【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 d) 加工外型及通槽時(shí)，選取 l＝ H+r+(5～ 10)mm (r 為刀尖角半徑 )。 e) 加工肋時(shí)，刀具直徑為 D＝ (5～ 10)b，其中 b 為肋的厚度。 3) 螺紋銑刀 螺紋銑削的優(yōu)點(diǎn)： a) 加工具有相同螺距的任意螺紋直徑 b) 加工始終產(chǎn)生的是短切屑，因此不存在切屑處置方面的問(wèn)題 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì) 13 / 51 c) 刀具破損的部分可以很容易地從零件中去除； d) 采用螺紋銑刀，可以按所需公差要求加工，螺紋尺寸是由加工循環(huán)控制的 對(duì)刀的作 用 設(shè)定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置；包括平面內(nèi)對(duì)刀和軸向?qū)Φ?。?duì)刀的準(zhǔn)確度直接影響零件的加工精度 1) 對(duì)刀方法及其選擇： 目前工廠常用的方法是將千分表裝在機(jī)床主軸上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)床主軸，以使“刀位點(diǎn)”與對(duì)刀點(diǎn)一致（一致性好即對(duì)刀精度高）。 利用數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)軸移動(dòng)功能，測(cè)量出對(duì)刀點(diǎn)的位置。如首先通過(guò)手動(dòng)方式測(cè)出長(zhǎng)方形零件的長(zhǎng)、寬，然后計(jì)算出中心點(diǎn)位置。 對(duì)刀方法的選擇應(yīng)與零件加工精度要求相適應(yīng)。 2) 對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則 a) 在機(jī)床上找正容易，對(duì)刀方便； b) 引起的加工誤差??； c) 要便于數(shù)學(xué)處理和簡(jiǎn)化程序編制 3) 對(duì)刀點(diǎn)的選擇方法： a) 對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，以減少基準(zhǔn)不重合誤差，提高零件加工精度。 b) 對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在容易對(duì)刀的位置，以提高對(duì)刀精度，減少對(duì)刀誤差。 c) 對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上。例如，以孔定位的零件，則以孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)較合適；或者，以?xún)上嗷ゴ怪钡钠矫娴慕稽c(diǎn)作為對(duì)刀點(diǎn)。 d) 對(duì)刀點(diǎn)也可以設(shè)在夾具上，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)聯(lián)系，這樣才能確定機(jī)床坐標(biāo)系與零件坐標(biāo)系的相互關(guān)系。 4) 幾種對(duì)刀方法 A. 光電式尋邊器對(duì)刀 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì) 14 / 51 主要特點(diǎn)： i. 對(duì)刀時(shí)尋邊器不需回轉(zhuǎn)； ii. 可快速對(duì)工件邊緣定位； iii. 對(duì)刀精度可達(dá) ； iv. 應(yīng)用范圍包括表面邊緣、內(nèi)孔及外圓的高效對(duì)刀 圖 14 光電尋邊儀 B. 偏心式尋邊器對(duì)刀 對(duì)刀過(guò)程 ： 1. 10mm 的直柄可安裝于彈簧夾頭刀柄或鉆夾頭刀柄上； 2. 請(qǐng)以手指輕壓測(cè)測(cè)頭的側(cè)邊，使其偏心 ； 3. 使其以 400600rpm 的速度轉(zhuǎn)動(dòng)； 4. 如圖 15所示使測(cè)頭與工件的端面相接觸，慢慢地碰觸移動(dòng)，就會(huì)變成如圖所示，測(cè)頭不再振動(dòng)，宛如靜止的狀態(tài)接觸，以更細(xì)微的進(jìn)給來(lái)碰觸移動(dòng)的話，測(cè)頭就會(huì)如圖所示，開(kāi)始朝一定的方向滑動(dòng)。 這個(gè)滑動(dòng)起點(diǎn)就是所要尋求的基準(zhǔn)位置； 5. 工件端面所在的位置，就是 加上測(cè)頭半徑 5mm 的坐標(biāo)位置。 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì) 15 / 51 圖 15偏心式尋邊器對(duì)刀 刀具長(zhǎng)度方向的對(duì)刀： a) Z 軸設(shè)定器：是用以對(duì)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)囊环N測(cè)量裝置。對(duì)刀準(zhǔn)確、效率高等特點(diǎn)； 縮短了加工準(zhǔn)備時(shí)間。采用手動(dòng)方式工作，即：對(duì)刀時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)由操作者手動(dòng)控制，特別適合單件、小批量生產(chǎn)； b) 自動(dòng)對(duì)刀器：能在對(duì)刀時(shí)將對(duì)刀器產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)電纜輸出至機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，以便結(jié)合專(zhuān)用的控制程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)定或更新刀具的半徑和長(zhǎng)度補(bǔ)償值； c) 對(duì)刀儀：用于機(jī)外對(duì)刀，在使用前就可測(cè)量出刀具的準(zhǔn)確尺寸數(shù)據(jù)。 進(jìn)給路線的確定 在確定進(jìn)給路線時(shí)，要考慮零件的被加工表面的精度、表面質(zhì)量、表面形狀、零件材料的剛度、切削余量、機(jī)床的類(lèi)型、剛度、精度以及刀具的剛度等等。 要考慮被加工表面與夾具的空間關(guān)系，以防碰撞。合理的進(jìn)給路線應(yīng)能保證零件的加工精度、表面質(zhì)量的要求。數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單、程序段少、編程量小、進(jìn)給路線短、空行程少的高效率路線。 銑削方式的確定 銑削過(guò)程是斷續(xù)切削，會(huì)引起沖擊振動(dòng)，切削層總面積是變化的，銑削均勻性差，銑削力的波動(dòng)較大。采用合適的銑削方式對(duì)提高銑刀耐用度、工件質(zhì)量、加工生產(chǎn)率關(guān)系很大。 銑削方式有逆 銑和順銑兩種方式，當(dāng)銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向相同時(shí)稱(chēng)為順銑，相反時(shí)稱(chēng)為逆銑 逆銑時(shí)，刀具從已加工表面切入，切削厚度從零逐漸增大，不會(huì)造成從毛坯面切入而打刀；其水平切削分力與工件進(jìn)給方向相反，使銑床工作臺(tái)進(jìn)給的絲杠與螺母?jìng)鲃?dòng)面始終是抵緊，不會(huì)受絲杠螺母副間隙的影響，銑削較平穩(wěn)。 但刀齒在剛切入已加工表面時(shí)，會(huì)有一小段滑行、擠壓，使這段表面產(chǎn)生嚴(yán)重的冷硬層，下一個(gè)刀齒切入時(shí)， 又在冷硬層表面滑行、擠壓，不僅使刀齒容易磨損，而且使工件的表蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì) 16 / 51 面粗糙度增大；同時(shí)，刀齒垂直方向的切削分力向上，不僅會(huì)使工作臺(tái)與導(dǎo)軌 間形成間隙，引起振動(dòng)，而且有把工件從工作臺(tái)上挑起的傾向，因此需較大的夾緊力。 順銑時(shí)，刀具從待加工表面切入，切削厚度從最大逐漸減小為零，切入時(shí)沖擊力較大， 刀齒無(wú)滑行、 擠壓現(xiàn)象，對(duì)刀具耐用度有利；其垂直方向的切削分力向下壓向工作臺(tái)，減小了工件上下的振動(dòng)，對(duì)提高銑刀加工表面質(zhì)量和工件的夾緊有利。 但順銑的水平切削分力與工件進(jìn)給方向一致，當(dāng)水平切削分力大于工作臺(tái)摩擦力（例如遇到加工表面有硬皮或硬質(zhì)點(diǎn)）時(shí)，使工作臺(tái)帶動(dòng)絲杠向左竄動(dòng)，絲杠與螺母?jìng)鲃?dòng)副右側(cè)面出現(xiàn)間隙，硬點(diǎn)過(guò)后絲杠螺母副的間隙恢復(fù)正常，這種現(xiàn)象 對(duì)加工極為不利， 會(huì)引起 “啃刀 ”或 “打刀 ”， 甚至損壞夾具或機(jī)床。 當(dāng)工件表面有硬皮、機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)有間隙時(shí)，應(yīng)選用逆銑。因逆銑時(shí)，刀齒從已加工表面切入的，不會(huì)崩刃，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙不會(huì)引起振動(dòng)和爬行，因此粗銑時(shí)盡量采用逆銑。 因此 當(dāng)工件表面無(wú)硬皮、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)無(wú)間隙時(shí)，應(yīng)選用順銑。因?yàn)轫樸娂庸ず?，零件表面質(zhì)量好，刀齒磨損小，刀具耐用度高（試驗(yàn)表明，順銑時(shí)刀具的耐用度比逆銑時(shí)提高2～ 3 倍），因此精銑時(shí)，應(yīng)盡量采用順銑。 另外，對(duì)于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料，為了降低表面粗糙 度值，提高刀具耐用度，盡量采用順銑加工。 走刀路線的確定 一、 平面銑削路線 1. 單次平面銑削的刀具路線 單次平面銑削的刀具路線中，可用面銑刀進(jìn)入材料時(shí)的銑刀切入角來(lái)討論。 面銑刀的切入角由刀心位置相對(duì)于工件邊緣的位置決定。如圖 17a）所示刀心位置在工件內(nèi)（但不跟工件中心重合），切入角為負(fù)；如圖 17b）所示刀具中心在工件外，切入角為正。刀心位置與工件邊緣重合時(shí)，切入角為零。 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì) 17 / 51 圖 17 切削切入角 a) 負(fù)切入角 2）正切入角 a) 如果工件只需一次切削， 應(yīng)該避免刀心軌跡與工件中心線重合。刀具中心處于工件中間位置時(shí)將容易引起顫振，從而加工質(zhì)量較差，因此，刀具軌跡應(yīng)偏離工件中心線。 b) 當(dāng)?shù)缎能壽E與工件邊緣線重合時(shí)，切削鑲刀片進(jìn)人工件材料時(shí)的沖擊力最大，是最不利刀具加工的情況。因此應(yīng)該避免刀具中心線與工件邊緣線重合。 c) 如果切入角為正，剛剛切人工件時(shí)，刀片相對(duì)于工件材料的沖擊速度大，引起碰撞力也較大。所以正切入角容易使刀具破損或產(chǎn)生缺口，基于此，擬定刀心軌跡時(shí)，應(yīng)避免正切入角。 d) 使用負(fù)切入角時(shí)，已切入工件材料鑲刀片承受最大切削力，而剛切入 (撞入 )工件的刀片受力 較小，引起碰撞力也較小，從而可延長(zhǎng)鑲刀片壽命，且引起的振動(dòng)也小一些。 2. 多次平面銑削的刀具路線 銑削大面積工件平面時(shí)，銑刀不能一次切除所有材料，因此在同一深度需要多次走刀。分多次銑削的刀路有多種，每一種方法在特定環(huán)境下具有各自的優(yōu)點(diǎn)。最為常見(jiàn)的方法為同一深度上的單向多次切削和雙向多次切削 圖 18 平面銑削的多次刀路 a)粗加工 b）精加工 c)粗加工 d)精加工 二、 型腔銑削路線 1) 下刀方法的確定 在型腔銑削中，由于是把坯件中間的材料去掉，刀具不可能象銑外輪廓一樣從外面下 刀切入，而要從坯件的實(shí)體部位下刀切入，因此在型腔銑削中下刀方式的選擇很重要，常用以下三種方法： a) 使用鍵槽銑刀沿 Z 向直接下刀，切入工件。 b) 先用鉆頭鉆下刀工藝孔，立銑刀通過(guò)下刀工藝孔垂向進(jìn)入再用圓周銑削。 c) 使用立銑刀螺旋下刀或者斜插式下刀。 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì) 18 / 51 螺旋下刀 ,即在兩個(gè)切削層之間 ,刀具從上一層的高度沿螺旋線以漸近的方式切入工件 ,直到下一層的高度 ,然后開(kāi)始正式切削。 2) 型腔銑削路線的確定 對(duì)于型腔加工的走刀路線常有行切、環(huán)切和綜合切削三種方法，如圖 8 所示。三種加工方法的特點(diǎn)是： i. 共同點(diǎn)是都能切凈內(nèi)腔中的全部面積， 不留死角，不傷輪廓，同時(shí)盡量減少重復(fù)進(jìn)給的搭接量。 ii. 不同點(diǎn)是行切法（圖 19a） )的進(jìn)給路線比環(huán)切法短，但行切法將在每?jī)纱芜M(jìn)給的起點(diǎn)與終點(diǎn)間留下殘留面積，而達(dá)不到所要求的表面粗糙度；用環(huán)切法（圖 19b） )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(kuò)展輪廓線，刀位點(diǎn)計(jì)算稍微復(fù)雜一些。 iii. 采用圖 19c）所示的進(jìn)給路線，即先用行切法切去中間部分余量，最后用環(huán)切法光整輪廓表面，既能使總的進(jìn)給路線較短，又能獲得較好的表面粗糙度。 圖 19型腔加工走刀路線 a)行且法 b）環(huán)切法 c）綜合法 3) 輪廓銑削路線 對(duì)于外輪廓銑削，一般按工件輪廓進(jìn)行走刀。若不能去除全部余量，可以先安排去除輪廓邊角料的走刀路線。在安排去除輪廓邊角料的走刀路線時(shí)，以保證輪廓的精加工余量為準(zhǔn)。 在確定輪廓走刀路線時(shí)，應(yīng)使刀具 切向切入和切向切出，同時(shí)，切入點(diǎn)的選擇應(yīng)盡量選在幾何元素相交的位置。 4) 曲面銑削路線 銑削曲面時(shí)，常用球頭銑刀采用 “行切法 ”進(jìn)行加工。 對(duì)于邊界敞開(kāi)的曲面加工，可采用兩種加工路線。如圖 10 所示發(fā)動(dòng)機(jī)大葉片 當(dāng)采用圖 110a）所示的加工方案時(shí)，每次沿直線加工，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序少，加工 過(guò)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 110b）所示的加工方案時(shí)，符合這類(lèi)零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，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(kāi)的，沒(méi)有其他表面限制，所以蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì) 19 / 51 曲面邊界可以延伸，球頭銑刀應(yīng)由邊界外開(kāi)始加工。 圖 110 直紋曲面的進(jìn)給路線 a）沿直線進(jìn)給 b）沿曲線進(jìn)給 切削用量的選擇 銑削加工的切削參數(shù)包括切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量。 切削用量的選擇標(biāo)準(zhǔn)是：保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具 耐用度并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。 從保證刀具耐用度的角度出發(fā)，銑削切削用量的選擇方法是先選擇背吃刀量（或側(cè)吃刀量），其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。 (1) 背吃刀量 ap（端銑）或側(cè)吃刀量 ae（圓周銑）的選擇 背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決定。 ① 粗銑時(shí)一般一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量，在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá)8～ 10mm。在工件表面粗糙度值要求為 ～ 25μm時(shí)，如果圓周銑削的加工余量小于 5mm，端銑的加工余量小于 6mm，粗銑一次進(jìn) 給就可以達(dá)到要求。但在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，應(yīng)分兩次進(jìn)給完成。 ② 半精銑時(shí)，端銑的背吃刀量或周銑的側(cè)吃刀量一般在 ～ 2mm 內(nèi)選取，加工工件的表面粗糙度值可達(dá) ～ m。 ③ 精銑時(shí)，端銑的背吃刀量一般取 ～ 1 mm，周銑的側(cè)吃刀量一般取 ～ mm，加工工件的表面粗糙度可達(dá) ～ m。 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì) 20 / 51 實(shí)例分析 ：凸輪零件圖 圖 111 凸輪 零件圖分析 該平面槽形凸輪零件由平面、孔和凸輪槽等構(gòu)成，凸輪槽的內(nèi)外輪廓由直線和圓弧 組，各幾何元素之間關(guān)系明確，尺寸標(biāo)注完整、正確。 其中軸孔和銷(xiāo)孔的尺寸精度為 IT7級(jí)，表面粗糙度 ，要求較高；凸輪槽的尺寸精度為 IT8 級(jí)，表面粗糙度為 ，要求也較高；軸孔軸線和凸輪槽內(nèi)外輪廓面對(duì)底面（基準(zhǔn) A）有垂直度要求。 因此，軸孔、銷(xiāo)孔和凸輪槽的加工應(yīng)分粗、精加工兩個(gè)階段進(jìn)行，以保證其尺寸精度和表面粗糙度要求，同時(shí)在加工這些內(nèi)容時(shí)應(yīng)以底面 A 定位，以保證其垂直度要求和裝夾剛度。 毛坯的選擇 該平面槽形凸輪零件的材料為鑄鐵，小批量生產(chǎn)，故選用鑄件毛坯。 定位基準(zhǔn)的選擇 (1) 粗基準(zhǔn)：以凸輪的上平面為粗基準(zhǔn)加工底面 A。 (2) 精基準(zhǔn)：以凸輪的底面 A 為精基準(zhǔn)， 248。32 圓柱面和凸輪外輪廓左側(cè)素線為粗基準(zhǔn)定位加工軸孔和銷(xiāo)孔，再以底面 A、軸孔和銷(xiāo)孔定位加工凸輪的外輪廓、上平面、 248。32 圓柱面蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì) 21 / 51 及凸輪槽。 工藝方案擬定 底面 A、上平面和 248。32 圓柱端面：表面粗糙度要求為 ，選擇粗銑 —精