數(shù)控銑削加工工藝及對刀操作

數(shù)控銑削加工工藝及對刀操作一數(shù)控銑削加工工藝路線二銑刀的選擇與切削用量三數(shù)控銑床工件的裝夾與對刀四數(shù)控銑削工藝設計一、數(shù)控銑削工藝路線數(shù)控銑削加工工藝規(guī)程的制定制訂零件的數(shù)控銑削加工工藝是數(shù)控銑削加工的一項首要任務。數(shù)控銑削加工工藝制訂的合理與否，直接影響到零件的加工質量、生產(chǎn)效率和加工成本。數(shù)控銑削加工工藝規(guī)程的制定普通加工工藝數(shù)控加工工藝加工時可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題比較自由地進行人為調整。

自適應性較差，加工過程中可能遇到的所有問題必須事先精心考慮，否則導致嚴重的后果。數(shù)控銑削加工工藝規(guī)程的制定選擇并確定數(shù)控加工的內容

數(shù)控加工的工藝分析

圖形的數(shù)學處理及編程尺寸設定值的確定

制定數(shù)控加工工藝方案確定工步和進給路線選擇數(shù)控機床的類型

選擇和設計刀具、夾具與量具確定切削參數(shù)編寫、校驗和修改加工程序首件試加工與現(xiàn)場問題處理

數(shù)控加工工藝技術文件的定型與歸檔

1．數(shù)控銑削加工內容的選擇(1)適合數(shù)控銑床加工零件：

通用機床加工時難以測量和控制進給的內外凹槽

以尺寸協(xié)調的高精度孔或面

工件上的曲線輪廓

已給出數(shù)學模型的空間曲面

形狀復雜、尺寸繁多、劃線與檢測困難的部位

能在一次安裝中順帶銑出來的簡單表面或形狀

采用數(shù)控銑削后能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動強度的一般加工內容

(2)不適合數(shù)控銑床加工零件：１．數(shù)控銑削加工內容的選擇毛坯上余量不太充分或不太穩(wěn)定的部位

一次安裝完成零星工位加工

簡單粗加工

需長時間占機人工調整

必須采用細長刀具加工的零件

2．零件的工藝性分析(1)仔細閱讀圖樣，明確加工內容。(2)詳細了解圖樣所標注的幾何尺寸、尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等技術要求；了解零件的材料、毛坯類型、生產(chǎn)批量等，這些都是合理安排數(shù)控車削加工工藝中各基本參數(shù)的主要依據(jù)。如果零件的某些加工部位經(jīng)數(shù)控車削加工達不到精度要求時，還需要安排最后的精加工（如磨削），應注意為后續(xù)工序保留加工余量。［1］、零件圖樣的分析(4)分析工件圖樣上幾何元素的給定條件是否充分，要保證編程時的數(shù)值計算能順利進行。２．零件的工藝性分析(3)分析工件圖樣上尺寸標注方法是否適應數(shù)控加工的特點［2］、零件結構工藝性分析（零件制造的可行性和經(jīng)濟性分析）２．零件的工藝性分析零件槽底部圓角半徑不宜過大

盡量統(tǒng)一內外輪廓的幾何類型和有關尺寸選擇較大的輪廓內圓弧半徑保證獲得要求的加工精度保證基準統(tǒng)一原則

分析零件的變形情況

a)R＞0.2Hb)R＜0.2H［３］、零件毛坯的工藝分析２．零件的工藝性分析分析毛坯的裝夾適應性（可適當增加定位凸耳或工藝凸臺）分析毛坯的余量大小及均勻性（考慮零件的切削次數(shù)以及變形情況）毛坯應有充分、穩(wěn)定的加工余量（保證加工面與非加工面之間精度）數(shù)控工藝路線的設計質量會直接影響零件的加工質量和生產(chǎn)效率，盡可能設計的合理一些。3．工藝路線的確定3、工藝路線的確定［1］、加工方法的選擇（1）孔加工主要的加工方法有：鉆削、擴削、鉸削、銑削和鏜削

孔加工的常用方法選擇：對于直徑大于φ30mm的已鑄出或鍛出的毛坯孔的孔加工，一般采用粗鏜——半精鏜——孔口倒角——精鏜的加工方案；孔徑較大的可采用立銑刀粗銑——精銑加工方案；對于直徑小于φ30mm無底孔的孔加工，通常采用锪平端面——打中心孔——鉆——擴——孔口倒角——鉸加工方案，對有同軸度要求的小孔，需采用锪平端面——打中心孔——鉆——半精鏜——孔口倒角——精鏜(或鉸)加工方案（特別是加工臺階孔）。3.工藝路線的確定（2）平面加工主要采用銑削方式，使用立銑刀和端銑刀。（3）曲面輪廓加工方法曲面輪廓加工主要方法：多軸聯(lián)動，使用球頭刀2軸半聯(lián)動加工3軸聯(lián)動加工5軸聯(lián)動加工３．工藝路線的確定［2］、加工階段的劃分工件的加工，總是按照先粗加工，后精加工的順序進行。粗加工：要求時間短，除去大部分余量，生產(chǎn)效率要求高。精加工：在粗加工基礎上，通過加工，滿足零件的精度要求。劃分意義：有利于保證加工質量；有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷；有利于設備的合理使用。３．工藝路線的確定［3］、工序的劃分工序的劃分原則：在一次裝夾應盡可能完成大部分工序；盡可能在一臺機床上完成整個零件的加工。工序的劃分的幾種方式

３．工藝路線的確定刀具集中分序法

即按所用刀具劃分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第三把刀完成它們可以完成的其它部位。

這種分序法可以減少換刀次數(shù)，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。

粗精加工分序法

這種分序法是根據(jù)零件的形狀、尺寸精度等因素，按照粗、精加工分開的原則進行分序。對單個零件或一批零件先進行粗加工、半精加工，而后精加工。粗精加工之間，最好隔一段時間，以使粗加工后零件的變形得到充分恢復，再進行精加工，以提高零件的加工精度。按加工部位分序法即先加工平面、定位面，再加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復雜的幾何形狀；先加工精度比較低的部位，再加工精度要求較高的部位。３．工藝路線的確定［4］、加工順序的安排（1）切削加工工序的安排B、先粗后精原則；C、先主后次原則；A、基面先行原則；（原因：基準的表面越精確，裝夾誤差越小。）D、先面后孔原則；３．工藝路線的確定［4］、加工順序的安排（2）熱處理工序安排熱處理作用及安排位置：a、預備熱處理：消除毛坯制造時的殘余應力，改善組織。時間安排：多方切削加工之前。b、消除殘余應力：消除切削力引起的變形。時間安排：粗加工之后，精加工之前，可多次。c、最終熱處理：提高零件強度、表面硬度和耐磨性。時間安排：加工結束。３．工藝路線的確定4.4數(shù)控加工工序與普通工序銜接數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個加工工藝內容的同時，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術要求、加工目的、加工特點，如要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對校形工序的技術要求；對毛坯的熱處理狀態(tài)等。輔助工序：a、內容：檢驗、清洗、去毛刺、去磁、倒棱邊、涂油等。b、作用：保證產(chǎn)品質量主要措施之一。c、時間安排：加工結束。［4］、加工順序的安排（3）輔助工序安排３．工藝路線的確定［5］、裝夾方式的選擇定位基準、裝夾方案選擇：在確定定位和夾緊方案時應注意以下幾個問題：（1）盡可能做到設計基準、工藝基準與編程計算基準的統(tǒng)一；（2）盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占機人工調整時間長的裝夾方案；（4）夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位。３．工藝路線的確定［5］、裝夾方式的選擇夾具的選擇：夾具的分類通用夾具：適用于單件小批量生產(chǎn)。例如：平口鉗、三爪卡盤等等。專用夾具：適用于大批大量生產(chǎn)。組合夾具：適用于單件小批量生產(chǎn)。定位

夾緊

使工件相對于機床及刀具處于正確的位置

工件定位后，將工件緊固，使工件在加工過程中不發(fā)生位置變化

工件安裝的內容

３．工藝路線的確定組合夾具：又稱為模組化夾具。是夾具中一種標準化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備。特點：組合性、可調性、模擬性、柔性、經(jīng)濟性、壽命長、周期短、成本低。新型數(shù)控夾具體３．工藝路線的確定孔系組合夾具夾具體元件３．工藝路線的確定［6］、進給路線選擇重要概念：加工路線：刀具刀位點相對于工件運動的軌跡和方向，即刀具從起刀點開始運動，直至加工結束所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。確定原則：a、加工路線應保證被加工零件的精度和表面質量，且效率要高；b、數(shù)值計算簡單，減少運算量；c、應使加工加工路線最短。３．工藝路線的確定［6］、進給路線的確定（1）順銑和逆銑的選擇

順銑：從表面切入，銑刀受沖擊負荷較大；發(fā)熱量少；表面質量好，精加工采用。逆銑：從內部切入，銑刀受沖擊負荷較少；發(fā)熱量大；表面質量不好，粗加工采用。３．工藝路線的確定［6］、進給路線的確定（2）銑削外輪廓的進給路線

切入點的選擇。。。ABC應盡量避免在連續(xù)幾何圖素的中間切入×雖然是兩幾何圖素的交點，但在這里刀具沿切線方向切出后將影響已加工表面精度可沿圖形輪廓切向切入切出，且保證輪廓封閉×√銑削內輪廓的切入切出路徑３．工藝路線的確定［6］、進給路線的確定銑削外輪廓的進給路線

銑削外輪廓的切入切出路徑３．工藝路線的確定［6］、進給路線的確定（3）銑削內槽的進給路線

行切(單向)環(huán)切（往復）混合切a.行切法走刀路線短，但在相臨兩行的轉接處會產(chǎn)生滯留刀痕，環(huán)切法走刀路線長但獲得的表面質量高.b.精加工中，零件的最終輪廓應由最后一刀連續(xù)加工而成，要避免在連續(xù)的輪廓中安排切入、切出、換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變、或滯留刀痕等弊病。c.環(huán)切主要用于精加工，行切用于粗加工。d.混合切綜合了二者的優(yōu)點，先用行切去處中間的大多數(shù)余量，最后環(huán)切一刀，使總的刀具路徑較短，又獲得較好的表面質量。［6］、進給路線的確定（4)孔加工的進給路線盡量選取最短的進給路線，減少空行程的執(zhí)行時間對生產(chǎn)率的影響。但對于位置精度要求較高的孔系加工，則要綜合考慮加工順序的安排，以避免機床絲杠的反向間隙對位置精度的影響。采用單方向定位路線或指令，粗加工和精加工可以采用不同的加工順序。

３．工藝路線的確定［6］、進給路線的確定（5）銑削曲面的進給路線

銑削曲面的進給路線總之：確定進給路線原則是在保證零件加工精度和表面粗糙度的條件下，盡量縮短進給路線，以提高生產(chǎn)效率。二銑刀的選擇與切削用量１．刀具選擇1)、數(shù)控刀具材料

數(shù)數(shù)控刀具的材料高速鋼

鎢鈷類鎢鈦鈷類Mo系高速鋼W系高速鋼硬質合金鎢鈦鉭（鈮）鈷類陶瓷

純氧化鋁類（白色陶瓷）

TiC添加類（黑色陶瓷）

立方碳化硼

聚晶金剛石

刀具選擇2)、數(shù)控銑削對刀具的要求a、銑刀的剛性要好，已適用于大切削用量的要求，也可適應切削加工中難以調整切削用量的特點。b、銑刀的耐用度要高，使磨損減少，提高零件的表面質量與加工精度。刀具選擇總的原則：安裝調整方便，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，提高刀具加工的剛性。

刀具選擇3)、銑刀的種類

按加工工藝來分

車刀

鉆刀（鉆頭）

鏜刀

銑刀

按結構來分

整體式鑲嵌式內冷式

減振式機夾可轉位式刀具選擇數(shù)控銑床上常用刀具：a、立銑刀b、面銑刀c、磨具銑刀d、鍵槽銑刀e、鼓形銑刀f、成型銑刀

刀具選擇4)、銑刀的選擇立銑刀的有關尺寸參數(shù)，推薦按下述經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取。刀具半徑R應小于零件內輪廓面的最小曲率半徑ρ，一般取R=(0.8～0.9)ρ；零件的加工高度H≤（1/4-1/6）R，以保證刀具有足夠的剛度；對不通孔(深槽)，選取l=H+(5～10)mm(l為刀具切削部分長度，H為零件高度)；加工外型及通槽時，選取l=H+r+（5～10）mm（r為端刃圓角半徑）；加工筋時，刀具直徑為D=(5～10)b(b為筋的厚度)；

數(shù)控銑削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、切削速度vc和進給量f，根據(jù)切削速度和被加工零件的直徑可以計算出主軸的轉速n。選擇切削用量時，應該在切削系統(tǒng)強度、剛性允許的條件下充分利用機床功率，最大地發(fā)揮刀具的切削性能。所選取的數(shù)值要在機床給定的切削參數(shù)允許范圍內，同時要使主軸轉速、背吃刀量和進給量三者都能相互適應，形成最佳的切削效果。具體的原則是：粗加工時，在考慮加工經(jīng)濟性的前提下以提高生產(chǎn)率為主；半精加工和精加工時，在保證工件加工精度和表面粗糙度的前提下兼顧提高加工效率。２．切削用量的選擇２．切削用量的選擇1)、背吃刀量的選擇

一般是根據(jù)機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)剛度來確定背吃刀量ap。在工藝系統(tǒng)剛度允許的情況下，應以最少的進給次數(shù)切除加工余量，以提高加工效率。當零件的加工精度要求較高時，需要保留0.2～0.5mm的單邊余量。２．切削用量的選擇2)、主軸轉速的確定

先要依據(jù)機床的性能、被加工零件的材料和刀具允許的切削速度，查閱相關的數(shù)控加工切削用量資料，選取切削速度。在確定了切削速度vc(m∕min)之后,根據(jù)工件直徑D用下面的公式便可計算出主軸轉速n(r∕mim)。式中，D是工件直徑，單位為mm。２．切削用量的選擇3)、進給量（進給速度）的選擇

進給量是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，它直接影響加工表面的粗糙度和切削效率。在確定進給量時，要考慮被加工零件的加工精度和表面粗糙度要求、刀具及工件的材料等因素，在保證加工表面質量要求的前提下，可選擇較大的進給量，以提高加工效率。３．數(shù)控銑床工件的裝夾與對刀（一）．長方體零件的裝夾與對刀（二）．圓柱體工件的裝夾與對刀（一）、長方體零件的裝夾與對刀如圖所示長方體工件，編程坐標（工件坐標）原點在長方體的頂面中心位置，長度方向為X方向，寬度方向為Y方向，高度方向為Z方向。１、裝夾與找正步驟具體步驟如下：（1）把平口鉗裝在機床上，鉗口方向與X軸方向大約一致。（2）把工件裝夾在平口鉗上，工件長度方向與X軸方向基本一致，工件底面用等高墊鐵墊起，并使工件加工部位最低處高于鉗口頂面（避免加工時刀具撞到或銑到平口鉗）。（3）夾緊工件。（4）拖表使工件長度方向與X軸平行后，將平口鉗鎖緊在工作臺。（也可以先通過拖表使鉗口與X軸平行，然后鎖緊平口鉗在工作臺上，再把工件裝夾在平口鉗上。如果必要可再對工件拖表檢查長度方向與X軸是否平行）。（5）必要時拖表檢查工件寬度方向與Y軸是否平行。（