第3章數(shù)控銑削加工工藝(教案10)_第1頁
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第3章數(shù)控銑削加工工藝3.2數(shù)控銑削加工工藝的制訂3.3典型零件的數(shù)控銑削加工工藝

3.2.5切削用量的選擇

銑削的切削用量包括切削速度、進給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量,如圖3-23所示。背吃刀量ap為平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸,單位為mm。端銑時,ap為切削層深度;而圓周銑時,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量的切削層尺寸,單位為mm。端銑時,ae為被加工表面寬度;而圓周銑削時,ae為切削層深度。圖3-23銑削切削用量(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)(1)當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ra12.5~25μm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(dá)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,

可分兩次走刀完成。

(2)當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ra3.2~12.5μm時,銑削可分粗銑和半精銑兩個階段進行。粗銑時背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑時留0.5~1.0mm余量,在半精銑時切除。(3)當(dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra0.8~3.2μm時,銑削可分粗銑、半精銑、精銑三個階段進行。半精銑時背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5~2.0mm;精銑時圓周銑的側(cè)吃刀量取0.3~0.5mm,

面銑刀的背吃刀量取0.5~1.0mm。

2.選擇進給速度

進給速度分快進(空行程進給速度)、工進(包括切入、切出和切削時的工作進給速度)的進給速度。為提高工效,減少空行程時間,快進的進給速度盡可能高一些,一般為機床允許的最大進給速度。工進的進給速度vf與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進給量fz(單位為mm/齒)的關(guān)系為vf=fzzn

(3-1)在確定工作進給速度時,要注意下面這些特殊情況。(1)在高速進給的輪廓加工中,由于工藝系統(tǒng)的慣性,在輪廓的拐角處易產(chǎn)生“超程”(即切外凸表面時在拐角處少切了一些余量)和“過切”(即切內(nèi)凹表面時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3-24所示。避免“超程”和“過切”的辦法是在接近拐角時減速,過了拐角后再加速,

即在拐角處前后采用變化的進給速度。

圖3-24拐角處的超程和過切(a)

超程

;

(b)

過切

圖3-25切削圓弧的進給速度

(2)加工圓弧段時,由于圓弧半徑的影響,切削點的實際進給速度vT并不等于選定的刀具中心進給速度vf。由圖3-25可知,加工外圓弧時,切削點的實際進給速度為即vT<vf。

而加工內(nèi)圓弧時,

由于

即vT>vf,如果R≈r,則切削點的實際進給速度將變得非常大,有可能損傷刀具或工件。因此,這時要考慮到圓弧半徑對工作進給速度的影響。

3.選擇切削速度vc

單從理論上講,確定背吃刀量、進給量后,為提高生產(chǎn)率,切削速度應(yīng)該是越大越好,因為這樣可以避開積屑瘤生成的速度,獲得較低的表面粗糙度。但實際上,由于機床、刀具等的限制,切削速度一般只能控制在100~200m/min的范圍內(nèi)。銑削的切削速度計算公式為(3-2)

從式(3-2)可以看出,銑削的切削速度與刀具耐用度T、每齒進給量fz、背吃刀量ap、側(cè)吃刀量ae以及銑刀齒數(shù)z成反比,而與銑刀直徑d成正比。這是因為:(1)當(dāng)fz、ap、ae和z增大時,刀刃負(fù)荷增加,同時工作齒數(shù)也增多,使切削熱增加,刀具磨損就會加快,從而限制了切削速度的提高。(2)刀具耐用度的提高使允許使用的切削速度降低,但是加大銑刀直徑d則可改善散熱條件,

因而可提高切削速度。

4.選擇主軸轉(zhuǎn)速n

主軸轉(zhuǎn)速n可根據(jù)選取的切削速度vc通過式求得,得到的主軸轉(zhuǎn)速n應(yīng)圓整到機床說明書中的標(biāo)準(zhǔn)值。3.3典型零件的數(shù)控銑削加工工藝

3.3.1樣板零件的數(shù)控銑削加工工藝

圖3-26所示的樣板零件,其材料為45鋼。該樣板零件在數(shù)控銑削加工中有一定的代表性,加工時,在保證質(zhì)量的前提下,應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率并降低成本,因此不一定全部都由數(shù)控機床加工,簡單的表面應(yīng)該由普通機床來完成。下面說明其加工工藝。

圖3-26樣板零件圖

1.零件圖工藝分析

對于該零件的工藝分析,主要從結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和技術(shù)要求、定位基準(zhǔn)及毛坯等方面進行。該零件形狀較簡單,為軸對稱圖形;零件尺寸標(biāo)注齊全、無誤;尺寸精度要求不高,均在IT11~IT10級內(nèi),全部表面粗糙度均為Ra6.3μm,無熱處理要求。但該零件輪廓有多處要換向進給,每當(dāng)坐標(biāo)移動換向時(由正→負(fù)或由負(fù)→正),都可能帶入因機床磨損而產(chǎn)生的機械間隙,加工中要注意反向間隙補償。

2.確定加工方案

該零件結(jié)構(gòu)形狀簡單,尺寸精度要求不高,除外形輪廓由數(shù)控銑床完成外,其余前、后平面及¢15+0.070mm孔均用普通機床加工。無論是普通機床加工還是數(shù)控銑床加工,由于表面粗糙度均為Ra6.3μm,因而都需要通過粗、精加工來完成。

3.確定裝夾方案

在普通銑床上加工時,可采用劃線找正的方法定位,用機用平口鉗裝夾。在數(shù)控銑床上加工時,單件生產(chǎn)可以¢15+0.070mm孔作為定位基準(zhǔn),配以帶螺紋的定位銷進行定位和壓緊。在加工過程中,應(yīng)注意及時更換壓緊部位及裝卡的位置,以保證加工過程穩(wěn)定進行。若為批量生產(chǎn),可以采用專用夾具,即以¢15+0.070mm孔定位兼壓緊,且在零件下部分的負(fù)y軸上選擇適當(dāng)?shù)奈恢勉@一個工藝孔(圖3-27中的虛線孔),并將該工藝孔作為第二個定位孔,以滿足準(zhǔn)確而可靠的定位。

4.確定加工順序按先面后孔、先粗后精的原則,確定其加工順序為在普通銑床上完成前后平面、定位孔¢15+0.070mm的加工;然后在數(shù)控銑床上粗、精加工外形輪廓。詳細(xì)加工順序見表。

5.確定走刀路線

如圖3-27所示,精銑輪廓時,以O(shè)點為坐標(biāo)系原點和對刀點,起刀點和終刀點為P0(-65,-95)。刀具從P1點切入零件,然后沿著點劃線上箭頭的方向進行加工,最后回到P0點。圖3-27精銑樣板輪廓的走刀路線

6.選擇刀具

雖然該零件的尖角處允許留有刀具半徑圓角,但仍應(yīng)盡量減小刀具半徑對尖角的影響。因此,在精銑時,

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