項目五簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制

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1、 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 2 項目總體能力目標(biāo)： 1.會根據(jù)零件結(jié)構(gòu)選擇數(shù)控銑床； 2.會數(shù)控銑削零件圖形的數(shù)學(xué)處理； 3.會對簡易數(shù)控銑削零件圖進行數(shù)控銑削加工工藝性分析，包 括：分析零件圖紙技術(shù)要求，檢查零件圖的完整性和正確性， 分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性，分析零件毛坯的工藝性； 4.會擬定簡易數(shù)控銑削零件的加工工藝路線，包括：選擇數(shù)控 銑削平面與平面輪廓加工方法，劃分加工階段 ,會劃分加工工 序 , 確定加工順序，確定加工路線； 5.會根據(jù)數(shù)控銑削零件加工工藝熟練選用整體式數(shù)控銑削刀具 與機夾可轉(zhuǎn)位銑削刀具； 6.會根據(jù)數(shù)控銑削常用夾具用途來正確選擇夾具和裝夾方案； 7.會選擇合

2、適的切削用量； 8.會編制數(shù)控銑削加工工藝文件。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 3 項目總體工作任務(wù)： 1.分析平面及平面輪廓類零件圖數(shù)控銑削加工工藝 性； 2.擬定平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工工藝路 線； 3.選擇平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工刀具； 4.選擇平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工夾具， 確定裝夾方案； 5.按平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工工藝選擇 合適的切削用量與機床； 6.編制平面及平面輪廓類零件數(shù)控銑削加工工藝文 件。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 4 單元一 數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計入門 單元二 編制數(shù)控銑削平面加工工藝 單元三 編制數(shù)控銑削零件外輪廓加

3、工工藝 單元四 編制數(shù)控銑削零件內(nèi)輪廓（凹槽型 腔）加工工藝 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 5 單元能力目標(biāo)： 1會檢索數(shù)控銑削加工工藝資料和工藝手冊，從中 獲取完成當(dāng)前工作任務(wù)所需要的工藝知識及數(shù)據(jù)； 2會識別數(shù)控銑削加工工藝 領(lǐng)域內(nèi)的常用術(shù)語 。 單元工作任務(wù)： 1查閱數(shù)控加工工藝資料和工藝手冊， 獲取設(shè)計 圖 5-1所示墊塊零件上平面的數(shù)控銑削加工工藝知識及數(shù) 據(jù) ； 2識別數(shù)控銑削加工工藝術(shù)語。 單元教學(xué)學(xué)時： 8學(xué)時 單元一 數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計入門 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 6 現(xiàn)要加工如下圖所示墊塊加工案例上平面。該墊塊零件材 料為 45鋼，下平面及兩側(cè)凸臺均

4、已按圖紙技術(shù)要求加工好， 上平面已粗加工好，留 1.2mm余量待加工，如何設(shè)計該墊塊 上平面的數(shù)控銑削加工工藝？ 圖 5-1 墊塊加工案例 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 7 數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計步驟 機 床 選 擇 零件 圖紙 工藝 分析 加工工藝 路線設(shè)計 裝夾方 案及夾 具選擇 刀具 選擇 切削 用量 選擇 填寫數(shù) 控加工 工序卡 和刀具 卡 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 8 資料一 數(shù)控銑削機床選擇 資料二 零件圖紙工藝分析 資料三 數(shù)控銑削加工工藝路線設(shè)計 資料四 找正裝夾方案及夾具選擇 資料五 刀具選擇 資料六 切削用量選擇 資料七 填寫數(shù)控加工工序卡及刀具卡 完成工

5、作任務(wù)需查閱的背景知識 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 9 資 料 一 數(shù) 控 銑 削 機 床 選 擇 數(shù) 控 銑 削 機 床 立式數(shù)控銑床 臥式數(shù)控銑床 立、臥兩用數(shù)控銑床 2.5/3/4/5坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控銑床 按主軸布置形式分 數(shù)控銑床是主要采用銑削方式加工工件的數(shù)控機床 按系統(tǒng)控制軸數(shù)分 按數(shù)控系統(tǒng)功能分 經(jīng)濟型數(shù)控銑床 全功能數(shù)控銑床 高速數(shù)控銑床 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 10 立式數(shù)控銑床是數(shù)控銑床中最常見的一種，應(yīng)用范 圍最廣，主軸軸線垂直于工作臺面，以 X、 Y、 Z三軸 聯(lián)動居多，如 下圖（ a） 所示。主運動由主軸完成，主 軸除完成主運動外，還能沿垂直方向上

6、下移動加工工 件。小型立式數(shù)控銑床 X、 Y、 Z三軸的移動一般由工 作臺完成，主運動由主軸完成，與普通立式升降臺銑 床相似。大型立式數(shù)控銑床，由于需要考慮擴大行程 ，縮小占地面積和剛性等技術(shù)問題，多采用龍門架移 動式，其主軸可以在龍門架的橫向與垂直溜板上運動 ，而工作臺則沿床身作縱向運動，如 下圖（ b） 所示。 立式數(shù)控銑床可增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤來實現(xiàn)四、五軸聯(lián)動加 工，擴大使用功能，如 下圖（ c） 所示。 立式數(shù)控銑床 數(shù) 控 銑 床 按 主 軸 布 置 分 類 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 11 龍門數(shù)控 銑床 帶 CNC數(shù)控分度盤 的數(shù)控銑床 立式數(shù)控銑床 （ a） 立式數(shù)控 銑床

7、 數(shù) 控 銑 床 按 主 軸 布 置 分 類 （ b） （ c） 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 12 臥式數(shù)控銑床主軸軸線平行于工作臺面，如 下圖 所 示。為了擴大加工范圍和使用功能，臥式數(shù)控銑床通常 采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤來實現(xiàn)四軸或五軸聯(lián) 動加工，這樣不但工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓可以加工 出來，而且可以實現(xiàn)在一次安裝中，通過轉(zhuǎn)盤改變工位 ，進行“四面加工”。對于箱體類零件或需要在一次安 裝中改變工位的工件來說，選擇帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤的臥式數(shù)控 銑床進行加工是非常合適的。由于臥式數(shù)控銑床在增加 了數(shù)控轉(zhuǎn)盤后很容易做到對工件進行“四面加工”，在 許多方面勝過帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤的立式數(shù)控銑床。

8、臥式數(shù)控銑床 數(shù) 控 銑 床 按 主 軸 布 置 分 類 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 13 臥式數(shù)控銑床 數(shù) 控 銑 床 按 主 軸 布 置 分 類 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 14 這類數(shù)控銑床的主軸方 向可以變換，能達到在 一臺機床上即可以進行 立式加工，又可以進行 臥式加工，使其應(yīng)用范 圍更廣，功能更全，選 擇加工對象的余地更大 ，給用戶帶來了很大的 方便，如圖所示。尤其 是當(dāng)生產(chǎn)批量小，品種 多，又需要立、臥兩種 方式加工時。用戶只需 購買一臺這樣的機床就 可以了。 立、臥兩用數(shù)控銑床 數(shù) 控 銑 床 按 主 軸 布 置 分 類 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制

9、 15 數(shù) 控 銑 床 按 控 制 軸 數(shù) 分 類 2.5坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控銑床： 機床只能進行 X、 Y、 Z三個坐標(biāo) 中的任意兩個坐標(biāo)聯(lián)動加工 3坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控銑床： 機床能進行 X、 Y、 Z三個坐標(biāo)聯(lián)動 加工 4坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控銑床： 機床主軸可以繞 X、 Y、 Z三個坐標(biāo) 軸和其其中一個軸作數(shù)控擺角聯(lián)動加工 5坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控銑床： 機床主軸可以繞 X、 Y、 Z三個坐標(biāo) 軸和其其中兩個軸作數(shù)控擺角聯(lián)動加工 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 16 經(jīng)濟型數(shù)控銑床 經(jīng)濟型數(shù)控銑床一般是在普通立式銑床或臥式銑床 的基礎(chǔ)上改造而來的，采用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，成本 低，機床功能較少，主軸轉(zhuǎn)速和進給速度不高，

10、主 要用于精度不高的簡單平面或曲面零件加工，如 圖 5-7所示。 數(shù) 控 銑 床 按 數(shù) 控 系 統(tǒng) 功 能 分 類 全功能型數(shù)控銑床 全功能數(shù)控銑床一般采用半閉環(huán)或閉環(huán)控制，控制 系統(tǒng)功能較強，數(shù)控系統(tǒng)功能豐富，一般可實現(xiàn)四 軸或四軸以上的聯(lián)動加工，加工適應(yīng)性強，應(yīng)用最 為廣泛，如 圖 5-8所示。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 17 數(shù) 控 銑 床 按 數(shù) 控 系 統(tǒng) 功 能 分 類 高速銑削數(shù)控銑床 一般把主軸轉(zhuǎn)速在 8000 40000r/min的數(shù)控 銑床稱為高速銑削數(shù)控銑床，其進給速度可達 10 30m/min。這種數(shù)控銑床采用全新的機床 結(jié)構(gòu)、功能部件（電主軸、直線電機驅(qū)

11、動進給） 和功能強大的數(shù)控系統(tǒng)，并配以加工性能優(yōu)越的 刀具系統(tǒng)，可對大面積的曲面進行高效率、高質(zhì) 量的加工， 如 圖 5-9所示。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 18 圖 5-7 經(jīng)濟型數(shù)控銑床 圖 5-8 全功能型數(shù)控銑床 圖 5-9 高速銑削數(shù)控銑床 數(shù) 控 銑 床 按 數(shù) 控 系 統(tǒng) 功 能 分 類 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 19 數(shù)控銑床的主要技術(shù)參數(shù)反映了數(shù)控銑床的加工能力、 加工范圍、主軸轉(zhuǎn)速范圍、裝夾最大刀具重量和直徑、裝 夾刀柄標(biāo)準(zhǔn)和精度等指標(biāo)，識別數(shù)控銑床的主要技術(shù)參數(shù) 是選擇數(shù)控銑床的重要一環(huán)。為便于識別數(shù)控銑床的主要 技術(shù)參數(shù)，下面摘選北京第一機床廠生

12、產(chǎn)的 XKA714數(shù)控 銑床主要技術(shù)參數(shù)中與選擇數(shù)控銑床較有關(guān)的主要技術(shù)參 數(shù)羅列如 下表 所示。 數(shù)控銑床的主要技術(shù)參數(shù) 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 20 XKA714數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù)（摘選） 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 21 平面類零件 指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面夾角為一定值的零件。 目前數(shù)控銑床加工的絕大多數(shù)零件屬于平面類零件。這類零件的特點是： 加工面為平面或加工面可以展開為平面。 這類零件的數(shù)控銑削相對比較簡 單，用三坐標(biāo)數(shù)控銑床的兩軸聯(lián)動就可以加工出來。如 圖 5-10和 5-11所示 數(shù)控銑床主要加工對象 變斜角類零件 加工面與水平面的

13、夾角呈連續(xù)變化的零件稱為變斜角類零件。這類零件的 特點是：加工面不能展開為平面，但在加工中，銑刀圓周與加工面接觸的 瞬間為一條直線。 這類零件一般采用 4軸或 5軸聯(lián)動的數(shù)控銑床加工，也可 用三軸數(shù)控銑床通過兩軸聯(lián)動用鼓形銑刀分層近似加工，但精度稍差。 如 圖 5-12所示。 立體曲面類零件 加工面為空間曲面的零件稱為曲面類零件。這類零件的特點是：一是加工面 不能展開成平面，二是加工面與加工刀具始終為點接觸。這類零件在數(shù)控銑 床加工中也較為常見，通常采用兩軸半聯(lián)動數(shù)控銑床加工精度要求不高的曲 面；精度要求高的曲面需用三軸聯(lián)動數(shù)控銑床加工，如 圖 5-14所示。若曲 面周圍有干涉表面，需用四軸甚

14、至五軸聯(lián)動數(shù)控銑床加工，如 圖 5-15所示。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 22 (a)輪廓面 A (b)輪廓面 B (c)輪廓面 C 圖 5-10 平面類零件 圖 5-11 較復(fù)雜典型平面類零件 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 23 圖 5-12 變斜角類零件 飛機上 的變斜角梁椽條 圖 5-15 典型立體曲面類零件 圖 5-14 曲面類零件 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 24 數(shù)控銑床主要加工內(nèi)容 : 1.工件上的曲線輪廓表面； 2.給出數(shù)學(xué)模型的空間曲面， 或通過測量數(shù)據(jù)建立的空間 曲面 ； 3.形狀復(fù)雜、尺寸繁多、劃線與檢測困難的部位及尺寸精 度要求較高的表面；

15、 4.通用機床加工時難以測量和控制進給的內(nèi)外凹槽； 5.能在一次安裝中順帶銑出來的簡單表面或形狀； 6.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(nèi)容。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 25 在機床加工精度滿足零件圖紙技術(shù)要求的前提下，選擇 數(shù)控銑床的最主要技術(shù)參數(shù)是多個數(shù)控軸的行程范圍，數(shù) 控銑床的三個基本直線坐標(biāo)（ X、 Y、 Z）行程反映該機床 允許的加工空間。一般情況下加工工件的輪廓尺寸應(yīng)在機 床的加工空間范圍之內(nèi)，如典型工件是 450 mm 450 mm 450 mm的箱體，應(yīng)選用工作臺面尺寸為 500mm 500 mm的數(shù)控銑床。選用工作臺面比典型工件

16、稍大一些是出于安裝夾具考慮，工作臺面的大小基本上確 定了加工空間的大小，個別情況下允許工件尺寸大于坐標(biāo) 行程，但這時必須要求零件上的加工區(qū)域處在行程范圍之 內(nèi)，而且要考慮機床工作臺的允許承載能力，以及工件是 否與與機床防護罩等附件發(fā)生干涉等系列問題。 數(shù)控銑床的選擇 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 26 資料二 零件圖紙工藝分析 分析零件圖紙技術(shù)要求 檢查零件圖的完整性和 正確性 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件毛坯的工藝性分析 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 27 分析銑削零件圖紙技術(shù)要求時，主要考慮如下方面： 1各加工表面的尺寸精度要求； 2各加工表面的幾何形狀精度要求； 3各加工表

17、面之間的相互位置精度要求； 4各加工表面粗糙度要求以及表面質(zhì)量方面的其他要求； 5熱處理要求及其他要求。 分析零件圖紙技術(shù)要求 首先，要根據(jù)零件在產(chǎn)品中的功能，研究分析零件與部件或產(chǎn) 品的關(guān)系，從而認識零件的加工質(zhì)量對整個產(chǎn)品加工質(zhì)量的影 響，并確定零件的關(guān)鍵加工部位和精度要求較高的加工表面等， 認真分析上述各精度和技術(shù)要求是否合理。其次要考慮在數(shù)控 銑床上加工能否保證零件的各項精度和技術(shù)要求，進而具體考 慮在哪一種機床上加工最為合理。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 28 由于數(shù)控銑削加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點來編制的， 因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系（如相切、相交、 垂直、平行和同心

18、等）應(yīng)明確；各種幾何要素的條件要 充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉 尺寸；尺寸、公差和技術(shù)要求是否標(biāo)注齊全等。例如， 在實際加工中常常會遇到圖紙中缺少尺寸，給出的幾何 要素的相互關(guān)系不夠明確，使編程計算無法完成，或者 雖然給出了幾何要素的相互關(guān)系，但同時又給出了引起 矛盾的相關(guān)尺寸，同樣給數(shù)控編程計算帶來困難。另外 要特別注意零件圖紙各方向尺寸是否有統(tǒng)一的設(shè)計基準(zhǔn)， 以便簡化編程，保證零件的加工精度要求。 檢查零件圖的完整性和正確性 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 29 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的 前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。良好的結(jié)構(gòu)工藝性 ,可以

19、使 零件加工容易 ,節(jié)省工時和材料。而較差的零件結(jié)構(gòu)工藝性， 會使加工困難，浪費工時和材料，有時甚至無法加工。因此， 零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點。 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件圖紙上的尺寸標(biāo)注應(yīng)方便編程 分析零件的變形情況，保證獲得要求 的加工精度 盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸 保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 30 零件圖紙上的尺寸標(biāo)注應(yīng)方便編程 編程方便與否常常是衡量數(shù)控工藝性好壞的一 個指標(biāo)。在實際生產(chǎn)中，零件圖紙上尺寸標(biāo)注對工 藝性影響較大，為此零件圖紙尺寸標(biāo)注應(yīng)符合編程 方便的原則。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 31 分析零件的變

20、形情況，保證獲得要求 的加工精度 零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保證？不要 以為數(shù)控銑床加工精度高而放棄這種分析。特別要注意過薄的底板與肋 板的厚度公差，過薄的底板或肋板，在加工時由于產(chǎn)生的切削拉力及薄 板的彈力退讓極易產(chǎn)生切削面的振動，使薄板厚度尺寸公差難以保證， 其表面粗糙度也將惡化或變壞。零件在數(shù)控銑削加工時的變形，不僅影 響加工質(zhì)量，而且當(dāng)變形較大時，將使加工不能繼續(xù)下去。 一般采取如下預(yù)防措施： （ 1）對于大面積的薄板零件，改進裝夾方式，采用合適的加工順序和刀具； （ 2）采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒ǎ喝鐚︿摷M行調(diào)質(zhì)處理，對鑄鋁件進行退火處理 （ 3）粗、精加工分開及對

21、稱去除余量等措施來減小或消除變形的影響。 （ 4）充分利用數(shù)控機床的循環(huán)功能，減小每次進刀的切削深度或切削速度，從 而減小切削力，控制零件在加工過程中的變形。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 32 盡 量 統(tǒng) 一 零 件 輪 廓 內(nèi) 圓 弧 的 有 關(guān) 尺 寸 （ 1）輪廓內(nèi)圓弧半徑 R常常限制刀具的直 徑 內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓角半 徑不應(yīng)太小。 如圖所示的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性的好壞與被加工 輪廓的高低、轉(zhuǎn)角圓弧半徑的大小等因素有關(guān)。圖 b與圖 a相比， 轉(zhuǎn)角圓弧半徑大，可以采用較大直徑的立銑刀來加工；加工平 面時，進給次數(shù)也相應(yīng)減少，表面加工質(zhì)量也會好一些，因而

22、 工藝性較好。通常 R 0.2時，零件該部位的工藝性不好。 （ a） （ b） 內(nèi)槽結(jié)構(gòu)工藝性對比圖 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 33 盡 量 統(tǒng) 一 零 件 輪 廓 內(nèi) 圓 弧 的 有 關(guān) 尺 寸 （ 2）轉(zhuǎn)接圓弧半徑值大小的影響 轉(zhuǎn)接圓弧半徑大，可以采用較 大銑刀加工，效率高，且加工表面 質(zhì)量也較好，因此工藝性較好。 銑槽底平面時，槽底圓角半徑 不要過大。 如圖所示，銑刀端面 刃與銑削平面的最大接觸直徑 d D- 2r(為銑刀直徑），當(dāng)一定時， 越大，銑刀端面刃銑削平面的面 積越小，加工平面的能力就越差， 效率越低，工藝性也越差。當(dāng)大 到一定程度時，甚至必須用球頭銑 刀加工，這是

23、應(yīng)該盡量避免的。當(dāng) 銑削的底面面積較大，底部圓弧 r也 較大時，我們只能用兩把 r不同的銑 刀分兩次進行切削。 零件槽底平面圓弧對銑削工藝的影響 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 34 在一個零件上，凹圓弧半徑在數(shù)值上一致性的 問題對數(shù)控銑削的工藝性顯得相當(dāng)重要。零件的 外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型或尺寸，這 樣可以減少換刀次數(shù)，使編程方便，有利于提高 生產(chǎn)效率。 一般來說，即使不能尋求完全統(tǒng)一，也要力 求將數(shù)值相近的圓弧半徑分組靠攏，達到局部統(tǒng) 一，以盡量減少銑刀規(guī)格和換刀次數(shù)，并避免因 頻繁換刀而增加了零件加工面上的接刀痕跡，降 低表面質(zhì)量。 盡 量 統(tǒng) 一 零 件 輪 廓 內(nèi) 圓

24、 弧 的 有 關(guān) 尺 寸 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 35 保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 有些零件需要多次裝夾才能完成加工時，如圖所示，由于數(shù)控銑 削不能采用“試切法”來接刀，會因為零件的重新安裝而接不好刀。 為避免兩次裝夾誤差，最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，因此零件上應(yīng)有合 適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，如果零件上沒有基準(zhǔn)孔，可專門設(shè)置工藝 孔作為定為基準(zhǔn)（如在毛坯上增加工藝凸耳設(shè)基準(zhǔn)孔）。如實在無 法制出基準(zhǔn)孔，也要用經(jīng)過精加工的面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)。 必須兩次安裝加工的零件 有關(guān)數(shù)控銑削零件的結(jié)構(gòu)工藝性實例如表 5-2所示 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 36 在分析數(shù)控銑削零件的結(jié)構(gòu)工藝性時，還需要分析

25、零件的 毛坯工藝性。因為零件在進行數(shù)控銑削加工時，由于加工過程 的自動化，使余量的大小、如何裝夾等問題在設(shè)計毛坯時就應(yīng) 仔細考慮好。數(shù)控銑削零件的毛坯工藝性分析主要有三點： 1毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量 毛坯主要指鍛件、鑄件。鍛件在鍛造時欠壓量與允許的錯模量 會造成余量不均勻；鑄件在鑄造時因砂型誤差、收縮量及金屬液體 的流動性差不能充滿型腔等造成余量不均勻。此外，毛坯的撓曲和 扭曲變形量的不同也會造成加工余量不充分、不穩(wěn)定。經(jīng)驗表明， 數(shù)控銑削中最難保證的是加工面與非加工面之間的尺寸。因此，在 對毛坯的設(shè)計時就加以充分考慮，即在零件圖樣注明的非加工面處 增加適當(dāng)?shù)挠嗔俊?零 件 毛 坯 的

26、工 藝 性 分 析 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 37 2分析毛坯的裝夾適應(yīng)性 主要考慮毛坯在加工時定位和夾緊 的可靠性與方便性，以便在一次安 裝中加工出較多表面。對不便裝夾 的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加 裝夾余量或工藝凸臺、工藝凸耳等 輔助基準(zhǔn)。如圖所示，該工件缺少 合適的定位基準(zhǔn)，在毛坯上鑄出兩 個工藝凸耳，在凸耳上制出定位基 準(zhǔn)孔。 3分析毛坯的變形、余量大小及均勻性 分析毛坯加工中與加工后的變形程度，考慮是否應(yīng)采取預(yù)防性措 施和補救措施。對毛坯余量大小及均勻性，主要考慮在加工中要不 要分層銑削，分幾層銑削。 增加毛坯輔助基準(zhǔn)示例 零 件 毛 坯 的 工 藝 性 分 析 項目五

27、 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 38 資料三 擬定數(shù)控銑削加工工藝路線 加工方法選擇 劃分加工階段 劃分加工工序 確定加工順序 進給加工路線確定 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 39 加工方法選擇 1.平面加工方法的選擇 數(shù)控銑削平面加工精度經(jīng)濟的加工方法如表 5-3所示。 對數(shù)控銑削加工，應(yīng)重點考慮如下幾個方面：能保證 零件的加工精度和表面粗糙度要求；使走刀路線最短， 即可簡化編程程序段，又可減少刀具空行程時間，提高 加工效率；應(yīng)使節(jié)點數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以 減少編程工作量。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 40 2平面輪廓的加工方法 這類零件的表面多由直線 和圓弧或各種

28、曲線構(gòu)成， 通常采用 3坐標(biāo)數(shù)控銑床進 行兩軸半坐標(biāo)加工。如圖 為由直線和圓弧構(gòu)成的零 件平面輪廓 ABCDEA，采 用半徑為 R的立銑刀沿周向 加工，虛線 ABCDEA為刀具中 心的運動軌跡。為保證加 工面光滑，刀具沿 PA切入， 沿 AK切出。 平面輪廓銑削 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 41 3固定斜角平面的加工方法 固定斜角平面常用的加工方法如下： （ 1）當(dāng)零件尺寸不大時，可用斜墊板墊平后 加工；如果機床主軸可以擺角，則可以擺成 適當(dāng)?shù)亩ń牵貌煌牡毒邅砑庸ぃㄈ鐖D）。 當(dāng)零件尺寸很大，斜面斜度又較小時，常用 行切法加工，但加工后，會在加工面上留下 殘留面積，需要用鉗修方法加

29、以清除，用 3 坐標(biāo)數(shù)控立銑加工飛機整體壁板零件時常用 此法。當(dāng)然，加工斜面的最佳方法是采用 5 坐標(biāo)數(shù)控銑床，主軸擺角后加工，可以不留 殘留面積。 （ 2）對于正圓臺和斜筋表面，一般可用專用 的角度成型銑刀加工。其效果比采用 5坐標(biāo) 數(shù)控銑床擺角加工好。 主軸擺角加工固定斜面 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 42 4變斜角面的加工 （ 1）對曲率變化較小的變斜角面，用 4坐標(biāo)聯(lián)動的數(shù)控 銑床，采用立銑刀 (但當(dāng)零件斜角過大，超過機床主 軸擺角范圍時，可用角度成型銑刀加以彌補 )以插補 方式擺角加工，如下 圖 5-22（ a） 所示。 （ 2）對曲率變化較大的變斜角面，用 4坐標(biāo)聯(lián)動加

30、工難以滿足加工要求，最好用 5坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控銑床， 以圓弧插補方式擺角加工，如下 圖 5-22（ b） 所示。 （ 3）采用 3坐標(biāo)數(shù)控銑床兩坐標(biāo)聯(lián)動，利用球頭銑 刀和鼓形銑刀，以直線或圓弧插補方式進行分層銑削 加工，加工后的殘留面積用鉗修方法清除，如下 圖 5- 23所示。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 43 圖 5-23 用鼓形銑刀 分層銑削變斜角面 圖 5-22 四、五坐標(biāo)數(shù)控 銑床加工零件變斜角面 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 44 5曲面輪廓的加工方法 立體曲面的加工應(yīng)根據(jù)曲面形狀、刀具形狀及精度要 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)動加工。 1

31、) 對曲率變化不大和精度要求不高的曲面粗加工，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)動插補，第三軸作單獨的周期進給。下 圖 5-24為兩軸半坐標(biāo)行切法加工曲面。 “行切法”加 工，即刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，行 間距按零件加工精度要求而確定。 2) 對曲率變化較大和精度要求較高的曲面精加工，常用 X、 Y、 Z三坐標(biāo)聯(lián)動插補的行切法加工。下 圖 5-25為 3 軸聯(lián)動行切法加工曲面的切削點軌跡 。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 45 3） 對像葉輪、螺旋漿這樣的復(fù)雜零件，因其葉片形 狀復(fù)雜，刀具容易與相鄰表面干涉，常用 X、 Y、

32、 Z、 A和 B的五坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控銑床加工。 圖 5-24 兩軸半坐標(biāo) 行切法加工曲面 圖 5-25 3軸聯(lián)動行切法 加工曲面的切削點軌跡 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 46 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，往往不可能用一道工序來 滿足其要求，而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質(zhì)量。為保證加工 質(zhì)量和合理地使用設(shè)備，零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同，分為粗 加工、半精加工、精加工和光整加工四個階段： 1粗加工階段 主要任務(wù)是切除各表面上的大部分余量，其目的 是提高生產(chǎn)率。 2半精加工階段 其任務(wù)是使主要表面達到一定的精度，留有一 定的精加工余量，為主要表面的精加工（精銑

33、或精磨）做好準(zhǔn)備，并完 成一些次要表面加工，如擴孔、攻螺紋、銑鍵槽等。 3精加工階段 保證各主要表面達到圖紙規(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 任務(wù)是對零件上精度和表面粗糙度要求很高的 表面，需要進行光整加工。其目的是提高尺寸精度、減小表面粗糙度。 加工階段的劃分不是絕對的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件 的剛性來決定。一般說來，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應(yīng) 越細；當(dāng)工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時也可以不分或 少分階段。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 47 劃分加工工序 數(shù)控銑削的加工對象根據(jù)機床的不同也是不一樣的

34、。 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。 臥式數(shù)控銑床適用于加工箱體、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 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，保持數(shù)控銑床的精度，降低零件的加工成 本，通常是把零件的粗加工，特別是零件的基準(zhǔn)面、定 位面在普通機床上加工。單件小批生產(chǎn)時，通常采用工 序集中原則；成批生產(chǎn)時，可按工序集中原則劃分，也 可按工序分散原則劃分，應(yīng)視具體情況而定。對于結(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)和運輸量。對于剛性差、精度高的零件，

35、應(yīng)按工序分散原則劃分工序。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 48 在數(shù)控銑床上加工的零件，一般工序的劃分方法有以下幾種 ： 1刀具集中分序法 這種方法就是按所用刀具來劃分工序，用同一把刀具 加工完成所有可以加工的部位，然后再換刀。這種方法可減 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 的原則，先粗加工，再半精加工，最后精加工。 3加工部位分序法 即先加工平面、定位面，再加工孔；先加工形狀簡單 的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；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程作為一道工

36、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 到待檢狀態(tài)。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 49 確 定 加 工 順 序 數(shù)控銑削加工順序安排得合理與否，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，重點應(yīng)保證工 件的剛度不被破壞，盡量減少變形。加工順序的安排應(yīng)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。 因為定位基準(zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。 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，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

37、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。 4先面后孔原則 對于箱體、支架類 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。 5先內(nèi)后外原則 即先進行內(nèi)型腔加工，后進行外形加工。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 50 確 定 進 給 加 工 路 線 逆銑、順銑的確定 1.逆銑與順銑的概念 銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工作臺（工件）進給方向相反 時稱為逆銑，相同時稱為順銑，如圖所示。 逆銑與順銑 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 51 2逆銑與順銑的特點 逆銑的特點 逆銑時（見 上圖 (a)），刀具從已加工表面切入，

38、切削厚度 從零逐漸增大；刀齒在已加工表面上滑行、擠壓，使這段表 面產(chǎn)生嚴重的冷硬層，下一個刀齒切入時， 又在冷硬層表面 滑行、擠壓，不僅使刀齒容易磨損，而且使工件的表面粗糙 度增大。同時，刀齒垂直方向的切削分力向上，不僅會使工 作臺與導(dǎo)軌間形成間隙，引起振動，而且有把工件從工作臺 上挑起的傾向，因此需較大的夾緊力。但逆銑時刀齒從已加 工表面切入，不會造成從毛坯面切入而打刀；加之其水平切 削分力與工件進給方向相反，使銑床工作臺縱向進給的絲杠 與螺母傳動面始終是右側(cè)面抵緊（見 上圖 (c)），不會受絲杠 螺母副間隙的影響，銑削較平穩(wěn)。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 52 順銑時（見 上圖

39、(b)），刀具從待加工表面切入，切削厚度從 最大逐漸減小為零，切入時沖擊力較大； 刀齒無滑行、 擠壓現(xiàn) 象，對刀具耐用度有利；其垂直方向的切削分力向下壓向工作臺， 減小了工件上下的振動，對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給方向一致，當(dāng)水平切削 分力大于工作臺摩擦力（例如遇到加工表面有硬皮或硬質(zhì)點）時， 使工作臺帶動絲杠向左竄動，絲杠與螺母傳動副右側(cè)面出現(xiàn)間隙 （見 上圖 (d)），硬點過后絲杠螺母副的間隙恢復(fù)正常（左側(cè)間 隙），這種現(xiàn)象對加工極為不利， 會引起“啃刀”或“打刀”， 甚至損壞夾具或機床。 順銑的特點 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 53

40、上述逆銑與順 銑是對銑刀中心線 與銑削平面空間平 行而言，如臥式數(shù) 控銑床銑削工件上 平面； 對銑刀中心 線與銑削平面垂直 的平面銑削，則銑 刀在銑削過程中逆 銑與順銑同時存在， 如圖所示。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 54 3逆銑、順銑的選擇 當(dāng)工件表面有硬皮、機床的進給機構(gòu)有間隙時，應(yīng)選用 逆銑。因逆銑時，刀齒從已加工表面切入的，不會崩刃，機 床進給機構(gòu)的間隙不會引起振動和爬行，因此粗銑時盡量采 用逆銑。當(dāng)工件表面無硬皮、機床進給機構(gòu)無間隙時，應(yīng)選 用順銑。因為順銑加工后，零件表面質(zhì)量好，刀齒磨損小， 因此精銑時，應(yīng)盡量采用順銑。一般精銑采用順銑。 在機床主軸正向旋轉(zhuǎn)，刀具為右旋

41、銑刀時，順銑正好符 合左刀補（即 G41），逆銑正好符合右刀補（即 G42）。所 以，一般情況下，精銑用 G41建立刀具半徑補償，粗銑用 G42建立刀具半徑補償。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 55 加工工藝路線 在確定數(shù)控銑削加工路線時，應(yīng)遵循如下原則： 保證零件的加工精度和表面粗糙度；使走刀路線 最短，減少刀具空行程時間，提高加工效率；使 節(jié)點數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程 工作量；最終輪廓一次走刀完成。 1.銑削平面類零件的加工路線 銑削平面類零件外輪廓時，一般采用立銑刀側(cè)刃 進行切削。為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，對 刀具的切入和切出程序需要精心設(shè)計。 項目五 簡易

42、數(shù)控銑削零件加工工藝編制 56 （ 1）銑削外輪廓的加工路線 銑削平面零件外輪廓刀具切入工件時，應(yīng)避免沿零 件外輪廓的法向切入，而應(yīng)沿切削起始點的延長線切 向逐漸切入工件，保證零件曲線的平滑過渡，以避免 加工表面產(chǎn)生劃痕。在切離工件時，也應(yīng)避免在切削 終點處直接抬刀，要沿著切削終點延伸線逐漸切離工 件。如 下圖 5-28所示。 當(dāng)用圓弧插補方式銑削外整圓時，如 下圖 5-29所示， 要安排刀具從切向進入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加工完 畢后，不要在切點處 2直接退刀，而應(yīng)讓刀具沿切線方 向多運動一段距離，以免取消刀補時，刀具與工件表 面相碰，造成工件報廢。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 57

43、 圖 5-28 外輪廓加工刀具 的切入和切出 圖 5-29 外輪廓加工刀具 的切入和切出 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 58 （ 2）銑削內(nèi)輪廓的加工路線 銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時，若內(nèi)輪廓曲線允許 外延，則應(yīng)沿切線方向切入切出。若內(nèi)輪廓曲線 不允許外延（如 下圖 5-30所示），則刀具只能沿 內(nèi)輪廓曲線的法向切入切出，并將其切入、切出 點選在零件輪廓兩幾何元素的交點處。當(dāng)內(nèi)部幾 何元素相切無交點時，為防止刀補取消時在輪廓 拐角處留下凹口 ,刀具切入、切出點應(yīng)遠離拐角， 如 下圖 5-31所示。 當(dāng)用圓弧插補銑削內(nèi)圓弧時，也要遵循從切向 切入、切出的原則，最好安排從圓弧過渡到圓弧 的加工

44、路線，提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量， 如下 圖 5-32所示。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 59 圖 5-30 內(nèi)輪廓加工刀 具的切入和切出 圖 5-32 內(nèi)輪廓加工刀 具的切入和切出 圖 5-31 無交點內(nèi)輪廓加工刀具的切入和切出 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 60 （ 3）銑削內(nèi)槽的加工路線 所謂內(nèi)槽是指以封閉曲線為邊界的平底凹槽，一般用平底立銑刀 加工，刀具圓角半徑應(yīng)符合內(nèi)槽的圖紙要求。如圖所示為加工內(nèi)槽的 三種進給路線，分別為用行切法和環(huán)切法加工內(nèi)槽。所謂“行切法” 加工，即刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，行間距按零件加 工精度要求而確定。兩種進給路線都能切凈內(nèi)

45、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。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，達不到所要求的表面粗糙度；環(huán)切法獲得的表面粗糙度好于行切 法，但環(huán)切法需要逐次向外擴展輪廓線，刀位點計算較復(fù)雜。采用圖 c所示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，能使進給路線較短，并獲得較好的表面粗糙度。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 61 2銑削曲面輪廓的進給路線 銑削曲面時，常用球頭銑刀采用“行切法”進行加工。對于 邊界敞開的曲面加工，可采用兩種加工路線。如圖所示發(fā)動機 大葉片，當(dāng)采用圖 a所示的加工方案時

46、，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，球頭銑刀應(yīng)由邊界外開始加工。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 62 資料四 找正裝夾方案及夾具選擇 裝夾方案 夾具選擇 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 63 1數(shù)控銑削零件定位基準(zhǔn)選擇 （ 1）所選基準(zhǔn)應(yīng)能保證零件定位準(zhǔn)確，力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編 程原點統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差； （ 2）所選基準(zhǔn)與各加工部

47、位間的各個尺寸計算簡單，以減少數(shù)控編程 中的計算工作量； （ 3）所選基準(zhǔn)應(yīng)能保證圖紙各項加工精度要求。 選擇數(shù)控銑削零件定位基準(zhǔn)應(yīng)遵循如下原則： （ 1）盡量選擇零件上的設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)； （ 2）當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不能重合且加工面與其設(shè)計基準(zhǔn)又 不能在一次安裝內(nèi)同時加工時，應(yīng)認真分析裝配圖紙，確定該零件設(shè)計 基準(zhǔn)的設(shè)計功能，通過尺寸鏈的計算，嚴格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)間 的公差范圍，確保加工精度； （ 3）當(dāng)無法同時完成包括設(shè)計基準(zhǔn)在內(nèi)的全部表面加工時，要考慮用 所選基準(zhǔn)定位后，一次裝夾能夠完成全部關(guān)鍵部位的加工； （ 4）定位基準(zhǔn)的選擇要保證完成盡可能多的加工內(nèi)容； （ 5）

48、批量加工時，零件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與建立工件坐標(biāo)系的對刀基 準(zhǔn)重合； （ 6）必須多次安裝時應(yīng)遵從基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 裝 夾 方 案 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 64 2數(shù)控銑削零件的找正裝夾 當(dāng)數(shù)控銑削零件較復(fù)雜、加工面較多時，需要經(jīng) 過多道工序的加工，其位置精度取決于工件的找正 裝夾方式和裝夾精度。數(shù)控銑削零件常用的找正裝 夾方法如下： (1) 直接找正裝夾 用劃針、百分表或千分表等工具直接找正 工件位置并加以夾緊的方法稱直接找正裝夾法。 此法生產(chǎn)率低，精度取決于工人的技術(shù)水平和 測量工具的精度，一般只用于單件或小批生產(chǎn)， 如 下圖 5-35所示。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制

49、 65 （ a）按工件平面上 劃線找正后裝夾 (b) 找正虎鉗后裝夾工件 （ c）用百分表或千分表找正裝夾 （ d）用靠表找正定位塊后， 工件靠緊定位塊裝夾 圖 5- 35 直 接 找 正 裝 夾 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 66 (2) 劃線找正安裝 先用劃針畫出要加工表面的位置，再按劃線用 劃針找正工件在機床上的位置并加以夾緊。由于劃 線既費時，又需要技術(shù)高的劃線工，所以一般用于 批量不大，形狀復(fù)雜而笨重的工件或低精度毛坯的 加工，如圖所示。 劃線找正裝夾 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 67 (3) 用夾具裝夾 將工件直接安裝在夾具的定位元件上的方法稱 叫夾具裝夾法。這種

50、方法安裝迅速方便，定位精度較 高而且穩(wěn)定，生產(chǎn)率較高，廣泛用于中批生產(chǎn)以上的 生產(chǎn)類型。 用夾具裝夾工件的方法有如下優(yōu)點： 工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn) 面與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。因此，不再 需要找正便可將工件夾緊。 由于夾具預(yù)先在機床上已調(diào)整好位置，因此，工件通 過夾具相對于機床也就占有了正確的位置。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 68 （ 4） 常見數(shù)控銑削零件定位、找正、裝夾示例 直接找正后用壓板裝夾工件 找正定位塊后，工件靠緊 定位塊用壓板裝夾工件 （ a）連桿蓋工序圖 (b)一面兩銷定 位后夾緊工件 連桿蓋用 “ 一面兩銷 ” 的定位與夾緊 項目五

51、 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 69 （ a）直接找正后用壓板裝夾工件 (b) 找正 3個定位塊后，工件靠緊 定位塊用壓板裝夾工件 直接找正裝夾工件與用找正后的定位塊靠緊裝夾工件 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 70 夾 具 選 擇 1數(shù)控銑削對夾具的基本要求 （ 1）為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外， 夾具要做得盡可能敞開，因此夾緊機構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持 一定的安全距離，同時要求夾緊機構(gòu)元件不能與數(shù)控銑床主軸套 筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。如圖所示，用立銑刀銑 削零件的六邊形，若用壓板壓住工件的凸臺面，則壓板易與銑刀 發(fā)生干涉，若夾壓工件上平面，就不影

52、響進給。 （ 2）為保持零件安裝方位與機床坐標(biāo)系及編程坐標(biāo)系方向的一致性， 夾具應(yīng)能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝。 （ 3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。 （ 4）夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，裝卸方便，夾緊可靠，輔助時間盡量短。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 71 2數(shù)控銑削常用夾 具 (1) 通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或 稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具，如虎鉗、 平口臺虎鉗、銑削用自定心三爪卡盤、銑削用四爪 卡盤、分度盤、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 和萬能分度頭 等。 這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。 如圖 5-42所示。 （ a）虎鉗 （ b）平口臺虎鉗 圖 5-42 通用夾具 項目五 簡易

53、數(shù)控銑削零件加工工藝編制 72 （ c）銑削用自定心三爪卡盤 （ f）數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 （ e）分度盤 （ d）銑削用四爪卡盤 圖 5-42 通用夾具 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 73 圖 5-42 通用夾具 （ g）萬能分度頭及其裝夾示例 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 74 (2)氣動或液壓夾具 氣動或液壓夾具是指采用氣動或液壓 夾緊工件的夾具。氣動或液壓夾具適用于生產(chǎn)批量較 大，采用其他夾具又特別費工、費力的工件，能減輕 工人勞動強度和提高生產(chǎn)率，但此類夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 造價往往較高，而且制造周期較長。 (3)多工位夾具 多工位夾具可以同時裝夾多個工件，減少 換刀次數(shù)，也便

54、于一邊加工，一邊裝卸工件，有利于 縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率，適用于中批量生產(chǎn)。 (4) 專用銑削夾具 專用銑削夾具是指專為某一工件或類 似幾種工件而設(shè)計制造的專用夾具，其結(jié)構(gòu)緊湊，操 作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 75 5）螺栓壓板組合夾具 螺栓壓板組合夾具是指以螺栓和壓板為主，輔以墊 塊和支承板、彎板等壓緊工件，一般以數(shù)控銑床工作 臺面或在工作臺面墊上等高塊作為主要定位面，可隨 意組合的夾具，一般用于單件小批生產(chǎn)或尺寸較大、 形狀特殊的零件裝夾加工，如圖所示。用螺栓壓板組 合夾具裝夾工件時，一般采用直接找正或劃線找正裝 夾工件。 項目五 簡易數(shù)

55、控銑削零件加工工藝編制 76 3夾具選擇 數(shù)控銑削夾具選擇應(yīng)重點考慮以下幾點： 1）單件小批量生產(chǎn)時，優(yōu)先選用通用夾具和螺栓壓板組 合夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間和節(jié)省生產(chǎn)費用； 2）成批生產(chǎn)時，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單； 3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓 時間，減少輔助時間； 4）為滿足數(shù)控銑削加工精度，要求夾具定位、夾緊精度 高； 5）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機床對零件各表面的加工， 即夾具要敞開，其定位、夾緊元件不能影響加工中的走 刀； 6）為提高數(shù)控銑削加工的效率，批量較大的零件加工可 采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 77

56、資料五 刀具選擇 1數(shù)控銑削刀具的基本要求 （ 1）銑刀剛性要好 一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是 為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點。在 數(shù)控銑削中，因銑刀剛性較差而斷刀并造成工件損傷的事 例是常有的，所以解決數(shù)控銑刀的剛性問題是至關(guān)重要的。 （ 2）銑刀的耐用度要高 尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時，如刀具不耐用 而磨損較快，就會影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且 會增加換刀引起的調(diào)刀與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下 因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺階，降低了工件的表面質(zhì)量。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 78 2常用數(shù)控銑刀種類 數(shù)控銑削刀具要根據(jù)被加工零件的材料

57、、幾何 形狀、表面質(zhì)量要求、熱處理狀態(tài)、切削性能及 加工余量等，選擇剛性好、耐用度高的刀具。常 用數(shù)控銑削刀具要：面銑刀、立銑刀、模具銑刀、 鍵槽銑刀、球頭銑刀、鼓形銑刀、成型銑刀和鋸 片銑刀等。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 79 （ 1）面銑刀 面銑刀如 下圖 5-44所示，面銑刀的圓周表面和端面 上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制 成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒為高速鋼或硬質(zhì)合金。 硬質(zhì)合金面銑刀與高速鋼銑刀相比，銑削速度較 高，加工表面質(zhì)量也較好， 并可加工帶有硬皮和淬硬 層的工件，應(yīng)用較廣泛。硬質(zhì)合金面銑刀按刀片和刀 齒的安裝方式不同，可分為整體焊接式、機夾 -焊接式 和可

58、轉(zhuǎn)位式三種。目前主要為可轉(zhuǎn)位式面銑刀。 面銑刀主要用于面積較大的平面銑削和較平坦的 立體輪廓多坐標(biāo)加工， 主偏角 Kr=90 的面銑刀還可 以加工小臺階，如 下圖 5-45所示。粗齒銑刀用于粗加 工；細齒銑刀用于平穩(wěn)條件的銑削加工；密齒銑刀用 于薄壁鑄鐵件的加工。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 80 圖 5-44 面銑刀 圖 5-45 面（盤）銑刀加工示例 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 81 （ 2）立銑刀 立銑刀也可稱為圓柱銑刀，是數(shù)控銑加工中最常用 的一種銑刀，如 圖 5-47和 圖 5-48所示，廣泛用于加工 平面類零件。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃， 圓柱表面的切

59、削刃為主切削刃，端面上的切削刀為副 切削刃。主切削刃一般為螺旋齒，這樣可以增加切削 平穩(wěn)性，提高加工精度。立銑刀按端部切削刃的不同 可分為過中心刃和不過中心刃兩種，過中心刃立銑刀 可直接軸向進刀，不過中心刃立銑刀由于端面中心處 無切削刃，所以它不能作軸向進刀，端面刃主要用來 加工與側(cè)面相垂直的底平面。 直徑較小的立銑刀一般制成帶柄的形式。 2 20 mm的立銑刀為直柄； 6 63 mm的立銑刀為 莫氏錐柄； 25 80 mm的立銑刀為 724 錐柄， 直徑大于 40 160 mm的立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 82 圖 5-48 立銑刀 圖 5-47 立銑刀 高

60、速鋼立銑刀 硬質(zhì)合金立銑刀 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 83 （ 3）模具銑刀 模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，它是加工金屬模具型面的銑刀的通稱。 可分為： 1） 圓錐形立銑刀（圓錐半角 3 、 5 、 7 、 10 ） 2）圓柱形球頭立銑刀 3）圓錐形球頭立銑刀 高速鋼模具銑刀和硬質(zhì)合金模具銑刀 ，如圖 5-49和 圖 5-50所示。 圖 5-49 高速鋼模具銑刀 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 84 圖 5-50 硬質(zhì)合金模具銑刀 （ b）圓柱形球頭立銑刀 （ a）圓錐形立銑刀 （ c）圓錐形球頭立銑刀 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 85 （ 4）鍵槽銑刀 鍵槽銑刀如圖所

61、示，它有兩個刀齒，圓柱面和端面都有切 削刃，端面刃延至中心，既像立銑刀，又像鉆頭。利用鍵槽銑 刀加工時，先軸向進給達到槽深，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全 長。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀直徑 d 2 22 mm，錐 柄鍵槽銑刀直徑 d 14 50 mm。 圖 5-51 鍵槽銑刀 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 86 （ 5）球頭銑刀 球頭銑刀適用于加工空間曲面零件，有時也用于平面類零 件較大的轉(zhuǎn)接凹圓弧的補加工。如圖所示。 圖 5-53球頭銑刀 球頭銑刀加工空間曲面零件常用的走刀方式如圖所示 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 87 （ 6）鼓形銑刀 圖示是一種典型的鼓形銑刀，它 的切削刃

62、分布在半徑為 R的圓弧面上， 端面無切削刃。加工時控制刀具上下 位置，相應(yīng)改變刀刃的切削部位，可 以在工件上切出從負到正的不同斜角。 R越小，鼓形銑刀所能加工的斜角范圍 越廣，但所獲得的表面質(zhì)量也越差。 這種刀具的缺點是刃磨困難，切削條 件差， 而且不適于加工有底的輪廓表 面。鼓形銑刀主要用于對變斜角類零 件的變斜角面進行近似加工。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 88 （ 7）成型銑刀 成型銑刀一般都是為特定的工件或加工內(nèi)容專門設(shè)計制造的， 適用于加工平面類零件的特定形狀 (如角度面、凹槽面等 )，也適 用于特形孔或臺，圖示的是幾種常用的成型銑刀。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制

63、 89 （ 8）鋸片銑刀 鋸片銑刀可分為中小型 規(guī)格的鋸片銑刀和大規(guī)格鋸 片銑刀（ GB6130 85）， 數(shù)控銑和加工中心主要用中 小型規(guī)格的鋸片銑刀。鋸片 銑刀主要用于大多數(shù)材料的 切槽、切斷、內(nèi)外槽銑削、 組合銑削、缺口實驗的槽加 工、齒輪毛坯粗齒加工等。 如圖所示。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 90 3數(shù)控銑削刀具典型加工表面 數(shù)控銑削刀具典型加工表面如圖所示。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 91 4銑刀類型的選擇 銑刀類型的選擇原則如下： （ 1）選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸 和形狀相適應(yīng)； （ 2）加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀； （ 3）加工平面

64、零件周邊輪廓、凹槽、凸臺和較小的臺階面應(yīng) 選擇立銑刀； （ 4）加工空間曲面、模具型腔或凸模成形表面等多選用模具 銑刀；加工封閉的鍵槽選用鍵槽銑刀； （ 5）加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選用鼓形銑刀； （ 6）加工立體型面和變斜角輪廓外形常采用球頭銑刀、鼓形 銑刀； （ 7）加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應(yīng)選 用成形銑刀； （ 8）加工毛坯表面或粗加工孔可選用鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 92 5銑刀參數(shù)選擇 銑刀參數(shù)的選擇主要應(yīng)考慮零件加工部位的幾 何尺寸和刀具的剛性等因素。數(shù)控銑床上使用最 多的是可轉(zhuǎn)位面銑刀和立銑刀，因此，下面重點 介紹面銑刀和

65、立銑刀參數(shù)的選擇。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 93 應(yīng)根據(jù)工件的材料、刀具材料及加工性質(zhì)的不同來 確定面銑刀的幾何參數(shù)。粗銑時，銑刀直徑要小些，以 減小切削扭矩。精銑時，銑刀直徑要大些， 盡量包容工 件整個加工寬度，以提高加工精度和效率，減小相鄰兩 次進給之間的接刀痕跡。 由于銑削時有沖擊，故面銑刀的前角一般較小，銑 削強度和硬度都高的材料還可用負前角。銑刀的磨損主 要發(fā)生在后刀面上，因此適當(dāng)加大后角可減少銑刀磨損， 故常取 5 12 。因銑削時沖擊力較大，為了保護 刀尖，硬質(zhì)合金面銑刀的刃傾角常取 s -15 -5 。 主偏角 r在 45 90 范圍內(nèi)選取，銑削鑄鐵時取 r=45

66、 ，銑削一般鋼材時取 r=75 ，銑削帶凸肩的平 面或薄壁零件時取 r=90 。 （ 1）面銑刀主要參數(shù)的選擇 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 94 （ 2）立銑刀主要參數(shù)的選擇 一般情況下，為減少走刀次數(shù)， 提高銑削速度和 銑削量，保證銑刀有足夠的剛性以及良好的散熱條 件，應(yīng)盡量選擇直徑較大的銑刀。但選擇銑刀直徑 往往受到零件材料，剛性，加工部位的幾何形狀、 尺寸及工藝要求等因素的限制。銑刀的剛性以銑刀 直徑 D與刃長 L的比值來表示，一般取 D L 0.4 0.5。 當(dāng)銑刀的剛性不能滿足 D L 0.4 0.5的條 件時，可采用直徑大小不同的兩把銑刀進行粗、精 加工。先選用直徑較大的銑刀進行粗加工，然后再 選用 D、 L均符合圖樣要求的銑刀進行精加工。 項目五 簡易數(shù)控銑削零件加工工藝編制 95 資料六 切削用量選擇 銑削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，如圖所示。背吃刀量 ap為平行于銑刀軸線測量的切削 層尺寸。端銑時， ap為切削層深度；而圓周銑時， ap為被加 工表面的寬度。側(cè)吃刀量 ae為垂直于銑刀軸線測量的切削層 尺寸。端銑時， ae為被加工表