【文章內(nèi)容簡介】 b 當(dāng)內(nèi)部幾何元素相切無交點時 圖 435 內(nèi)圓銑削 4） 銑削內(nèi)槽的進給路線 內(nèi)槽 是指以封閉曲線為邊界的平底凹槽。一律用平底立銑刀加工，刀具圓角半徑應(yīng)符合內(nèi)槽的圖紙要求。圖 436 所示為加工內(nèi)槽的三種進給路線。圖 436a 和圖 436b 分別為用行切法和環(huán)切法加工內(nèi)槽。兩種進給路線的共同點是都能切凈內(nèi) 25 腔中的全部面積，不留死角，不傷輪廓，同時盡量減少重復(fù)進給的搭接量。不同點是行切法的進給路線比環(huán)切法短，但行切法將在每兩次進給的起點與終點間留下殘留面積，而達不到所要求的表面粗糙度；用環(huán)切法獲得的表面粗糙度 要好于行切法，但環(huán)切法需要逐次向外擴展輪廓線，刀位點計算稍微復(fù)雜一些。采用圖 535c 所示的進給路線，即先用行切法切去中間部分余量，最后用環(huán)切法環(huán)切一刀光整輪廓表面，既能使總的進給路線較短，又能獲得較好的表面粗糙度。 圖 436 凹槽加工進給路線 5） 銑削曲面輪廓的進給路線 銑削曲面時，常用球頭刀采用 “ 行切法 ” 進行加工。所謂 行切法 是指刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定的。 對于邊界敞開的曲面加工 ，可采用兩種加工路線，如圖 437 所示發(fā)動機大葉片，當(dāng)采用圖 a 所 示的加工方案時，每次沿直線加工，刀位點計算簡單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。當(dāng)采用圖 b所示的加工方案時，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗，葉形的準(zhǔn)確度較高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開的，沒有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應(yīng)由邊界外開始加工。 26 圖 437 曲面加工的進給路線 6） 孔加工走刀路線 對于位置度要求較高的孔加工，精加工時一定要注意各孔的定位方向要一致，即采用單向趨近定位點的方法，以避免傳動系統(tǒng)反向間隙誤差或測量系統(tǒng)的誤差對定位精度的 影響。如圖 438a 所示的孔系加工路線，在加工孔 D時， X軸的反向間隙將會影響 C、 D 兩孔的孔距精度。如改為圖 438b 所示的孔系加工路線，可使各孔的定位方向一致，提高孔距精度。 圖 438 孔系加工方案比較 切削用量的選擇 1） 面、輪廓加工切削用量的選擇 如圖 439 所示，數(shù)控銑床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 :先選取背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進給速度，最后確定切削速度。 27 圖 439 銑削切削用量 （ 1）端銑背吃刀量 (或周銑側(cè) 吃刀量 )選擇 吃刀量 ( pa )為平行于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸。端銑時，背吃刀量為切削層的深度，而圓周銑削時，背吃刀量為被加工表面的寬度。 側(cè)吃刀量 ( ea )為垂直于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸。端銑時，側(cè)吃刀量為被加工表面的寬度，而圓周銑削時，側(cè)吃刀量為切削層的深度。 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。 ① 工件表面粗糙度 aR 值為 ～ 25μ m 時，如果圓周銑削的加工余量小于5mm，端銑的加工余量小于 6mm，粗銑時一次進給就可以達到要求。但在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機床動力不足時，可分兩次進給完成。 ② 在工件表面粗糙度 aR 值為 ～ m 時，可分粗銑和半精銑兩步進行。粗銑時背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同①。粗銑后留 ～ 1mm 余量，在半精銑時切除。 ③ 在工件表面粗糙度 aR 值為 ～ m時，可分粗銑、半精銑、精銑三步迸行。半精銑時背吃刀量或側(cè)吃刀量 取 ～ 2mm；精銑時，圓周銑側(cè)吃刀量取 ～，端銑背吃刀量取 ～ 1mm。 （ 2）進給速度 進給速度 ( f? )是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移，它與銑刀轉(zhuǎn)速 (n)、銑刀齒數(shù) (z)及每齒進給量 ( zf )的關(guān)系為： znfzf ?? 每齒進給量 zf 的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料的強度 和硬度越高，每齒進給量越小，反之則越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進給量高于同類高速鋼銑刀。工件表面粗糙度 aR 值越小，每齒進給量就越小，每齒進給量的確定可參考表 45選取。工件剛性差或刀具強度低時，應(yīng)取小值。 （ 3）切削速度 銑削的切削速度與刀具耐用度 T 、每齒進給量 zf 、背吃刀量 pa 、側(cè)吃刀量 ea 、銑刀齒數(shù) Z 成反比，而與銑刀直徑成正比。其原因是當(dāng) zf 、 pa 、 ea 、和 Z增大時，刀刃負(fù)荷增加工作齒數(shù)也增多，使切削熱增加，刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。同時，刀具耐用度的提高使允許使用的切削速度降低。但加大銑刀直徑d 則可改善散熱條件，因而提高切削速度。銑削的切削速度可參考表 46 選取，也可參考相關(guān)的切削手冊。 2） 孔加工切削用量的選擇 孔加工為定尺寸加工，切削用量的選擇應(yīng)在機床允許的 范圍之內(nèi)選擇，查閱手冊并結(jié)合經(jīng)驗確定，表 47至表 411中列出了部分孔加工的切削用量，供參考。 28 ① 孔加工時的主軸轉(zhuǎn)速 n (r/min)，根據(jù)選定的切削速度 c? (m/min)和加工直徑或刀具直徑計算，參考公式 (11)。 ② 孔加工工作進給速度 f ，根據(jù)選擇的進給量和主軸轉(zhuǎn)速按式 (41)計算進給速度。 nvf c?? （ 41） ③ 攻螺紋時進給量的選擇決定于螺紋的導(dǎo)程，由于使用了帶有浮動功能的攻螺紋夾頭，攻螺紋時工作進給速度 f? (mm/min)可略小于理論計算值，即： Pnf ??（ P 為導(dǎo)程） 在確定工作進給速度時，要注意一些特殊情況。例如，在高速進給的輪廓加工中，由于工藝系統(tǒng)的慣性在拐角處易產(chǎn)生“超程”和“過切”現(xiàn)象，如圖 440 所示。因此，在拐角 處應(yīng)選擇變化的進給速度，接近拐角時減速，過了拐角后加速。 a 超程 b 過切 圖 440 拐角處的超程和過切現(xiàn)象 總結(jié)與提問： （ 5分鐘） 數(shù)控銑削加工常用刀具有哪些？ 銑削加工中走刀路線的安排方法？切削用量的選擇方法？ 29 教學(xué)手段：多媒體教學(xué) 教學(xué)方法：案例教學(xué)、動畫演示 復(fù) 習(xí)： 銑 削加工工藝分析 （ 5 分鐘） 引 入： 從幾方面分析銑削加工工藝 （ 5分鐘） 正 課： 銑削加工工藝分析實例 （ 90 分鐘） 知識點（ 85 分鐘）： 銑削加工工藝分析實例 蓋板加工表面主要是平面和孔，需經(jīng)銑平面、鉆孔、擴孔、鏜孔、鉸孔及攻螺紋等工步才能完成。下面以圖 441 所示蓋板為例介紹進行工藝分析。 序號 3 日期 班級 課題 數(shù)控銑削加工工藝與編程 重點與難點 重點： 銑削加工工藝分析實例 難點： 銑削加 工工藝分析 教研室主任 年 月 日 教師 年 月 日 30 圖 441蓋板零件簡圖 1） 零件工藝分析 由圖可知，該蓋板的材料為鑄鐵，毛坯為鑄件。蓋板加工內(nèi)容為平面、孔和 螺紋且都集中在 A 、 B 面上，其四個側(cè)面已加工，其中最高精度為 IT7 級。從定位和加工兩個方面考慮，以 A 面為主要定位基準(zhǔn)，并在前道工序中先加工好，選擇 B 面及位于 B 面上的全部孔在加工中心上加工。 2） 選擇機床 由于 B 面及位于 B 面上的全部孔，只需單工位加工即可完成，只有粗銑、精銑、粗鏜、半精鏜、精鏜、鉆、擴、锪、鉸及攻螺紋等工步，所需刀具較多，加工表面不多。故選擇立式加工中心。工件一次裝夾后可自動完成銑、鉆、鏜、鉸及攻螺紋等工步的加工。 3） 工藝設(shè)計 （ 1）選擇加工方案 B 面粗糙度 ?R 為 m? ，采用粗銑 精銑方案即可； 760H? 孔尺寸精度要求為 IT7 級， 已鑄出毛坯孔，粗糙度 ?R 為 m? ，故采用粗鏜一半精鏜一精鏜方案； 31 828H? 孔尺寸精度要求為 IT8 級，粗糙度 ?R 為 m? ，為防止鉆偏，按鉆中心孔一鉆孔一擴孔一鉸孔方案進行； 16? mm 沉頭 孔在 12? 孔基礎(chǔ)上锪至尺寸即可； M16螺紋孔在 M6 和 M20 之間，故采用先鉆底孔后攻螺紋的加工方法，即按鉆中心孔一鉆底孔一倒角一攻螺紋方案加工。 （ 2）確定加工順序 按照先粗后精、先面后孔的原則及為了減少換刀次數(shù)不劃分加工階段來確定加工順序。具體加工路線為：粗、精銑 B 面 粗、半精、精鏜 760H? 孔 鉆各光孔和螺紋孔的中心孔 鉆、擴、锪、鉸 828H? 鉆 M16 螺紋底孔、倒角和攻螺紋，具體順序見表 412。 （ 3） 確定裝夾方案和選擇夾具 該蓋板零件形狀較簡單、尺寸較小，四個側(cè)面較光整，加工面與非加工面之間的位置精度要求不高，故可選通用臺鉗，以蓋板底面 A 和兩個側(cè)面定位，用臺鉗鉗口從側(cè)面夾緊。 （ 4）選擇刀具 根據(jù)加工內(nèi)容，所需刀具有面銑刀、鏜刀、中心鉆、麻花鉆、鉸刀、立銑刀（锪16? 孔 ）及絲錐等，其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。一般來說，粗銑銑刀直徑應(yīng)選小一些，以減小切削力矩，但也不能太小，以免影響加工效率；精銑銑刀直徑應(yīng)選大一些，以減少接刀痕 跡?？紤]到兩次走刀間的重疊量及減少刀具種類，經(jīng)綜合分析確定粗、精銑銑刀直徑都選為 100? 。其他刀具根據(jù)孔徑尺寸確定。具體所選刀具見表 413。 （ 5）確定進給路線 A 面的粗、精銑削加工進給路線根據(jù)銑刀直徑確定，因所選銑刀直徑為 100? ，故安排沿 x 方向兩次進給（見圖 442）。因為孔的位置精度要求不高，機床的定位精度完全能保證，所以所有孔加工進給路線均按最短路線確定，圖 443～ 47 所示的即 為各孔加工的進給路線。 32 圖 442 銑削 B 面進給路線 圖 443 鏜 760H? 孔進給路線 圖 444鉆中心孔進給路線 33 圖 445 鉆、擴、鉸 812H? 孔進給路線 圖 446 锪 16? 孔進給路線 圖 447 鉆螺紋低孔、攻螺紋進給路線 （ 6）選擇切削用量 34 查表確定切削速度和進給量，然后計算出機床主軸轉(zhuǎn)速和機床進給速度，詳見表 412。 表 412 數(shù)控加工工序卡片 表 413 刀具卡片 總結(jié)與提問： 銑削加工工藝分析應(yīng)從哪幾方面進行。（ 5分鐘 ） 35 教學(xué)手段：多媒體教學(xué) 教學(xué)方法：案例教學(xué)、動畫演示 復(fù) 習(xí)： 銑削工藝 基礎(chǔ) （ 5分鐘） 引 入： 銑削 中坐標(biāo)系的建立 （ 5分鐘） 正 課： 數(shù)控銑削編程基礎(chǔ) （ 90 分鐘） 知識點（ 85 分鐘）： 數(shù)控銑床主要編程功能 不同檔次的數(shù)控銑床的功能有較大的差別，但都具備以下主要編程功能：直線與圓弧插補、孔與螺紋加工、刀具半徑補償、刀具長度補償、固定循環(huán)編程、鏡像編程、旋轉(zhuǎn)編程和子程序編程等功能?？梢愿鶕?jù)需加工的零件的特征，選用相應(yīng)的功能來實現(xiàn)零件的編程。 常 用 G 代碼見表 414（以 FANUC－ 0i－ Mate－ MC 數(shù)控系統(tǒng) 為例 ） 。 注： 1） G代碼分為兩類，一類 G代碼僅在被指定的程序段中有效，稱為一般 G代碼，例如 G04 等；另一類稱為模 態(tài) 代碼，一經(jīng)指定，一直有效，直到被新的模 態(tài)G 代碼取 代，如 G00、 G01 等。 2） 同一組的 G 代碼，在一個程序段中，只能有一個被指定，如果同組的幾個G 代碼同時出現(xiàn)在一個程序段中，那么最后輸入的那個 G代碼有效。 3） 在固定循環(huán)中，如遇有 01 組的 G 代碼時，固定循環(huán)將被自動撤 銷 ，相反01 組的 G代碼卻不受固定循環(huán)影響。 數(shù)控銑床坐標(biāo)系 數(shù)控銑床坐標(biāo)系遵循 原機械工業(yè)部 1982年 頒布 的 JB3052— 1982標(biāo)準(zhǔn) 中制訂的原則，數(shù)控銑床各坐標(biāo)軸方向如圖 448。 序號 4 日期 班級 課題 數(shù)控銑削編程 重點與難點 重點： 坐標(biāo)系建立，快速移動基本指令 難點： 快速移動基本指令 教研室主任 年 月 日 教師 年 月 日 36 a b 圖 448 數(shù)控銑床坐標(biāo)系 a 數(shù)控立式升降臺銑床 b 數(shù)控轉(zhuǎn)盤式?jīng)_床 1） 坐標(biāo)系原點 在數(shù)控銑床上，機床原點一般由機床導(dǎo)軌上一固定點作參考點來確定，如圖449（ a）所示。圖中 O1 即為立式數(shù)控銑床的機床原點 ， O1 點位于 X、 Y、 Z 三軸正向移動的極限位置 。 圖 4 49 數(shù)控銑床原點 2） 工件坐標(biāo)系原點（編程原