數(shù)控機床編程與操作6、數(shù)控銑削加工工藝

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1、 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝6.1 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 的 主 要 內(nèi) 容6.2 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 與 分 析 的 步 驟 和 方 法6.3 數(shù) 控 銑 削 工 藝 分 析 舉 例 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 的 實 質 ， 就 是 在 分 析 零 件 精 度 和 表 面粗 糙 度 的 基 礎 上 ， 對 數(shù) 控 銑 削 的 加 工 方 法 、 裝 夾 方 式 、 切 削加 工 進 給 路 線 、 刀 具 選 擇 和 切 削 用 量 等 工 藝 內(nèi) 容 進 行 正 確 而合 理 的 選 擇 。6.1 數(shù) 控

2、銑 削 加 工 工 藝 的 主 要 內(nèi) 容下 列 加 工 內(nèi) 容 比 較 適 宜 采 用 數(shù) 控 銑 削 加 工 ： 零 件 上 的 平 面 曲 線 輪 廓 表 面 （ 如 圖 所 示 ） 特 別 是 由 數(shù) 學 表 達式 給 出 的 非 圓 曲 線 和 列 表 曲 線 建 立 的 空 間 曲 線 。 由 給 出 數(shù) 學 模 型 的 空 間 曲 面 或 通 過 測 量 數(shù) 據(jù) 建 立 起 來 的 空 間曲 面 。 形 狀 復 雜 、 尺 寸 繁 多 、 零 件 畫 線 和 檢 測 都 比 較 困 難 的 零 件 加工 部 位 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 (a)輪 廓 面 A

3、(b)輪 廓 面 B (c)輪 廓 面 C 圖 6-1平 面 類 零 件 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 能 夠 在 一 次 裝 夾 中 銑 削 加 工 出 多 部 位 的 零 件 表 面 或 零 件形 狀 。 用 普 通 的 銑 床 進 行 加 工 的 觀 察 、 檢 測 困 難 的 零 件 加 工 ，以 及 各 種 內(nèi) 、 外 凹 凸 槽 形 狀 的 零 件 的 加 工 。 下 列 內(nèi) 容 不 適 宜 采 用 數(shù) 控 銑 削 加 工 ： 需 要 進 行 長 時 間 占 機 人 工 進 行 調 整 的 加 工 和 粗 加 工 。 零 件 毛 坯 上 的 加 工 余 量 不 大 或

4、者 不 太 穩(wěn) 定 的 加 工 部 位 。 必 須 使 用 細 長 銑 刀 加 工 的 部 位 ， 一 般 指 狹 長 深 槽 和 加 工 精度 要 求 不 高 的 筋 板 處 連 接 曲 線 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝6.2 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 與 分 析 的 步 驟 和 方 法 程 序 編 制 人 員 在 進 行 工 藝 分 析 時 ， 應 該 具 備 機 床 說 明 書 ，編 程 手 冊 ， 切 削 用 量 表 ， 標 準 工 具 、 夾 具 手 冊 等 資 料 ， 并 根 據(jù)被 加 工 零 件 的 材 料 、 輪 廓 形 狀 、 加 工 精 度 等 選 用

5、 合 適 的 數(shù) 控 機床 ， 制 定 加 工 方 案 ， 確 定 零 件 的 加 工 順 序 ， 以 及 各 工 序 所 用 的刀 具 、 夾 具 和 切 削 用 量 等 ， 力 求 高 效 率 地 加 工 出 合 格 的 零 件 。1.數(shù) 控 加 工 零 件 的 工 藝 分 析 零 件 圖 上 尺 寸 數(shù) 據(jù) 的 給 出 ， 應 符 合 程 序 編 制 方 便 的 原 則 零 件 圖 上 尺 寸 標 注 方 法 應 適 應 數(shù) 控 加 工 編 程 的 特 點 。 構 成 零 件 輪 廓 幾 何 元 素 的 條 件 要 充 分 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 零 件 各 加 工

6、 部 位 的 結 構 工 藝 性 應 符 合 數(shù) 控 加 工 的 特 點 零 件 的 內(nèi) 腔 和 外 形 最 好 采 用 統(tǒng) 一 的 幾 何 類 型 和 尺 寸 。 從 而減 少 使 用 刀 具 的 規(guī) 格 和 換 刀 的 次 數(shù) ， 使 得 編 程 方 便 ， 生 產(chǎn)效 率 提 高 。 零 件 銑 削 底 平 面 時 ， 槽 底 圓 角 半 徑 r不 應 太 大 。 銑 刀 倒 圓 半徑 R越 大 ， 銑 刀 端 刃 銑 削 平 面 的 能 力 就 越 低 。 當 刀 具 直 徑 D一 定 時 ， 銑 刀 倒 圓 半 徑 R越 大 ， 銑 刀 端 刃 銑 削 平 面 的 面 積越 小 ， 加

7、 工 表 面 的 能 力 越 差 ， 加 工 工 藝 性 也 越 差 。 應 采 用 統(tǒng) 一 的 定 位 基 準 。 如 果 沒 有 統(tǒng) 一 的 定 位 基 準 ， 在 加 工過 程 中 就 會 因 零 件 的 重 新 安 裝 而 導 致 部 分 零 件 尺 寸 的 整 體 錯位 ， 從 而 造 成 加 工 零 件 的 報 廢 。 零 件 上 最 好 有 合 適 的 孔 作 為定 位 基 準 孔 。 內(nèi) 槽 圓 角 決 定 刀 具 直 徑 的 大 小 ， 因 此 內(nèi) 槽 圓 角 半 徑 應 太 小 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 零 件 的 變 形 分 析 零 件 在 數(shù) 控 銑

8、 削 加 工 過 程 中 會 產(chǎn) 生 變 形 ， 不 僅 影 響 加 工質 量 ， 而 且 當 變 形 較 大 時 使 加 工 無 法 進 行 。 這 就 需 采 取 工 藝措 施 來 預 防 ， 如 對 鋼 件 進 行 調 質 處 理 ， 對 鑄 鋁 件 進 行 退 火 處理 ， 對 不 能 用 熱 處 理 方 法 解 決 的 ， 可 采 用 粗 加 工 、 精 加 工 及對 稱 去 除 余 量 等 常 規(guī) 方 法 。 零 件 毛 坯 的 工 藝 性 分 析 根 據(jù) 實 際 的 使 用 經(jīng) 驗 ， 下 列 幾 方 面 應 該 作 為 零 件 毛 坯 工藝 性 分 析 的 要 點 ：1） 毛

9、坯 應 該 有 充 分 、 穩(wěn) 定 的 加 工 余 量 。 毛 坯 主 要 指 鍛 件 、 鑄 件 。 由 于 鍛 件 ， 鑄 件 在 模 鍛 時 的 欠 壓量 和 允 許 的 錯 模 量 會 造 成 余 量 的 大 小 不 等 ； 鑄 造 時 也 會 因 為 砂型 誤 差 、 收 縮 量 和 金 屬 液 體 流 動 性 差 不 能 充 滿 型 腔 等 因 素 造 成余 量 不 均 勻 。 因 此 ， 加 工 時 要 留 有 充 足 的 加 工 余 量 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝2） 零 件 毛 坯 的 裝 夾 適 應 性 盡 可 能 一 次 裝 夾 就 能 夠 加 工 出

10、較 多 的 表 面 。 對 于 不 便 于裝 夾 的 毛 坯 ， 可 以 考 慮 在 毛 坯 上 另 外 增 加 裝 夾 余 量 或 工 藝 凸臺 和 工 藝 凸 耳 等 輔 助 基 準 。3） 毛 坯 的 變 形 、 余 量 的 大 小 以 及 均 勻 性 分 析 毛 坯 在 加 工 中 和 加 工 后 的 變 形 程 度 ， 以 便 考 慮 是 否采 取 預 防 措 施 和 補 救 措 施 。 對 于 熱 軋 鋁 板 ， 經(jīng) 淬 火 時 效 后 容易 在 加 工 中 和 加 工 后 產(chǎn) 生 變 形 ， 最 好 采 用 經(jīng) 過 預 拉 伸 處 理 的淬 火 板 坯 。 對 于 毛 坯 余 量

11、 的 大 小 以 及 均 勻 性 ， 主 要 考 慮 在 加工 中 是 否 需 要 分 層 進 行 切 削 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝2.零 件 圖 形 的 數(shù) 學 處 理 在 數(shù) 控 銑 削 過 程 中 ， 手 工 編 程 尺 寸 不 能 簡 單 地 直 接 選 取 工件 圖 紙 上 的 基 本 尺 寸 ， 零 件 圖 形 調 整 可 按 下 面 的 方 式 進 行 ： 精 度 高 的 尺 寸 處 理 ： 可 將 基 本 尺 寸 換 算 為 平 均 尺 寸 。 幾 何 關 系 的 處 理 ： 保 持 原 來 重 要 的 幾 何 關 系 。 如 角 度 、 相切 、 相 交

12、關 系 不 變 。 精 度 低 的 尺 寸 處 理 ： 通 過 調 整 修 改 一 般 尺 寸 ， 保 持 零 件 原 有的 幾 何 關 系 ， 使 之 相 互 協(xié) 調 。 節(jié) 點 坐 標 尺 寸 的 計 算 ： 按 照 調 整 后 的 尺 寸 計 算 有 關 未 知 節(jié) 點的 坐 標 尺 寸 。 編 程 尺 寸 的 修 正 ： 按 照 調 整 后 的 尺 寸 編 程 ， 進 行 加 工 ， 測 量 關 鍵 尺 寸 的 實 際 分 散 中 心 與 誤 差 ， 再 按 照 誤 差 對 編 程 尺 寸 進 行調 整 ， 并 相 應 修 改 程 序 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝3.加

13、 工 方 法 的 選 擇 與 加 工 方 案 的 確 定 加 工 方 法 的 選 擇 銑 削 加 工 方 法 的 選 擇 原 則 是 ： 保 證 加 工 表 面 的 加 工 精 度和 表 面 粗 糙 度 的 要 求 。 對 于 平 面 、 平 面 輪 廓 與 曲 面 的 銑 削 加 工 ， 經(jīng) 過 粗 銑 加 工的 平 面 ， 尺 寸 精 度 可 達 IT12IT14級 ， 表 面 粗 糙 度 Ra值 可 達12.525m。 經(jīng) 過 精 銑 加 工 的 平 面 ， 尺 寸 精 度 可 達 IT7IT9級 ， 表 面 粗 糙 度 Ra值 可 達 1.63.2m。 確 定 加 工 方 案 的 原

14、則 確 定 加 工 方 案 時 ， 首 先 應 根 據(jù) 主 要 表 面 的 精 度 和 表 面 粗糙 度 的 要 求 ， 初 步 確 定 為 達 到 這 些 要 求 所 需 要 的 加 工 方 法 。原 則 上 數(shù) 控 機 床 僅 進 行 較 復 雜 零 件 重 要 基 準 的 加 工 和 零 件 的精 加 工 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 平 面 類 零 件 斜 面 輪 廓 加 工 方 案 的 確 定 在 銑 削 加 工 中 ， 零 件 按 表 面 輪 廓 可 分 為 平 面 類 零 件 和 曲面 類 零 件 。 其 中 平 面 類 零 件 斜 面 輪 廓 的 加 工 又 分

15、 為 兩 種 ：1） 固 定 斜 角 的 外 輪 廓 加 工 在 加 工 中 要 根 據(jù) 零 件 的 尺 寸 精 度 、 傾 斜 角 的 大 小 、 刀 具的 形 狀 、 零 件 的 安 裝 方 法 、 編 程 的 難 易 程 度 等 因 素 ， 選 擇 一個 較 好 的 加 工 方 案 。2） 有 變 斜 角 的 外 輪 廓 加 工 從 技 術 上 講 ， 最 好 的 加 工 方 法 是 采 用 多 軸 聯(lián) 動 的 數(shù) 控 機床 ， 這 樣 效 率 高 ， 加 工 質 量 好 。 但 是 這 種 機 床 設 備 投 資 大 ，生 產(chǎn) 費 用 高 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝

16、曲 面 輪 廓 加 工 方 法 的 選 擇 立 體 曲 面 的 加 工 應 根 據(jù) 曲 面 的 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 。 對 曲 率 半 徑 變 化 不 大 和 精 度 要 求 不 高 的 粗 加 工 ， 常 使 用 兩 軸半 坐 標 的 數(shù) 控 銑 床 采 用 行 切 法 加 工 。 所 謂 行 切 法 是 指 刀 具 與零 件 輪 廓 的 的 切 點 軌 跡 是 一 行 一 行 的 ， 而 行 間 的 距 離 按 零 件加 工 精 度 的 要 求 確

17、 定 。 如 下 圖 所 示 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝兩 軸 半 坐 標 行 切 法 加 工 曲 面 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 對 曲 率 變 化 較 大 和 精 度 要 求 較 高 的 曲 面 的 精 加 工 ， 常使 用 X、 Y、 Z三 坐 標 聯(lián) 動 插 補 的 行 切 法 進 行 加 工 。 三軸行切法加工曲面 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝4.工 序 與 工 步 的 劃 分（ 1） 工 序 的 劃 分1） 以 零 件 的 裝 夾 定 位 方 式 劃 分 工 序2） 按 粗 、 精 加 工 劃 分 工 序3） 按 所 用 刀 具 劃 分

18、工 序（ 2） 工 步 的 劃 分 同 一 表 面 按 粗 加 工 、 半 精 加 工 、 精 加 工 依 次 完 成 ， 或 全部 加 工 表 面 按 先 粗 加 工 后 精 加 工 分 開 進 行 。 對 于 既 有 銑 削 平 面 又 有 鏜 孔 加 工 表 面 的 零 件 ， 可 按 先 銑平 面 后 鏜 孔 進 行 加 工 。 按 使 用 刀 具 來 劃 分 工 步 ， 以 減 少 換 刀 次 數(shù) ， 提 高 加 工 效率 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝5.零 件 的 安 裝 與 夾 具 的 選 擇（ 1） 定 位 基 準 分 析 定 位 基 準 有 粗 基 準 和 精

19、 基 準 兩 種 ， 除 第 一 道 工 序 采 用 粗基 準 外 ， 其 余 工 序 都 使 用 精 基 準 。 選 擇 定 位 基 準 要 遵 循 基 準 重 合 原 則 ， 基 準 統(tǒng) 一 的 原 則 ，這 樣 可 以 減 少 基 準 不 重 合 產(chǎn) 生 的 誤 差 和 數(shù) 控 編 程 中 的 計 算 量 ，并 且 能 有 效 地 減 少 裝 夾 次 數(shù) 。 （ 2） 定 位 安 裝 的 基 本 原 則 夾 持 工 件 后 夾 具 等 一 些 組 件 不 能 與 刀 具 運 動 軌 跡 發(fā) 生 干 涉 ，不 得 影 響 進 給 ， 加 工 部 位 要 敞 開 。 必 須 保 證 最 小

20、的 夾 緊 變 形 。 裝 卸 方 便 ， 輔 助 時 間 盡 量 短 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 對 小 型 零 件 或 工 序 時 間 不 長 的 零 件 ， 可 以 考 慮 在 工 作 臺 上同 時 裝 夾 幾 件 進 行 加 工 ， 以 提 高 加 工 效 率 。 夾 具 結 構 應 力 求 簡 單 。 夾 具 應 便 于 與 機 床 工 作 臺 及 工 件 定 位 表 面 間 的 定 位 元 件 連接 。 數(shù) 控 銑 床 工 作 臺 面 上 一 般 都 有 基 準 T型 槽 ， 轉 臺 中 心上 有 定 位 孔 ， 臺 面 側 面 有 基 準 擋 板 等 定 位 元

21、 件 。 固 定 方 式一 般 用 T型 螺 釘 或 螺 栓 或 壓 板 壓 緊 。 夾 具 上 用 于 緊 固 的 孔和 槽 的 位 置 必 須 與 工 作 臺 的 T型 槽 和 孔 的 位 置 相 對 應 。 避 免 采 用 占 機 人 工 調 整 加 工 方 案 ， 以 充 分 發(fā) 揮 數(shù) 控 機 床 的效 能 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝（ 3） 選 擇 夾 具 的 基 本 原 則 數(shù) 控 銑 削 加 工 的 特 點 對 夾 具 提 出 兩 點 要 求 ： 一 是 要 保 證夾 具 的 坐 標 方 向 要 與 機 床 的 坐 標 方 向 相 對 固 定 不 變 ； 二

22、是 要協(xié) 調 零 件 和 機 床 坐 標 系 的 尺 寸 關 系 。 還 要 考 慮 以 下 幾 點 ： 當 零 件 加 工 批 量 不 大 時 ， 應 盡 量 采 用 組 合 夾 具 、 可 調 式夾 具 或 其 他 通 用 夾 具 ， 以 縮 短 生 產(chǎn) 準 備 時 間 ， 節(jié) 省 生 產(chǎn)費 用 。 在 成 批 生 產(chǎn) 時 考 慮 使 用 專 用 夾 具 ， 力 求 結 構 緊 湊 、 簡 單 。還 可 以 采 用 多 位 、 多 件 夾 具 。 零 件 的 裝 卸 要 快 速 、 方 便 、 可 靠 ， 盡 量 縮 短 數(shù) 控 機 床 的停 頓 時 間 。 夾 具 上 各 類 零 件 不

23、 能 妨 礙 機 床 對 零 件 各 表 面 的 加 工 ， 既夾 具 要 敞 開 ， 其 定 位 夾 緊 機 構 的 元 件 不 能 影 響 加 工 中 的走 刀 運 行 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 此 外 ， 為 了 提 高 數(shù) 控 加 工 的 效 率 ， 在 成 批 生 產(chǎn) 中 還 可 以采 用 多 位 、 多 件 夾 具 。 例 如 ， 在 數(shù) 控 銑 床 或 立 式 加 工 中 心 的工 作 臺 上 ， 可 安 裝 一 塊 與 工 作 臺 大 小 一 樣 的 平 板 ， 如 下 圖 所示 ： 它 既 可 以 作 為 大 型 零 件 的 基 礎 板 ， 也 可 以 作

24、 為 多 個 中 小型 零 件 的 公 共 基 礎 板 ， 可 以 依 次 加 工 出 并 排 裝 夾 的 多 個 零 件 。新型夾具元件 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝6.刀 具 的 選 擇 與 切 削 用 量 的 確 定（ 1） 刀 具 的 選 擇 銑 刀 材 料 和 幾 何 參 數(shù) 主 要 根 據(jù) 零 件 材 料 切 削 加 工 性 、 工 件表 面 幾 何 形 狀 和 尺 寸 大 小 選 擇 。（ 2） 切 削 用 量 的 選 擇 切 削 用 量 的 選 擇 根 據(jù) 零 件 材 料 特 點 、 刀 具 性 能 以 及 加 工 精度 要 求 確 定 。 通 常 為 提 高 切

25、削 效 率 要 盡 量 選 用 大 直 徑 的 銑 刀 ；側 吃 刀 量 取 刀 具 直 徑 的 1/3-1/2， 背 吃 刀 量 應 大 于 冷 硬 層 厚 度 ；精 銑 時 切 削 速 度 應 提 高 一 些 。 合 理 選 擇 切 削 用 量 的 原 則 是 ： 粗 加 工 時 ， 一 般 以 提 高 生產(chǎn) 率 為 主 ， 半 精 加 工 和 精 加 工 時 應 在 保 證 加 工 質 量 的 前 提 下 ，兼 顧 切 削 效 率 、 經(jīng) 濟 性 和 加 工 成 本 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝7.與 起 刀 、 進 刀 、 退 刀 相 關 的 工 藝 處 理（ 1） 程

26、 序 起 始 點 、 返 回 點 、 切 入 點 、 切 出 點 的 確 定1） 程 序 起 始 點 、 返 回 點 的 確 定 在 同 一 程 序 或 一 個 零 件 在 幾 個 程 序 中 加 工 時 起 始 點 和 返 回點 最 好 相 同 ， 這 樣 操 作 上 就 比 較 方 便 ， 并 且 其 坐 標 值 都 設 為 0。2） 切 入 點 選 擇 的 原 則 對 粗 加 工 來 說 ， 選 擇 曲 面 內(nèi) 的 最 高 點 作 為 曲 面 的 切 入 點 。對 于 精 加 工 來 說 ， 選 擇 曲 面 內(nèi) 某 個 曲 率 比 較 平 緩 的 角 點 作 為 曲面 的 切 入 點 。

27、3） 切 出 點 選 擇 的 原 則 若 被 加 工 曲 面 為 開 放 型 曲 面 ， 用 曲 面 的 某 角 點 作 為 切 出 點 ；若 被 加 工 曲 面 為 封 閉 型 曲 面 ， 只 能 用 曲 面 的 一 個 角 點 作 為 切 出點 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝（ 2） 程 序 進 刀 、 退 刀 方 式 和 進 刀 、 退 刀 路 線 的 確 定1） 沿 坐 標 軸 Z軸 方 向 直 接 進 刀 和 退 刀 此 方 式 最 常 用 。 其 優(yōu) 點 是 定 義 簡 單 ， 缺 點 是 在 工 件 表 面的 進 刀 、 退 刀 處 會 留 下 微 觀 的 停 刀

28、痕 跡 ， 影 響 工 件 表 面 的 加工 質 量 和 精 度 。 所 以 在 銑 平 面 輪 廓 時 盡 量 避 免 這 樣 的 方 法 。2） 沿 給 定 的 矢 量 方 向 進 刀 和 退 刀 此 方 式 是 先 定 義 一 個 矢 量 方 向 ， 以 次 來 確 定 刀 具 進 刀 和退 刀 運 動 的 方 向 。3） 沿 曲 面 的 切 線 方 向 以 直 線 方 式 進 刀 和 退 刀 該 方 式 是 從 被 加 工 零 件 曲 面 的 切 線 方 向 切 入 或 切 出 工 件表 面 。 其 優(yōu) 點 是 在 工 件 表 面 的 進 刀 、 退 刀 處 不 會 留 下 停 刀 痕

29、跡 ， 工 件 表 面 的 加 工 精 度 好 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝4） 沿 曲 面 的 法 線 方 向 進 刀 和 退 刀 該 方 式 是 從 被 加 工 零 件 曲 面 切 入 點 或 切 出 點 的 法 線 方 向 切入 或 切 出 工 件 表 面 。 其 特 點 同 于 沿 坐 標 軸 Z軸 方 向 直 接 進 刀 和退 刀 。5） 刀 沿 圓 弧 段 方 向 進 刀 和 退 刀 該 方 式 是 以 圓 弧 段 的 運 動 方 式 切 入 或 切 出 工 件 表 面 。6） 沿 螺 旋 線 或 斜 線 方 式 進 刀 和 退 刀 該 進 給 方 式 的 在 兩

30、進 給 層 之 間 ， 刀 具 從 上 一 層 的 高 度 沿 螺旋 線 或 斜 線 ， 以 漸 進 的 方 式 切 入 工 件 ， 直 到 工 件 的 下 一 層 高 度 ，進 行 切 削 加 工 。 對 加 工 精 度 要 求 高 的 零 件 輪 廓 軌 跡 的 加 工 ， 應 該 選 擇 沿 曲面 的 切 線 方 向 進 刀 和 退 刀 ， 這 樣 可 以 避 免 在 工 件 表 面 的 進 、 退刀 處 留 下 刀 痕 ， 影 響 加 工 精 度 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝（ 3） 起 始 平 面 、 返 回 平 面 、 進 刀 平 面 、 退 刀 平 面 和安 全

31、平 面 的 確 定1） 起 始 平 面 起 始 平 面 是 程 序 開 始 時 刀 具 的 初 始 位 置 所 在 的 Z 平 面 。一 般 定 義 在 被 加 工 表 面 的 最 高 點 之 上 50mm-100mm左 右 的 某個 位 置 上 。 此 平 面 應 該 高 于 安 全 平 面 ， 其 對 應 的 高 度 稱 為 起始 高 度 。 在 安 全 平 面 上 刀 具 以 G00的 速 度 運 行 。2） 返 回 平 面 返 回 平 面 是 指 在 程 序 結 束 時 ， 刀 具 刀 尖 處 所 在 的 Z 平 面 。一 般 在 被 加 工 表 面 的 最 高 點 之 上 5mm-1

32、0mm左 右 的 某 個 位 置上 。 一 般 與 起 始 平 面 重 合 。 返 回 平 面 對 應 的 高 度 稱 為 返 回 高度 。 在 返 回 平 面 上 刀 具 以 G00的 速 度 運 行 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝3） 進 刀 平 面 在 銑 削 加 工 中 ， 刀 具 先 以 G00的 速 度 高 速 運 行 到 零 件 開始 切 削 位 置 處 ， 然 后 轉 換 為 切 削 進 給 速 度 進 入 加 工 ， 此 速 度轉 折 點 的 位 置 為 進 刀 平 面 。4） 退 刀 平 面5） 安 全 平 面 在 數(shù) 控 銑 削 加 工 結 束 后 ， 刀

33、具 以 切 削 進 給 速 度 離 開 工 件表 面 一 端 距 離 （ 5mm-10mm） 后 ,轉 換 為 以 高 速 （ G00 ） 返回 到 安 全 平 面 和 被 加 工 零 件 的 開 始 切 削 位 置 ， 此 轉 折 位 置 為退 刀 平 面 。 安 全 平 面 是 指 當 一 個 曲 面 切 削 好 后 ， 刀 具 沿 著 刀 軸 方 向返 回 運 行 一 段 距 離 后 ， 刀 尖 所 在 的 Z平 面 。 安 全 平 面 一 般 定 義在 高 出 被 加 工 零 件 最 高 點 10mm-50mm左 右 的 某 個 位 置 上 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝

34、（ 4） 對 刀 點 和 換 刀 點 的 確 定選 擇 對 刀 點 的 原 則 是 ： 對 刀 點 的 位 置 便 于 數(shù) 學 處 理 和 簡 化 程 序 編 制 。 對 刀 點 在 機 床 上 容 易 校 準 。 對 刀 點 在 加 工 過 程 中 便 于 檢 查 。 對 刀 點 在 加 工 中 引 起 的 加 工 誤 差 小 。 對 刀 點 可 以 設 置 在 零 件 上 ， 也 可 以 設 置 在 夾 具 上 或 機 床上 。 為 提 高 零 件 的 加 工 精 度 ， 應 盡 可 能 設 置 在 零 件 的 設 計 基準 或 工 藝 基 準 上 ， 或 與 零 件 的 設 計 基 準

35、有 一 定 的 尺 寸 關 系 。 換 刀 點 就 是 指 刀 架 轉 位 換 換 刀 時 的 位 置 ， 為 了 防 止 換 刀時 刀 具 碰 傷 被 加 工 零 件 ， 換 刀 點 應 設 置 在 被 加 工 零 件 或 夾 具的 外 部 。下 面 動 畫 為 數(shù) 控 機 床 的 對 刀 方 法 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝8.順 銑 、 逆 銑 與 切 削 方 向 、 切 削 方 式 的 選 擇 銑 刀 的 旋 轉 方 向 與 工 件 的 進 給 方 向 相 同 時 為 順 銑 ， 相反 為 逆 銑 。 順 銑逆 銑 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝（ 1） 順 銑

36、、 逆 銑 的 特 點 逆 銑 時 ， 刀 具 從 加 工 表 面 切 入 ， 切 削 厚 度 逐 漸 增 大 ， 刀具 的 刀 齒 容 易 磨 損 ， 刀 具 切 離 工 件 時 的 垂 直 分 力 會 使 工 件 脫離 工 作 臺 ， 所 以 需 要 較 大 的 夾 緊 力 。 順 銑 時 ， 刀 具 從 待 加 工 表 面 切 入 ， 切 削 厚 度 由 最 大 逐漸 減 小 ， 刀 具 切 離 工 件 時 的 垂 直 分 力 會 使 工 件 始 終 壓 向 工作 臺 ， 減 小 了 工 件 在 加 工 中 的 振 動 ， 因 而 提 高 了 零 件 的 加工 精 度 、 表 面 加 工

37、 質 量 和 刀 具 的 耐 用 度 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝（ 2） 順 銑 、 逆 銑 的 確 定 銑 削 加 工 時 ， 采 用 順 銑 還 是 逆 銑 ， 對 加 工 后 的 表 面 粗 糙度 有 影 響 。 應 根 據(jù) 零 件 的 加 工 要 求 、 被 加 工 零 件 的 材 料 特 點以 及 機 床 刀 具 的 具 體 條 件 綜 合 考 慮 。 當 零 件 表 面 有 硬 皮 ， 機 床 的 進 給 機 構 有 間 隙 時 ， 應 該 選用 逆 銑 ， 因 為 逆 銑 符 合 粗 銑 的 要 求 ， 所 以 ， 對 于 余 量 大 、 硬度 高 的 零 件

38、粗 銑 加 工 時 盡 量 選 用 逆 銑 。 當 零 件 表 面 無 硬 皮 ， 機 床 的 進 給 機 構 無 間 隙 時 ， 應 該 選用 順 銑 ， 順 銑 符 合 精 銑 的 要 求 。 所 以 對 于 耐 熱 材 料 、 余 量 小和 精 銑 削 加 工 時 盡 量 選 用 順 銑 。 由 于 數(shù) 控 機 床 采 用 滾 珠 絲 杠 ， 其 運 動 間 隙 小 ， 而 且 順 銑的 優(yōu) 點 多 于 缺 點 ， 所 以 銑 削 加 工 中 盡 量 采 用 順 銑 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝9.工 藝 加 工 路 線 的 確 定 在 數(shù) 控 銑 削 加 工 中 ， 工

39、 藝 加 工 路 線 是 指 數(shù) 控 加 工 過 程 中刀 位 點 相 對 于 被 加 工 零 件 的 運 動 軌 跡 。 即 刀 具 從 對 刀 點 開 始運 動 起 ， 直 至 結 束 加 工 時 所 經(jīng) 過 的 路 徑 ， 包 括 切 削 加 工 的 路徑 以 及 刀 具 引 入 、 刀 具 返 回 等 非 切 削 的 空 行 程 。 確 定 數(shù) 控 銑 削 工 藝 加 工 路 線 的 原 則 的 是 ： 在 保 證 零 件 加工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 的 前 提 下 ， 方 便 數(shù) 值 計 算 ， 減 少 編 程 工作 量 ， 盡 量 縮 短 加 工 路 線 ， 提 高 生

40、產(chǎn) 效 率 。 在 確 定 數(shù) 控 銑 削 工 藝 加 工 路 線 時 ， 還 應 考 率 零 件 的 加 工余 量 和 機 床 、 刀 具 的 剛 度 ， 確 定 是 一 次 走 刀 ， 還 是 多 次 走 刀來 完 成 切 削 加 工 。 并 確 定 是 采 用 順 銑 加 工 還 是 逆 銑 加 工 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝1） 銑 削 內(nèi) 外 圓 時 加 工 路 線 銑 削 整 圓 時 ， 要 安 排 刀 具 從 切 向 進 入 圓 周 銑 削 加 工 ，當 整 圓 加 工 完 畢 之 后 ， 不 要 在 切 點 處 取 消 刀 補 和 退 刀 ， 要安 排 一 段

41、 沿 切 線 方 向 繼 續(xù) 運 動 的 距 離 ， 這 樣 可 以 避 免 在 取消 刀 補 時 ， 刀 具 與 工 件 相 撞 而 造 成 工 件 和 刀 具 報 廢 。 銑 切外 圓 加 工 路 線 見 圖 a所 示 。 當 銑 切 內(nèi) 圓 時 也 應 該 遵 循 從 切 入的 方 法 。 最 好 安 排 從 圓 弧 過 渡 到 圓 弧 的 加 工 路 線 。 切 出 時也 應 多 安 排 一 段 過 渡 圓 弧 再 退 刀 ， 這 樣 可 以 降 低 接 刀 處 的接 痕 ， 從 而 可 以 降 低 孔 加 工 的 粗 糙 度 和 提 高 孔 加 工 的 精 度 ，圖 b是 銑 切 內(nèi)

42、 圓 的 加 工 路 線 示 意 圖 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝圖 a 圖 b 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝2） 銑 削 內(nèi) 表 面 輪 廓 時 ， 銑 刀 的 切 入 點 和 切 出 點 無 法 外 延 。此 時 銑 刀 可 沿 著 零 件 輪 廓 的 法 線 方 向 切 入 、 切 出 ， 并 應 該盡 量 將 切 入 、 切 出 點 選 擇 在 零 件 輪 廓 的 交 接 處 。 如 下 圖 為 用 行 切 方 式 加 工 內(nèi) 腔 的 走 刀 路 線 ， 這 種 走 刀 能切 除 內(nèi) 腔 中 的 全 部 余 量 ， 不 留 死 角 ， 不 傷 輪 廓 。 但

43、 行 切 法 將在 兩 次 走 刀 的 起 點 和 終 點 間 留 下 殘 留 高 度 ， 而 達 不 到 要 求 的表 面 粗 糙 度 。 所 以 如 采 用 中 圖 的 走 刀 路 線 ， 先 用 行 切 法 ， 最后 沿 周 向 環(huán) 切 一 刀 ， 光 整 輪 廓 表 面 ， 能 獲 得 較 好 的 效 果 。 右圖 也 是 一 種 較 好 的 走 刀 路 線 方 式 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 a為 防 止 刀 補 取 消 時 在 輪 廓 拐 角 處 留 下 過 切 b刀 具 切 入 切 出 點 應 遠 離 拐 角 下 圖 為 無 交 點 內(nèi) 輪 廓 加 工 刀 具

44、的 切 入 和 切 出 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝3） 在 銑 削 加 工 曲 面 時 ， 常 使 用 球 頭 銑 刀 采 用 “ 行 切 法 ”進 行 加 工 。4） 在 銑 削 加 工 邊 界 敞 開 的 曲 面 時 ， 可 采 用 以 下 兩 種 加 工路 線 ：a 沿 參 數(shù) 曲 面 的 Y向 采 用 行 切 特 點 是 ： 每 次 直 線 走 刀 ， 刀 位 點 計 算 簡 單 ， 程 序 短小 ， 加 工 過 程 符 合 直 紋 曲 面 的 形 成 規(guī) 律 。b 沿 參 數(shù) 曲 面 的 X向 采 用 行 切 和 環(huán) 切 特 點 是 ： 便 于 加 工 后 的 檢 查

45、， 零 件 曲 面 的 準 確 度 高 ，但 程 序 較 長 。 x 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝（ a） （ b） 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝10.平 面 和 曲 面 輪 廓 的 加 工（ 1） 平 面 輪 廓 的 數(shù) 控 加 工（ 2） 曲 面 輪 廓 的 數(shù) 控 加 工 對 平 面 輪 廓 為 任 意 曲 線 的 數(shù) 控 加 工 ， 需 要 采 用 直 線 段和 圓 弧 段 逼 近 的 方 法 進 行 “ 節(jié) 點 ” 計 算 ， 并 按 照 節(jié) 點 來 劃 分程 序 段 。 立 體 曲 面 輪 廓 的 數(shù) 控 加 工 ， 應 該 根 據(jù) 曲 面 形 狀 、 刀

46、具形 狀 以 及 精 度 要 求 采 用 不 同 的 銑 削 方 法 來 進 行 加 工 ， 如 采用 具 有 兩 軸 半 、 三 軸 、 四 軸 和 五 軸 等 插 補 聯(lián) 動 功 能 的 數(shù) 控銑 床 來 進 行 加 工 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝1） 兩 軸 半 坐 標 加 工 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝2） 三 軸 聯(lián) 動 加 工 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝3） 四 軸 聯(lián) 動 加 工 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝4） 五 軸 聯(lián) 動 加 工 飛 機 螺 旋 槳 是 五 軸 聯(lián) 動 加 工 的 典 型 零 件 代 表 ， 其葉

47、片 形 狀 如 下 圖 所 示 ： 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝6.3 數(shù) 控 銑 削 工 藝 分 析 舉 例 平 面 凸 輪 零 件 是 數(shù) 控 加 工 中 常 見 的 零 件 之 一 。 其 輪 廓 曲線 由 直 線 圓 弧 、 圓 弧 圓 弧 、 圓 弧 非 圓 曲 線 以 及 非 圓 曲線 等 組 成 。 加 工 中 多 采 用 兩 軸 以 上 聯(lián) 動 的 數(shù) 控 銑 床 ， 加 工 工藝 過 程 也 大 同 小 異 。 下 面 以 下 圖 所 示 的 平 面 槽 形 凸 輪 為 例 ，分 析 其 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝

48、 平面槽形凸輪 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝1.零 件 圖 紙 分 析 此 零 件 是 一 種 平 面 槽 形 零 件 ， 需 要 在 兩 軸 聯(lián) 動 的 數(shù) 控銑 床 上 進 行 加 工 ， 零 件 材 料 為 鑄 鐵 ， 切 削 性 能 較 好 。 在 數(shù)控 銑 削 加 工 前 ， 零 件 的 基 準 孔 35G7、 12H7， 零 件 的 最大 直 徑 280m m ， 厚 度 為 18m m 的 兩 端 面 ， 均 已 經(jīng) 過 粗 加 工 。 選 擇 零 件 底 平 面 X及 其 35G7、 12H7兩 孔 作 為 定 位 基準 。 凸 輪 槽 內(nèi) 外 輪 廓 對 X面 的

49、 垂 直 度 要 求 ， 利 用 提 高 平 面 凸輪 的 裝 夾 精 度 ， 使 零 件 X面 與 銑 刀 軸 線 保 持 垂 直 即 可 保 證 ；35G7對 X面 的 垂 直 度 要 求 由 前 道 車 削 工 序 予 以 保 證 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝2 確 定 零 件 的 定 位 基 準 和 裝 夾 方 式 （ 1） 定 位 基 準 采 用 “ 一 面 兩 孔 ” 定 位 ， 即 用 圓 盤 X面 和 兩 個 基 準 孔 作為 定 位 基 準 。（ 2） 根 據(jù) 工 件 特 點 ， 用 一 塊 320 320 40 的 墊 塊 ，在 墊 塊 上 分 別 精 鏜

50、35 及 12 兩 個 定 位 銷 安 裝 孔 ， 孔距 為 80 0.015 ， 墊 塊 平 面 度 為 0.05 ， 該 零 件 在 加 工前 ， 先 固 定 夾 具 的 平 面 ， 使 兩 定 位 孔 的 中 心 連 線 與 機 床 x軸 平 行 ， 夾 具 平 面 要 保 證 與 工 作 臺 面 平 行 ， 并 用 百 分 表檢 查 。 如 下 圖 所 示 ： 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝凸 輪 零 件 加 工 裝 夾 示 意 圖 1開 口 墊 圈 ； 2帶 螺 紋 圓 柱 銷 ； 3壓 緊 螺 母 ；4帶 螺 紋 削 邊 銷 ； 5墊 圈 ； 6工 件 ； 7墊 塊 第

51、6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 整 個 零 件 的 加 工 順 序 的 擬 訂 按 照 基 面 先 行 、 先 粗 后 精的 原 則 確 定 。 即 應 先 加 工 用 作 定 位 基 準 的 35 及 12兩 個 定 位 孔 、 X面 ， 然 后 再 加 工 凸 輪 槽 內(nèi) 外 輪 廓 表 面 。 走 刀 路 線 包 括 平 面 內(nèi) 進 給 走 刀 和 深 度 進 給 走 刀 兩 部 分路 線 。 平 面 內(nèi) 的 進 給 走 刀 ， 對 外 輪 廓 是 從 切 線 方 向 切 入 ； 對內(nèi) 輪 廓 是 從 過 渡 圓 弧 切 入 。 在 數(shù) 控 銑 床 上 加 工 時 ， 對 銑 削

52、平 面 槽 形 凸 輪 ， 深 度 進給 有 兩 種 方 法 ： 一 種 是 在 xz（ 或 yz） 平 面 內(nèi) 來 回 銑 削 逐 漸 進 刀 到 既 定深 度 ； 另 一 種 是 先 打 一 個 工 藝 孔 ， 然 后 從 工 藝 孔 進 刀 到 既 定3 確 定 加 工 順 序 及 走 刀 路 線 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝深 度 。 進 刀 點 選 在 P(150， 0)點 ， 刀 具 來 回 銑 削 ， 逐 漸 加 深 到銑 削 深 度 ， 當 達 到 既 定 深 度 后 ， 刀 具 在 xy平 面 內(nèi) 運 動 ， 銑削 凸 輪 輪 廓 。 為 了 保 證 凸 輪 的

53、輪 廓 表 面 有 較 高 的 表 面 質 量 ， 采 用 順銑 方 式 ， 即 從 P點 開 始 ， 對 外 輪 廓 按 順 時 針 方 向 銑 削 ， 對內(nèi) 輪 廓 按 逆 時 針 方 向 銑 削 。4 刀 具 和 切 削 用 量 的 選 擇 根 據(jù) 零 件 結 構 特 點 ， 銑 削 凸 輪 槽 內(nèi) 、 外 輪 廓 （ 即 凸 輪槽 兩 側 面 ） 時 ， 銑 刀 直 徑 受 槽 寬 限 制 ， 同 時 考 慮 鑄 鐵 屬 于一 般 材 料 ， 加 工 性 能 較 好 ， 選 用 18 硬 質 合 金 立 銑 刀 。 第 6講 數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 凸 輪 槽 內(nèi) 、 外 輪 廓 精 加 工 時 留 0.2 銑 削 用 量 ， 確 定 主軸 轉 速 與 進 給 速 度 時 ， 先 查 切 削 用 量 手 冊 ， 確 定 切 削 速 度 與每 齒 進 給 量 ， 然 后 利 用 公 式 vc=dn/1000計 算 主 軸 轉 速 n，利 用 vf = nZfz 計 算 進 給 速 度 。 精 銑 時 的 切 削 速 度 應 該 選 擇高 些 ， 以 便 盡 量 提 高 零 件 表 面 的 加 工 質 量 。