第1章 數(shù)控加工工藝分析

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1、第第1 1章章 數(shù)控加工工藝分析數(shù)控加工工藝分析1.1 1.1 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指根據(jù)加工工藝特點(diǎn)，對(duì)零零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指根據(jù)加工工藝特點(diǎn)，對(duì)零件的設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的要求，即零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)影件的設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的要求，即零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)影響或決定工藝性的好壞響或決定工藝性的好壞 。 1 零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注 由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)編制的，因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）應(yīng)明確；各種幾何要素的條件要充分，應(yīng)無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 2 保證獲得設(shè)計(jì)要求的加工精度保證獲得設(shè)計(jì)要求的加工精度

2、 雖然數(shù)控機(jī)床精度很高，但對(duì)一些特殊情況，例如過(guò)薄的底板與肋板，因?yàn)榧庸r(shí)產(chǎn)生的切削拉力及薄板的彈性退讓極易產(chǎn)生切削面的振動(dòng)，使薄板厚度尺寸公差難以保證，其表面粗糙度也將增大。對(duì)于面積較大、厚度小于3mm的薄板，應(yīng)在工藝上充分重視這一問(wèn)題。 3 盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸 輪廓內(nèi)圓弧半徑R常常限制刀具的直徑。如上圖所示，若工件的被加工輪廓高度低，轉(zhuǎn)接圓弧半徑也大，可以采用較大直徑的銑刀來(lái)加工，且加工其底板面時(shí)，進(jìn)給次數(shù)也相應(yīng)減少，表面加工質(zhì)量也會(huì)好一些，因此工藝性較好。反之，數(shù)控銑削工藝性較差。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)R0.2H(H為被加工輪廓面的最大高度)時(shí),可以判

3、定零件上該部位的工藝性不好。 4 保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 有些零件需要在銑完一面后再重新安裝銑削另一面。這時(shí)，最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，因此零件上應(yīng)有合適的孔作為定定位基準(zhǔn)孔位基準(zhǔn)孔。如果零件上沒(méi)有基準(zhǔn)孔，也可以專門(mén)設(shè)置工藝孔工藝孔作為定位基準(zhǔn)，如可在毛坯上增加工藝凸臺(tái)工藝凸臺(tái)或在后繼工序要銑去的余量上設(shè)基準(zhǔn)孔。 5 分析零件的變形情況分析零件的變形情況 零件在加工時(shí)的變形，不僅影響加工質(zhì)量，而且當(dāng)變形較大時(shí)，將使加工不能繼續(xù)進(jìn)行下去。這時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮采取一些必要的工藝措施進(jìn)行預(yù)防，如對(duì)鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，對(duì)鑄鋁件進(jìn)行退火處理，對(duì)不能用熱處理方法解決的，也可考慮粗、精加工及對(duì)稱去除余量等常規(guī)

4、方法。 6.6.有時(shí)尚要考慮到毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有時(shí)尚要考慮到毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性 因?yàn)樵跀?shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，加工過(guò)程是自動(dòng)的，毛坯加工余量的大小、如何裝夾等問(wèn)題在選擇毛坯時(shí)就要仔細(xì)考慮好，否則，一旦毛坯不適合數(shù)控加工，加工將很難進(jìn)行下去。 （1）毛坯加工余量應(yīng)充足和盡量均勻 （2）分析毛坯的裝夾適應(yīng)性 （加工藝凸臺(tái)？） 零件的數(shù)控銑削結(jié)構(gòu)工藝性圖例 1.2 1.2 加工方法的選擇加工方法的選擇 對(duì)于外圓面，可采用車(chē)削、磨削加工等方法； 內(nèi)孔加工可采用鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、磨等加工方法； 數(shù)控銑或加工中心加工零件的表面為平面、曲面、輪廓、孔和螺紋等，所選加工方法要與零件的表面特征、所要求達(dá)到的精度及表面

5、粗糙度相適應(yīng)。下面，作為重點(diǎn)探討。 平面、平面輪廓及曲面可通過(guò)銑削加工。經(jīng)粗銑的平面，尺寸精度可達(dá)IT11IT13級(jí)，表面粗糙度Ra值可達(dá)6.32.5。經(jīng)粗、精銑的平面，尺寸精度可達(dá)IT8IT10級(jí)，表面粗糙度Ra值可達(dá)1.63.2。 一、平面加工方法的選擇平面加工方法的選擇 在數(shù)控銑床上主要采用端銑刀和立銑刀加工。 當(dāng)要求Ra較小時(shí)，應(yīng)采用順銑方式。 二、平面輪廓加工方法選擇平面輪廓加工方法選擇 平面輪廓多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工。下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

6、ABCDEA為刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。為保證加工面光滑，刀具沿PA切入，沿AK切出 。 三、固定斜角平面加工三、固定斜角平面加工 固定斜角平面是與水平面成一固定夾角的斜面，常用如下的加工方法。 當(dāng)零件尺寸不大時(shí)，可用斜墊板墊平后加工；如果機(jī)床主軸可以擺角，則可以擺成適當(dāng)?shù)亩ń?，用不同的刀具?lái)加工（見(jiàn)下圖）。當(dāng)零件尺寸很大，斜面斜度留下殘留面積，需要用鉗修方法加以清除。 加工斜面的最佳方法是采用五坐標(biāo)數(shù)控銑床，主軸擺角后加工，可以不留殘留面積。 四、變斜角平面加工四、變斜角平面加工（1）對(duì)曲率變化較小的變斜角面，選用x、y、z和A四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，采用立銑刀（但當(dāng)零件斜角過(guò)大，超過(guò)機(jī)床主軸擺角范

7、圍時(shí)，可用角度成型銑刀加以彌補(bǔ)）以插補(bǔ)方式擺角加工，如圖a所示。加工時(shí)，為保證刀具與零件型面在全長(zhǎng)上始終貼和，刀具繞A軸擺動(dòng)角度。 l (a)四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工變斜角面 (b)五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工變斜角面 （2）對(duì)曲率變化較大的變斜角面，用四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工難以滿足加工要求時(shí)，可用x、y、z 、A和B（或C轉(zhuǎn)軸）的五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床，以圓弧插補(bǔ)方式擺角加工，如下圖b所示。圖中夾角A和B分別是零件斜面母線與z坐標(biāo)軸夾角在zOy平面上和xOz平面上的分夾角。 （3）還可用球頭銑刀和鼓形銑刀，以直線或圓弧插補(bǔ)方式進(jìn)行分層銑削加工，加工后的殘留面積用鉗修的方法清除。如下圖，由于鼓形銑刀的鼓徑可以做得比球頭銑刀的球徑

8、大，所以加工后的殘留面積高度小，加工效果比球頭銑刀好。 五、曲面輪廓加工方法五、曲面輪廓加工方法 立體曲面的加工應(yīng)根據(jù)曲面形狀、刀具形狀以立體曲面的加工應(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，及精度要求采用不同的銑削加工方法，如兩軸如兩軸半、三軸、四軸及五軸等聯(lián)動(dòng)加工。半、三軸、四軸及五軸等聯(lián)動(dòng)加工。 （1）曲率不大精度不高的曲面粗加工，可使用兩軸半坐標(biāo)行切法加工。 （2 2）曲率較大、精度要求高的曲面精加工，）曲率較大、精度要求高的曲面精加工，可使用三軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)的行切法加工。可使用三軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)的行切法加工。三軸坐標(biāo)行切法加工曲面的切削點(diǎn)軌跡 （3 3）對(duì)于葉輪、螺旋槳等復(fù)

9、雜零件，因刀具）對(duì)于葉輪、螺旋槳等復(fù)雜零件，因刀具容易與相鄰表面發(fā)生干涉，常采用容易與相鄰表面發(fā)生干涉，常采用5 5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工。機(jī)床加工。 六、孔的加工方法選擇六、孔的加工方法選擇 加工方法：鉆、擴(kuò)、鉸、鏜和攻螺紋等。1、對(duì)于直徑大于30mm的已鑄出或鍛出的毛坯孔的孔加工，一般采用粗鏜半精鏜孔口倒角精鏜的加工方案。 2、對(duì)于直徑小于30mm的無(wú)毛坯孔的孔加工，通常采用锪平端面打中心孔鉆擴(kuò)孔口倒角鉸加工方案，對(duì)有同軸度要求的小孔，需采用锪平端面打中心孔鉆半精鏜孔口倒角精鏜（或鉸）加工方案。為提高孔的位置精度，在鉆孔工步前需安排锪平端面和打中心孔工步?？卓诘菇前才旁诎刖庸ぶ?、精加

10、工之前，以防孔內(nèi)產(chǎn)生毛刺。 3、螺紋的加工：應(yīng)根據(jù)孔徑的大小，一般情況下，直徑在M6M20mm之間的螺紋，通常采用攻螺紋的方法加工。直徑在M6mm以下的螺紋，在加工中心上完成基孔加工再通過(guò)其他手段攻螺紋。因?yàn)榧庸ぶ行纳瞎ヂ菁y不能隨機(jī)控制加工狀態(tài)，小直徑絲錐容易折斷。直徑在M20mm以上的螺紋，可采用鏜刀片鏜削加工。 1.3 1.3 定位和夾緊定位和夾緊 1.定位基準(zhǔn)分析定位基準(zhǔn)分析 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過(guò)的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)，用已加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)。除第一道工序采用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。 選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則基準(zhǔn)重

11、合原則，即力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效的減少裝夾次數(shù)。 2.裝夾裝夾 主要考慮以下幾點(diǎn)：（1）夾緊機(jī)構(gòu)或其它元件不得影響進(jìn)給，加工部位要敞開(kāi)。要求夾持工件后夾具等一些組件不能與刀具運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生干涉。 （2）必須保證最小的夾緊變形。 （3）裝卸方便，輔助時(shí)間盡量短。 （4）可以考慮同時(shí)裝夾數(shù)個(gè)工件進(jìn)行加工。（5）夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 （6）夾具應(yīng)便于與機(jī)床工作臺(tái)及工件定位表面間的定位連接。 夾具用合理夾具用合理分布的六個(gè)分布的六個(gè)支承點(diǎn)，分支承點(diǎn)，分別限制工件別限制工件的六個(gè)自由的六個(gè)自由度，使工件度，使工件在夾具中的在

12、夾具中的位置完全確位置完全確定 ， 稱 為定 ， 稱 為“六點(diǎn)定位六點(diǎn)定位原理原理”。不完全定位不完全定位根據(jù)工件加工表面的不同加工根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，定位支承點(diǎn)少于要求，定位支承點(diǎn)少于6個(gè)的定位。個(gè)的定位。 不完全定位中只設(shè)置與加工要求有關(guān)的支承點(diǎn)，用較少的元件達(dá)到定位要求。平板工件磨平面：工件只有厚度和平行度要求，通過(guò)電磁工作臺(tái)只限制三個(gè)自由度。欠定位欠定位-按照加工要求應(yīng)該被限制的自由度沒(méi)按照加工要求應(yīng)該被限制的自由度沒(méi)有被限制的定位稱為欠定位。裝夾中不允許有有被限制的定位稱為欠定位。裝夾中不允許有欠定位。欠定位。圓柱體工件圓柱體工件加工部位過(guò)定位過(guò)定位工件的一個(gè)或多個(gè)自由度

13、被不同工件的一個(gè)或多個(gè)自由度被不同的定位元件重復(fù)限制的定位稱為過(guò)定位。的定位元件重復(fù)限制的定位稱為過(guò)定位。過(guò)定位造成無(wú)法安裝工件或工件變形。過(guò)定位造成無(wú)法安裝工件或工件變形。齒坯靠長(zhǎng)銷(xiāo)和大平面定位 基基 準(zhǔn)準(zhǔn)零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面位零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)。位置的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)零件加工、測(cè)量和裝配過(guò)程中使零件加工、測(cè)量和裝配過(guò)程中使用的基準(zhǔn)。分為定位基準(zhǔn)、工序用的基準(zhǔn)。分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。

14、 選擇要求保證工件上某重要表面的加工余量均勻且選擇要求保證工件上某重要表面的加工余量均勻且 重要面為基準(zhǔn)。重要面為基準(zhǔn)。為了保證加工面與不加工面間的位置要求，應(yīng)選不為了保證加工面與不加工面間的位置要求，應(yīng)選不 加工面為基準(zhǔn)。加工面為基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)要求：平整光滑，有一定面積，定位可靠、粗基準(zhǔn)要求：平整光滑，有一定面積，定位可靠、 夾緊方便。夾緊方便。粗基準(zhǔn)在同一方向上只能使用一次。粗基準(zhǔn)在同一方向上只能使用一次。對(duì)于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，對(duì)于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)， 應(yīng)保證各主要表面都有足夠的加工余量應(yīng)保證各主要表面都有足夠的加工余量。 該零件有三個(gè)不加工表面，若要求

15、表面 4 與表面 2 所組成的壁厚均勻，則應(yīng)選擇不加工表面 2 作為粗基準(zhǔn)來(lái)加工臺(tái)階孔。 保證各主要表面都有足夠的加工余量 ，選擇毛坯余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)：圖示的階梯軸，應(yīng)選擇 55mm 外圓表面作為粗基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)通常只能使用一次：如重復(fù)使用 B 面加工 A 面、 C 面，則 A 面和 C 面的軸線將產(chǎn)生較大的同軸度誤差。 保證加工精度和工件安裝方便可靠：保證加工精度和工件安裝方便可靠：基準(zhǔn)重合原則基準(zhǔn)重合原則選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一原則基準(zhǔn)統(tǒng)一原則自為基準(zhǔn)原則自為基準(zhǔn)原則互為基準(zhǔn)原則互為基準(zhǔn)原則采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡

16、可能多的表面。上盡可能多的表面。選擇加工表面本身作為定位基選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。準(zhǔn)。工件上兩個(gè)相互位置要求很高工件上兩個(gè)相互位置要求很高的表面加工時(shí)，互相作的表面加工時(shí)，互相作為基準(zhǔn)。為基準(zhǔn)。 自為基準(zhǔn)：磨削床身導(dǎo)軌面時(shí)，就以床身導(dǎo)軌面作為定位基準(zhǔn)。此時(shí)床腳平面只是起一個(gè)支承平面的作用，它并非是定位基準(zhǔn)面。 互為基準(zhǔn)：為保證齒輪的齒圈跳動(dòng)精度，在齒面淬硬后，先以齒面定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨齒面。 固定支承固定支承可調(diào)支承可調(diào)支承浮動(dòng)支承浮動(dòng)支承V V形塊形塊圓（錐）孔圓（錐）孔圓柱銷(xiāo)圓柱銷(xiāo)圓錐銷(xiāo)圓錐銷(xiāo)輔助支承輔助支承圓柱心軸圓柱心軸定心夾緊裝置孔定心夾緊裝置孔圓錐心軸圓錐心軸頂尖頂尖

17、（見(jiàn)P14-15表1-5）車(chē)床常用夾具：三爪自定心卡盤(pán)、四爪車(chē)床常用夾具：三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、花盤(pán)、心軸、頂尖等。單動(dòng)卡盤(pán)、花盤(pán)、心軸、頂尖等。銑床常用夾具：虎鉗結(jié)構(gòu)、螺旋壓板結(jié)銑床常用夾具：虎鉗結(jié)構(gòu)、螺旋壓板結(jié)構(gòu)、偏心夾緊結(jié)構(gòu)、組合夾具等。構(gòu)、偏心夾緊結(jié)構(gòu)、組合夾具等。1.4 工序的劃分工序的劃分一、工序劃分原則： 工序集中原則工序集中原則和工序分散原則工序分散原則 數(shù)控機(jī)床加工零件，一般按工序集中原則，工序劃分方法有： 1、按所用刀具劃分 適用于工件待加工面較多、機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)、程序編制和檢查難度大的情況，加工中心常用此方法。當(dāng)加工中使用的刀具較多時(shí)，為了減少換刀次數(shù)，縮短

18、輔助時(shí)間，可以將一把刀具所加工的內(nèi)容安排在一個(gè)工序（工步）中。 2、按安裝次數(shù)劃分 適用于工件的加工內(nèi)容不多的工件，加工完后就能達(dá)到檢驗(yàn)狀態(tài)。 3、按粗、精加工劃分 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、焊件或鍛件）。通常先進(jìn)行所有表面的粗加工，再進(jìn)行所有表面的精加工。 4、按加工部位劃分 適用于加工表面多而復(fù)雜的零件。 可按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如內(nèi)形、外形、曲面等劃分為多道工序。 數(shù)控加工中工序集中和工序分散的問(wèn)題： 對(duì)于單件小批？ 應(yīng)該： 對(duì)于大量大批？ 應(yīng)該： 對(duì)于重型零件？ 應(yīng)該： 對(duì)于剛性差、精度高的零件？ 應(yīng)該：工序集中工序集中或工序分散工序集中工序分散1.5 1.5 加

19、工順序安排加工順序安排一、切削加工工序的安排一、切削加工工序的安排 （1）先粗后精 當(dāng)加工零件精度要求較高時(shí)都要經(jīng)過(guò)粗加工、半精加工、精加工。如果精度要求更高，還包括光整加工幾個(gè)階段。 （2）基準(zhǔn)面先行原則 用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工，任何零件的加工過(guò)程總是先對(duì)定位基準(zhǔn)進(jìn)行粗加工和精加工，例如軸類零件總是先加工中心孔，再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓和端面，箱體類零件總是先加工定位用的平面及兩個(gè)定位孔，再以平面和定位孔為精基準(zhǔn)加工孔系和其它平面。 （3）先面后孔 對(duì)于箱體、支架等零件，平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩(wěn)定，而孔的深度尺寸又是以平面為基準(zhǔn)，故應(yīng)先加工平面，然后加工孔。 （4）先內(nèi)后外 即

20、先加工內(nèi)型腔，后加工外表面。 （5）先主后次 即先加工主要表面，然后加工次要表面。 二、熱處理工序的安排二、熱處理工序的安排 預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理-機(jī)加工前，改善切削性能、消除內(nèi)應(yīng)力。 最終熱處理最終熱處理半精加工后、精加工前，達(dá)到強(qiáng)度、硬度要求。 去除內(nèi)應(yīng)力處理去除內(nèi)應(yīng)力處理粗加工后、精加工前。 三、輔助工序的安排三、輔助工序的安排 輔助工序輔助工序 如檢驗(yàn)、去毛刺、倒棱邊、清洗等，其中檢如檢驗(yàn)、去毛刺、倒棱邊、清洗等，其中檢驗(yàn)要安排在：驗(yàn)要安排在： 1、粗加工全部結(jié)束后精加工之前、粗加工全部結(jié)束后精加工之前 2、重要工序之后、重要工序之后 3、工件在不同車(chē)間之間轉(zhuǎn)移前后、工件在不同車(chē)間之間

21、轉(zhuǎn)移前后 4、工件全部加工結(jié)束后、工件全部加工結(jié)束后 5、特種性能檢驗(yàn)之前、特種性能檢驗(yàn)之前1.6 1.6 確定走刀路線和工步順序確定走刀路線和工步順序 在數(shù)控加工中，刀具（嚴(yán)格說(shuō)是刀位點(diǎn)）相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線，也叫走刀路線走刀路線。它不但包括工步內(nèi)容，也反映了工步的順序。 工步順序工步順序指在同一道工序中，各個(gè)表面加工的先后順序。它對(duì)加工質(zhì)量、效率及加工路線有直接關(guān)系。 加工路線是編寫(xiě)程序的依據(jù)之一。1.1.保證零件的加工精度和表面粗糙度。保證零件的加工精度和表面粗糙度。 2.2.方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。 3.3.縮短走刀路線，減少進(jìn)退刀

22、時(shí)間和其他縮短走刀路線，減少進(jìn)退刀時(shí)間和其他 輔助時(shí)間。輔助時(shí)間。 4.4.盡量減少程序段數(shù)。盡量減少程序段數(shù)。 另外，在選擇走刀路線時(shí)還要充分另外，在選擇走刀路線時(shí)還要充分注意以下幾種情況注意以下幾種情況： （2）避免引入反向間隙誤差。 （1）切入切出路徑的選擇。 （3）采用順銑加工方式。 （4）立體輪廓的加工。 （5）內(nèi)槽加工。 粗加工選擇曲面內(nèi)的最高角點(diǎn)作為切入點(diǎn)；粗加工選擇曲面內(nèi)的最高角點(diǎn)作為切入點(diǎn)；精加工選擇曲面內(nèi)某個(gè)曲率比較平緩的角精加工選擇曲面內(nèi)某個(gè)曲率比較平緩的角點(diǎn)作為切入點(diǎn)；點(diǎn)作為切入點(diǎn)；避免銑刀當(dāng)鉆頭使用，否則因受力大而避免銑刀當(dāng)鉆頭使用，否則因受力大而損壞。損壞。應(yīng)盡量避

23、免在連續(xù)幾何圖素的中間切入雖然是兩幾何圖素的交點(diǎn)，但在這里刀具沿切線方向切出后將影響已加工表面精度可沿圖形輪廓切向切入切出，且保證輪廓封閉能連續(xù)完整的加工曲面；能連續(xù)完整的加工曲面；非加工時(shí)間短。非加工時(shí)間短。 當(dāng)銑切內(nèi)表面輪廓形狀時(shí)，也應(yīng)該盡量遵循當(dāng)銑切內(nèi)表面輪廓形狀時(shí)，也應(yīng)該盡量遵循從切向切入的方法，但此時(shí)切入無(wú)法外延，最好從切向切入的方法，但此時(shí)切入無(wú)法外延，最好安排從圓弧過(guò)渡到圓弧的加工路線。當(dāng)實(shí)在無(wú)法安排從圓弧過(guò)渡到圓弧的加工路線。當(dāng)實(shí)在無(wú)法沿零件曲線的切向切入、切出時(shí)，銑刀只有沿法沿零件曲線的切向切入、切出時(shí)，銑刀只有沿法線方向切入和切出，在這種情況下，切入切出點(diǎn)線方向切入和切出，

24、在這種情況下，切入切出點(diǎn)應(yīng)選在零件輪廓兩幾何要素的交點(diǎn)上，而且進(jìn)給應(yīng)選在零件輪廓兩幾何要素的交點(diǎn)上，而且進(jìn)給過(guò)程中要避免停頓。過(guò)程中要避免停頓。 銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑 數(shù)控機(jī)床在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)反數(shù)控機(jī)床在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)反向間隙，如果在走刀路線中將反向間向間隙，如果在走刀路線中將反向間隙帶入，就會(huì)影響刀具的定位精度，隙帶入，就會(huì)影響刀具的定位精度，增加工件的定位誤差。增加工件的定位誤差。 XOY對(duì)刀點(diǎn)(b)(a)對(duì)刀點(diǎn)YOX避免反向誤差的加工路線存在反向誤差的加工路線 鏜銑加工路線圖 順銑順銑 逆銑逆銑 在銑削加工中

25、，在銑削加工中，銑刀切入工件時(shí)切銑刀切入工件時(shí)切削速度方向與工件進(jìn)給方向相同削速度方向與工件進(jìn)給方向相同。用于當(dāng)工件表面無(wú)硬皮、機(jī)床進(jìn)給用于當(dāng)工件表面無(wú)硬皮、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)無(wú)間隙、精銑加工的場(chǎng)合。機(jī)構(gòu)無(wú)間隙、精銑加工的場(chǎng)合。在銑削加工中，在銑削加工中，銑刀切入工件時(shí)切銑刀切入工件時(shí)切削速度方向與工件進(jìn)給方向削速度方向與工件進(jìn)給方向相反。相反。用于當(dāng)工件表面有硬皮、機(jī)床進(jìn)給用于當(dāng)工件表面有硬皮、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)間隙較大、粗銑加工的場(chǎng)合。機(jī)構(gòu)間隙較大、粗銑加工的場(chǎng)合。 由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小，間隙很小，順銑的工藝性優(yōu)于逆銑順銑的工

26、藝性優(yōu)于逆銑。采用順銑加工方式采用順銑加工方式 ：(a)(b)VfVfVV逆銑順銑 順銑和逆銑銑削內(nèi)溝槽的側(cè)面立體輪廓的加工立體輪廓的加工 (b)(a)圖8-7ZXYOOYXZOYXZ(C)立體輪廓的加工 加工一個(gè)曲面時(shí)可能采取的三種走刀路線，即沿參數(shù)曲面的u向行切、沿w向行切和環(huán)切： 內(nèi)槽加工內(nèi)槽加工 內(nèi)槽是指以封閉曲線為邊界的平底凹坑。加工內(nèi)槽一律使用平底銑刀，刀具邊緣部分的圓角半徑應(yīng)符合內(nèi)槽的圖紙要求。內(nèi)槽的切削分兩步，第一步切內(nèi)腔，第二步切輪廓。切輪廓通常又分為粗加工和精加工兩步。 RY粗加工刀位多邊形精加工刀位多邊形內(nèi)槽輪廓1.7 1.7 切削用量的選擇切削用量的選擇 數(shù)控編程時(shí)，編

27、程人員必須確定每道工序數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)入程序中。的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)入程序中。切削用量包括切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、背背吃刀量吃刀量及及進(jìn)給量進(jìn)給量等。等。 切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；考慮機(jī)床工藝系統(tǒng)的剛度前提下，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。主軸轉(zhuǎn)速與切削速度主軸轉(zhuǎn)速與切削速度 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為：n=1000v /（D）式中：v-切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定；n-主軸轉(zhuǎn)速

28、，單位為 r/min；D-工件直徑或刀具直徑，單位為mm。 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 進(jìn)給量（進(jìn)給速度）的確定進(jìn)給量（進(jìn)給速度）的確定 進(jìn)給量主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。 在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進(jìn)給量，以克服由于慣性或工藝系統(tǒng)變形在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現(xiàn)象。 進(jìn)給量的確定原則： 當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100200mm/min范圍內(nèi)選取。 在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速

29、度，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。 當(dāng)加工精度、表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。 刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以使用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。 背吃刀量確定背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定。在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。如半精加工時(shí)，背吃刀量可取0.5-2mm；精加工時(shí)時(shí)，背吃刀量一般為0.20.5mm。 表 切削用量的選?。ǜ咚黉摿姷丁⒋帚姡?工件 鑄鐵 鋁 鋼 轉(zhuǎn)速(r/min) 進(jìn)給速度(mm/min) 轉(zhuǎn)速(r/min) 進(jìn)給速度

30、(mm/min) 轉(zhuǎn)速(r/min) 進(jìn)給速度(mm/min) 刀具直徑(mm) 刀槽數(shù) 切削速度( m/min) 每齒進(jìn)給量(mm/齒) 切削速度( m/min) 每齒進(jìn)給量(mm/齒) 切削速度( m/min) 每齒進(jìn)給量(mm/齒) 1100 115 5000 500 1000 100 8 2 28 0.05 126 0.05 25 0.05 900 110 4100 490 820 82 10 2 28 0.06 129 0.06 26 0.05 770 105 3450 470 690 84 12 2 29 0.07 130 0.07 26 0.06 660 100 3000 440

31、 600 80 14 2 29 0.07 132 0.07 26 0.07 600 94 2650 420 530 76 16 2 30 0.08 133 0.08 27 0.07 切削用量的選擇切削用量的選擇 針對(duì)切削用量三要素針對(duì)切削用量三要素主軸轉(zhuǎn)速（切削主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）速度）、背吃刀量背吃刀量及及進(jìn)給量進(jìn)給量等的選擇原則，等的選擇原則，根據(jù)車(chē)削、銑削、鉆鏜削工藝的不同要求，根據(jù)車(chē)削、銑削、鉆鏜削工藝的不同要求，結(jié)合課本表結(jié)合課本表1-61-6至表至表1-131-13中的推薦值，要求中的推薦值，要求學(xué)會(huì)靈活掌握。學(xué)會(huì)靈活掌握。 1.零件圖紙工藝分析 圖樣分析主要分析凸輪輪廓形狀、尺寸

32、和技術(shù)要求、定位基準(zhǔn)及毛坯等。1.9 1.9 典型零件的數(shù)控加工工藝分析典型零件的數(shù)控加工工藝分析兩軸聯(lián)動(dòng) 鑄鐵，含有兩個(gè)基準(zhǔn)孔、直徑為280mm、厚度為18mm的圓盤(pán)。圓盤(pán)底面A及35G7和12H7兩孔可用作定位基準(zhǔn) 。形位公差比較容易保證。 1.8 1.8 數(shù)控加工工藝文件數(shù)控加工工藝文件工序卡、刀具調(diào)整單、程序清單 2.確定裝夾方案 一般大型凸輪可用等高墊塊墊在工作臺(tái)上，然后用壓板螺栓在凸輪的孔上壓緊。外輪廓平面盤(pán)形凸輪的墊塊要小于凸輪的輪廓尺寸，不與銑刀發(fā)生干涉。對(duì)小型凸輪，一般用心軸定位、壓緊即可。 采用“一面兩孔”定位，設(shè)計(jì)一“一面兩銷(xiāo)”專用夾具。 削邊銷(xiāo)削邊銷(xiāo)-可避免工件定位時(shí)出

33、現(xiàn)的干涉現(xiàn)象 支撐板及兩定位銷(xiāo)定位，產(chǎn)生過(guò)定位。將定位銷(xiāo)2上與工件孔壁相碰的部分削去，即為削邊銷(xiāo)。定位銷(xiāo)2 3.確定進(jìn)給路線 進(jìn)給路線包括平面內(nèi)進(jìn)給和深度進(jìn)給兩部分路線。對(duì)平面內(nèi)進(jìn)給，對(duì)外凸輪廓從切線方向切入，對(duì)內(nèi)凹輪廓從過(guò)渡圓弧切入。在兩軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床上，對(duì)銑削平面槽形凸輪，深度進(jìn)給有兩種方法：一種方法是在xz（或yz）平面內(nèi)來(lái)回銑削逐漸進(jìn)刀到即定深度；另一種方法是先打一個(gè)工藝孔，然后從工藝孔進(jìn)刀到即定深度。 本例進(jìn)刀點(diǎn)選在P（150，0），刀具在y-15及y+15之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，逐漸加深銑削深度，當(dāng)達(dá)到即定深度后，刀具在xy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，銑削凸輪輪廓。為保證凸輪的工作表面有較好的表面質(zhì)量，采

34、用順銑方式，即從P（150，0）開(kāi)始，對(duì)外凸輪廓，按順時(shí)針?lè)较蜚娤?，?duì)內(nèi)凹輪廓按逆時(shí)針?lè)较蜚娤?，下圖所示即為銑刀在水平面內(nèi)的切入進(jìn)給路線。 a)直接切入外凸輪輪廓 b)過(guò)渡圓弧切入內(nèi)凹輪廓 4.選擇刀具及切削用量 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；切削用量是依據(jù)零件材料特點(diǎn)、刀具性能及加工精度要求確定。通常為提高切削效率要盡量選用大直徑的銑刀；側(cè)吃刀量取刀具直徑三分之一到二分之一，背吃刀量應(yīng)大于冷硬層厚度；切削速度和進(jìn)給速度應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)選取效率和刀具壽命的綜合最佳值。精銑時(shí)切削速度應(yīng)高一些。 背吃刀量 - 平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸為背吃刀量 側(cè)吃刀量 -垂直于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸為側(cè)吃刀量 本例零件材料（鑄鐵）屬于一般材料，切削加工性較好，選用18mm硬質(zhì)合金立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速取150235r/min，進(jìn)給速度取3060 mm/min。槽深14mm，銑削余量分三次完成，第一次背吃刀量8mm，第二次背吃刀量5mm，剩下的1mm隨同精銑一起完成。凸輪槽兩側(cè)面各留0.50.7mm精銑余量。在第二次進(jìn)給完成之后，檢測(cè)零件幾何尺寸，依據(jù)檢測(cè)結(jié)果決定進(jìn)刀深度和刀具半徑偏置量，分別對(duì)凸輪槽兩側(cè)面精銑一次，達(dá)到圖樣要求的尺寸。