《數(shù)控加工工藝核心能力訓(xùn)練》課件第2章

模塊二數(shù)控銑削加工工藝第一節(jié)概述第二節(jié)經(jīng)典實例介紹學(xué)習(xí)目的：了解數(shù)控銑削加工的特點及主要加工對象，掌握數(shù)控銑削加工中的工藝處理。通過典型零件的加工，掌握數(shù)控銑削加工的基本加工工藝，并按照零件圖紙的技術(shù)要求，編制合理的數(shù)控加工工藝。

第一節(jié)概述

數(shù)控銑削加工工藝以普通銑床加工工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)控銑床的特點，綜合運用多方面的知識解決數(shù)控銑削加工過程中面臨的工藝問題，其內(nèi)容包括金屬切削原理與刀具、加工工藝、典型零件加工與工藝性分析等方面的基礎(chǔ)知識和基本理論。1.1數(shù)控銑削加工的主要對象數(shù)控銑削是機械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工方法之一，它除了能銑削普通銑床所能銑削的各種零件表面外，還能銑削普通銑床不能銑削的需要2～5坐標聯(lián)動的各種平面輪廓和立體輪廓。根據(jù)數(shù)控銑床的特點，從銑削加工角度考慮，適合數(shù)控銑削的主要加工對象有以下幾類。1.平面輪廓零件這類零件的加工面平行或垂直于定位面，或加工面與定位面的夾角為固定角度(見圖2-1)。2.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，如圖2-2所示的飛機上的一種變斜角梁椽條。3.曲面類零件加工面為空間曲面的零件稱為曲面類零件(見圖2-3)，如模具、葉片、螺旋槳等。曲面類零件的加工面不能展開為平面。4.孔孔及孔系的加工可以在數(shù)控銑床上進行，如鉆、擴、鉸和鏜等加工。由于孔加工多采用定尺寸刀具，需要頻繁換刀，當(dāng)加工孔的數(shù)量較多時，就不如用加工中心加工方便、快捷。5.螺紋內(nèi)、外螺紋，圓柱螺紋、圓錐螺紋等都可以在數(shù)控銑床上加工。1.2數(shù)控銑削加工工藝的基本特點(1)工序的內(nèi)容復(fù)雜。這是由于數(shù)控銑床比普通銑床價格貴，若只加工簡單工序在經(jīng)濟上不合算，所以在數(shù)控銑床上通常安排較復(fù)雜的工序，甚至是在普通銑床上難以完成的工序。(2)工步的安排更為詳盡。這是因為在普通銑床的加工工藝中不必考慮的問題，如工序內(nèi)工步的安排、對刀點、換刀點及加工路線等，往往是數(shù)控銑床加工工藝的組成部分。1.3數(shù)控銑削加工工藝的主要內(nèi)容數(shù)控銑床加工工藝主要包括如下內(nèi)容：(1)選擇適合在數(shù)控銑床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。(2)分析被加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。(3)確定零件的加工方案，制定數(shù)控銑削加工工藝路線。如劃分工序、安排加工順序，處理與非數(shù)控加工工序的銜接等。(4)數(shù)控銑削加工工序的設(shè)計。如選取零件的定位基準、夾具方案的確定、工步劃分、刀具選擇和確定切削用量等。(5)數(shù)控銑削加工程序的調(diào)整。如選取對刀點和換刀點、確定刀具補償及確定加工路線等。1.4數(shù)控銑削加工工藝的制定工序和裝夾方案的確定1．加工工序的劃分經(jīng)常使用的有以下幾種方法：刀具集中分序法，粗、精加工分序法，加工部位分序法。2．零件裝夾和夾具的選擇在數(shù)控加工中，既要保證加工質(zhì)量，又要減少輔助時間，提高加工效率。因此要注意選用能準確和迅速定位并夾緊工件的裝夾方法和夾具。刀具的選擇1.對刀具的基本要求(1)銑刀剛性要好。(2)銑刀的耐用度要高。2.常用銑刀的種類數(shù)控銑削常用銑刀有：面銑刀、立銑刀、模具銑刀、鍵槽銑刀、鼓形銑刀、玉米銑刀、成形銑刀等。3.銑刀的選擇銑刀類型應(yīng)與被加工工件的表面形狀與尺寸相適應(yīng)。加工較大的平面應(yīng)該選擇面銑刀；加工凹槽、較小的臺階面及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀；曲面加工常采用球頭銑刀；加工曲面較平坦的部位常采用環(huán)形銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成形表面多選用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀；加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選用鼓形銑刀；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；加工毛坯表面或粗加工孔可選擇鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀。數(shù)控銑床上使用最多的是可轉(zhuǎn)位面銑刀和立銑刀。加工順序和進給路線的確定1．加工順序的安排在安排數(shù)控銑削加工工序的順序時應(yīng)注意以下問題：(1)上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。(2)一般先進行內(nèi)形內(nèi)腔加工工序，后進行外形加工工序。(3)以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進行，以減少重復(fù)定位次數(shù)與換刀次數(shù)。(4)在同一次安裝中進行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工序。2．進給路線的確定1)銑削平面類零件的進給路線銑削平面類零件外輪廓時，一般采用立銑刀側(cè)刃進行切削。為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，對刀具的切入和切出程序需要精心設(shè)計。銑削外表面輪廓時，銑刀的切入和切出點應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線上切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切入零件，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕，保證零件輪廓光滑。銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時，若內(nèi)輪廓曲線允許外延，則應(yīng)沿切線方向切入切出。2)銑削曲面類零件的加工路線(1)直紋面加工。對于邊界敞開的直紋曲面，加工時常采用球頭刀進行“行切法”加工，即刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，行間距按零件加工精度要求確定。(2)曲面輪廓加工。立體曲面加工應(yīng)根據(jù)曲面形狀、刀具形狀以及精度要求采用不同的銑削方法。切削用量的選擇銑削加工的切削用量包括：切削速度、進給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次選擇進給速度，最后確定切削速度。1.背吃刀量ap或側(cè)吃刀量ae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2.進給量f與進給速度vf?的選擇銑削加工的進給量f?(mm/r)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vf(mm/min)是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移量。進給速度與進給量的關(guān)系為vf=nf(n為銑刀轉(zhuǎn)速，單位為r/min)。3.切削速度vc銑削的切削速度vc與刀具的耐用度、每齒進給量、背吃刀量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。

第二節(jié)典實例介紹

2.1簡單平面外輪廓的數(shù)控銑削加工項目任務(wù)書如圖2-4所示平面外輪廓——凸模零件，材料為45鋼，已經(jīng)完成了輪廓粗加工，加工余量較小(單側(cè)約0.2mm)，只需要完成成形部位，即凸臺輪廓的精加工，頂面不需加工。加工工藝分析該零件僅包含了一個平面外形輪廓的加工，構(gòu)成輪廓的基點間各幾何要素輪廓清晰，條件充分。凸臺直徑尺寸要求公差為0.04mm，普通數(shù)控銑床加工即可達到。直徑尺寸的上偏差為0，可直接按基本尺寸編程，精銑時通過調(diào)整刀補來達到公差要求。加工工藝制定1.工件坐標系原點以圓柱頂面，即工件最高面為Z軸原點，以工件頂面對稱中心作為X、Y軸坐標原點。2．工件裝夾工件加工采用平口臺虎鉗裝夾。(1)平口臺虎鉗在機床上的裝夾。(2)工件在平口臺虎鉗上的裝夾。(3)平口臺虎鉗夾緊后，為了保證定位可靠，應(yīng)確保工件的底面與平行墊鐵可靠貼合。3．刀具選擇4．切削用量進給速度vf可根據(jù)工件材料、刀具材料查閱相關(guān)表格并結(jié)合相關(guān)公式計算得到。5．刀具補償半徑補償號取D01，補償值首次可設(shè)為5.1，留有精加工余量，精銑時通過測量粗加工后的直徑尺寸并結(jié)合所要求的尺寸精度計算得到。6．確定工件銑削加工方式及進給路線考慮順銑和逆銑的不同特點，精加工時為獲得好的表面質(zhì)量，采用順銑安排進給路線,即刀具相對于凸臺輪廓沿順時針方向進給。編程與仿真零件仿真加工的走刀軌跡和加工效果如圖2-5所示。2.2圓槽型腔的數(shù)控銑削加工項目任務(wù)書要加工的零件如圖2-6所示，需銑削50mm?×?12mm圓型腔，材料為45鋼，工件外圓及上下表面已加工完畢，尺寸見圖。加工工藝分析圓腔挖空，一般從圓心開始，根據(jù)所用刀具，可以預(yù)鉆一孔，以便于下刀，也可以采用螺旋下刀或坡走下刀。挖腔加工多用立銑刀或鍵槽銑刀，如圖2-7所示。加工工藝制定1.工件坐標系原點由于該工件為對稱圖形，因此以工件上表面與其回轉(zhuǎn)中心線交點為加工坐標系原點。2．工件裝夾采用三爪自定心卡盤裝夾工件。(1)用T形螺栓把三爪自定心卡盤夾緊在工作臺上。(2)三爪自定心卡盤是定心夾緊裝置。(3)為保證加工過程中工件精度達到要求，必須確保工件的定位基準面保持水平。(4)若需要保證外圓表面的精度，卡爪可改用“軟爪”。3．刀具選擇4．切削用量在粗加工時，主要為去除余量，進給速度可取較大值(100～200mm/min)；精加工時，為保證加工精度，進給速度可取小值(30～80mm/min)。5．刀具補償半徑補償號取D01，補償值粗銑時可設(shè)為8.1，留有精加工余量，精銑時通過測量粗加工后的直徑尺寸并結(jié)合所要求的尺寸精度計算而得到。6．確定工件加工方式及進給路線粗加工時，刀具從圓心上方開始，由工件上表面2mm處開始切削，一次Z向切深為2mm。一次銑削后有較大余量，再橫向進給(移動距離為略小于刀具直徑)后按圓弧走刀，最后一圈沿工件輪廓銑削，通過刀補設(shè)置留合適的精加工余量。編程與仿真(1)零件粗銑仿真加工的走刀軌跡和加工效果如圖2-8所示。(2)零件精銑仿真加工的走刀軌跡和加工效果如圖2-9所示。2.3簡單凹槽零件的數(shù)控銑削加工項目任務(wù)書如圖2-10所示零件，毛坯為70mm?×?70mm?×?18mm板材，材料為45鋼，六面已加工過，要求數(shù)控銑出圖中所示的槽，單件生產(chǎn)。加工工藝分析該零件包含了凹槽與外輪廓的加工，槽底平面的表面粗糙度為3.2μm，外輪廓與凹槽側(cè)面的表面粗糙度為6.3μm。帶圓角的凹槽輪廓和圓凸臺輪廓的尺寸公差為對稱公差，可直接按基本尺寸編程，精銑時通過調(diào)整刀補來達到公差要求；凹槽深度尺寸的上偏差為零，不必將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷ΨQ公差，粗銑時深度留適當(dāng)余量，精銑時通過測量修改銑削深度來達到公差要求。加工設(shè)備選擇加工工藝制定1.確定裝夾方案2．刀具選擇3．確定銑削方式和走刀路線4．切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定。5．工步順序及工藝安排(1)粗銑圓形凸臺外輪廓和四角倒圓的正方形凹槽內(nèi)輪廓。(2)精銑圓形凸臺外輪廓和四角倒圓的正方形凹槽內(nèi)輪廓。(3)重復(fù)第(2)步，直到各尺寸精度達到圖中所要求的為止。編程與仿真(1)零件粗銑仿真加工的走刀軌跡和加工效果如圖2-11所示。(2)零件精銑仿真加工的走刀軌跡和加工效果與粗加工完全類似，此處不再列出。2.4簡單外輪廓及十字槽零件的數(shù)控銑削加工項目任務(wù)書加工如圖2-12所示零件，毛坯為80mm?×?80mm?×?23mm方塊料，材料為45鋼，單件生產(chǎn)。加工工藝分析該零件包含了平面、外形輪廓、溝槽的加工，表面粗糙度全部為3.2μm。76mm?×?76mm外形輪廓和56mm?×?56mm凸臺輪廓的尺寸公差為對稱公差，可直接按基本尺寸編程；十字槽中的兩寬度尺寸的下偏差都為零，因此不必將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷ΨQ公差，直接通過調(diào)整刀補來達到公差要求。根據(jù)零件的要求，上、下表面采用立銑刀粗銑→精銑完成；其余表面采用立銑刀粗銑→精銑完成。加工設(shè)備選擇加工工藝制定1.確定裝夾方案該零件為單件生產(chǎn)，且零件外形為長方體，可選用平口虎鉗裝夾?？紤]毛坯高度不夠，裝夾中工件下面需使用平行墊鐵，使加工部位高出鉗口平面。2．選擇刀具3．安排工步順序及工藝4．確定進給路線(1)上、下表面的加工走刀路線如圖2-13所示。(2)底部和凸臺外輪廓的加工走刀路線如圖2-14所示。(3)十字槽的加工走刀路線如圖2-15所示。編程與仿真(1)零件上下表面、外輪廓及十字槽仿真加工的走刀軌跡如圖2-16所示。(2)零件上下表面、外輪廓及十字槽仿真加工的加工效果如圖2-17所示。2.5帶孔凹槽零件的數(shù)控銑削加工項目任務(wù)書加工如圖2-18所示零件，毛坯為100mm?×?100mm?×?45mm長方塊，材料為45鋼，批量生產(chǎn)。加工工藝分析該零件材料為鋼，切削加工性能較好。根據(jù)分析，先粗銑加工四個凹槽后再對其進行精加工，完成后再加工通孔。同時以底面定位，提高裝夾剛度以滿足通孔表面的垂直度要求。加工工藝制定1.確定裝夾方案該零件外形為規(guī)則的長方體，可選用機用平口虎鉗裝夾。2．選擇刀具并確定切削參數(shù)3．安排工步順序及工藝工序設(shè)計如下：(1)準備一個毛坯，四側(cè)面已加工過，長、寬已滿足圖中尺寸要求。(2)粗銑定位基準面(底面)。(4)精銑上表面。(5)粗銑凹槽輪廓。(6)精銑凹槽輪廓。(7)鉆底孔。(8)鉸孔內(nèi)孔表面。編程與仿真此處只列出主要加工工序的仿真走刀軌跡和加工效果。(1)粗銑凹槽的仿真加工走刀軌跡及加工效果如圖2-19所示。(2)精銑凹槽的仿真加工走刀軌跡及加工效果如圖2-20所示。(3)鉆底孔的仿真加工走刀軌跡及加工效果如圖2-21所示。2.6較復(fù)雜的平面孔槽零件的數(shù)控銑削加工項目任務(wù)書加工如圖2-22所示零件(單件生產(chǎn))，毛坯為150mm?×?120mm?×?50mm的長方體，材料為45鋼。四周外輪廓光滑，無需再加工。加工工藝分析該零件外形規(guī)則，其結(jié)構(gòu)主要包括平面、槽、孔系。被加工部分的各尺寸及形位公差、表面粗糙度值等要求一般。由圖2-22可知零件所有加工面的粗糙度均為3.2μm，根據(jù)《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊》可知，先粗銑再精銑便可滿足圖紙表面粗糙度的要求。本題的難點在于保證型腔內(nèi)的尺寸精度，也可以分為粗、精銑削來達到圖紙要求。零件加工要素有平面、曲線、直線、圓弧、腔槽和孔加工。主要加工項目包括頂平面、底平面、型腔形狀及螺紋孔。從零件圖樣分析，孔的直徑為20mm、型腔總寬度為70mm、槽寬為12mm，都標注有尺寸公差，粗加工應(yīng)留合適余量，精加工時通過測量尺寸并修改刀補來達到尺寸精度要求；槽的深度8mm有正公差0.03mm，粗銑時應(yīng)留合適余量，精銑時通過測量并修改切削深度使之達到要求的尺寸精度即可。加工工藝制定1.確定裝夾方案該零件外形規(guī)則，方便裝夾，且是單件生產(chǎn)，采用通用的機用平口虎鉗裝夾即可2．安排加工順序，選擇刀具加工順序的選擇直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原則結(jié)合圖樣分析，對加工工序進行如下安排：(1)銑削粗基準平面。(2)將粗銑過底面的零件翻身裝夾，銑削上表面(先粗后精)。(3)粗銑深8mm的內(nèi)槽。(4)精銑深8mm的內(nèi)槽底面；精銑深8mm的內(nèi)槽側(cè)壁。(5)粗銑深13mm的內(nèi)槽和Φ20mm孔。(6)精銑深13mm的內(nèi)槽和Φ20mm孔。(7)鉆中心孔。(8)鉆M10螺紋底孔。(9)攻M10螺紋。(10)去尖邊毛刺。3.擬定刀具卡4．?dāng)M定加工工序卡編程與仿真(1)粗銑基準平面(底面)，仿真加工的走刀軌跡及加工效果圖略。(2)銑削上平面，保證厚度尺寸為45mm，仿真加工的走刀軌跡及加工效果圖略。(3)粗銑深8mm的內(nèi)槽，仿真加工的走刀軌跡及加工效果見圖2-23。(4)精銑深8mm內(nèi)槽底面的仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-24所示。(5)精銑深8mm內(nèi)槽側(cè)壁的仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-25所示。(6)粗銑深13mm的內(nèi)槽和Φ20mm孔的仿真加工走刀軌跡及加工效果如圖2-26所示。(7)精銑深13mm的內(nèi)槽和Φ20mm孔的仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-27所示。(8)鉆中心孔仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-28所示。(9)鉆螺紋底孔仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-29所示。(10)攻M10螺紋仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-30所示。2.7較復(fù)雜的凸臺孔槽零件的數(shù)控銑削加工項目任務(wù)書一凸臺孔槽零件——腰形槽底板如圖2-31所示，按單件生產(chǎn)安排其數(shù)控銑削工藝。毛坯尺寸為(100?±?0.027)mm?×?(80?±?0.023)mm?×?20mm；長度方向側(cè)面對寬度側(cè)面及底面的垂直度公差為0.03mm；零件材料為45鋼，表面粗糙度為3.2μm。加工工藝分析該零件包含了外形輪廓、圓形槽、腰形槽和孔的加工，有較高的尺寸精度和垂直度、對稱度等形位精度要求。數(shù)控加工編程前必須詳細分析圖紙中各部分的加工方法及走刀路線，選擇合理的裝夾方案和加工刀具，保證零件的加工精度要求。零件外形輪廓中的50和60.73兩尺寸的上偏差都為零，可不必將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷ΨQ公差，直接通過調(diào)整刀補來達到公差要求；孔尺寸精度和表面質(zhì)量要求較高，并對C面有較高的垂直度要求，需要鉸削加工，并注意以C面為定位基準；圓形槽有較高的對稱度要求，對刀時X、Y方向應(yīng)采用尋邊器碰雙邊，準確找到工件中心。加工工藝制定1.確定裝夾方案零件毛坯形狀規(guī)則，可用機用平口虎鉗裝夾，工件上表面高出鉗口8mm左右,工件下面使用平行墊鐵，但需避開三個通孔的位置，以免孔加工時刀具碰到堅硬的墊鐵而損傷刀具。2．確定加工方案(1)外輪廓的粗、精銑削。(2)加工孔和垂直進刀工藝孔。(3)圓形槽粗、精銑削，采用同一把刀具進行。(4)腰形槽粗、精銑削，采用同一把刀具進行。3.選擇刀具與工藝參數(shù)4.安排具體工藝在工件中心建立工件坐標系，Z軸原點設(shè)在工件上表面。1)外形輪廓銑削(1)去除輪廓邊角料。安裝20mm立銑刀(T01)并對刀，去除輪廓邊角料。(2)粗、精加工外形輪廓。走刀路線參考圖2-32。刀具由P0點下刀，通過P0P1直線建立左刀補，沿圓弧P1P2切向切入，按順時針方向走完輪廓后由圓弧P2P10切向切出，通過直線P10P11取消刀補。粗、精加工采用同一程序，通過設(shè)置刀補值控制加工余量和達到尺寸要求。2)加工3×Φ10mm孔和垂直進刀工藝孔首先安裝中心鉆(T02)并對刀，鉆中心孔；鉆完中心孔后手工換麻花鉆(T03)并對刀，鉆底孔和垂直進刀工藝孔；鉆完3個底孔后換鉸刀(T04)鉸孔。3)圓形槽銑削(1)粗銑圓形槽。(2)半精、精銑圓形槽邊界。4)銑削腰形槽(1)粗銑腰形槽。(2)半精、精銑腰形槽。銑腰形槽走刀路線參考圖2-33。半精、精加工采用同一程序，通過設(shè)置刀補值控制加工余量和達到尺寸要求。編程與仿真主要工序仿真加工的走刀軌跡及加工效果如下。(1)外輪廓精銑仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-34所示。(2)鉆3個中心孔仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-35所示。(3)鉆3?×Φ10mm底孔仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-36所示。(4)鉸3?×Φ10H7孔仿真加工的走刀軌跡及加工效果與上步的鉆孔類似。(5)精銑Φ42mm圓形槽仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-37所示。(6)精銑腰形槽仿真加工的走刀軌跡及加工效果如圖2-38所示。2.8帶曲面的復(fù)雜輪廓板類零件的數(shù)控銑削加工一、項目任務(wù)書加工如圖2-39所示的帶曲面的復(fù)雜板類零件(單件生產(chǎn))，材料為45鋼，毛坯尺寸為160mm?×?120mm?×?35mm，四側(cè)面已加工，高度方向有余量。零件技術(shù)要求：a.未注公差為±0.1mm；b.圓弧曲面誤差不大于±0.05mm；c.去除毛刺。加工工藝分析1.讀圖和審圖(1)該零件毛坯尺寸為160mm×120mm?×?35mm，高度方向有余量5mm，需要銑削上下表面得到零件圖上的高度尺寸30mm。其余四側(cè)面無需加工。(2)零件上有多個加工特征，包括兩個通孔、鍵槽、型腔、四個螺紋孔、曲面凸臺，尺寸標注完整。(3)該零件內(nèi)輪廓及通孔的表面粗糙度為1.6μm，其余為3.2μm，參數(shù)合理便于加工。(4)零件材料為45鋼，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。2.零件結(jié)構(gòu)的工藝性該零件雖然結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，但還是易于加工的。在加工時要特別注意圓弧曲面的加工，4-M10螺紋孔的加工以及內(nèi)輪廓和島嶼的加工。加工工藝制定1.選擇工件坐標系原點根據(jù)圖中各尺寸的標注和加工要求，選擇工件上表面右邊棱邊中點為加工坐標系原點。2.確定裝夾方案該零件毛坯形狀規(guī)則，可用機用平口虎鉗裝夾。因開放型腔和鍵槽的深度為10mm，故安裝時應(yīng)在毛坯高度方向余量去除以后使工件上表面高出鉗口13mm左右。工件下面使用平行墊鐵墊高，需避開兩個通孔的位置，以免孔加工刀具碰到堅硬的墊鐵而損傷。校正固定鉗口的平行度以及工件上表面的平行度，確保精度要求。3.選擇刀具銑刀種類繁多，在使用時要根據(jù)加工部位、表面粗糙度、精度等來選用。本例中銑刀刀具材料選用硬質(zhì)合金，其切削速度比高速鋼高4～10倍，但其沖擊韌性與抗拉強度遠比高速鋼差。麻花鉆和鉸刀選用高速鋼。4.選擇切削用量5.安排工序加工路線安排如下：(1)銑平面：粗精銑下端面→翻轉(zhuǎn)工件→粗精銑上平面。(2)鉆：鉆通孔。(3)鉆：預(yù)鉆Φ20的通孔。(4)鉆：4-M10的螺紋孔。(5)粗銑內(nèi)輪廓及島嶼：粗銑內(nèi)輪廓及島嶼，單邊留余量0.3mm。(6)精銑內(nèi)輪廓及島嶼：精銑內(nèi)輪廓及島嶼外輪廓至尺寸。(7)銑孔：銑Φ32mm的孔至尺寸31.7mm。(8)鏜孔：鏜Φ32mm的孔至尺寸要求。(9)粗銑外輪廓：粗銑外輪廓至尺寸，單邊留余量0.3mm。(10)精銑外輪廓：精銑外輪廓至尺寸。(11)鉸孔：鉸Φ10H7的孔。(12)攻螺紋：攻4-M10螺紋孔。(13)半精銑曲面：半精銑R3倒圓角與R25圓弧曲面，使余量均勻。(14)精銑曲面：精銑R3倒圓角與R25圓弧曲面至尺寸，保證Ra3.2。6．?dāng)M定加工工序卡編程與仿真以下列出主要工序的仿真加工走刀軌跡和加工效果。(1)粗精銑下表面(定位基準面)，仿真加工的走刀軌跡及加工效果圖略。(2)粗精銑上表面，保證高度尺寸30mm及上下表面的平行度，仿真加工的走刀軌跡及加工效果圖略。(3)鉆Φ10H7、Φ32mm、4-M10中心孔，見圖2-40。(4)鉆Φ10H7通孔，見圖2-41。(5)鉆通孔Φ20mm，見圖2-42。(6)鉆4-M10螺紋底孔，見圖2-43。(7)粗精銑內(nèi)輪廓和島嶼，見圖2-44和圖2-45。(8)銑孔Φ32mm至尺寸Φ31.7mm，見圖2-46。(9)鏜孔Φ32mm，保證尺寸精度。(10)粗、精銑零件左邊外輪廓，見圖2-47和圖2-48。(11)鉸Φ10H7的孔，其仿真加工與工序(4)鉆Φ10mm通孔的類似。(12)攻螺紋4-M10，其仿真加工與工序(6)鉆4-M10螺紋底孔的類似。(13)半精銑R3倒圓角與島嶼頂部圓弧曲面，見圖2-49。(14)精銑R3倒圓角與島嶼頂部圓弧曲面，見圖2-50。2.9平面槽形凸輪零件的數(shù)控銑削加工項目任務(wù)書平面凸輪零件是數(shù)控銑削加工中常見的零件之一，其輪廓曲線組成不外乎直線—圓弧、圓弧—圓弧、圓弧—非圓曲線及非圓曲線等幾種。如圖2-51、2-52所示的平面槽形凸輪零件，零件為半成品，材料為HT200鑄鐵，小批量生產(chǎn)。該零件除凸輪槽之外其他工序均已按圖紙技術(shù)要求加工好，要求數(shù)控銑削凸輪槽。加工工藝制定1.確定工件坐標系原點選工件上表面Φ35G7孔中心為加工坐標系原點。2.確定裝夾方案一般大型凸輪可用等高墊塊墊在工作臺上，然后用壓板螺栓在凸輪的孔上壓緊。外輪廓平面盤形凸輪的墊塊要小于凸輪的輪廓尺寸，不與銑刀發(fā)生干涉。對小型凸輪，一般用心軸定位，夾緊即可。設(shè)計一“一面兩銷”專用夾具。用一塊320mm?×?320mm?×?40mm的墊塊，在墊塊上分別精鏜Φ35mm及Φ12mm兩個定位銷安裝孔，孔距為80±0.015mm，墊塊平面度為0.05mm。零件加工前，先找正固定墊塊，使兩定位銷孔的中心連線與機床的X軸平行，墊塊平面要保證與機床工作臺面平行，并用百分表檢查。圖2-53為本例凸輪零件的裝夾方案示意圖。采用雙螺母夾緊，提高裝夾剛性，防止銑削時振動。3.設(shè)計加工工藝路線該平面槽形凸輪零件加工順序按照基面先行、先粗后精的原則確定。因此，應(yīng)先加工用作定位基準的Φ35mm及Φ12mm兩個定位孔和底面X，然后再加工凸輪槽內(nèi)外輪廓表面。加工走刀路線包括平面內(nèi)進給走刀和深度進給走刀兩部分路線。平面內(nèi)的進給走刀，對外凸輪廓從切線方向切入，對內(nèi)凹輪廓從過渡圓弧切入，如圖2-54所示。在兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑床上，銑削平面槽形凸輪深度進給有兩種方法：一種方法是在XZ(或YZ)平面內(nèi)來回銑削逐漸進刀到既定深度；另一種方法是先打一個工藝孔，然后從工藝孔進刀到既定深度。4.選擇刀具及切削用量根據(jù)本例零件結(jié)構(gòu)特點，銑削凸輪槽內(nèi)、外輪廓(即凸輪槽兩側(cè)面)時，銑刀直徑受槽寬限制，同時考慮零件材料(HT200鑄鐵)屬于一般材料，切削加工性能較好，選用Φ18mm硬質(zhì)合金立銑刀。確定主軸轉(zhuǎn)速與進給速度時，通過查銑削加工的切削速度參考值和銑刀每齒進給量參考值相關(guān)表格，確定切削速度與每齒進給量，然后根據(jù)有關(guān)公式計算出主軸轉(zhuǎn)速與進給速度。具體切削用量詳見平面槽形凸輪數(shù)控加工工序卡。