項(xiàng)目四數(shù)控銑削加工基礎(chǔ)

1、項(xiàng)目四任務(wù) 數(shù)控銑削加工基礎(chǔ)任務(wù)描述：1. 掌握數(shù)控銑削加工工藝特點(diǎn)2. 理解數(shù)控銑削加工工藝主要內(nèi)容3. 了解常見數(shù)控銑床的加工范圍4. 能夠根據(jù)毛坯材料、工件輪廓形狀的復(fù)雜程度制定加工工藝5. 理解加工工序安排、工件加工路線的確定。6. 掌握加工用量確定的因素。任務(wù)分析： 了解常見數(shù)控銑床的加工范圍，掌握數(shù)控銑削零件工藝分析包括（數(shù)控銑削加 工工藝特點(diǎn)、 數(shù)控銑削加工工藝主要內(nèi)容、 零件圖與工藝卡位基準(zhǔn)的確定、 加工方 案的確定、對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)、走刀路線的確定）及數(shù)控銑削刀具與切削用量；數(shù)控 銑削刀具與工件的夾持。一、 數(shù)控銑削零件工藝分析1.1 數(shù)控銑削加工的零件類型1. 平面類零件2.

2、 直紋曲面類零件3. 立體曲面類零件1.2 數(shù)控銑削加工工藝特點(diǎn)1. 對零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復(fù)雜，或難以控制 尺寸的零件，如模具類零件、殼體類零件。2. 能加工用通用銑床加工難以觀察、測量和控制進(jìn)給的零件，如用數(shù)學(xué)表達(dá)式 描繪的復(fù)雜曲線類零件以及三維空間曲面類零件。3. 加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。4. 采用數(shù)控銑削或能成倍提高生產(chǎn)率， 大大減輕體力勞動強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容。5. 生產(chǎn)效率高。 一般可省去劃線、 中間檢驗(yàn)等工作， 通常也可省去復(fù)雜的工裝， 減少對零件的安裝、調(diào)整等工作，能過選用最佳工藝線路和切削用量，有效的減少 加工中的輔助時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率。6

3、. 從切削原理上講，無論是端銑還是周銑都屬于斷續(xù)切削方式，因此對刀具要 求較高，要求刀具具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性。1.3 數(shù)控銑削加工工藝主要內(nèi)容 概括起來數(shù)控銑削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. 制訂零件的數(shù)控銑削加工工藝時(shí)，應(yīng)該考慮，數(shù)控銑床的工藝范圍比普通銑 床寬，但其價(jià)格較普通銑床高得多，因此，選擇數(shù)控銑削加工內(nèi)容時(shí)，應(yīng)從實(shí)際需 要和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面考慮。3. 分析被加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，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. 計(jì)數(shù)控銑削加

4、工工序。如選取零件的定位基準(zhǔn)，夾具方案的確定、劃分工步、 選取刀具、確定切削用量等。5. 調(diào)整數(shù)控銑削加工工序的程序。選取對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，確定刀具補(bǔ)償，確定 加工路線。6. 處理數(shù)控銑床上的部分工藝指令。1.4 零件圖與工藝卡1、零件圖樣的工藝性分析 下面列舉出一些經(jīng)常遇到的工藝性問題作為對零件圖進(jìn)行工藝性分析的要點(diǎn)來 加以分析與考慮。（ 1）圖紙尺寸的標(biāo)注方法是否方便編程？構(gòu)成工件輪廓圖形的各種幾何元素的條 件是否充要？各幾何元素的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）是否明確？ 有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸？等等。（ 2）零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保

5、證？（ 3）內(nèi)槽及緣板之間的內(nèi)轉(zhuǎn)接圓弧是否過小?（ 4）零件銑削面的槽底圓角或腹板與緣板相交處的圓角半徑r 是否太大？（ 5）零件圖中各加工面的凹圓弧 （R與 r）是否過于零亂，是否可以統(tǒng)一？（ 6）零件上有無統(tǒng)一基準(zhǔn)以保證兩次裝夾加工后其相對位置的正確性？（ 7）分析零件的形狀及原材料的熱處理狀態(tài)， 會不會在加工過程中變形？哪些部 位最容易變形？2、填寫數(shù)控加工技術(shù)文件（1）數(shù)控編程任務(wù)書（2）數(shù)控加工工序卡片（3）數(shù)控刀具卡片（4）數(shù)控加工程序單3、典型零件數(shù)控銑削工藝分析（1）零件圖工藝分析（2）選擇設(shè)備（3）確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式（4）確定加工順序及走刀路線（5）刀具的選擇（如表

6、 4-1 ）（6）切削用量的選擇表 4-1 加工刀具卡片產(chǎn)品名稱和代號×××零件名稱 槽形凸輪零件圖序號刀號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面1T0118 硬質(zhì)合金立銑刀1粗銑凸輪槽內(nèi)外輪廓2T0220 硬質(zhì)合金立銑刀1精銑凸輪槽內(nèi)外輪廓編制×××審核 ×××批準(zhǔn)7）填寫數(shù)控加工工序卡片單位名稱扶溝職教中心產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號×××槽形凸輪×××序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備場地×××××螺旋壓板加

7、工中心數(shù)控實(shí)訓(xùn)室步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/r m·in進(jìn)給速度/mm·min背吃刀量/mm1來回銑削，逐漸加深銑削深度T0118800802粗銑凸輪槽內(nèi)輪廓T0118700803粗銑凸輪槽外輪廓T0118700804精銑凸輪槽內(nèi)輪廓T022012001205精銑凸輪槽外輪廓T02201200120編制×× 審核批準(zhǔn)年月 日共頁第頁1 5 對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)1、對刀點(diǎn)的選擇對刀點(diǎn)的選擇原則是：? 便于數(shù)學(xué)處理和簡化程序編制；? 在機(jī)床上找正容易，加工中便于檢查；? 引起的加工誤差?。?、換刀點(diǎn)的選擇16 走刀路線的確定確定走刀路線時(shí)應(yīng)注意以下幾

8、點(diǎn)：1、求最短加工路線2、最終輪廓一次走刀完成3、選擇合理的切入切出方向4、選擇使工件在加工后變形小的路線 確定加工路線的總原則是：在保證零件加工精度和表面質(zhì)量的條件下，盡量縮短加工 路線，以提高生產(chǎn)率。二、 數(shù)控銑削刀具與切削用量1.1 數(shù)控銑削常用刀具數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、 高效和自動化程度高的特點(diǎn)， 一般包括通用刀具、 通用連接刀柄及少量專用刀柄。數(shù)控刀具的分類有多種方法。一、根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：1. 整體式；2. 鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；3. 減震式刀具；4. 內(nèi)冷式刀具；5. 特殊型式，如復(fù)合式刀具，可逆攻螺紋刀具等。二、根據(jù)制造刀

9、具所用的材料可分為：1. 高速鋼刀具；2. 硬質(zhì)合金刀具；3. 金剛石刀具；4. 立方氮化硼刀具；5. 陶瓷刀具等；6. 涂層刀具等。三、按切削工藝可分為：1. 車削刀具（詳看數(shù)控車床）2. 銑削刀具（ 1）面銑刀 如圖 4-1 所示，面銑刀圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切 削刃。 因面銑刀尺寸一般較大， 很少做成整體式， 多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼 或硬質(zhì)合金，刀體為 40Cr。硬質(zhì)合金面銑刀與高速鋼面銑刀相比，銑削速度較高、加工效率高、加工表面質(zhì)量好， 并可加工帶有硬皮和淬硬層的工件， 所以得到廣泛的應(yīng)用， 多用來加工零件上較大的平面結(jié) 構(gòu)。圖 4-1 各種類型面銑刀

10、（ 2）立銑刀 立銑刀是數(shù)控加工中用的最多的一種銑刀， 分整體式和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片式， 結(jié)構(gòu)如圖 4-2 所示。 立銑刀圓柱表面的切削刃為主切削刃， 端面上的切削刃為副切削刃， 主 切削刃一般為螺旋齒， 可增加切削過程中的平穩(wěn)性， 提高加工精度。 由于普通立銑刀端面中 心處無切削刃，所以立銑刀不能作軸向進(jìn)給。a）整體式立銑刀通常，小規(guī)格（ 4 16mm）立銑刀制成整體式，而 16mm以上的立銑刀制成焊接式或機(jī) 夾可轉(zhuǎn)位式。整體立銑刀的結(jié)構(gòu)如圖 4-3 所示。b）機(jī)夾式立銑刀圖 4-2 立銑刀圖 4-3 整體式立銑刀的結(jié)構(gòu)（ 3）模具銑刀 模具銑刀是由立銑刀演變而來的，分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭

11、立銑 刀和圓錐形球頭立銑刀等幾種。刀柄有直柄、削平型直柄和莫式錐柄三種。如圖 4-4 所示， 該種刀具大多用來加工各種模具型腔及曲面， 一般圓周及球面部分都有切削刃， 可作徑向和 軸向進(jìn)給。圖 4-4 模具銑刀（ 4）鍵槽銑刀 鍵槽銑刀結(jié)構(gòu)上類似于立銑刀，通常有兩個(gè)刀齒，圓柱面和端面都有切 削刃， 端面切削刃延伸至中心， 加工過程中既像立銑刀， 又像鉆頭如圖 4-5 所示。 加工時(shí)先 軸向進(jìn)給至槽深，然后沿長度方向銑出鍵槽全長。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀的直徑 d=2 22mm，錐柄鍵槽銑刀的直徑 d=14 50mm。圖 4-5 鍵槽立銑刀3. 鉆、絞削刀具包括鉆頭、鉸刀。(一) 麻花鉆 麻花

12、鉆主要由柄部、頸部和工作部分組成如圖46 所示。工作部分又可分為切削部分和導(dǎo)向部分。 切削部分有兩個(gè)主切削刃和副切削刃， 兩個(gè)前面和后面， 兩個(gè)刃帶和一個(gè)橫刃 組成，擔(dān)負(fù)全部切削工作。 工作部的導(dǎo)向部起導(dǎo)向和備磨作用， 容屑槽做成螺旋形以利導(dǎo)屑。 柄部是鉆頭的夾持部分， 用于傳遞扭矩。 頸部是柄部和工作部分的連接部分， 并作為磨外徑 時(shí)砂輪退刀和打印標(biāo)記處，小直徑的鉆頭不做頸部。麻花鉆修磨要求：a. 頂角為 118°± 2。b. 孔緣處的后角為 10° -14 °。c. 橫刃斜角為 50°-55 °。d. 兩主切削刃長度以及和鉆頭軸心

13、線組成的兩個(gè)角要相等。e. 兩個(gè)主后刀面要刃磨光滑。提示： 標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆雖然只刃磨二個(gè)主后刀面和修磨橫刃， 但在刃磨以后要保證頂角、 橫刃斜角 以及兩主切削長短相等，左右等高。圖- 麻花鉆的結(jié)構(gòu)圖(二)鉸刀(1) 鉸刀的結(jié)構(gòu)： 鉸刀由工作部分、 頸部和柄部組成， 它的工作部分由切削部分、 校準(zhǔn)部分、 圓柱部分、倒錐部分組成如圖 4所示(2) 分類：按使用方式分為，手用鉸刀、機(jī)用鉸刀，機(jī)用鉸刀用于成批生產(chǎn)時(shí)在機(jī)床上鉸削 普通材料，難加工材料的孔。(3) 鉸刀的切削過程： 鉸削的過程是把切削、擠壓和磨擦相結(jié)合的過程。a. 切削過程：余量較小，一般為 0.050.2mm 。b. 起切削作用的前角為負(fù)，

14、因而產(chǎn)生擠刮作用。c. 經(jīng)受擠刮作用的已加工表面強(qiáng)性恢復(fù)， 又受到校準(zhǔn)部分后角為 0o 的刃帶擠壓與磨擦。圖 4-6 鉸刀結(jié)構(gòu)圖4. 鏜削刀具 數(shù)控銑床上用的鏜孔刀具與數(shù)控車床上用的內(nèi)孔刀具在結(jié)構(gòu)上是相似的， 只是 刀柄結(jié)構(gòu)有所差異，通常數(shù)控銑床上用的鏜刀大部分為圓柱直柄鏜刀，如圖 4-8 所示。 數(shù)控加工過程中除用到以上刀具外，有時(shí)還用到一些成型刀具。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對刀具耐用、 穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到 廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%40%，金屬切除量占總數(shù)的 80% 90%。圖 4-8 鏜孔刀具5. 銑削刀具的選擇：1）銑刀類型的選擇 銑刀類型應(yīng)

15、與被加工工件的尺寸與表面形狀相適應(yīng)， 加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀； 加 工凸臺、 凹槽及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀； 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；加工曲面可采用球頭銑刀；加工曲面較平坦的部位可采用環(huán)形銑刀；加工空間曲面、 模具型腔或凸模成形表面多采用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀。2）銑刀參數(shù)的確定面銑刀粗銑時(shí)刀具直徑應(yīng)小些， 精銑時(shí)， 銑刀直徑應(yīng)大些，盡量包容整個(gè)加工寬度。立銑刀應(yīng)根據(jù)工件的材料、 刀具的加工性質(zhì)選擇合適的刀具參數(shù) （直徑、 前角、后角、長度等）。1.2 銑削刀具選用原則 被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據(jù) . ：1、加工曲面類零件時(shí)，為了保

16、證刀具切削刃與加工輪廓在切削點(diǎn)相切而避免刀刃與工 件輪廓發(fā)生干涉，一般采用球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀。2、銑較大平面時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤 形銑刀。3、銑小平面或臺階面時(shí)一般采用通用銑刀。4、銑鍵槽時(shí)，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀。5、孔加工時(shí)，可采用鉆頭、鏜刀等孔加工類刀具。1.3 切削用量計(jì)算1、切削速度( vc) 切削刃選定點(diǎn)相對于工件主運(yùn)動的瞬時(shí)速度稱為切削速度。單位為 m/min Vc = D n /1000D 為刀具直徑Vc 一般需要查切削手冊得到2、進(jìn)給量( f)單位： mm/r 或 mm/ 行 進(jìn)給速

17、度 F(單位為 mm/min)F=fzZnFz 為每齒進(jìn)給量 Z 為刀具齒數(shù)3、背吃刀量( ap) 背吃刀量是已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，其單位為 mm ap=(dw dm)/21.4 銑削切削用量的確定 以下為加工時(shí)的選擇切削用量的參考條件： 切削用量的選擇粗加工時(shí) ap,f,盡量大，然后選擇最佳的切削速度 ,vc 精加工時(shí)：合適的 ap ，較小的 f ，較高的 vc 背吃刀量的選擇粗加工( Ra1080) 一次進(jìn)給盡量多地切除余量 半精加工( Ra1.2510) 選取 0.52mm 精加工( Ra0.321.25 ) 選取 0.10.4mm 進(jìn)給量的選擇粗加工 根據(jù)實(shí)際情況，如振動，噪音精加工 根據(jù)表面粗糙度三 、 數(shù)控銑削刀具與工件的夾持1.1 銑削立銑刀數(shù)控銑床的刀具由三部分組成刀柄、刃具和頸部如圖4-9 所示。圖 4-9 立銑刀的組成立銑刀的形狀如上圖所示， 由刀刃部、 安裝在機(jī)床上的刀柄以及連接刀刃與刀柄的頸部 三部分