〔大学论文〕板类配合件的数控加工工艺设计（含word文档） .pdf

毕业设计（论文）毕业设计（论文）毕业设计（论文）毕业设计（论文） 标题：板类配合件的数控加工工艺设计 学生姓名： 系部： 专业： 班级： 指导教师： 企业专家: 目录 摘要 1板类配合件的工艺分析 1.1零件结构的分析 1.2毛坯、加工余量分析 1.3精度分析 1.4定位基准分析 2板类配合件的加工工艺过程设计 2.1数控机床选择 2.2夹具和装夹方案的选择 2.3工序方案的确定 2.4板料凸件加工工步顺序的安排 2.5板料凹件加工工步顺序的安排 2.6刀具的选择方案 2.7铣削用量的确定 2.8冷却液的选择 2.9凸件凹见的铣削下刀方式 2.10 编写工艺文件 3配合零件质量检验及分析 结论 参考文献 附录 后记 摘要 随着数控技术的发展， 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化， 使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它 对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。随着科技的发展，数控 技术也在不断的发展更新，现在数控技术也称计算机数控技术，加工软件的更新快， cad/cam 的应用是一项实践性很强的技术。如像 ug , pro/e , cimitron , mastercam ,caxa 制造工程师等。 数控技术是技术性极强的工作，尤其在模具领域应用最为广泛，所以这要求从业 人员具有很高的机械加工工艺知识，数控编程知识和数控操作技能。本文主要通过 铣削加工薄壁配合件的数控工艺分析与加工，综合所学的专业基础知识，全面考虑 可能影响在铣削、钻削、绞削加工 中的因素，设计其加工工艺和编辑程序，完成配 合要求。 关键词:铣削、钻削、绞削、 cad/cam 薄壁板类配合件零件加工 1.零件加工工艺的分析 1.1零件结构的分析 如 1-1、1-2 图所示轮廓加工、板件凸、凹件加工及钻孔等。由于典型零件需要配 合的薄壁零件，形状比较简单，但是工序复杂，表面质量和精度要求高，所以从精度要求上 考虑，定位和工序安排比较关键。为了保证加工精度和表面质量，根据毛胚质量（主要是指 形状和尺寸），分析采用两次定位（一次粗定位，一次精定位）装夹加工完成，按照基准面 先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原则依次划分工序加工.。 凸件1-1 凹件 1-2 1.1.1.1.2 毛坯、加工余量分析 （1）毛坯分析 根据零件的设计和运用领域等方面，零件材料、性能以及学校现有的设备 要求，选择零件的材料，板料钢件为未经淬硬处理的 45 钢锻件。 材料名称:优质碳素钢，gb699-88。 退火钢抗拉强度:600(mpa)； 屈服强度:355(mpa)； 延 长 率:16%断面收缩率:40%； 布氏硬度:197（hb） ； 特性及应用:未热处理时：hb229，热处理：正火。强度较高，塑性和韧 性尚好，最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，用于制作承受负荷较大的小截 面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零 件。 根据情况尽量使各个表面上的余量均匀。由于零件凹模 1-2、凹模1-3图样 尺寸为150mm120mm25mm，所以选择毛坯尺寸为 160mm130mm30mm 的毛料。 （2）加工余量的分析 根据精度要求，该图的尺寸精度要求较高，即需要有余量的计算，正确规定加工余量 的数值，是完成加工要求的重要任务之一。一般加工余量的大小决定于下列因素: 1表面粗糙度（ra）； 2材料表面缺陷层深度（ta）； 3空间偏差； 4表面几何形状误差； 5装夹误差（zj）； 6实际的加工要求和材料性能。 在具体确定工序的加工余量时，应根据下列条件选择大小： 1对最后的加工工序，加工余量应达到图纸上所规定的表面粗糙度和精度要求； 2考虑加工方法、设备的刚性以及零件可能发生的变形； 3考虑零件热处理时引起的变形； 4考虑被加工零件的大小，零件愈大，由于切削力、内应力引起的变形也会增加，因此要 求加工余量也相应地大一些。 1.3精度分析 该零件的尺寸公差都比较高，在 0.020.03mm 之间，且凸件薄壁厚度为 0.96mm，区域面积较大，表面粗糙度也比较高，达到了 ra1.6um,比较难加工， 加工时极易产生变形， 处理不好可能会导致其壁厚公差及表面粗糙度难以达到要 求，所以必须合理的确定加工余量。 1.4定位基准分析 定位基准是工件在装夹定位时所依据的基准。该零件首先以一个毛坯件的 一个平面为粗基准定位，将毛料的精加工定位面铣削出来，并达到规定的要求和 质量，作为夹持面，再以夹持面为精基准装夹来加工零件，最后再将粗基准面加 工到尺寸要求。 2.板料配合件的加工工艺过程设计 2.1机床选择 选用加工中心 加工中心加工柔性比普通数控铣床优越，有一个自动换刀的伺服系统，对 于工序复杂的零件需要多把刀加工，在换刀的时候可以减少很多辅助时间，很方 便，而且能够加工更加复杂的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成为关 键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意 想不到的效果。 工作台面尺寸 （长宽） 4051307（mm）主轴锥孔/刀柄形式 24iso40/bt40 （mas403） 工作台最大纵向行程650mm主配控制系统fanuc0imate-mc 工作台最大横向行程450mm换刀时间（s）6.5s 主轴箱垂向行程500mm主轴转速范围606000( r/min) 工作台t型槽 （槽数-宽度间距） 5-1660mm快速移动速度10000（mm/min） 主电动机功率5.5/7.5（kw）进给速度5800（mm/min） 脉冲当量（mm/脉冲）0.001工作台最大承载(kg)700kg 机床外形尺寸 (长宽高)(mm) 2540mm2520mm 2710mm 机床重量(kg)4000kg 2.2夹具和装夹方案的选择 （1）夹具的选择 机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施 工或检测的装置称为夹具，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何 工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊 接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。在机床上加工工件时，为使 工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置 精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位） 、夹牢（夹紧） 。 夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置） 、夹紧装置 、 对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置 （ 使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移 动分度装置两类） 、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。 夹具种类按使用特点可分为： 万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大 的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺 寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。 专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制 造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有 车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、 镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床 自动线上的移动式夹具） 。 可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。组合夹具。由不同形 状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常 更换的单件、小批生产以及临时任务。 （2 2）装夹方案的选择 在确定装夹方案时，只需根据已选定的加工表面和定位基准定工件的定位夹紧方式，并 选择合适的夹具。在选用夹具时，在能用普通夹具装夹加工的尽可能的选用普通夹具，在经济 效应上可以减少成本的开支。数控机床上用的夹具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用 度好等要求，所以我根据零件的形状考虑选择平口钳。此时，主要考虑以下几点： 1夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开； 2必须保证最小的夹紧变形； 3装卸方便，辅助时间应尽量短； 4对小型零件或工序时间不长的零件，可以考虑在工作台上同时装夹几件进行加工， 以提高加工效率； 5夹具结构应力求简单； 6夹具应便于与机床工作台及工件定位表面间的定位元件连接。 该零件形状规则，四个侧面较光整，加工面与加工面之间的位置精度要求不高。所以以 底面和两个侧面作为定位，用虎钳从工件侧面夹紧。 使用注意事项： 1夹紧工件时要松紧适当，用手板紧手柄，不得借助其他工具加力。 2强力作业时，应尽量使力朝向固定钳身。 3不许在活动钳身和光滑平面上敲击作业。 4对丝杠、螺母等活动表面应经常清洗、润滑，以防生锈 3-2平口虎钳 平口虎钳夹具参数 产品名 称 型号 钳口宽度 （mm） 钳口高度 （mm） 钳口最大张 开度（mm） 定位键宽 度（mm） 外形尺寸长宽 高（mm） 平口虎 钳 q121601605016018500300200 2.3工序方案的确定 根据零件图样和技术要求，制定一套加工用时少，经济成本花费少，又能保 证加工质量的工艺方案。下面分析这套工艺方案。 通常毛料未经任何处理时，外表有一层硬皮，硬度很高，很容易磨损刀具， 在选择走刀方式时加以考虑选择逆铣， 还用毛刺， 装夹前应进行钳工去毛刺处理， 再以面作为粗基准加工精基准定位面。 凸件： 铣削底面面和侧面 铣夹持面粗铣上平面精铣上平面粗铣内轮廓（挖槽）粗铣槽内凸台 手动去除槽内多余残料粗铣槽内圆弧槽粗铣外轮廓粗铣凸台手动去 除多余残料精铣槽内凸台精铣槽内圆弧槽半精铣内轮廓半精铣外轮廓 精铣凸台精铣槽面精铣内轮廓精铣外轮廓钻孔胶孔翻面铣掉夹 持面。 凹件： 铣夹持面粗铣上平面精铣上平面粗铣内轮廓 （挖槽）手动去除槽内 多余残料粗铣定位槽精铣槽底面精铣内轮廓和倒圆角精铣定位槽钻 孔胶孔翻面铣掉夹持面。 方案的加工顺序是先里后外，先粗后精，先面后孔的方法划分加工步骤， 由于轮廓薄壁太薄，对其划分工序考虑要全面，先对受力大的部位先加工，对剩 余部粗铣后就开始精加工。由于粗精加工同一个部位都用的不是同一把刀，所以 选择加工方案要综合考虑。 2.4板料凸件加工工步顺序的安排 （1） 上表面加工 因下表面的精度要求不高，所以以底面作为基准，粗、精加工上平面, 以 底面作为基准先粗铣外轮廓尺寸精度可达 it7 级it8 级， 表面粗糙度可达 12.5m50m 。 再精铣外轮廓，精度可达 it7 级it8 级，表面粗糙度可达 0.83.2m。因此采用粗、精铣顺序。 （2） 槽轮廓、槽内岛屿和圆弧槽的加工 1根据槽轮廓尺寸要求、圆弧曲率及其加工精度要求可知：轮廓精度要求 很高， 公差要求为 0.03mm, 表面粗糙度 1.6um,壁厚 0.96， 依其深度分层粗加工， 留有合适的加工余量，所以要采用粗加工半精加工精加工方案来加工完成， 以满足加工要求。 2槽内岛屿加工只对表面质量有较高要求，在粗加工时留 0.3mm 的余量， 采用同一把刀粗加工，依其深度分层粗加工，采用同一把刀精加工，减少换刀时 间和增加刀具误差。采用粗加工精加工方案来加工完成，以满足加工要求。 在 倒圆角上，还要用到球形刀具，考虑行距的大小。 3圆弧槽的加工没做什么要求，只对其深度尺寸限有公差，要求不高，但 还是要进行粗、精铣削加工，刀具尺寸最大有所限制，所以选择10 的立铣刀， 同前面加工可以选同一把10 粗加工刀具、另一把10 精加工刀具。 （3） 外轮廓、凸台的加工 1外轮廓的加工要求比内轮廓要求高，采用同样的方法加工，同一规格 10 的立铣刀，粗加工半精加工精加工方案，只是在加工时要小心一点。 2凸台的尺寸要求和表面质量也要求比较高，依其深度分层粗加工，留有 0.3mm 的精加工余量。还有 c2 的倒角，要用到球形刀具，考虑行距的大小。 （4） 中间底面的加工 底面的表明质量要求高，考虑到铣面程序不好编辑，计算注意会产生过切的 地方。 （5） 孔加工 通孔10mm， h7 的公差， ra1.6u m 粗糙度。 通孔26mm， 0.022 的公差， ra1.6 粗糙度，所以先钻孔，再胶孔才能完成加工达到要求。 2.5板料凹件加工工步顺序的安排 （1）上表面和外轮廓加工 凹模上表面和外轮廓加工方案与凸模的加工方案大致一样。 （2）凹槽加工 两个凹槽的要求都比较高，凹槽的深度要求为 8-10mm，需要分层加工，公 差为有要求高的和低的，表面粗糙度都是 ra1.6u m，因此采用粗加工半精加 工精加工方案完成，以满足加工要求。凹槽的圆弧最小曲率半径为 8mm，所以 在选择加工刀具时应选用半径小于 8mm 的铣刀。 （3）孔的加工方案 通孔10mm，h7 的公差，ra1.6u m 粗糙度，加工方法跟凸件一样，先钻孔， 后胶孔。 2.6刀具的选择方案 结合零件图分析，该零件有平面和型腔内的圆弧、倒角、倒圆角、孔及槽 特点，加工工序复杂。为减少换刀和对刀时间，减少换刀带来的误差，提高加工 效率，粗、精加工尽可能选用同一把刀具，保证良好精度要求。结合我院机床的 实际情况，采用加工中心进行加工。加工中心 kvc650。 刀具材料应具备的性能： 希望具备的性能 作为刀具使用时的性 能 希望具备的性能作为刀具使用时的性能 高硬度（常温及高温状 态） 耐磨损性化学稳定性良好耐氧化性耐扩散性 高韧性（抗弯强度）耐崩刃性耐破损性低亲和性 耐溶着、凝着（粘刀） 性 高耐热性耐塑性变形性磨削成形性良好刀具制造的高生产率 热传导能力良好 耐热冲击性耐热裂纹 性 锋刃性良好 刃口锋利表面质量好微 小切削可能 对刀具的基本要求： （1）刀刚性要好。铣刀刚性要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； （2）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，从而降低了 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。切削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。 具体选择的刀具将在工艺 文件里表现出来。 2.7铣削用量的确定 (1) 主轴转速的确定 主要根据允许的切削速度 vc(m/min)选取： n= d vc 1000 其中 vc-切削速度 d-工件或刀具的直径（mm） 由于每把刀计算方式相同，现选取 10mm 的立铣刀为例说明其计算过程。 根据切削原理可知，切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、 刀具的材料和刀具耐用度等因素。 铣削时切削速度 工件材料硬度/hbs 切削速度 c v/ (m/min) 高速钢铣刀硬质合金铣刀 钢 225184266150 225325123654120 3254256213675 铸铁 190213666150 1902609184590 1603204.5102130 铝70120100200200400 黄铜53562050100180 从理论上讲， c v的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可以避 免生成积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具 等的限制，综合考虑： 取粗铣时： c v=150m/min 精铣时 ： c v=200m/min 代入公式中： 粗 n = 1014 . 3 1501000 =4777r/min 精 n = 1014 . 3 2001000 =6369.4r/min 计算的主轴转速 n 要根据机床有的或接近的转速选取 取 粗 n=4777 r/min 精 n=6369 r/min 同理计算20 立铣刀： 取 粗 n=2389r/min 精 n= 3185 r/min （2） 进给速度的确定 粗加工的时候一般尽量可能的最大每齿进给速度，每齿进给速度的取值主 要考虑刀具的强度， 对于立铣刀而言， 直径越大， 刀刃越多， 其刀具强度就越大， 允许取的每齿进给速度也越大;在一定的每齿进给速度，切削深度，切削宽度的 取值过大， 将会导致切削力过大， 一方面可能会超出机床的额定负荷或损坏刀具; 另一方面，如果切削速度也较大，可能会超出机床额定功率。通常如果切削深度 必须取大值的时候，切削宽度就必须取很小的值。曲面轮廓的精加工的每齿进给 速度、切削深度、切削宽度一般比较小，切削力很小，因此取很高的切削速度也 不会超出机床的额定功率。粗加工的时候，过高切削度主要引起温度和切削功率 过大，精加工的时候过高的切削速度主要爱温度的限制。通常，铣刀材料、工件 材料、刀具耐用度一定，允许的浓度就一定，因此极限切削线速度也一定。 切削进给速度 f 时切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移， 单位 mm/min。它与铣刀的转速 n、铣刀齿数 z 及每齿进给量 z f （mm/z）的关系 为: f= z f zn 每齿进给量 z f 的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗 糙度值等因素。工件材料的强度和硬度越高， z f 越小，反之则越大；工件表面 粗糙度值越小， z f 就越小；硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。 刀每齿进给量 z f 工件材料 每齿进给量 z f /（mm/z） 粗铣精铣 高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀 钢0.100.150.100.25 0.020.050.100.15 铸铁0.120.200.150.30 铝0.060.200.100.250.050.100.020.05 综合选取：粗铣 z f =0.06 mm/z 精铣 z f =0.03mm/z 铣刀齿数 z=3 上面计算出： 粗 n =4777 r/min 精 n =6369 r/min 将它们代入式子计算。 粗铣时：f=0.0634777 =860mm/min 精铣时：f=0.0336369 =573mm/min 切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手动 调整，以获得最佳切削状态。 （3）背吃刀量的确定 背吃刀量是根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下， 应 尽可能使被吃刀量等于工件的加工余量， 这样可以减少走刀次数， 提高生产效率。 为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般留 0.20.5mm。 总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验 用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应， 以 形成最佳切削用量。 2.8冷却液的选择 由于在切削加工过程中，被切削层金属的变形、切屑与刀具前面的摩擦和 工件与刀具后面的摩擦要产生大量的热切削热。大量的切削热被工件吸收 9%30%、切屑吸收 50%80%、刀具吸收 4%10%，其余由周围介质传出，而在 钻削时切削热有 52%传入麻花钻。 由于热胀冷缩的原理，工件和刀具吸收了一部分的热量，工件和刀具产生 变形最终影响加工精度。如果大量的切削热传入刀具，容易使刀具损坏造成 “烧刀”的现象。为了提高加工零件的精度和刀具的耐用度及使用寿命，在切削 加工过程中必须使用冷却液对工件和刀具进行冷却，以避免造成“烧刀”的现象 和零件精度的影响。而且对不同的加工材料要使用的冷却液不尽相同。 通过查询资料知道常用的冷却液主要有以下三种： 表 4-1常用冷却液 冷却液名称主要成份主要作用 水溶液水、防锈添加剂冷却、清洗 乳化液水、油、乳化剂冷却、润滑、清洗、防锈 切削油 矿物油、动植物油、 极压添加剂或油性 润滑、防锈 从工件材料考虑，考虑到冷却液作用和价格，选择乳化液可以满足要求。 从刀具材料考虑，硬质合金刀具一般采用乳化液作为冷却液，其冷却效果很好。 综合以上的种种分析，采用乳化液作为冷却液效果很好。它的主要作用： 冷却、润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。 2.9凸件凹件的铣削下刀方式 本文对数控铁削加工中的轮廓加工、挖槽和型腔加工等不同加工类型进刀 方式的选择作了有针对性的说明和总结，通过分析各种进刀方式的特点和适用 性，给出了提高加工效率和零件表面质量的措施.对于实际生产具有较强的指导 作用。 数控加工对加工工艺有着特殊的要求。数控加工中对工艺问题处理得好坏， 将直接影晌数控加工的质量和效率。而在各种型面的数控铣削中，合理地选择切 削加工方向、进刀切入方式是很重要的，因为两者将直接影响零件的加工精度和 加工效率。 （1） 轮廓加工中的进刀方式 1、法线进刀和切线进刀 轮廓加工进刀方式一般有两种:法线进刀和切线进刀，如图 1（a）所示。 由 于法线进刀容易产生刀痕，因此一般只用于粗加工或者表面质量要求不高的工 件。法线进刀的路线较切线进刀短，因而切削时间也就相应较短。 图 1 法线进刀与切线进刀方式 在一些表面质量要求较高的轮廓加工中，通常采用加一条进刀引线再圆弧 切入的方式，使圆弧与加工的第一条轮廓线相切，能有效地避免因法线进刀而产 生刀痕，如图 1（b）所示。而且在切削毛坯余量较大时离开工件轮廓一段距离 下刀再切入，很好地起到了保护立铣刀的作用。 需要说明的是:在手工编写轮廓 铣削程序时为了编程的方便，或者为了弥补刀具的磨损，常常采用刀补方式进行 编程，即在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按图样尺寸编程，再在加工时输 入刀具的半径(或补偿量)至指定的地址进行加工。 但要注意切入圆弧的 r 值需大 于所使用的刀具半径 r，否则无法建立补偿而出现报警。至于进刀引线的长短则 要根据实际情况计算，但要注意减少空刀的行程。 2、非典型轮廓加工中的进刀方式 在对于一些非典型轮廓的加工，采用切线进退刀的同时，还应沿轮廓走多 一个重叠量 l，可以有效避免因进刀点和退刀点在同一位置而产生的刀痕。重叠 量 l 一般取 12mm 即可，如图 4 所示。 图 4 切削重叠量 （2） 、挖槽和型腔加工中的进刀方式 对于封闭型腔零件的加工，下刀方式主要有垂直下刀、螺旋下刀和斜线以 下刀三种，下面就如何选择各下刀方式进行说明。 1垂直下刀 1小面积切削和零件表面粗糙度要求不高的情况； 使用键槽铣刀直接垂直下刃并进行切削。虽然键槽铣刀其端部刀刃通过铣 刀中心，有垂直吃刀的能力，但由于键槽铣刀只有两刃切削，加工时的平稳性也 就较差，因而表面粗糙度较低;同时在同等切削条件下，键槽铁刀较立铁刀的每 刃切削量大，因而刀刃的磨损也就较大，在人面积切削中的效率较低。所以， 采 用键槽铣刀直接垂直下刀并进行切削的方式， 通常只用于小面积切削或被加工零 件表面粗糙度要求不高的情况。 2大面积切削和零件表面粗糙度要求较高的情况。 大面积的型腔一般采用加工时具有较高的平稳性和较长使用寿命的立铣刀 来加工，但由于立铣刀的底切削刃没有到刀具的中心，所以立铣刀在垂直进刀时 没有较大切深的能力，因此一般先采用键槽铣刀(或钻头)垂直进刀后，再换多刃 立铣刀加工型腔。在利用 cam 软件进行编程的时候，一般都会提供指定点下刀的 选项。 2螺旋下刀 螺旋下刀方式是现代数控加工应用较为广泛的下刀方式，特别是模具制造 行业中应用最为常见。刀片式合金模具铣刀可以进行高速切削，但和高速钢多刃 立铣刀一样在垂直进刀时没有较大切深的能力。但可以通过螺旋下刃的方式(图 7 所示)，通过刀片的侧刃和底刃的切削，避开刀具中心无切削刃部分与工件的 干涉，使刃具沿螺旋朝深度方向渐进，从而达到进刀的目的。这样，可以在切削 的平稳性与切削效率之间取得一个较好的平衡点。 图 7 螺旋下刀方式 螺旋半径的大小一般情况下应大于刀具直径的 50%，但螺旋半径过大，进刀 的切削路程就越长，下刀耗费的时间也就越长，一般不超过刀具直径的大小， 螺 距的数值要根据刀具的吃深能力而定，一般在 0.51 之间:第二层进刀高度一般 等于第一层下刀高度减去慢速下刀的距离即可。螺旋下刀也有其固有的弱点， 比 如切削路线较长、 在比较狭窄的型腔加工中往往因为切削范围过小无法实现螺旋 下刀等，所以有时需采用较大的下刀进给或钻下刀孔等方法来弥补，所以选择螺 旋下刀方式时要注意灵活运用。 3斜线下刀 斜线下刀时刀具快速下至加工表面上一个距离后，改为以一个与工件表面 成一角度的方向，以斜线的方式切入工件来达到 z 向进刀的目的，通常用于因范 围的限制而无法实现螺旋下刀时的长条形的型腔加工。斜线下刀主要的参数有: 斜线下刀的起始高度切入斜线的长度、切入和反向切入角度。起始高度一般设在 加工面上方 0.51mm 之间，切入斜线的长度要视型腔空间大小及铣削深度来确 定，一般是斜线愈长，进刀的切削路程就越长，切入角度选取得越小，斜线数增 多，切削路程加长，角度太大，又会产生不好的端刃切削的情况，选 530 之间为宜。通常进刀切入角度和反向进刀切入角度取相同的值。 图 10 切入和反向切入角度 综上所述，正确理解数控铣削加工中各种进刀方式的特点和适用范围，同时 在编程中设置合理的切削参数，对提高加工效率及零件表面质量有着重要的影 响，如避免接刀痕、过切等现象的发生以及保护刀具等都有重要的意义。 所以，根据上面提到的下刀方式，我具体的下刀方式采用如下： 凸件： 1槽内轮廓深度不是很深，区域比较大，采用螺旋下刀比较好一点，减少 换用其他刀具的时间。精加工用其切线进刀，切线退刀，防止接刀痕的产生。 下 面也是一样。 2槽内凸台粗、精加工就直线进刀，在空档的位置垂直下刀。 3圆弧槽的深度不是很深，粗加工采用极坐标螺旋下刀，精加工就直接下 刀，直线进刀。 4外轮廓深度也不是很深，可以在外面直接垂直下刀，直线切入，精加工 也一样。 5凸台跟外轮廓一样，采用的方法相同。 6钻孔和胶孔就直接垂直下刀啦 凹件： 1槽轮廓区域内没有岛屿，可以螺旋下刀，精加工下刀方式跟凹件一样。 2开放式槽直接在工件外下刀，在轮廓延长线切入切出。 3钻孔和胶孔就直接垂直下刀。 2.10编写工艺文件 (1)凸件的工艺卡卡 株洲职业技术学院数控加工工艺卡 材料 生产 类型 零件名 称 加工设备 45 钢单件 板料凸 件 kvc650 工 序 号 刀具 加 工 内 容 加 工 参 数 刀具 号 刀具名 称 刀具直 径 (mm) 进给速 度 (mm/min ) 主轴转 速 (r/min) 背吃刀 量 n1备料 160mm130mm30 mm n2t01盘形铣刀80装夹，粗铣基准面 a n3t02r 立铣刀16r2粗铣定位测面 n4t01装夹，粗精铣基准面 b n5t03立铣刀10 粗铣薄壁内轮廓、 薄壁内凸 台轮廓、薄壁内圆弧槽， 粗铣薄壁外轮廓、 薄壁外凸 台轮廓 n6t02r 立铣刀16r2 手动去除薄壁内外大部分 余料， 加工四方轮廓形状（粗） n7t04立铣刀10 精加工薄壁内圆弧槽， 半精 加工薄壁内轮廓、 薄壁内凸 台轮廓、薄壁外轮廓、薄壁 外凸台轮廓 n8t05立铣刀16 精铣薄壁内底面、薄壁 内凸台顶面、薄壁外凸 台顶面、薄壁外底面、 四方轮廓面 n9t04立铣刀10 精加工薄壁内轮廓、 薄壁外 轮廓、薄壁内凸台轮廓、 薄 壁外凸台轮廓 n10t06球头铣刀12倒圆角 r3、倒角 c2 n11t07中心钻2钻中心孔 n12t08钻头25.6钻26 的通孔 n13t09绞刀26绞26 的孔 n14t10钻头9.8钻10 的通孔 n15t11绞刀10绞10 的孔 n16t01盘形铣刀80装夹，精铣基准面 a n17t05立铣刀16精加工四方轮廓面 更改内容 编 制 抄 写 校 对 审 核 批 准 （2）凸件的工序卡 （工厂）数控加工工序卡片 产品名称及代号零件名称零件图号材料 a445 钢 工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间 平口钳加工中心 工 步 号 工步内容 程序 编号 刀具 号 刀具规 格 加工参数 备 注 主轴转速 r/min 进给速度 mm/min 背吃刀 量/mm 1 装夹，粗铣基准面 a，留 1mm 面 余量 o0001t018016003002自动 2 粗铣定位测面，留 0.5mm 余量 o0010t0216r26001504自动 3 装夹， 粗精铣基准面 b 到尺寸和 表面质量 o0001t01801600/20003002自动 4 粗铣薄壁内轮廓， 留 0.8mm 测面 余量，0.3mm 底面余量 o0020t03104501204自动 5 粗铣薄壁内凸台轮廓，留 0.8mm 测面余量，0.3mm 底面余量 o0020t03104501204自动 6 手动去除薄壁内大部分余料， 留 0.3mm 底面余量 t0216r2600100-1204手动 7 粗铣薄壁内圆弧槽，留 0.3mm 余量，0.3mm 底面余量 o0030t03104501204自动 8 粗铣薄壁外轮廓， 留 0.8mm 测面 余量，0.3mm 底面余量 o0040t03104501204自动 9 粗铣薄壁外凸台轮廓，留 0.8mm 测面余量，0.3mm 底面余量 o0040t03104501204自动 10 手动去除薄壁外大部分余料， 留 0.3mm 底面余量 t0216r2600100-1204手动 11 粗铣加工四方轮廓形状，留 0.4mm 余量 o0010t0216r2600/800150/1204/10自动 12 精加工薄壁内圆弧槽到尺寸和 精度要求 o0030t04107201004自动 13 半精铣薄壁内轮廓，留 0.2mm 余量 o0020t041072010010自动 14 半精铣薄壁内凸台轮廓，留 0.2mm 余量 o0020t041072010010自动 15 半精铣薄壁外轮廓，留 0.2mm 余量 o0040t041072010010自动 16 半精铣薄壁外凸台轮廓，留 0.2mm 余量 o0040t041072010010自动 17 精铣薄壁内底面到尺寸和表面 质量要求 t05168003000.3自动 18 精铣薄壁内凸台顶面到尺寸和 表面质量要求 t0516800300自动 19 精铣薄壁外凸台顶面到尺寸和 表面质量要求 t0516800300自动 20 精铣薄壁外底面到尺寸和表面 质量要求 t05168003000.3自动 21 精铣四方轮廓面到尺寸和表面 质量要求 o0010t0516800150自动 22 精加工薄壁内轮廓到尺寸和表 面质量要求 o0040t0410100012010自动 23 精加工薄壁外轮廓到尺寸和表 面质量要求 o0040t0410100012010自动 24 精加工薄壁内凸台轮廓到尺寸 和表面质量要求 o0040t0410100012010自动 25 精加工薄壁外凸台轮廓到尺寸 和表面质量要求 o0040t0410100012010自动 26 倒圆角 r3 o050t0612800200自动 27 倒角 c2 o060t0612800200自动 28 钻中心孔 o0070t07260060自动 29 钻26 的通孔，留 0.4mm 的余量 o0070t0825.660080自动 30 绞26 的通孔到尺寸和表面质 量要求 o0071t09261000100自动 31 钻10 的通孔，留 0.2mm 的余量 o0070t109.860060自动 32 绞10 的通孔到尺寸和表面质 量要求 o0071t1110100060自动 33 装夹，精铣基准面 a o0001t01802000300自动 34 精加工四方轮廓面 o0010t0516800150自动 编制批准共3页 (3)凸件的刀具卡片 产品名称或代号零件名称零件图号 程序编 号 工序 号 刀具 号 刀具名称刀柄型号 刀具 补偿值 /mm 备注 (刃长) /mm直径/mm长度/mm n2 n4 n15 t01盘形铣刀8010 n3 n6 t02r2 立铣刀16r2 12050 n5t03立铣刀10 12050 n7 n9 t04立铣刀10 12050 n8 n16 t05立铣刀16 12050 n10 t06球头铣刀 12 12050 n11 t07中心钻 2 60 n12t08钻头25.6160 100 n13t09绞刀26160 100 n14t10钻头9.8120 60 n15t11绞刀10120 60 编制审核批准 （4） 凸件的程序单 为了减少程序的编辑，按实际轮廓编制程序，采用刀具补偿式粗精加工编程。 编程原点为几何中心。 % o0001；(铣面加工程序) g91 g28 z0； m06 t01； g54 g90 g69 g17 g80 g40 g21； m03 s1600； g00 z100； x0 y0； x-130 y-30； z5； g01 z-2 f500； m08； x80 f300； y30； x-130； g00 z100 m09； m05； m30； (精加工参数：s2000f300) % o0010； g91 g28 z0； m6 t02； g54 g90 g17 g80 g40 g21； m03 s600； g00 z100； x-85 y-75； z0； m98 p50011； g00 z100； m05； m30； o0011；（子程序） g91 g01 z-4 f500； g90 g42 g01 x-75 y-60 d02 f150； x75； y60； x-75；(1) y-75； g40 g00 x-85； m99； (精加工参数：s800f150) (粗 d02=8.5mm、精 d02=8mm) % o0020； g91 g28 z0； m6 t03； g54 g90 g17 g80 g40 g21； m03 s450； g00 z100； x5 y-35； z5； g01 z0 f120； /m98 p20021； /goto10； m98 p40021； n10 m98 p0022； g01 z5 f200； g00 z100； m05； m30； o0021；（子程序） g91 g03 i-5 z-2 f100； g90； m99； o0022；（子程序） g90 g41g01 x32.63 y-16.90 d03 f120； g02 x37.83 y-12.30 r8； g01 x54.17 y-7.70； g03 x57.80 y5.51 r8； g01 x18.11 y47.23； g03 x-18.11 y47.23 r25； g01 x-57.80 y5.51； g03 x-54.17 y-7.70 r8； g01 x-37.83 y-12.30；(2) g02 x-32.63 y-16.90 r8； g01 x-23.05 y-39.69； g03 x23.05y-39.69 r25； g01 x32.63y-16.90； g01 x30y0； x11.86y-8.15； g02 x-11.86 r12； g01 x-7.90y17.23； g02 x7.90r8； g01 x11.86y-8.15； g40 x13； m99； (精加工参数：t04 s720f100) (粗 d03=6.76mm半精 d04=6.16mm 精 d04=5.96mm) % o0030； g91 g28 z0； m6 t03； g54 g90 g17 g80 g40 g21； m03 s450； g00 z100； z5； m98 p0031； g68 x0 y0r135； m98 p0031； g68 x0 y0r-112.5； m98 p0031； g00 z100； g69； m05； m30； o0031；（子程序） g00 x30 y-5； g01 z-8 f120； g41 g01 x41 y0 d03 f120； g16g03 x41 y45 r41 z-11； g15 g03 x20.51 y20.51 r6； g02 x29 y0 r29； g03 x41 r6；(3) g03 x28.99 y28.99 r41； g01 z-7； g40 g00 z5； m99； (精加工参数：t04 s720f100) (粗 d03=5.3mm 精 d04=5mm) % o0040; g91 g28 z0; m6 t03; g54 g90 g17 g80 g40 g21; m03 s450; g00 z100; x5 y-75; z5; /g01z-5 f500; /goto10; g01z-10 f500; n10g41 g01 x0y-55d03 f120; g02 x-23.05y-39.69r25; g01 x-32.63y-16.90; g03 x-37.83y-12.30 r8; g01 x-54.17y-7.70; g02 x-57.80y5.51r8; g01 x-18.11 y47.23; g02 x18.11y47.23r25; g01 x57.80y5.51; g02 x54.17y-7.70r8; g01 x37.83y-12.30 g03 x-32.63 y-16.90r8; g01 x-23.05 y-39.69; g02 x0y-55r25; g01 x-5 y-75; g00 z10; x-45 y75; /z-5; /goto20; z-10; n20 g01 x-48 y60 f120; y45.5; g02 x-62 r7;(4) g01 y75; g40 g00 z100; m05; m30; (精加工参数：t04 s720f100) (粗 d03=5.8mm半精 d04=5.2mm 精 d04=5mm) % o0050;（倒圆角r3) g91 g28 z0; m06 t06; g54 g90 g80 g40 g17; m03 s800; g00 z30; #1=3; #2=6; #5=90; while#5ge0 do1; #5=#5-1; #6=#1+#2*cos#5-#1; #7=#1+#2*sin#5-#1-2; g10 l12 p06 r#6; g00 x30 y0; z5; g01 z#7 f200; g41 g01 x11.86 y-8.15 d06 f200; g02 x-11.86 r12; g01 x-7.90 y17.23; g02 x7.90 r8; g01 x11.86 y-8.15; g40 x13; z5; end1; g00 z100; m05; m30; （5） % o0060;（倒角 c2） g91g28z0; m06t06; g54g90g80g40g17; m03s800; g00z30; #2=6; #5=0; while#5le2 do1; #5=#5+0.1; #6=6*sin45; #7=-2+6+#5+#6; #8=#5+#6+2; g10 l12 p06 r#7; g00 x-40 y70 ; z5; g01 z-#8 f200; g41 g01 x-48 y60 d06 f200; y45.5; g02 x-62 r7; g01 y60; g40 x-70 y70; z5; end1; g00 z100; m05; m30; (6) % o0070; g91 g28 z0; m6 t07; g54 g90 g17 g80 g40 g21; m03 s600; g00 z100; x50 y-35; z-8; g81 x50 y-35 z-2 r10 f60; g00 x-60 y-50; z-8; g81 x-60 y-50 z-2 r10 f60; g00 x60 y50; z-8; g81 x60 y50 z-2 r10 f60; g91 g28 z0; m05; m6 t08; m03 s600; g90 g00 z100; x50 y-35; z-8; g83 x50 y-35 z-30 q10 r10 f60; g91 g28 z0; m05; m6 t10; m03 s600 g90 g00 z100; x-60 y-50; z-8; g83 x-60 y-50 z-30 q10 r10 f60; g00 x60 y50; z-8; g83 x60 y50 z-30 q10 r10 f60; g91 g28 y0 z0; m05; m30; (7) % o0071; g91 g28 z0; m6 t09; g54 g90 g17 g80 g40 g21; m03 s1000; g90 g00 z100; x50 y-35; z-8; g81 x50 y-35 z-30 r10 f100; g91 g28 z0; m05; m6 t11; m03 s1000; g90 g00 z100; x-60 y-50; z-8; g81 x-60 y-50 z-30 r10 f60; g00 x60 y50; z-8; g81 x60 y50 z-30 r10 f60; g91 g28 y0 z0; m05; m30; (8) （5） 凹件的工艺卡片 株洲职业技术学院数控加工工艺卡 材料 生产 类型 零件名 称 加工设备 45 钢单件 板料凸 件 kvc650 工 序 号 刀具 加加 工工 内内 容容 加 工 参 数 刀具 号 刀具名称 刀具直刀具直 径径 (mm) 进给速度 (mm/min) 主轴转速 (r/min) 背吃刀量 n1备料 160mm130mm30 mm n2t01盘形铣刀80装夹，粗铣基准面 a n3t02r 立铣刀16r2粗铣定位测面 n4t01装夹，粗精铣基准面 b n5t03立铣刀10粗铣槽内轮廓、外槽 n6t02r 立铣刀16r2 手动去除槽内外大部分余 料， 加工四方轮廓形状 （粗） n7t05立铣刀 16 精加工槽底面， 四方轮廓形 状 n8 t04 立铣刀10 精加工槽内轮廓、 外槽轮廓