铣削加工工艺基础

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1、铣削加工工艺基础铣削加工工艺基础第一节第一节铣削加工的质量分析铣削加工的质量分析 一一 、加工精度分析、加工精度分析所谓加工精度，就是零件在加工以后的几何参数（尺寸、形状和相互位置）的实际值与理想值相符合的程度。符合的程度越高，精度越高；反之，则精度低。加工精度高低常用加工误差来表示，加工误差越大，则精度越低；反之，则精度高。在机械加工过程中，机床、夹具、刀具和工件构成一个系统，称为工艺系统。工艺系统中的各种误差将会不同程度地反映到工件上，成为加工误差。 工艺系统的各种误差即成为影响加工精度的因素，按其性质不同，可归纳为四个方面：工艺系统的几何误差、工艺系统因受力变形引起的误差、工艺系统受热变

2、形引起的误差和工件内应力引起的误差。一一)工艺系统的几何误差工艺系统的几何误差 工艺系统的几何误差是机床、夹具、刀具及工件本身存在的误差，又称为工艺系统的静误差。静误差主要包括加工原理误差、机床的几何误差、夹具和刀具误差及工件定位误差和调整误差等。1、加工原理误差它是指采用了近似的加工工方法所引起的误差。如加工列表曲线时用数学方程曲线逼近被加工曲线所产生的逼近误差、用直线或圆弧插补方法加工非圆曲线时产生的插补误差等，减小此类误差的方法是提高逼近和插补精度。2、机床的几何误差它包括机床的制造误差、安装误差、和使用后产生的磨损等。对加工精度影响较大的主要是机床主轴误差、导轨误差和传动误差。1)机床

3、主轴误差 机床主轴是安装工件或刀具的基准，并将切削主运动和动力传给工件或刀具。因此，主轴的回转误差直接影响工件的加工精度。机床主轴的回转误差包括径向回转误差和轴向回转误差两个部分。径向误差主要影响工件的圆度，径向误差主要影响被加工面的平面度误差和垂直度误差。 2)机床导轨误差机床床身导轨是确定各主要部件相对位置的基准和运动的基准。它的各项误差直接影响工件的加工精度。它对较短工件的影响不很大，但当工件较长时，其影响就不可忽视。 3)传动误差机床的切削运动是通过某些传动机构来实现的，这此机构本身的制造、装配误差和工作中的磨损，将引起切削运动的不准确。 3、刀具误差、夹具误差与工件定位误差 1)刀具

4、误差机械加工中的刀具分为普通刀具、定尺寸刀具和成形刀具三类。普通刀具，如车刀、铣刀等，车刀的刀尖圆弧半径和铣刀的直径值在通过半径补偿功能进行补偿时，如果因磨损发生变化就会影响加工尺寸的准确性。定尺寸的刀具如钻头、铰刀、拉刀等，它们的尺寸、形状误差以及使用后的磨损将会直接影响加工表面的尺寸与形状；刀具的安装误差会使加工表面尺寸扩大（如铣刀安装时刀具轴线与主轴轴线不同轴，就相当于加大了刀具半径）。成形刀具的形状误差则直接影响加工表面的形装精度。 2)夹具误差夹具误差主要是指定位元件、对定位装置及夹具体等零件的制造、装配误差及工作表面磨损等。夹具确定工件与刀具（机床）间的相对位置，所以夹具误差对加工

5、精度，尤其是加工表面的相对位置精度，有很大影响。3) 工件定位误差工件的定位误差是指由于定位不正确所引起的误差，它对加工精度也有直接的影响。4、调整误差在机械加工时，工件与刀具的相对位置需要进行必要的调整（如对刀、试切）才能准确。因此，除要求机床、刀具和夹具应具有一定的精度外，调整误差也是主要因素之一。影响调整误差的主要因素有：测量误差、进给机构微量位移误差、重复定位误差等。二二)工艺系统受力变形引起的加工误差工艺系统受力变形引起的加工误差在机械加工过程中，工艺系统在切削力、夹紧力、传动力、重力、惯性力等外力作用下会引起相应的变形和在连接处产生位移，致使工件和刀具的相对位置发生变化，从而引起加

6、工误差。一般情况下，这种误差往往占工件总加工误差的较大比重。工艺系统的刚度：刚度是物体或系统抵抗外力使其发生变形的能力。用变形方向上的外力与变形量的比值K来表示。 K F/Y式中：F 静载外力（N）Y 在外力作用方向上的静变形量（mm）机械加工过程中，由吃刀抗力FY引起的工艺系统受力变形对加工精度影响最大，所以常用吃刀抗力测定机床的静刚度，即K Fy/Y 变形量Y Fy/K由上式可以看出，要减小因受力而引起的变形，就要提高工艺系统的刚度。圆柱铣刀在加工中相当于一个悬臂梁，其长径比就决定了其刚度的大小，加工时就要注意根据切削用量选择合适的铣刀长径比。 三三) )工工艺艺系系统统热热变变形形所所引

7、引起起的的加加工工误差误差工艺系统在各种热源作用下将产生复杂的热变形，使工件和刀具的相对位置发生变化，或因加工后工件冷却收缩，从而引起加工误差。 数控机床大多进行精密加工，由于工艺系统热变形引起的加工误差约占总误差的40-70%。因此，许多数控机床要求工作环境保持恒温，在加工过程中使用冷却液等方法可以有效地减小工艺系统的热变形。四四) ) 工件内应力所引起的变形工件内应力所引起的变形所谓内应力是指当外部的载荷去除以后，仍然残存在工件内部的应力。如果零件的毛坯或半成品有内应力，则在继续加工时被切去一层金属，破坏了原有表面上的平衡，内应力将重新分布，工件发生变形，这种情况在粗加工时最为明显。引起内

8、应力的主要原因是热变形和力变形。在铸、锻、焊、热处理等热加工过程中，由于毛坯各部分冷却收缩不均匀而引起的应力称为热应力。在进行冷轧、冷校直和切削时，由于毛坯或工件受力不均匀，产生局部变形所引起的内应力称为塑变应力。去除工件内应力的方法是进行时效处理，时效处理分为自然时效和人工时效两种，自然时效是在大气温度变化的影响下使内应力逐渐消失的时效处理方法，一般需要二、三个月甚至半年以上的时间。人工时效是使毛坯或半成品加热后随加热炉缓慢冷却，达到加快内应力消失的时效处理方法，用时效短。大型零件、精度要求高的零件在粗加工后要经过时效处理才能进行精加工；精度要求特别高的工件要经过几次时效处理。二二表面质量分

9、析表面质量分析零件的表面质量包括表面粗糙度、表面波度和表面层物理力学性能等三个方面的内容。表面粗糙度是指表面微观几何形状误差，表面波度是指周期性的几何形状误差，表面层物理力学性能主要是指表面冷作硬化和残余应力等。影响表面质量的因素1、影响表面粗糙度的的因素影响表面粗糙度的的因素1)刀具切削刃的几何形状刀具相对工件作进给运动时，在加工表面上留下了切削层残留面积，其形状完全是刀具切削刃形状在加工过程中的复映。残留面积越大，表面粗糙度越大。在减小切削层残留面积可以采取减小刀具主、副偏角和增大刀尖圆弧半径等措施。2)工件材料的性质 切削塑性材料时，切削变形大，切屑与工件分离产生的撕裂作用，加大了表面粗

10、糙度。所以在切削中、低碳钢时，为改善切削性能可在加工前进行调质或正火处理。一般情况下，硬度在HB170-230范围内的材料切削性能较好。切脆性材料进，切屑呈碎粒状，由于切屑崩碎时会在表面留下麻点，使表面粗糙。如果降低切削用量，使用煤油润滑冷却，则可减轻切屑崩碎现象，减小表面粗糙度。3)切削用量 在一定的切削速度范围内，加工塑性材料容易产生积屑瘤或鳞刺，应避开这个切削速度范围（一般为小于80m/min时）。适当减小进给量可减小残留面积，减小粗糙度值。一般背吃刀量对表面粗糙度值影响不大。4) 工艺系统的振动 工艺系统的振动分为强迫振动和自激振动两类。强迫振动是由外界周期性干扰力的作用而引起的，如断

11、续切削，旋转零、部件不平衡，以及传动系统的制造和装配误差等引起的振动是强迫振动。自激振动是在切削过程中，由工艺系统本身激发的，自激振动伴随整个切削过程。减小强迫振动的主要途径是消除振源，采取隔振措施和提高系统刚度等。抑制自激振动的主要措施是合理地确定切削用量和刀具的几何角度，提高工艺系统各环节的抗振性（如增加接触刚度，加工时增加工件的辅助支承）以及采用减振器等措施。 2 2、影响表面冷硬、残余应力的因素影响表面冷硬、残余应力的因素 1)影响表面冷硬的因素 影响表面冷硬的主要因素是刀具的几何形状和切削用量。刀具的刃口圆弧半径大，对表面层的挤压作用大，使冷作硬化现象严重。增大刀具前角，可减小切削层

12、塑性变形程度，冷硬现象减小。切削速度适当增大，切削层塑性变形增大，冷硬严重，此外，工件材料塑性大，冷硬也严重。2)影响表面残余应力的因素如切削温度不高，表面层以冷塑变形为主，将产生残余压应力；如切削温度高，表面层产生热塑变形，将产生残余拉应力，表面残余应力将引起工件变形，尤其是表面拉应力将会降低其疲劳强度。表面残余应力可通过光整加工、表面强化、表面热处理和时效处理等方法消除。第二节第二节 工件的装夹与定位基准的选择工件的装夹与定位基准的选择 铣床和加工中心加工零件时一般只要求有简单的定位、夹紧机构，其原理与通用镗、铣床夹具是相同的，常用的夹具有各种压板、虎钳、分度头和三爪自定心卡盘等，小批量生

13、产可以使用组合夹具、可调夹具，大批量生产可以使用专用夹具。 一一、常用的工件装夹方法常用的工件装夹方法 铣削件在机床上的安装大多采用一面两销定位，直接在工件上找正，有夹具则在夹具上找正。所谓找正，是指把千分表或百分表固定在机床床身某个位置，表针压在工件或夹具的定位基准面上，然后使机床工作台沿垂直于表针的方向移动，调整工件或夹具的位置使指针基本保持不动，则说明工件的定位基准面与机床该方向的导轨平行。如图2-1所示。对加工内容多的零件应利用夹具采用一面两销的方式装夹，对夹具的基本要求是： 1)夹紧机构或其他元件不能影响进给，加工部位要开敞。为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹

14、具要尽可能开敞，因此要求夹持工件后夹具上一些组成件（如定位块、压块和螺栓等）不能与刀具运动轨迹发生干涉。 图2-1在工作台上找正工件夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与机床主轴套筒或刀套、刀具在加工过程中发生碰撞。2)为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能使零件定位面与机床之间保持一定的坐标联系。3)夹具的刚性和稳定性要好。夹紧力应尽量靠近主要支撑点，尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计。 二、定位基准的选择二、定位基准的选择 1、选择定位基准的基本要求：遵循六点定位原则，在选择定

15、位基准时要全面考虑各个工位的加工情况，满足三个要求：1)所选基准应能保证工件定位准确，装卸方便、迅速，夹紧可靠，夹具结构简单。2)所选基准与各加工部位间的各个尺寸计算简单。3)保证各项加工精度。2、选择定位基准的原则1)尽量选择零件上的设计基准作为定位基准。这样不仅可以避免因基准不重合引起的定位误差，保证加工精度，而且可以简化程序编制。2)当零件的定位基准与设计基准不能重合且加工面与基设计基准又不能在一次安装内同时加工时，应认真分析装配图纸，确定该零件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围，确保加工精度。3)当无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时，

16、要考虑用所选基准定位后，一次装夹能够完成全部关键精度部位的加工。4)定位基准的选择要保证完成尽可能多的加工内容，为此，要考虑便于各个表面都能被加工的定位方式。5)批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀基准重合。可直接按定位基准对刀，减少对刀误差。但在单件加工（每加工一件对一次刀）时，工件坐标系原点和对刀基准的选择主要考虑便于编程和测量，可不与定位基准重合。6)必须多次安装时应遵从基准统一原则。第三节第三节 工艺规程工艺规程一、走刀路线和加工顺序的确定一、走刀路线和加工顺序的确定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，而且也反映出工步加工的顺序

17、。工步顺序是指同一道工序中，各个表面加工的先后顺序。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。在确定走刀路线时，主要考虑以下几点：1、对点位加工的数控机床，如钻、镗床要考虑尽可能缩短走刀路线，以减少空程时间，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，最终轮廓应安排最后一次走刀连续加工。 3、刀具的进退刀路线必须认真考虑，要尽量避免在轮廓处停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕。在铣削零件外轮廓时，铣刀应从轮廓的延长线上切入切出，或从轮廓的切向切入切出。在铣削内轮廓时，应从轮廓的切向切入切出，如图22。应尽量避免如

18、图23所示的径向直进刀，以避免在工件表面上留下刀痕。 4、铣削轮廓的加工路线要合理，一般采用双向切削、单向切削和环形的走刀方式如图2-4所示。在铣削封闭的内轮廓时，刀具的切入或切出不允许外延，最好选在两面的交界处，否则，会产生刀痕。为保证表面质量，一般选择图2-5所示的走刀路线。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。如图2-6所示镗4个孔。若按路线最短，加工顺序为1-2-3-4。若按加工路线与定位方向一致，加工顺序为1-2-4-3。(c)(b)(a)图2-2常用的切入切出方式(a)直线延长线切入切出(b)切线及切弧切入切出(c)内轮廓切弧切入切出(a) (b)

19、 (c)图2-4 轮廓加工的常用走刀方式(a)双向切削(b)单向切削(c)环形切削(a) (b) (c)图2-5 封闭内轮廓常用走刀方式(a)双向切削 (b)环形切削 (b)(c)双向+环形切削图2-6 单向定位的加工路线图二、刀具的选择二、刀具的选择1、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，如图2-7所示。2、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

20、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。图2-8面铣刀主要参数（1 1）面铣刀主要参数的选择）面铣刀主要参数的选择（如图2-8所示）标准可转位面铣刀直径为16630mm，应根据侧吃刀量ae，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。铣刀的磨损主要发生在后刀面上，因此适当加大后角，可减少铣刀的磨损，

21、常取o 512 ，工件材料软时取大值，工件材料硬时取小值；粗齿铣刀取小值，细齿铣刀取大值。铣削时冲击力大，为了保护刀尖，硬质合金面铣刀的刃倾角常取s 515 。只有在铣削低强度材料时，取s 5 。 主偏角r在4590范围内选取，铣削铸铁常用，铣削一般钢材常用75，铣削带凸肩的平面或薄壁零件时要用90 。（2 2）立铣刀主要参数的选择）立铣刀主要参数的选择立铣刀的尺寸参数，如图2-9所示。推荐按下述经验数据选取。 1)刀具半径R应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，一般取R = (0.8 0.9)。 2)零件的加工高度H(1/41/6)R ，以保证刀具具有足够的刚度。 图2-9 立铣刀尺寸参数图2-

22、10 粗加工立 铣刀直径计算 3）对不通孔（深槽），选取L=H +(510)mm （L为刀具切削部分长度，H为零件高度）。 4）加工外形及通槽时，选取L=H +r+(510)mm （r为端刃圆角半径）。 5）加工筋时，刀具直径为D=(510)b (b为筋的厚度)。 6）粗加工内轮廓面时（如图2-10），铣刀最大直径D 粗 可按下面的公式计算。D 粗 =2(sin/2- 1)/1- sin/2+D式中D 轮廓的最小凹圆直径（mm）； 圆角邻边夹角等分线上的精加工 余量（mm）；1 精加工余量（mm）； 圆角两邻边的夹角()。图2-11吃刀量示意图(a)圆周铣 (b)端铣(a)(b) 三、切削用量

23、和铣削方式的选择三、切削用量和铣削方式的选择 1、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功率和机床刚性的限制，必须在机床说明书规定的范围内选取。避免因功率不够造成闷车、刚性不足而产生大的机床变形或振动，影响加工精度和表面粗糙度。 3）数控机床生产率 数控机床的工时费

24、用较高，刀具损耗费用所占比重较低，应尽量用高的切削用量，通过适当降低刀具寿命来提高数控机床的生产率。2、铣削用量的选择方法（如图2-11所示） 1）背吃刀量aP(端铣)或侧吃刀量ae（圆周铣）的选择 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 P为切削层深度；而圆周铣削时，aP P为被加工表面的深度。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；而圆周铣削时，ae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Ra=12.525m时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，则粗

25、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Ra=3.212.5m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述。粗铣后留0.51.0余量，在半精铣时切除。在工件表面粗糙度值要求为Ra=0.83.2m时,可分粗铣、半粗铣、精铣三步进行。半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取1.52.0mm；精铣时圆周铣侧吃量取0.30.5mm，面铣刀背吃刀量取0.51.0mm。 2）进给量f (mm/r)与进给速度vf (mm/min)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

26、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2-3-2来选取。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Vf 、刀具转速n、刀具齿数Z及进给量f的关系为： Vf = nzfz z f = zfz z fz z 为每齿进给量。 3）切削速度Vc c（m/min）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2-2选取。实际编程中，切削速度Vc c确定后，还要计算出

27、铣床主轴转速n(r/min)并填入程序单中。 3、铣削方式的选择用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件的平面，叫做周铣法。它有两种铣削方式：图2-12两种铣削方式（a）逆铣 （b）顺铣(1)逆铣法：铣刀的旋转切入方向和工件的进给方向相反(逆向),如图2-12（a）。 (2)顺铣法：铣刀的旋转切入方向和工件的进给方向相同(顺向)，如图2-12（b）。 顺铣法切入时的切削厚度最大，然后逐渐减小到零，避免了在已加工表面的冷硬层上滑走过程。实践表明，顺铣法可以提高铣刀耐用度23倍，工件的表面粗糙度值可以降低些，尤其在铣削难加工材料时，效果更为显著。 逆铣时，每齿所产生的水平分力均与进给方向相反，使铣刀工作台的

28、丝杠与螺母在左侧始终接触。顺铣时，水平分力与进给方向相同，铣削过程中切削面积也是变化的，因此，水平分力也是忽大忽小的，由于进给丝杆和螺母之间不可避免地有一一定间隙，故当水平分力超过铣床工作台摩擦力时，使工作台带动丝杆向左窜动，丝杆与螺母传动右侧出现间隙，造成工作台颤动和进给不均匀，严重时会使铣刀崩刃。顺铣时，遇到加工表面有硬皮，也会加速刀齿磨损。逆铣时工作台不会发生窜动现象，铣削较平稳，但在逆铣时，刀齿在加工表面上挤压、滑行，切不下切屑，使已加工表面产生严重冷硬层。一般情况下，尤其是粗加工或是加工有硬皮的毛坯时，多采用逆铣。精加工时，加工余量小，铣削力小，不易引起工作台窜动，可采用顺铣。在逆铣

29、中刀具寿命比在顺铣中短，在逆铣中刀具寿命比在顺铣中短，这是因为在逆铣中产生的热量比在顺铣中明显地高。在逆铣中当切屑厚度从零增加到最大时，由于切削刃受到的摩擦比在顺铣中强，因此会产生更多的热量。逆铣中径向力也明显高，这对主轴轴承有不利影响。 在顺铣中，切削刃主要受到的是压缩应力。这与逆铣中产生的拉力相比，对硬质合金刀片或整体硬质合金刀具的影响有利得多。当然也有例外。当使用整体硬质合金立铣刀进行侧铣（精加工）时，特别是在淬硬材料中，应首选逆铣，这更容易获得更小公差的壁直线度和更好的90度角。不同轴向走刀之间如果有不重合的话，接刀痕也非常小。这主要是因为切削力的方向。如果在切削中使用非常锋利的切削刃

30、，切削力便趋向将刀“拉”向材料。 四、换刀点与对刀点的确定四、换刀点与对刀点的确定1、换刀点 对加工中心，不管是有机械手换刀，还是无机械手换刀，其换刀点的Z向坐标是固定的。在自动换刀时，要考虑换刀时刀具的交换空间，不应使与工件或夹具相撞。为防止掉刀等意外情况，应使工件不在刀具交换空间之下，以防止万一掉刀时砸伤工件。对于铣床，需要操作者手动换刀，要使刀具处在有利于手动操作的位置。2、对刀点 通过对刀点可以确定工件坐标原点与机床坐标原点的尺寸关系。在选择时，应尽量将对刀点选在零件的设计基准和工艺基准上，以孔定位零件，应将孔的中心作为对刀点，对刀时，还应考虑便于观察、方便测量。对刀时，应使对刀点与基

31、准点一致。五、加工工艺文件的编写五、加工工艺文件的编写 当前数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片及数控加工走刀路线图还没有统一的标准格式，都是由各个单位结合具体的情况自行确定。1、数控加工工序卡片 这种卡片是编制数控加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性文件。主要包括：工步顺序、工步内容、各工步所用刀具及切削用量等。当工序加工内容十分复杂时，也可把工序简图画在工序卡片上，参考表2-4。2、数控加工刀具卡片 刀具卡片是组装刀具和调整刀具的依据。内容包括刀具号、刀具名称、刀柄型号、刀具直径和长度等参考表2-5 。 表表2-4 2-4 数控加工工艺卡片数控加工工艺卡片 单位单

32、位名称名称产品名称或代号产品名称或代号零件名称零件名称零件图号零件图号工序工序号号程序编程序编号号夹具名称夹具名称使用设备使用设备车间车间001001数控中心数控中心工步工步号号工步内工步内容容刀具号刀具号刀具规格刀具规格mmmm主轴主轴转速转速r/minr/min进给进给速度速度mm/mmm/minin背吃刀背吃刀量量mmmm备注备注1 1编编 制制审审核核批准批准年年 月月 日日共共 页页第第 页页产品名称或产品名称或代号代号零件零件名称名称零件零件图号图号序号序号刀具刀具号号刀具刀具加工加工表面表面备注备注规格名称规格名称数量数量刀刀长长mmmm1 1T01T012 2T02T023 3

33、T03T03编制编制审审 核核批批 准准年年 月月 日日共共 页页第第 页页数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 表表2-52-53、数控加工走刀路线图 主要反映加工过程中刀具的运动轨迹，其作用一方面是方便编程人员编程；另一方面是帮助操作人员了解刀具的走刀路线（轨迹），以便确定夹紧位置和夹紧元件的高度。六、加工工艺分析实例平面槽形凸轮，如图2-13所示。其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HT200，其数控铣床加工工艺分析如下。1、零件图工艺分析凸轮槽形内、外轮廓由直线和圆弧组成，凸轮槽侧面与两个内孔表面粗糙度值要求较小，凸图2-13平面槽形凸轮轮槽内外

34、轮廓面和孔与底面有垂直度要求。零件材料为HT200，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。同时以底面A定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。2、确定装夹方案根据零件的结构特点，加工两个孔时，以底面A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A和两个孔为定位基准，装夹示意如图2-14所示。图2-14 凸轮槽加工装夹示意1-开口垫圈 2-带螺纹圆柱销3-压紧螺母 4-带螺纹削边销 5-垫圈 6-工件 7-垫块3、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

35、后精的原则确定。因此应先加工用作定位基准的两个孔，然后加工凸轮槽内外轮廓表面。为保证加工精度，粗、精加工应分开，其中两个孔的加工采用钻-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xOz平面（或yOz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即定深度。4、刀具的选择铣削凸轮槽内、外轮廓时，铣刀直径受到槽宽（8mm）的限制，取为6mm。粗加工选用6mm高速钢立铣刀，精加工选用6mm硬质合金立铣刀。所选刀具及加工

36、表面如下表2-6。5切削用量的选择凸轮槽内、外轮廓精加工时留0.1mm余量，精铰两个孔时留0.1mm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，然后计算主轴转速与进给速度。6填写数控加工工序卡将各个工步的加工内容、所用刀具和切削用量填入工序卡片，如下表2-7所示。表表2-6 2-6 平面槽形凸轮数控加工刀具卡片平面槽形凸轮数控加工刀具卡片 产品名称或产品名称或代号代号零件名称零件名称平面槽形凸轮平面槽形凸轮零件图零件图号号0030序号序号刀刀具具号号刀具刀具加工表面加工表面备备注注规格名称规格名称数量数量刀长刀长mm1T015中心钻中心钻1钻钻5中心孔中心孔2T

37、0219.6钻头钻头14520孔粗加工孔粗加工3T0311.6钻头钻头13012孔粗加工孔粗加工4T0420铰刀铰刀14520孔精加工孔精加工5T0512铰刀铰刀13012孔精加工孔精加工6T0690度倒角铣刀度倒角铣刀120孔倒角孔倒角1.5457T076高速钢立铣刀高速钢立铣刀120粗加工凸轮槽内外粗加工凸轮槽内外轮廓轮廓8T086硬质合金立铣刀硬质合金立铣刀120粗加工凸轮槽内外粗加工凸轮槽内外轮廓轮廓编制编制审核审核批准批准年年月月日日共共页页第第页页单位名单位名称称产品名称或代号产品名称或代号零件名称零件名称零件图号零件图号平面槽形凸轮平面槽形凸轮0030工序号工序号程序编号程序编号

38、夹具名称夹具名称使用设备使用设备车间车间螺旋压板螺旋压板XK5034数控中心数控中心工步号工步号工步内容工步内容刀刀具具号号刀具规刀具规格格mm主轴转速主轴转速r/min进给速度进给速度mm/min背吃背吃刀量刀量mm备注备注1A面定位钻面定位钻5中心孔中心孔2处处T015755手动手动2钻钻19.6孔孔T0219.640240自动自动3钻钻11.6孔孔T0311.640240自动自动4铰铰20孔孔T042013020自动自动5铰铰12孔孔T051213020自动自动620孔倒角孔倒角1.545T069040220手动手动7一一面两孔定位面两孔定位,粗铣凸轮槽粗铣凸轮槽内轮廓内轮廓T07611

39、0040自动自动8粗铣凸轮槽外轮廓粗铣凸轮槽外轮廓T076110040自动自动9精铣凸轮槽内轮廓精铣凸轮槽内轮廓T086149520自动自动10精铣凸轮槽外轮廓精铣凸轮槽外轮廓T086149520自动自动11翻面装夹翻面装夹,铣铣20孔另一孔另一侧倒角侧倒角1.545T069040220手动手动编制编制审核审核批准批准年年月月日日共共页页第第页页表表2-7 2-7 平面槽形凸轮数控加工工序卡片平面槽形凸轮数控加工工序卡片思考练习题思考练习题21机械加工工艺系统由哪几个部份组成？22影响工件表面粗糙度的因素有哪些？23选择基准的原则是什么？24 试述数控加工工艺的特点。制订数控铣削加工工艺方案时,应遵循哪些基本原则？25 刀具的起始点是什么意思？在设定起始点时应考虑哪些因素？ 26 工艺分析包括哪些主要内容？对零件材料、件数的分析有何意义？27 确定夹力方向应遵循哪些原则？28 什么是六点定位？29 什么是定位误差？210 机床误差有哪些？对加工工件质量主要影 响什么？211 数控机床使用的刀具有什么特点？选用刀具时应注意哪些问题？212 确定铣刀进给路线时，应考虑哪些问题？213 确定铣刀切削用量时，应考虑哪些问题？214 什么是顺铣？什么是逆铣？数控机床的顺铣和逆铣各有什么特点？在实际加工中如何应用？