1．了解外輪廓測量的常用量具。2．進(jìn)一步提高數(shù)控編程過程中的基點(diǎn)計(jì)算能力。3．進(jìn)一步提高內(nèi)外輪廓的編程能力。4．掌握數(shù)控加工過程中精度誤差產(chǎn)生的原因。5．掌握精加工余量的確定方法。項(xiàng)目四

輪廓銑削綜合加工實(shí)例

任務(wù)要求：加工如圖所示零件（毛坯沿用任務(wù)2的零件模型），試編寫其加工中心加工程序。

任務(wù)分析：本例工件的編程相對(duì)前幾個(gè)任務(wù)沒有難度，其難度在于如何保證零件的各項(xiàng)加工精度。另外，本例的基點(diǎn)坐標(biāo)采用三角函數(shù)法計(jì)算。輪廓編程綜合實(shí)例一、外輪廓類零件的測量

外輪廓類零件常用的測量量具主要有游標(biāo)卡尺、千分尺、萬能角度尺、90o角尺、半徑樣板、百分表（如下圖）等。游標(biāo)卡尺千分尺萬能角度尺90o角尺半徑樣板百分表

游標(biāo)卡尺測量工件時(shí)，對(duì)工人的手感要求較高，測量時(shí)卡尺夾持工件的松緊程度對(duì)測量結(jié)果影響較大。因此，其實(shí)際測量時(shí)的測量精度不是很高。

千分尺的測量精度通常為0.01mm，測量靈敏度要比游標(biāo)卡尺高，而且測量時(shí)也易控制其夾持工件的松緊程度。因此，千分尺主要用于較高精度的輪廓尺寸的測量。

萬能角度尺和90o角尺主要用于各種角度和垂直度的測量，通常采用透光檢查法進(jìn)行測量。半徑樣板主要用于各種圓弧的測量，采用透光檢查法進(jìn)行測量。

百分表則借助于磁性表座進(jìn)行同軸度、跳動(dòng)度、平行度等形位公差的測量。二、輪廓加工精度及誤差分析輪廓銑削精度主要包括尺寸精度、形狀和位置精度及表面粗糙度。銑削加工過程中產(chǎn)生精度降低的原因是多方面的，在實(shí)際加工過程中，造成尺寸精度降低的常見原因見下表；影響因素序號(hào)產(chǎn)生原因裝夾與校正1工件裝夾不牢固，加工過程中產(chǎn)生松動(dòng)與振動(dòng)2工件校正不正確刀具3刀具尺寸不正確或產(chǎn)生磨損4對(duì)刀不正確，工件的位置尺寸產(chǎn)生誤差5刀具剛度差，刀具加工過程中產(chǎn)生振動(dòng)數(shù)控銑尺寸精度降低原因分析（轉(zhuǎn)下頁）影響因素序號(hào)產(chǎn)生原因加工6銑削深度過大，導(dǎo)致刀具發(fā)生彈性變形，加工面呈錐形7刀具補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置不正確8精加工余量選擇過大或過小9切削用量選擇不當(dāng)，導(dǎo)致切削力、切削熱過大，從而產(chǎn)生熱變形和內(nèi)應(yīng)力工藝系統(tǒng)10機(jī)床原理誤差11機(jī)床幾何誤差12工件定位不正確或夾具與定位元件制造誤差

注：表中工藝系統(tǒng)所產(chǎn)生的尺寸精度降低可通過對(duì)機(jī)床和夾具進(jìn)行調(diào)整來解決。而前面三項(xiàng)對(duì)尺寸精度的影響因素則可以通過操作者正確、細(xì)致的操作來解決。數(shù)控銑形位精度誤差降低分析影響因素序號(hào)產(chǎn)生原因裝夾與校正1工件裝夾不牢固，加工過程中產(chǎn)生松動(dòng)與振動(dòng)2夾緊力過大，產(chǎn)生彈性變形，切削完成后變形恢復(fù)3工件校正不正確，造成加工面與基準(zhǔn)面不平行或不垂直刀具4刀具剛度差，刀具加工過程中產(chǎn)生振動(dòng)5對(duì)刀不正確，位置精度誤差過大加工6銑削深度過大，導(dǎo)致刀具發(fā)生彈性變形，加工面呈錐形7切削用量選擇不當(dāng)，導(dǎo)致切削力過大，從而導(dǎo)致工件變形工藝系統(tǒng)8夾具裝夾找正不正確9機(jī)床幾何誤差10工件定位不正確或夾具與定位元件制造誤差在實(shí)際加工過程中，造成形狀和位置精度降低的常見原因見下表。數(shù)控銑表面粗糙度質(zhì)量降低的原因分析影響因素序號(hào)產(chǎn)生原因裝夾與校正1工件裝夾不牢固，加工過程中產(chǎn)生振動(dòng)刀具2刀具磨損后沒有及時(shí)修磨3刀具剛度差，刀具加工過程中產(chǎn)生振動(dòng)4主偏角、副偏角及刀尖圓弧半徑選擇不當(dāng)加工5進(jìn)給量過大，導(dǎo)致殘留面積高度增大6切削速度不合理，產(chǎn)生積屑瘤7銑削深度（精加工余量）過大或過小8Z向分層切削后沒有進(jìn)行精加工，留有接刀痕跡9切削液選擇不當(dāng)或使用不當(dāng)10加工過程中刀具停頓加工工藝11工件材料熱處理不當(dāng)或熱處理工藝按排不合理12采用不適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給路線，精加工采用逆銑在實(shí)際加工過程中，造成表面粗糙度質(zhì)量降低的常見原因見下表。三、精加工余量的選擇1．精加工余量的概念精加工余量是指精加工過程中所切去的金屬層厚度。通常情況下，精加工余量由精加工一次切削完成。加工余量有單邊余量和雙邊余量之分。輪廓和平面的加工余量指單邊余量，它等于實(shí)際切削的金屬層厚度。而對(duì)于一些內(nèi)圓和外圓等回轉(zhuǎn)體表面，加工余量有時(shí)指雙邊余量，即以直徑方向計(jì)算，實(shí)際切削的金屬層厚度為加工余量的一半。2．精加工余量的影響因素精加工余量的大小對(duì)零件加工的最終質(zhì)量有直接影響。選取的精加工余量不能過大，也不能過小。余量過大會(huì)增加切削力、切削熱的產(chǎn)生，進(jìn)而影響加工精度和加工表面質(zhì)量；余量過小則不能消除上道工序（或工步）留下的各種誤差、表面缺陷和本工序的裝夾誤差，容易造成廢品。因此，應(yīng)根據(jù)影響余量大小的因素合理地確定精加工余量。

影響精加工余量大小的因素主要有兩個(gè)，即上道工序（或工步）的各種表面缺陷、誤差和本工序的裝夾誤差。

（1）經(jīng)驗(yàn)估算法此法是憑工藝人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)估計(jì)精加工余量。為避免因余量不足而產(chǎn)生廢品，所估余量一般偏大，僅用于單件小批量生產(chǎn)。

（2）查表修正法將工廠生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究積累的有關(guān)精加工余量的資料制成表格，并匯編成手冊(cè)。確定精加工余量時(shí)，可先從手冊(cè)中查得所需數(shù)據(jù)，然后再結(jié)合工廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修正。這種方法目前應(yīng)用最廣。

（3）分析計(jì)算法采用此法確定精加工余量時(shí)，需運(yùn)用計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料，對(duì)影響精加工余量的各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合分析和計(jì)算來確定其精加工余量。用這種方法確定的精加工余量比較經(jīng)濟(jì)合理，但必須有比較全面和可靠的試驗(yàn)資料，目前，只在材料十分貴重，以及軍工生產(chǎn)或少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠中采用。3．精加工余量的確定

確定精加工余量的方法主要有以下三種：4.精加工余量的確定加工中心機(jī)床上，采用經(jīng)驗(yàn)估算法或查表修正法確定的精加工余量推薦值見下表，輪廓指單邊余量，孔指雙邊余量。精加工余量推薦值

加工方法刀具材料精加工余量加工方法刀具材料精加工余量輪廓銑削高速鋼0.2～1鉸孔高速鋼0.1～0.2硬質(zhì)合金0.3～2硬質(zhì)合金0.2～0.4擴(kuò)孔高速鋼0.5～1鏜孔高速鋼0.1～0.5硬質(zhì)合金1～2硬質(zhì)合金0.3～1.0說明：選擇精加工余量時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題①余量最小原則，在保證加工精度和加工質(zhì)量的前提下，余量越小越好。較小的加工余量可縮短加工時(shí)間、減少材料消耗、降低加工成本。②余量充分原則，防止因余量不足而造成加工廢品。③余量中應(yīng)包含熱處理引起的變形。④大零件取大余量，零件越大，切削力及內(nèi)引力引起的加工變形就越大。一、加工準(zhǔn)備1．選擇數(shù)控機(jī)床本任務(wù)選用的機(jī)床為TH7650型FANUC0i系統(tǒng)加工中心。2．選擇刀具及切削用量

選擇φ16mm立銑刀加工內(nèi)、外輪廓，加工內(nèi)輪廓時(shí)，采用斜直線方式進(jìn)行Z向切深。切削用量推薦值如下：切削速度n=600～800r/min；進(jìn)給速度取f=100～200mm/min；背吃刀量取ap=5mm。二、編寫加工程序1．計(jì)算基點(diǎn)坐標(biāo)如下左圖所示，點(diǎn)1坐標(biāo)的計(jì)算方法如下：

在△ABC中，AC=120，BC=45，則AB==111.24。則C點(diǎn)（即點(diǎn)1）的坐標(biāo)XC=45.0，YC=111.24-80=31.24。

如上右圖所示，點(diǎn)2和點(diǎn)3的計(jì)算方法如下：

在△O1EF中，O1F=EF=R1×cos45o=14.14?；c(diǎn)計(jì)算1

基點(diǎn)計(jì)算2則E點(diǎn)（即點(diǎn)2）的坐標(biāo)XE=20+14.14=34.14，YE=10－14.14=－4.14。在△ADE中，AD=DE=34.14。在△ABC中，AB=BC=R2×cos45=7.07。則G點(diǎn)（即點(diǎn)3）的坐標(biāo)XG=7.07，YG=－4.14－34.14+7.07=－31.21?；c(diǎn)計(jì)算1

基點(diǎn)計(jì)算2輪廓編程綜合實(shí)例參考程序刀具φ16mm高速鋼立銑刀程序段號(hào)FANUC0i系統(tǒng)程序程序說明O0035；主程序N10G90G94G21G40G17G54；程序初始化N20G91G28Z0；刀具退回Z向參考點(diǎn)N30M03S800F100；主軸正轉(zhuǎn)N40G90G00X-60.0Y-60.0；刀具定位N50Z0.0M08；N60M98P100L2；分層切削加工外輪廓N70G00Z5.0；刀具抬起后重新定位N80X10.0Y0；N90G01Z0；2．編制加工程序本例工件的加工中心加工程序見下表。（轉(zhuǎn)下頁）N100M98P200；加工內(nèi)輪廓N110G91G28Z0M09；刀具返回Z向參考點(diǎn)N120M05；主軸停轉(zhuǎn)N130M30；程序結(jié)束O100；加工外輪廓子程序N10G91G01Z-5.0；每次Z向切深4mmN20G90G41G01X-45.0D01；加工外輪廓N30Y31.24；N40G02X45.0R120.0；N50G01Y-31.24；N60G02X-45.0R120.0；N70G40G01X-60.0Y-60.0；N80M99；返回主程序（轉(zhuǎn)下頁）O200；加工內(nèi)輪廓子程序N10G01