毕业设计-不锈钢薄壁壳体的数控加工

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1、扬州工业职业技术学院毕业设计（课程设计）+不锈钢薄壁壳体姓名：班级：[摘要]：随着产品性能要求的进一步提高，现代工业中大量使用整体薄壁结构零件。而且从美观耐用的角度出发，广泛采用不锈钢和铝合金等材料。薄壁结构零件主要由侧壁和腹板组成，结构简洁、但加工余量大（大部分材料变为废屑，材料利用率很低）、相对刚度低。不锈钢属难加工材料，内应力大，导热性不良，故加工工艺性很差，在切削力、切削热、切削振颤等因素影响下，不锈钢薄壁结构零件极易发生加工变形，不易控制加工精度和提高加工效率。加工变形和加工效率成为薄壁结构件加工的瓶颈问题。本文结合一个生产

2、中的实例,分析讨论了不锈钢薄壁结构件的工艺和结构特点，提出了操作性较强的解决方案；同时作者注意到：在设备已经确定的情况下，数控加工工艺和工装就是一个决定性因素，直接影响了数控加工的质量和效率。但是这方面的问题并没有引起足够的重视，与先进国家相比，在产品研发方面我们已经初步接轨，计算机三维辅助设计和分析的使用越来越普遍；但是工装设计主要还是凭经验，缺乏先进的手段，导致工装设计效率低下，一次成功率不高。作者运用UG（大型CAD/CAM/CAE三维软件）进行三维造型、工艺、工装设计，实现了零件设计、工装设计和数控软件编程的无缝联接，在产品设

3、计和加工一体化方面作了有益的尝试。[关键词]不锈钢、薄壁结构件，工艺工装、数控编程一、对材料性能(物理性能和工艺性能)进行分析不锈钢一般指含铬量大于12%或含镍量大于8%的合金钢。这种钢在大气中或在腐蚀性介质中具有一定的耐蚀能力，并在较高温度(>450℃)下具有较高的强度。含铬量达16%～18%的钢称为耐酸钢或耐酸不锈钢，习惯上通称为不锈钢。不锈钢具有美丽的金属光泽、较大的强度和耐腐蚀能力，已经广泛地应用于航空、航天、化工、石油、建筑和食品等工业部门及日常生活中，但所含的铬、镍等合金元素对切削加工性影响很大，强度和硬度较高，导热性差，

4、加工工艺性不好，这一点必须引起我们的足够重视。1、不锈钢的分类不锈钢按其成分，可分为以铬为主的铬不锈钢和以铬、镍为主的铬镍不锈钢两大类。工业上常用的不锈钢一般按金相组织分类，可分为以下五大类：（1）马氏体不锈钢：含铬量12%～18%，含碳量0.1%～0.5%(有时达1%)（2）铁素体不锈钢：含铬量12%～30%，常见的有0Cr13等（3）奥氏体不锈钢：含络量12%～25%，含镍量7%～20%(或20%以上)，最典型的代表是1Cr18Ni9Ti，常见的还有00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2Cu2等。（4）奥氏体+铁素体不锈

5、钢：与奥氏体不锈钢相似，仅在组织中含有一定量的铁素体，常见的有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、等。（5）沉淀硬化不锈钢：含有较高的铬、镍和很低的碳，常见的有0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7M02Al等。前两类为铬不锈钢，后三类为铬镍不锈钢。第22页共22页扬州工业职业技术学院毕业设计（课程设计）2、不锈钢的物理、力学性能(1)马氏体不锈钢：能进行淬火，淬火后具有较高的硬度、强度和耐磨性及良好的抗氧化性，有的有磁性，但内应力大且脆。经低温回火后可消除其应力，提高塑性，切削加工较困难，有切屑擦

6、伤或粘结的明显趋向，刀具易磨损。当钢中含碳量低于0.3%时，组织不均匀，粘附性强，切削时容易产生积屑瘤，且断屑困难，工件已加工表面质量低。含碳量达0.4%～0.5%时，切削加工性较好。马氏体不锈钢经调质处理后，可获得优良的综合力学性能，其切削加工性比退火状态有很大改善。(2)铁素体不锈钢：加热冷却时组织稳定，不发生相变，故热处理不能使其强化，只能靠变形强化，性能较脆，切削加工性一般较好。切屑呈带状，切屑容易擦伤或粘结于切削刃上，从而增大切削力，切削温度升高，同时可能使工件表面产生撕裂现象。(3)奥氏体不锈钢：由于含有较多的镍(或锰)，

7、加热时组织不变，故淬火不能使其强化，可略改善其加工性。通过冷加工硬化可大幅度提高强度，如果再经时效处理，抗拉强度可达2550～2740MPa。奥氏体不锈钢切削时的带状切屑连绵不断，断屑困难，极易产生加工硬化，硬化层给下一次切削带来很大难度，使刀具急剧磨损，刀具耐用度大幅度下降。奥氏体不锈钢具有优良的力学性能，良好的耐蚀能力，较突出的是冷变形能力，无磁性。(4)奥氏体+铁素体不锈钢：有硬度极高的金属间化合物析出，强度比奥氏体不锈钢高，其切削加工性更差。(5)沉淀硬化不锈钢：含有能起沉淀硬化的铊、铝、钼、钛等合金元素，它们在回火时时效析出

8、，产生沉淀硬化，使钢具有很高的强度和硬度。由于含碳量低保证了足够的含铬量，因此具有良好的耐腐蚀性能。3、不锈钢的切削性能不同的不锈钢的切削性能有很大的差异。一般所说不锈钢的切削性能比其他钢差，是指奥氏体型不锈钢的切削性能