铣削零件数控加工工艺及程序设计(编辑修改稿)

铣削零件数控加工工艺及程序设计(编辑修改稿)内容摘要：

的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑； （ 2）先进行内腔加工，后进行外形加工； （ 3）以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数； （ 4）在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。 数控加工工序的设计 当数控加工工艺路线设计完成后，各道数控加工工序的内容已基本确定，要达到的目标已比较明确，对其它一些问题（诸如：刀具、夹具、量具、 装夹方式等），也大体做到心中有数，接下来便可以着手数控工序设计。 在确定工序内容时，要充分注意到数控加工的工艺是十分严密的。 因为数控机床虽然自动化程度较高，但自适应性差。 它不能像通用机床，加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整，即使现代数控机床在自适应调整方面作出了不少努力与改进，但自由度也不大。 比如，数控机床在攻螺纹时，它就不知道孔中是否已挤满了切屑，是否需要退一下刀，或清理一下切屑再干。 所以，在数控加工的工序设计中必须注意加工过程中的每一个细节。 同时，在对图形进行数学处理、计算和编程时 ，都要力求准确无误。 因为，数控机床比同类通用机床价格要高得多，在数控机床上加工的也都是一些形状比较复杂、价值也较高的零件，万一损坏机床或零件都会造成较大的损失。 在实际工作中，由于一个小数点或一个逗号的差错而酿造重大机床事故和质量事故的例子也是屡见不鲜的。 数控工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹都确定下来，为编制加工程序作好充分准备。 确定走刀路线和安排工步顺序 在数控加工工艺过程中，刀具时刻处于数控系统的控制下，因而每一时刻都应有明确的运动轨迹 及位置。 走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。 走刀路线是编写程序的依据之一，因此，在确定走刀路线时，最好画一张工序简图，将已经拟定出的走刀路线画上 5 去（包括进、退刀路线），这样可为编程带来不少方便。 工步的划分与安排一般可随走刀路线来进行，在确定走刀路线时，主要考虑以下几点： （ 1）寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率； （ 2）为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来； （ 3）刀具的进、退刀（切入与切出）路线要认真考 虑，以尽量减少在轮廓切削中停刀（切削力突然变化造成弹性变形）而留下刀痕，也要避免在工件轮廓面上垂直上下刀而划伤工件； （ 4）要选择工件在加工后变形小的路线，对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去余量法安排定刀路线。 （ 5）在镗孔加工中 ,若孔的位置精度要求高时 ,加工路线和定位方向应保持一致。 定位基准与夹紧方案的确定 定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准，用已加工过的表面作为定位基准称为精基准。 除第一道工序采用粗基准外，其余工序都应使用 精基准。 选择定位基准要遵循基准重合原则，即力求设计基准、工艺基准和编程原点统一，这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程中的计算量，并且能有效的减少装夹次数。 在确定定位基准与夹紧方案时应注意下列三点： （ 1）尽可能作到设计、工艺与编程计算的基准统一； （ 2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽量可能做到在一次装夹后就能加工出全部待加工表面； （ 3）避免采用占机人工调整装夹方案。 装夹主要考虑以下几点： （ 1）夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开。 要求夹持工件后夹具等一些组件不能与刀具运动轨迹发生 干涉。 （ 2）必须保证最小的夹紧变形。 （ 3）装卸方便，辅助时间尽量短。 （ 4）可以考虑同时装夹数个工件进行加工。 （ 5）夹具结构应力求简单。 （ 6）夹具应便于与机床工作台及工件定位表面间的定位连接。 夹具的选择 由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置，即加工原点的位置，因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。 除此之外，主要考虑下列几点： （ 1）当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具，可调式夹具及其它通用夹具； （ 2）当小批量或成批生产时才考虑采 用专用夹具，但应力求结构简单； (3)夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）； (4)装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，有条件时，批量较大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具。 6 铣床常用夹具：虎钳结构、螺旋压板结构、偏心夹紧结构、组合夹具等。 刀具的选择 常用的铣刀类型 常用的有圆柱铣刀、立铣刀、硬质合金面铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、半圆键槽铣刀、锯片铣刀、角度铣刀和球头铣刀等。 铣刀主要参数的选择 刀具的选择应考虑工件材质、加工轮廓类型、机床允许 的切削用量和刚性以及刀具耐用度等因素。 一般情况下应优先选用标准刀具（特别是硬质合金可转位刀具），必要时可采用各种高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。 对于硬度大的难加工工件，可选用整体硬质合金、陶瓷刀具、 CBN 刀具等。 刀具的选择是数控加工工序设计的主要内容之一，它不但影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。 另外，数控机床主轴转速比普通机床高 12 倍，且主轴输出功率大，因此与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、强度大、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。 数控机床对所使 用的刀具有许多性能上的要求，只有达到这些要求才能使数控机床真正发挥效率。 在选择数控机床所用刀具时应注意以下几个方面： (1)良好的切削性能。 现代数控机床正向着高速、高刚性和大功率方向发展，因而所使用刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能。 同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定，这是由于在数控机床上为了保证加工质量，往往实行按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。 (2)较高的精度。 随着数控机床、柔性制造系统的发展，要求刀具能实现快速和自动换刀；又由于加工的零件日益复杂和精密，这就 要求刀具必须具备较高的形状精度。 对数控机床上所用的整体式刀具也提出了较高的精度要求，有些立铣刀的径向尺寸精度高达 5μ m 以满足精密零件的加工需要。 (3)先进的刀具材料。 刀具材料是影响刀具性能的重要环节。 除了不断发展常用的高速钢和硬质合金钢材料外，涂层硬质合金刀具已在国外普遍使用。 硬质合金刀片的涂层工艺是在韧性较大的硬质合金基体表面沉积一薄层（一般 5～ 7μ m）高硬度的耐磨材料，把硬度和韧性高度地结合在一起，从而改善硬质合金刀片的切削性能。 在如何使用数控机床刀具方面，也应掌握一条原则：尊重科学，按切削规律办事。 对于不同的零件材质，在客观规律上就有一个切削速度（ v）、背吃刀量（ aP）、进给量（ f）三者互相适应的最佳切削参数。 这对大零件、稀有金属零件、贵重零件更为重要，应在实践中不断摸索这个最佳切削参数。 确定加工用量 铣削用量考虑的因素 铣削加工用量包括主轴转速 (切削速度 )、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。 切削用量的确定应根据加工性质、加工要求、工件材料及刀具的材料和尺寸等查阅切削用量手册、刀具产品目录推荐的参数并结合实践经验确定。 通常考虑如下因素： (1）刀具差异 不同厂家生产的刀具质 量相差较大，因此切削用量须根据实际所用的刀具和现场经验加以调整。 (2）机床特性 切削用量受机床电动机的。