【文章內(nèi)容簡介】 較困難，刀具剛性相應(yīng)較差，刀尖(刃)的耐用度易受切削熱影響而降低，以及在加工中清除切屑較困難等。 (4) 走刀路線最短 確定走刀路線的工作重點(diǎn)，主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。走刀路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)(或機(jī)床固定原點(diǎn))開始運(yùn)動(dòng)起，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。 在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損等。優(yōu)化工藝方案除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時(shí)可輔以一些簡單計(jì)算。上述原則并不是一成不變的，對(duì)于某些特殊情況，則需要采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質(zhì)量。這些都有賴于編程者實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累與學(xué)習(xí)。 (5) 加工路線與加工余量的關(guān)系 在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯件上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí)，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作一定的切削加工。 1）對(duì)大余量毛坯進(jìn)行階梯切削時(shí)的加工路線 2）分層切削時(shí)刀具的終止位置 確定切削用量與進(jìn)給量 在編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時(shí)，一定要充分考慮影響切削的各種因素，正確的選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效地提高機(jī)械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。影響切削條件的因素有：機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率；工件精度及表面粗糙度；刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數(shù)量；機(jī)床的壽命。 上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率為主要因素。 切削速度快慢直接影響切削效率。若切削速度過小，則切削時(shí)間會(huì)加長，刀具無法發(fā)揮其功能；若切削速度太快，雖然可以縮短切削時(shí)間，但是刀具容易產(chǎn)生高熱，影響刀具的壽命。決定切削速度的因素很多，概括起來有： 1. 刀具材料。刀具材料不同，允許的最高切削速度也不同。高速鋼刀具耐高溫切削速度不到，碳化物刀具耐高溫切削速度可達(dá)以上，陶瓷刀具的耐高溫切削速度可高達(dá)。 2. 工件材料。工件材料硬度高低會(huì)影響刀具切削速度，同一刀具加工硬材料時(shí)切削速度應(yīng)降低，而加工較軟材料時(shí)，切削速度可以提高。 3. 刀具壽命。刀具使用時(shí)間(壽命)要求長，則應(yīng)采用較低的切削速度。反之，可采用較高的切削速度。 4. 切削深度與進(jìn)刀量進(jìn)行切削1．工件安裝的基本原則在數(shù)控機(jī)床上工件安裝的原則與普通機(jī)床相同，也要合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。為了提高數(shù)控機(jī)床的效率，在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下3點(diǎn)：（1）力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一。（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工表面。（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。2．夾具的選擇數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下兩點(diǎn)：（1）當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。（2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。加工中心的回零點(diǎn)通常設(shè)置在機(jī)床各軸靠近正方向極限的位置，通過減速行程開關(guān)粗定位而由零位點(diǎn)脈沖精確定位。機(jī)床參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知定值。也就是說，可以根據(jù)機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點(diǎn)位置?；亓悴僮饔址Q為返回參考點(diǎn)操作。當(dāng)返回參考點(diǎn)的工作完成之后，顯示器即顯示出機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。表明機(jī)床坐標(biāo)系自動(dòng)建立。在數(shù)控加工程序中可用相關(guān)指令使刀具經(jīng)過一個(gè)中間點(diǎn)自動(dòng)退離到參考點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)已由機(jī)床制造商測(cè)定后輸入數(shù)控系統(tǒng)，并記錄在機(jī)床說明書中，用戶不得改變。一般加工中心的機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)的位置所示。但許多數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)坐標(biāo)值設(shè)置為零，此時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)也就是機(jī)床的參考點(diǎn)，機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)值均顯示為負(fù)值 。對(duì)刀就是使刀具上的刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合。刀位點(diǎn)是刀具上的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，刀位點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡就是上述介紹的加工路線。亦稱編程軌跡。對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。也就是程序的期點(diǎn)。編程時(shí)首先應(yīng)選取好的對(duì)刀的位置。選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則是；在機(jī)床上容易找正，在加工中便于檢查，編程時(shí)便于數(shù)值計(jì)算，對(duì)刀誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可選擇在零件的某點(diǎn)，如零件的定位孔中心，也可以選擇零件外某點(diǎn)，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定得坐標(biāo)尺寸的關(guān)系，所示對(duì)刀點(diǎn)即使程序的起點(diǎn)，也可以是程序的終點(diǎn)。因此在成批生產(chǎn)中要考慮對(duì)刀點(diǎn)重復(fù)的精度。本章分析了加工中心的組成以及加工中心的應(yīng)用特點(diǎn)，重點(diǎn)總結(jié)了自動(dòng)加工編程中的加工路線的確定，另外也介紹了加工中心的裝夾定位。第3章 加工中心常用工具第3章 加工中心常用工具數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn),一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上,因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。1．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）特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。2．根據(jù)制造刀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）其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀其等。3．從切削工藝上可分為:（1）車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀其等多種；（2）鉆削刀具,包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；（3）鏜削刀具；（4）銑削刀具等。數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)：a、剛性好(尤其是粗加工刀具)，精度高，抗振及熱變形??；b、互換性好，便于快速換刀；C、壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；d、刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間；e、刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除；f、系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。平底立銑刀是銑削加工的主要刀具之一，如圖31所示。主要進(jìn)行粗銑，去除大量毛坯，小面積水平平面或者輪廓精銑。圖31 平面立銑刀2．圓角銑刀圓角銑刀結(jié)合了球頭銑刀和平底銑刀的共同點(diǎn)，如圖32所示，是粗銑精銑加工常用刀具之一。圖32 平底銑刀帶倒角3．球頭銑刀球頭銑刀是刀刃類似球頭的裝配于銑床上用于銑削各種曲面、圓弧溝槽的刀具，如圖33所示。球頭銑刀也叫R刀，球頭銑刀可以銑削模具鋼、鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、工具鋼、一般鐵材，屬于立銑刀。33 球頭銑刀鼓形刀形狀類似鼓形，如圖34所示。它的切削刃分布在半徑為R的圓弧面上,端面無切削刃。加工時(shí)控制刀具上下位置,相應(yīng)改變刀刃的切削部位,可以從工件上切出從負(fù)到正的不同斜角。成型銑刀一般是為特定形狀的工件或者加工內(nèi)容專門設(shè)計(jì)制作的，如圖35所示。圖34 鼓形銑刀圖35成型銑刀面銑刀，是用于銑削加工的、具有一個(gè)或多個(gè)刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具。工作時(shí)各刀齒依次間歇地切去工件的余量。面銑刀主要用于在銑床上加工平面、臺(tái)階等，如圖36所示。圖36 面銑刀鍵槽銑刀是一種銑削刀具，刃徑極限誤差分e8，d8兩種。鍵槽銑刀小螺旋角(20度)、槽深、近似直線折背、 和 麻花鉆 有點(diǎn)相似。鍵槽銑刀主要用于加工鍵槽與槽，鍵槽銑刀對(duì)銑鍵槽很好用，如圖37所示。圖37 鍵槽銑刀選擇刀具總的原則是:安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在進(jìn)行刀具選擇時(shí)需要注意以下問題：。實(shí)際生產(chǎn)中，立銑刀常用來加工平而零件周邊輪廓；硬質(zhì)合金刀片銑刀常用來銑削平面；高速鋼立銑刀常用來加工凸臺(tái)、四槽球頭洗刀常用來加工立體型面和變斜角輪廓外形。2．由于球頭刀具的端部切削速度為零,切削行距一般取得很濃密，因此，球頭銑刀常用于曲面的精加工來保證加工精度。3．必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄,以便換裝刀具。4．平衡好刀具成本和加工成本之間的關(guān)系。1．確定合理切削用量的意義切削用量包括背吃刀量a，切削速度V、進(jìn)給量f等。數(shù)控加工對(duì)同一加工過程選用不同的切削用量,會(huì)產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的加工質(zhì)量和刀具所有壽命,充分發(fā)揮機(jī)床潛力,最大限度發(fā)揮刀具的切削性能，并能獲得高生產(chǎn)率和低加工成本。2．切削用量的選擇原則粗加工切削用量的選擇原則是：首先選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量，其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量，最后根據(jù)大家使用壽命確定最佳的切削速度。精加工切削用量的選擇原則是：首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)己加工表面的粗糖度要求，選取一個(gè)較小的進(jìn)給量；最后在保證刀具使用壽命的前提下，盡可能選擇較高的切削速度。3．切削用量的確定方法（1）背吃刀量a背吃刀量a應(yīng)根據(jù)加工余量確定。一般地,在中等功率機(jī)床上,粗加工的背吃刀量可達(dá)810mm。半精加工時(shí),。精加工時(shí),。粗加工時(shí)，在保留后續(xù)工序余量的前提下，盡可能一次切除加工余量。（2）進(jìn)給速度V根據(jù)已選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具使用壽命選擇切削速度。可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在機(jī)床說明書允許的切削速度范圍內(nèi)查表選取 。（3）進(jìn)給量f進(jìn)給量主要根據(jù)工件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件的材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取。粗加工時(shí)，由于對(duì)工件表面質(zhì)量沒有太高的要求，進(jìn)給量的選取主要考慮刀桿、刀片、工件以及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)等的強(qiáng)度及剛度的限制因素，可根據(jù)工件材料、刀桿尺寸、工件直徑及以確定的背吃刀量查切削用量手冊(cè)選取。半精加工和精加工時(shí)，因切削力較小，進(jìn)給量主要按工件表面粗糙度的要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度查切削用量手冊(cè)選取。如精銑時(shí)可取 2025mm/min。選擇進(jìn)給量時(shí)，還應(yīng)注意工件加工中的某些特殊因素。對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定，是數(shù)控加工工藝分析的重要內(nèi)容之一。對(duì)刀點(diǎn)是在機(jī)床上加工工件時(shí),刀具相對(duì)于軌跡運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)選定后,即確定了機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系之間的相互位置關(guān)系。對(duì)刀點(diǎn)選用原則:1．便于數(shù)學(xué)處理和編制程序。2．在機(jī)床上找正容易。3．加工過程中檢查方便、可靠。4．引起的加工誤差小。換刀點(diǎn)是指加工過程中需要換刀時(shí)刀具的相對(duì)位置點(diǎn)。換刀點(diǎn)往往設(shè)在工件的外部，以能順利換刀、不碰撞工件及機(jī)床上其他部件為準(zhǔn)。1．刻線原理和讀數(shù)方法游標(biāo)量具讀數(shù)部分由尺身與游標(biāo)組成。其尺身刻線間距a為lmm，若令尺身刻線格的寬度等于游標(biāo)刻線n格的寬度，則游標(biāo)的刻線間距，而尺身刻線與游標(biāo)刻線間距寬度差（即游標(biāo)讀數(shù)值）。當(dāng)游標(biāo)在尺身兩個(gè)刻線間移動(dòng)時(shí)，游標(biāo)零線離開尺身前一刻線的距離就等于游標(biāo)刻線的標(biāo)號(hào)和游標(biāo)讀數(shù)值的乘積，這個(gè)乘積即為讀數(shù)時(shí)小數(shù)部分的值如圖36，此值加上游標(biāo)零線前面尺身工上的刻度值即為測(cè)量結(jié)果。常取、三種，、。圖36 游標(biāo)卡尺讀數(shù)2. 游標(biāo)卡尺其種類和外形結(jié)構(gòu)較多，其規(guī)格常用測(cè)量范圍和游標(biāo)讀數(shù)值來表示，比如：某游標(biāo)卡尺的型號(hào)為，則說明其測(cè)量范圍為。最常用的為三用游標(biāo)卡尺，如圖37所示，它可以測(cè)量內(nèi)外尺寸、深度、孔距、環(huán)形壁厚和溝槽，常用測(cè)量范圍有、兩種，、。圖37 游標(biāo)卡尺圖38 千分尺千分尺又稱螺旋測(cè)微器，是一種精密量具，其測(cè)量精度比游標(biāo)卡尺高，且比較靈敏。千分尺按用途一般分為外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺、杠桿千分尺、深度千分尺、壁厚千分尺、公法線千分尺等。本節(jié)主要以外徑千分尺為例介紹，如圖39所示為外徑千分尺的結(jié)構(gòu)圖，它是由尺架、測(cè)微裝置、測(cè)力裝置和鎖緊裝置等組成。其規(guī)格是按其測(cè)量范圍來表示的，常用、、六種。一般千分尺均附有調(diào)零的專用小扳手，測(cè)量下限不為零的千分尺還附有用于調(diào)整零位的標(biāo)準(zhǔn)棒。如圖39所示，在千分尺的固定套管軸向刻有一條基線，基線的上、下方都刻有間距為lmm的刻線，上、。微分筒的圓錐面上刻有50等分格。，所以當(dāng)微分筒旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同時(shí)，微分筒就遮住或露出固定套管上的一條刻線，當(dāng)微分筒旋轉(zhuǎn)一格時(shí)，測(cè)微螺桿就移動(dòng)。讀數(shù)時(shí)，先從固定套管上讀出毫米數(shù)與半毫米數(shù)，再看基線對(duì)準(zhǔn)微分筒上哪格及其數(shù)值，把兩次讀數(shù)相加就是測(cè)量的完整數(shù)值。圖39（a）中，微分筒上第39格線與固定套管上基線正對(duì)齊，此時(shí)，千分尺的正確讀數(shù)為；圖39（b）和（c）中，千分尺的正確讀數(shù)分別為和。（a） （b） （c）圖39千分尺讀數(shù)1．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理：百分表是齒輪傳動(dòng)式測(cè)微量具。它常用來測(cè)量機(jī)器零件的各種幾何形狀偏差和表面相互位置偏差，也可測(cè)量工件的長度尺寸，具有外廓尺寸小、重量輕和使用方便等特點(diǎn)。使用時(shí)必須將其固定到可靠的支架上，其工作原理是將測(cè)桿的直線位移，經(jīng)過齒條與齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀慕俏灰?，百分表的刻度盤圓周刻成100等分，當(dāng)大指針轉(zhuǎn)動(dòng)1周，則測(cè)桿的位移量為lmm，表盤和表圈是一體的，可任意轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使指針對(duì)零位，小指針用以指示大指針的回轉(zhuǎn)圈數(shù)。常見百分表的測(cè)量范圍為、和等。2．內(nèi)徑百分表：內(nèi)徑百分表又稱量缸表，是一種借助于百分表為讀數(shù)機(jī)構(gòu)，配備杠桿傳動(dòng)系統(tǒng)或楔形傳動(dòng)系統(tǒng)的桿部組合而成，它是用比較法來測(cè)量孔徑及其幾何形狀偏差，其外觀和結(jié)構(gòu)圖如圖310所示，它主要用來測(cè)量汽缸的尺寸精度和形狀精度，也可以用來測(cè)量軸孔。測(cè)量時(shí)，被測(cè)孔的尺寸偏差借活動(dòng)測(cè)頭的位移，通過杠桿和傳動(dòng)桿傳遞給指示機(jī)構(gòu)，因傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比為1，因此，測(cè)頭所移動(dòng)的距離與指示表的指示值相等。為了測(cè)量不同的缸徑，常備有不同的量桿。量缸表的規(guī)格是按測(cè)量直徑的范圍來劃分的，如、等，汽車作業(yè)中常用這種。圖310 百分表3．萬能百分表架：百分表架是專門用來夾持百分表的，可變換各種方向，以適應(yīng)不同方向的測(cè)量工作，通常有軌道座式、磁力座式和磁力座軟軸式三種。本章闡述了加工中心中常用的工具，包