數(shù)控銑削零件加工工藝編制

1、項(xiàng)目總體能力目標(biāo)：,1.會(huì)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)選擇數(shù)控銑床； 2.會(huì)數(shù)控銑削零件圖形的數(shù)學(xué)處理； 3.會(huì)對(duì)簡(jiǎn)易數(shù)控銑削零件圖進(jìn)行數(shù)控銑削加工工藝性分析，包括：分析零件圖紙技術(shù)要求，檢查零件圖的完整性和正確性，分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性，分析零件毛坯的工藝性； 4.會(huì)擬定簡(jiǎn)易數(shù)控銑削零件的加工工藝路線，包括：選擇數(shù)控銑削平面與平面輪廓加工方法，劃分加工階段,會(huì)劃分加工工序, 確定加工順序，確定加工路線； 5.會(huì)根據(jù)數(shù)控銑削零件加工工藝熟練選用整體式數(shù)控銑削刀具與機(jī)夾可轉(zhuǎn)位銑削刀具； 6.會(huì)根據(jù)數(shù)控銑削常用夾具用途來(lái)正確選擇夾具和裝夾方案； 7.會(huì)選擇合適的切削用量； 8.會(huì)編制數(shù)控銑削加工工藝文件。,項(xiàng)目總體

2、工作任務(wù)：,1.分析平面及平面輪廓類零件圖數(shù)控銑削加工工藝性； 2.擬定平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工工藝路線； 3.選擇平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工刀具； 4.選擇平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工夾具，確定裝夾方案； 5.按平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工工藝選擇合適的切削用量與機(jī)床； 6.編制平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工工藝文件。,單元一 數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計(jì)入門,單元二 編制數(shù)控銑削平面加工工藝,單元三 編制數(shù)控銑削零件外輪廓加工工藝,單元四 編制數(shù)控銑削零件內(nèi)輪廓（凹槽型 腔）加工工藝,單元能力目標(biāo)： 1會(huì)檢索數(shù)控銑削加工工藝資料和工藝手冊(cè)，從中獲取完成當(dāng)前工作任務(wù)所需要的工

3、藝知識(shí)及數(shù)據(jù)； 2會(huì)識(shí)別數(shù)控銑削加工工藝領(lǐng)域內(nèi)的常用術(shù)語(yǔ)。 單元工作任務(wù)： 1查閱數(shù)控加工工藝資料和工藝手冊(cè)，獲取設(shè)計(jì)圖5-1所示墊塊零件上平面的數(shù)控銑削加工工藝知識(shí)及數(shù)據(jù) ； 2識(shí)別數(shù)控銑削加工工藝術(shù)語(yǔ)。 單元教學(xué)學(xué)時(shí)： 8學(xué)時(shí),單元一 數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計(jì)入門,現(xiàn)要加工如下圖所示墊塊加工案例上平面。該墊塊零件材料為45鋼，下平面及兩側(cè)凸臺(tái)均已按圖紙技術(shù)要求加工好，上平面已粗加工好，留1.2mm余量待加工，如何設(shè)計(jì)該墊塊上平面的數(shù)控銑削加工工藝？,圖5-1 墊塊加工案例,數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計(jì)步驟,機(jī)床 選擇,零件圖紙工藝分析,加工工藝路線設(shè)計(jì),裝夾方案及夾具選擇,刀具 選擇,切削用量選擇,填

4、寫(xiě)數(shù)控加工工序卡和刀具卡,資料一 數(shù)控銑削機(jī)床選擇 資料二 零件圖紙工藝分析 資料三 數(shù)控銑削加工工藝路線設(shè)計(jì) 資料四 找正裝夾方案及夾具選擇 資料五 刀具選擇 資料六 切削用量選擇 資料七 填寫(xiě)數(shù)控加工工序卡及刀具卡,完成工作任務(wù)需查閱的背景知識(shí),資料一 數(shù)控銑削 機(jī)床選擇,數(shù)控銑削機(jī)床,立式數(shù)控銑床,臥式數(shù)控銑床,立、臥兩用數(shù)控銑床,2.5/3/4/5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床,按主軸布置形式分,數(shù)控銑床是主要采用銑削方式加工工件的數(shù)控機(jī)床,按系統(tǒng)控制軸數(shù)分,按數(shù)控系統(tǒng)功能分,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床,全功能數(shù)控銑床,高速數(shù)控銑床,立式數(shù)控銑床是數(shù)控銑床中最常見(jiàn)的一種，應(yīng)用范圍最廣，主軸軸線垂直于工作臺(tái)面，以

5、x、y、z三軸聯(lián)動(dòng)居多，如下圖（a）所示。主運(yùn)動(dòng)由主軸完成，主軸除完成主運(yùn)動(dòng)外，還能沿垂直方向上下移動(dòng)加工工件。小型立式數(shù)控銑床x、y、z三軸的移動(dòng)一般由工作臺(tái)完成，主運(yùn)動(dòng)由主軸完成，與普通立式升降臺(tái)銑床相似。大型立式數(shù)控銑床，由于需要考慮擴(kuò)大行程，縮小占地面積和剛性等技術(shù)問(wèn)題，多采用龍門架移動(dòng)式，其主軸可以在龍門架的橫向與垂直溜板上運(yùn)動(dòng)，而工作臺(tái)則沿床身作縱向運(yùn)動(dòng)，如下圖（b）所示。立式數(shù)控銑床可增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)四、五軸聯(lián)動(dòng)加工，擴(kuò)大使用功能，如下圖（c）所示。,立式數(shù)控銑床,數(shù)控銑床按主軸布置分類,龍門數(shù)控銑床,帶cnc數(shù)控分度盤(pán)的數(shù)控銑床,立式數(shù)控銑床,（a）,立式數(shù)控銑床,數(shù)控銑床按

6、主軸布置分類,（b）,（c）,臥式數(shù)控銑床主軸軸線平行于工作臺(tái)面，如下圖所示。為了擴(kuò)大加工范圍和使用功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)或萬(wàn)能數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)四軸或五軸聯(lián)動(dòng)加工，這樣不但工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓可以加工出來(lái)，而且可以實(shí)現(xiàn)在一次安裝中，通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)改變工位，進(jìn)行“四面加工”。對(duì)于箱體類零件或需要在一次安裝中改變工位的工件來(lái)說(shuō)，選擇帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)的臥式數(shù)控銑床進(jìn)行加工是非常合適的。由于臥式數(shù)控銑床在增加了數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)后很容易做到對(duì)工件進(jìn)行“四面加工”，在許多方面勝過(guò)帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)的立式數(shù)控銑床。,臥式數(shù)控銑床,數(shù)控銑床按主軸布置分類,臥式數(shù)控銑床,數(shù)控銑床按主軸布置分類,這類數(shù)控銑床的主軸方向可以

7、變換，能達(dá)到在一臺(tái)機(jī)床上即可以進(jìn)行立式加工，又可以進(jìn)行臥式加工，使其應(yīng)用范圍更廣，功能更全，選擇加工對(duì)象的余地更大，給用戶帶來(lái)了很大的方便，如圖所示。尤其是當(dāng)生產(chǎn)批量小，品種多，又需要立、臥兩種方式加工時(shí)。用戶只需購(gòu)買一臺(tái)這樣的機(jī)床就可以了。,立、臥兩用數(shù)控銑床,數(shù)控銑床按主軸布置分類,數(shù)控銑床按控制軸數(shù)分類,2.5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床： 機(jī)床只能進(jìn)行x、y、z三個(gè)坐標(biāo) 中的任意兩個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工,3坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床： 機(jī)床能進(jìn)行x、y、z三個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng) 加工,4坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床： 機(jī)床主軸可以繞x、y、z三個(gè)坐標(biāo) 軸和其其中一個(gè)軸作數(shù)控?cái)[角聯(lián)動(dòng)加工,5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床： 機(jī)床主軸可以繞x、y、z三個(gè)

8、坐標(biāo) 軸和其其中兩個(gè)軸作數(shù)控?cái)[角聯(lián)動(dòng)加工,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床一般是在普通立式銑床或臥式銑床的基礎(chǔ)上改造而來(lái)的，采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，成本低，機(jī)床功能較少，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度不高，主要用于精度不高的簡(jiǎn)單平面或曲面零件加工，如圖5-7所示。,數(shù)控銑床按數(shù)控系統(tǒng)功能分類,全功能型數(shù)控銑床,全功能數(shù)控銑床一般采用半閉環(huán)或閉環(huán)控制，控制系統(tǒng)功能較強(qiáng)，數(shù)控系統(tǒng)功能豐富，一般可實(shí)現(xiàn)四軸或四軸以上的聯(lián)動(dòng)加工，加工適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用最為廣泛，如圖5-8所示。,數(shù)控銑床按數(shù)控系統(tǒng)功能分類,高速銑削數(shù)控銑床,一般把主軸轉(zhuǎn)速在800040000r/min的數(shù)控銑床稱為高速銑削數(shù)控銑床，其進(jìn)給速度可達(dá)1030m/

9、min。這種數(shù)控銑床采用全新的機(jī)床結(jié)構(gòu)、功能部件（電主軸、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給）和功能強(qiáng)大的數(shù)控系統(tǒng)，并配以加工性能優(yōu)越的刀具系統(tǒng)，可對(duì)大面積的曲面進(jìn)行高效率、高質(zhì)量的加工，如圖5-9所示。,圖5-7 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床,圖5-8 全功能型數(shù)控銑床,圖5-9 高速銑削數(shù)控銑床,數(shù)控銑床按數(shù)控系統(tǒng)功能分類,數(shù)控銑床的主要技術(shù)參數(shù)反映了數(shù)控銑床的加工能力、加工范圍、主軸轉(zhuǎn)速范圍、裝夾最大刀具重量和直徑、裝夾刀柄標(biāo)準(zhǔn)和精度等指標(biāo)，識(shí)別數(shù)控銑床的主要技術(shù)參數(shù)是選擇數(shù)控銑床的重要一環(huán)。為便于識(shí)別數(shù)控銑床的主要技術(shù)參數(shù)，下面摘選北京第一機(jī)床廠生產(chǎn)的xka714數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù)中與選擇數(shù)控銑床較有關(guān)的主要技術(shù)參

10、數(shù)羅列如下表所示。,數(shù)控銑床的主要技術(shù)參數(shù),xka714數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù)（摘選）,平面類零件 指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面夾角為一定值的零件。目前數(shù)控銑床加工的絕大多數(shù)零件屬于平面類零件。這類零件的特點(diǎn)是：加工面為平面或加工面可以展開(kāi)為平面。這類零件的數(shù)控銑削相對(duì)比較簡(jiǎn)單，用三坐標(biāo)數(shù)控銑床的兩軸聯(lián)動(dòng)就可以加工出來(lái)。如圖5-10和5-11所示,數(shù)控銑床主要加工對(duì)象,變斜角類零件 加工面與水平面的夾角呈連續(xù)變化的零件稱為變斜角類零件。這類零件的特點(diǎn)是：加工面不能展開(kāi)為平面，但在加工中，銑刀圓周與加工面接觸的瞬間為一條直線。這類零件一般采用4軸或5軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床加工，也可用三

11、軸數(shù)控銑床通過(guò)兩軸聯(lián)動(dòng)用鼓形銑刀分層近似加工，但精度稍差。如圖5-12所示。,立體曲面類零件 加工面為空間曲面的零件稱為曲面類零件。這類零件的特點(diǎn)是：一是加工面不能展開(kāi)成平面，二是加工面與加工刀具始終為點(diǎn)接觸。這類零件在數(shù)控銑床加工中也較為常見(jiàn)，通常采用兩軸半聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床加工精度要求不高的曲面；精度要求高的曲面需用三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床加工，如圖5-14所示。若曲面周圍有干涉表面，需用四軸甚至五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床加工，如圖5-15所示。,(a)輪廓面a (b)輪廓面b (c)輪廓面c 圖5-10 平面類零件,圖5-11 較復(fù)雜典型平面類零件,圖5-12 變斜角類零件飛機(jī)上的變斜角梁椽條,圖5-15 典型

12、立體曲面類零件,圖5-14 曲面類零件,數(shù)控銑床主要加工內(nèi)容:,1.工件上的曲線輪廓表面； 2.給出數(shù)學(xué)模型的空間曲面，或通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)建立的空間曲面 ； 3.形狀復(fù)雜、尺寸繁多、劃線與檢測(cè)困難的部位及尺寸精度要求較高的表面； 4.通用機(jī)床加工時(shí)難以測(cè)量和控制進(jìn)給的內(nèi)外凹槽； 5.能在一次安裝中順帶銑出來(lái)的簡(jiǎn)單表面或形狀； 6.采用數(shù)控銑削后能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容。,在機(jī)床加工精度滿足零件圖紙技術(shù)要求的前提下，選擇數(shù)控銑床的最主要技術(shù)參數(shù)是多個(gè)數(shù)控軸的行程范圍，數(shù)控銑床的三個(gè)基本直線坐標(biāo)（x、y、z）行程反映該機(jī)床允許的加工空間。一般情況下加工工件的輪廓尺寸應(yīng)在機(jī)床

13、的加工空間范圍之內(nèi)，如典型工件是450 mm 450 mm 450 mm的箱體，應(yīng)選用工作臺(tái)面尺寸為500mm500 mm的數(shù)控銑床。選用工作臺(tái)面比典型工件稍大一些是出于安裝夾具考慮，工作臺(tái)面的大小基本上確定了加工空間的大小，個(gè)別情況下允許工件尺寸大于坐標(biāo)行程，但這時(shí)必須要求零件上的加工區(qū)域處在行程范圍之內(nèi)，而且要考慮機(jī)床工作臺(tái)的允許承載能力，以及工件是否與與機(jī)床防護(hù)罩等附件發(fā)生干涉等系列問(wèn)題。,數(shù)控銑床的選擇,資料二 零件圖紙工藝分析,分析零件圖紙技術(shù)要求,檢查零件圖的完整性和正確性,零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析,零件毛坯的工藝性分析,分析銑削零件圖紙技術(shù)要求時(shí)，主要考慮如下方面： 1各加工表面的尺

14、寸精度要求； 2各加工表面的幾何形狀精度要求； 3各加工表面之間的相互位置精度要求； 4各加工表面粗糙度要求以及表面質(zhì)量方面的其他要求； 5熱處理要求及其他要求。,分析零件圖紙技術(shù)要求,首先，要根據(jù)零件在產(chǎn)品中的功能，研究分析零件與部件或產(chǎn)品的關(guān)系，從而認(rèn)識(shí)零件的加工質(zhì)量對(duì)整個(gè)產(chǎn)品加工質(zhì)量的影響，并確定零件的關(guān)鍵加工部位和精度要求較高的加工表面等，認(rèn)真分析上述各精度和技術(shù)要求是否合理。其次要考慮在數(shù)控銑床上加工能否保證零件的各項(xiàng)精度和技術(shù)要求，進(jìn)而具體考慮在哪一種機(jī)床上加工最為合理。,由于數(shù)控銑削加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)編制的，因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直、平行和同心

15、等）應(yīng)明確；各種幾何要素的條件要充分，應(yīng)無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸；尺寸、公差和技術(shù)要求是否標(biāo)注齊全等。例如，在實(shí)際加工中常常會(huì)遇到圖紙中缺少尺寸，給出的幾何要素的相互關(guān)系不夠明確，使編程計(jì)算無(wú)法完成，或者雖然給出了幾何要素的相互關(guān)系，但同時(shí)又給出了引起矛盾的相關(guān)尺寸，同樣給數(shù)控編程計(jì)算帶來(lái)困難。另外要特別注意零件圖紙各方向尺寸是否有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以便簡(jiǎn)化編程，保證零件的加工精度要求。,檢查零件圖的完整性和正確性,零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。良好的結(jié)構(gòu)工藝性,可以使零件加工容易,節(jié)省工時(shí)和材料。而較差的零件結(jié)構(gòu)工藝性，會(huì)使加工

16、困難，浪費(fèi)工時(shí)和材料，有時(shí)甚至無(wú)法加工。因此，零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)。,零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析,零件圖紙上的尺寸標(biāo)注應(yīng)方便編程,分析零件的變形情況，保證獲得要求的加工精度,盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸,保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,零件圖紙上的尺寸標(biāo)注應(yīng)方便編程,編程方便與否常常是衡量數(shù)控工藝性好壞的一個(gè)指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)中，零件圖紙上尺寸標(biāo)注對(duì)工藝性影響較大，為此零件圖紙尺寸標(biāo)注應(yīng)符合編程方便的原則。,分析零件的變形情況，保證獲得要求的加工精度,零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保證？不要以為數(shù)控銑床加工精度高而放棄這種分析。特別要注意過(guò)薄的底板與肋板的厚度公差，過(guò)

17、薄的底板或肋板，在加工時(shí)由于產(chǎn)生的切削拉力及薄板的彈力退讓極易產(chǎn)生切削面的振動(dòng)，使薄板厚度尺寸公差難以保證，其表面粗糙度也將惡化或變壞。零件在數(shù)控銑削加工時(shí)的變形，不僅影響加工質(zhì)量，而且當(dāng)變形較大時(shí)，將使加工不能繼續(xù)下去。,一般采取如下預(yù)防措施： （1）對(duì)于大面積的薄板零件，改進(jìn)裝夾方式，采用合適的加工順序和刀具； （2）采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒ǎ喝鐚?duì)鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，對(duì)鑄鋁件進(jìn)行退火處理 （3）粗、精加工分開(kāi)及對(duì)稱去除余量等措施來(lái)減小或消除變形的影響。 （4）充分利用數(shù)控機(jī)床的循環(huán)功能，減小每次進(jìn)刀的切削深度或切削速度，從而減小切削力，控制零件在加工過(guò)程中的變形。,盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺

18、寸,（1）輪廓內(nèi)圓弧半徑r常常限制刀具的直徑,內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)太小。 如圖所示的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)角圓弧半徑的大小等因素有關(guān)。圖b與圖a相比，轉(zhuǎn)角圓弧半徑大，可以采用較大直徑的立銑刀來(lái)加工；加工平面時(shí)，進(jìn)給次數(shù)也相應(yīng)減少，表面加工質(zhì)量也會(huì)好一些，因而工藝性較好。通常r0.2時(shí)，零件該部位的工藝性不好。,（a）,（b）,內(nèi)槽結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)比圖,盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸,（2）轉(zhuǎn)接圓弧半徑值大小的影響,轉(zhuǎn)接圓弧半徑大，可以采用較大銑刀加工，效率高，且加工表面質(zhì)量也較好，因此工藝性較好。 銑槽底平面時(shí)，槽底圓角半徑不要過(guò)大。

19、如圖所示，銑刀端面刃與銑削平面的最大接觸直徑dd-2r(為銑刀直徑），當(dāng)一定時(shí)，越大，銑刀端面刃銑削平面的面積越小，加工平面的能力就越差，效率越低，工藝性也越差。當(dāng)大到一定程度時(shí)，甚至必須用球頭銑刀加工，這是應(yīng)該盡量避免的。當(dāng)銑削的底面面積較大，底部圓弧r也較大時(shí)，我們只能用兩把r不同的銑刀分兩次進(jìn)行切削。,零件槽底平面圓弧對(duì)銑削工藝的影響,在一個(gè)零件上，凹圓弧半徑在數(shù)值上一致性的問(wèn)題對(duì)數(shù)控銑削的工藝性顯得相當(dāng)重要。零件的外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型或尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，使編程方便，有利于提高生產(chǎn)效率。 一般來(lái)說(shuō)，即使不能尋求完全統(tǒng)一，也要力求將數(shù)值相近的圓弧半徑分組靠攏，達(dá)到局部

20、統(tǒng)一，以盡量減少銑刀規(guī)格和換刀次數(shù)，并避免因頻繁換刀而增加了零件加工面上的接刀痕跡，降低表面質(zhì)量。,盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸,保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,有些零件需要多次裝夾才能完成加工時(shí)，如圖所示，由于數(shù)控銑削不能采用“試切法”來(lái)接刀，會(huì)因?yàn)榱慵闹匦掳惭b而接不好刀。為避免兩次裝夾誤差，最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，因此零件上應(yīng)有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，如果零件上沒(méi)有基準(zhǔn)孔，可專門設(shè)置工藝孔作為定為基準(zhǔn)（如在毛坯上增加工藝凸耳設(shè)基準(zhǔn)孔）。如實(shí)在無(wú)法制出基準(zhǔn)孔，也要用經(jīng)過(guò)精加工的面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)。,必須兩次安裝加工的零件,有關(guān)數(shù)控銑削零件的結(jié)構(gòu)工藝性實(shí)例如表5-2所示,在分析數(shù)控銑削零件的結(jié)構(gòu)工藝性時(shí)，還

21、需要分析零件的毛坯工藝性。因?yàn)榱慵谶M(jìn)行數(shù)控銑削加工時(shí)，由于加工過(guò)程的自動(dòng)化，使余量的大小、如何裝夾等問(wèn)題在設(shè)計(jì)毛坯時(shí)就應(yīng)仔細(xì)考慮好。數(shù)控銑削零件的毛坯工藝性分析主要有三點(diǎn)：,1毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量 毛坯主要指鍛件、鑄件。鍛件在鍛造時(shí)欠壓量與允許的錯(cuò)模量會(huì)造成余量不均勻；鑄件在鑄造時(shí)因砂型誤差、收縮量及金屬液體的流動(dòng)性差不能充滿型腔等造成余量不均勻。此外，毛坯的撓曲和扭曲變形量的不同也會(huì)造成加工余量不充分、不穩(wěn)定。經(jīng)驗(yàn)表明，數(shù)控銑削中最難保證的是加工面與非加工面之間的尺寸。因此，在對(duì)毛坯的設(shè)計(jì)時(shí)就加以充分考慮，即在零件圖樣注明的非加工面處增加適當(dāng)?shù)挠嗔俊?零件毛坯的工藝性分析,2分析毛

22、坯的裝夾適應(yīng)性 主要考慮毛坯在加工時(shí)定位和夾緊的可靠性與方便性，以便在一次安裝中加工出較多表面。對(duì)不便裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺(tái)、工藝凸耳等輔助基準(zhǔn)。如圖所示，該工件缺少合適的定位基準(zhǔn)，在毛坯上鑄出兩個(gè)工藝凸耳，在凸耳上制出定位基準(zhǔn)孔。,3分析毛坯的變形、余量大小及均勻性 分析毛坯加工中與加工后的變形程度，考慮是否應(yīng)采取預(yù)防性措施和補(bǔ)救措施。對(duì)毛坯余量大小及均勻性，主要考慮在加工中要不要分層銑削，分幾層銑削。,增加毛坯輔助基準(zhǔn)示例,零件毛坯的工藝性分析,資料三 擬定數(shù)控銑削加工工藝路線,加工方法選擇,劃分加工階段,劃分加工工序,確定加工順序,進(jìn)給加工路線確定,加工方法

23、選擇,1.平面加工方法的選擇 數(shù)控銑削平面加工精度經(jīng)濟(jì)的加工方法如表5-3所示。,對(duì)數(shù)控銑削加工，應(yīng)重點(diǎn)考慮如下幾個(gè)方面：能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求；使走刀路線最短，即可簡(jiǎn)化編程程序段，又可減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率；應(yīng)使節(jié)點(diǎn)數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。,2平面輪廓的加工方法 這類零件的表面多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，通常采用3坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工。如圖為由直線和圓弧構(gòu)成的零件平面輪廓abcdea，采用半徑為r的立銑刀沿周向加工，虛線abcdea為刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。為保證加工面光滑，刀具沿pa切入，沿ak切出。,平面輪廓銑削,3固定斜角平面的加工

24、方法 固定斜角平面常用的加工方法如下： （1）當(dāng)零件尺寸不大時(shí)，可用斜墊板墊平后加工；如果機(jī)床主軸可以擺角，則可以擺成適當(dāng)?shù)亩ń?，用不同的刀具?lái)加工（如圖）。當(dāng)零件尺寸很大，斜面斜度又較小時(shí)，常用行切法加工，但加工后，會(huì)在加工面上留下殘留面積，需要用鉗修方法加以清除，用3坐標(biāo)數(shù)控立銑加工飛機(jī)整體壁板零件時(shí)常用此法。當(dāng)然，加工斜面的最佳方法是采用5坐標(biāo)數(shù)控銑床，主軸擺角后加工，可以不留殘留面積。 （2）對(duì)于正圓臺(tái)和斜筋表面，一般可用專用的角度成型銑刀加工。其效果比采用5坐標(biāo)數(shù)控銑床擺角加工好。,主軸擺角加工固定斜面,4變斜角面的加工 （1）對(duì)曲率變化較小的變斜角面，用4坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，采用立

25、銑刀(但當(dāng)零件斜角過(guò)大，超過(guò)機(jī)床主軸擺角范圍時(shí)，可用角度成型銑刀加以彌補(bǔ))以插補(bǔ)方式擺角加工，如下圖5-22（a）所示。 （2）對(duì)曲率變化較大的變斜角面，用4坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工難以滿足加工要求，最好用5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床，以圓弧插補(bǔ)方式擺角加工，如下圖5-22（b）所示。 （3）采用3坐標(biāo)數(shù)控銑床兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，利用球頭銑刀和鼓形銑刀，以直線或圓弧插補(bǔ)方式進(jìn)行分層銑削加工，加工后的殘留面積用鉗修方法清除，如下圖5-23所示。,圖5-23 用鼓形銑刀 分層銑削變斜角面,圖5-22 四、五坐標(biāo)數(shù)控 銑床加工零件變斜角面,5曲面輪廓的加工方法 立體曲面的加工應(yīng)根據(jù)曲面形狀、刀具形狀及精度要求采用不同的銑削加工方

26、法，如兩軸半、三軸、四軸及五軸等聯(lián)動(dòng)加工。 對(duì)曲率變化不大和精度要求不高的曲面粗加工，常采用兩軸半坐標(biāo)的”行切法”加工，即x、y、z三軸中任意兩軸作聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，第三軸作單獨(dú)的周期進(jìn)給。下圖5-24為兩軸半坐標(biāo)行切法加工曲面。 “行切法”加工，即刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，行間距按零件加工精度要求而確定。 2) 對(duì)曲率變化較大和精度要求較高的曲面精加工，常用x、y、z三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)的行切法加工。下圖5-25為3軸聯(lián)動(dòng)行切法加工曲面的切削點(diǎn)軌跡 。,3）對(duì)像葉輪、螺旋漿這樣的復(fù)雜零件，因其葉片形狀復(fù)雜，刀具容易與相鄰表面干涉，常用x、y、z、a和b的五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床加工。,圖5-24 兩

27、軸半坐標(biāo) 行切法加工曲面,圖5-25 3軸聯(lián)動(dòng)行切法 加工曲面的切削點(diǎn)軌跡,劃分加工階段,當(dāng)數(shù)控銑削零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，往往不可能用一道工序來(lái)滿足其要求，而要用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量。為保證加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備，零件的加工過(guò)程通常按工序性質(zhì)不同，分為粗加工、半精加工、精加工和光整加工四個(gè)階段： 1粗加工階段主要任務(wù)是切除各表面上的大部分余量，其目的是提高生產(chǎn)率。 2半精加工階段其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精度，留有一定的精加工余量，為主要表面的精加工（精銑或精磨）做好準(zhǔn)備，并完成一些次要表面加工，如擴(kuò)孔、攻螺紋、銑鍵槽等。 3精加工階段保證各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸精度和

28、表面粗糙度要求，其主要目標(biāo)是如何保證加工質(zhì)量。 4 光整加工階段任務(wù)是對(duì)零件上精度和表面粗糙度要求很高的表面，需要進(jìn)行光整加工。其目的是提高尺寸精度、減小表面粗糙度。 加工階段的劃分不是絕對(duì)的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的剛性來(lái)決定。一般說(shuō)來(lái)，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應(yīng)越細(xì)；當(dāng)工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時(shí)也可以不分或少分階段。,劃分加工工序,數(shù)控銑削的加工對(duì)象根據(jù)機(jī)床的不同也是不一樣的。立式數(shù)控銑床一般適用于加工平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜的平面或立體曲面零件、以及模具的內(nèi)、外型腔等。臥式數(shù)控銑床適用于加工箱體、泵體、殼體等零件。 在數(shù)控銑床上加工零件，工序比較集中

29、，一般只需一次裝夾即可完成全部工序的加工。為了提高數(shù)控銑床的使用壽命，保持?jǐn)?shù)控銑床的精度，降低零件的加工成本，通常是把零件的粗加工，特別是零件的基準(zhǔn)面、定位面在普通機(jī)床上加工。單件小批生產(chǎn)時(shí)，通常采用工序集中原則；成批生產(chǎn)時(shí)，可按工序集中原則劃分，也可按工序分散原則劃分，應(yīng)視具體情況而定。對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸和重量都很大的重型零件，應(yīng)采用工序集中原則，以減少裝夾次數(shù)和運(yùn)輸量。對(duì)于剛性差、精度高的零件，應(yīng)按工序分散原則劃分工序。,在數(shù)控銑床上加工的零件，一般工序的劃分方法有以下幾種： 1刀具集中分序法 這種方法就是按所用刀具來(lái)劃分工序，用同一把刀具加工完成所有可以加工的部位，然后再換刀。這種方法可減少不

30、必要的定位誤差。 2粗、精加工分序法 根據(jù)零件的形狀、尺寸精度等因素，按粗、精加工分開(kāi)的原則，先粗加工，再半精加工，最后精加工。 3加工部位分序法 即先加工平面、定位面，再加工孔；先加工形狀簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度比較低的部位，再加工精度比較高的部位。 4安裝次數(shù)分序法 以一次安裝完成的那一部分工藝過(guò)程作為一道工序。這種劃分方法適用于工件的加工內(nèi)容不多，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。,確定加工順序,數(shù)控銑削加工順序安排得合理與否，將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，結(jié)合定位及夾緊的需要綜合考慮，重點(diǎn)應(yīng)保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變

31、形。加工順序的安排應(yīng)遵循下列原則： 1基面先行原則 用作精基準(zhǔn)的表面，要首先加工出來(lái)。因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。 2先粗后精原則 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工，逐步提高加工表面的加工精度，減小加工表面粗糙度。 3先主后次原則 先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。 4先面后孔原則 對(duì)于箱體、支架類零件，平面輪廓尺寸較大，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。 5先內(nèi)后外原則 即先進(jìn)行內(nèi)型腔加工，后進(jìn)行外形加工。,確定進(jìn)給加工路線,逆銑、順銑的確定,1.逆銑與順銑的概念 銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工作臺(tái)

32、（工件）進(jìn)給方向相反時(shí)稱為逆銑，相同時(shí)稱為順銑，如圖所示。,逆銑與順銑,2逆銑與順銑的特點(diǎn),逆銑的特點(diǎn),逆銑時(shí)（見(jiàn)上圖(a)），刀具從已加工表面切入，切削厚度從零逐漸增大；刀齒在已加工表面上滑行、擠壓，使這段表面產(chǎn)生嚴(yán)重的冷硬層，下一個(gè)刀齒切入時(shí)， 又在冷硬層表面滑行、擠壓，不僅使刀齒容易磨損，而且使工件的表面粗糙度增大。同時(shí)，刀齒垂直方向的切削分力向上，不僅會(huì)使工作臺(tái)與導(dǎo)軌間形成間隙，引起振動(dòng)，而且有把工件從工作臺(tái)上挑起的傾向，因此需較大的夾緊力。但逆銑時(shí)刀齒從已加工表面切入，不會(huì)造成從毛坯面切入而打刀；加之其水平切削分力與工件進(jìn)給方向相反，使銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給的絲杠與螺母?jìng)鲃?dòng)面始終是右側(cè)面

33、抵緊（見(jiàn)上圖(c)），不會(huì)受絲杠螺母副間隙的影響，銑削較平穩(wěn)。,順銑時(shí)（見(jiàn)上圖(b)），刀具從待加工表面切入，切削厚度從最大逐漸減小為零，切入時(shí)沖擊力較大； 刀齒無(wú)滑行、 擠壓現(xiàn)象，對(duì)刀具耐用度有利；其垂直方向的切削分力向下壓向工作臺(tái)，減小了工件上下的振動(dòng)，對(duì)提高銑刀加工表面質(zhì)量和工件的夾緊有利。但順銑的水平切削分力與工件進(jìn)給方向一致，當(dāng)水平切削分力大于工作臺(tái)摩擦力（例如遇到加工表面有硬皮或硬質(zhì)點(diǎn)）時(shí)，使工作臺(tái)帶動(dòng)絲杠向左竄動(dòng)，絲杠與螺母?jìng)鲃?dòng)副右側(cè)面出現(xiàn)間隙（見(jiàn)上圖(d)），硬點(diǎn)過(guò)后絲杠螺母副的間隙恢復(fù)正常（左側(cè)間隙），這種現(xiàn)象對(duì)加工極為不利， 會(huì)引起“啃刀”或“打刀”， 甚至損壞夾具或機(jī)床。

34、,順銑的特點(diǎn),上述逆銑與順銑是對(duì)銑刀中心線與銑削平面空間平行而言，如臥式數(shù)控銑床銑削工件上平面； 對(duì)銑刀中心線與銑削平面垂直的平面銑削，則銑刀在銑削過(guò)程中逆銑與順銑同時(shí)存在，如圖所示。,3逆銑、順銑的選擇 當(dāng)工件表面有硬皮、機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)有間隙時(shí)，應(yīng)選用逆銑。因逆銑時(shí)，刀齒從已加工表面切入的，不會(huì)崩刃，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙不會(huì)引起振動(dòng)和爬行，因此粗銑時(shí)盡量采用逆銑。當(dāng)工件表面無(wú)硬皮、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)無(wú)間隙時(shí)，應(yīng)選用順銑。因?yàn)轫樸娂庸ず螅慵砻尜|(zhì)量好，刀齒磨損小，因此精銑時(shí)，應(yīng)盡量采用順銑。一般精銑采用順銑。 在機(jī)床主軸正向旋轉(zhuǎn)，刀具為右旋銑刀時(shí)，順銑正好符合左刀補(bǔ)（即g41），逆銑正好符合右刀補(bǔ)（

35、即g42）。所以，一般情況下，精銑用g41建立刀具半徑補(bǔ)償，粗銑用g42建立刀具半徑補(bǔ)償。,加工工藝路線,在確定數(shù)控銑削加工路線時(shí)，應(yīng)遵循如下原則：保證零件的加工精度和表面粗糙度；使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率；使節(jié)點(diǎn)數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量；最終輪廓一次走刀完成。,1.銑削平面類零件的加工路線 銑削平面類零件外輪廓時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削。為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，對(duì)刀具的切入和切出程序需要精心設(shè)計(jì)。,（1）銑削外輪廓的加工路線 銑削平面零件外輪廓刀具切入工件時(shí)，應(yīng)避免沿零件外輪廓的法向切入，而應(yīng)沿切削起始點(diǎn)的延長(zhǎng)線切向逐漸切入工件，保證零

36、件曲線的平滑過(guò)渡，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕。在切離工件時(shí)，也應(yīng)避免在切削終點(diǎn)處直接抬刀，要沿著切削終點(diǎn)延伸線逐漸切離工件。如下圖5-28所示。 當(dāng)用圓弧插補(bǔ)方式銑削外整圓時(shí)，如下圖5-29所示，要安排刀具從切向進(jìn)入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點(diǎn)處2直接退刀，而應(yīng)讓刀具沿切線方向多運(yùn)動(dòng)一段距離，以免取消刀補(bǔ)時(shí)，刀具與工件表面相碰，造成工件報(bào)廢。,圖5-28 外輪廓加工刀具 的切入和切出,圖5-29 外輪廓加工刀具 的切入和切出,（2）銑削內(nèi)輪廓的加工路線 銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時(shí)，若內(nèi)輪廓曲線允許外延，則應(yīng)沿切線方向切入切出。若內(nèi)輪廓曲線不允許外延（如下圖5-30所示），則刀具只能沿內(nèi)輪

37、廓曲線的法向切入切出，并將其切入、切出點(diǎn)選在零件輪廓兩幾何元素的交點(diǎn)處。當(dāng)內(nèi)部幾何元素相切無(wú)交點(diǎn)時(shí)，為防止刀補(bǔ)取消時(shí)在輪廓拐角處留下凹口,刀具切入、切出點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離拐角，如下圖5-31所示。 當(dāng)用圓弧插補(bǔ)銑削內(nèi)圓弧時(shí)，也要遵循從切向切入、切出的原則，最好安排從圓弧過(guò)渡到圓弧的加工路線，提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量，如下圖5-32所示。,圖5-30 內(nèi)輪廓加工刀 具的切入和切出,圖5-32 內(nèi)輪廓加工刀 具的切入和切出,圖5-31 無(wú)交點(diǎn)內(nèi)輪廓加工刀具的切入和切出,（3）銑削內(nèi)槽的加工路線 所謂內(nèi)槽是指以封閉曲線為邊界的平底凹槽，一般用平底立銑刀加工，刀具圓角半徑應(yīng)符合內(nèi)槽的圖紙要求。如圖所示為加工

38、內(nèi)槽的三種進(jìn)給路線，分別為用行切法和環(huán)切法加工內(nèi)槽。所謂“行切法”加工，即刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，行間距按零件加工精度要求而確定。兩種進(jìn)給路線都能切凈內(nèi)腔中的全部面積，不留死角，不傷輪廓，同時(shí)盡量減少重復(fù)進(jìn)給的搭接量。行切法的進(jìn)給路線比環(huán)切法短，但行切法將在每?jī)纱芜M(jìn)給的起點(diǎn)與終點(diǎn)間留下殘留面積，達(dá)不到所要求的表面粗糙度；環(huán)切法獲得的表面粗糙度好于行切法，但環(huán)切法需要逐次向外擴(kuò)展輪廓線，刀位點(diǎn)計(jì)算較復(fù)雜。采用圖c所示先用行切法切去中間部分余量，最后用環(huán)切法環(huán)切一刀光整輪廓表面，能使進(jìn)給路線較短，并獲得較好的表面粗糙度。,2銑削曲面輪廓的進(jìn)給路線 銑削曲面時(shí)，常用球頭銑刀采用“行切法

39、”進(jìn)行加工。對(duì)于邊界敞開(kāi)的曲面加工，可采用兩種加工路線。如圖所示發(fā)動(dòng)機(jī)大葉片，當(dāng)采用圖a所示的加工方案時(shí)，每次沿直線加工，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序少，加工過(guò)程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。當(dāng)采用圖b所示的加工方案時(shí)，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度較高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開(kāi)的，沒(méi)有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭銑刀應(yīng)由邊界外開(kāi)始加工。,資料四 找正裝夾方案及夾具選擇,裝夾方案,夾具選擇,1數(shù)控銑削零件定位基準(zhǔn)選擇,（1）所選基準(zhǔn)應(yīng)能保證零件定位準(zhǔn)確，力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差； （2）所選基準(zhǔn)與各加工部位

40、間的各個(gè)尺寸計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少數(shù)控編程中的計(jì)算工作量； （3）所選基準(zhǔn)應(yīng)能保證圖紙各項(xiàng)加工精度要求。,選擇數(shù)控銑削零件定位基準(zhǔn)應(yīng)遵循如下原則： （1）盡量選擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)； （2）當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不能重合且加工面與其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又不能在一次安裝內(nèi)同時(shí)加工時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析裝配圖紙，確定該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)功能，通過(guò)尺寸鏈的計(jì)算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的公差范圍，確保加工精度； （3）當(dāng)無(wú)法同時(shí)完成包括設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在內(nèi)的全部表面加工時(shí)，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； （5）批量加工時(shí)，零件定位基準(zhǔn)

41、應(yīng)盡可能與建立工件坐標(biāo)系的對(duì)刀基準(zhǔn)重合； （6）必須多次安裝時(shí)應(yīng)遵從基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。,裝夾方案,2數(shù)控銑削零件的找正裝夾,當(dāng)數(shù)控銑削零件較復(fù)雜、加工面較多時(shí)，需要經(jīng)過(guò)多道工序的加工，其位置精度取決于工件的找正裝夾方式和裝夾精度。數(shù)控銑削零件常用的找正裝夾方法如下：,(1) 直接找正裝夾 用劃針、百分表或千分表等工具直接找正工件位置并加以?shī)A緊的方法稱直接找正裝夾法。此法生產(chǎn)率低，精度取決于工人的技術(shù)水平和測(cè)量工具的精度，一般只用于單件或小批生產(chǎn)，如下圖5-35所示。,（a）按工件平面上 劃線找正后裝夾,(b) 找正虎鉗后裝夾工件,（c）用百分表或千分表找正裝夾,（d）用靠表找正定位塊后， 工件靠緊

42、定位塊裝夾,圖5-35 直接找正裝夾,(2) 劃線找正安裝 先用劃針畫(huà)出要加工表面的位置，再按劃線用劃針找正工件在機(jī)床上的位置并加以?shī)A緊。由于劃線既費(fèi)時(shí)，又需要技術(shù)高的劃線工，所以一般用于批量不大，形狀復(fù)雜而笨重的工件或低精度毛坯的加工，如圖所示。,劃線找正裝夾,(3) 用夾具裝夾 將工件直接安裝在夾具的定位元件上的方法稱叫夾具裝夾法。這種方法安裝迅速方便，定位精度較高而且穩(wěn)定，生產(chǎn)率較高，廣泛用于中批生產(chǎn)以上的生產(chǎn)類型。 用夾具裝夾工件的方法有如下優(yōu)點(diǎn)： 工件在夾具中的正確定位，是通過(guò)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。因此，不再需要找正便可將工件夾緊。 由于夾具預(yù)先在機(jī)床上

43、已調(diào)整好位置，因此，工件通過(guò)夾具相對(duì)于機(jī)床也就占有了正確的位置。,（4）常見(jiàn)數(shù)控銑削零件定位、找正、裝夾示例,直接找正后用壓板裝夾工件,找正定位塊后，工件靠緊 定位塊用壓板裝夾工件,（a）連桿蓋工序圖,(b)一面兩銷定 位后夾緊工件,連桿蓋用“一面兩銷”的定位與夾緊,（a）直接找正后用壓板裝夾工件,(b) 找正3個(gè)定位塊后，工件靠緊 定位塊用壓板裝夾工件,直接找正裝夾工件與用找正后的定位塊靠緊裝夾工件,夾具選擇,1數(shù)控銑削對(duì)夾具的基本要求,（1）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，夾具要做得盡可能敞開(kāi)，因此夾緊機(jī)構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)構(gòu)元件不

44、能與數(shù)控銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過(guò)程中發(fā)生碰撞。如圖所示，用立銑刀銑削零件的六邊形，若用壓板壓住工件的凸臺(tái)面，則壓板易與銑刀發(fā)生干涉，若夾壓工件上平面，就不影響進(jìn)給。 （2）為保持零件安裝方位與機(jī)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(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝。 （3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。 （4）夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，裝卸方便，夾緊可靠，輔助時(shí)間盡量短。,2數(shù)控銑削常用夾具,(1) 通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來(lái)裝夾不同工件的夾具，如虎鉗、平口臺(tái)虎鉗、銑削用自定心三爪卡盤(pán)、銑削用四爪卡盤(pán)、分度盤(pán)、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和萬(wàn)能分度頭等。這類夾具主要用于單件小批

45、生產(chǎn)。 如圖5-42所示。,（a）虎鉗,（b）平口臺(tái)虎鉗,圖5-42 通用夾具,（c）銑削用自定心三爪卡盤(pán),（f）數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái),（e）分度盤(pán),（d）銑削用四爪卡盤(pán),圖5-42 通用夾具,圖5-42 通用夾具,（g）萬(wàn)能分度頭及其裝夾示例,(2)氣動(dòng)或液壓夾具 氣動(dòng)或液壓夾具是指采用氣動(dòng)或液壓夾緊工件的夾具。氣動(dòng)或液壓夾具適用于生產(chǎn)批量較大，采用其他夾具又特別費(fèi)工、費(fèi)力的工件，能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率，但此類夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)往往較高，而且制造周期較長(zhǎng)。,(3)多工位夾具 多工位夾具可以同時(shí)裝夾多個(gè)工件，減少換刀次數(shù)，也便于一邊加工，一邊裝卸工件，有利于縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，適用于

46、中批量生產(chǎn)。,(4) 專用銑削夾具 專用銑削夾具是指專為某一工件或類似幾種工件而設(shè)計(jì)制造的專用夾具，其結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。,5）螺栓壓板組合夾具 螺栓壓板組合夾具是指以螺栓和壓板為主，輔以墊塊和支承板、彎板等壓緊工件，一般以數(shù)控銑床工作臺(tái)面或在工作臺(tái)面墊上等高塊作為主要定位面，可隨意組合的夾具，一般用于單件小批生產(chǎn)或尺寸較大、形狀特殊的零件裝夾加工，如圖所示。用螺栓壓板組合夾具裝夾工件時(shí)，一般采用直接找正或劃線找正裝夾工件。,3夾具選擇,數(shù)控銑削夾具選擇應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)： 1）單件小批量生產(chǎn)時(shí)，優(yōu)先選用通用夾具和螺栓壓板組合夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用

47、； 2）成批生產(chǎn)時(shí)，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間，減少輔助時(shí)間； 4）為滿足數(shù)控銑削加工精度，要求夾具定位、夾緊精度高； 5）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工，即夾具要敞開(kāi)，其定位、夾緊元件不能影響加工中的走刀； 6）為提高數(shù)控銑削加工的效率，批量較大的零件加工可采用氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具。,資料五 刀具選擇,1數(shù)控銑削刀具的基本要求,（1）銑刀剛性要好 一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過(guò)程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。在數(shù)控銑削中，因銑刀剛性較差而斷刀并造成工件損傷的事例是常有的，所以

48、解決數(shù)控銑刀的剛性問(wèn)題是至關(guān)重要的。 （2）銑刀的耐用度要高 尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損較快，就會(huì)影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀引起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)，也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階，降低了工件的表面質(zhì)量。,2常用數(shù)控銑刀種類,數(shù)控銑削刀具要根據(jù)被加工零件的材料、幾何形狀、表面質(zhì)量要求、熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量等，選擇剛性好、耐用度高的刀具。常用數(shù)控銑削刀具要：面銑刀、立銑刀、模具銑刀、鍵槽銑刀、球頭銑刀、鼓形銑刀、成型銑刀和鋸片銑刀等。,（1）面銑刀,面銑刀如下圖5-44所示，面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。

49、面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒為高速鋼或硬質(zhì)合金。 硬質(zhì)合金面銑刀與高速鋼銑刀相比，銑削速度較高，加工表面質(zhì)量也較好，并可加工帶有硬皮和淬硬層的工件，應(yīng)用較廣泛。硬質(zhì)合金面銑刀按刀片和刀齒的安裝方式不同，可分為整體焊接式、機(jī)夾-焊接式和可轉(zhuǎn)位式三種。目前主要為可轉(zhuǎn)位式面銑刀。 面銑刀主要用于面積較大的平面銑削和較平坦的立體輪廓多坐標(biāo)加工，主偏角kr=90的面銑刀還可以加工小臺(tái)階，如下圖5-45所示。粗齒銑刀用于粗加工；細(xì)齒銑刀用于平穩(wěn)條件的銑削加工；密齒銑刀用于薄壁鑄鐵件的加工。,圖5-44 面銑刀,圖5-45 面（盤(pán)）銑刀加工示例,（2）立銑刀,立銑刀也可稱為圓柱銑刀，是數(shù)控銑加工中最常用的

50、一種銑刀，如圖5-47和圖5-48所示，廣泛用于加工平面類零件。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刀為副切削刃。主切削刃一般為螺旋齒，這樣可以增加切削平穩(wěn)性，提高加工精度。立銑刀按端部切削刃的不同可分為過(guò)中心刃和不過(guò)中心刃兩種，過(guò)中心刃立銑刀可直接軸向進(jìn)刀，不過(guò)中心刃立銑刀由于端面中心處無(wú)切削刃，所以它不能作軸向進(jìn)刀，端面刃主要用來(lái)加工與側(cè)面相垂直的底平面。 直徑較小的立銑刀一般制成帶柄的形式。2 20 mm的立銑刀為直柄；6 63 mm的立銑刀為莫氏錐柄； 25 80 mm的立銑刀為724錐柄，直徑大于40 160 mm的立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。,圖5

51、-48 立銑刀,圖5-47 立銑刀,高速鋼立銑刀,硬質(zhì)合金立銑刀,（3）模具銑刀,模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，它是加工金屬模具型面的銑刀的通稱?？煞譃椋?1） 圓錐形立銑刀（圓錐半角3、5、7、10） 2）圓柱形球頭立銑刀 3）圓錐形球頭立銑刀 高速鋼模具銑刀和硬質(zhì)合金模具銑刀，如圖5-49和圖5-50所示。,圖5-49 高速鋼模具銑刀,圖5-50 硬質(zhì)合金模具銑刀,（b）圓柱形球頭立銑刀,（a）圓錐形立銑刀,（c）圓錐形球頭立銑刀,（4）鍵槽銑刀,鍵槽銑刀如圖所示，它有兩個(gè)刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既像立銑刀，又像鉆頭。利用鍵槽銑刀加工時(shí)，先軸向進(jìn)給達(dá)到槽深，然后沿鍵槽方向

52、銑出鍵槽全長(zhǎng)。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀直徑d222 mm，錐柄鍵槽銑刀直徑d1450 mm。,圖5-51 鍵槽銑刀,（5）球頭銑刀,球頭銑刀適用于加工空間曲面零件，有時(shí)也用于平面類零件較大的轉(zhuǎn)接凹圓弧的補(bǔ)加工。如圖所示。,圖5-53球頭銑刀,球頭銑刀加工空間曲面零件常用的走刀方式如圖所示,（6）鼓形銑刀,圖示是一種典型的鼓形銑刀，它的切削刃分布在半徑為r的圓弧面上，端面無(wú)切削刃。加工時(shí)控制刀具上下位置，相應(yīng)改變刀刃的切削部位，可以在工件上切出從負(fù)到正的不同斜角。r越小，鼓形銑刀所能加工的斜角范圍越廣，但所獲得的表面質(zhì)量也越差。這種刀具的缺點(diǎn)是刃磨困難，切削條件差， 而且不適于加工有底的輪廓

53、表面。鼓形銑刀主要用于對(duì)變斜角類零件的變斜角面進(jìn)行近似加工。,（7）成型銑刀,成型銑刀一般都是為特定的工件或加工內(nèi)容專門設(shè)計(jì)制造的，適用于加工平面類零件的特定形狀(如角度面、凹槽面等)，也適用于特形孔或臺(tái)，圖示的是幾種常用的成型銑刀。,（8）鋸片銑刀,鋸片銑刀可分為中小型規(guī)格的鋸片銑刀和大規(guī)格鋸片銑刀（gb613085），數(shù)控銑和加工中心主要用中小型規(guī)格的鋸片銑刀。鋸片銑刀主要用于大多數(shù)材料的切槽、切斷、內(nèi)外槽銑削、組合銑削、缺口實(shí)驗(yàn)的槽加工、齒輪毛坯粗齒加工等。如圖所示。,3數(shù)控銑削刀具典型加工表面,數(shù)控銑削刀具典型加工表面如圖所示。,4銑刀類型的選擇,銑刀類型的選擇原則如下： （1）選取刀

54、具時(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)； （2）加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀； （3）加工平面零件周邊輪廓、凹槽、凸臺(tái)和較小的臺(tái)階面應(yīng)選擇立銑刀； （4）加工空間曲面、模具型腔或凸模成形表面等多選用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選用鍵槽銑刀； （5）加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選用鼓形銑刀； （6）加工立體型面和變斜角輪廓外形常采用球頭銑刀、鼓形銑刀； （7）加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應(yīng)選用成形銑刀； （8）加工毛坯表面或粗加工孔可選用鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀。,5銑刀參數(shù)選擇,銑刀參數(shù)的選擇主要應(yīng)考慮零件加工部位的幾何尺寸和刀具的剛性等因素。數(shù)控銑床上使用最多的是可轉(zhuǎn)位面

55、銑刀和立銑刀，因此，下面重點(diǎn)介紹面銑刀和立銑刀參數(shù)的選擇。,應(yīng)根據(jù)工件的材料、刀具材料及加工性質(zhì)的不同來(lái)確定面銑刀的幾何參數(shù)。粗銑時(shí)，銑刀直徑要小些，以減小切削扭矩。精銑時(shí)，銑刀直徑要大些， 盡量包容工件整個(gè)加工寬度，以提高加工精度和效率，減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。 由于銑削時(shí)有沖擊，故面銑刀的前角一般較小，銑削強(qiáng)度和硬度都高的材料還可用負(fù)前角。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磨損，故常取512。因銑削時(shí)沖擊力較大，為了保護(hù)刀尖，硬質(zhì)合金面銑刀的刃傾角常取s-15-5。主偏角r在4590范圍內(nèi)選取，銑削鑄鐵時(shí)取r=45，銑削一般鋼材時(shí)取r=75，銑削帶凸肩的平面或

56、薄壁零件時(shí)取r=90。,（1）面銑刀主要參數(shù)的選擇,（2）立銑刀主要參數(shù)的選擇,一般情況下，為減少走刀次數(shù)， 提高銑削速度和銑削量，保證銑刀有足夠的剛性以及良好的散熱條件，應(yīng)盡量選擇直徑較大的銑刀。但選擇銑刀直徑往往受到零件材料，剛性，加工部位的幾何形狀、尺寸及工藝要求等因素的限制。銑刀的剛性以銑刀直徑d與刃長(zhǎng)l的比值來(lái)表示，一般取dl0.40.5。 當(dāng)銑刀的剛性不能滿足dl0.40.5的條件時(shí)，可采用直徑大小不同的兩把銑刀進(jìn)行粗、精加工。先選用直徑較大的銑刀進(jìn)行粗加工，然后再選用d、l均符合圖樣要求的銑刀進(jìn)行精加工。,資料六 切削用量選擇,銑削的切削用量包括切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃

57、刀量，如圖所示。背吃刀量ap為平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸。端銑時(shí)，ap為切削層深度；而圓周銑時(shí)，ap為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量ae為垂直于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸。端銑時(shí)，ae為被加工表面寬度； 而圓周銑削時(shí)，ae為切削層深度。,(a） 圓周銑,(b） 端銑,1選擇背吃刀量（端銑）或側(cè)吃刀量（圓周銑）,背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決定。 從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選取背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。 （1）在工件表面粗糙度值要求為ra12.525m時(shí)，如果園周銑削的加工余量小于5mm，端銑的加工余量小于6mm，粗銑一次進(jìn)

58、給就可以達(dá)到要求。但在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，應(yīng)分兩次進(jìn)給完成。 （2）在工件表面粗糙度值要求為ra3.212.5m時(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑后留0.51.0mm余量，在半精銑時(shí)切除。 （3）在工件表面粗糙度值要求為ra0.83.2m時(shí)，可分粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.52.0mm；精銑時(shí)圓周銑側(cè)吃刀量取0.20.4mm，面銑刀背吃刀量取0.30.5 mm。,進(jìn)給速度f(wàn)是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移，單位為mmmin。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進(jìn)給量fz(單位為mmz)的關(guān)系為： f

59、=znfz 每齒進(jìn)給量fz的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，fz越?。环粗畡t越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀。工件表面粗糙度要求越高，fz就越小。每齒進(jìn)給量的確定可參考表5-4選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取小值。轉(zhuǎn)速n則與切削速度和機(jī)床的性能有關(guān)。所以，切削進(jìn)給速度應(yīng)根據(jù)所采用機(jī)床的性能、刀具材料和尺寸、被加工零件材料的切削加工性能和加工余量的大小來(lái)綜合地確定。,2選擇切削進(jìn)給速度f(wàn),在確定工作進(jìn)給速度時(shí)，要注意下面這些特殊情況。 （1）在高速進(jìn)給的輪廓加工中，由于工藝系統(tǒng)的慣性， 在輪廓的拐角處易產(chǎn)生“欠切”（

60、即切外凸表面時(shí)在拐角處少切了一些余量）和“過(guò)切” （即切內(nèi)凹表面時(shí)在拐角處多切了一些金屬而損傷了零件的表面）現(xiàn)象，如圖所示。避免“欠切”和“過(guò)切”的辦法是在接近拐角時(shí)減速，過(guò)了拐角后再加速，即在拐角處前后采用變化的進(jìn)給速度。,（2）加工圓弧段時(shí)，由于圓弧半徑的影響，切削點(diǎn)的實(shí)際進(jìn)給速度vt并不等于選定的刀具中心進(jìn)給速度vf。由下圖可知，加工外圓弧時(shí)，切削點(diǎn)的實(shí)際進(jìn)給速度為 即vtvf。而加工內(nèi)圓弧時(shí)，由于 即vtvf，如果rr，則切削點(diǎn)的實(shí)際進(jìn)給速度將變得非常大，有可能損傷刀具或工件。因此，這時(shí)要考慮到圓弧半徑對(duì)工作進(jìn)給速度的影響。,銑削的切削速度vc與刀具的耐用度、每齒進(jìn)給量、背吃刀量、側(cè)吃