基于UG的复合型零件数控铣削加工（毕业论文）(3)

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的选择。

2.3毛坯、余量分析 2.3.1毛坯的种类

常用毛坯的种类有铸件、锻件压制件、冲压件、焊接件、型材和板材等。 （1）铸件：适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法。

（2）锻件：适用于零件强度较高、形状较简单的零件。尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻；中、小型零件可选用模锻；形状复杂的零件不宜用自由锻。

（3）型材：热轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛坯;冷轧型材尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工。

（4）焊接件：对于大件来说，焊接件简单、方便，特别是单件、小批量的生产可大大缩短生产周期;但焊接后变形大，需经时效处理。

（5）冷压件：适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸零件的大批量加工。

2.3.2毛坯种类的选择

（1）根据图纸规定的材料及机械性能选择毛坯。图纸规定的材料就基本确定了毛坯的种类。例如：材料是铸铁，就要用铸造毛坯；材料为钢材，若力学性能要求高则可选锻件，若力学性能要求低则可选型材或铸钢。

（2）根据零件的功能选择毛坯。根据零件的工作条件、材料、结构特点三者综合考虑，如材料为45钢，则轴以锻件为主；中、小齿轮多用锻件做毛坯，大齿轮常用铸钢件做毛坯。

（3）根据生产类型选择毛坯。大量生产应选精度和生产率都较高的毛坯制造方法。如铸件应采用金属模机器造型或精密铸造；锻件应采用模锻或冷轧、冷拉型材等；单件小批量生产则用木模手工造型或自由锻件。

（4）根据具体生产条件选择毛坯。确定毛坯必须结合具体生产条件，如现

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场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等。有条件时，应积极组织地区专业化生产，统一供应毛坯。 2.3.3毛坯形状和尺寸的选择

选择毛坯形状和尺寸总的要求是：减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工。因此，毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。但也有以下四种情况。

（1）采用锻件，铸造毛坯时，因锻模时的欠压量与允许的错模量不等，铸造时也会因砂型误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等，此外，锻造、铸造后，毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定，所以，除板料外，不论是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控加工，其加工表面均应有较充分的余量。

对于热轧中、厚铝板，经淬火时效后很容易在加工中和加工后出现变形现象，因此需要考虑加工时是否分层切削，分几层切削，一般尽量做到各个加工表面的切削余量均匀，以减少内应力导致的变形。

（2）尺寸小或薄的零件，为便于装夹并减少夹头，可将多个工件连在一起，由一个毛坯制出。

（3）装配后形成同一工作表面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便，常把两件合为一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切开。

（4）对于不便装夹的毛坯，可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准。

由于该零件力学性能要求较高，故材料选用45钢。45钢属于中碳钢，这类钢调质处理后具有良好的综合力学性能，即既具有较高的强度、硬度，又具有较好的塑性、韧性，是优质碳素结构钢中应用最广泛的一类。而该零件又有0.88mm的薄壁，不能使用铸件，所以只能选用锻件。而毛坯尺寸件一定为185×185×42（长×宽×高），件二定为185×185×19，然后件一与件二通过圆柱销装配在一起。 2.3.4加工余量

加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度，加工余量有工序余量和加

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工总余量（毛坯余量）之分。 （1）工序余量

工序余量是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度。 ①工序余量的计算

工序余量等于相邻两工序的工序尺寸之差。 对于外表面（见图 2-4a） z=a-b 对于内表面（见图 2-4b） z=b-a

式中 z——本工序的工序余量（ mm ）； a——前工序的工序尺寸（ mm ）； b——本工序的工序尺寸（ mm ）。

图2-4 加工余量

上述加工余量均为非对称的单边余量，旋转表面的加工余量为双边对称余量。

对于轴（图 2-4c） Z=da-db 对于孔（图2-4d） Z=db-da

式中 Z——直径上的加工余量（ mm ）；

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da——前工序的加工直径（ mm ）； db——本工序的加工直径（ mm ）。

当加工某个表面的工序是分几个工步时，则相邻两工步尺寸之差就是工步余量。它是某工步在加工表面上切除的金属层厚度。

②工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差

由于毛坯制造和各个工序尺寸都存在着误差，加工余量也是个变动值。当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得到的加工余量称为基本余量或公称余量。

最小余量?min是保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最小厚度。最大余量?max是该工序余量的最大值。下面以图2-5所示的外圆为例来计算，其它各类表面的情况与此相类似。

图2-5 加工余量及其公差

当尺寸a、b均为工序基本尺寸时，基本余量为 Z=a-b

则最小余量?min=amin-bmax （2-1） 而最大余量?max=bmax-bmin （2-2） 图 2-4表示了工序尺寸公差与加工余量间的关系。余量公差是加工余量间的变动范围，其值为

?z=?max-?min =(amax-amin)+(bmax-bmin)=?a+?b （2-3） 式中?z——本工序余量公差（ mm ）；

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?a——前工序的工序尺寸公差（ mm ）； ?b——本工序的工序尺寸公差（ mm ）。 所以，余量公差为前工序与本工序尺寸公差之和。

工序尺寸公差带的分布，一般采用“单向入体原则”。即对于被包面（轴类），基本尺寸取公差带上限，下偏差取负值，工序基本尺寸即为最大尺寸；对于包容面（孔类），基本尺寸为公差带下限，上偏差取正值，工序尺寸即为最小尺寸但孔中心距及毛坯尺寸公差采用双向对称布置。 （2）加工总余量

毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差称为加工总余量。它是从毛坯到成品时从某一表面切除的金属层总厚度，也等于该表面各工序余量之和，即

（2-4）

式中?i——第i道工序的工序余量（ mm ）； n——该表面总加工的工序数。

加工总余量也是个变动值，其值及公差一般可从有关手册中查得或凭经验确定。如图 2-6表示了内孔和外圆表面经多次加工时，加工总余量、工序余量与加工尺寸的分布图。

图2-6加工余量和加工尺寸分布

（3）影响加工余量的因素 影响加工余量的因素如下：

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