工藝技術(shù)_銑削加工工藝基礎(chǔ)知識概述

第二章銑削加工工藝基礎(chǔ)第一節(jié)銑削加工的質(zhì)量分析一 加工精度分析所謂加工精度 就是零件在加工以后的幾何參數(shù) 尺寸 形狀和相互位置 的實際值與理想值相符合的程度 符合的程度越高 精度越高 反之 則精度低 加工精度高低常用加工誤差來表示 加工誤差越大 則精度越低 反之 則精度高 在機械加工過程中 機床 夾具 刀具和工件構(gòu)成一個系統(tǒng) 稱為工藝系統(tǒng) 工藝系統(tǒng)中的各種誤差將會不同程度地反映到工件上 成為加工誤差 工藝系統(tǒng)的各種誤差即成為影響加工精度的因素 按其性質(zhì)不同 可歸納為四個方面 工藝系統(tǒng)的幾何誤差 工藝系統(tǒng)因受力變形引起的誤差 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差和工件內(nèi)應(yīng)力引起的誤差 一 工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差是機床 夾具 刀具及工件本身存在的誤差 又稱為工藝系統(tǒng)的靜誤差 靜誤差主要包括加工原理誤差 機床的幾何誤差 夾具和刀具誤差及工件定位誤差和調(diào)整誤差等 1 加工原理誤差它是指采用了近似的加工工方法所引起的誤差 如加工列表曲線時用數(shù)學(xué)方程曲線逼近被加工曲線所產(chǎn)生的逼近誤差 用直線或圓弧插補方法加工非圓曲線時產(chǎn)生的插補誤差等 減小此類誤差的方法是提高逼近和插補精度 2 機床的幾何誤差它包括機床的制造誤差 安裝誤差 和使用后產(chǎn)生的磨損等 對加工精度影響較大的主要是機床主軸誤差 導(dǎo)軌誤差和傳動誤差 1 機床主軸誤差機床主軸是安裝工件或刀具的基準(zhǔn) 并將切削主運動和動力傳給工件或刀具 因此 主軸的回轉(zhuǎn)誤差直接影響工件 的加工精度 機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差包括徑向回轉(zhuǎn)誤差和軸向回轉(zhuǎn)誤差兩個部分 徑向誤差主要影響工件的圓度 徑向誤差主要影響被加工面的平面度誤差和垂直度誤差 2 機床導(dǎo)軌誤差機床床身導(dǎo)軌是確定各主要部件相對位置的基準(zhǔn)和運動的基準(zhǔn) 它的各項誤差直接影響工件的加工精度 它對較短工件的影響不很大 但當(dāng)工件較長時 其影響就不可忽視 3 傳動誤差機床的切削運動是通過某些傳動機構(gòu)來實現(xiàn)的 這此機構(gòu)本身的制造 裝配誤差和工作中的磨損 將引起切削運動的不準(zhǔn)確 3 刀具誤差 夾具誤差與工件定位誤差1 刀具誤差機械加工中的刀具分為普通刀具 定尺寸刀具和成形刀具三類 普通刀具 如車刀 銑刀等 車刀的刀尖圓弧半徑和銑刀的直徑值在通過半徑補償功能進行補償時 如果因磨損發(fā)生變化就會影響加工尺寸的準(zhǔn)確性 定尺寸的刀具如鉆頭 鉸刀 拉刀等 它們的尺寸 形狀誤差以及使用后的磨損將會直接影響加工表面的尺寸與形狀 刀具的安裝誤差會使加工表面尺寸擴大 如銑刀安裝時刀具軸線與主軸軸線不同軸 就相當(dāng)于加大了刀具半徑 成形刀具的形狀誤差則直接影響加工表面的形裝精度 2 夾具誤差夾具誤差主要是指定位元件 對定位裝置及夾具體等零件的制造 裝配誤差及工作表面磨損等 夾具確定工件與刀具 機床 間的相對位置 所以夾具誤差對加工精度 尤其是加工表面的相對位置精度 有很大影響 3 工件定位誤差工件的定位誤差是指由于定位不正確所引起的誤差 它對加工精度也有直接的影響 4 調(diào)整誤差在機械加工時 工件與刀具的相對位置需要進行必要的調(diào)整 如對刀 試切 才能準(zhǔn)確 因此 除要求機床 刀具和夾具應(yīng)具有一定的精度外 調(diào)整誤差也是主要因素之一 影響調(diào)整誤差的主要因素有 測量誤差 進給機構(gòu)微量位移誤差 重復(fù)定位誤差等 二 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差在機械加工過程中 工藝系統(tǒng)在切削力 夾緊力 傳動力 重力 慣性力等外力作用下會引起相應(yīng)的變形和在連接處產(chǎn)生位移 致使工件和刀具的相對位置發(fā)生變化 從而引起加工誤差 一般情況下 這種誤差往往占工件總加工誤差的較大比重 工藝系統(tǒng)的剛度 剛度是物體或系統(tǒng)抵抗外力使其發(fā)生變形的能力 用變形方向上的外力與變形量的比值K來表示 K F Y式中 F 靜載外力 N Y 在外力作用方向上的靜變形量 mm 機械加工過程中 由吃刀抗力FY引起的工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度影響最大 所以常用吃刀抗力測定機床的靜剛度 即K Fy Y變形量Y Fy K由上式可以看出 要減小因受力而引起的變形 就要提高工藝系統(tǒng)的剛度 圓柱銑刀在加工中相當(dāng)于一個懸臂梁 其長徑比就決定了其剛度的大小 加工時就要注意根據(jù)切削用量選擇合適的銑刀長徑比 三 工藝系統(tǒng)熱變形所引起的加工誤差工藝系統(tǒng)在各種熱源作用下將產(chǎn)生復(fù)雜的熱變形 使工件和刀具的相對位置發(fā)生變化 或因加工后工件冷卻收縮 從而引起加工誤差 數(shù)控機床大多進行精密加工 由于工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差約占總誤差的40 70 因此 許多數(shù)控機床要求工作環(huán)境保持恒溫 在加工過程中使用冷卻液等方法可以有效地減小工藝系統(tǒng)的熱變形 四 工件內(nèi)應(yīng)力所引起的變形所謂內(nèi)應(yīng)力是指當(dāng)外部的載荷去除以后 仍然殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力 如果零件的毛坯或半成品有內(nèi)應(yīng)力 則在繼續(xù)加工時被切去一層金屬 破壞了原有表面上的平衡 內(nèi)應(yīng)力將重新分布 工件發(fā)生變形 這種情況在粗加工時最為明顯 引起內(nèi)應(yīng)力的主要原因是熱變形和力變形 在鑄 鍛 焊 熱處理等熱加工過程中 由于毛坯各 部分冷卻收縮不均勻而引起的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力 在進行冷軋 冷校直和切削時 由于毛坯或工件受力不均勻 產(chǎn)生局部變形所引起的內(nèi)應(yīng)力稱為塑變應(yīng)力 去除工件內(nèi)應(yīng)力的方法是進行時效處理 時效處理分為自然時效和人工時效兩種 自然時效是在大氣溫度變化的影響下使內(nèi)應(yīng)力逐漸消失的時效處理方法 一般需要二 三個月甚至半年以上的時間 人工時效是使毛坯或半成品加熱后隨加熱爐緩慢冷卻 達到加快內(nèi)應(yīng)力消失的時效處理方法 用時效短 大型零件 精度要求高的零件在粗加工后要經(jīng)過時效處理才能進行精加工 精度要求特別高的工件要經(jīng)過幾次時效處理 二 表面質(zhì)量分析零件的表面質(zhì)量包括表面粗糙度 表面波度和表面層物理力學(xué)性能等三個方面的內(nèi)容 表面粗糙度是指表面微觀幾何形狀誤差 表面波度是指周期性的幾何形狀誤差 表面層物理力學(xué)性能主要是指表面冷作硬化和殘余應(yīng)力等 影響表面質(zhì)量的因素1 影響表面粗糙度的的因素1 刀具切削刃的幾何形狀刀具相對工件作進給運動時 在加工表面上留下了切削層殘留面積 其形狀完全是刀具切削刃形狀在加工過程中的復(fù)映 殘留面積越大 表面粗糙度越大 在減小切削層殘留面積可以采取減小刀具主 副偏角和增大刀尖圓弧半徑等措施 2 工件材料的性質(zhì)切削塑性材料時 切削變形大 切屑與工件分離產(chǎn)生的撕裂作用 加大了表面粗糙度 所以在切削中 低碳鋼時 為改善切削性能可在加工前進行調(diào)質(zhì)或正火處理 一般情況下 硬度在HB170 230范圍內(nèi)的材料切削性能較好 切脆性材料進 切屑呈碎粒狀 由于切屑崩碎時會在表面留下麻點 使表面粗糙 如果降低切削用量 使用煤油潤滑冷卻 則可減輕切屑崩碎現(xiàn)象 減小表面粗糙度 3 切削用量在一定的切削速度范圍內(nèi) 加工塑性材料容易產(chǎn)生積屑瘤或鱗刺 應(yīng)避開這個切削速度范圍 一般為小于80m min時 適當(dāng)減小進給量可減小殘留面積 減小粗糙度值 一般背吃刀量對表面粗糙度值影響不大 4 工藝系統(tǒng)的振動工藝系統(tǒng)的振動分為強迫振動和自激振動兩類 強迫振動是由外界周期性干擾力的作用而引起的 如斷續(xù)切削 旋轉(zhuǎn)零 部件不平衡 以及傳動系統(tǒng)的制造和裝配誤差等引起的振動是強迫振動 自激振動是在切削過程中 由工藝系統(tǒng)本身激發(fā)的 自激振動伴隨整個切削過程 減小強迫振動的主要途徑是消除振源 采取隔振措施和提高系統(tǒng)剛度等 抑制自激振動的主要措施是合理地確定切削用量和刀具的幾何角度 提高工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的抗振性 如增加接觸剛度 加工時增加工件的輔助支承 以及采用減振器等措施 2 影響表面冷硬 殘余應(yīng)力的因素1 影響表面冷硬的因素影響表面冷硬的主要因素是刀具的幾何形狀和切削用量 刀具的刃口圓弧半徑大 對表面層的擠壓作用大 使冷作硬化現(xiàn)象嚴重 增大刀具前角 可減小切削層塑性變形程度 冷硬現(xiàn)象減小 切削速度適當(dāng)增大 切削層塑性變形增大 冷硬嚴重 此外 工件材料塑性大 冷硬也嚴重 2 影響表面殘余應(yīng)力的因素如切削溫度不高 表面層以冷塑變形為主 將產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力 如切削溫度高 表面層產(chǎn)生熱塑變形 將產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力 表面殘余應(yīng)力將引起工件變形 尤其是表面拉應(yīng)力將會降低其疲勞強度 表面殘余應(yīng)力可通過光整加工 表面強化 表面熱處理和時效處理等方法消除 第二節(jié)工件的裝夾與定位基準(zhǔn)的選擇銑床和加工中心加工零件時一般只要求有簡單的定位 夾緊機構(gòu) 其原理與通用鏜 銑床夾具是相同的 常用的夾具有各種壓板 虎鉗 分度頭和三爪自定心卡盤等 小批量生產(chǎn)可以使用組合夾具 可調(diào)夾具 大批量生產(chǎn)可以使用專用夾具 一 常用的工件裝夾方法銑削件在機床上的安裝大多采用一面兩銷定位 直接在工件上找正 有夾具則在夾具上找正 所謂找正 是指把千分表或百分表固定在機床床身某個位置 表針壓在工件或夾具的定位基準(zhǔn)面上 然后使機床工作臺沿垂直于表針的方向移動 調(diào)整工件或夾具的位置使指針基本保持不動 則說明工件的定位基準(zhǔn)面與機床該方向的導(dǎo)軌平行 如圖2 1所示 對加工內(nèi)容多的零件應(yīng)利用夾具采用一面兩銷的方式裝夾 對夾具的基本要求是 1 夾緊機構(gòu)或其他元件不能影響進給 加工部位要開敞 為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外 夾具要盡可能開敞 因此要求夾持工件后夾具上一些組成件 如定位塊 壓塊和螺栓等 不能與刀具運動軌跡發(fā)生干涉 圖2 1在工作臺上找正工件 夾緊機構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離 同時要求夾緊機構(gòu)元件能低則低 以防止夾具與機床主軸套筒或刀套 刀具在加工過程中發(fā)生碰撞 2 為保持零件安裝方位與機床坐標(biāo)系及編程坐標(biāo)系方向的一致性 夾具應(yīng)能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝 還要求能使零件定位面與機床之間保持一定的坐標(biāo)聯(lián)系 3 夾具的剛性和穩(wěn)定性要好 夾緊力應(yīng)盡量靠近主要支撐點 盡量不采用在加工過程中更換夾緊點的設(shè)計 二 定位基準(zhǔn)的選擇1 選擇定位基準(zhǔn)的基本要求 遵循六點定位原則 在選擇定位基準(zhǔn)時要全面考慮各個工位的加工情況 滿足三個要求 1 所選基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確 裝卸方便 迅速 夾緊可靠 夾具結(jié)構(gòu)簡單 2 所選基準(zhǔn)與各加工部位間的各個尺寸計算簡單 3 保證各項加工精度 2 選擇定位基準(zhǔn)的原則1 盡量選擇零件上的設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 這樣不僅可以避免因基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差 保證加工精度 而且可以簡化程序編制 2 當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不能重合且加工面與基設(shè)計基準(zhǔn)又不能在一次安裝內(nèi)同時加工時 應(yīng)認真分析裝配圖紙 確定該零件設(shè)計基 準(zhǔn)的設(shè)計功能 通過尺寸鏈的計算 嚴格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)間的公差范圍 確保加工精度 3 當(dāng)無法同時完成包括設(shè)計基準(zhǔn)在內(nèi)的全部表面加工時 要考慮用所選基準(zhǔn)定位后 一次裝夾能夠完成全部關(guān)鍵精度部位的加工 4 定位基準(zhǔn)的選擇要保證完成盡可能多的加工內(nèi)容 為此 要考慮便于各個表面都能被加工的定位方式 5 批量加工時 零件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與建立工件坐標(biāo)系的對刀基準(zhǔn)重合 可直接按定位基準(zhǔn)對刀 減少對刀誤差 但在單件加工 每加工一件對一次刀 時 工件坐標(biāo)系原點和對刀基準(zhǔn)的選擇主要考慮便于編程和測量 可不與定位基準(zhǔn)重合 6 必須多次安裝時應(yīng)遵從基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 第三節(jié)工藝規(guī)程一 走刀路線和加工順序的確定走刀路線是刀具在整個加工工序中相對于工件的運動軌跡 它不但包括了工步的內(nèi)容 而且也反映出工步加工的順序 工步順序是指同一道工序中 各個表面加工的先后順序 它對零件的加工質(zhì)量 加工效率和數(shù)控加工中的走刀路線有直接影響 應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點和工序的加工要求等合理安排 在確定走刀路線時 主要考慮以下幾點 1 對點位加工的數(shù)控機床 如鉆 鏜床要考慮盡可能縮短走刀路線 以減少空程時間 提高加工效率 2 為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求 最終輪廓應(yīng)安排最后一次走刀連續(xù)加工 3 刀具的進退刀路線必須認真考慮 要盡量避免在輪廓處停刀或垂直切入切出工件 以免留下刀痕 在銑削零件外輪廓時 銑刀應(yīng)從輪廓的延長線上切入切出 或從輪廓的切向切入切出 在銑削內(nèi)輪廓時 應(yīng)從輪廓的切向切入切出 如圖2 2 應(yīng)盡量避免如圖2 3所示的徑向直進刀 以避免在工件表面上留下刀痕 4 銑削輪廓的加工路線要合理 一般采用雙向切削 單向切削和環(huán)形的走刀方式如圖2 4所示 在銑削封閉的內(nèi)輪廓時 刀具的切入或切出不允許外延 最好選在兩面的交界處 否則 會產(chǎn)生刀痕 為保證表面質(zhì)量 一般選擇圖2 5所示的走刀路線 5 在鏜孔加工中 若孔的位置精度要求高時 加工路線和定位方向應(yīng)保持一致 如圖2 6所示鏜4個孔 若按路線最短 加工順序為1 2 3 4 若按加工路線與定位方向一致 加工順序為1 2 4 3 a b c 圖2 4輪廓加工的常用走刀方式 a 雙向切削 b 單向切削 c 環(huán)形切削 a b c 圖2 5封閉內(nèi)輪廓常用走刀方式雙向切削 b 環(huán)形切削 c 雙向 環(huán)形切削 圖2 6單向定位的加工路線圖 二 刀具的選擇1 常用的銑刀類型常用的有圓柱銑刀 立銑刀 硬質(zhì)合金面銑刀 鍵槽銑刀 三面刃銑刀 半圓鍵槽銑刀 鋸片銑刀 角度銑刀和球頭銑刀等 如圖2 7所示 2 銑刀主要參數(shù)的選擇刀具的選擇應(yīng)考慮工件材質(zhì) 加工輪廓類型 機床允許的切削用量和剛性以及刀具耐用度等因素 一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具 特別是硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具 必要時可采用各種高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具及其他一些專用刀具 對于硬度大的難加工工件 可選用整體硬質(zhì)合金 陶瓷刀具 CBN刀具等 圖2 8面銑刀主要參數(shù) 1 面銑刀主要參數(shù)的選擇 如圖2 8所示 標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑為 16 630mm 應(yīng)根據(jù)側(cè)吃刀量ae 選擇適當(dāng)?shù)你姷吨睆?盡量包容工件整個加工寬度 以提高加工精度和效率 減小相鄰兩次進給之間的接刀痕跡和保證銑刀的耐用度 可轉(zhuǎn)位面銑刀有粗齒 細齒和密齒三種 粗齒銑刀容屑空間大 常用于粗銑鋼件 粗銑帶斷續(xù)表面的鑄件和在平穩(wěn)條件下銑削鋼件時 可選用細齒銑刀 密齒銑刀的每齒進給量較小 主要用于加工薄壁鑄件 銑刀的磨損主要發(fā)生在后刀面上 因此適當(dāng)加大后角 可減少銑刀的磨損 常取 o 5 12 工件材料軟時取大值 工件材料硬時取小值 粗齒 銑刀取小值 細齒銑刀取大值 銑削時沖擊力大 為了保護刀尖 硬質(zhì)合金面銑刀的刃傾角常取 s 5 15 只有在銑削低強度材料時 取 s 5 主偏角 r在45 90 范圍內(nèi)選取 銑削鑄鐵常用 銑削一般鋼材常用75 銑削帶凸肩的平面或薄壁零件時要用90 2 立銑刀主要參數(shù)的選擇立銑刀的尺寸參數(shù) 如圖2 9所示 推薦按下述經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取 1 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 8 0 9 2 零件的加工高度H 1 4 1 6 R 以保證刀具具有足夠的剛度 圖2 9立銑刀尺寸參數(shù) 圖2 10粗加工立銑刀直徑計算 3 對不通孔 深槽 選取L H 5 10 mm L為刀具切削部分長度 H為零件高度 4 加工外形及通槽時 選取L H r 5 10 mm r為端刃圓角半徑 5 加工筋時 刀具直徑為D 5 10 b b為筋的厚度 6 粗加工內(nèi)輪廓面時 如圖2 10 銑刀最大直徑D粗可按下面的公式計算 D粗 2 sin 2 1 1 sin 2 D式中D 輪廓的最小凹圓直徑 mm 圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量 mm 1 精加工余量 mm 圓角兩鄰邊的夾角 圖2 11吃刀量示意圖 a 圓周銑 b 端銑 三 切削用量和銑削方式的選擇1 銑削用量考慮的因素銑削加工用量包括主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給速度 背吃刀量和側(cè)吃刀量 切削用量的確定應(yīng)根據(jù)加工性質(zhì) 加工要求 工件材料及刀具的材料和尺寸等查閱切削用量手冊 刀具產(chǎn)品目錄推薦的參數(shù)并結(jié)合實踐經(jīng)驗確定 通?？紤]如下因素 1 刀具差異不同廠家生產(chǎn)的刀具質(zhì)量相差較大 因此切削用量須根據(jù)實際所用的刀具和現(xiàn)場經(jīng)驗加以調(diào)整 2 機床特性切削用量受機床電動機的功率和機床剛性的限制 必須在機床說明書規(guī)定的范圍內(nèi)選取 避免因功率不夠造成悶車 剛性不足 而產(chǎn)生大的機床變形或振動 影響加工精度和表面粗糙度 3 數(shù)控機床生產(chǎn)率數(shù)控機床的工時費用較高 刀具損耗費用所占比重較低 應(yīng)盡量用高的切削用量 通過適當(dāng)降低刀具壽命來提高數(shù)控機床的生產(chǎn)率 2 銑削用量的選擇方法 如圖2 11所示 1 背吃刀量aP 端銑 或側(cè)吃刀量ae 圓周銑 的選擇背吃刀量aP為平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸 端銑時aP為切削層深度 而圓周銑削時 aP為被加工表面的深度 側(cè)吃刀量ae為垂直于銑刀軸線測量的切削層尺寸 端銑時 ae 為被加工表面寬度 而圓周銑削時 ae為切削層的深度 背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對表面質(zhì)量的要求決定 在工件表面粗糙度值要求為Ra 12 5 25 m時 如果圓周銑削的加工余量小于5mm 端銑的加工余量小于6mm 則粗銑一次進給就可以達到要求 但在余量較大 工藝系統(tǒng)剛性較差或機床動力不足時 可分兩次進給完成 在工件表面粗糙度值要求為Ra 3 2 12 5 m時 可分粗銑和半精銑兩步進行 粗銑時背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前述 粗銑后留0 5 1 0余量 在半精銑時切除 在工件表面粗糙度值要求為Ra 0 8 3 2 m時 可分粗銑 半粗銑 精銑三步進行 半精銑時背吃刀量或側(cè)吃刀量取1 5 2 0mm 精銑時圓周銑側(cè)吃量取0 3 0 5mm 面銑刀背吃刀量取0 5 1 0mm 2 進給量f mm r 與進給速度vf mm min 的選擇銑削加工的進給量是指刀具轉(zhuǎn)一周 工件與刀具沿進給運動方向的相對位移量 進給速度是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移量 進給量與進給速度是根據(jù)零件的表面粗糙度 加工精度要求 刀具及工件材料等因素 參考切削用量手冊選取或參考表2 3 2來選取 工件剛性差或刀具強度低時 應(yīng)取小值 銑刀為多齒刀具 其進給速度Vf 刀具轉(zhuǎn)速n 刀具齒數(shù)Z及進給量f的關(guān)系為 Vf nzfzf zfzfz為每齒進給量 3 切削速度Vc m min 的選擇根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量 進給量及刀具耐用度選擇切削速度 可用經(jīng)驗公式計算 也可根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗 在機床說明書允許的切削速度范圍內(nèi)查閱有關(guān)切削用量手冊或參考表2 2選取 實際編程中 切削速度Vc確定后 還要計算出銑床主軸轉(zhuǎn)速n r min 并填入程序單中 3 銑削方式的選擇用銑刀圓周上的切削刃來銑削工件的平面 叫做周銑法 它有兩種銑削方式 圖2 12兩種銑削方式 a 逆銑 b 順銑 1 逆銑法 銑刀的旋轉(zhuǎn)切入方向和工件的進給方向相反 逆向 如圖2 12 a 2 順銑法 銑刀的旋轉(zhuǎn)切入方向和工件的進給方向相同 順向 如圖2 12 b 順銑法切入時的切削厚度最大 然后逐漸減小到零 避免了在已加工表面的冷硬層上滑走過程 實踐表明 順銑法可以提高銑刀耐用度2 3倍 工件的表面粗糙度值可以降低些 尤其在銑削難加工材料時 效果更為顯著 逆銑時 每齒所產(chǎn)生的水平分力均與進給方向相反 使銑刀工作臺的絲杠與螺母在左側(cè)始終接觸 順銑時 水平分力與進給方向相同 銑削過程中切削面積也是變化的 因此 水平分力也是忽大忽小的 由于進給絲桿和螺母之間不可避免地有一 一定間隙 故當(dāng)水平分力超過銑床工作臺摩擦力時 使工作臺帶動絲桿向左竄動 絲桿與螺母傳動右側(cè)出現(xiàn)間隙 造成工作臺顫動和進給不均勻 嚴重時會使銑刀崩刃 順銑時 遇到加工表面有硬皮 也會加速刀齒磨損 逆銑時工作臺不會發(fā)生竄動現(xiàn)象 銑削較平穩(wěn) 但在逆銑時 刀齒在加工表面上擠壓 滑行 切不下切屑 使已加工表面產(chǎn)生嚴重冷硬層 一般情況下 尤其是粗加工或是加工有硬皮的毛坯時 多采用逆銑 精加工時 加工余量小 銑削力小 不易引起工作臺竄動 可采用順銑 在逆銑中刀具壽命比在順銑中短 在逆銑中刀 具壽命比在順銑中短 這是因為在逆銑中產(chǎn)生的熱量比在順銑中明顯地高 在逆銑中當(dāng)切屑厚度從零增加到最大時 由于切削刃受到的摩擦比在順銑中強 因此會產(chǎn)生更多的熱量 逆銑中徑向力也明顯高 這對主軸軸承有不利影響 在順銑中 切削刃主要受到的是壓縮應(yīng)力 這與逆銑中產(chǎn)生的拉力相比 對硬質(zhì)合金刀片或整體硬質(zhì)合金刀具的影響有利得多 當(dāng)然也有例外 當(dāng)使用整體硬質(zhì)合金立銑刀進行側(cè)銑 精加工 時 特別是在淬硬材料中 應(yīng)首選逆銑 這更容易獲得更小公差的壁直線度和更好的90度角 不同軸向走刀之間如果有不重合的話 接刀痕也非常小 這主要是因為切削力的方向 如果在切削中使用非常鋒利的切削刃 切削力便趨向?qū)⒌?拉 向材料 四 換刀點與對刀點的確定1 換刀點對加工中心 不管是有機械手換刀 還是無機械手換刀 其換刀點的Z向坐標(biāo)是固定的 在自動換刀時 要考慮換刀時刀具的交換空間 不應(yīng)使與工件或夾具相撞 為防止掉刀等意外情況 應(yīng)使工件不在刀具交換空間之下 以防止萬一掉刀時砸傷工件 對于銑床 需要操作者手動換刀 要使刀具處在有利于手動操作的位置 2 對刀點通過對刀點可以確定工件坐標(biāo)原點與機床坐標(biāo)原點的尺寸關(guān)系 在選擇時 應(yīng)盡量將對刀點選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)上 以孔定位零件 應(yīng)將孔的中心作為對刀點 對刀時 還應(yīng)考慮便于觀察 方便測量 對刀時 應(yīng)使對刀點與基準(zhǔn)點一致 五 加工工藝文件的編寫當(dāng)前數(shù)控加工工序卡片 數(shù)控加工刀具卡片及數(shù)控加工走刀路線圖還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式 都是由各個單位結(jié)合具體的情況自行確定 1 數(shù)控加工工序卡片這種卡片是編制數(shù)控加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控程序進行數(shù)控加工的主要指導(dǎo)性文件 主要包括 工步順序 工步內(nèi)容 各工步所用刀具及切削用量等 當(dāng)工序加工內(nèi)容十分復(fù)雜時 也可把工序簡圖畫在工序卡片上 參考表2 4 2 數(shù)控加工刀具卡片刀具卡片是組裝刀具和調(diào)整刀具的依據(jù) 內(nèi)容包括刀具號 刀具名稱 刀柄型號 刀具直徑和長度等參考表2 5 表2 4數(shù)控加工工藝卡片 數(shù)控加工刀具卡片表2 5 3 數(shù)控加工走刀路線圖主要反映加工過程中刀具的運動軌跡 其作用一方面是方便編程人員編程 另一方面是幫助操作人員了解刀具的走刀路線 軌跡 以便確定夾緊位置和夾緊元件的高度 六 加工工藝分析實例平面槽形凸輪 如圖2 13所示 其外部輪廓尺寸已經(jīng)由前道工序加工完 本工序的任務(wù)是在銑床上加工槽與孔 零件材料為HT200 其數(shù)控銑床加工工藝分析如下 1 零件圖工藝分析凸輪槽形內(nèi) 外輪廓由直線和圓弧組成 凸輪槽側(cè)面與兩個內(nèi)孔表面粗糙度值要求較小 凸 圖2 13平面槽形凸輪 輪槽內(nèi)外輪廓面和孔與底面有垂直度要求 零件材料為HT200 切削加工性能較好 根據(jù)上述分析 凸輪槽內(nèi) 外輪廓及兩個孔的加工應(yīng)分粗 精加工兩個階段進行 以保證表面粗糙度要求 同時以底面A定位 提高裝夾剛度以滿足垂直度要