數(shù)控銑床加工中心加工技術(shù)（第二版）課件 4-4 結(jié)構(gòu)零件加工

1．了解外輪廓測量的常用量具。2．進(jìn)一步提高數(shù)控編程過程中的基點計算能力。3．進(jìn)一步提高內(nèi)外輪廓的編程能力。4．掌握數(shù)控加工過程中精度誤差產(chǎn)生的原因。5．掌握精加工余量的確定方法。任務(wù)4結(jié)構(gòu)零件加工通過完成任務(wù)，掌握以下知識和技能。某企業(yè)結(jié)構(gòu)零件的加工訂單，訂單數(shù)量為100件，零件圖如下，毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為90mm×90mm×10mm。加工過程中先以外輪廓為基準(zhǔn)裝夾加工內(nèi)輪廓，再以內(nèi)輪廓為基準(zhǔn)裝夾加工外輪廓，試編寫該零件數(shù)控加工程序并完成加工。本任務(wù)零件的加工主要涉及內(nèi)、外輪廓的加工，難點在于選擇合理的加工工藝要素來保證工件的各項加工精度，如工件的裝夾與找正、合理的銑削用量、合理的精加工余量、進(jìn)行精度檢測的量具等。1.銑削用量的合理選擇銑削用量包括銑削速度、進(jìn)給量、銑削深度及銑削寬度等。合理選擇銑削用量，對提高生產(chǎn)率，改善表面質(zhì)量和加工精度，都有著重要作用，銑削用量如圖所示。（1）銑削速度vc銑削速度是指在銑削過程中，銑刀的線速度。vc（m/min）的計算公式為：例在立式數(shù)控銑床上，用直徑為80mm的硬質(zhì)合金面銑刀以200m/min的銑削速度進(jìn)行銑削，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)整到多少？銑削速度vc的選擇（2）進(jìn)給量銑刀是多刃刀具，因此，進(jìn)給量有幾種不同的表達(dá)方式。1）每齒進(jìn)給量fz銑刀每轉(zhuǎn)過一個刀齒時在進(jìn)給運動方向上相對于工件的位移量稱為每齒進(jìn)給量（mm/z），它是選擇銑削進(jìn)給速度的依據(jù)。每齒進(jìn)給量的選擇見表2）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)與工件的相對位移（mm/r）。3）進(jìn)給速度vf銑刀相對于工件的移動速度，即單位時間內(nèi)的進(jìn)給量，單位為mm/min。三者之間的關(guān)系為：（3）銑削深度ap與銑削寬度ae銑削深度不同于車削時的背吃刀量，不是待加工表面與已加工表面的垂直距離，而是指平行于銑刀軸線測得的銑削層尺寸。銑削深度ap的選擇可參考表銑削寬度是指垂直于銑刀軸線測量的銑削層尺寸，如圖所示。粗加工的銑削寬度一般取刀具直徑的3/5～4/5，精加工的銑削寬度由精加工余量確定（精加工余量一次性銑削）。2.?精加工余量的選擇精加工余量是指精加工過程中所切去的金屬層厚度。通常情況下，精加工余量由精加工一次切削去除。確定精加工余量的方法主要有經(jīng)驗估算法、查表修正法和分析計算法三種方式。對于單件加工的零件，通常采用經(jīng)驗估算法或查表修正法來確定精加工余量。精加工余量推薦值見表，輪廓對應(yīng)單邊余量，孔對應(yīng)雙邊余量。

外輪廓類零件常用的測量量具主要有游標(biāo)卡尺、千分尺、萬能角度尺、90o角尺、半徑樣板、百分表（如下圖）等。游標(biāo)卡尺千分尺萬能角度尺90o角尺半徑樣板百分表3.?輪廓加工的檢測與質(zhì)量分析（1）檢測

游標(biāo)卡尺測量工件時，對工人的手感要求較高，測量時卡尺夾持工件的松緊程度對測量結(jié)果影響較大。因此，其實際測量時的測量精度不是很高。

千分尺的測量精度通常為0.01mm，測量靈敏度要比游標(biāo)卡尺高，而且測量時也易控制其夾持工件的松緊程度。因此，千分尺主要用于較高精度的輪廓尺寸的測量。

萬能角度尺和90o角尺主要用于各種角度和垂直度的測量，通常采用透光檢查法進(jìn)行測量。半徑樣板主要用于各種圓弧的測量，采用透光檢查法進(jìn)行測量。

百分表則借助于磁性表座進(jìn)行同軸度、跳動度、平行度等形位公差的測量。（2）輪廓加工精度及誤差分析輪廓銑削精度主要包括尺寸精度、形狀和位置精度及表面粗糙度。銑削加工過程中產(chǎn)生精度降低的原因是多方面的，在實際加工過程中，造成尺寸精度降低的常見原因見下表；影響因素序號產(chǎn)生原因裝夾與校正1工件裝夾不牢固，加工過程中產(chǎn)生松動與振動2工件校正不正確刀具3刀具尺寸不正確或產(chǎn)生磨損4對刀不正確，工件的位置尺寸產(chǎn)生誤差5刀具剛度差，刀具加工過程中產(chǎn)生振動數(shù)控銑尺寸精度降低原因分析（轉(zhuǎn)下頁）影響因素序號產(chǎn)生原因加工6銑削深度過大，導(dǎo)致刀具發(fā)生彈性變形，加工面呈錐形7刀具補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置不正確8精加工余量選擇過大或過小9切削用量選擇不當(dāng)，導(dǎo)致切削力、切削熱過大，從而產(chǎn)生熱變形和內(nèi)應(yīng)力工藝系統(tǒng)10機(jī)床原理誤差11機(jī)床幾何誤差12工件定位不正確或夾具與定位元件制造誤差

注：表中工藝系統(tǒng)所產(chǎn)生的尺寸精度降低可通過對機(jī)床和夾具進(jìn)行調(diào)整來解決。而前面三項對尺寸精度的影響因素則可以通過操作者正確、細(xì)致的操作來解決。數(shù)控銑形位精度誤差降低分析影響因素序號產(chǎn)生原因裝夾與校正1工件裝夾不牢固，加工過程中產(chǎn)生松動與振動2夾緊力過大，產(chǎn)生彈性變形，切削完成后變形恢復(fù)3工件校正不正確，造成加工面與基準(zhǔn)面不平行或不垂直刀具4刀具剛度差，刀具加工過程中產(chǎn)生振動5對刀不正確，位置精度誤差過大加工6銑削深度過大，導(dǎo)致刀具發(fā)生彈性變形，加工面呈錐形7切削用量選擇不當(dāng)，導(dǎo)致切削力過大，從而導(dǎo)致工件變形工藝系統(tǒng)8夾具裝夾找正不正確9機(jī)床幾何誤差10工件定位不正確或夾具與定位元件制造誤差在實際加工過程中，造成形狀和位置精度降低的常見原因見下表。數(shù)控銑表面粗糙度質(zhì)量降低的原因分析影響因素序號產(chǎn)生原因裝夾與校正1工件裝夾不牢固，加工過程中產(chǎn)生振動刀具2刀具磨損后沒有及時修磨3刀具剛度差，刀具加工過程中產(chǎn)生振動4主偏角、副偏角及刀尖圓弧半徑選擇不當(dāng)加工5進(jìn)給量過大，導(dǎo)致殘留面積高度增大6切削速度不合理，產(chǎn)生積屑瘤7銑削深度（精加工余量）過大或過小8Z向分層切削后沒有進(jìn)行精加工，留有接刀痕跡9切削液選擇不當(dāng)或使用不當(dāng)10加工過程中刀具停頓加工工藝11工件材料熱處理不當(dāng)或熱處理工藝按排不合理12采用不適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給路線，精加工采用逆銑在實際加工過程中，造成表面粗糙度質(zhì)量降低的常見原因見下表。一、加工準(zhǔn)備1．選擇數(shù)控機(jī)床本任務(wù)選用的機(jī)床為TH7650型FANUC0i系統(tǒng)加工中心。2．選擇刀具及切削用量加工內(nèi)輪廓時，選擇φ10mm硬質(zhì)合金立銑刀進(jìn)行粗、精加工，Z向采用預(yù)鉆孔方式垂直切深進(jìn)刀，銑削用量推薦值如下：主軸轉(zhuǎn)速n=4000～5000r/min；進(jìn)給速度f=800～1200mm/min；銑削深度ap=10mm，粗加工銑削寬度取ae=2.5mm，精加工余量取0.5mm。加工外輪廓時，選擇φ16mm硬質(zhì)合金立銑刀進(jìn)行粗、精加工，銑削用量推薦值如下：主軸轉(zhuǎn)速n=3000～4000r/min