1、任務(wù)12 數(shù)控銑削加工工藝分析 任務(wù)導(dǎo)入1知識準(zhǔn)備2任務(wù)實(shí)施33實(shí)訓(xùn)內(nèi)容44學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握數(shù)控鏜銑削加工工藝分析過程，能夠正確填寫各種工藝文件。12.1 任務(wù)導(dǎo)入分析圖12.1所示零件的數(shù)控加工工藝，并編制工藝文件。12.2 知識準(zhǔn)備零件數(shù)控鏜銑削加工方案的擬定 刀具的類型及選用 確定切削用量 工件的安裝與夾具的選擇12.2.1 零件數(shù)控鏜銑削加工方案的擬定 1數(shù)控加工內(nèi)容的確定 （1）普通機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容。 （2）普通機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容。 （3）普通機(jī)床加工效率低，工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚有加工能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。 （1

2、）需要用較長時(shí)間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容。 （2）加工余量極不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床上又無法自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的加工內(nèi)容。 （3）不能在次安裝中加工完成的零星分散部位，采用數(shù)控加工很不方便，效果不明顯，可以安排普通機(jī)床補(bǔ)充加工。 相比之下，下列一些加工內(nèi)容則不宜選擇數(shù)控加工：（1）既有平面又有孔系的零件 （2）結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、普通機(jī)床難加工的零件 （3）外形不規(guī)則的異型零件 （4）加工精度較高的中小批量零件針對加工中心的工藝特點(diǎn)，主要加工對象有下列幾種: 數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì)與普通機(jī)床加工的常規(guī)工藝路線擬定的區(qū)別主要在于它僅是幾道數(shù)控加工工藝過程的概括，由于數(shù)控加工工序一般穿插于零件加工的整個(gè)工藝過程中

3、間，因此在工藝路線設(shè)計(jì)中一定要兼顧常規(guī)工序的安排，使之與整個(gè)工藝過程協(xié)調(diào)吻合。 2數(shù)控加工工藝路線的擬定 （1）按定位方式劃分工序 （2）刀具集中分序法（3）粗、精加工分序法（4）按加工部位分序法 3工序的劃分 （1）同一加工表面按粗加工、半精加工、 精加工依次完成，或全部加工表面按 先粗后精加工分開進(jìn)行。 （2）對于既有面又有孔的零件，可以采用 “先面后孔”的原則劃分工步。 （3）按所用刀具劃分工步。 （4）在一次安裝中，盡可能完成所有能夠 加工的表面。4工步的劃分 （1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與 夾緊。（2）先內(nèi)后外原則，即先進(jìn)行內(nèi)型內(nèi)腔加工工 序，后進(jìn)行外形加工工序。（3）

4、以相同安裝方式或用同一刀具加工的工序， 最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重復(fù)定位數(shù)及換刀次 數(shù)。（4）在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排 對工件剛性破壞較小的工序。5加工順序的安排 數(shù)控加工工序前后一般都穿插其它普通工序，如銜接不好就容易產(chǎn)生矛盾。較好的解決辦法是建立工序間的相互狀態(tài)要求。如要不要預(yù)留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對校形工序的技術(shù)要求；對毛坯的熱處理要求等等，都需要前后兼顧，統(tǒng)籌銜接。 6數(shù)控加工工序與普通工序的銜接 7數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì) （1）輪廓銑削進(jìn)給路線的分析 銑削外圓進(jìn)給路線 銑削內(nèi)孔進(jìn)給路線（2）位置精度要求高的孔進(jìn)給路線的分析孔位確定及其坐標(biāo)值的計(jì)算

5、一般在零件圖上孔位尺寸都已給出，但有時(shí)孔距尺寸的公差或?qū)鶞?zhǔn)尺寸距離的公差是非對稱性尺寸公差，應(yīng)將其轉(zhuǎn)換為對稱性公差。如某零件圖上兩孔間距尺寸mm，應(yīng)轉(zhuǎn)換成L90.04l 士0.014mm，編程時(shí)按基本尺寸90.04lmm進(jìn)行，其實(shí)這就是工藝學(xué)中講的中間公差的尺寸?？准庸ぽS向有關(guān)距離尺寸的確定孔加工編程時(shí)還需要知道如下兩種尺寸數(shù)據(jù)：刀具快速趨近距離（如圖12.3所示）和刀具工作進(jìn)給距離（如圖12.4所示）。式中， 為工件及夾具高度尺寸； 為刀具軸向切入長度； 為刀具主軸端面到工作臺面的距離； 為刀具長度。式中， 為鉆頭尖端錐度部分長度，一般 =0.3D（D為刀具直徑），對于平端刀具， 0； 為

6、工件中被加工孔的深度； 為刀具軸向切出長度，若是盲孔則為0。 與 推薦值參見表12.1。 圖12.3 軸向距離的計(jì)算不通 圖12.4 刀具工作進(jìn)給距離的計(jì)算表12.1 刀具切入、切出距離注：D為刀具直徑；為鉆頭刀尖角度；L為切削刃導(dǎo)向部長度。切入距離切出距離（通孔）加工方法已加工表面毛坯表面已加工表面毛坯表面鉆1358mm在已加工表面切出的基礎(chǔ)上加510mm擴(kuò)13L+（13）鉸13L+（1020）鏜1324攻絲510L+（13）加工位置精度要求較高的孔系時(shí)，應(yīng)特別注意安排孔的加工順序?？紫导庸ぷ叩堵肪€包括在XY平面上的走刀路線和Z向的走刀路線。欲使刀具在XY平面上的走刀路線最短，必須保證各定位

7、點(diǎn)間的路線的總長最短。圖12.6（a）所示為點(diǎn)群零件圖，經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)圖12.6（c）所示走刀路線總長較圖12.6（b）短。 圖12.6 最短走刀路線設(shè)計(jì)（3）銑削曲面的進(jìn)給路線的分析 曲面的加工路線銑削方式有逆銑和順銑兩種方式。 順銑與逆銑12.2.2 刀具的類型及選用 當(dāng)前使用的金屬切削刀具材料主要有五類：高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼（CBN）、聚晶金剛石。 根據(jù)數(shù)控加工對刀具的要求，選擇刀具材料的一般原則是盡可能選用硬質(zhì)合金刀具，但不同國家和生產(chǎn)廠家有不同的標(biāo)準(zhǔn)和系列。 1刀具材料的選擇 2刀具的選擇 （1）銑刀的選擇選擇銑刀時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。粗銑平

8、面時(shí)，因切削力大，故宜選較小直徑的銑刀，以減少切削扭矩；精銑時(shí)，可選大直徑銑刀，并盡量包容工件加工面的寬度，以提高效率和加工表面質(zhì)量。（2）孔加工刀具的選擇 數(shù)控鉆孔一般無鉆模，鉆孔剛度差，應(yīng)使鉆頭直徑D滿足LD5(L為鉆孔深度)。鉆大孔時(shí)，可采用剛度較大的硬質(zhì)合金扁鉆；鉆淺孔時(shí)(LD2)宜采用硬質(zhì)合金的淺孔鉆，以提高效率和加工質(zhì)量。 （3）平面銑刀的種類和選擇常用銑刀的種類圓柱形銑刀：一般用于加工較窄的平面。立銑刀：應(yīng)用范圍廣，用于加工各種凹槽、臺階面以及成形表面。其主切削刃位于圓周面上，端面上的切削刃是副切削刃，故切削時(shí)一般不宜沿軸線方向進(jìn)給。鍵槽銑刀：用于加工封閉鍵槽。有兩個(gè)刀齒，端面切

9、削刃為主切削刃，圓周的切削刃是副切削刃。模具銑刀：主要用于加工模具型腔或凸模成形表面。平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀。銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀。銑削刀具的選擇 刀具半徑r應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑，一般取r=(0.80.9) 。 零件的加工高度H(1416)r，以保證刀具有足夠的剛度。 對不通孔(深槽)，選取L=H+(510)mm(L為刀具切削部分長度，H為零件高度)。 加工通孔及通槽時(shí)，選取L=Hrc+(510)mm(rc為刀尖角半徑)。 粗加工內(nèi)輪廓面時(shí)，銑刀最大直徑Dt可按下式計(jì)算：

10、 式中：D是輪廓的最小凹圓角直徑，是圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量，1是精加工余量，是圓角兩鄰邊的夾角。 加工肋時(shí)，刀具直徑為D=（510）b，其中b為肋的厚度。 銑鍵槽時(shí)，銑刀直徑應(yīng)等于槽寬。銑刀齒數(shù)Z對生產(chǎn)效率和加工表面質(zhì)量有直接影響。粗銑鋼件時(shí)，首先須保證容屑空間及刀齒強(qiáng)度，應(yīng)采用粗齒銑刀；半精銑或精銑鋼件、粗銑鑄鐵件時(shí)，可采用中齒銑刀；精銑鑄鐵件或銑削薄壁鑄鐵件時(shí)，宜采用細(xì)齒銑刀。 曲面加工常采用球頭銑刀。加工曲面較平坦部位時(shí)，應(yīng)采用環(huán)形刀（圓鼻刀）。在單件或小批量生產(chǎn)中，常采用鼓形刀或錐形刀來加工一些變斜角零件精度。球頭刀一般在曲面曲率變化較大，易發(fā)生干涉或精加工中采用。對于一些立

11、體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用的刀具有球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀，如圖所示。曲面加工常用的刀具12.2.3 確定切削用量 1銑削用量的選擇 確定銑削深度時(shí)，如果機(jī)床功率和工藝系統(tǒng)剛性允許而加工質(zhì)量要求不高（Ra值不小于5m），且加工余量又不大（一般不超過6mm），可以一次銑去全部余量。若加工質(zhì)量要求較高或加工余量太大，銑削則應(yīng)分兩次進(jìn)行。在工件寬度方向上，一般應(yīng)將余量一次切除。 加工條件不同，選擇的切削速度c和每齒進(jìn)給量fz也應(yīng)不同。工件材料較硬時(shí)，fz及c值應(yīng)取得小些；刀具材料韌性較大時(shí)，fz值可取得大些。刀具材料硬度較高時(shí)，c的值可取得大些；銑削深度較大時(shí)，fz及c

12、值應(yīng)取得小些。2鉆削用量的選擇 鉆頭直徑 孔徑不大時(shí)，可將孔一次鉆出。工件孔徑大于35mm時(shí)，若仍一次鉆出孔徑，必須大大減小進(jìn)給量。若兩次鉆出，可取大的進(jìn)給量。先鉆后擴(kuò)時(shí)，鉆孔的鉆頭直徑可取孔徑的5070。進(jìn)給量 普通麻花鉆鉆削進(jìn)給量可按以下經(jīng)驗(yàn)公式估算選取鉆削速度 一般情況下，鉆削速度可參考下表選取。 普通高速鋼鉆頭鉆削速度參考值 m/min工件材料低碳鋼中、高碳鋼合金鋼鑄鐵鋁合金銅合金鉆削速度25302025152020254070204012.2.4 工件的安裝與夾具的選擇1工件安裝的基本原則（1）力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后就能 加工出全部待加工表面。（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī) 床的效能。2夾具的選擇（1）當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可 調(diào)夾具和其它通用夾