【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 較低，重磨較費(fèi)時(shí)，現(xiàn)在已逐漸被可轉(zhuǎn)位式面銑刀所替代。 可轉(zhuǎn)位式面銑刀是將可轉(zhuǎn)位刀片通過(guò)夾緊元件夾固在刀體上，當(dāng)?shù)镀囊粋€(gè)切削刃用鈍 后，直接在機(jī)床上將刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片。這種銑刀在提高加工質(zhì)量和加工效率，降低成 本，方便操作使用等方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，目前已得到廣泛應(yīng)用。 標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀的直徑為 16630 mm。粗銑時(shí)，銑刀直徑要小些，因?yàn)榇帚娗邢髁Υ?，選小直徑銑刀可減小切削扭距。精銑時(shí)，銑刀直徑要選大些，盡量包容工件整個(gè)加 工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。 圖 17 面銑刀 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 共 34 頁(yè) （ 2） 立銑刀 圖 18 (a) 立銑刀 立銑刀是數(shù)控加工中用得最多的一種銑刀，主要用于加工凹槽、較小的臺(tái)階面以及平面輪廓。如圖 18（ a）所示，立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們既可以同時(shí)進(jìn)行切削，也可以單獨(dú)進(jìn)行切削。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。主切削刃一般為為螺旋槽，這樣可增加切削的平穩(wěn)性，提高加工精度。端面刃主要用來(lái)加工與側(cè)面垂 直的底平面，普通立銑刀的端面中心處無(wú)切削刃，故一般立銑刀不宜做軸向進(jìn)給。目前，市場(chǎng)上已推出了有過(guò)中心刃的立銑刀，過(guò)中心刃立銑刀可直接軸向進(jìn)給。如圖 18（ b）所示 ， 圖 18（ b）過(guò)中心四刃立銑刀 為了能加工較深的溝槽，并保證有足夠的備磨量，立銑刀的軸向長(zhǎng)度一般較長(zhǎng)。另外，為改善切屑卷曲情況，增大容屑空間，防止切屑堵塞，立銑刀的刀齒數(shù)比較少，容屑槽圓弧半徑則較大。一般粗齒立銑刀刀齒數(shù) Z=3～ 4，細(xì)齒立銑刀刀齒數(shù) Z=5～ 8，套式結(jié)構(gòu) Z=10～ 20， 容屑槽圓弧半徑為 2～ 5mm。 由于數(shù)控機(jī)床要求銑刀能快速 自動(dòng)裝卸，而立銑刀刀柄部結(jié)構(gòu)有很大不同。一般由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家按照一定的規(guī)范制造成統(tǒng)一形式、尺寸的刀柄。直徑大于 Φ 40～160mm 立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。 立銑刀的有關(guān)尺寸參數(shù)，如圖 所示，推薦用下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。? ① 刀具半徑 R 應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑， R， 一般取 R=(～)R 曲 。 ② 零件的加工高度 H≤ (1/4～ 1/6)R，以保證刀具有足夠的剛度。 ③ 對(duì)于深槽，選取 l=H+(5～ 10)mm(l 為刀具切削部分長(zhǎng)度 )。 ④ 加工肋時(shí)，刀具直徑為 D=(5～ 10)b(b為肋的厚度 )。 （ 3） 模具銑刀分為 圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種。 （ 4） 鍵槽銑刀：可以軸向進(jìn)給 。 （ 5） 鼓形銑刀：加工固定角度斜面。 R越小，鼓形刀所能加工的斜角范圍越廣，但所獲得的表面質(zhì)量也越查差。這種刀具的特點(diǎn)是刃磨困難，切削條件差，而且不適于加工有底的輪廓表面。 （ 6） 成形銑刀：漸開(kāi)線(xiàn)齒面、燕尾槽和 T 形槽等。 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 共 34 頁(yè) 3）銑刀的選擇 ① 面銑刀主要參數(shù)的選擇 應(yīng)根據(jù)側(cè)吃刀量 ae選擇適當(dāng)?shù)你姷吨睆?。 粗齒銑刀用于粗銑鋼件；粗銑鑄件斷續(xù)表面和平穩(wěn)銑削鋼件時(shí)，選用細(xì)齒銑刀。密齒銑刀用于加工薄壁鑄件。 前角的數(shù)值主要根據(jù)工 件材料和刀具材料來(lái)選擇； ao=5176。 ～ 12176。；硬質(zhì)合金面銑刀的刃傾角常取 lS=－ 5176。 ～ 15176。主偏角 kr在 45176。 ～ 90176。范圍內(nèi)選取。 ② 立銑刀主要參數(shù)的選擇 刀具半徑 R應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑 ρ ，一般取 R=(～ ) 數(shù)控銑削加工工藝路線(xiàn)的擬訂 擬定數(shù)控銑削加工工藝路線(xiàn)的主要內(nèi)容包括：選擇各加工表面的加工方法、劃分加工階段、劃分加工工序、確定加工順序（工序順序安排）和加工路線(xiàn)的確定。由于生產(chǎn)批量的差異，即使是同一零件的數(shù)控銑削加工工藝方案也有所不同。擬定數(shù)控銑削加工工藝時(shí)，應(yīng)根據(jù) 具體生產(chǎn)批量、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件、生產(chǎn)周期等情況，擬定經(jīng)濟(jì)、合理的數(shù)控銑削加工工藝。 1）加工方法的選擇 數(shù)控銑削加工對(duì)象的主要加工表面一般可采用如表 11 所示的加工方案。 表 12加工表面的加工方案 序號(hào) 加工表面 加工方法 所使用的刀具 1 平面內(nèi)外輪廓 X、 Y、 Z方向粗銑 → 內(nèi)外輪廓方向分層半精銑 → 輪廓高度方向分層半精銑 → 內(nèi)外輪廓精銑 整體高速鋼或硬質(zhì)合金立銑刀 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金立銑刀 2 空間曲面 X、 Y、 Z方向粗銑 → 曲面 Z方向分層粗銑 → 曲面半精銑 → 曲面精銑 整體高速鋼或硬質(zhì)合金立銑刀、球頭銑刀 機(jī)夾 可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金立銑刀、球頭銑刀 3 孔 定尺寸刀具加工 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀 銑削 整體高速鋼或硬質(zhì)合金立銑刀 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金立銑刀 4 外螺紋 螺紋銑刀銑削 螺紋銑刀 5 內(nèi)螺紋 攻絲 絲錐 螺紋銑刀銑削 螺紋銑刀 （ 1） 平面加工方法的選擇：主要采用端銑刀和立銑刀加工。粗銑的尺寸精度和表面粗糙度一般可達(dá) IT10～ IT12,表面粗糙度 ～ 25um；精銑的尺寸精度和表面粗糙度一般可大 IT7～ IT9,表面粗糙度 ～ 。當(dāng)零件表面粗糙度要求較高時(shí)，應(yīng)采用順銑 方式。 （ 2） 平面輪廓加工方法的選擇：通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工，切向進(jìn)刀、切向退刀。 （ 3） 固定斜角平面加工方法的選擇：斜墊板墊平后加工或機(jī)床主軸擺角加工。 （ 4） 變斜角面加工方法的選擇：對(duì)曲率變化較小的變斜角面，選用 x、 y、 z和 A 四軸聯(lián)動(dòng)加工；對(duì)曲率變化較大的變斜角面，最好用 x、 y、 z、 A 和 B（或 C黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 共 34 頁(yè) 轉(zhuǎn)軸）五軸聯(lián)動(dòng)加工；采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，利用球頭銑刀和鼓形銑刀，以直線(xiàn)或圓弧插補(bǔ)方式進(jìn)行分層銑削加工，加工后的殘留面積用鉗修方法清除 。 （ 5） 曲面輪廓加工方法的選擇：立體曲面的加工應(yīng)根據(jù)曲面形狀、刀具形狀以及精度要求采用不同的銑削加工方法，如兩軸半、三軸、四軸及五軸等聯(lián)動(dòng)加工。 ①對(duì)曲率變化不大和精度要求不高的曲面粗加工，通常采用兩軸半坐標(biāo)的行切法加工，即 x、 y、 z 三軸中任意兩軸作聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，第三軸作單獨(dú)的周期進(jìn)給。 ②對(duì)曲率變化較大和精度要求較高的曲面精加工，通常采用 X、 Y、 Z三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)的行切法加工。 對(duì)像葉輪、螺旋槳這樣的復(fù)雜零件，因其葉片形狀復(fù)雜，刀具容易與相鄰表面發(fā)生干涉，通常采用 X、 Y、 Z、 A和 B的 5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床加工。 2）劃分加工階段 當(dāng)數(shù)控銑削零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，往往不可能用一道工序來(lái)滿(mǎn)足其要求，而要用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量。為保證加工質(zhì)量和合理的使用設(shè)備，零件的加工過(guò)程通常按工序性質(zhì)不同，分為粗加工、半精加工、精加工和光整加工四個(gè)加工階段，如下。 （ 1）粗加工階段。粗加工階段主要任務(wù)是切除毛坯上各表面的大部分多余金屬，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，其目的是提高生產(chǎn)率。 （ 2）半精加工階段。半精加工階段任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精度，留有一定的加工余量，為主要表面的精加工（精銑或精磨）做好準(zhǔn)備，并 可完成一些次要表面加工，如擴(kuò)孔、攻螺紋、銑鍵槽等。 （ 3）精加工階段。精加工階段任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度要求，其主要目標(biāo)是如何保證加工質(zhì)量。 （ 4）光整加工階段。光整加工階段任務(wù)是對(duì)零件上精度和表面粗糙度要求很高（ IT6 級(jí)以上，表面粗糙度為 以下）的表面，需要進(jìn)行光整加工，其目的是提高尺寸精度、減小表面粗糙度。 劃分加工階段的目的如下 ： （ 1）保證加工質(zhì)量。使粗加工生產(chǎn)的誤差和變形，通過(guò)半精加工和精加工工序予以糾正，并逐步提高零件的精度和表面質(zhì)量。 （ 2）合理使用設(shè) 備。避免以精干粗，充分發(fā)揮機(jī)床的性能，延長(zhǎng)使用壽命。 （ 3）便于安排熱處理工序，使冷熱加工工序配合得更好，熱處理變形可以通過(guò)精加工予以消除。 （ 4）有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷（如鑄件的砂眼、氣孔等）粗加工時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時(shí)予以報(bào)廢，以免繼續(xù)加工造成工時(shí)的浪費(fèi)。 加工階段的劃分不是絕對(duì)的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的剛性來(lái)決定。一般說(shuō)來(lái)，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應(yīng)越細(xì)：當(dāng)工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時(shí)，也可以不分或少分階段。 3）工序的劃分 數(shù)控銑削的加工對(duì)象根據(jù)機(jī)床的不同也 是不一樣的。立式數(shù)控銑床一般適用于加工平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜的平面或立體曲面零件以及模具的內(nèi)外型腔等。臥式銑床一般適用于加工箱體、泵體、殼體等零件。 在數(shù)控銑床上加工零件，工序比較集中，一般只需要一次裝夾即可完成全部工序 的加工。為了提高數(shù)控銑床的使用壽命，保持?jǐn)?shù)控銑床的精度，降低零件的黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 共 34 頁(yè) 加工成本，通常是把零件的粗加工，特別是零件的基準(zhǔn)面、定位面在普通機(jī)床上加工。加工工序的劃分通常采用工序集中原則和工序分散原則，單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，通常采用工序集中原則；成批生產(chǎn)時(shí)，可按工序集中原則劃分，也可以按照工序分散原則 劃分，應(yīng)視具體情況而定。對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸和重量都很大的重型零件，應(yīng)采用工序集中原則，以減少裝夾次數(shù)和運(yùn)輸量。對(duì)于剛性差、精度高的零件，應(yīng)按工序分散原則劃分工序。 在數(shù)控銑床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序，劃分方法如下： （ 1）刀具集中分序法。這種方法就是按所用刀具來(lái)劃分工序的，用同一把刀具加工完成所有加工的部位，然后再換刀。這種方法可以減少換刀次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，減少不必要的定位誤差。 （ 2）粗、精加工分序法。根據(jù)零件的形狀、尺寸精度等因素，按粗、精加工分開(kāi)的原則，先粗加工，再半精加工，最后精加工。這 種劃分方法適用于加工后變形較大，需粗、精加工分開(kāi)的零件，如毛坯為鑄件、焊接件或鍛件。 （ 3）加工部位分序法。即以完成相同型面的那一部分工藝過(guò)程作為一道工序，一般先加工平面、定位面，再加工孔；先加工形狀簡(jiǎn)單的表面，再加工復(fù)雜的幾何形狀表面；先加工精度比較低的部位，再加工精度比較高的部位。 （ 4）安裝次數(shù)分序法。以一次安裝完成的那一部分工藝過(guò)程作為一道工序。這種劃分方法適用于工件的加工內(nèi)容不多、加工完成后就能達(dá)到待檢的狀態(tài)。 4）加工順序的安排 數(shù)控銑削加工順序安排是否合理 ，將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，結(jié)合定位及夾緊的需要綜合考慮，重點(diǎn)應(yīng)保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形。制定零件數(shù)控銑削加工工序順序 一般遵循下列原則： （ 1）基面先行原則。用作精基準(zhǔn)的表面，要首先加工出來(lái)，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。所以，第一道工序一般是進(jìn)行定位面的粗加工和半精加工（有時(shí)包括精加工），然后再以精基準(zhǔn)面定位加工其他表面； （ 2）先粗后精原則。先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工，逐步提高加工表面的加工精度，減小加工表面粗糙度； （ 3）先主 后次原則。先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后精加工之前進(jìn)行； （ 4）先面后孔原則。對(duì)于箱體、支架類(lèi)零件，平面輪廓尺寸較大，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔，特別是鉆孔，孔的軸線(xiàn)不易偏斜。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時(shí)也給孔加工帶來(lái)方便； （ 5）先內(nèi)后外選原則。一般先進(jìn)行內(nèi)型腔加工，后進(jìn)行外形加工 。 5）加工路線(xiàn)的確定 加工路線(xiàn)是刀具在整個(gè)加工工序中相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，不但包括了工步的內(nèi)容，而且也反應(yīng)出工步的順序。合理地選擇加工路線(xiàn)不但可以提高切削效率，還可以提高零件的表面加工精度。在確定數(shù)控銑削加工路線(xiàn)時(shí)，應(yīng)遵循如下原則： ① 應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求； ② 應(yīng)使走刀路線(xiàn)最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率； ③ 應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量； 黃岡職