精度基础上，采取大切深、大进给，方便能确保零件最大生产率。零件一为叶轮部分，外部特征中需要注意一个特征是叶轮叶片部分凹圆弧半径大小为R8.5以下（图2.4），选择刀具标准是小于轮廓半径，还要确保零件加工效率。所以选择是Φ16mm硬质合金立铣刀。零件一反面以下（图2.4），其外轮廓只需要考虑零件加工效率，而内轮廓需要考虑是岛屿和岛屿之间，能否容纳刀具，不造成过切，另外内轮廓圆弧半径应该要比选择刀具半径大。
由图可知，需要注意圆弧分别为R6、R4，所以选择刀具型号为Φ10mm、Φ6mm硬质合金立铣刀。
（2）平面精加工。精加工特点是：切削量小，加工速率快。再加上要取得较高表面粗糙度，所以选择较小刀具，选择是Φ6mm硬质合金立铣刀。
（3）孔加工。零件一关键包含有一是精度7H螺纹孔和IT7级精度通孔（以下图所表示）。
首先分析是通孔，通孔尺寸Φ20H7mm和之连接是M30X2-H7螺纹孔，因为其精度为IT7级，所以需要用到铰刀加工，通常在用铰刀加工前底孔留下余量为0.3-0.5mm，所以选择为Φ19mm麻花钻，选择铰刀为Φ20mm硬质合金铰刀以下图。为了预防麻花钻钻偏，先选择一个Φ3mm中心钻点孔。

麻花钻 铰刀 中心钻
其次是螺纹孔。此螺纹尺寸M30X2-7H，其基础尺寸为30mm，查实用机械制造工艺设计手册可知，螺纹小径为26.5mm，也即是说在加工螺纹前，孔尺寸为26.5-0.1倍螺距，其基础孔能够用上述铣刀一次性加工出来，再用外径为Φ30mm螺纹刀加工。

丝锥
2. 零件二
由零件二图纸可知，需要注意多个特征为Φ20H7通孔，Φ8H7通孔，还有R3mm边倒圆，其中R3mm边倒圆需要用到R3mm圆角刀以下图所表示，Φ8mm通孔也要用到是Φ7.6mm麻花钻，Φ8mm铰刀，其它外形及型腔均能够用到零件一相关刀具。

圆角刀
3. 装配加工
装配加工是图2.3所以装夹方案所表示，其腔内最小圆弧为R5mm，能够选择Φ8立铣刀，又因为这个特征是在毛坯料圆周上，一般立铣刀直接下到影响切削加工，所以，先用键槽铣刀直接下刀先加工一个基础槽，再进行型腔加工，键槽铣刀以下图

键槽铣刀
由以上分析能够得出本加工工艺刀具表以下：
表2.4刀具卡

编号
刀具号
刀具名称
刀具作用
直径/mm
1
T01
φ16立铣刀
零件一外轮廓
16
2
T02
φ10立铣刀
零件一底面
10
3
T03
φ6立铣刀
零件一精加工
6
4
T04
φ8立铣刀
装配加工
16
5
T05
φ6键槽刀
装配加工
6
6
T06
φ3中心钻
加工定位孔
3
7
T07
φ19钻头
钻基础孔
19
8
T08
φ6圆角刀
倒R3圆角
11.85
9
T09
φ20铰刀
加工φ20H7孔
20
10
T10
φ8铰刀
加工φ8H7孔
8
11
T11
φ7.6钻头
钻φ8H7基础孔
7.6
12
T12
φ30丝锥
加工M30内螺纹
30

2.6 切削用量选择
合理选择切削用量标准是：粗加工时，以提升生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在确保加工质量前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。刀具耐用度，和零件表面粗糙度关键由刀具切削用量影响，而切削用量三要素由进给量、背吃刀量、切削速度组成，其中切削速度对其影响最大。切削速度大小和刀具材料相关，不一样材料有着不一样切削速度，下面关键介绍高速钢和硬质合金切削钢和铸铁切削速度以下表：
表2.5 切削速度
毛坯材料
硬度（HBS）
切削速度m/min
高速钢刀具
硬质合金刀具
钢
<225
18-42
66-150
225-325
12-36
54-120

铸铁
325-425
6-21
36-75
<190
21-36
66-150
190-260
9-18
45-90
160-320
4.5-10
21-30
而不一样材料刀具在切削不一样材料毛坯时候，选择进给量也不一样，本文关键参考表2.6,以下所表示：
表2.6 进给量

工件材料
每齿进给量fz(mm/z)
粗铣
精铣
高速钢铣刀
硬质合金铣刀
高速钢铣刀
硬质合金铣刀
钢
0.10-0.15
0.10-0.25
0.02-0.05
0.10-0.15
铸铁
0.12-0.20
0.15-0.30

1、 背吃刀量、侧吃刀量确实定
背吃刀量和侧吃刀量确实定关键依据机床、夹具、刀具、工件刚度和被加工零件精度要求来决定。由此标准，再结合该工序所要确保表面粗糙度要求。
2、主轴转速、切削进给速度计算
（1）切削进给速度是切削时单位时间内工件和铣刀沿进给方向相对位移，单位为。
（2-1）
式中：——切削进给速度，单位为；
——铣刀每齿进给量，单位为；
——铣刀转速，单位为;
——铣刀齿数，单位为‘齿’。
（2）主轴转速（铣削）
（2-2）
式中：——切削速度,单位为；
——铣刀直径，单位为；
——主轴转速，单位为。
（3）孔加工时主轴转速
（2-3）
式中：——切削速度,单位为；
——切削刃选定点处所处对应工件或刀具回转直径，单位为；
——工件或刀具转速，单位为。
（4）进给速度计算
（2-4）
式中：——进给速度，单位为mm/min
——进给量，单位为mm/r
——工件或刀具转速，单位为。
（5）攻螺纹时主轴转速
（2-5）
式中：——工件螺纹螺距或导程，mm；
——保险系数，通常取80；
——主轴转速，。
（6）攻螺纹时进给速度
攻螺纹时进给量选择决定于螺纹导程，因为使用了带有浮动功效攻螺纹夹头，攻螺纹时进给速度可略小于理论计算值，即
（2-6）
式中：——加工螺纹导程，mm；
——加工螺纹时主轴转速，。
总而言之，依据表2.5，能够得出不一样刀具切削不一样硬度材料时，切削速度是不相同，因为45钢调质处理以后其硬度通常不超出HRC40，所以在选择切削线速度时候，选择范围为66-150m/min，由此可知：
（1）16.立铣刀粗加工 Vc=66m/min =0.15 z=3
n==1313r/min
=0.15×3×1313=591mm/min
（2）16.立铣刀精加工 Vc=80m/min =0.04 z=3
S==1592r/min
=0.04×3×1592=191mm/min
（3）10立铣刀粗加工 Vc=66m/min =0.12 z=3
S==2101r/min
=0.12×2×1062=254.9mm/min
（4）10立铣刀精加工 Vc=80m/min =0.05 z=3
S==2547r/min
=0.12×3×2547=916mm/min
（5）8立铣刀精加工 Vc=80m/min =0.05 z=3
S==3184r/min
=0.12×3×1062=1146mm/min

（6）3中心钻 Vc=10mm/min f=0.08mm/r
S==1061r/min
F=Sf=1061×0.08=85mm/min
（7）19钻头 Vc=25mm/min f=0.2mm/r
S==419r/min
F=Sf=724x0.2=83mm/min
（8）8铰刀 Vc=5mm/min f=0.8 mm/r
S==314r/min
F=Sf=0.8x314=254mm/min
（9）20铰刀 Vc=5mm/min f=0.8 mm/r
S==318r/min
F=Sf=0.8x318=254mm/min
（10）12钻头 Vc=20mm/min f=0.15mm
S==530r/min
F=Sf=0.15x530=79.5mm/min
（11）7.6钻头 Vc=20mm/min f=0.15mm
S==318r/min
F=Sf=0.15x749.3=47.7mm/min
（12）M30-7H丝锥Vc=4mm/min P=2mm

S=1200/2-80=520s/min

F=520*2=1040mm/min
下面表2.3是本工艺全部刀具切削参数：
表2.3 刀具切削参数
刀具规格mm
切削速度
每分钟进给量
转速
每转进给量
Φ16立铣刀粗
66 m/min
591 mm/min
1313 r/min
0.15 mm/r
Φ16立铣刀精
80 m/min
191 mm/min
191 r/min
0.04 mm/r
Φ10立铣刀粗
66 m/min
254.9 mm/min
2101 r/min
0.12 mm/r
Φ10立铣刀精
80 m/min
916 mm/min
2547 r/min
0.05 mm/r
Φ8立铣刀精
80 m/min
1146 mm/min
3184 r/min
0.05 mm/r
Φ3中心钻
10 m/min
85 mm/min
1061 r/min
0.08 mm/r
Φ19钻头
25 m/min
83 mm/min
419 r/min
0.2 mm/r
Φ12钻头
20 m/min
79.5 mm/min
530 r/min
0.15 mm/r
Φ7.6钻头
20 m/min
47.7 mm/min
318 r/min
0.15 mm/r
Φ20铰刀
5 m/min
254 mm/min
318 r/min
0.8 mm/r
Φ8铰刀
5 m/min
254 mm/min
314 r/min
0.8 mm/r
2.7 薄壁特征加工工艺分析
薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门，因为它含有重量轻，节省材料，结构紧凑等特点。但薄壁零件加工是车削中比较棘手问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极轻易变形，使零件形位误差增大，不易确保零件加工质量。对于批量大生产，我们可利用数控铣床床高加工精度及高生产效率特点，并充足地考虑工艺问题对零件加工质量影响，为此对工件装夹、刀具几何参数、程序编制等方面进行试验，有效地克服薄壁零件加工过程中出现变形，确保了加工精度,为以后愈加好加工薄壁零件提供了好依据及借鉴。
然而影响薄壁零件加工精度原因1、易受力变形：因工件壁薄，在夹紧力作用下
2、轻易产生变形，从而影响工件尺寸精度和形状精度；(图1所表示)3、易受热变形：因工件较薄，切削热会引发工件热变形，使工件尺寸难于控制；4、易振动变形：在切削力（尤其是径向切削力）作用下，轻易产生振动和变形，影响工件尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。

图2.6 薄壁特征
本零件中薄壁特征图2.6所表示，其厚度为0.5mm，外壁直径为28mm，内壁直径为27mm，属于经典薄壁特征，不过因为其是铣削类加工零件，不用考虑装夹中夹紧力，这个特征能够用一下三种工艺来分析加工：首先，因为零件毛坯是圆棒料型材，所以能够考虑在车床上加工，先用麻花钻钻一个基础孔，再用镗刀以较小切削用量加工。其次，直接在铣床上加工，先用麻花钻钻一个基础孔，再用铣刀一较小切削用量加工到尺寸。最终，用车床加工一个和内孔或外壁相配合圆柱配件或圆环配件，装配后再加工，这么好处是能预防薄壁特征变形。加工时几点注意事项：
(1) 工件要夹紧，以防在加工时打滑飞出伤人和扎刀；
(2) 在铣削削时使用合适冷却液（如煤油），能降低受热变形，使加工表面愈加好地达成要求；
(3) 安全文明生产。
2.8 本章小结
本章节是整个设计最关键一部分。关键是因为这个章节讲述了半开式曲线叶轮加工工艺分析，包含叶轮毛坯选择，零件加工设备选择，数控刀具选择，装夹方案及夹具选择，切削用量选择。和联络实际加工中所出现问题，而且怎样去处理。本部分工艺设计对实际加工起着重大意义。工艺科学性、合理性能够确保工件加工质量及效率，对后面仿真加工其着决定性作用。
第三章 零件仿真加工
3.1 加工方法及加工路径选择

图3.2零件一
零件一为叶轮部分，毛坯形状为带装夹面圆棒料，所以在选择粗精基准时候要尤其注意，由下图3.3零件三视图可得，零件一下表面为对称图形，支撑面积大，在零件切削加工过程中，能使加工愈加平稳，所以零件一加工路径为先以毛坯任一个端面为粗基准加工零件底面，再以这个加工完成基准加工叶片部分，紧接着加工螺纹和孔。

图3.3
上表面

图3.4零件二
零件二为叶轮配合部分，毛坯形状为带装夹面圆棒料，所以在选择粗精基准时候要尤其注意，由下图零件三视图可得，零件一下表面较上表面，支撑面积大，在零件切削加工过程中，能使加工愈加平稳，且上表面有一个薄壁特征需要特殊注，意所以零件一加工路径为先以毛坯任一个端面为粗基准加工零件底面，再以这个加工完成表面为精基准零件二上表面，紧接着加工孔和倒角。

图3.5零件二三视图
3.2 零件一加工
1.零件一下表面加工
O0103(零件一下表面第一层加工程序)
G54G90G17G40
M03S800
G00Z50X-60Y50

下表面
G01Z-6F100
G41X-55D01
G01X-32.249Y47
G03X26.382R35
G01X32.249
G02Y-47R114
G01X26.382
G03X-26.382R35
G01X-32.249
G02Y47R114
G00Z10
X20Y20
G01Z1F100
G91G03X0Y0Z-1I-5J0
G42G01X25.737Y42.043
G02X33.526Y42.332R6
M05
M30
O0104 （内腔加工程序）

内腔
G54G90G17G40
M03S600
G00Z50
M98P2
G24X0
M98P2
G24Y0
M98P2
G25X0
M98P2
G25Y0
G00Z50
M05
M30
%2子程序
G00X22Y22
G00Z10
G01Z1F200
G91G03X0Y0Z-1L5I5J0F100
G90G03X22Y0I5J0
G42G01X24D01
X43Y24
X54Y0
G03X51.708Y15.564R57
G03X42.963Y19.031R6
G01X410230Y18.031
X36.230Y26.691
X37.963Y27.691
G03X39.333Y36.999R6
G01X33.526Y42.332
G03X25.735Y42.043R6
G02X0Y32R38
G40G01Y31
G01Z10
M99

图3.1 零件一下表面加工刀路图

图3.2 零件一下表面加工效果图

2.零件一上表面
O0101（零件一下表面轮廓加工程序）
%0101

叶片
G54G90G17G40
M03S0600
G00Z50
X70Y0
G42G01X65D01F100
X20
G03X20Y0I-20J0
G01X65
G40X70
G00Z50
M05
M30

O0102（零件一上表面叶片加工程序）
G54G90G17G40
M03S600
G00Z