畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）典型零件的數(shù)控銑削加工

1、鄭 州 信 息 科 技 職 業(yè) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題 目 典型零件的數(shù)控銑削加工系 別 機(jī)械電子工程系 專 業(yè) 機(jī)械制造 班 級(jí) 機(jī)械072 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 日 期 2009年 11月10日 前 言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是為了讓我們更清楚地理解怎樣確定零件的加工方案，為我們即將走上工作崗位的畢業(yè)生打基礎(chǔ)，最后，讓我們?cè)跀?shù)控機(jī)床上加工出該零件達(dá)到圖紙要求。 數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用給傳統(tǒng)的制造業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來(lái)了深刻的變化。也給傳統(tǒng)的機(jī)械，機(jī)電專業(yè)的人才帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。 隨著我國(guó)綜合國(guó)力的進(jìn)一步加強(qiáng)和加入世貿(mào)組織。我國(guó)經(jīng)濟(jì)全面與國(guó)際接軌，并逐步成為全球制造中心，我國(guó)企業(yè)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代化數(shù)控

2、技術(shù)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)控技術(shù)是制造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，集成化的基礎(chǔ)，是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率不可少的物資手段。 畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們畢業(yè)生更好的熟悉典型零件的加工工藝，學(xué)會(huì)分析零件，并進(jìn)行零件的加工，最終完成一個(gè)合格的零件，為走上工作崗位打下基礎(chǔ)。目 錄一、任務(wù)內(nèi)容4二、任務(wù)技術(shù)要求4三、匯總相關(guān)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)41.數(shù)控銑削加工特點(diǎn) 4 2.確定加工路線時(shí)應(yīng)遵守以下原則53.尺寸精度的影響因素 54.形位精度的影響因素 55.薄壁零件銑削66.零件幾何尺寸的處理方法 67.刀具半徑補(bǔ)償修調(diào)78.順銑與逆銑的選擇79.切削用量的確定810.精加工余量的確定 911.確定刀具切入切出路線1012.任意角度倒角和

3、倒圓1013.確定最短加工路線1114.合理選用切削液1315.機(jī)用虎鉗的找正及安裝 1316.試切對(duì)刀14四、典型零件加工工藝，程序編制及加工161設(shè)備及工具選用162零件圖紙分析173零件的加工工藝分析174零件的裝夾方案確定185零件加工所用刀具及切削用量選用186工件原點(diǎn)及零件幾何要素確定197制定數(shù)控加工工藝卡片及刀具卡片198數(shù)控加工程序編制 209試切加工及注意事項(xiàng) 25結(jié)束語(yǔ)26致謝26參考文獻(xiàn)27一、任務(wù)內(nèi)容試在數(shù)控銑床上完成如圖5-1所示工件的編程與加工（已知材料為45#鋼，毛坯尺寸為7878200.03）。要求：零件的各加工技術(shù)要求符合圖紙要求。圖1-1 零件圖紙繪制零件

4、圖形二、任務(wù)技術(shù)要求技術(shù)要求如下：（1）以小批量生產(chǎn)條件編程；（2）不準(zhǔn)用砂布及銼刀等修飾表面；（3）加工精度及表面質(zhì)量符合圖紙要求；注：（1）毛坯材料：45#鋼,調(diào)質(zhì)處理；（2）毛坯尺寸：7878200.03。三、匯總相關(guān)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)1.數(shù)控銑削加工特點(diǎn) 對(duì)零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈話性好，能加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的零件，如模具類、殼體類零件等。能加工普通機(jī)床無(wú)法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線類零件以及三維空間曲面類零件。能加工一次裝夾定位后，需進(jìn)行多道工序加工的零件。如可對(duì)零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、攻螺紋、銑端面、挖槽等多道工序的加工。加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。生

5、產(chǎn)自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高。從切削原理上講，端銑和周銑都屬于斷續(xù)切削方式，不像車削那樣連續(xù)切削，因此對(duì)刀具的要求較高，刀具應(yīng)具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性。在干式切削狀況下，還要求刀具具有良好的紅硬性。2.確定加工路線時(shí)應(yīng)遵守以下原則 確定加工路線應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求，并保證高的加工效率。 為提高生產(chǎn)效率，在確定加工路線時(shí)，應(yīng)使加工路線最短，刀具空行程時(shí)間最少。 所確定的加工路線應(yīng)當(dāng)能夠減少編程工作量，以及編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的工作量。 在使用以上原則的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)考慮零件的加工余量，機(jī)床的加工能力等問(wèn)題。3.尺寸精度的影響因素銑削加工過(guò)程中產(chǎn)生尺寸精度降低的原因是多方面的，在實(shí)

6、際加工過(guò)程中，造尺寸精度降低的原因見(jiàn)表1.1表1.1 數(shù)控銑尺寸精度降低原因分析影響因素序號(hào)產(chǎn)生原因工件裝夾與校正1工件裝夾不牢固，加工過(guò)程中產(chǎn)生松動(dòng)與振動(dòng)2工件校正不正確刀具及使用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刀具剛性差，刀具加工過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)加工6切削深度過(guò)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(guò)大或過(guò)小9切削用量選擇不當(dāng)，導(dǎo)致切削力、切削熱過(guò)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4.形位精度的影響因素零件的形位精度有各加工表面與基準(zhǔn)面的垂直度、平

7、行度以及對(duì)稱度等。在零件輪廓的加工過(guò)程中，造成形位精度降低的可能原因見(jiàn)表1.2。表1.2 數(shù)控銑形位精度降低原因分析影響因素序號(hào)產(chǎn)生原因工件裝夾與校正刀具及使用1工件裝夾不牢固，加工過(guò)程中產(chǎn)生松動(dòng)與振動(dòng)2夾緊力過(guò)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及使用4刀具剛性差，刀具加工過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)5對(duì)刀不正確，產(chǎn)生位置精度誤差加工6切削深度過(guò)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(guò)大，而產(chǎn)生工件變形工藝系統(tǒng)8夾具裝夾找正不正確(如本任務(wù)中鉗口找正不正確)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 注：形位

8、精度對(duì)配合精度有直接影響。5.薄壁零件銑削薄壁零件銑削時(shí)變形是多方面的。主要由于裝夾工件時(shí)的夾緊力，切削工件時(shí)的切削力，工件阻礙刀具切削時(shí)產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形，使切削區(qū)溫度升高而產(chǎn)生熱變形。提高薄壁件加工精度和效率的措施如下； 切削力的大小與切削用量密切相關(guān)。從金屬切削原理中可以知道：背吃刀量以，進(jìn)給量，切削速度是切削用量的三個(gè)要素。背吃刀量和進(jìn)給量同時(shí)增大，切削力也增大，變形也大，對(duì)銑削薄壁零件極為不利。減少背吃刀量，增大進(jìn)給量，切削力雖然有所下降，但工件表面殘余面積增大，表面粗糙度值大，使強(qiáng)度不好的薄壁零件的內(nèi)應(yīng)力增加，同樣也會(huì)導(dǎo)致零件的變形。6.零件幾何尺寸的處理方法數(shù)控加工程序是以

9、準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)編制的，零件圖中各幾何元素間的相互關(guān)系(如相切、相交、垂直和平行等)應(yīng)明確，各種幾何元素的條件要充分，應(yīng)無(wú)引起矛盾的多余尺寸或者影響工序安排的封閉尺寸等。例如，如圖1-2所示，由于零件輪廓各處尺寸公差帶不同，那么，用同一把銑刀、同一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值編程加工時(shí)，就很難同時(shí)保證各處尺寸在尺寸公差范圍內(nèi)。這時(shí)要對(duì)其尺寸公差帶進(jìn)行調(diào)整，一般采取的方法是：在保證零件極限尺寸不變的前提下，在編程計(jì)算時(shí)，改變輪廓尺寸并移動(dòng)公差帶，如圖1-2所示的括號(hào)內(nèi)的尺寸，編程時(shí)按調(diào)整后的基本尺寸進(jìn)行，這樣，在精加工時(shí)用同一把刀，采用相同的刀補(bǔ)值，如工藝系統(tǒng)穩(wěn)定又不存在其他系統(tǒng)誤差，則可以保證加工工件的實(shí)際

10、尺寸分布中心與公差帶中心重合，保證加工精度。圖1-2 零件尺寸公差帶的調(diào)整 圖1-3 刀具半徑補(bǔ)償7.刀具半徑補(bǔ)償修調(diào)刀具半徑補(bǔ)償除方便編程外，還可靈活運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)利用同一程序進(jìn)行粗、精加工，即：粗加工刀具半徑補(bǔ)償=刀具半徑+精加工余量精加工刀具半徑補(bǔ)償=刀具半徑+修正量刀具半徑補(bǔ)償如圖1-3所示，刀具直徑為20立銑刀，現(xiàn)零件粗加工后給精加工留余量單邊1.0，則粗加工刀具半徑補(bǔ)償d01的值為： 粗加工后實(shí)測(cè)l尺寸為l+1.98，則精加工刀具半徑補(bǔ)償d11值應(yīng)為： 則加工后工件實(shí)際l值為l-0.03。8.順銑與逆銑的選擇如圖1-4所示，根據(jù)刀具的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向間的相互關(guān)系，數(shù)控銑削分為順

11、銑和逆銑兩種。在刀具正轉(zhuǎn)的情況下，刀具的切削速度方向與工件的移動(dòng)方向相同，采用左刀補(bǔ)銑削為順銑；刀具的切削速度方向與工件的移動(dòng)方向相反，而采用右刀補(bǔ)銑削為逆銑。采用順銑時(shí)，其切削力及切削變形小，但容易產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。因此，通常采用順銑的加工方法進(jìn)行精加工。而采用逆銑則可以提高加工效率，但由于逆銑切削力大，導(dǎo)致切削變形增加、刀具磨損加快。因此，通常在粗加工時(shí)采用逆銑的加工方法。圖1-4 順銑與逆銑9.切削用量的確定數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削

12、性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本?？傊?，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。(1)切削用量計(jì)算：已知：直徑60，齒數(shù)4，取每齒吃刀量fz=0.06/r，f=40.06=0.24/r，設(shè)切削速度v=80/min 主軸轉(zhuǎn)速n =1000v/d =100080/3.1460 =424rin進(jìn)給量 f = fs =0.24424 =101.76/min(2)我們?cè)谌∏邢饔昧繒r(shí)，可以適當(dāng)變化一些，要根據(jù)加工時(shí)的實(shí)際情況來(lái)調(diào)整。當(dāng)加工精度，表面粗糙度要

13、求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，轉(zhuǎn)速較高一點(diǎn)。刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。(3)鉆削用量的選擇。 鉆頭直徑鉆頭直徑由工藝尺寸確定?？讖讲淮髸r(shí)，可將孔一次鉆出。工件孔徑大于35 時(shí)，若仍一次鉆出孔徑，往往由于受機(jī)床剛度的限制，必須大大減小進(jìn)給量。若兩次鉆出，可取大的進(jìn)給量，既不降低生產(chǎn)效率，又提高了孔的加工精度。先鉆后擴(kuò)時(shí)，鉆孔的鉆頭直徑可取孔徑的5070。進(jìn)給量小直徑鉆頭主要受鉆頭的剛性及強(qiáng)度限制，大直徑鉆頭主要受機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度及工藝系統(tǒng)剛性限制。在條件允許的情況下，應(yīng)取較大的進(jìn)給量，以降低加工成本，提高生產(chǎn)效率。普通麻花鉆鉆削進(jìn)給量可按以下經(jīng)驗(yàn)

14、公式估算選取=(0.010.02)式中，為孔的直徑。直徑小于35 的鉆頭，常用手動(dòng)進(jìn)給。加工條件不同時(shí)，其進(jìn)給量可查閱切削用量手冊(cè)。鉆削速度鉆削的背吃刀量(即鉆頭半徑)、進(jìn)給量及切削速度對(duì)鉆頭耐用度都會(huì)產(chǎn)生影響，但背吃刀量對(duì)鉆頭耐用度的影響與車削不同。當(dāng)鉆頭直徑增大時(shí)，盡管增大了切削力，但鉆頭體積也顯著增加，因而使散熱條件明顯改善。實(shí)踐證明，鉆頭直徑增大時(shí)，切削溫度有所下降。因此，鉆頭直徑較大時(shí)，可選取較高的切削速度。一般情況下，鉆削速度可參考表1.3選取。表1.3 普通高速鋼鉆頭鉆削速度參考值（mmin）工件材料低碳鋼中、高碳鋼合金鋼鑄鐵鋁合金銅合金鉆削速度25302025152020254

15、0702040目前有不少高性能材料制作的鉆頭，其切削速度宜取更高值，可由有關(guān)資料查取。 (4)鉸削用量的選擇。 鉸刀直徑。鉸刀直徑的基本尺寸等于孔的直徑基本尺寸。鉸刀直徑的上下偏差應(yīng)根據(jù)被加工孔的公差、鉸孔時(shí)產(chǎn)生的擴(kuò)張量或收縮量、鉸刀的制造公差和磨損公差來(lái)決定。鉸削余量。粗鉸時(shí)，余量為0.20.6 ；精鉸時(shí)，余量為0.050.2。一般情況下，孔的精度較高鉸削余量越小。進(jìn)給量在保證加工質(zhì)量的前提下，值可取得大些。用硬質(zhì)合金鉸刀加工鑄鐵時(shí)，通常取=0.53r；加工鋼時(shí)，可取=o.32 r。用高速鋼鉸刀鉸孔時(shí)，通常取1r。鉸削速度 鉸削速度對(duì)孔的表面粗糙度ra值影響最大，一般采用低速鉸削來(lái)提高鉸孔質(zhì)

16、量。用高速鋼鉸刀鉸削鋼或鑄鐵孔時(shí)，鉸削速度10mmin；用硬質(zhì)合金鉸刀鉸削鋼或鑄鐵孔時(shí)，鉸削速度為820mmin。10.精加工余量的確定精加工余量的方法主要有經(jīng)驗(yàn)估算法、查表修正法、分析計(jì)算法等幾種。數(shù)控銑床上通常采用經(jīng)驗(yàn)估算法或查表修正法確定精加工余量，其推薦值見(jiàn)表1.4(輪廓指單邊余量，孔指雙邊余量)表1.4 精加工余量推薦值/mm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0.20.4鉸孔高速鋼0.10.2硬質(zhì)合金0.30.6硬質(zhì)合金0.20.3擴(kuò)孔高速鋼0.51.0鏜孔高速鋼0.10.5硬質(zhì)合金1.02.0硬質(zhì)合金0.31.011.確定刀具切入切出路線 銑削零件輪

17、廓時(shí)，為保證零件的加工精度與表面粗糙度要求，避免在切人切出處產(chǎn)生刀具的刻痕，設(shè)計(jì)刀具切人切出路線時(shí)應(yīng)避免沿零件輪廓的法向切人切出。切人工件時(shí)沿切削起始點(diǎn)延伸線或切線方向逐漸切人工件，保證零件曲線的平滑過(guò)渡。同樣，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)延伸線或切線方向逐漸切離工件。對(duì)于二維輪廓加工，如果內(nèi)輪廓曲線不能外延時(shí)，可沿內(nèi)輪廓曲線的法向進(jìn)刀和退刀，進(jìn)刀點(diǎn)和退刀點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點(diǎn)處，如圖1-5所示。對(duì)于型腔的粗銑加工，一般應(yīng)先鉆一個(gè)工藝孔至型腔底面(留一定精加工余量)，并擴(kuò)孔，以便所使用的立銑刀能從工藝孔進(jìn)刀，進(jìn)行型腔粗加工，如圖1-6所示。型腔粗

18、加工方式一般采用從中心向四周擴(kuò)展。銑削內(nèi)槽時(shí)除選擇刀具圓角半徑符合內(nèi)槽的圖紙要求外，為保證零件的表面粗糙度，同時(shí)又使進(jìn)給路線短，可先用行切法切去中間部分余量，最后用環(huán)切法切一刀，既能使總的進(jìn)給路線短，又能獲得較好的表面粗糙度。此外，輪廓加工中應(yīng)避免進(jìn)給停頓，因?yàn)榧庸み^(guò)程中的切削力會(huì)使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生彈性變形并處于相對(duì)平衡狀態(tài)，進(jìn)給停頓時(shí)，切削力突然變小，會(huì)改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，刀具會(huì)在進(jìn)給停頓處的零件輪廓上留下刀痕，影響零件的表面質(zhì)量。 圖1-5沿曲線法向進(jìn)刀和退刀圖 1-6 型腔粗加工方式12.任意角度倒角和倒圓 在任意兩直線插補(bǔ)程序段之間、在直線和圓弧插補(bǔ)或圓弧與直線插補(bǔ)程序段之間、在兩圓弧插補(bǔ)

19、程序段之間可以自動(dòng)地插入倒角和倒圓。 指令格式為： g01 x_y_，c_ ; 拐角倒角 g01 x_y_，r_ ; 拐角圓弧過(guò)渡x、y表示任意兩直線、圓弧插補(bǔ)或圓弧與直線插補(bǔ)的交點(diǎn)坐標(biāo)。c后的值表示倒角起點(diǎn)和終點(diǎn)距假想拐角交點(diǎn)的距離，假想拐角交點(diǎn)即未倒角前的拐角交點(diǎn)，如圖1-6所示；r后的值表示圓角半徑，如圖1-7所示。 圖1-6任意角度倒角 圖1-7 任意角度倒圓上面的指令應(yīng)加在直線插補(bǔ)g01或圓弧插補(bǔ)g02g03程序段的末尾。倒角和拐角圓弧過(guò)渡的程序段可連續(xù)地指定。 使用時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：(1)00組g代碼(除了g04以外)、16組的g68不能與倒角和拐角圓弧過(guò)渡位于同一程序段中，也不能

20、用在連續(xù)形狀的倒角和拐角圓弧過(guò)渡的程序段中；(2)在螺紋加工程序段中不能指定拐角圓弧過(guò)渡；(3)在坐標(biāo)系變動(dòng)(g92或g52g59)，或執(zhí)行返回參考點(diǎn)(g28g30)之后的程序段中不能指定倒角或拐角圓弧過(guò)渡；(4)dnc操作不能使用任意角度倒角和拐角圓弧過(guò)渡。13.確定最短加工路線（1）確定走刀路線時(shí)，在滿足零件加工質(zhì)量的前提下應(yīng)使走刀路線最短，不僅節(jié)省加工時(shí)間，減少刀具空行程時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，也避免機(jī)床磨損消耗和生產(chǎn)成本。實(shí)現(xiàn)進(jìn)給最短進(jìn)給路線，除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時(shí)輔以簡(jiǎn)單的計(jì)算。圖1-8 鉆孔是最短走刀路線設(shè)計(jì)如加工圖1-8(a)所示零件上的孔系。圖1-8(b)所

21、示的走刀路線為先加工完外圈孔后，再加工內(nèi)圈孔。若改用圖1-8(c)所示的走刀路線，減少空刀時(shí)間，則可節(jié)省定位時(shí)間近一倍，提高了加工效率。（2）確定z向(軸向)進(jìn)給路線刀具在z向的進(jìn)給路線分為快速移動(dòng)進(jìn)給路線和工作進(jìn)給路線。刀具先從初始平面快速運(yùn)動(dòng)到距工件加工表面一定距離的r平面，然后按工作進(jìn)給速度進(jìn)行加工。圖1-9(a)所示為加工單個(gè)孔時(shí)刀具的進(jìn)給路線。對(duì)多孔而言，為減少刀具空行程進(jìn)給時(shí)間，加工中間孔時(shí)，刀具不必退回到初始平面，只要退回到r平面上即可，其進(jìn)給路線如圖1-9(b)所示。圖1-9 刀具z向進(jìn)給路線設(shè)計(jì)示例如圖1-10所示，加工不通孔時(shí)，工作進(jìn)給距離為：圖1-10 工作進(jìn)給距離計(jì)算加

22、工通孔時(shí)，工作進(jìn)給距離為： 由于麻花鉆的鉆心角為118，所以：刀具切入、切出距離的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.5。表1.5 刀具切入、切出距離的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)(mm)表面狀態(tài)加工方式已加工表面毛坯表面表面狀態(tài)加工方式已加工表面毛坯表面鉆孔2358鉸孔3558擴(kuò)孔3558銑孔35510鏜孔5558攻螺紋51051014.合理選用切削液用高速鋼刀具，粗加工時(shí)，以水溶液冷卻，主要降低切削溫度；精加工時(shí)，采用中、低加工，選用潤(rùn)滑性能好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液，主要改善已加工表面的質(zhì)量和提高刀具使用壽命。硬質(zhì)合金刀具，粗加工時(shí)，采用低濃度的乳化液或水溶液，必須連續(xù)地、充分地澆注；精加工時(shí)采用的切削液與粗加工時(shí)基本

23、相同，但應(yīng)適當(dāng)提高其潤(rùn)滑性能，在銑削過(guò)程中充分使用切削液不僅減小了切削力，刀具的耐用度得到提高，工件表面粗糙度值也降低了，同時(shí)工件不受切削熱的影響而使其加工尺寸和幾何精度發(fā)生變化，保證了零件的加工質(zhì)量。15.機(jī)用虎鉗的找正及安裝為了使工件合理的固定安裝，就必須先將夾具正確的安裝并固定于機(jī)床的工作上，使平口虎鉗的固定鉗口面平行于機(jī)床的x軸并垂直于工作臺(tái)，使平口虎鉗的底面平行于工作臺(tái)面，也就是保證機(jī)床的主軸垂直于機(jī)床工作臺(tái)。（1）夾具（平口虎鉗）的安裝找正步驟如下圖1-11圖1-11機(jī)用虎鉗的安裝 檢查虎鉗底部的定位鍵是否緊固，定位鍵的定位面是否同一方向安裝；將機(jī)用虎鉗安裝在工作臺(tái)中間的t形槽內(nèi)，

24、鉗口位置居中，并且用手拉動(dòng)機(jī)用虎鉗底盤，使定位鍵向t形槽直槽一側(cè)貼合； 用t形螺栓將機(jī)用虎鉗壓緊在銑床工作臺(tái)面上。（2)機(jī)用虎鉗的找正。先將平口虎鉗用t型螺栓緊固于工作臺(tái)上，松開(kāi)機(jī)用虎鉗上體與轉(zhuǎn)盤底座的緊固螺母，將機(jī)用虎鉗水平回轉(zhuǎn)90，略緊固螺母。用百分表找正，將百分表固定在機(jī)床主軸上，使機(jī)用虎鉗鉗口與銑床x向進(jìn)給方向平行。然后使用手輪移動(dòng)工作臺(tái)和主軸，使表的接觸頭靠上平口虎鉗的固定鉗口面。找正的方法如圖1-12所示。找正時(shí)，注意防止百分表座與連接桿的松動(dòng)，以免影響找正精度。進(jìn)行找正的操作時(shí)，先將百分表測(cè)頭與定鉗口長(zhǎng)度方向的中部接觸，然后移動(dòng)x向，根據(jù)顯示值誤差微量調(diào)整回轉(zhuǎn)角度，直至鉗口與x向

25、平行。移動(dòng)銑床z向，可以校核定鉗口與工作臺(tái)面的垂直度誤差。圖1-12百分表找正16.試切對(duì)刀(1)直接測(cè)量法1）x、y軸測(cè)量（如圖113所示）圖114工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的位置關(guān)系（x、y視圖）d 基準(zhǔn)刀具直徑；x 主軸中心的機(jī)械坐標(biāo)值（工作臺(tái)x向移動(dòng)距離）；y 主軸中心的機(jī)械坐標(biāo)值（工作臺(tái)y向移動(dòng)距離）；工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)值為（xw、yw）xw= x- d/2yw= y- d/22）z軸測(cè)量（如圖115所示）圖116工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的位置關(guān)系（x、z視圖）h 基準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度；z 主軸中心的機(jī)械坐標(biāo)值（主軸z向移動(dòng)距離）；工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)值為（zw）zw= z+h如果不計(jì)刀具長(zhǎng)度則

26、zw= z （一般常用）注：在計(jì)算中我們假設(shè)所有的坐標(biāo)數(shù)值為正值。（2） 操作步驟例：工件毛坯：10010030 mm，刀具直徑16，刀具長(zhǎng)度90 mm。刀具偏移設(shè)置如圖117、圖118所示。圖117 圖118操作步驟如下：1）將工件正確固定于夾具上。2）在jog方式下進(jìn)行裝刀。3）mdi方式下啟動(dòng)主軸。4）移動(dòng)刀具，使刀具與工件x方向（左側(cè)）基準(zhǔn)面相切。5）沿z向提刀，計(jì)算x方向工件原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)值（-252 mm）。6）在位置偏移g54畫面中 偏置設(shè)定內(nèi)輸入-252，按輸入鍵。7）對(duì)y軸與x軸操作方法相同。8）y軸設(shè)定好以后，提刀使刀具端面與工件上表面相切。9）在位置偏移g54（圖1-19

27、）畫面中z偏置內(nèi)輸入-200，按輸入鍵。10）在mdi方式下，輸入g54 g90，按循環(huán)啟動(dòng)鍵，使g54坐標(biāo)值生效。11）手動(dòng)將刀具移動(dòng)到工件坐標(biāo)系x0、y0、z0進(jìn)行刀具檢驗(yàn)。12）如不正確則重復(fù)操作411項(xiàng)。13）如果正確，則將刀具提高，并停止主軸。圖119（fanuc 0i系統(tǒng)）刀具偏移設(shè)置四、典型零件加工工藝，程序編制及加工1.設(shè)備及工具選用機(jī)床：根據(jù)零件的加工需要，本則提高效率的原則來(lái)選擇加工設(shè)備。夾具：根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)性，加工裝夾需要，與其它零件配合加工來(lái)選擇夾具。fanuc 0i-mb數(shù)控銑床平口虎鉗刀具：在加工工件時(shí)，根據(jù)加工需要，盡可能選擇直徑大的刀具或則不同類型的刀具，進(jìn)行一

28、次性加工來(lái)提高加工效率。鉆中心麻花鉆鉸刀面銑刀粗銑刀具精銑刀具量具：在檢測(cè)工件時(shí)，需要配合的零件采用配合方式來(lái)檢測(cè)，不需要配合的部位，根據(jù)的零件的公差來(lái)，選擇合理的測(cè)量工具。游標(biāo)卡尺杠桿百分表深度尺外徑千分尺標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)棒z向設(shè)定器2. 零件圖紙分析該零件主要以內(nèi)輪廓、槽加工為主，零件尺寸主要有直線、圓弧曲線、和直線與直線相交并倒圓角組成的輪廓，此外，該零件還有3個(gè)通孔。零件的形狀尺寸公差要求有外形四方輪廓72 0 -0.03、內(nèi)輪廓形狀尺寸公差有310.03、310.04、40+0.04 0、16 0 -0.03、深5+0.03 0、平行度、零件的薄壁尺寸公差為20.03，通孔3-10h8，內(nèi)外

29、輪廓側(cè)面粗糙度為ra1.6、底面粗糙度為ra3.2，其余表面粗糙度為ra3.6。零件的外形輪廓尺寸，主要靠修正刀具半徑補(bǔ)償值來(lái)保證，零件的加工深度要通過(guò)對(duì)刀的精確度或改變編程尺寸來(lái)保證。比如內(nèi)輪廓深度5+0.03 0，在編寫加工程序時(shí)應(yīng)把加工深度設(shè)定為5.015，這樣便于保證加工的深度要求。對(duì)于小孔的尺寸精度主要由刀具的規(guī)格大小來(lái)保證。3. 零件的加工工藝分析在加工工件時(shí)，加工順序的安排直接影響到工件形位公差的要求，也會(huì)影響到加工的效率。為了滿足工件的加工質(zhì)量和加工效率，在安排工序時(shí)，要進(jìn)行粗精加工，在進(jìn)行粗加工時(shí)，根據(jù)零件的輪廓的要求，盡量選擇直徑較大的刀具來(lái)加工，在進(jìn)行加工時(shí)，為更好的保證

30、加工質(zhì)量，要更換粗加工所使用的刀具。也就是粗精加工分開(kāi)進(jìn)行，粗精加工要選用不同的刀具。另外，為了更好的保證孔的中心距的要求，在加工孔之前應(yīng)選擇中心鉆進(jìn)行孔的定位加工。根據(jù)圖紙輪廓要求，綜合考慮以上技術(shù)要求，首先選用a3中心鉆鉆中心定位孔，再用9.8麻花鉆鉆底孔，接下來(lái)用12立銑刀進(jìn)行內(nèi)、外輪廓的粗加工，加工內(nèi)輪廓下刀時(shí)，以鉆過(guò)的工藝孔為下刀點(diǎn)，然后選用10立銑刀進(jìn)行外輪廓和內(nèi)孔的精加工。最后用10鉸刀來(lái)進(jìn)行孔的精加工。4. 零件的裝夾方案確定該零件的各表面已經(jīng)加工過(guò)，在選擇裝夾方式時(shí)，應(yīng)選擇通用的機(jī)用虎鉗來(lái)進(jìn)行裝夾（如圖1-20所示），這樣就可以即方便又準(zhǔn)確的裝夾工件。工件定位時(shí)，主要以底面和

31、固定鉗口面為定位面，為了保證工件的基準(zhǔn)面有效地與定位基準(zhǔn)面貼合，在裝夾工件時(shí)，用銅棒來(lái)輕敲工件表面，是基準(zhǔn)面更好的貼合，以此來(lái)保證基準(zhǔn)面更好的定位。 注意：在安裝工件時(shí)，注意加工通孔的位置，以防止刀具撞上墊塊。輕敲工件時(shí)，避免工件表面處出現(xiàn)傷痕。在安裝工件時(shí)，應(yīng)使工件高出鉗口面盡量少一些，但必須保證滿足工件的加工要求。一般取工件的（1/3）左右。工件準(zhǔn)確固定位置以后，利用x向、y向、z向運(yùn)動(dòng)的單向運(yùn)行或聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，控制刀具加工中進(jìn)刀、退刀、輪廓逼近、孔成型等運(yùn)動(dòng)。在一次裝夾中，完成零件所有的加工任務(wù)。避免二次裝夾，不易保證零件的加工質(zhì)量。圖1-20 虎鉗裝夾5. 零件加工所用刀具及切削用量選用對(duì)

32、于高效率的金屬切削機(jī)床加工來(lái)說(shuō)，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。刀具的選擇選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容和工件材料等因素。數(shù)控加工不僅要求刀具的精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。在確定刀具的直徑時(shí)，要根據(jù)加工零件的輪廓要素來(lái)選取，避免因刀具大小不合適，影響輪廓的加工質(zhì)量。切削用量的選擇切削用量主要包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、進(jìn)給量(進(jìn)給速度)和背吃刀量。切削用量的大小直接影響機(jī)床性能、刀具磨損、加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。數(shù)控加工中選擇切削用量時(shí)，就是在保證加工質(zhì)

33、量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。6. 工件原點(diǎn)及零件幾何要素確定為使更好的滿足加工要求，在選擇坐標(biāo)原點(diǎn)要求零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位統(tǒng)一，而且便于編寫加工程序，一般幾何對(duì)稱的圖形，坐標(biāo)原點(diǎn)建立在幾何的對(duì)稱中心位置。所以該零件的工件坐標(biāo)原點(diǎn)的設(shè)定，應(yīng)選擇為該加工表面的幾何中心點(diǎn)的位置（如圖5-7所示）。對(duì)于不能直接得出輪廓的基點(diǎn)坐標(biāo)，需要進(jìn)行求解，可以采用計(jì)算機(jī)繪圖求解、列方程求解、幾何三角函數(shù)求解等。采用計(jì)算機(jī)繪圖，操作方便，計(jì)算精度高，出錯(cuò)概率少。我們這里利用cad繪圖求出基點(diǎn)的坐標(biāo)。根據(jù)圖紙的有關(guān)尺幾何寸，結(jié)合有效的編程指令，采用倒角和坐標(biāo)系

34、旋轉(zhuǎn)指令編寫加工程序，只用求得兩輪廓線得交點(diǎn)坐標(biāo)即可編寫程序，由于該零件圖形對(duì)稱，只求出一個(gè)基點(diǎn)的坐標(biāo)表即可，通過(guò)沿伸輪廓可得出交點(diǎn)坐標(biāo)a點(diǎn)和b點(diǎn)（如圖1-21所示），通過(guò)繪圖求得a點(diǎn)的坐標(biāo)為（34，22.69），b點(diǎn)的坐標(biāo)為（11.31，0）圖1-21 坐標(biāo)系設(shè)定及基點(diǎn)計(jì)算7. 制定數(shù)控加工工藝卡片及刀具卡片經(jīng)過(guò)對(duì)零件的工藝分析及切削用量的選用，制定出數(shù)控加工工序卡見(jiàn)表1.6。表1.6數(shù)控加工工序卡學(xué)院實(shí)訓(xùn)中心數(shù)控加工工序卡零件名稱零件圖號(hào)零件材料45#鋼工序號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備數(shù)控銑fanuc -xk714工步號(hào)加工內(nèi)容程序號(hào)刀具名稱刀具規(guī)格長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)長(zhǎng)度補(bǔ)償值半徑補(bǔ)償號(hào)半徑補(bǔ)償值主

35、軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度/min切削深度加工余量13-10定位孔o(hù)0001中心鉆a3h01實(shí)測(cè)12002023-10底孔o(hù)0002麻花鉆9.8h02實(shí)測(cè)600303粗銑外形o0003立銑刀12h03實(shí)測(cè)d036.26008050.24粗銑四方槽o0004立銑刀12h03實(shí)測(cè)d036.26008050.25粗銑內(nèi)輪廓40o0005立銑刀12h03實(shí)測(cè)d036.26008050.26精銑外形o0003立銑刀10h04實(shí)測(cè)d045.070060107精銑四方槽o0004立銑刀10h04實(shí)測(cè)d045.070060108精銑內(nèi)輪廓40o0005立銑刀10h04實(shí)測(cè)d045.0700601093-10孔o(hù)

36、0006鉸刀10h05實(shí)測(cè)15040編制審核批準(zhǔn)第 頁(yè)共 頁(yè)在數(shù)控加工中，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄刀具。選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。數(shù)控刀具卡見(jiàn)表1.7。表1.7數(shù)控刀具卡數(shù)控刀具卡零件名稱零件圖號(hào)材料45#鋼序號(hào)刀具號(hào)刀 具加工內(nèi)容刀具材料名稱規(guī)格數(shù)量長(zhǎng)度半徑換刀方式1t01中心鉆a31實(shí)測(cè)手動(dòng)3-10中心孔硬質(zhì)合金2t02麻花鉆9.81實(shí)測(cè)手動(dòng)3-10底孔高速鋼3t03立銑刀121實(shí)測(cè)6手動(dòng)粗銑內(nèi)外輪廓高速鋼4t04立銑刀101實(shí)測(cè)5

37、手動(dòng)精銑內(nèi)外輪廓高速鋼5t05鉸刀101實(shí)測(cè)手動(dòng)3-10孔高速鋼編制審核批準(zhǔn)第 頁(yè)共 頁(yè)8. 數(shù)控加工程序編制根據(jù)圖樣特點(diǎn)，我們確定工件零點(diǎn)為坯料上表面的對(duì)稱中心，并通過(guò)對(duì)刀設(shè)定零點(diǎn)偏置g54工件坐標(biāo)系。在編寫加工程序時(shí)，要求走刀路線要短，效率要高，要簡(jiǎn)化程序，有一定編程技巧。鉆3-10定位孔（中心孔）加工程序程序說(shuō)明o0001程序名g54g17g80g40g90g69g15初始狀態(tài)g0z100.m3s1200提刀到安全位置，啟動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速g68x0y0r45坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)45度g99g81x-31.y0.z-6.r3.f20g81指令鉆中心孔x0.鉆第二個(gè)中心孔g98 x31鉆第三個(gè)中心孔g80取

38、消鉆孔循環(huán)指令g0z200.g69提刀到安全位置,取消坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)功能m05主軸停止m30程序結(jié)束 鉆3-10底孔（麻花鉆）加工程序程序說(shuō)明o0002程序名g54g17g80g40g90g69g15初始狀態(tài)g0z100.m3s600提刀到安全位置，啟動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速g68x0y0r45坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)45度g99g81x-30.y0.z-23.r3.f30g81指令鉆底孔x0.鉆第二個(gè)底孔g98 x31鉆第三個(gè)底孔g80取消鉆孔循環(huán)指令g0z200. g69提刀到安全位置,取消坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)功能m05主軸停止m30程序結(jié)束 外輪廓銑削（粗加工）加工程序程序說(shuō)明o0003程序名g54g17g80g40g90g69

39、g15初始狀態(tài)g0z100.m3s600提刀到安全位置，啟動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速x-46y-46確定下到位置z2快速接近工件g01z0f80進(jìn)給到工件表面m98p0033l2調(diào)用子程序o0033兩次g0z100提刀到安全位置m05主軸停止m30程序結(jié)束o0033子程序名g91g01z-5增量進(jìn)給下刀5g90g41x-39d3建立刀具左補(bǔ)償y39直線進(jìn)給x39直線進(jìn)給y-39直線進(jìn)給x-46直線進(jìn)給g40y-46取消刀具補(bǔ)償m99返回主程序注：精加工程序參考該程序。粗銑四方槽（粗加工）加工程序程序說(shuō)明o0004程序名g54g17g80g40g90g69g15初始狀態(tài)g0z100.m3s600提刀到安全位置，

40、啟動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速x0y0確定下到位置z2快速接近工件g01z-5f80進(jìn)給下刀x5直線進(jìn)給y5直線進(jìn)給x-5直線進(jìn)給y-5直線進(jìn)給x5直線進(jìn)給y0直線進(jìn)給x15直線進(jìn)給y15直線進(jìn)給x-15直線進(jìn)給y-15直線進(jìn)給x15直線進(jìn)給y0直線進(jìn)給x25直線進(jìn)給y25直線進(jìn)給x-25直線進(jìn)給y-25直線進(jìn)給x25直線進(jìn)給y0直線進(jìn)給g41y-9d3建立刀具左補(bǔ)償g3x34y0r9圓弧切入y34,r6直線進(jìn)給，倒圓角x-34,r6直線進(jìn)給，倒圓角y-34,r6直線進(jìn)給，倒圓角x34,r6直線進(jìn)給，倒圓角y0直線進(jìn)給g3x25y9r9圓弧切出g01g40y0取消刀具補(bǔ)償g0z200.提刀到安全位置m05主軸停

41、止m30程序結(jié)束注：精加工程序參考該程序。粗銑內(nèi)輪廓40（粗加工）加工程序程序說(shuō)明o0005程序名g54g17g80g40g90g69g15初始狀態(tài)g0z100.m3s600提刀到安全位置，啟動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速g68x0y0r45坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)45度x0y0確定下到位置z2快速接近工件g01z-10f80進(jìn)給切削深度x5直線進(jìn)給y5直線進(jìn)給x-5直線進(jìn)給y-5直線進(jìn)給x5直線進(jìn)給y0直線進(jìn)給x0y0返回原點(diǎn)g41x-10y-10d3建立刀具左補(bǔ)償g3x0y-20r10圓弧切入g01x8直線進(jìn)給g69取消旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系x34y-22.69,r6直線進(jìn)給，倒圓角y22.69,r6直線進(jìn)給，倒圓角g68x0y0r4

42、5坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)45度x20直線進(jìn)給y8直線進(jìn)給g69取消旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系x22.69y34,r6直線進(jìn)給，倒圓角x-22.69,r6直線進(jìn)給，倒圓角g68x0y0r45坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)45度y20直線進(jìn)給x-8直線進(jìn)給g69取消旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系x-34y22.69,r6直線進(jìn)給，倒圓角y-22.69,r6直線進(jìn)給，倒圓角g68x0y0r45坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)45度x-20直線進(jìn)給y-8直線進(jìn)給g69取消旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系x-22.69y-34,r6直線進(jìn)給，倒圓角x22.69,r6直線進(jìn)給，倒圓角g68x0y0r45坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)45度y-20直線進(jìn)給x0直線進(jìn)給g3x10y-10r10圓弧切出g01g40x0y0取消刀具補(bǔ)償g0z200. g69提刀到安全位置m05主軸停止m30程序結(jié)束注：精加工程序參考該程序。鉸3-10孔（鉸刀）加工程序程序說(shuō)明o0006程序名g54g17g80g40g90g69g15初始狀態(tài)g0z100.m3s150提刀到安全位置，啟動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速g68x0y0r45坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)45度g99g85x-30.y0.z-23.r5.f40g85指令鉸孔x0鉸第二個(gè)孔g98x31.鉸第三個(gè)孔g80取消鉆孔循環(huán)指令g0z200.提刀到安全位置m05主軸停止m30程序結(jié)束9. 試切加工及注意事項(xiàng)（1）檢驗(yàn)程序1)檢查