模块二 圆形槽工件加工

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1、模块 槽类工件的加工任务二 圆形槽加工 槽类工件加工方法的确定，代码的应用，刀路的规划。能正确编制综合加工的加工工艺。 螺旋切入与切出的方法与程序编制。一、任务描述圆槽零件图如图所示图 1-1 圆槽零件 1 图图 1-2 圆槽零件 2 图图 2 7 1 螺柱二、任务分析1、零件图的工艺分析工艺分析：根据图样分析所选机床能够满足精度要求，分粗精两次加工，以 保证其表面粗糙度的要求，外轮廓加工时，没有刀具直径的限制，为了提高切削 效率采用较大直径铣刀加工。48*48的槽圆角半径为R12，精加工道具的最大直 径不能大于024,考虑到010铣刀具较常用，所以选用010铣刀作为精加工刀具， 槽深尺寸为自

2、由公差，可以考虑在粗加工时直接达到尺寸要求。具体工艺见表 4.6 和表 4.7。2、分析零件图纸中的尺寸标注图样分析：根据图样尺寸100X 100mm，外形公差为土0.03,08孔深度为10 0.03mm,槽形状直径尺寸为048mm,深度3.5 0.03mm, 032mm槽深度50.03mm。 表面粗糙度均为 Ra3.2。3、零件毛坯的选择该产品为一般性零件,对材料没太大要求。该零件上下平面及四周均已按图 纸技术要求加工好,要求铣削圆槽到规定尺寸,保证圆槽底平面与圆槽侧壁垂直 度为0.02mm,圆槽直径分别为048mm 032mm。零件毛坯尺寸为100mmxl00mm三、相关知识与技能1、工序

3、与工步的划分确定加工方案经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求,作 出以下加工方案。1. 先粗铣外形,然后精铣外形。2. 先粗铣内槽,再精铣内槽。2、刀具的选择数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的,对于铣 削加工,编程人员除了考虑工件坐标系远点的位置外,还应考虑起刀点和退刀点 的位置。起刀点和退刀点必须距离加工零件上表面一定的距离的安全高度,保证 在停止状态时,刀具不与加工零件和夹具发生碰撞。下刀运动过程最好不用 G00 快速快速运动，而要用（G01直线插补）。要求编程人员必须掌握刀具选择和切 削用量确定的基本原则在编程时充分考虑数控加工的特点,能

4、够正确选择刀具及 切削用量。对于铣削加工,编程人员还应充分考虑刀具的切入和切出方式。刀具切入的 方式,不仅影响加工质量,同时直接关系到加工安全。对于二维轮廓加工,一般 要求从侧向进刀或沿切线方向进刀尽量避免垂直进刀；切出方式也应从侧向或切 向退刀。刀具从安全高度下降到切削高度时，应离开工件毛坯边缘510mm，以 免撞刀,发生危险。对于型腔的粗铣加工，一般应用键槽洗刀先钻一个工艺孔至型腔底面（留有 一定的精加工余量），然后进行扩孔，以便所使用的立铣刀能从工艺孔进刀进行 型腔粗加工，型腔粗加工一般采用从中心向四周扩展的方式。粗铣外形用80mm的高速钢键槽铣刀精铣外形用e 16mm的高速钢键槽铣刀粗

5、铣e 48槽用e 10mm的高速钢键槽铣刀精铣e 32槽用e 8mm的高速钢键槽铣刀数控刀具有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热 变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具 的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于 切屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要 求。3、夹具的选择装夹定位：采用平口钳装夹工件，工件上表面的中心点作为工件坐标系原点。 用寻边器找正其中心点，以工件上表面进行对刀。4、确定加工路线在数控加工中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方

6、向称为加工路线。即 刀具从对刀点开始运动起，直至结束，加工程序所经过的路径，包括切削加工的 路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定原则主要有以下几点：1. 应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。2. 应尽量缩短加工路线，既可以减少程序段，又可以减少刀具空程移动时间。3. 应使数值计算简单，以减少编程工作量。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情 况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工。要确定加工路线，首先要确定起 始切削的加工方法。常用方法有：预钻削起始孔法、插铣法、坡走铣法、螺旋插 补法。本案例零件的加工采用预钻削起始孔法。预钻削起始孔

7、法就是在实体材料上先钻出比铣刀直径大的起始孔，铣刀先沿 着起始孔下刀后，再按行切法、环切法或环切法侧向铣出内圆槽（型腔）的方法。加工顺序安排：基面先行原则，先粗后精原则，先主后次原则，先面后孔原 则5、量具及辅助用具的选择外轮廓和圆槽直径用0200mm电子游标卡尺进行测量，自动读出数据、端 面的圆跳动用百分表测量，其中圆弧用R规测量。游标卡尺：测量范围：0-200mm:分度值：0.02mm（三）切削用量的选择1、切削用量的选择原则数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，包括主轴转速、背吃 刀量、进给速度等，并以数控系统规定的格式输入到程序中。切削用量对于不同 的加工方法，需选用不同的切

8、削用量。合理的选择切削用量，对零件的表面质量、 精度、加工效率影响很大。这在实际中也很难把握，要有丰富的实践经验才能够 确定合适的切削用量。在数控编程时只能凭借编程者的经验和刀具的切削用量推 荐值初步确定，而最终的切削用量将根据零件数控程序的调试结果和实际加工情 况来确定。切削用量的选择原则是：粗加工时以提高生产率为主，同时兼顾经济性和加 工成本的考虑；半精加工和精加工时，应同时兼顾切削效率和加工成本的前提下， 保证零件的加工质量。值得注重的是，切削用量（主轴转速、切削深度及进给量） 是一个有机的整体，只有三者相互适应，达到最合理的匹配值，才能获得最佳的 切削用量。确定切削用量时应根据加工性质

9、、加工要求，工件材料及刀具的尺寸和材料 性能等方面的具体要求，通过查阅切削手册并结合经验加以确定，确定切削用量 时除了遵循一般的原则和方法外，还应考虑以下因素的影响：1 刀具差异的影响不同的刀具厂家生产的刀具质量差异很大，所以切削 用量需根据实际用刀具和现场经验加以修正。2 机床特性的影响切削性能受数控机床的功率和机床的刚性限制，必须 在机床说明书规定的范围内选择。避免因机床功率不够发生闷车现象，或刚性不 足产生大的机床振动现象，影响零件的加工质量、精度和表面粗糙度。3 数控机床生产率的影响数控机床的工时费用较高，相对而言，刀具的 损耗成本所占的比重较低，应尽量采用高的切削用量，通过适当降低刀

10、具寿命来 提高数控机床的生产率。2、背吃刀量的选择确定背吃刀量 ap（mm）背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来 决定，在系统刚度答应的情况下，为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量， 根据被加工零件的余量确定分层切削深度，选择较大的背吃刀量，以提高生产效 率。在数控加工中，为保证零件必要的加工精度和表面粗糙度，一般留少量的余 量（0.20.5mm）,在最后的精加工中沿轮廓走一刀。粗加工时，除了留有必要 的半精加工和精加工余量外，在工艺系统刚性答应的条件下，应以最少的次数完 成粗加工。留给精加工的余量应大于零件的变形量和确保零件表面完整性。综合考虑得到：粗加工时

11、选取2.0mm的背吃刀量。精加工余量取 0.10.2mm3、确定主轴转速主轴转速应根据允许的切削速度 V 和工件（或刀具）直径来选择。外圆车削 及其计算公式为：n=1000v/n D式（ 4.1 ）式中v切削速度，单位为m/min,由刀具的耐用度决定；n主轴转速，单位为 r/min；D工件直径或刀具直径，单位为 mm。4、进给速度的选择进给速度 F 是切削时单位时间内零件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位 为 mm/r 或 mm/min 。进给量或进给速度在数控机床上使用进给功能字母F表示的，F是数控机床 切削用量中的一个重要参数，主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及 所使用的刀具和工

12、件材料来确定。确定进给速度的原则是：1 当工件的质量要求能得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速 度。一般在100200mm/min范围内选取。2 在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般 在2050mm/min范围内选取。3 当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，一般在20 50mm/min范围内选取。4 当刀具空行程，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定 的最高进给速度。所以，此处我们应当根据经验和粗精加工而定，粗加工选取F1.0左右。精加 工时选取较少的加工余量F0.2F0.3。(四) 工序和刀具选择 1、圆槽加工案例数控加工

13、工序卡圆槽数控加工工序卡如表 4-1 所示表 4-1 圆槽加工案例数控加工工艺卡工 止步号加工内容刀具号刀具名称刀具 规格 (mm)补 偿号补偿 值 (mm)主轴 转速 (r/min)进给 速度(mm/min)切削 深度 (mm)加工 余量 (mm)1粗铣平面T01高速钢立铣刀0 80D1158003009.89.8D210.22精铣T02高速0 16D31010003000.20.2外形钢立铣刀3粗铣0 48槽T03高速钢立铣刀0 10D210.210003004.819.84粗铣4X 0 8 孔T04高速刀0 8D31012003000.20.22、圆槽加工案例数控加工刀具卡圆槽数控加工刀

14、具卡如表 4-2 所示表 4-2 圆槽加工案例数控加工刀具卡序号刀具号刀具加工表面备注规格名称数量刀长1T010 80高速钢立铣刀1实测铣平面2T02016圆柱立铣刀1实测外形轮廓3T03010键槽铣刀1实测圆槽型腔4T0408麻花钻头1实测钻4X08孑L五）编写加工程序%1N1000001N20G54 S600 M03 T01N30G00 X-100.0 Y-15.0 Z10.0N40Z0.2N50N30 G01 X100.0 F120N60N40 G00 Y60.0N70N50 G01 X-100.0 F120程序名设定工件坐标系主轴正转600r/min快速点定位进刀直线插补粗铣平面快速移动点定位直线插补粗铣平面抬刀N80N60 G00 Z5快速移动点定位N90X-100.0 Y-15.0N100Z0精铣主轴正转转速为800r/minN110N70 S800 M03直线插补精铣平面N120N80 G01 X100.0 F80快速移动点定位N130N90 G00 Y60.0直线插补精铣平面N140N100 G01 X-100.0 F80快速移动抬刀N