6-2数控编程与操作.

6.4切削用量的选择切削用量的基本选择原则：在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，使生产率达到最大，从而获得最大的切削效益。切削用量的确定顺序：粗加工时，先选取尽可能大的背吃刀量或侧吃刀量，其次选定尽可能大的进给速度，最后根据刀具耐用度确定最佳切削速度。精加工时，先根据粗加工后的余量确定背吃刀量，其次根据零件表面粗糙度要求，选取较小的进给速度，最后在保证刀具耐用度的前提下尽可能选取较大的切削速度。6.4.1背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）如图所示，背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸。端铣时，ap为切削层深度；而圆周铣削时，ap为被加工表面的宽度。侧吃刀量ae为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。端铣时，ae为被加工表面宽度；圆周铣削时，ae为切削层深度。背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量的多少和对表面质量的要求决定。当侧吃刀量ae＜d/2（d为铣刀直径）时，取ap=（1/3～1/2）d；当侧吃刀量d/2≤ae＜d时，取ap=（1/4～1/3）d；当侧吃刀量ae=d（即满刀切削）时，取ap=（1/5～1/4）d。当机床的刚性较好，且刀具的直径较大时，ap可取得更大。粗加工的铣削宽度一般取0.6～0.8倍刀具的直径，精加工的铣削宽度由精加工余量确定。6.4.2进给速度进给速度vf是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移。对铣削一般采用每齿进给量fZ表示。每齿进给量fZ的选取主要取决于工件材料和刀具材料的力学性能、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的强度、硬度越高，fZ越小；反之则取大值。刀具材料的硬度越高，fZ可取大值；反之则fZ越小，硬质合金铣刀的每齿进给量一般高于同结构高速钢铣刀的每齿进给量。工件表面粗糙度值要求越小，fZ就应越小。工件刚性差或刀具强度低时，应取小值。每齿进给量的确定可参考下表选取。进给速度vf与铣刀每齿进给量fZ、铣刀齿数z及主轴转速n（r/min）的关系为：vf=f·z（mm/r）或vf=n·f·z（mm/min）工件材料每齿进给量fZ/mm/·z-1粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.10～0.150.10～0.250.02～0.050.10～0.15铸铁0.12～0.200.15～0.306.4.3切削速度铣削的切削速度计算公式为：由上式可知铣削的切削速度与刀具耐用度T、每齿进给量fZ、背吃刀量ap、侧吃力量ae以及铣刀齿数z成反比，而与铣刀直径成正比。此外，铣削的切削速度也可参考下表选取。VmxPexpyZmqVcKzaafTdCvvvvv160工件材料铣削速度vc/（m/min）工件材料铣削速度vc/（m/min）高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀20钢45钢40CrHT15020～4520～4515～2514～22150～25080～22060～9070～100黄铜铝合金不锈钢30～60112～30016～25120～200400～60050～100主轴转速n（r/min）与铣削速度vc（m/min）及铣刀直径d（mm）的关系为：6.5数控铣削加工工艺的制定6.5.1零件图的工艺性分析（1）数控铣削加工内容的选择（2）零件结构工艺性分析①零件图样尺寸的正确标注②保证获得要求的加工精度③尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸④保证基准统一原则⑤分析零件的变形情况（3）零件毛坯的工艺性分析①毛坯应有充分、稳定的加工余量②分析毛坯的装夹适应性③分析毛坯的余量大小及均匀性dvnc10006.5.2装夹方案的确定（1）定位基准的选择选择定位基准时，应注意减少装夹次数，尽量做到在一次安装中能把零件上所有要加工的表面都加工出来。尽量选用工件上不需数控铣削的平面和孔作定位基准。对薄板件，选择的定位基准应有利于提高工件的刚性，以减小切削变形。定位基准应尽量与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。（2）夹具的选择数控铣床上工件装夹方法与普通铣床一样，所使用的夹具往往并不很复杂，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了。但要将加工部位敞开，不能因装夹工件而影响进给和切削加工。6.5数控铣削加工工艺的制定6.5.3加工工序的划分（1）加工阶段①粗加工阶段②半精加工阶段③精加工阶段④光整加工阶段（2）数控铣加工工序的划分原则①按所用刀具划分以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序，这种方法适用于工件的待加工表面较多，机床连续工作时间较长，加工程序的编制和检查难度较大等情况。加工中心常用这种方法划分。②按安装次数划分以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序，这种方法适用于加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。③按粗、精加工划分即粗加工中完成的那部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种划分方法适用于加工后变形较大，需粗、精加工分开的零件，如毛坯为铸件、焊接件或锻件。④按加工部位划分即以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序，对于加工表面多而复杂的零件，可按其结构特点（如内形、外形、曲面和平面等）划分成多道工序。（3）数控铣削加工顺序的安排①基面先行原则②先粗后精原则③先主后次原则④先面后孔原则⑤数控加工工序与普通工序的衔接6.5.4进给路线的确定（1）顺铣和逆铣的选择当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时，应选用顺铣，按照顺铣安排进给路线。因为采用顺铣加工后，零件已加工表面质量好，刀齿磨损小。精铣时，尤其是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量采用顺铣。当工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣，按照逆铣安排进给路线。因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切人，不会崩刃；机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行。（2）孔加工路线的确定①孔加工导入量与超越量孔加工导入量是指在孔加工过程中，刀具自快进转为工进时，刀尖点位置与孔上表面之间的距离，如图所示。孔加工导入量的具体值由工件表面的尺寸变化量确定，一般情况下取2～10mm。当孔上表面为已加工表面时，导入量取较小值（约2～5mm）。对于孔加工的超越量（图6-23中ΔZ′），当钻不通孔时，超越量大于等于钻尖高度Zp（Zp≈0.3D）；镗通孔时，刀具超越量取1～3mm；铰通孔时，刀具超越量取3～5mm；钻通孔时，超越量等于Zpmm+（1～3）mm。②相互位置精度高的孔系的加工路线对于位置精度要求较高的孔系加工，特别要注意孔的加工顺序的安排，避免将坐标轴的向间隙带入，影响位置精度。如图所示孔系加工，采用A→l→2→3→P→6→5→4的走刀路线，可避免反向间隙的引入，提高5、6孔与其他孔的位置精度。（3）铣削内外轮廓的进给路线铣削平面零件外轮廓，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件外轮廓的法向切入，而应沿外轮廓曲线延长线的切线切入，以免在切入处产生接刀痕。沿切削起始点延伸线（图a）或轮廓切线（图b）方向逐渐切入工件，保证零件曲线的平滑过渡。同样，在切离工件时，也应避免在切削终点处直接抬刀，要沿着切削终点延伸线或轮廓切线方向逐渐切离工件。铣削封闭的内轮廓表面时，同铣削外轮廓一样，刀具同样不能沿轮廓曲线的法向切入和切出。此时刀具可以沿一过渡圆弧切入切出工件轮廓。（4）铣削内槽的进给路线如图所示为加工内槽的三种进给路线。图a）、图b）和图c）分别为用行切法、环切法和综合法加工内槽。图a）、图b）两种进给路线的共同点是都能切净内腔中全部面积，不留死角，不伤轮廓，同时尽量减少重复进给的搭接量。不同点是行切法的进给路线比环切法短，但行切法将在每两次进给的起点与终点间留下了残留面积而达不到所要求的表面粗糙度值；用环切法获得的表面粗糙度值要小于行切法，但环切法需要逐次向外扩展轮廓线，刀位点计算较为复杂一些。综合法集行、环切法的优点，即先用行切法切去中间部分余量，最后用环切法切一刀，既能使总的进给路线较短，又能获得较小的表面粗糙度值。（5）铣削曲面的进给路线6.5.5Z向加工深度（1）钻孔深度由于麻花钻头部为118º的锥形，所以在通孔钻削时不能按图上的尺寸进行编程（按图上尺寸编程，实际孔没有完全钻通），应该考虑其锥形的影响，一般再加上一个钻头的半径为宜，以保证能可靠钻通。通常通孔钻孔深度H=孔深h＋0.5D（钻头直径）。（2）铣削深度用键槽铣刀加工时，编程的铣削深度就按型腔深度确定。如果用立铣刀加工整个侧面，其最后加工深度应考虑刀尖的倒角影响（一般铣刀在刀尖部位有0.1～0.3mm的倒角），通常取铣削深度H=侧深h＋（0.5～1）mm。（3）镗孔深度在精镗通孔时，为保证孔的完全镗通，通常取镗削深度H=孔深h＋（0.5～1）mm。6.6数控铣削加工前的调整与安全生产规范6.6.1对刀及对刀点确定对刀点的原则如下：（1）对刀点应该与工件的定位基准有一定的坐标尺寸关系，以便确定机床坐标系与工件坐标系间的相互位置关系。（2）对刀点应尽量选择在工件的设计基准或工艺基准上，以保证加工的位置精度。（3）对刀点应尽量选择在找正容易、便于对刀且在加工中检查方便的地方。6.6.2对刀方法a）单边碰刀b）双边分中c）复合法d）预留加工余量法（l）机内对刀①单边碰刀它适用于工件（程序）的基准点为工件的角点的加工程序。②双边分中适用于设计基准为工件中心的工件。③复合法适用范围是X或Y方向有一个是对称的，而另一个非对称的工件。④预留加工余量法此法与单边碰刀法有一点类似。适用范围是非中心对称的工件。（2）机外对刀机外对刀是使用专用对刀仪对刀，包括光电对刀器、光学对刀仪、分中棒、对刀台等。6.6.3铣削加工安全规范（略）小结：1.数控铣削用量的选择原则及选择方法2.数控铣削零件图的工艺性分析3.数控铣床加工工序的划分及加工顺序的安排原则4.数控铣床上典型加工的走刀路线的确定方法5.数控铣床Z向加工深度的确定6.数控铣床对刀的方法作业：1.数控铣削用量的选择原则及选择方法2.数控铣床上孔加工、内外轮廓、内槽、曲面加工的走刀路线的确定方法3.数控铣床Z向加工深度的确定4.数控铣床对刀的方法