《數(shù)控機(jī)床編程操作》第二版第一章

1、第一章 數(shù)控加工基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)訓(xùn)要點(diǎn)：l 掌握數(shù)控加工工藝分析方法；l 掌握數(shù)控機(jī)床刀具的選用方法；l 掌握一般零件的數(shù)控加工工藝；第一節(jié) 數(shù)控加工的主要內(nèi)容數(shù)控機(jī)床是一種按照輸入的數(shù)字程序信息進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床。數(shù)控加工泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過程。數(shù)控加工技術(shù)是指高效、優(yōu)質(zhì)地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件特別是復(fù)雜形狀零件加工的有關(guān)理論、方法與實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，它是自動(dòng)化、柔性化、敏捷化和數(shù)字化制造加工的基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)集傳統(tǒng)的機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代控制、傳感檢測、信息處理、光機(jī)電技術(shù)于一體，是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的基礎(chǔ)。它的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來了深刻的變化。數(shù)控技術(shù)的水平和普及

2、程度，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家綜合國力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。一般來說，數(shù)控加工涉及數(shù)控編程技術(shù)和數(shù)控加工工藝兩大方面。數(shù)控加工過程包括由給定的零件加工要求（零件圖紙、CAD數(shù)據(jù)或?qū)嵨锬Ｐ停┻M(jìn)行加工的全過程，其主要內(nèi)容如圖1-1所示。數(shù)控編程技術(shù)涉及制造工藝、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)、計(jì)算幾何、微分幾何、人工智能等眾多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，它所追求的目標(biāo)是如何更有效地獲得滿足各種零件加工要求的高質(zhì)量數(shù)控加工程序，以便更充分地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的性能、獲得更高的加工效率與加工質(zhì)量。數(shù)控編程是實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié)，特別是對于復(fù)雜零件加工，編程工作的重要性甚至超過數(shù)控機(jī)床本身。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，由于產(chǎn)品形狀及質(zhì)量信息往往需

3、通過坐標(biāo)測量機(jī)或直接在數(shù)控機(jī)床上測量來得到，測量運(yùn)動(dòng)指令也有賴于數(shù)控編程來產(chǎn)生，因此數(shù)控編程對于產(chǎn)品質(zhì)量控制也有著重要的作用。根據(jù)零件復(fù)雜程度的不同，數(shù)控加工程序可通過手工編程或計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程來獲得。手工編程的具體內(nèi)容，我們放在本書的第四章和第五章介紹。計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程的具體內(nèi)容，我們放在本書的第六章和第七章介紹。第二節(jié) 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控機(jī)床按照工藝用途分為數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控磨床等類型，本書講解三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床與加工中心的工藝特點(diǎn)及零件編程加工要求。一、數(shù)控加工工藝的概念數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用的方法和技術(shù)手段的總和。數(shù)控加工與通用機(jī)床加工相比較，在許多方

4、面遵循的原則基本一致。但由于數(shù)控機(jī)床本身自動(dòng)化程度較高，控制方式不同，設(shè)備費(fèi)用也高，使數(shù)控加工工藝相應(yīng)形成了以下幾個(gè)特點(diǎn)： 1工藝的內(nèi)容十分具體 用普通機(jī)床加工時(shí)，許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與順序安排、刀具的幾何形狀、走刀路線及切削用量等，在很大程度上都是由操作人員根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮而決定的，一般無需工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行過多的規(guī)定。而在數(shù)控加工時(shí)，上述這些具體工藝問題，不僅僅成為數(shù)控工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮的內(nèi)容，而且還必須做出正確的選擇并編入加工程序中。也就是說，本來是由操作人員在加工中靈活掌握并可通過適時(shí)調(diào)整來處理的許多具體工藝問題和細(xì)節(jié)，在數(shù)控加工時(shí)就轉(zhuǎn)

5、變?yōu)榫幊倘藛T必須事先設(shè)計(jì)和安排的內(nèi)容。2工藝的設(shè)計(jì)非常嚴(yán)密數(shù)控機(jī)床雖然自動(dòng)化程度較高，但自適性差。它不能像通用機(jī)床在加工時(shí)可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題，比較靈活自由地適時(shí)進(jìn)行人為調(diào)整。即使現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在自適應(yīng)調(diào)整方面做出了不少努力與改進(jìn)，但自由度也不大。比如說，數(shù)控機(jī)床在鏜削盲孔時(shí)，它就不知道孔中是否已擠滿了切屑，是否需要退一下刀，而是一直鏜到結(jié)束為止。所以，在數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)中必須注意加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)。同時(shí)，在對圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、計(jì)算和編程時(shí)，都要力求準(zhǔn)確無誤，以使數(shù)控加工順利進(jìn)行。在實(shí)際工作中，由于一個(gè)小數(shù)點(diǎn)或一個(gè)正負(fù)號(hào)的差錯(cuò)就可能釀成重大機(jī)床事故和質(zhì)量事故。3注重加工的適應(yīng)性要根

6、據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，正確選擇加工方法和加工內(nèi)容。由于數(shù)控加工自動(dòng)化程度高、質(zhì)量穩(wěn)定、可多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)、便于工序集中，但價(jià)格昂貴，操作技術(shù)要求高等特點(diǎn)均比較突出，加工方法、加工對象選擇不當(dāng)往往會(huì)造成較大損失。為了既能充分發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)，又能達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益，在選擇加工方法和對象時(shí)要特別慎重，甚至有時(shí)還要在基本不改變工件原有性能的前提下，對其形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)等作適應(yīng)數(shù)控加工的修改。 一般情況下，在選擇和決定數(shù)控加工內(nèi)容的過程中，有關(guān)工藝人員必須對零件圖或零件模型作足夠具體和充分的工藝性分析。在進(jìn)行數(shù)控加工的工藝性分析時(shí)，編程人員應(yīng)根據(jù)所掌握的數(shù)控加工基本特點(diǎn)及所用數(shù)控機(jī)床的功能和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，力

7、求把這一前期準(zhǔn)備工作做得更仔細(xì)、更扎實(shí)一些，以便為下面要進(jìn)行的工作鋪平道路，減少失誤和返工、不留遺患。也就是說，數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)必須在程序編制工作開始以前完成，因?yàn)橹挥泄に嚪桨复_定以后，編程才有依據(jù)。工藝方案的好壞不僅會(huì)影響機(jī)床效率的發(fā)揮，而且將直接影響零件的加工質(zhì)量。根據(jù)大量加工實(shí)例分析，工藝設(shè)計(jì)考慮不周是造成數(shù)控加工差錯(cuò)的主要原因之一，因此在進(jìn)行編程前做好工藝分析規(guī)劃是十分必要的。 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)主要包括如下內(nèi)容： （1）選擇適合在數(shù)控機(jī)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，確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。如劃分工序、處理與非數(shù)控

8、加工工序的銜接等。 （3）加工工序、工步的設(shè)計(jì)。如選取零件的定位基準(zhǔn)，夾具、輔具方案的確定、切削用量的確定等。 （4）數(shù)控加工程序的調(diào)整。選取對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，確定刀具補(bǔ)償，確定加工路線。 （5）分配數(shù)控加工中的加工余量。 （6）處理數(shù)控機(jī)床上的部分工藝指令。 （7）首件試加工與現(xiàn)場問題處理。（8）數(shù)控加工工藝文件的定型與歸檔。 不同的數(shù)控機(jī)床，工藝文件的內(nèi)容也有所不同。一般來講，數(shù)控銑床的工藝文件應(yīng)包括： （1）編程任務(wù)書。 （2）數(shù)控加工工序卡片。 （3）數(shù)控機(jī)床調(diào)整單。 （4）數(shù)控加工刀具卡片。 （5）數(shù)控加工進(jìn)給路線圖。 （6）數(shù)控加工程序單。 其中以數(shù)控加工工序卡片和數(shù)控刀具卡片最為重

9、要。前者是說明數(shù)控加工順序和加工要素的文件，后者是刀具使用的依據(jù)。 為了加強(qiáng)技術(shù)文件管理，數(shù)控加工工藝文件也應(yīng)向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向發(fā)展。但目前尚無統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，目前在企業(yè)中，一般是根據(jù)自身的實(shí)際情況來制訂上述有關(guān)工藝文件。二、數(shù)控銑削加工的工藝適應(yīng)性 根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)缺點(diǎn)及國內(nèi)外大量應(yīng)用實(shí)踐，一般可按工藝適應(yīng)程度將零件分為下列3類： 1最適應(yīng)類 （1）形狀復(fù)雜，加工精度要求高，用通用加工設(shè)備無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件； （2）用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件； （3）具有難測量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件； （4）須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、

10、鉸或攻螺紋等多工序的零件。 對于上述零件，可以先不要過多地考慮生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)上是否合理，而首先應(yīng)考慮能不能把它們加工出來，要著重考慮可能性的問題。只要有可能，都應(yīng)把采用數(shù)控加工作為優(yōu)選方案。 2較適應(yīng)類 較適應(yīng)數(shù)控加工的零件大致有下列幾種： （1）在通用機(jī)床上加工時(shí)易受人為因素干擾，零件價(jià)值又高，一旦質(zhì)量失控便造成重大經(jīng)濟(jì)損失的零件； （2）在通用機(jī)床上加工必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件； （3）需要多次更改設(shè)計(jì)后才能定型的零件； （4）在通用機(jī)床上加工需要做長時(shí)間調(diào)整的零件； （5）用通用機(jī)床加工時(shí)，生產(chǎn)率很低或體力勞動(dòng)強(qiáng)度很大的零件。 這類零件在首先分析其可加工性以后，還要在提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效

11、益方面做全面衡量，一般可把它們作為數(shù)控加工的主要選擇對象。 3不適應(yīng)類 （1）生產(chǎn)批量大的零件（當(dāng)然不排除其中個(gè)別工序用數(shù)控機(jī)床加工）； （2）裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件； （3）加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床上無在線檢測系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的零件； （4）必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。 以上零件采用數(shù)控加工后，在生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)性方面一般無明顯改善，更有可能弄巧成拙或得不償失，故一般不應(yīng)作為數(shù)控加工的選擇對象。三、數(shù)控銑削加工零件的工藝性分析 數(shù)控加工工藝性分析涉及內(nèi)容很多，從數(shù)控加工的可能性和方便性分析，應(yīng)主要考慮： 1零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則 1）零件圖上尺

12、寸標(biāo)注應(yīng)符合編程方便的特點(diǎn) 在數(shù)控加工圖上，宜采用以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法，既便于編程，也便于協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測基準(zhǔn)與編程零點(diǎn)的設(shè)置和計(jì)算。圖1-2所示為某元件安裝底板圖，采用坐標(biāo)法標(biāo)注零件尺寸，編程十分方便。 2）構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分 自動(dòng)編程時(shí)要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。在分析零件圖時(shí)，要分析幾何元素的給定條件是否充分，如果不充分，則無法對被加工零件進(jìn)行造型，也就無法編程。 2零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) （1）零件所要求的加工精度、尺寸公差應(yīng)能得到保證。 （2）零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，盡

13、可能減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。 （3）零件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)確保能采用較大直徑的刀具進(jìn)行加工。采用大直徑銑刀加工，能減少加工次數(shù)，提高表面加工質(zhì)量。 如圖l3所示，零件的被加工輪廓面越低、內(nèi)槽圓弧越大，則可以采用大直徑的銑刀進(jìn)行加工。因此，內(nèi)槽圓角半徑R不宜太小，且應(yīng)盡可能使被加工零件輪廓面的最大高度R >0.2H，以獲得良好的加工工藝性。刀具半徑r一般取為內(nèi)槽圓角半徑R的0.80.9倍。 （4）零件銑削面的槽底圓角半徑或腹板與緣板相交處的圓角半徑r不宜太大。由于銑刀與銑削平面接觸的最大直徑d=D2r，其中D為銑刀直徑。因此，當(dāng)D一定時(shí)，圓角半徑r越大，銑刀端刃銑削平面的面積就越小，銑刀端刃

14、銑削平面的能力就越差，效率越低，工藝性也越差，如圖1-4所示。 （5）應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。數(shù)控加工過程中，若零件需重新定位安裝而沒有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致加工結(jié)束后正反兩面的輪廓位置及尺寸的不協(xié)調(diào)。因此，要盡量利用零件本身具有的合適的孔或設(shè)置專門的工藝孔或以零件輪廓的基準(zhǔn)邊等作為定位基準(zhǔn)，保證兩次裝夾加工后相對位置的準(zhǔn)確。四、數(shù)控銑床和加工中心的選用數(shù)控銑床主要有3類：數(shù)控立式銑床、數(shù)控臥式銑床、立臥兩用數(shù)控銑床。數(shù)控立式銑床在數(shù)控銑床中數(shù)量最多，在模具加工中應(yīng)用最為廣泛，常用于中、小型模具的制造，如電視機(jī)前蓋、洗衣機(jī)面板等塑料注射模具成型零件、摩托車汽缸等壓鑄模具及連桿等鍛壓模具。臥式數(shù)控

15、銑床主要用于銑削平面、溝槽和成型表面等，在模具制造中常用于具有深型腔的模具零件銑削，如洗衣機(jī)桶體模具的型腔及冰箱內(nèi)膽的模具型腔等。數(shù)控臥式銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤等方式實(shí)現(xiàn)第四坐標(biāo)、第五坐標(biāo)的加工。這樣不僅可以加工出工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓，而且可以在一次裝夾中，通過轉(zhuǎn)盤改變工位實(shí)現(xiàn)“四面加工”。立臥兩用數(shù)控銑床通過主軸方向的變換，在一臺(tái)機(jī)床上既可以進(jìn)行臥式加工，也可以進(jìn)行立式加工，從而具備立式和臥式兩類機(jī)床的功能，實(shí)現(xiàn)“五面體加工”，應(yīng)用范圍更廣，但精度和剛度稍差。 本書所涉及的加工中心是指鏜銑類加工中心，它將銑削、鉆削、鉸削、鏜削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺(tái)設(shè)備上，使其

16、具有多種工藝手段，工件經(jīng)一次裝夾后，能對兩個(gè)以上的表面自動(dòng)完成加工，并且具有多種換刀選刀功能或自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置。 加工中心主要有立式和臥式兩種。臥式加工中心適用于需多工位加工和位置精度要求較高的零件，如箱體、泵體、閥體和殼體等；立式加工中心適用于需單工位加工的零件，如箱蓋、端蓋和平面凸輪等。規(guī)格（指工作臺(tái)寬度）相近的加工中心，一般臥式加工中心的價(jià)格要比立式加工中心貴50100。因此，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，完成同樣工藝內(nèi)容，宜選用立式加工中心。但臥式加工中心的工藝范圍較寬。五、加工方法選擇及加工方案確定 1加工方法選擇 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，一般有以下兩種情況。一是有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工

17、該零件的數(shù)控機(jī)床：二是已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床，要選擇適合該機(jī)床加工的零件。無論哪種情況，都應(yīng)根據(jù)零件的種類和加工內(nèi)容選擇合適的數(shù)控機(jī)床和加工方法。 平面輪廓零件的輪廓多由直線、圓弧和曲線組成，一般在兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床上加工；具有三維曲面輪廓的零件，多采用三坐標(biāo)或三坐標(biāo)以上聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床或加工中心加工。經(jīng)粗銑的平面，尺寸精度可達(dá)ITl2ITl4級（指兩平面之間的尺寸），表面粗糙度及Ra值可達(dá)12.5m50m。經(jīng)粗、精銑的平面，尺寸精度可達(dá)IT7IT9級，表面粗糙度Ra值可達(dá)1.6m 3.2m。 孔加工的方法比較多，有鉆削、擴(kuò)削、鉸削和鏜削等。大直徑孔還可采用圓弧插補(bǔ)方式進(jìn)行銑削加工。 對于直徑大于3

18、0mm已鑄出或鍛出毛坯孔的孔加工，一般采用粗鏜半精鏜孔口倒角精鏜加工方案。 孔徑較大的可采用立銑刀粗銑精銑加工方案。有空刀槽時(shí)可用鋸片銑刀在半精鏜之后、精鏜之前銑削完成，也可用鏜刀進(jìn)行單刃鏜削，但單刃鏜削效率低。 對于直徑小于30mm的無毛坯孔的孔加工，通常采用平端面打中心孔鉆擴(kuò)孔口倒角一鉸加工方案。 有同軸度要求的小孔，須采用平端面打中心孔鉆半精鏜孔口倒角精鏜（或鉸）加工方案。為提高孔的位置精度，在鉆孔工步前須安排平端面和打中心孔工步?？卓诘菇前才旁诎刖庸ぶ?、精加工之前，以防孔內(nèi)產(chǎn)生毛刺。 螺紋的加工根據(jù)孔徑大小而定，一般情況下，直徑在M5M20之間的螺紋，通常采用攻螺紋的方法加工。直徑

19、在M6以下的螺紋，在加工中心上完成底孔加工后，通過其他手段攻螺紋。因?yàn)樵诩庸ぶ行纳瞎ヂ菁y不能隨機(jī)控制加工狀態(tài)，小直徑絲錐容易折斷。直徑在M25以上的螺紋，可采用螺紋銑刀銑削加工。 加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸和熱處理要求全面考慮。例如，對于IT7級精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等方法加工均可達(dá)到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸削，當(dāng)孔徑較大時(shí)則應(yīng)選擇鏜削。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)際情況。 2加工

20、方案確定 確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法，即精加工的方法，再確定從毛坯到最終成型的加工方案。 在加工過程中，工件按表面輪廓可分為平面類和曲面類零件，其中平面類零件中的斜面輪廓又分為有固定斜角和變斜角的外形輪廓面。外形輪廓面的加工，若單純從技術(shù)上考慮，最好的加工方案是采用多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，這樣不但生產(chǎn)效率高，而且加工質(zhì)量好。但由于一般中小企業(yè)無力購買這種價(jià)格昂貴、生產(chǎn)費(fèi)用高的機(jī)床，因此應(yīng)考慮采用兩軸半控制和三軸控制機(jī)床加工。兩軸半控制和三軸控制機(jī)床上加工曲面類的零件，通常采用球頭銑刀，輪廓面的加工精度主要通過控制走刀步長和加

21、工帶寬度來保證。加工精度越高，走刀步長和加工帶寬度越小，編程效率和加工效率越低。如圖1-5所示為曲面加工示意圖。第三節(jié) 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)一、工序和工步的劃分 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序應(yīng)盡量集中，一次裝夾應(yīng)盡可能完成大部分工序。數(shù)控加工工序的劃分有下列方法： 1）按加工內(nèi)容劃分工序 對于加工內(nèi)容較多的零件，按零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工內(nèi)容分成若干部分，每一部分可用典型刀具加工。例如加工內(nèi)腔、外型、平面或曲面等。加工內(nèi)腔時(shí)，以外型夾緊；加工外腔時(shí)，以內(nèi)腔的孔夾緊。 2）按所用刀具劃分工序 這樣可以減少換刀次數(shù)，壓縮空行程和減少換刀時(shí)間，減少換刀誤差。有些零件雖然能在一次安裝后加工出很多待加工面，但考慮到

22、程序太長，會(huì)受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制（如一道工序在一個(gè)班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長會(huì)增加出錯(cuò)率、查錯(cuò)與檢索困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。 3）按粗、精加工劃分工序?qū)τ谌菀装l(fā)生加工變形的零件，通常粗加工后需要進(jìn)行矯形，這時(shí)粗加工、精加工作為兩道工序，即先粗加工再精加工，可用不同的機(jī)床或不同的刀具進(jìn)行加工。 綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性、機(jī)床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及本部門生產(chǎn)組織狀況等靈活掌握。什么零件宜采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，也要根據(jù)實(shí)際需要和生產(chǎn)條件確定，要力求合理。

23、 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾進(jìn)的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序安排一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行： （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(jī)床加工工序的也要綜合考慮。 （2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外型加工工序。 （3）在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。 （4）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(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。 為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序，在工序內(nèi)又可劃分工步，工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。如零件在加工中心上加工，對于同一表面按粗加工、半

24、精加工、精加工依次完成，整個(gè)加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)行；對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔，以減少因銑削切削力大，造成零件可能發(fā)生變形而對孔的精度造成影響；對于具有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的加工中心，、若回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。但數(shù)控加工按工步劃分后，三檢制度（自檢、互檢、專檢）不方便執(zhí)行，為了避免零件發(fā)生批次性質(zhì)量問題，應(yīng)采用分工步交檢，而不是加工完整個(gè)工序之后再交檢。二、加工余量的選擇 加工余量指毛坯實(shí)體尺寸與零件（圖紙）尺寸之差。加工余量的大小對零件的加工質(zhì)量和制造的經(jīng)濟(jì)性有較大的影響。余量過大會(huì)浪費(fèi)原材料及機(jī)械加工工時(shí)，增加機(jī)床、刀具及能

25、源的消耗；余量過小則不能消除上道工序留下的各種誤差、表面缺陷和本工序的裝夾誤差，容易造成廢品。因此，應(yīng)根據(jù)影響余量的因素合理地確定加工余量。零件加工通常要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工才能達(dá)到最終要求。因此，零件總的加工余量等于中間工序加工余量之和。 1工序間加工余量的選擇原則 （1）采用最小加工余量原則，以求縮短加工時(shí)間，降低零件的加工費(fèi)用。 （2）應(yīng)有充分的加工余量，特別是最后的工序。 2在選擇加工余量時(shí)，還應(yīng)考慮的情況 （1）由于零件的大小不同，切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形也會(huì)有差異，工件大，變形增加，加工余量相應(yīng)地應(yīng)大一些。 （2）零件熱處理時(shí)引起變形，應(yīng)適當(dāng)增大加工余量。 （3）加工方法、

26、裝夾方式和工藝裝備的剛性可能引起的零件變形，過大的加工余量會(huì)由于切削力增大引起零件的變形。 3確定加工余量的方法 1）查表法 這種方法是根據(jù)各工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的數(shù)據(jù)，先制成各種表格，再匯集成手冊。確定加工余量時(shí)查閱這些手冊，再結(jié)合工廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修改后確定。目前，我國各工廠普遍采用查表法。 2）經(jīng)驗(yàn)估算法 這種方法是根據(jù)工藝編制人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。一般情況下，為了防止因余量過小而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗(yàn)估算法的數(shù)值總是偏大。經(jīng)驗(yàn)估算法常用于單件小批量生產(chǎn)。 3）分析計(jì)算法 這種方法是根據(jù)一定的試驗(yàn)資料數(shù)據(jù)和加工余量計(jì)算公式，分析影響加工余量的各項(xiàng)因素，并計(jì)算確定加工余量。這種方

27、法比較合理，但必須有比較全面和可靠的試驗(yàn)資料數(shù)據(jù)。目前，只在材料十分貴重，以及少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠采用。 表11至表14列出了各種加工方法所能達(dá)到的精度等級及加工余量，供參考。 表1-1 平面精銑的余量 （單位：mm）加工性質(zhì)加工面長度加工面寬度100>100-300>3001000余量a公差（+）余量a公差（+）余量a公差（+）精銑1001.00.31.50.520.7>1003001.20.41.70.62.20.8>30010001.50.520.72.51.0>1000200020.72.51.231.2注：1精銑時(shí)，最后一次行程前留的余量應(yīng)0.5mm。 表

28、1-2 H11H7孔加工方式的余量（孔長度5倍直徑） （單位：mm）孔的精度孔的毛坯性質(zhì)在實(shí)體材料上加工孔預(yù)先鑄出或熱沖出的孔H11孔徑10：一次鉆孔；孔徑1030：鉆孔及擴(kuò)孔；孔徑3080：鉆孔、擴(kuò)鉆及擴(kuò)孔；或鉆孔，用擴(kuò)孔刀或車刀鏜孔及擴(kuò)孔孔徑80：粗?jǐn)U和精擴(kuò)；或用車刀粗鏜和精鏜；或根據(jù)余量一次鏜孔擴(kuò)鉆及擴(kuò)孔；或鉆孔，用擴(kuò)孔刀或車刀鏜孔及擴(kuò)孔或擴(kuò)孔H10，H9孔徑10：鉆孔及鉸孔；孔徑1030：鉆孔、擴(kuò)孔及鉸孔；孔徑3080：鉆孔、擴(kuò)孔及鉸孔：或鉆孔用擴(kuò)孔刀鏜孔、擴(kuò)孔及鉸孔孔徑80：擴(kuò)孔（一次或二次，根據(jù)余量而定）及鉸孔；或用車刀鏜孔（一次或二次，根據(jù)余量而定）及鉸孔H8，H7孔徑10：鉆孔

29、及一次或二次鉸孔；孔徑1030：鉆孔、擴(kuò)孔及一次或二次鉸孔；孔徑3080：鉆孔、擴(kuò)鉆（或用擴(kuò)孔刀鏜孔擴(kuò)孔及一次或二次鉸孔孔徑80：擴(kuò)孔（一次或二次，根據(jù)余量而定）一次或二次鉸孔；或用車刀鏜孔（一次或二次，根據(jù)余量而定）及一次或二次鉸孔注：當(dāng)孔徑30mm，直徑余量4mm和孔徑>30-80mm，直徑余量6mm時(shí)，采用一次擴(kuò)孔或一次鏜孔。表1-3 H7孔加工方式的余量 （單位：mm）加工孔的直徑直徑加工孔的直徑直徑鉆用車刀鏜以后擴(kuò)孔鉆粗鉸精鉸H7鉆用車刀鏜以后擴(kuò)孔鉆粗鉸精鉸H7第一次第二次第一次第二次32.933015.028.029.829.829.933043.943215.030.031

30、.731.7531.933254.853520.033.034.734.7534.933565.863820.036.037.737.7537.933887.87.9684025.038.039.739.7539.9340109.89.96104225.040.041.741.7541.93421211.011.8511.95124525.043.044.744.7544.93451312.012.8512.95134825.046.047.747.7547.93481413.013.8513.95145025.048.049.749.7549.93501514.014.8514.951560

31、3055.059.559.559.9601615.015.8515.9516703065.069.569.569.9701817.017.8517.9518803075.079.579.579.9802018.019.819.819.9420903080.089.3?9.8902220.021.821.821.94221003080.099.399.81002422.023.823.823.94241203080.0119.3119.81202523.024.824.824.94251403080.0139.3139.81402624.025.825.825.94261603080.0159.

32、3159.81602826.027.827.827.94281803080.0179.3179.8180注：在鑄鐵上加工直徑為30mm與32mm的孔可用28與30鉆頭鉆一次。 三、加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線，它是編程的依據(jù)，直接影響加工質(zhì)量和效率。在確定加工路線時(shí)要考慮下面幾點(diǎn)： （1）保證零件的加工精度和表面質(zhì)量，且效率要高； （2）減少編程時(shí)間和程序容量； （3）減少空刀時(shí)間和在輪廓面上的停刀，以免劃傷零件； （4）減少零件的變形； （5）位置精度要求高的孔系零件的加工應(yīng)避免機(jī)床反向間隙的帶入而影響孔的位置精度； （6）復(fù)雜曲面零件的加工應(yīng)根據(jù)

33、零件的實(shí)際形狀、精度要求、加工效率等多種因素來確定是行切還是環(huán)切，是等距切削還是等高切削的加工路線等。 以下是幾種典型加工的刀具路徑。 1孔加工路線的確定 如圖1-6所示，精鏜4-30H7的孔，由于孔的位置精度要求較高，采用圖1-7（a）中方案時(shí)，由于IV孔與I、II、III孔的定位方向相反，X向的間隙會(huì)使定位誤差增加，而影響孔與III的位置精度。采用圖1-7（b）中方案在工件外增加一個(gè)刀具折返點(diǎn)，這樣，幾個(gè)孔的定位方向一致，可避免反向間隙的引入，提高孔距精度。 2刀具軸向進(jìn)給的切入與切出距離的確定 如圖1-8所示為鉆頭鉆孔。鉆頭定位于R點(diǎn)，從R點(diǎn)以進(jìn)給速度作Z向進(jìn)給，到孔底部后，快速退到R點(diǎn)

34、，距離A為切入點(diǎn)，為切出距離。刀具的軸向引入距離的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：在已加工面上鉆、鏜、鉸孔，A=lmm3mm；在毛坯表面上鉆、鏜、鉸孔，=5mm8mm。鉆孔時(shí)刀具的軸向切出距離為lmm3mm，當(dāng)頂角=118º，切削長度。 3銑削平面的加工路線銑削平面零件時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削。因刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向不同，可能是順銑或逆銑，其不同的加工路線所得的零件表面質(zhì)量也不同。沿著刀具的進(jìn)給方向看，如果工件位于銑刀進(jìn)給方向的右側(cè)，那么進(jìn)給方向稱為順時(shí)針。反之，當(dāng)工件位于銑刀進(jìn)給方向的左側(cè)時(shí)，進(jìn)給方向定義為逆時(shí)針。如果銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給方向相反，稱為逆銑，如圖1-9所示；銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)

35、給方向相同，稱為順銑，如圖l-10所示。 逆銑時(shí)，每個(gè)刀的切削厚度都是由小到大逐漸變化的，刀齒從已加工表面切入，對銑刀的使用有利。但由于銑刀的刀齒接觸工件后不能馬上切入金屬層，而是在工件表面滑動(dòng)一小段距離，在滑動(dòng)過程中，由于強(qiáng)烈的磨擦，就會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，同時(shí)在待加工表面易形成硬化層，降低了刀具的耐用度，影響工件表面粗糙度，給切削帶來不利。順銑時(shí)，切削厚度是由大到小逐漸變化的，刀齒開始和工件接觸時(shí)切削厚度最大，且從表面硬質(zhì)層開始切入，刀齒受很大的沖擊負(fù)荷，銑刀變鈍較快，但刀齒切入過程中沒有滑移現(xiàn)象。順銑的功率消耗要比逆銑時(shí)小，在同等切削條件下，順銑功率消耗要低515（銑削碳鋼時(shí)，功率消耗可減少

36、5，銑削難加工材料時(shí)可減少14），同時(shí)順銑也更加有利于排屑，但由于水平銑削力的方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向一致，當(dāng)?shù)洱X對工件的作用力較大時(shí)，由于工作臺(tái)絲桿與螺母間間隙的存在，工作臺(tái)會(huì)產(chǎn)生竄動(dòng)，這樣不僅破壞了切削過程的平穩(wěn)性，影響工件的加工質(zhì)量，而且嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞刀具。 目前，數(shù)控機(jī)床通常具有間隙消除機(jī)構(gòu)，能可靠地消除工作臺(tái)進(jìn)給絲桿與螺母間的間隙，防止銑削過程中產(chǎn)生振動(dòng)。因此對于工件毛坯表面沒有硬皮，工藝系統(tǒng)具有足夠的剛性的條件下，數(shù)控銑削加工應(yīng)盡量采用順銑，以降低被加工零件表面的粗糙度，保證尺寸精度。但是在切削面上有硬質(zhì)層、積渣、工件表面凹凸不平較顯著時(shí)，如加工鍛造毛坯，粗加工時(shí)應(yīng)采用逆銑法。 銑削平

37、面零件時(shí)，切削前的進(jìn)刀方式也必須考慮。切削前的進(jìn)刀方式有兩種形式：一種是垂直方向進(jìn)刀，另一種是水平方向進(jìn)刀。 如圖1-11（a）所示，銑削外表面輪廓時(shí)，為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，銑刀的切入點(diǎn)和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件輪廓曲線上某點(diǎn)的切線延長線來切入和切出零件表面。如果切入和切出距離受限，可采用先直線進(jìn)刀再圓弧過渡的加工路線，如圖1-11（b）所示；銑削內(nèi)輪廓表面時(shí)，可以同樣處理，如圖1-12所示。 4曲面銑削 （1）粗銑。粗銑時(shí)應(yīng)根據(jù)被加工曲面給出的余量，用立銑刀按等高面一層一層地銑削，這種銑削方式效率高。粗銑后的曲面類似于山坡上的階梯田。臺(tái)階的高度視粗銑精度而定。粗加工給半精加工的余量為0.5

38、mmlmm。 （2）半精銑。半精銑的目的是銑掉“梯田”的臺(tái)階，使被加工表面更接近于理論曲面，采用球頭銑刀或圓弧刀加工，一般為精加工工序留出0.2mm0.5mm左右的加工余量。半精加工的行距和步長可比精加工大。 （3）精加工。最終加工出理論曲面。用球頭銑刀精加工曲面時(shí)，一般用行切法。對于開敞性比較好的零件而言，行切的接近點(diǎn)應(yīng)選在曲面的外面，即在編程時(shí)，應(yīng)把曲面向外延伸一些。對開敞性不好的零件表面，由于折返時(shí)切削速度的變化，很容易在已加工表面上及檢查面上留下由于停頓和振動(dòng)產(chǎn)生的刀痕。所以在加工和編程時(shí)，一是要在折返時(shí)降低進(jìn)給速度，二是被加工曲面折返點(diǎn)應(yīng)稍離開檢查面。對曲面與檢查面相貫線應(yīng)單作一個(gè)清

39、根程序另外加工，這樣就會(huì)使被加工曲面與檢查面光滑連接，而不致產(chǎn)生很大的刀痕。 （4）球頭銑刀在銑削曲面時(shí)，其刀尖處的切削速度很低，如果用球刀垂直于被加工面銑削比較平緩的曲面時(shí)，球刀刀尖切出的表面質(zhì)量比較差，所以應(yīng)適當(dāng)?shù)靥岣咧鬏S轉(zhuǎn)速，另外還應(yīng)避免用刀尖切削。 （5）避免垂直進(jìn)刀，平底立銑刀可有兩種，一種是端面有頂尖孔，其切削刃不過中心；另一種是端面無頂尖孔，端刃相連且過中心。在銑削凹槽面時(shí)，有頂尖孔的立銑刀絕對不能像鉆頭似的向下垂直進(jìn)刀，除非預(yù)先鉆有工藝孔，否則會(huì)把銑刀頂斷。如果用無頂尖孔的立銑刀可以垂直向下進(jìn)刀，但由于刀刃角度太小，軸向力很大，所以應(yīng)盡量避免。最好的辦法是斜向進(jìn)刀或螺旋進(jìn)刀。斜

40、向進(jìn)刀是指刀具向斜下方進(jìn)給到一定深度后再用側(cè)刃橫向切削；螺旋進(jìn)刀是指刀具以螺旋線的方式下刀。用球頭銑刀垂直進(jìn)刀的效果雖然比平底的端銑刀要好，但也會(huì)因?yàn)檩S向力過大，而影響切削效果， （6）銑削曲面零件時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)零件材料熱處理不好、有裂紋、組織不均勻等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止加工，以免浪費(fèi)工時(shí)。 （7）在銑削模具型腔比較復(fù)雜的曲面時(shí)，一般需要較長的周期，因此，在每次開機(jī)銑削前應(yīng)對機(jī)床、夾具、刀具進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z查，以免在中途發(fā)生故障，影響加工精度，甚至造成廢品。四、工件定位與安裝的確定 在銑削加工時(shí)，把工件放在機(jī)床上（或夾具中），使它在夾具上的位置按照一定的要求確定下來，并將必須限制的自由度逐一予以限制，

41、這稱作工件在夾具上的“定位”。工件定位以后，為了承受切削力、慣性力和工件重力，還應(yīng)夾牢，這稱為“夾緊”。從定位到夾緊的整個(gè)過程叫做“安裝”。工件安裝情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。 1工件的定位 工件相對夾具一般應(yīng)完全定位，且工件的基準(zhǔn)相對于機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)有嚴(yán)格的確定位置，以滿足能在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系中實(shí)現(xiàn)工件與刀具相對運(yùn)動(dòng)的要求。同時(shí)，夾具在機(jī)床上也應(yīng)完全定位，夾具上的每個(gè)定位面相對數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)原點(diǎn)均應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸，以滿足數(shù)控加工中簡化定位和安裝的要求。 數(shù)控銑床和加工中心的工作臺(tái)是夾具和工件定位與安裝的基礎(chǔ)，因機(jī)床結(jié)構(gòu)形式和工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)差異有所不同，常見的有下面5種，如圖1-13

42、所示。 （1）以側(cè)面定位板定位。利用側(cè)面定位板可直接計(jì)算出工件或夾具在工作臺(tái)上的位置，并能保證與回轉(zhuǎn)中心的相對位置，定位安裝十分方便。 （2）以中心孔定位。利用工件的外徑或內(nèi)徑進(jìn)行中心孔定位，能保證工件中心與工作臺(tái)中心有較高的一致性。 （3）以中央T形槽定位。通常把標(biāo)準(zhǔn)定位塊插入T形槽，使安裝的工件或夾具緊靠標(biāo)準(zhǔn)塊，達(dá)到定位的目的，多用于立式數(shù)控銑床。 （4）以基準(zhǔn)槽定位。通常在工作臺(tái)的基準(zhǔn)槽中插入標(biāo)準(zhǔn)定位塊或止動(dòng)塊，作為工件或夾具的定位標(biāo)準(zhǔn)。 （5）以基準(zhǔn)銷孔定位。多在立式數(shù)控銑床輔助工作臺(tái)上采用，適合多工件頻繁裝卸的場合。 選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意下面5點(diǎn)： 所選擇的定位方式有較高的定位精度。

43、 無超定位的干涉現(xiàn)象。 零件的安裝基準(zhǔn)最好與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。 便于安裝、找正和測量。 有利于刀具的運(yùn)動(dòng)和簡化程序的編制。 2選擇合適的夾具裝置 零件的數(shù)控加工大都采用工序集中原則，加工的部位較多，同時(shí)批量較小，零件更換周期短，夾具的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和自動(dòng)化對加工效率的提高及加工費(fèi)用的降低有很大影響。 夾具按照結(jié)構(gòu)類型可分為通用類、組合類與專用類夾具3種： 1）通用類夾具圖1-14為強(qiáng)力液壓機(jī)用平口鉗，該平口鉗有多種規(guī)格（見表1-5）?？捎糜跀?shù)控銑、加工中心和普通的鉆床和銑床。表1-5 強(qiáng)力液壓機(jī)用平口鉗的規(guī)格鉗口寬度mm113135160200夾持范圍mm170220310355鉗口高厚 CY m

44、m31.61239.61649.61666.620高度G±0.02E mm65.59772.511283.5133104.5171長FD mm3905834686815748176851022寬K mm160200240280槽寬Q mm13131718 圖1-15為可換支承鉗口、氣動(dòng)類夾緊通用虎鉗。該系統(tǒng)夾緊時(shí)由壓縮空氣使活塞1下移，帶動(dòng)杠桿2使活動(dòng)鉗口3右移，快速調(diào)整固定鉗口寬度，由手柄4反轉(zhuǎn)而使支承板5的凸塊從槽中退出完成對工件的裝夾。 圖1-16為數(shù)控銑床和加工中心上通用的可調(diào)夾具系統(tǒng)。該系統(tǒng)由圖示基礎(chǔ)件和另外一套定位夾緊調(diào)整件組成?；A(chǔ)件1為內(nèi)裝立式油缸2和臥式液壓缸3的平

45、板，通過銷4與5和機(jī)床工作臺(tái)的一個(gè)孔與槽對定，夾緊元件可從上或側(cè)面把雙頭螺桿或螺栓旋入液壓缸活塞桿，不用的定位孔用螺塞封蓋。 圖1-17為數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（座）。用于在銑床和鉆床上一次安裝工件，同時(shí)可從四面加工坯料。圖l-17（a）可作四面加工，圖1-17（b）、圖l-17（c）可作圓柱凸輪的空間成型面和平面凸輪加工，圖l-17（d）為雙回轉(zhuǎn)臺(tái)，可用于加工在表面上成不同角度布置的孔，可作5個(gè)方向的加工。 2）組合類夾具現(xiàn)代組合夾具的結(jié)構(gòu)主要分為孔系與槽系兩種基本形式，兩者各自有其長處。槽系為傳統(tǒng)組合夾具的基本形式，生產(chǎn)與裝配積累的經(jīng)驗(yàn)多，可調(diào)性好。在近30余年中為世界各國廣泛應(yīng)用。圖1-18為槽

46、系組合夾具組裝過程示意圖。 孔系為新興的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛性上比有縱橫交錯(cuò)的槽更好。由于孔比槽易加工，孔系組合夾具制造工藝性好，組裝中靠高精度的銷孔定位，比需要費(fèi)時(shí)測量的槽系組合夾具操作簡單。 圖1-19為孔系組合夾具組裝元件分解圖。圖1-20為孔系的方箱組合夾具示意圖。圖l-21所示為孔系組合夾具應(yīng)用實(shí)例?？紫到M合夾具基礎(chǔ)板的孔系形成網(wǎng)格式坐標(biāo)（如圖1-22所示），其他元件都可以按照孔系網(wǎng)格的坐標(biāo)值組裝在此基礎(chǔ)板上?；A(chǔ)板的孔系網(wǎng)格坐標(biāo)與托板網(wǎng)格坐標(biāo)相對應(yīng)，因而簡化了數(shù)控編程中的工件坐標(biāo)計(jì)算。 3）專用類夾具對批量較大，且周期性投產(chǎn)，加工精度要求較高的關(guān)鍵工序應(yīng)設(shè)計(jì)專用夾具，以保證加工精度和提高裝

47、夾效率。 3確定合適的夾緊方式 考慮夾緊方案時(shí)，夾緊力應(yīng)力求通過和靠近中心點(diǎn)上，或在支持點(diǎn)所組成的三角區(qū)之內(nèi)，應(yīng)力求靠近切削部位，并在剛性較高的地方，盡量不要在被加工孔上方進(jìn)行夾壓。 4選擇有足夠的剛性和強(qiáng)度的夾具方案 夾具的主要任務(wù)是保證零件的加工精度，因此要求夾具必須具備足夠的剛性和強(qiáng)度，以及以下5點(diǎn)： （1）裝卸零件方便，加工中易于觀察零件的加工情況。 （2）壓板、螺釘?shù)葕A緊元件的幾何尺寸要適當(dāng)，不能影響加工路線和刀具交換。 （3）因數(shù)控銑床主軸端面至工作臺(tái)間有一最小距離，夾具的高度應(yīng)保證刀具能下到待加工面。 （4）便于在機(jī)床上測量。（5）夾具應(yīng)能夠滿足只對首件零件對刀找正的條件下保證一

48、批零件加工尺寸的一致性要求。五、刀具的選擇選擇刀具應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：適用、安全、經(jīng)濟(jì)。 適用是要求所選擇的刀具能達(dá)到加工的目的，完成材料的去除，并達(dá)到預(yù)定的加工精度。如粗加工時(shí)選擇有足夠大并有足夠的切削能力的刀具能快速去除材料；而在精加工時(shí)，為了能把結(jié)構(gòu)形狀全部加工出來，要使用較小的刀具，加工到每一個(gè)角落。再如，切削低硬度材料時(shí)，可以使用高速鋼刀具，而切削高硬度材料時(shí)，就必須要用硬質(zhì)合金刀具。 安全指的是在有效去除材料的同時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生刀具的碰撞、折斷等。要保證刀具及刀柄不會(huì)與工件相碰撞或者擠擦，造成刀

49、具或工件的損壞。如加長的直徑很小的刀具切削硬質(zhì)的材料時(shí)，很容易折斷，選用時(shí)一定要慎重。 經(jīng)濟(jì)指的是能以最小的成本完成加工。在同樣可以完成加工的情形下，選擇相對綜合成本較低的方案，而不是選擇最便宜的刀具。刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高則可以使總體成本可能比使用普通刀具更低，產(chǎn)生更好的效益。如進(jìn)行鋼材切削時(shí)，選用高速鋼刀具，其進(jìn)給只能達(dá)到lOOmm/min，而采用同樣大小的硬質(zhì)合金刀具，進(jìn)給可以達(dá)到500mm/min以上，可以大幅縮短加工時(shí)間，雖然刀具價(jià)格較高，但總體成本反而更低。通常情況

50、下，優(yōu)先選擇經(jīng)濟(jì)性良好的可轉(zhuǎn)位刀具。選擇刀具時(shí)還要考慮安裝調(diào)整的方便程度、剛性、耐用度和精度。在滿足加工要求的前提下，刀具的懸伸長度盡可能短，以提高刀具系統(tǒng)的剛性。 數(shù)控加工刀具從結(jié)構(gòu)上可分為：整體式。鑲嵌式，鑲嵌式又可分為焊接式和機(jī)夾式。機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，又分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位兩種。減振式，當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時(shí)，為了減少刀具的振動(dòng)，提高加工精度，多采用此類刀具。內(nèi)冷式，切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部。特殊現(xiàn)式，如復(fù)合刀具、可逆攻螺紋刀具等。數(shù)控加工刀具從制造所采用的材料上可分為：高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；陶瓷刀具；立方氮化硼刀具；金剛石刀具；涂層刀具。 數(shù)控銑床

51、和加工中心上用到的刀具有：鉆削刀具，分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等；鏜削刀具，分粗鏜、精鏜等刀具；銑削刀具，分面銑、立銑、三面刃銑等刀具。 1鉆削刀具在數(shù)控銑床和加工中心上鉆孔都是無鉆模直接鉆孔，一般鉆孔深度約為直徑的5倍左右，加工細(xì)長孔時(shí)刀具易于折斷，因此要注意冷卻和排屑。圖1-23是整體式硬質(zhì)合金鉆頭，如果鉆削深孔，冷卻液可以從鉆頭中心引入。為了提高刀片的壽命，刀片上涂有一層碳化鈦，它的壽命為一般刀片的2倍3倍，使用這種鉆頭鉆箱體孔，比普通麻花鉆要提高工效4倍6倍。在鉆孔前最好先用中心鉆鉆一個(gè)中心孔，或用一個(gè)剛性較好的短鉆頭劃一窩，解決在鑄件毛坯表面的引正等問題。如代替孔的倒角，以提高

52、小鉆頭的壽命。劃窩一般采用815的鉆頭，如圖1-24所示。 當(dāng)工件毛坯表面非常硬，鉆頭無法劃窩時(shí)可先用硬質(zhì)合金立銑刀，在欲鉆孔部位先銑一個(gè)小平面，然后再用中心鉆鉆一引孔，解決硬表面鉆孔的引正問題。 2銑削加工的刀具 銑削加工刀具種類很多，在數(shù)控機(jī)床和加工中心上常用的銑刀有：1） 面銑刀面銑刀主要用于立式銑床上加工平面、臺(tái)階面等。如圖1-25所示，面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。硬質(zhì)合金面銑刀與高速鋼銑刀相比，銑削速度較高，加工效率高，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，故得到廣泛應(yīng)用。目前廣泛應(yīng)用的可轉(zhuǎn)位式硬質(zhì)合金

53、面銑刀結(jié)構(gòu)如圖1-25所示。它將可轉(zhuǎn)位刀片通過夾緊元件夾固在刀體上，當(dāng)?shù)镀囊粋€(gè)切削刃用鈍后，可直接在機(jī)床上將刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片。可轉(zhuǎn)位式銑刀要求刀片定位精度高、夾緊可靠、排屑容易、更換刀片迅速等，同時(shí)各定位、夾緊元件通用性要好，制造要方便，并且應(yīng)經(jīng)久耐用。面銑刀銑削平面一般采用二次走刀。粗銑時(shí)沿工件表面連續(xù)走刀，應(yīng)選好每一次走刀寬度和銑刀直徑，使接刀刀痕不影響精切走刀精度，當(dāng)加工余量大且不均勻時(shí)銑刀直徑要選小些。精加工時(shí)銑刀直徑要大些，最好能包容加工面的整個(gè)寬度。2） 立銑刀立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀，主要用于立式銑床上加工凹槽、臺(tái)階面等，其結(jié)構(gòu)如圖1-26所示。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。立銑刀端面刃主要用來加工與側(cè)面相垂直的底平面。圖中的直柄立銑刀分別為兩刃、三刃和四刃的銑刀。立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片