凸座零件的数控铣削工艺与编程(4)

图11 鼓形铣刀

4.4.2铣削刀具的基本要求

1）为了提高生产率，尽可能的取用大的切削用量，适合数控铣削加工中切削用量不容易调整的问题，需要选择铣刀的刚性较好。

2）因为数控机床中的刀具加工的内容很多，若刀具的寿命短，磨损很快，会对数控加工的表面质量和加工精度造成很大的影响。会造成对刀和调刀的次数的增加，而且在工件表面会留下因为对刀而留下的台阶，使得工件表面的质量降低，增大了工件的报废率。

4.4.3平面加工刀具的选择

平面的加工在进行上下表面的铣削时，因工件的表面宽度为100mm，为了节约铣削时间，提高生产效率，故采用Φ80mm的面铣刀，取F=360mm/min。 4.4.4凸台轮廓以及台阶面加工刀具的选择

凸台外轮廓采用Φ8mm的立铣刀，之后采用Φ80mm的面铣刀加工台阶面。为满足尺

寸精度与表面粗糙度的要求，先粗铣留有0.5mm的加工余量再用Φ10mm的面铣刀进行精铣。外轮廓加工中，取F=400mm/min,台阶面加工时，粗铣Φ80mm面铣刀的F=400mm/min，精铣Φ10mm面铣刀的取F=200mm/min。 4.4.5孔加工以及螺纹加工的刀具选择

在孔加工的固定循环当中，刀具的运动轨迹主要由六个动作：

（1）快速进刀并定位到孔加工的坐标点，此动作一般在X轴和Y轴所组成的平面进行。

（2）刀具自程序起始点快速进刀至孔的位置上方，此过程在Z轴轴向运动。 （3）采用切削进给的方法执行孔加工程序。 （4）在孔加工的孔底进行必要的动作。

（5）将刀具快速撤回至孔的上方，继续孔的精加工。

（6）在孔加工过程中，加工完成后刀具一般回到初始点，以防止失误操作造成工件报废。

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扩Φ30mm的孔至Φ28mm刀具选择Φ28mm的钻头，然后粗镗Φ30mm孔至Φ29.95mm，选用镗刀。扩孔时取F=60mm/min，镗孔取F=120mm/min，铰孔时取F=40mm/min。

钻4XM16的螺孔先采用Φ4mm的中心钻然后采用Φ14.2mm的钻头钻孔至Φ14.2mm，用Φ28mm的钻头进行4XM16的倒角，最后采用M16的螺纹刀铣出4XM16的螺纹孔。钻孔时F=40mm/min，螺纹加工时F=20mm/min。 4.4.6对刀的方法

(1）首先试切断面，调出数控系统的刀偏角，输入数值0.000，即把工件坐标系的原点建立在工件的右端面上；

(2）用车刀将材料外围Z向切去一定的尺寸，即试切外围，再用游标卡尺测量切削后的外圆直径，把测得的数据输入刀偏表中；

(3）对刀完成后，即工件的右端点中心为工件坐标系的原点，也是编程原点。

表1 刀具的选择

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

加工内容 粗铣上端面，留余量0.5mm 精铣上端面直至尺寸50mm 粗铣台阶面，留余量0.5mm 精铣台阶面直至尺寸 粗铣凸台外轮廓，留余量0.5mm 精铣凸台外轮廓直至尺寸 打孔，钻Φ30mm的孔中心 打孔，将Φ30mm的孔钻至Φ28mm 粗镗，将Φ30mm的孔扩至Φ29.95mm 精镗Φ30mm的孔直至尺寸 钻4XM16螺纹中心孔 钻4XM16螺孔至Φ14.2mm 铣4XM16螺孔至尺寸 外轮廓加工 12

刀具编号 T01 T01 T02 T03 T04 T04 T08 T05 T06 T07 T08 T09 T10 T04 刀具规格 Φ80mm面铣刀 Φ80mm面铣刀 Φ80mm面铣刀 Φ10mm面铣刀 Φ8mm立铣刀 Φ8mm立铣刀 Φ6mm中心钻 Φ28mm钻头 镗刀 镗刀 Φ6mm中心钻 Φ14.2钻头 M16螺纹刀 Φ8mm立铣刀 备注

4.5切削液的选择

切削液是指在加工过程当中，用来起到冷却和润滑作用的工业用液体。切削液具有良好的冷却、润滑、防锈、除油清洗、防腐等作用。乳化液、半合成切削液和全合成切削液三种均为水基切削液。合理的选择加工切削液可以起到润滑、冷却、清洗、防锈等作用本设计当中，粗精加工交错进行，又有钻孔，螺纹加工，因此，需要兼顾冷却与润滑作用，故选择乳化切削液，可以很好地满足加工要求。

4.6量具的选择

量具是指在直接或者间接获得被测对象目标值的工具、仪器或者仪表等。计量器具主要为量具和量仪两种，量具用来进行简单的长度或者尺寸测量，量仪则是进行复杂的测量，一般应用于实验室中的测量。

工件的长度可以采用钢尺进行测量以获得；内外径的尺寸以及深度等采用分度值为0.02的游标卡尺进行测量。千分尺应用于测量精度要求较高的部位；百分尺应用于垂直度的测量。

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5 加工程序

5.1建立工件加工坐标系

工件坐标系中的坐标轴和运动方向命名的规则为：

在机床加工时，始终以工件为静止的，刀具是运动的为准则； 机床中的坐标系应当使用右手直角笛卡尔坐标系确定；

在数控加工当中，运动方向正方向始终以刀具远离工件的运动方向为正向。 在本设计当中，根据以上工件坐标系建立的原则，凸座零件加工工件坐标系选取工件的A点为坐标原点，建立如下图所示坐标系，选取工件上表面10mm处（Z60）做起始平面，选距离台阶表面上4mm处为R点平面。

图12 加工坐标系

5.2加工程序

5.2.1数控编程的内容与步骤

数控编程的主要内容为：分析图样零件，进行工艺处理和数据计算，编写零件加工程序，校对程序并首切工件。

数控编程的步骤：

(1)分析图样 数控编程由零件分析切入，对于被加工零件的几何形状、加工精度、表面质量、使用材料和热处理等方面进行全面、彻底的分析，以便在之后的加工中选择最优的加工工艺处理。

(2)工艺处理 工艺处理的内容包括：加工方案的确定，坐标原点的选择、对刀点和刀架转位换刀时的位置的确定、进给路线的合理选择、切削液的启动要求等。

(3)数值计算 由工件的尺寸数据，根据之前确定的坐标系和进给路线，计算出加工时刀具的轨迹，得到刀位数值。

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(4)手工编程，根据加工时刀具的轨迹和加工指令代码与程序段格式，便可推算出工件加工的程序清单

(5)程序的输入、校验与首件试切。 5.2.2数控加工工序卡 工步号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 工步内容 刀具号 T01 T01 T02 T03 T04 T04 T08 T05 T06 T07 T08 T09 T10 T04 刀具规格 主轴速度/mm 300 400 210 400 300 300 400 300 500 500 400 400 900 180 进给速度/mm 360 400 400 200 200 200 200 60 120 200 40 30 20 40 背吃刀量/mm 4 4 0.5 0.5 5 5 4 4 0.8 0.8 1.2 4 6 4 备注 粗铣上端面 精铣上端面 粗铣台阶面 精铣台阶面 粗铣凸台外轮廓 精铣凸台外轮廓 打孔 扩孔 粗镗 精镗 钻螺纹中心孔 扩螺纹中心孔 铣4XM16螺孔 外轮廓加工 Φ80mm面铣刀 Φ80mm面铣刀 Φ80mm面铣刀 Φ10mm面铣刀 Φ8mm立铣刀 Φ8mm立铣刀 Φ6mm中心钻 Φ28mm钻头 镗刀 镗刀 Φ6mm中心钻 Φ14.2钻头 M16螺纹刀 Φ8mm立铣刀 5.2.3凸座零件的加工程序清单

凸座零件的加工程序清单（FANUC 0i系统）如下： 上端面加工 0001

N01 G54 G90 调用G54坐标绝对尺寸 N02 T01 M06 换1号刀具

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