?&当前位置：
【粗糙度】光泽度和光洁度傻傻分不清楚？一文让你掌握表面粗糙度
导读:在机械加工过程中经常会遇到光泽度与光洁度两个概念，大多数时候我们会将两个概念混淆。其实光泽度与光洁度是不一样的概念，而光洁度又影响着物件的光泽度。
　　首先，表面光洁度和表面粗糙度是同一个概念，表面光洁度是表面粗糙度的另一称法。表面光洁度是按人的视觉观点提出来的，而表面粗糙度是按表面微观几何形状的实际提出来的。因为与国际标准(ISO)接轨，中国80年代后采用表面粗糙度而废止了表面光洁度。在表面粗糙度国家标准GB3505-83、GB1031-83颁布后，表面光洁度的已不再采用。
　　表面光洁度与表面粗糙度有相应的对照表。粗糙度有测量的计算公式，而光洁度只能用样板规对照。所以说粗糙度比光洁度更科学严谨。
　　表面光泽度则是表示物体表面对于光的漫反射的强弱，以肉眼看去，表面漫反射强烈，则更接近镜面效果，则光泽度高，反之，表面漫反射弱，则光泽度低，因此光泽度又称为镜面光泽度。表面光泽度的影响因素和表面的物理性能及表面使用材料的化学性能有关。检测物体表面镜面光泽度的方法需要使用到表面光泽度仪。
　　表面粗糙度(surfaceroughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。
　　表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。
　　表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。一般标注采用Ra。
　　表面粗糙度对零件的影响主要表现在以下几个方面：
　　影响耐磨性表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，摩擦阻力越大，磨损就越快。
　　影响配合的稳定性对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了连接强度。
　　影响疲劳强度粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。
　　影响耐腐蚀性粗糙的零件表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。
　　影响密封性粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。
　　影响接触刚度接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。
　　影响测量精度零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。
　　此外，表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。
不同加工方法所能达到的表面粗糙度
表面粗糙度(Ra)数值
加工方法举例
明显可见刀痕
Ra100、Ra50、Ra25、
粗车、粗刨、粗铣、钻孔
Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、
精车、精刨、精铣、粗铰、粗磨
看不见加工痕迹，微辩加工方向
Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、
精车、精磨、精铰、研磨
Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、
研磨、珩磨、超精磨、抛光
表面粗糙度符号
表面光洁度与表面粗糙度对照表
1)表面状况 2)加工方法 3)应用举例
1)明显可见的刀痕
2)粗车、镗、刨、钻
3)粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等。
1)可见刀痕
2)粗车、刨、铣、钻
3)一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面
1)可见加工痕迹
2)车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿
3)不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等
1)微见加工痕迹
2)车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿
3)和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面
1)看不清加工痕迹
2)车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿
3)安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面
1)可辨加工痕迹的方向
2)车、镗、拉、磨、立铣、刮3～10点/cm^2、滚压
3)要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径，直径超过80mm的E、D级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔（H7），间隙配合IT8～IT9级的孔（H8，H9），磨削的齿轮表面等
1)微辨加工痕迹的方向
2)铰、磨、镗、拉、刮3～10点/cm^2、滚压
3)要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7级的轴、孔配合表面，精度较高的齿轮表面，受变应力作用的重要零件，与直径小于80mm的E、D级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面，尺寸大于120mm的IT13～IT16级孔和轴用量规的测量表面
1)不可辨加工痕迹的方向
2)布轮磨、磨、研磨、超级加工
3)工作时受变应力作用的重要零件的表面。保证零件的疲劳强度、防腐性和耐久性，并在工作时不破坏配合性质的表面，如轴径表面、要求气密的表面和支承表面，圆锥定心表面等。IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮的表面，与G级滚动轴承配合的轴径表面，尺寸大于315mm的IT7～IT9级级孔和轴用量规级尺寸大于120～315mm的IT10～IT12级孔和轴用量规的测量表面等
1)暗光泽面
2)超级加工
3)工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。保证精确定心的锥体表面。液压传动用的孔表面。汽缸套的内表面，活塞销的外表面，仪器导轨面，阀的工作面。尺寸小于120mm的IT10～IT12级孔和轴用量规测量面等
Copyright (C)
Pinsun Co., Ltd. All Rights Reserved.宁波品上精密机床有限公司&版权所有&&& 未经允许&& 严禁转载 &浙ICP备号
& &电话：+86&0
& &&传真：+86&1
& &&邮箱：feng.yu@
& &&地址：浙江省宁波市鄞州区姜山镇翻石渡工业区高阳路
& &&手机：+86系列超精密镜面铣床--数控机床参数--中国设备网
　 　　　　　　　　　　　&&&&&&&&数控机床参数
数控铣床--&系列超精密镜面铣床
北京机床研究所精密机电有限公司
系列超精密镜面铣床
加工范围：300×300
mm；主轴及溜板均采用气体静压结构，几何精度高，运动灵敏、平稳。选用开放式结构，可选配增加第三轴或第四轴。主轴回转精度：轴向、径向跳动0.05m；面形精度：1/3；表面粗糙度：Ra0.01m
可做车床、铣床用，加工球面及非球面回转曲面，用于航天航空、核能工业、激光等领域。人人文库美如初恋！
&&&&&&PDF文档下载
您还没有登陆，请先登录。登陆后即可下载此文档。
合作网站登录：
2:本站资源不支持迅雷下载,请使用浏览器直接下载(不支持QQ浏览器)
3:本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩，下载后原文更清晰&&&
&&&&&&侵权投诉
第四篇__数控铣床安全操作技术
第四篇数控铣床安全操作技术第四篇数控铣床安全操作技术第一章数控铣床加工工艺数控铣床加工工艺概述数控铣床加工工艺是以普通铣床的加工工艺为基础，结合数控铣床的特点，综合运用多方面的知识解决数控铣床加工过程中面临的工艺问题，其内容包括金属切削原理与刀具、加工工艺、典型零件加工及工艺性分析等方面的基础知识和基本理论。本章的宗旨在于从工程实际操作应用的角度，介绍数控铣床加工工艺所涉及的基础知识和基本原则，以便于读者在操作实训过程中科学、合理地设计加工工艺，充分发挥数控铣床的特点，实现数控加工中的优质、高产、低耗。数控铣削是机械加工中最常用和最主要的数控加工方法之一，它除了能铣削普通铣床所能铣削的各种零件表面外，还能铣削普通铣床不能铣削的需要坐标联动的各种平面轮廓和立体轮廓。根据数控铣床的特点，从铣削加工角度考虑，适合数控铣削的主要加工对象有以下几类（）平面类零件加工面平行或垂直于水平面，或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件（如图所示）。目前在数控铣床上加工的大多数零件属于平面类零件，其特点是各个加工面是平面，或可以展开成平面。如图中的曲线轮廓面和正圆台面，展开后均为平面。,./01平面类零件是数控铣削加工中最简单的一类零件，一般只需用坐标数控铣床的两坐标联动（即两轴半坐标联动）就可以把它们加工出来。（）变斜角类零件第一章数控铣床加工工艺加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角零件，如图所示的飞机变斜角梁缘条。变斜角类零件的变斜角加工面不能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周的瞬时接触为一条线。最好采用坐标、坐标数控铣床摆角加工，若没有上述机床，也可采用坐标数控铣床进行两轴半近似加工。（）曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，如模具、叶片、螺旋桨等。曲面类零件不能展开为平面。加工时，铣刀与加工面始终为点接触，一般采用球头刀在轴数控铣床上加工。当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及相邻表面及需要刀具摆动时，要采用坐标或坐标铣床加工。,./工艺规程是工人在加工时的指导性文件。由于普通铣床受控于操作工人，因此，在普通铣床上用的工艺规程实际上只是一个工艺过程卡，铣床的切削用量、走刀路线、工序的工步等往往都是由操作工人自行选定。数控铣床加工的程序是数控铣床的指令性文件。数控铣床受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令自动进行的。因此，数控铣床加工程序与普通铣床工艺规程有较大差别，涉及的内容也较广。数控铣床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量，走刀路线，刀具尺寸以及铣床的运动过程。因此，要求编程人员对数控铣床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非常熟悉。工艺方案的好坏不仅会影响铣床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。,./0012789数控铣床加工工艺主要包括如下内容选择适合在数控铣床上加工的零件，确定工序内容分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。如划分工序、安排加工顺序，处理与非数控加工工序的衔接等加工工序的设计。如选取零件的定位基准、夹具方案的确定、工步划分、刀具选择和确定切削用量等。数控加工程序的调整。如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿及确定加工路线等第四篇数控铣床安全操作技术数控铣床加工工艺分析,在选择并决定数控铣床加工零件及其加工内容后，应对零件的数控铣床加工工艺性进行全面、认真、仔细的分析。主要内容包括产品的零件图样分析、零件结构工艺性分析与零件毛坯的工艺性分析等内容。（）零件图分析首先应熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。尺寸标注方法分析零件图上尺寸标注方法应适应数控铣床加工的特点，如图（）所示，在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用方面特性，而不得不采用如图（）所示的局部分散的标注方法，这样就给工序安排和数控加工带来诸多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的累积误差而破坏零件的使用特性，因此，可将局部的分散标注法改为同一基准标注或直接给出坐标尺寸的标注法。./012,零件图的完整性与正确性分析构成零件轮廓的几何元素（点、线、面）的条件（如相切、相交、垂直和平行等），是数控编程的重要依据。手工编程时，要依据这些条件计算每一个节点的坐标自动编程时，则要根据这些条件才能对构成零件的所有几何元素进行定义，无论哪一条件不明确，编程都无法进行。因此，在分析零件图样时，务必要分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与设计人员协商解决。零件技术要求分析零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。第一章数控铣床加工工艺零件材料分析在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的材料。而且，材料选择应立足国内，不要轻易选用贵重或紧缺的材料。（）零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。而较差的零件结构工艺性，会使加工困难，浪费工时和材料，有时甚至无法加工。因此，零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，提高生产效率。内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小。对于图所示零件，其结构工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转角圆弧半径的大小等因素有关。图（）与图（）相比，转角圆弧半径大，可以采用较大直径的立铣刀来加工加工平面时，进给次数也相应减少，表面加工质量也会好一些，因而工艺性较好。通常时，可以判定零件该部位的工艺性不好。,./0123456零件铣槽底平面时，槽底圆角半径不要过大。如图所示，铣刀端面刃铣削平面的最大接触直径（为铣刀直径），当一定时，越大，铣刀端面刃铣削平面的面积越小，加工平面的能力就越差，效率越低，工艺性也越差。当大到一定程度时，甚至必须用球头铣刀加工，这是应该尽量避免的。应采用统一的基准定位。在数控加工中若没有统一的定位基准，则会因工件的二次装夹而造成加工后两个面上的轮廓位置及尺寸不协调现象。另外，零件上最好有合适的孔作为定位基准孔。若没有，则应设置工艺孔作为定位基准孔。若无法制出工艺孔，最起码也要用精加工表面作为统一基准，以减少二次装夹产生的误差。此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证，有没有引起矛盾的多余尺寸或影响加工安排的封闭尺寸等。有关铣削件的结构工艺性实例见表。第四篇数控铣床安全操作技术,./序号（）工艺性差的结构（）工艺性好的结构说明结构可选用较高刚性刀具结构需用刀具比结构少，减少了换刀的辅助时间结构大，小，铣刀端刃铣削面积大，生产效率高结构，便于半径为的铣刀进入，所需刀具少，加工效率高结构刚性好，可用大直径铣刀加工，加工效率高（）零件毛坯的工艺性分析零件在进行数控铣削加工时，由于加工过程的自动化，使余量的大小、如何装夹等问题在设计毛坯时就要仔细考虑好。否则，如果毛坯不适合数控铣削，加工将很难进行下去。根据经验，下列几方面应作为毛坯工艺性分析的要点。毛坯应有充分、稳定的加工余量毛坯主要指锻件、铸件。因模锻时的欠压量与允许的错模量会造成余量的多少不等铸造时也会因砂型误差、收缩及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等。此外，锻造、铸造后，毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造第一章数控铣床加工工艺成加工余量不充分、不稳定。因此，除板料外，不论是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控铣削加工，其加工面均应有较充分的余量。经验表明，数控铣削中最难保证的是加工面与非加工面之间的尺寸，这一点应该引起特别重视，在这种情况下，如果已确定或准备采用数控铣削加工，就应事先对毛坯的设计进行必要的更改或在设计时就加以充分考虑，即在零件图样注明的非加工面处也增加适当的余量。分析毛坯的装夹适应性主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性，以便在一次安装中加工出较多表面。对不便于装夹的毛坯，可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准。如图所示，该工件缺少合适的定位基准，在毛坯上铸出两个工艺凸耳，在凸耳上制出定位基准孔。分析毛坯的余量大小及均匀性主要是考虑在加工时要不要分层切削，分几层切削。也要分析加工中与加工后的变形程度，考虑是否应采取预防性措施与补救措施。如对于热轧中、厚铝板，经淬火时效后很容易在加工中与加工后变形，最好采用经预拉伸处理的淬火板坯。,../01234铣削加工工艺路线的拟订是制定铣削工艺规程的重要内容之一，其主要内容包括选择各加工表面的加工方法、划分加工阶段、划分工序以及安排工序的先后顺序等。设计者应根据从生产实践中总结出来的一些综合性工艺原则，结合本厂的实际生产条件，提出几种方案，通过对比分析，从中选择最佳方案。（）加工方法的选择内孔表面加工方法的选择内孔表面加工方法的选择原则在数控铣床上加工内孔表面加工方法主要有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻丝等（见图），应根据被加工孔的加工要求、尺寸、具体生产条件、批量的大小及毛坯上有无预制孔等情况合理选用。（）加工精度为级的孔，当孔径小于时，可采用钻铰方案当孔径小于时，可采用钻扩方案当孔径大于时，可采用钻镗方案。工件材料为淬火钢以外的各种金属。（）加工精度为级的孔，当孔径小于时，可采用钻铰方案当孔径小于时，可采用钻扩铰方案，此方案适用于加工淬火钢以外的各种金属，但孔径应在之间，此外也可采用最终工序为精镗的方案。,第四篇数控铣床安全操作技术（）加工精度为级的孔，当孔径小于时，可采用钻粗铰精铰方案当孔径在范围时，可采用钻扩粗铰精铰方案。若毛坯上已铸出或锻出孔，可采用粗镗半精镗精镗方案。最终工序为铰孔适用于未淬火钢或铸铁，对有色金属铰出的孔表面粗糙度较大，常用精细镗孔替代铰孔。最终工序为拉孔的方案适用于大批量生产，工件材料为未淬火钢、铸铁和有色金属。（）加工精度为级的孔，最终工序可采用精细镗，工件材料为非淬火钢。内孔表面加工方法选择实例如图所示零件，要加工内孔、阶梯孔,和等三种不同规格和精度要求的孔，零件材料为。,./012内孔的尺寸公差为，表面粗糙度要求较高，为.//，根据图所示孔加工方案，可选择钻孔粗镗（或扩孔）半精镗精镗方案。阶梯孔,和没有尺寸公差要求，可按自由尺寸公差00处理，表面粗糙度要求不高，为.1//，因而可选择钻孔锪孔方案。平面加工方法的选择在数控铣床上加工平面主要采用端铣刀和立铣刀加工。粗铣的尺寸精度和表面粗糙度一般可达00,，2.,1//精铣的尺寸精度和表面粗糙度一般可达00，2.,//。需要注意的是当零件表面粗糙度要求较高时，应采用顺铣方式。平面轮廓加工方法的选择平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用,坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。图3为由直线和圆弧构成的零件平面轮廓,，采用半径为2的立铣刀沿周向加工，虚线,为刀具中心的运动轨迹。为保证加1第一章数控铣床加工工艺工面光滑，刀具沿切入，沿切出。固定斜角平面加工方法的选择固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面，常用的加工方法如下。当零件尺寸不大时，可用斜垫板垫平后加工如果机床主轴可以摆角，则可以摆成适当的定角，用不同的刀具来加工（见图）。当零件尺寸很大，斜面斜度又较小时，常用行切法加工，但加工后，会在加工面上留下残留面积，需要用钳修方法加以清除，用坐标数控立铣加工飞机整体壁板零件时常用此法。当然，加工斜面的最佳方法是采用坐标数控铣床，主轴摆角后加工，可以不留残留面积。对于图所示的正圆台和斜筋表面，一般可用专用的角度成型铣刀加工。其效果比采用坐标数控铣床摆角加工好。变斜角面加工方法的选择对曲率变化较小的变斜角面，选用、、和坐标联动的数控铣床，采用立铣刀（但当零件斜角过大，超过机床主轴摆角范围时，可用角度成型铣刀加以弥补）以插补方式摆角加工，如图（）所示。加工时，为保证刀具与零件型面在全长上始终贴合，刀具绕轴摆动角度。对曲率变化较大的变斜角面，用坐标联动加工难以满足加工要求，最好用、、、和（或转轴）的坐标联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加工，如图（）所示。图中夹角和月分别是零件斜面母线与,坐标轴夹角在平面上和平面上的分夹角。,./0采用坐标数控铣床两坐标联动，利用球头铣刀和鼓形铣刀，以直线或圆弧插补方式进行分层铣削加工，加工后的残留面积用钳修方法清除，图.所示是用鼓形铣刀铣削变斜角面的情形。由于鼓形铣刀的鼓径可以做得比球头铣刀的球径大，所以加工后的残留面积高度小，加工效果比球头刀好。曲面轮廓加工方法的选择立体曲面的加工应根据曲面形状、刀具形状以及精度要求采用不同的铣削加工方法，如两轴半、轴、轴及轴等联动加工。对曲率变化不大和精度要求不高的曲面的粗加工，常用两轴半坐标的行切法加工，即、、轴中任意两轴作联动插补，第三轴作单独的周期进给。如图所示，将向分成若干段，球头铣刀沿面所截的曲线进行铣削，每一段加工完后进给，再加工另一相邻曲线，如此依次切削即可加工出整个曲面。在行切法中，要根据轮廓表面粗糙度的要求//第四篇数控铣床安全操作技术,./0及刀头不干涉相邻表面的原则选取。球头铣刀的刀头半径应选得大一些，有利于散热，但刀头半径应小于内凹曲面的最小曲率半径。1234567./两轴半坐标加工曲面的刀心轨迹和切削点轨迹如图所示。图中为被加工曲面，平面为平行于坐标平面的一个行切面，刀心轨迹为曲面的等距面,./与行切面的交线，显然是一条平面曲线。由于曲面的曲率变化，改变了球头刀与曲面切削点的位置，使切削点的连线成为一条空间曲线，从而在曲面上形成扭曲的残留沟纹。对曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工，常用、、坐标联动插补的行切法加工。如图所890示，平面为平行于坐标平面的一个行切面，它与曲面的交线为。由于是坐标联动，球,第一章数控铣床加工工艺头刀与曲面的切削点始终处在平面曲线上，可获得较规则的残留沟纹。但这时的刀心,./012轨迹不在平面上，而是一条空间曲线。34,./012对像叶轮、螺旋桨这样的零件，因其叶片形状复杂，刀具容易与相邻表面干涉，常用坐标联动加工。其加工原理如图所示。半径为,的圆柱面与叶面的交线为螺旋线的一部分，螺旋角为,，叶片的径向叶形线（轴向割线）的倾角为后倾角，螺旋线用极坐标加工方法，并且以折线段逼近。逼近段是由,坐标旋转与坐标位移的合成。当加工完后，刀具径向位移.（改变,），再加工相邻的另一条叶形线，依次加工即可形成整个叶面。由于叶面的曲率半径较大，所以常采用立铣刀加工，以提高生产率并简化程序。为保证铣刀端面始终与曲面贴合，铣刀还应作由坐标和坐标形成的和的摆角运动。在摆角的同时，还应作直角坐标的附加运动，以保证铣刀端面中心始终位于编程值所规定的位置上，所以需要五坐标加工。这种加工的编程计算相当复杂，一般采用自动编程。,.34.第四篇数控铣床安全操作技术（）加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足其要求，而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量。为保证加工质量和合理地使用设备、人力，零件的加工过程通常按工序性质不同，可分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。粗加工阶段其任务是切除毛坯上大部分多余的金属，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率。半精加工阶段其任务是使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量，为主要表面的精加工（如精车、精磨）做好准备。并可完成一些次要表面加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等。精加工阶段其任务是保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙要求。主要目标是全面保证加工质量。光整加工阶段对零件上精度和表面粗糙度要求很高（级以上，表面粗糙度为以下）的表面，需进行光整加工，其主要目标是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精度。划分加工阶段的目的如下。保证加工质量工件在粗加工时，切除的金属层较厚，切削力和夹紧力都比较大，切削温度也比较高，将会引起较大的变形。如果不划分加工阶段，粗、精加工混在一起，就无法避免上述原因引起的加工误差。按加工阶段加工，粗加工造成的加工误差可以通过半精加工和精加工来纠正，从而保证零件的加工质量。合理使用设备粗加工余量大，切削用量大，可采用功率大、刚度好、效率高而精度低的机床。精加工切削力小，对机床破坏小，采用高精度机床。这样发挥了设备的各自特点，既能提高生产率，又能延长精密设备的使用寿命。便于及时发现毛坯缺陷对毛坯的各种缺陷，如铸件的气孔、夹砂和余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时修补或决定报废，以免继续加工下去，造成浪费。便于安排热处理工序如粗加工后，一般要安排去应力热处理，以消除内应力。精加工前要安排淬火等最终热处理，其变形可以通过精加工予以消除。加工阶段的划分也不应绝对化，应根据零件的质量要求、结构特点和生产纲领灵活掌握。对加工质量要求不高、工件刚性好、毛坯精度高、加工余量小、生产纲领不大时，可不必划分加工阶段。对刚性好的重型工件，由于装夹及运输很费时，也常在一次装夹下完成全部粗、精加工。对于不划分加工阶段的工件，为减少粗加工中产生的各种变形对加工质量的影响，在粗加工后，松开夹紧机构，停留一段时间，让工件充分变形，然后再用较小的夹紧力重新夹紧，进行精加工。（）工序的划分工序划分的原则工序的划分可以采用两种不同原则，即工序集中原则和工序分散原则。，工序集中原则工序集中原则是指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。采用工序集中原则的优点是有利于采用高效的专用设备和数控机床，提高生产效率减少工序数目，缩短工艺路线，简化生产计划和生产组织工作减少机床数量、操作第一章数控铣床加工工艺工人数和占地面积减少工件装夹次数，不仅保证了各加工表面间的相互位置精度，而且减少了夹具数量和装夹工件的辅助时间。但专用设备和工艺装备投资大、调整维修比较麻烦、生产准备周期较长，不利于转产。工序分散原则工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。采用工序分散原则的优点是加工设备和工艺装备结构简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易有利于选择合理的切削用量，减少机动时间。但工艺路线较长，所需设备及工人人数多，占地面积大。工序划分方法工序划分主要考虑生产纲领、所用设备及零件本身的结构和技术要求等。大批量生产时，若使用多轴、多刀的高效加工中心，可按工序集中原则组织生产若在由组合机床组成的自动线上加工，工序一般按分散原则划分。随着现代数控技术的发展，特别是加工中心的应用，工艺路线的安排更多地趋向于工序集中。单件小批生产时，通常采用工序集中原则。成批生产时，可按工序集中原则划分，也可按工序分散原则划分，应视具体情况而定。对于结构尺寸和重量都很大的重型零件，应采用工序集中原则，以减少装夹次数和运输量。对于刚性差、精度高的零件，应按工序分散原则划分工序。在数控铣床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序，划分方法如下。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，机床连续工作时间过长，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。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。这种方法适用于工件的加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。按粗、精加工划分即粗加工中完成的那一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。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。（）加工顺序的安排在选定加工方法、划分工序后，工艺路线拟定的主要内容就是合理安排这些加工方法和加工工序的顺序。零件的加工工序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序（包括表面处理、清洗和检验等），这些工序的顺序直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。因此，在设计工艺路线时，应合理安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题。切削加工工序的安排切削加工工序通常按下列原则安排顺序。基面先行原则用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。例如轴类零件加工时，总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆表面和端面。又如箱体类零件总是先加工定位用的平面和两个定位孔，再以平面和定位孔为精基准加工孔系和其他平面。先粗后精原则各个表面的加工顺序按照粗加工半精加工精加工光整加工的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度和减小表面粗糙度。第四篇数控铣床安全操作技术先主后次原则零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。先面后孔原则对箱体、支架类零件，平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，这样安排加工顺序，一方面用加工过的平面定位，急定可靠另一方面在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，特别是钻孔，孔的轴线不易偏斜。热处理工序的安排为提高材料的力学性能、改善材料的切削加工性能和消除工件的内应力，在工艺过程中要适当安排一些热处理工序。热处理工序在工艺路线中的安排主要取决于零件的材料和热处理的目的。预备热处理预备热处理的目的是改善材料的切削性能，消除毛坯制造时的残余应力，改善组织。其工序位置多在机械加工之前，常用的有退火、正火等。消除残余应力热处理由于毛坯在制造和机械加工过程中产生的内应力，会引起工件变形，影响加工质量，因此要安排消除残余应力热处理。消除残余应力热处理最好安排在粗加工之后精加工之前，对精度要求不高的零件，一般将消除残余应力的人工时效和退火安排在毛坯进入机加工车间之前进行。对精度要求较高的复杂铸件，在机加工过程中通常安排两次时效处理铸造粗加工时效半精加工时效精加工。对高精度零件，如精密丝杠、精密主轴等，应安排多次消除残余应力热处理，甚至采用冰冷处理以稳定尺寸。最终热处理最终热处理的目的是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序（磨削加工）之前。常用的有淬火、渗碳、渗氮和碳氮共渗等。辅助工序的安排辅助工序主要包括检验、清洗、去毛刺、去磁、倒棱边、涂防锈油和平衡等。其中检验工序是主要的辅助工序，是保证产品质量的主要措施之一，一般安排在粗加工全部结束后精加工之前、重要工序之后、工件在不同车间之间转移前后和工件全部加工结束后。数控加工工序与普通工序的衔接数控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如衔接不好就容易产生矛盾，因此要解决好数控工序与非数控工序之间的衔接问题。最好的办法是建立相互状态要求，例如要不要为后道工序留加工余量，留多少定位面与孔的精度要求及形位公差等。其目的是达到相互能满足加工需要，且质量目标与技术要求明确，交接验收有依据。关于手续问题，如果是在同一个车间，可由编程人员与主管该零件的工艺员协商确定，在制定工序工艺文件中互审会签，共同负责如果不是在同一个车间，则应用交接状态表进行规定，共同会签，然后反映在工艺规程中。工件在数控铣床上的定位与装夹为保证加工精度，在数控机床上加工零件时，必须先使工件在机床上占据一个正确的位置，即定位，然后将其夹紧。这种定位与夹紧的过程称为工件的装夹。用于装夹工件的工艺装备就是机床夹具。第一章数控铣床加工工艺（）六点定位原理如图所示，工件在空间具有六个自由度，即沿、、三个直角坐标轴方向的移动自由度、、和绕这三个坐标轴的转动自由度、、。因此，要完全确定工件的位置，就必须消除这六个自由度，通常用六个支承点（即定位元件）来限制工件的六个自由度，其中每一个支承点限制相应的一个自由度，如图所示，在平面上，不在同一直线上的三个支承点限制了工件的、、三个自由度，这个平面称为主基准面在平面上，沿长度方向布置的两个支承点限制了工件的、两个自由度，这个平面称为导向平面工件在平面上，被一个支承点限制了一个自由度，这个平面称为止动平面。,./012.3综上所述，若要使工件在夹具中获得惟一确定的位置，就需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支承点，使工件的定位基准与定位元件紧贴接触，即可消除工件的所有六个自由度，这就是工件的六点定位原理。（）六点定位原理的应用六点定位原理对于任何形状工件的定位都是适用的，如果违背这个原理，工件在夹具中的位置就不能完全确定。然而，用工件六点定位原理进行定位时，必须根据具体加工要求灵活运用，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况会各不相同，宗旨是使用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置。完全定位工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的惟一位置，称为完全定位。不完全定位根据工件加工表面的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，只要分布与加工要求有关的支承点，就可以用较少的定位元件达到定位的要求，这种定位情况称为不完全定位。不完全定位是允许的，下面举例说明。五点定位如图所示，钻削加工小孔，工件以内孔和一个端面在夹具的心轴和平面上定位，限制工件、、、、五个自由度，相当于五个支承点定位。工件绕心轴的转第四篇数控铣床安全操作技术动不影响对小孔的加工要求。四点定位如图所示，铣削加工通槽，工件以长外圆在夹具的双形块上定位，限制工件的、、、四个自由度，相当于四个支承点定位。工件的、两个自由度不影响对通槽的加工要求。欠定位按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。因为欠定位保证不了加工要求。如铣削图所示零件上的通槽，应该限制、、三个自由度以保证槽底面与面的平行度及尺寸,,两相加工要求应该限制、两个自由度以保证槽侧面与面的平行度及尺寸,,.,,两相加工要求自由度不影响通槽加工，可以不限制。如果没有限制，,,就无法保证如果或没有限制，槽底与面的平行度就不能保证。过定位工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用，要具体情况具体分析。（）定位与夹紧的关系定位与夹紧的任务是不同的，两者不能互相取代。若认为工件被夹紧后，其位置不能动了，所以自由度都已限制了，这种理解是错误的。图为定位与夹紧的关系，工件在平面支承和两个长圆柱销上定位，工件放在实线和虚线位置都可以夹紧，但是工件在/方向的位置不能确定，钻出的孔其位置也不确定（出现尺寸和）。只有在方向设置一个,./012345挡销时，才能保证钻出的孔在/方向获得确定的位置。另一方面，若认为工件在挡销的反方向仍然有移动的可能性，因此位置不确定，这种理解也是错误的。定位时，必须使工件的第一章数控铣床加工工艺定位基准紧贴在夹具的定位元件上，否则不称其为定位，而夹紧则使工件不离开定位元件。,./（）粗基准的选择原则相互位置要求原则选取与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面与加工表面的位置要求。如图所示的套筒毛坯，以不加工的外圆作粗基准，不仅可以保证内孔加工后壁厚均匀，而且还可以在一次安装中加工出大部分要加工表面。012,3452,加工余量合理分配原则以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。如图所示的阶梯轴毛坯大小端外圆有的偏心，应以余量较小的外圆表面作粗基准。如果选外圆作粗基准加工外圆，则无法加工出外圆。重要表面原则为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。如图床身导轨加工，为了保证导轨面的金相组织均匀一致并且有较高的耐磨性，应使其加工余量小而均匀。因此，应先选择导轨面为粗基准，加工与床腿的连接面，如图（）所示。然后再以连接面为精基准，加工导轨面，如图（）所示。这样才能保证导轨面加工时被切去的金属层尽可能薄而且均匀。,第四篇数控铣床安全操作技术,./0123不重复使用原则粗基准未经加工，表面比较粗糙且精度低，二次安装时，其在机床上（或夹具中）的实际位置可能与第一次安装时不一样，从而产生定位误差，导致相应加工表面出现较大的位置误差。因此，粗基准一般不应重复使用。如图所示零件，若在加工端面、内孔和钻孔时，均使用未经加工的表面定位，则钻孔的位置精度就会相对于内孔和端面产生偏差。当然，若毛坯制造精度较高，而工件加工精度要求不高，则粗基准也可重复使用。便于工件装夹原则作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使工件定位准确、夹紧可靠。（）精基准的选择原则基准重合原则直接选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差（基准不重合误差）。如图（）所示零件，欲加工孔，其设计基准是面，要求保证尺寸。在用调整法加工时，若以面为定位基准，如图（）所示，则直接保证的尺寸是，尺寸是通过控制尺寸和来间接保证的。因此，尺寸的公差为,./0,./0（/0.）,12（）由此可以看出，尺寸的加工误差中增加了一个从定位基准（面）到设计基准（面）之间尺寸的误差，这个误差就是基准不重合误差。由于基准不重合误差的存在，只有提高本道工序尺寸的加工精度，才能保证尺寸的精度当本道工序的加工精度不能满足要求时，还需提高前道工序尺寸的加工精度，增加了加工的难度。若按图（3）所示用面定位，则符合基准重合原则，可以直接保证尺寸的精度。应用基准重合原则时，要具体情况具体分析。定位过程中产生的基准不重合误差，是在用夹具装夹、调整法加工一批工件时产生的。若用试切法加工，设计要求的尺寸一般可直接测量，不存在基准不重合误差问题。在带有自动测量功能的数控机床上加工时，可在工艺中安排坐标系测量检查工步，即每个零件加工前由242系统自动控制测量头检测设计基准并第一章数控铣床加工工艺自动计算、修正坐标值，消除基准不重合误差。因此，不必遵循基准重合原则。基准统一原则同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，称为基准统一原则。这样既可保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准转换而引起的误差，而且简化了夹具的设计与制造工作，降低了成本，缩短了生产准备周期。基准重合和基准统一原则是选择精基准的两个重要原则，但生产实际中有时会遇到两者相互矛盾的情况。此时，若采用统一定位基准能够保证加工表面的尺寸精度，则应遵循基准统一原则若不能保证尺寸精度，则应遵循基准重合原则，以免使工序尺寸的实际公差值减小，增加加工难度。自为基准原则对于研磨、铰孔等精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。采用自为基准原则时，只能提高加工表面本身的尺寸精度、形状精度，而不能提高加工表面的位置精度，加工表面的位置精度应由前道工序保证。互为基准原则为使各加工表面之间具有较高的位置精度，或为使加工表面具有均匀的加工余量，可采取两个加工表面互为基准反复加工的方法，称为互为基准原则。便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活。同时，定位基准应有足够大的接触面积，以承受较大的切削力。（）辅助基准的选择辅助基准是为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成的一种定位基准，如轴类零件加工所用的两个中心孔，它不是零件的工作表面，只是出于工艺上的需要才作出的。又如图所示的零件，为安装方便，毛坯上专门铸出工艺搭子，也是典型的辅助基准，加工完毕后应将其从零件上切除。,./如表所示，工件的定位是通过工件上的定位基准面和夹具上定位元件工作表面之间的配合或接触实现的，一般应根据工件上定位基准面的形状，选择相应的定位元件。第四篇数控铣床安全操作技术工件定位基准面定位元件定位方式简图定位元件特点限制的自由度支承钉、、、、、、支承板每个支承板也可设计为两个或两个以上小支承板、、、、固定支承与浮动支承、固定支承浮动支承、、、、固定支承与辅助支承、、、固定支承辅助支承、、、、、增加刚性，不限制自由度定位销（心轴）锥销短销（短心轴）、长销（长心轴）、单锥销固定销活动销、第一章数控铣床加工工艺工件定位基准面定位元件定位方式简图定位元件特点限制的自由度支承板或支承钉形状定位套半圆孔（衬套）锥套短支承板或支承钉（或）长支承板或两个支承钉窄形块宽形块或两个窄形块、垂直运动的窄活动形块（或）短套、长套、、短半圆孔、长半圆孔、、单锥套、固定锥套活动锥套、、（）工件以平面定位工件以平面定位时，常用定位元件有固定支承、可调支承、浮动支承、辅助支承四类。固定支承固定支承有支承钉和支承板两种形式，如图所示，平头支承钉和支承板用于已加工平面的定位球头支承钉主要用于毛坯面定位齿纹头支承钉用于侧面定第四篇数控铣床安全操作技术位，以增大摩擦因数。（）开头支承钉（）球头支承钉（）齿纹头支承钉（）、（）支承板可调支承可调支承用于工件定位过程中，支承钉高度需调整的场合，如图所示，高度尺寸调整好后，用锁紧螺母固定，就相当于固定支承。可调支承大多用于毛坯尺寸、形状变化较大，以及粗加工定位。浮动支承工件定位过程中，能随着工件定位基准位置的变化而自动调节的支承，称为浮动支承。浮动支承常用的有三点式［如图（）］和两点式［如图（）］，无论哪种形式的浮动支承，其作用相当于一个固定支承，只限制一个自由度，主要目的是提高工件的刚性和稳定性。用于毛坯面定位或刚性不足的场合。调整钉锁紧螺母辅助支承辅助支承是指由于工件形状、夹紧力、切削力和工件重力等原因，可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳，为了提高工件的装夹刚性和稳定性而增设的支承。因此，辅助支承只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用，而不起限制自由度的作用，更不能破坏工件原有定位。（）工件以圆孔定位如表所示，工件以圆孔定位时，常用的定位元件有定位销、圆柱心轴和圆锥销。定位销定位削分为短销和长销。短销只能限制两个移动自由度，而长销除限制两,第一章数控铣床加工工艺个移动自由度外，还可限制两个转动自由度。圆柱心轴圆柱心轴定位有间隙配合和过盈配合两种。间隙配合拆卸方便，但定心精度不高过盈配合定心精度高，不用另设夹紧装置，但装拆工件不方便。圆锥销采用圆锥销定位时，圆锥销与工件圆孔的接触线为一个圆，限制工件的三个移动自由度。（）工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位时的定位元件有支承板、形块、定位套、半圆孔衬套、锥套和三爪自动定心卡盘等形式，数控铣床上最常用的是形块。形块的优点是对中性好，可以使工件的定位基准轴线保持在形块两斜面的对称平面上，而且不受工件直径误差的影响，安装方便。形块有窄形块、宽形块和两个窄形块组合等三种结构形式。窄形块定位限制工件的两个自由度宽形块或两个窄形块组合定位，则限制工件的四个自由度。圆柱销削边销定位平面（）工件以一面两孔定位如图所示，一面两孔定位是数控铣床加工过程中最常用的定位方式之一，即以工件上的一个较大平面和平面上相距较远的两个孔组合定位。平面支承限制、和三个自由度，一个圆柱销限制和两个自由度，另一个圆柱销限制自由度。为保证工件能够顺利安装，第二个销通常采用削边结构（参考表）。削边销与孔的最小配合间隙可由下式计算（,）（）式中削边销的宽度两定位孔中心距公差,两定位销中心距公差与削边销配合的孔的直径。,././0/.101.202.303.3/132/第四篇数控铣床安全操作技术工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触（配合）来确定的，由于定位基面、定位元件的工作表面本身存在一定的制造误差，导致一批工件在夹具中的实际位置不可能完全一样，使加工后各工件的加工尺寸存在误差。这种因工件在夹具上定位不准而造成的加工误差，称为定位误差，它包括基准位移误差和基准不重合误差两种类型。墓准位移误差定位基准相对于其理想位置的最大变动量，称为基准位移误差，用表示。基准不重合误差定位基准和工序基准不重合而造成的加工误差，称为基准不重合误差，用表示。定位误差的计算与工件的具体定位方式和定位基准、定位元件的制造精度有关，此处不再一一列举。夹紧是工件装夹过程中的重要组成部分。工件定位后必须通过一定的机构产生夹紧力，把工件压紧在定位元件上，使其保持准确的定位位置，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而产生位置变化和振动，以保证加工精度和安全操作。这种产生夹紧力的机构称为夹紧装置。（）夹紧装置应具备的基本要求夹紧过程可靠，不改变工件定位后所占据的正确位置。夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不会产生过大的夹紧变形。操作简单方便、省力、安全。结构性好，夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造和维修。（）夹紧力方向和作用点的选择夹紧力应朝向主要定位基准。如图（）所示，工件被镗孔与面有垂直度要求，因此加工时以面为主要定位基面，夹紧力的方向应朝向面。如果夹紧力改朝面，由于工件侧面与底面的夹角误差，夹紧时工件的定位位置被破坏，如图（）所示，影响孔与面的垂直度要求。,./夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，并靠近支承元件的几何中心。如图第一章数控铣床加工工艺所示夹紧力作用在支承面之外，导致工件的倾斜和移动，破坏工件的定位。正确位置应是图中虚线所示的位置。夹具工件夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小。如图所示钻削孔时，夹紧力与轴向切削力、工件重力的方向相同，加工过程所需的夹紧力为最小。夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚性较好的方向和部位。如图（）所示，薄壁套筒工件的轴向刚性比径向刚性好，应沿轴向施加夹紧力图（）所示薄壁箱体夹紧时，应作用于刚性较好的凸边上箱体没有凸边时，可以将单点夹紧改为三点夹紧正［如图（,）所示］。,./0夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面。为提高工件加工部位的刚性，防止或减少工件产生振动，应将夹紧力的作用点尽量靠近加工表面。如图所示拨叉装夹时，主要夹紧力垂直作用于主要定位基面，在靠近加工面处设辅助支承，在施加适当的辅助夹紧力，可提高工件的安装刚度。（）夹紧力大小的估算夹紧力的大小，对工件安装的可靠性、工件和夹具的变形、夹紧机构的复杂程度等有很大关系。加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力和工件自身重力等的作用。一般情况下加工中、小工件时，切削力（矩）起决定性作用。加工重型、大型工件时，必须考虑工件重力的作用。工件高速运动条件下加工时，则不能忽略离心力或惯性力对夹紧作用的影响。此外，切削力本身是一个动态载荷，在加工过程中也是变化的。夹紧力的大小还与工艺系统刚度、夹紧机构的传动效率等因素有关。因此，夹紧力大小的计算是一个很复杂的问题，一般只能作粗略的估算。为简化起见，在确定夹紧力大小时，可只考虑切削力（矩）对夹紧的影响，并假设工艺系统是刚性的，切削过程是平稳的，根据加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理求出夹紧力的大小，再乘以安全系数作为实际所需的夹紧力，即.（）式中实际所需夹紧力一定条件下，按静力平衡计算出的夹紧力安全系数，考虑切削力的变化和工艺系统变形等因素，一般取./0。第四篇数控铣床安全操作技术,实际应用中并非所有情况下都需要计算夹紧力，手动夹紧机构一般根据经验或类比法确定夹紧力。若确实需要比较准确计算夹紧力，可采用上述方法计算夹紧力的大小。./（）机床夹具的分类机床夹具的种类很多，按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他机床夹具等。按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具和自夹紧夹具等。按专门化程度可分为以下几种类型的夹具。通用夹具通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批量生产。专用夹具指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大批量生产。组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组装而成的夹具。使用完毕后，可方便地拆散成元件或部件，待需要时重新组合成其他加工过程的夹具。适用于数控加工、新产品的试制和中、小批量的生产。可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具，它们都是通过调整或更换少量元件就能加工一定范围内的工件，兼有通用夹具和专用夹具的优点。通用可调夹具适用范围较宽，加工对象并不十分明确成组夹具是根据成组工艺要求，针对一组形状及尺寸相似、加工工艺相近的工件加工而设计的，其加工对象和范围很明确，又称为专用可调夹具。数控铣床夹具常用通用可调夹具和组合夹具。（）机床夹具的组成第一章数控铣床加工工艺图为连杆铣槽夹具结构简图，该夹具靠工作台形槽和夹具体上定位键确定其在数控铣床上的位置，并用形螺栓紧固。加工时，工件在夹具中的正确位置靠夹具体的上平面、圆柱销和菱形销保证。夹紧时，转动螺母，压下压板，压板一端压着夹具体，另一端压紧工件，保证工件的正确位置不变。从该例子可以看出，数控机床夹具一般由以下几部分组成。定位装置定位装置是由定位元件及其组合而构成，用于确定工件在夹具中的正确位置，常见定位方式是以平面、圆孔和外圆定位。如图中的圆柱销、菱形销等都是定位元件。夹紧装置夹紧装置用于保持工件在夹具中的既定位置，保证定位可靠，使其在外力作用下不致产生移动，包括夹紧元件、传动装置及动力装置等。如图中的压板、螺母和、垫圈和、螺栓,及弹簧等元件组成的装置就是夹紧装置。夹具体用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，以保证夹具的精度、强度和刚度。其他元件及装置如定位键、操作件、分度装置及连接元件。（）铣床夹具铣床夹具中使用最普遍的是机械夹紧机构，这类机构大多数是利用机械摩擦的原理来夹紧工件的。斜楔夹紧是其中最基本的形式，螺旋、偏心等机构是斜楔夹紧机构的演变形式。夹具体压板、螺母、垫圈,螺栓弹簧定位键菱形销圆柱销,第四篇数控铣床安全操作技术斜楔夹紧机构采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构，称为斜楔夹紧机构。图（）所示为斜楔夹紧机构的应用示例，敲入斜楔大头，使滑柱下降，装在滑柱上的浮动压板可同时夹紧两个工件。加工完后，敲斜楔的小头，即可松开工件。采用斜楔直接夹紧工件的夹紧力较小、操作不方便，因此实际生产中一般与其他机构联合使用，如图（）为斜楔与螺旋夹紧机构的组合形式，当拧紧螺旋时楔块向左移动，使杠杆压板转动夹紧工件。当反向转动螺旋时，楔块向右移动，杠杆压板在弹簧力的作用下松开工件。螺旋夹紧机构采用螺旋直接夹紧或采用螺旋与其他元件组合实现夹紧的机构，称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构具有结构简单、夹紧力大、自锁性好和制造方便等优点，很适用于手动夹紧，因而在机床夹具中得到广泛的应用。缺点是夹紧动作较慢，因此在机动夹紧机构中应用较少。螺旋夹紧机构分为简单螺旋夹紧机构和螺旋压板夹紧机构。图为最简单的螺旋夹紧机构。图（）螺栓头部直接对工件表面施加夹紧力，螺栓转动时，容易损伤工件表面或使工件转动，解决这一问题的办法是在螺栓头部套上一个摆动压块，如图（）所示，这样既能保证与工件表面有良好的接触，防止夹紧时螺栓带动工件转动，并可避免螺栓头部直接与工件接触而造成压痕。摆动压块的结构已经标准化，可根据夹紧表面来选择。实际生产中使用较多的是如图所示的螺旋压板夹紧机构，利用杠杆原理实现对工件的夹紧，杠杆比不同，夹紧力也不同。其结构形式变化很多，图（）、（）为移动压板，图（）、（）为转动压板。其中图（）的增力倍数最大。斜楔滑柱浮动压板工件偏心夹紧机构用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。常用的偏心件有圆偏心轮［图（）、（）］、偏心轴［图（）］和偏心叉［图（）］。偏心夹紧机构操作简单、夹紧动作快，但夹紧行程和夹紧力较小，一般用于没有振动或振动较小、夹紧力要求不大的场合。,由于近代科学技术的高速发展，机械工业产品不仅品种日益繁多，而且产品更新改进很快，因此在机械加工中缩短工艺装备生产周期，保证加工质量、提高生产率、降低加工成本，便成为一个突出的问题。于是在夹具零部件标准化的基础上，出现了组合夹具。组合夹具的出现和发展，为数控机床在机械工业中单件小批量生产和新产品试制工作，创造了极为有利的条件。,第一章数控铣床加工工艺（）组合夹具的工作原理、特点及应用组合夹具的工作原理与特点组合夹具是机床夹具中一种标准化、系列化、通用化程度很高的新型工艺装备。它是由一套预先制造好的标准元件组合而成。这些元件具有各种不同形状、尺寸和规格，并且有较好的互换性、耐磨性和较高的精度。根据工件的工艺要求，采用搭积木的方式组装成各种专用夹具。使用完毕后，可方便地拆开元件，洗净后存放起来，待重新组装时重复使用。图为一套组合成的回转式钻床夹具及该夹具的元件组成。组合夹具有以下特点第四篇数控铣床安全操作技术灵活多变，为生产迅速提供夹具，缩短生产准备周期保证加工质量，提高生产效率节约人力、物力和财力减少夹具存放面积，改善管理工作。组合夹具也存在一些不足之处，如比较笨重，刚性也不如专用夹具好，但随着组合夹具元件品种的不断发展和组装技术的不断提高，必将逐步得到改善。此外，组装成套的组合夹具，必须有大量元件储备，因此开始投资费用较大。组合夹具的应用组合夹具应用范围很广，它不仅成熟地应用于机床、汽车、农机、仪表等行业，而且在重型、矿山等机械行业也进行了推广使用。从生产类型方面看，组合夹具的特点决定了它最适用于产品经常变换的生产，如单件小批量生产（包括工具和机修零件制造）、新产品试制和临时突击性的生产任务等。对于成批生产的产品，也可利用组合夹具以补充专用夹具数量的不足，或者用于当专用夹具损坏以及生产工艺变更时。对于大批量生产的产品，有时也可适当考虑采用组合夹具。从加工工种方面看，组合夹具可用于钻、车、铣、刨、磨、镗、检验等工种，其中以钻床夹具应用量最大。若与气动、液压等传动装置相结合，还能组成高效率的夹具。从加工工件的几何形状和尺寸方面看，组合夹具一般可不受工件形状复杂程度的限制，很少遇到因工件形状特殊而不能组装夹具的情况。目前我国大量采用的中型系列组合夹具，一般适用于外形尺寸在,的工件，有时根据生产需要，也能组装出更大的组合夹具。从加工工件的公差等级方面看，由于组合夹具元件本身为./公差等级，通过各组装环节的累积误差，因此在一般情况下，工件加工公差等级可达./0级，如果经过精心选配与调整，也能使工件加工公差等级达./级或更高。（）组合夹具的系列和基本要素组合夹具按其尺寸大小有小型、中型和大型等三种系列，其区别主要在于元件的基本要素。组合夹具的基本要素为外形尺寸、/形槽宽度和螺栓及其螺孔的直径。小型系列组合夹具主要适用于仪器、仪表、电信和电子工业，这种系列元件的螺栓直径为1234，定位键与键槽宽的配合为256789,，/形槽之间的距离为0。中型系列组合夹具主要适用于机械制造工业，这种系列元件的螺栓直径为134，定位键与键槽宽的配合尺寸为567,，/形槽之间的距离为,。大型系列组合夹具主要适用于重型机械6,第一章数控铣床加工工艺长方形基础板方形支撑件菱形定位盘快换钻套叉形压板螺栓手柄杆分度合件制造工业，这种系列元件的螺栓直径为，定位键与键槽宽的配合尺寸为,.，/形槽之间的距离为011。数控铣床加工工序的设计当数控铣床加工工艺路线确定之后，各道工序的加工内容已基本确定，接下来便可以着手数控铣床加工工序的设计。数控铣床加工工序设计的主要任务是为每一道工序选择铣床、夹具、刀具及量具，确定定位夹紧方案、走刀路线与工步顺序、加工余量、工序尺寸及其公第四篇数控铣床安全操作技术差、切削用量和工时定额等，为编制加工程序做好充分准备。下面就主要问题进行讨论。走刀路线是刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，而且也反映出工步的顺序。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去（包括进刀、退刀路线），这样可为编程带来不少方便。工步顺序是指同一道工序中，各个表面加工的先后次序。它对零件的加工质量、加工效率和数控加工中的走刀路线有直接影响，应根据零件的结构特点和工序的加工要求等合理安排。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，主要遵循以下原则。（）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求如图所示，当铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件外廓的法向切入，而应沿外廓曲线延长线的切向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证零件外廓曲线平滑过渡。同理，在切离工件时，也应避免在工件的轮廓处直接退刀，而应该沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延（如图所示），刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时（如图所示），为防止刀补取消时在轮廓拐角处留下凹口［图（）］，刀具切入切出点应远离拐角［图（）］。,././0123435图为圆弧插补方式铣削外整圆时的走刀路线图。当整圆加工完毕时，不要在切点处直接退刀，而应让刀具沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面相碰，造成工件报废。铣削内圆弧时也要遵循从切向切入的原则，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线（如图所示），这样可以提高内孔表面的加工精度和加工质量。第一章数控铣床加工工艺,./对于孔位置精度要求较高的零件，在精镗孔系时，镗孔路线一定要注意各孔的定位方向一致，即采用单向趋近定位点的方法，以避免传动系统反向间隙误差或测量系统的误差对定位精度的影响。例如图（）所示的孔系加工路线，在加工孔时，方向的反向间隙将会影响、两孔的孔距精度如果改为图（）所示的加工路线，可使各孔的定位方向一致，从而提高了孔距精度。铣削曲面时，常用球头刀采用行切法进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。对于边界敞开的曲面加工，可采用两种走刀路线，如图所示发动机大叶片，采用图（）所示的加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。当采用图（）所示的加工方案时，符合这类零件数据给出情况，便于加工后检验，叶形的准确度较高，但程序较多。由于曲面零件的边界是敞开的，没有其他表面限制，所以边界曲面可以延伸，球头刀应由边界外开始加工。图（）、（）分别为用行切法加工和环切法加工凹槽的走刀路线图（,）为先用行切法，最后环切一刀光整轮廓表面。三种方案中，图（）方案最差，图（,）方案最好。此外，轮廓加工中应避免进给停顿。因为加工过程中的切削力会使工艺系统产生弹性变形并处于相对平衡状态，进给停顿时，切削力突然减小，会改变系统的平衡状态，刀具会在第四篇数控铣床安全操作技术,./012/0进给停顿处的零件轮廓上留下刻痕。为提高工件表面的精度和减小粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般以为宜。而且精铣时宜采用顺铣，以减小零件被加工表面粗糙度的值。（）应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率图是正确选择钻孔加工路线的例子。按照一般习惯，总是先加工均布于同一圆周上的个孔，再加工另一圆周上的孔［如图（,）所示］。但是对点位控制的数控机床而言，要求定位精度高，定位过程尽可能快，因此这类机床应按空程最短来安排走刀路线［如图（）所示］，以节省加工时间。（.）应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量./第一章数控铣床加工工艺,./012工件的定位基准与夹紧方案的确定，应遵循本章节中有关定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求。此外，还应该注意下列三点。力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。设法减少装夹次数，尽可能做到一次定位装夹后能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率。避免采用占机人工调整式方案，以免占机时间太多，影响加工效率。314数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点。单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，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）。为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可以采用多工位、气动或夜压夹具。531（）概述铣刀的选择是数控铣床加工工艺中的重要内容之一，它不仅影响数控铣床的加工效率，而且直接影响加工质量。另外，数控铣床主轴转速比普通铣床高倍，且主轴输出功率大，因此与传统加工方法相比，数控铣床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。这就要求采用新型优质材料制造数第四篇数控铣床安全操作技术控加工刀具，并合理选择刀具结沟、几何参数。选用数控铣刀时应注意以下几点。在数控机床上铣削平面时，应采用可转位式硬质合金刀片铣刀。一般采用两次走刀，一次粗铣、一次精铣。当连续切削时，粗铣刀直径要小些以减小切削扭矩，精铣刀直径要大一些，最好能包容待加工表面的整个宽度。加工余量大且加工表面又不均匀时，刀具直径要选得小一些，否则，当粗加工时会因接刀刀痕过深而影响加工质量。高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因为毛坯面有硬化层和夹砂现象，会加速刀具的磨损。加工余量较小，并且要求表面粗糙度较低时，应采用立方氮化硼（）刀片端铣刀或陶瓷刀片端铣刀。镶硬质合金的立铣刀可用于加工凹槽、窗口面、凸台面和毛坯表面。镶硬质合金的玉米铣刀可以进行强力切削，铣削毛坯表面和用于孔的粗加工。加工精度要求较高的凹槽时，可采用直径比槽宽小一些的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具的半径补偿功能铣削槽的两边，直到达到精度要求为止。在数控铣床上钻孔，一般不采用钻模，钻孔深度为直径的倍左右的深孔加工容易折断钻头，可采用固定循环程序，多次自动进退，以利于冷却和排屑。钻孔前最好先用中心钻钻一个中心孔或采用一个刚性好的短钻头锪窝引正。锪窝除了可以解决毛坯表面钻孔引正问题外，还可以替代孔口倒角。（）面铣刀的选择标准可转位面铣刀直径为，应根据侧吃刀量,，选择适当的铣刀直径，尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，减小相邻两次进给之间的接刀痕迹和保证铣刀的耐用度。可转位面铣刀有粗齿、细齿和密齿三种。粗齿铣刀容屑空间较大，常用于粗铣钢件粗铣带断续表面的铸件和在平稳条件下铣削钢件时，可选用细齿铣刀。密齿铣刀的每齿进给量较小，主要用于加工薄壁铸件。（）立铣刀的选择如图所示，立铣刀尺寸的选择一般按下述经验数据选取。刀具半径应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，一般取.（/0/1）。零件的加工正高度（232），以保证刀具具有足够的刚度。对于不通孔（深槽），选取.4（）（为刀具切削部分长度，为零件高度）。加工外形及通槽时，选取.44（）（为刀尖半径）。粗加工内轮廓面时（如图3所示），铣刀最大直径粗可按式（3）计算粗.（5（3）式中轮廓的最小凹圆角直径圆角邻边夹角等分线上的精加工余量精加工余量圆角两邻边的夹角。第一章数控铣床加工工艺加工筋时，刀具直径为（）（为筋的厚度）。（）刀具尺寸选择实例以图所示零件的孔加工为例，工件材料为,，切削加工性较好，孔选用高速钢钻头钻底孔，然后用镗孔刀完成粗镗和精镗工作以保证尺寸公差与粗糙度要求。,孔可采用高速钢钻头直接钻孔。,,,孔为平底，应选择,,.平底锪钻。,./（）切削用量的选择原则如图所示，铣削加工切削用量包括主轴转速（切削速度）、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。数控加工中选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。粗、精加工时切削用量的选择原则如下。粗加工时切削用量的选择原则首先选取尽可能大的背吃刀量其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。精加工时切削用量的选择原则首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。（,）切削用量的选择方法/第四篇数控铣床安全操作技术为保证刀具的耐用度，铣削用量的选择方法是先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择背吃刀量为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为。端铣时，为切削层深度而圆周铣削时，为被加工表面的宽度。侧吃刀量，为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为。端铣时，为被加工表面宽度而圆周铣削时，为切削层的深度。背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。在工件表面粗糙度值要求为时，如果圆周铣削的加工余量小于，端铣的加工余量小于，则粗铣一次进给就可以达到要求。但在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分两次进给完成。,在工件表面粗糙度值要求为时，可分粗铣和半精铣两步进行。粗铣时背吃刀量或侧吃刀量选取同前。粗铣后留..余量，在半精铣时切除。/在工件表面粗糙度值要求为及.0时，可分粗铣、半精铣、精铣三步进行。半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取精铣时圆周铣侧吃刀量取..，面铣刀背吃刀量取.。进给量（12）与进给速度3（145）的选择铣削加工的进给量是指刀具转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量进给速度是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。进给量与进给速度是数控铣床加工切削用量中的重要参数，根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取或参考表6选取。工件刚性差或刀具强度低时，应取小值。铣刀为多齿刀具，其进给速度发3、刀具转速、刀具齿数及进给量的关系为375785（）式中8铣刀每齿进给量，19。6,.8工件材料每齿进给量819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......铸铁.............第一章数控铣床加工工艺最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制。在选择进给量时，还应注意零件加工中的某些特殊因素。比如在轮廓加工中，选择进给量时，应考虑轮廓拐角处的超程问题。特别是在拐角较大、进给速度较高时，应在接近拐角处适当降低进给速度，在拐角后逐渐升速，以保证加工精度。切削速度（）的选择根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择切削速度。可用经验公式计算，也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查阅有关切削用量手册或参考表选取。工件材料硬度铣削速度高速钢铣刀硬质合金铣刀钢,./011/2/3/310/23/01/31/4铸铁,52//.0//32实际编程中，切削速度确定后，还要按式（1）计算出铣床主轴转速（7，对有级变速的铣床，须按铣床说明书选择与所计算转速接近的转速），并填人程序单中。8222（1）式中工件或刀具直径，。在选择切削速度时，还应考虑以下几点96应尽量避开积屑瘤产生的区域6断续切削时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度6在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度6加工大件、细长件和薄壁工件时，应选用较低的切削速度按式（.）计算82312（4）式中主切削力，切削速度，A8（.）式中机床电动机功率机床传动效率。如果,则选择的切削用量可在指定的机床上使用。如果，则机床功率没有得到充分发挥，这时可以规定较低的刀具耐用度（如采用机夹可转位刀片的合理耐用度可选为/32），或采用切削性能更好的刀具材料，以提高切削速度的办法使切削功率增大，以期充分利用机床功率，达到提高生产率的目的。131第四篇数控铣床安全操作技术如果，则选择的切削用量不能在指定的机床上使用，这时可调换功率较大的机床，或根据所限定的机床功率降低切削用量（主要是降低切削速度）。这时虽然机床功率得到充分利用，但刀具的性能却未能充分发挥。（）切削用量选择实例以图所示零件的孔加工为例，前面已经分析了孔加工方法与刀具的选择，在此基础上，其切削用量的选择计算如下。底孔钻削查切削用量手册，高速钢钻头钻削灰铁时的切削速度为,,./，进给量为0101,,2，取3,,./，301,,2，根据式（）计算主轴转速为002,./，根据式（4）计算进给速度530,,,./。同理可选择计算其他各工序的切削用量。该零件各孔加工所用刀具及切削用量参数见表。刀具编号加工内容刀参数主轴转速2,./进给量,,,./背吃刀量6,,0钻孔钻头粗糙镗孔刀精镗镗孔刀4000010钻孔钻头4000140锪孔锪钻40414需要强调的是切削用量的选择虽然可以查阅切削用量手册或参考有关资料确定，但是就某一个具体零件而言，通过这种方法确定的切削用量未必就非常理想，有时需要结合进行试切，才能确定比较理想的切削用量。因此，需要在实践当中进行不断总结和完善。,,./0在编程时，应正确地选择对刀点和换刀点的位置。对刀点就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起始点。由于程序段从该点开始执行，所以对刀点又称为程序起点或起刀点。对刀点的选择原则是便于用数字处理和简化程序编制在机床上找正容易，加工中便于检查引起的加工误差小。对刀点可选在工件上，也可选在工件外面（如选在夹具上或机床上），但必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系，如图4中的0和0，这样才能确定机床坐标系与工件坐标系的关系。为了提高加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如以孔定位的工件，可选孔的中心作为对刀点。刀具的位置则以此孔来找正，使刀位点与对刀点重合。工厂常用的找正方法是将千分表装在机床主轴上，然后转动机床主轴，以使刀位点与对刀点一致。一致性越好，对刀精度越高。所谓刀位点是指车刀、镗刀的刀尖钻头的钻尖立铣刀、端铣刀刀头底面的中心，球头铣刀的球头中心。零件安装后工件坐标系与机床坐标系就有了确定的尺寸关系。在工件坐标系设定后，9第一章数控铣床加工工艺从对刀点开始的第一个程序段的坐标值为对刀点在机床坐标系中的坐标值为（，）。当按绝对值编程时，不管对刀点和工件原点是否重合，都是、。当按增量值编程时，对刀点与工件原点重合时，第一个程序段的坐标值是、不重合时，则为（）、（）。对刀点既是程序的起点，也是程序的终点。因此在成批生产中要考虑对刀点的重复精度，该精度可用对刀点相距机床原点的坐标值（，）来校核。所谓机床原点是指机床上一个固定不变的极限点。例如，对车床而言，是指车床主轴回转中心与车床卡盘端面的交点。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓换刀点是指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点（如加工中心机床，其换刀机械手的位置是固定的），也可以是任意的一点（如车床）。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。其设定值可用实际测量方法或计算确定。典型零件数控铣床加工工艺分析实例图为平面槽形凸轮零件图，外部轮廓尺寸已经由前道工序加工完，本工序的任务是在铣床上加工槽与孔。零件材料为，其数控铣床加工工艺分析如下。（）零件图工艺分析凸轮槽形内、外轮廓由直线和圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整，凸轮槽侧面与、,两个内孔表面粗糙度要求较高，为。凸轮槽内外轮廓面和孔与底面有垂直度要求。零件材料为，切削加工性能较好。根据上述分析，凸轮槽内、外轮廓及、,两个孔的加工应分粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度要求。同时应底面定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。（）确定装夹方案根据零件的结构特点，加工、,两个孔时，以底面定位（必要时可设工艺孔），采用螺旋压板机构夹紧。加工凸轮槽内外轮廓时，采用一面两孔方式定位，即以底面和、,两个孔为定位基准，装夹示意图如图,所示。（.）确定加工顺序及走刀路线加工顺序的拟定按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此应先加工用作定的位基准的、,两个孔，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。为保证加工精度，粗、精加,.第四篇数控铣床安全操作技术工应分开，其中、两个孔的加工采用钻孔粗铰精铰方案。走刀路线包括平面进给和深度进给两部分。平面内进给时，外凸轮廓从切线方向切入，内凹轮廓从过渡圆弧切入。为使凸轮槽表面具有较好的表面质量，采用顺铣方式铣削。深度进给有两种方法一种是在平面（或,平面）来回铣削逐渐进刀到既定深度另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。,./开口垫圈带螺纹圆柱销压紧螺母.带螺纹削边销垫圈/工件垫块（.）刀具的选择根据零件的结构特点，铣削凸轮槽内、外轮廓时，铣刀直径受槽宽限制，取为/00。粗加工选用/高速钢立铣刀，精加工选用/硬质合金立铣刀。所选刀具及其加工表面见表平面槽形凸轮数控加工刀具卡片。1/第一章数控铣床加工工艺,./产品名称或代号数控铣工艺分析实例零件名称平面槽形凸轮零件图号序号刀具号刀具规格名称数量刀长加工表面备注中心钻钻中心孔,.钻头/孔粗加工00.钻头0孔粗加工//铰刀/精加工铰刀0孔精加工..,1倒角铣刀孔倒角2/1.高速钢立铣刀粗加工凸轮槽内外轮廓底圆角33.硬质合金立铣刀精加工凸轮槽内外轮廓编制222审核222批准222年月日共页第页（）切削用量的选择凸轮槽内、外轮廓精加工量留铣削余量，精铰4、43两个孔时留铰削余量。选择主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，然后按式（）、式（.）计算进给速度与主轴转速（计算过程从略）。（.）填写数控加工工序卡片将各工步的加内容、所用刀具和切削用量填入表3平面槽形凸轮数控加工工序卡。30./单位名称北方工业大学产品名称或代号零件名称零件图号数控铣削工艺分析实例卡子5工序号程序编号夹具名称使用设备车间5678螺旋压板9/数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速7进给速度背吃刀量备注376A辅助功能机床开关指令坐标字与轴平行的附加轴的增量坐标值顺序号程序段顺序号A坐标字与轴平行的附加轴的增量坐标值B程序号程序号、子程序号的指定坐标字轴的绝对坐标值或暂停时间C暂停时间或程序中某功能的开始使用的顺序号坐标字轴的绝对坐标D固定循环终止段号或固定循环中的定距E坐标字轴的绝对坐标准备功能字。功能是使数控机床作好某种操作准备的指令，用地址和两位数字表示，从FGG共种。目前，有的数控系统也用到FGG之外的数字。代码分为模态代码（又称续效代码）和非模态代码。代码表中按代码的功能进行了分组，标有相同字母（或数字）的为一组，其中组（或没标字母）的代码为非模态代码，其余为模态代码。非模态代码只在本程序段有效，模态代码可在连续多个程序段中有效，直到被相同组别的代码取代。H,第二章数控铣床编程技术
本文（第四篇__数控铣床安全操作技术）为本站会员（万年青）主动上传，人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对上载内容本身不做任何修改或编辑。
若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私，请立即通知人人文库网（），我们立即给予删除！
温馨提示：如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载，重复下载不扣分。
copyright@
人人文库网网站版权所有
苏ICP备号-5}