铣床轮廓加工项目

项目、二维内外轮廓及孔系零件铣削加工零件图

零件图纸

零件效果图

零件效果图

活动一、二维内外轮廓及孔系零件铣削加工工艺文件

一．教学目的

1.掌握内、外轮廓零件及孔系的基本加工工艺

2.了解数控铣削加工工艺的制订

二．工作任务

在拿到图纸后，制定零件的铣削加工工艺是零件铣削加工的首要任务。铣削加工工艺制定的合理与否，直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。

本活动的任务就是以零件图纸为基础，对零件的结构、技术要求、切削加工工艺、加工顺序，走刀路线以及刀具与切削用量等进行全面、详细的分析，为后面的编程及加工活动作充分准备。

三．实践操作

1.零件的结构，技术要求分析

经过对图纸的分析可以看出，本零件由内轮廓、外轮廓、开口轮廓和孔系加工四部分组成。内轮廓为25*25的矩形轮廓和Φ20圆孔。外轮廓一个为十字轮廓由R20圆角过渡，加工深度为2mm，另一个为98*78的矩形轮廓。开口轮廓为两个梯形轮廓。孔系加工为绕Φ80圆四等分一周的沉头孔。其中矩形外轮廓98*78和十字轮廓的宽度16*70及Φ20圆孔的轮廓尺寸有公差要求，以及矩形内轮廓及开口轮廓深度有公差要求。毛坯材料为铝合金，尺寸为10080*20。

2.切削工艺分析

1)装夹工具：由于是方形毛坯，所以采用平口钳夹紧零件宽度为80mm的两个面。

2)加工方案的选择：采用一次装夹完成零件内外轮廓的粗,精加工。

3.确定加工顺序：走刀路线(如图1-3-1、1-3-2)

图1-3-1 零件的外轮廓走刀路线

图1-3-2 零件的内轮廓走刀路线

1)建立工件坐标系原点：工件坐标系原点建立在方形工件的表面中心。

2)确定加工起刀点：加工起刀点设在工件的表面中心上方100 mm.。

3)确定加工顺序，走刀路线。

4)采用先外轮廓后内轮廓的加工顺序，粗加工完单边留0.2 mm余量，然后检测零件的几何尺寸，根据检测结果决定Z向深度和刀具半径补偿的修正量，再分别对零件的内,外轮廓进行精加工。

5)矩形内轮廓及十字外轮廓周遍有R5圆角，因为选用Φ10的铣刀，所以R5为刀具直接成形。

6)由于十字轮廓与梯形开口轮廓相切，为保证两轮廓加工时交错导致过切，因先加工十字轮廓保证其精度，加工开口轮廓时可根据实际情况对尺寸稍做改动。

4.刀具与切削用量选择

刀具选择：材料为HSS的平底铣刀，直径Φ10、Φ8.5的麻花钻头及Φ3的中心钻。

切削用量选择：

平底铣刀：主轴转速粗加工时取S=1200r/min，精加工时取S=1500r/min，进给量轮廓粗加工时取f=180mm/min，轮廓精加工时取f=150mm/min，内轮廓Z向下刀时进给量取f=50mm/min。

中心钻：主轴转速取S=1000r/min，进给量取f=50mm/min。

麻花钻：主轴转速取S=700r/min，进给量取f=60mm/min。

四．知识拓展

数控铣削加工刀具的选择

1．对刀具的基本要求

(1)刚性要好

要求铣刀刚性好的目的有二：一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。例如，当工件各处的加工余量相差悬殊时，通用铣床很容易采取分层铣削方法加以处理，而数控铣削必须按程序规定的进给路线前进，遇到余量大时，就无法像通用铣床那样“随机应变”，除非在编程时能够预先考虑到余量相差悬殊的问题，否则铣刀必须返回原点，用改变切削面高度或加大刀具半径补偿值的方法从头开始加工，多进给几次。但这样势必造成余量少的地方经常空进给，降低了生产效率。如果刀具刚性较好就不必这样处理。再者，在通用铣床上加工时，若遇到刚性不好的刀具，也比较容易从振动、手感等方面及时发现并及时调整切削用量加以弥补，而数控铣削时则很难办到。在数控铣削中，因铣刀刚性较差而断刀并造成零件损伤的事例是常有的。所以解决数控铣刀的刚性问题是至关重要的。

(2)耐用度要高

铣刀的耐用度要高，尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如果刀具不耐用而磨损较快，不仅会影响零件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，从而降低零件的表面质量。

除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要。切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意加工质量的前提。

2．铣刀的种类

铣刀种类很多，这里只介绍几种在数控机床上常用的铣刀。

1）面铣刀如图2-2所示，面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。

高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=80～250mm，螺旋角β=10，刀齿数z=10～26。

硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高、加工效率高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体焊接式、机夹焊接式和可转位式三种(见图2-3)。

图2-2面铣刀

(a)整体焊接式(b)机夹焊接式(c)可转位式

图2-3硬质合金面铣刀

由于整体焊接式和机夹一焊接式面铣刀难以保证焊接质量，刀具耐用度低，重磨较费时,目前已逐渐被可转位式面铣刀所取代。

可转位式面铣刀是将可转位刀片通过夹紧元件夹固在刀体上，当刀片的一个切削刃用钝后，直接在机床上将刀片转位或更换新刀片。因此，这种铣刀在提高产品质量、加工效率、降低成本，操作使用方便等方面都具有明显的优越性，目前已得到广泛应用。

可转位式铣刀要求刀片定位精度高、夹紧可靠、排屑容易、更换刀片迅速等，同时各定位、夹紧元件通用性要好，制造要方便，并且应经久耐用。

2）立铣刀立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀，其结构如图2-4所示。立铣刀的圆