平面槽行凸轮的加工与制造

1、平面槽形凸轮的加工与制造摘要平面槽形凸轮零件工艺分析,制定最正确切削加工工艺,借助于CAXA软件的 CAD/CAM功能,生成零件刀具途径,完成零件的模拟仿真加工。实现零件加工的 CAD/CAM 一体化。本次设计为平面槽形凸轮的加工与制造，分为七章。在设计中不仅介绍了凸 轮的有关知识及如何加工，还就数控加工，数控工艺方面做了深切的介绍，可谓 把机械制造与数控加工有机的结合在一路。对自己来讲，这次毕业设计不仅使 自己对以往知识的再次回忆，而且把所学内容整体的系统的结合，理论与实践结 合起来，从中取得很多收益。关键字：凸轮，制造，数控，加工Plane processing and manufactu

2、ring groove camAbstaractFlat groove cam part process analysis, development of optimal machining process, by means of CAXA software, CAD / CAM capabilities, tool path generation parts, complete parts processing simulation. To achieve machining, CAD / CAM integration.The cam is designed to plane troug

3、h the processing and manufacturing, is divided into seven chapters. Not only introduced in the design of the cam and how the relevant knowledge processing, but also on the NC machining, CNC technology has done a thorough description can be described as the machinery and the right combination of CNC

4、machining. On their own terms, this graduation design not only their knowledge of the past once again recalled, and the contents of the school system as a whole combination of theory and practice together, have gained a lot of income.Keywords: cam, manufacture, CNC, machining目录1凸轮概述1凸轮的概念1凸轮机构的组成1凸轮

5、机构的应用1凸轮的分类1凸轮结构的优缺点22数控加工概述2数控加工的概念3概述3数控与数控机床3数控加工的内容3数控加工的特点3工件的定位与装夹4定位基准分析4装夹43数控加工工艺7加工工艺参数及切削用量7主轴转速的确信7确信进给速度的原那么；7背吃刀量确7零件结构工艺性8分析毛坯的装夹适应性94工件的工艺分析及加工工序10工艺分析10工艺处置10工前的零件预加工10数控铳削加工工序12加工线路的确信145刀具16刀具的选择16对刀具的大体要求16铳刀的种类16铳刀的选择18刀具半径补偿18刀具半径补偿功能的应用19数控铳削加工刀具216凸轮设计编程的参数计算247工件的加工程序26利用刀具半

6、径补偿注意事项27加工用量的选择与确信28机床刀具轨迹运行图28参考文献30致谢311凸轮概述凸轮的概念凸轮是具有某种曲线轮廓或凹槽的构件通太高副接触，使从动件取得持续或 不持续的预期运动。凸轮机构的组成由凸轮、从动件和机架组成。其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件， 它运动时，通太高副接触能够使从动件取得持续或不持续的任意预期往复运动。 凸轮机构的应用在设计某些机械时，常要求从动件的位移、速度或加速度依照预定的规律转 变，低幅机构(连杆机构)一样只能近似地实现给定运动规律且设计方式较繁琐, 而采纳凸轮机构就比较简单，尤其是当原动件作持续运动而从动件必需作间歇运 动时。凸轮机构具有结构简单，

7、能够准确实现要求的运动规律等优势。在各类机械, 专门是在自动机械和自动操纵装置中，普遍地应用着各类形式的凸轮机构。凸轮的分类1.按凸轮的形状分类1)平面凸轮机构：(1)盘形凸轮：凸轮绕固定轴转动且相径转变，从动件在垂直于凸轮轴的平面 内运动(2)移动凸轮：凸轮具有曲线轮廓且只能作相对往复运动的构件，且可看做 是轴心在无穷远处的盘形凸轮。2)空间凸轮机构：(3)圆柱凸轮：在圆柱上开有曲线凹槽，或在圆柱端面上做出曲线轮廓，转 动时，从动件在平行其轴线或包括其轴的平面内运动。(4)圆锥凸轮：凸轮是圆锥体，从动件沿圆锥母线方向运动。2 .按从动件的形状分类(1)尖顶从动件：结构简单，易于磨损，宜用于力

8、小、低速场合。(2)滚子从动件：转动摩擦，磨损小，传力大，应用广。(3)平底从动件：形成油膜条件好，磨损小，当不计摩擦时，从动件作使劲垂 直于平底，传动效率高，用于高速机构，但仅用于外凸。3 .按从动件的运动多类(1)直动从动件：对心直动从动件从动件作直线往复运动。Y>I偏置直动从动件J(2)摆动从动件：从动件绕定轴摆动。4 .按凸轮与从动件维持接触(称为封锁)的方式(1)力封锁的凸轮机构：利用从动件的动力、弹簧力或其它外力使从动与凸 轮维持接触。(2)形封锁的凸轮机构：它依托凸轮与从动件的特殊结构来维持从动件与凸 轮接触。凸轮结构的优缺点1 .凸轮结构的优势：选择适当的凸轮结构，能使从

9、动件取得任意预期的运 动规律，而且结构简单紧凑、设计方便，应用于自动机械、仪表、自动操纵装置 等。只要设计适当的凸轮轮廓，从动件能够实现任意的运动规律机构结构简单， 工作靠得住.2 .凸轮结构的缺点：与从动件是高副接触(点、线)，比压较大与从动件是 高副接触(点、线)，比压较大。凸轮轮廓与推杆之间为点，线接触，故易于磨损, 因此凸轮机构多用在传递动力不大的场合。2数控加工概述数控加工的概念2.1.1 W&数控技术上20世纪40年代后期进展起来的一种自动化加工技术，它综合了 运算机，自动操纵，电机，电气传动，测量，监控和机械制造等学科的内容，目 前在机械制造业中已取得普遍的应用。2.1.

10、 2数控与数控机床数控简称NC是以数字化信号对机床运动及加工进程进行操纵的一种方式。数控机床是指应用数控技术对加工进程进行操纵的机床。2.1.3数控加工的内容在数控机床加工前，先考虑操作内容和动作，如工步的划分和顺序，走刀线 路，位移量和切削参数等等，按规定的代码形式编排程序，再将程序输入到数控 机床的数控系统中，使数控机床按所编程序运动，从而自动加工出所要求的零件 轮廓。一样来讲，数控加工要紧包括以下几方面内容。确信零件上需要数控加工的表面对零件图纸进行数控加工的工艺分析数控加工的工艺设计编制加工程序输入加工程序对加工程序进行校验和修改运行加工程序对零件进行加工2.1. 4数控加工的特点数控

11、加工与一般加工相较具有以下特点；(1)工零件的精度高 数控机床在整体设计中考虑了整机刚度和零件的制 造精度，乂采纳高精度的滚珠丝杠传动副，机床的定位精度和重复定位精度都很 高。专门是有的数控机床具有加工进程自动检测和误差补偿等功能，因此能靠得 住地保证加工精度和尺寸的稳固性。(2)生产效率高数控机床在加工中零件的装夹次数少，一次装夹可加工 出很多表面，省去了划线找正和检测等许多中间环节。加工复杂工件时，效率能 够提高510倍。（3）专门适合加工复杂的轮廓表面如复杂的回转表面和空间曲面（4）有利于实现运算机辅助制造 目前在机械制造行业中，CAD/CAM已 经普遍应用，数控机床及其加工技术正是运算

12、机辅助制造系统的基础。（5）初始投资大，加工本钱高数控机床的价钱一样是一般机床的假设干 倍，机床备件的价钱也高；另外，加工首件需要进行编程，调试程序和试加工， 时刻较长，因此使零件的加工本钱高于一般机床。工件的定位与装夹2. 2.1,定位基准分析定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为 粗基准。除笫一道匚序采纳粗基准外，其余工序都利用精基准。选择定位基准要遵循基准重合原那么，即力求设计基准。工艺基准和编程基 准统一，如此做能够减少基准不重合产生的误差和数控编程的计计算量，而且能 有效的减少装夹次数。3. 2. 2装夹在确信装夹方案时，只需依照已选定的加工表面和定位基准

13、确信工件的定位 夹紧方式，并选择适合的夹具，另外，要紧考虑一下几点；1）夹紧机构或其它元件不得阻碍进给，加工部位要放开。要求夹持工件后 夹具等一些组件不能与刀具运动轨迹发生干与。2）必需保证最小的夹紧变形。工件在加工时，切削力大，需要的夹紧力也 大，但又不能把工件夹压变形。因此，必需慎重选择夹具的支撑点，定位点和夹紧点。3）装卸方便，辅助时刻尽可能短。由于加工中心技工效率高，装夹工件的 辅助时刻对加工效率阻碍较大，因此要求配套夹具在利用中也要快而方便。4）对小型零件或工序时刻不长的零件，能够考虑在工作台上同时装夹几件 进行加工，以提高效率。5）夹具结构应力求简单。由于零件在加工中心上加工多数采

14、纳工序集中的 原那么，加工的部位较多，同时批量较小，零件改换周期短，夹具的标准化，通 用化和自动化对加工效率的提高及加工费用的降低有专门大阻碍。因此，对批量 小的零件因优先选用组合夹具。对形状简单的单件小批量生产的零件，可选用通 用夹具，如三爪卡盘，台钳等。只有对批量较大，且周期性投产，加工精度要求 较高的关键工序才设计专用夹具，以保证加工精度和提高装夹效率。6）夹具应便于与工作价及工件定位表面间的定位元件连接。加工中心工作 台面上一样都有基准T型槽，转台中心有定位圈，台面侧面有基准挡板等定位 元件。固定方式一样用T型槽螺钉或工作台面上的紧固螺孔用螺栓或压板压紧。 夹具上用于紧固的孔和槽的位置

15、想对应。选择零件平面A及其035G7, 012H7两孔作为定位基准。组成凸轮槽几何元素的关系清楚，条件充分，程序编制时所需基点和编程参 数转换容易求得。凸轮槽内外轮廓对A面的垂直度要求，利用提高平面凸轮的装家精度，使 零件A面与铳刀轴线维持垂直即可保证；035G7对A面的垂直度要求由前道车 削工序予以保证。确信零件的装夹方案0关于大型的凸轮零件，能够采纳等高垫块垫在铳床的工作台上，然后利用 压板螺栓在凸轮的孔上压紧，并使得外轮廓平面盘形凸轮的垫块应该小于凸轮 零件的轮廓尺寸，在加工中所有装夹部件均不能与铳刀发生干与。关于小型凸轮 零件，一样心轴定位和压紧即可。依照凸轮零件的结构特点，采纳“一面

16、两孔”定位方式，设计“一面两销” 的专用夹具。夹具设计与加工安装如下：加工 320mmx320mmxmm的垫块, 在垫块上别离精膛035mm和012mm两定位销安装孔，孔距为80± ±min,垫块平 面度为。安装时先在铳床工作台面上固定垫块，并使得两定位孔的中心连线与数 控铳床的X轴平行，垫块的平面安装后应该与铳床工作台平行，利用白分表检 查。凸轮零件与夹具的安装装夹参见图6-27所示，采纳双螺母夹紧，能够提高 零件的装夹刚性，分子铳削加工时由于螺母松动而引发的振动。N110 G01 G41 X#3 Y#4 D02 F50 ；（成立刀具半径补偿，切削椭圆轮廓）N120 #4

17、 =#4+1 ；（极角增加 1°）N130 #5=#1 *#1 *SIN#4*SIN#4；（计算中间数据）N140 #6=#2*#2*COS#4*COS#4；N150 #3=#1* #2*SQRTl/#5+#6：N160 END 1；N170 GOO G40 XO YO ；N180 G15 ；N190 GOO Z1OO M05 ；N2OO X1OO Y1OO ；（依照极角计算相应极径）（取消刀具半径补偿）（取消极坐标方式）N210 M3O ；3数控加工工艺加工工艺参数及切削用量数控编程时，编程人员必需确信每道工序的切削用量，并用指令的形式写入 程序。切削用量包括主轴转速，背吃刀量及进

18、给速度等。关于不同的加工方式， 需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原那么是；保证零件加工精度和表 面粗糙度充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具耐费用并充分发挥机床的能 力，最大限量的提高生产率，降低本钱。3.1.1主轴转速的确信主轴转速应依照许诺的切削速度和工件（或刀具）的直径来选择。其计算公式为: n=1000V/ （ JiD）式中；V为切削速度，单位为m/min,由刀具的耐费用决定；为主轴转速，单位为r/min；为工件直径或刀具直径，单位为mm：计算的主轴转速n最后要依照机床说明书选取机床有的或较近的转速 进给速度的确信4. 1.2确信进给速度的原那么；1）当工件的质量要求能够取得保

19、证时，为了提高生产率，可选择较高的 进给速度。一样在100-200min/inin范围内选取。2）在切断，加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度， 一样在20-50mm/min范围内选取。3）当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一样在 20-50mm/min范围内选取。4）刀具空行程时，专门是远距离“回零”时，能够选择该机床数控系统 给定的最高进给速度4.1. 3背吃刀量确信背吃刀量依照机床，工件和刀具的刚度来确信，在刚度许诺的条件下，应 尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，如此能够减少走刀次数,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，一样留。总之，

20、切削用量的具体数值应依照机床性能，相关的书册并结合实际体会用 类例如式确信。总之，使主轴转速，切削深度及进给速度三者能彼此适应， 以形成最正确切削用量。切削用量的选择可参考下表3-1；表3切削用量的选择（高速钢立铳刀，粗铳）工件材料铸铁铝钢刀具 直径（mm:刀 槽 数转速进给速度转速进给速度转速进给速度切削速度每齿进给量切削速度每齿进给量切削速度每齿进给量8211001155000500100010028126251029001104100490820822812926122770105345047069084291302614266010030004406008029132261626009

21、42650420530763013327零件结构工艺性3. 2.1工艺性零件的结构工艺性是指依照加工工艺特点，对零件的设计所产生的要求，也 确实是说零件可能阻碍或决定，艺性的好坏。依照铳削加工特点，咱们从以下儿 方面来结构工艺性特点。1）零件图样尺寸的正确标注2）保证取得要求的加工精度3）尽可能统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸4）保证基准统一5）分析零件的变形情形除上面所说的有关零件的结构工艺性外，有时尚要考虑毛坯的结构工艺性， 因为在数控铳削加工零件时，加工进程是自动的，毛坯余量的大小，如何装夹等 问题在选择毛坯时就要认真考虑好，不然，一旦毛坯不适合数控铳削，加工将很难进行下去。依照体会，确信毛

22、坯的余量和装夹应注意一下两点： 毛坯加工余量应充沛和尽可能均匀毛坯要紧指锻件，铸件。因锻模时的欠压量与许诺的错模量会造成余量的不等； 铸造时也会因砂型误差，收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量 的不等。另外，锻造，铸造后，毛坯的挠曲与挠曲变形量的不同也会造成加工余 量的不充分，不稳固。因此除板料外，不论是锻件，铸件仍是型材，只要预备采 纳数控加工，其加工面均应有较充分的余量。3. 2. 2分析毛坯的装夹适应性要紧考虑毛坯在加工时定位和夹紧的靠得住性与方便性，以便在一次安装中加工出尽可能多的表面。关于不便装夹的毛坯，可考虑在毛坯上另外增 加装夹余量和工作凸台，工艺凸耳等辅助基准。4工

23、件的工艺分析及加工工序工艺分析制定制订零件的数控铳削加工工艺时，第一要对零件图进行工艺分析,其只要 内容是数控铳削加工的选择.数控铳床的工艺范围比一般铳床宽，但其价钱交一般 铳床高得多，因此，选择数控铳床加工内容时，应从实际需要的经济两个方面考虑 通常选择以下加工部位为其加工内容：（1）零件上的曲线轮廓，专门是由数学表达式刻画的非圆曲线和列表曲线等 曲线轮廓.（2）已给能安装中顺便铳出来的简单表面.在一次出数学模型的空间曲线.（3）形状复杂，尺寸繁多，划线与检测困难的部位.（4）用通用铳床加工难以观看，测量和操纵进给的内外凹槽.（5）以尺寸和谐的高精度空或面.（6）采纳数控铳削或能成倍提高生产

24、率，大大减轻体力劳动强度的一样交工 内容.4. 1.1工艺处置成型凸轮为纺织机械上的易损件零件（如图4-1）,由于成型凸轮的轨迹曲线 复杂，精度要求高，加工难度大，因此选择在数控铳床上加工。P图41成型凸轮4.1. 2工前的零件预加工零件毛坯在热处置前先进行粗加工，为数控铳削加工提供靠得住的工艺基 准，用三爪卡盘装夹零件，粗车035G7的内孔，。65的外圆，0280的外圆和两头面均留5mm-6mm的余量；经调质处置后再进行的精车加工工序中，先利用三 爪卡盘装夹凸轮右端0280外圆少量及所在端面，精车加工到0280外圆及凸轮左 端面；再掉头，用三爪卡盘装夹凸轮零件左端，精车加工0280外圆及倒角

25、；然后用四爪卡盘装夹0280外圆及（已加 工完的）凸轮零件左端面，精车加工另一端而和035G7内孔，。65外圆及端面与 倒角；然后在钻床上完成M6-7H钻孔攻螺纹加工。数据编程任务书见表4-1表4“数控编程任务书年 月 日工艺处数控编程任务 书产品零件图号02001-30任务书编号零件名称槽型凸轮x-f-2001-3使用控件设备数控铳床共一页第一页主要工艺说明技术要求：1 .数控铳削加工零件上轨迹曲线槽的精度达到图纸要求,详见产品工艺卡片.2 .技术要求见零件图收到编程时间月 日经手人编制审核编程审核批准5. 1. 3加工安装方式为了保证加工精度,凸轮在工作台上采纳专用定心心轴进行安装凸轮一端

26、面 及030H7的内孔定位，凸轮端面固定在圆盘工作台的台面上，凸轮内孔固定在定心心轴上，利用3-。30孔用压板,螺栓固定在圆盘工作台上；定心心轴的下端锥面与圆台工作台配合如以下图4-2所示.*伟留号0200H»工工件实较匐平艇&轮军点设定卡M次栗1次人明评从动出能生编,总。里电冷村/ /据皿）矣R存*美K定心心图4-2定心心 轴的下端锥面 与圆台工作台 配合数控铳削加工工序加工工 序（又称工 序）通常包括 切削加工工序，热处置工序和辅助工序等，工序安排的科学与否直接阻碍零件的加工质量， 生产率和加工本钱。切削加工工序通常按以下原那么安排。1、先粗后精当加工零件精度要求较高时都

27、要通过粗加工，半精加工，精加工时期，若 是精度要求更高，还包括光整加工的几个时期。2、基准面先行原那么用做精基准的表面应先加工，任何零件的加工进程老是先对定位基准进行粗 加工和精加工，再以平面和定位孔为精基准加工孔系和其他平面。3、先面后孔关于箱体，支架等零件。平面尺寸轮廓比较稳固，而且孔的深度尺寸乂是以 平面为基准的，故应先加工平面，然后加工孔。4、先主后次即先加工要紧表面，然后加工次要表面。在考虑以上原那么的基础上还应该考虑；1）减少换刀次数，节省辅助时刻。一样情形下，每换1新的刀具后，应通过移动坐标，回转工作台等方式将该刀具切削的所有表面全数完成。2）每道工序尽可能减少刀具的空行程移动量

28、，按最短线路安排加工表面的 加工工序。3）安排加工顺序时可参照采纳粗铳大平面-粗链孔，半精键孔-立铳刀加工 加工中心孔-钻孔-攻螺纹-平面和孔精加工（精铳，较，膛等）的加工工序。数控铳削加工分三次切削进行加工。利用030mm的圆柱铳刀，加工轮廓厚 度为36mm的凸轮轮廓形状。数控铳削加工分两次进行，第一次利用010mm的 键槽铳刀，加工宽度为10mm、深度为13mm的轨迹曲线槽：第二次利用028mm 的圆柱铳刀，加工宽度为30mm、深度为的轨迹曲线槽；第三次利用030mm的 圆柱铳刀，加工宽度为30mm、深度为14mm的轨迹曲线槽。数控加工工艺卡见表4-3：表4-3数控加工工序卡机械厂数控加工

29、工序卡产品名称 或代号零件名称零件图平板凸轮02001-20工序序号程序编号夹具名 称夹具 编号夹具编号使用设备车间%0230圆盘r.作台定心心 轴数控铳床机5工步 号工步内容加工 面刀具 号刀具规格主轴 转速进给 速度背吃 刀量备注1粗加工凸轮外形 轨迹曲线TX36。36375ap=82半精加工凸轮轨 迹曲线TX36036375ap83精加工凸轮轨迹 曲线TX40040475ap8编制审核批准第页共页加工线路的确信在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相关于工件的运动轨迹和方向成为 加工线路。即刀具从对刀点开始运动起，直至加工终止所通过的途径，包括 切削加工的途径，包括切削加工的途径及刀具引入

30、，返回等非切削空行程。 加工线路的确信第一必需保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，第二考虑 数值计算简单，走刀线路尽可能短，效率较高等。下面分析数控机床较高零 件时经常使用的较高线路。1）轮廓铳削加工线路的分析关于持续铳削轮廓，专门是加工圆弧时，要注意安排好刀具的切入，切出，要尽 可能幸免交接处重复加工，不然会显现明显的界限痕迹。2）位置精度要求高的孔加工线路的分析关于位置要求精度较高的孔系加工，专门要注意注意孔的加工顺序的安排,安排不那时，就有可能将沿坐标轴的反向间隙带入，直接阻碍位置精度。3）铳削曲面的加工线路的分析铳削曲面时，经常使用球头刀采纳行切法进行激光。关于边界放开的曲面可采纳 两

31、种加工线路。以上通过度析了数控机床中经常使用的加工线路，实际生产中，加工线路 的确信要依照零件的具体结构特点，综合考虑，灵活运用。而确信加工线路的总 原那么是；在保证零件加工精度和表面质量的条件下，尽可能缩短加工线路，以 提高生产率。5刀具刀具的选择数控机床上利用的刀具应知足安装调整方便，刚性好，精度高，耐费用 好等要求。5.1.1 对刀具的大体要求（1）铳刀刚性要好，铳刀刚性好的目的有二，一是为提高而采纳大切削用量 的需要，二是为适应数控铳床加工进程中难以调整切削用量的特点。例如当工件 遍地的加工余量相差差异时，一般机床很容易采取分层铳削的方式加以处置，而 数控铳削必需按编程程序规定的线路前

32、进，碰到余量大时，就无法像一般机床那 样'随机应变'，除汴在编程时能够预先考虑到余量相差差异的问题，不然铳刀 就必需返回原点，用改变切削面高度或加大刀具半径补偿值的方式从头开始加 工，多进行几回，造成余量少的地址常常空进给，降低了生产效率，如刀具刚性 较好就没必要如此处置。再者，在通用铳床上加工时，假设碰到刚性不行的刀 具就比较容易从振动，手感等方面及时发觉并及时调整切削用量加以弥补，而数 控铳削时很难办到。在数控铳削中，因铳刀刚性较差而断刀并造成零件损伤的事 例是常有的，因此解决数控铳刀的刚性问题是相当重要的。（2）铳刀的耐费用要高。尤其是当一把铳刀加工的内容很多时.，如刀具

33、不耐 用而磨损较快，不仅会阻碍零件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引发的 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，铳刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也超 级重要。切削粘刀形成积屑瘤在数控铳削中是十分忌讳的。总之，依照被加 工工件材料的热处置状态，切削性能及加工余量，选择刚性好，耐费用高的 铳刀，是充分发挥数控铳床的生产效率和取得中意加工质量的前提。5. 1.2铳刀的种类铳刀种类很多，那个地址只介绍几种在数控铳床上经常使用的铳刀。（1）面铳刀面铳刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削为副切削刃。面铳刃多制成套式镶齿结

34、构，刀齿材料为高速钢或硬质合金。（2）立铳刀立铳刀是数控机床上用得最多的一种铳刀，立铳刀的圆柱表面和端面上都有 切削刃，他们能够同时进行切削，也可单独进行切削。立铳刀圆柱表面和的立铳刀为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。主切 削刃一样为螺旋齿。如此能够增加切削平稳性，提高加工精度由于一般立铳刀端 面中心处无切削刃，因此立铳刀不能做轴向进给，端面刃要紧用来加工与侧面 相垂直的底平面。为了能加工较深的沟槽，并保证有足够的备磨量，立铳刀的轴向长度一样比 较长。为了改善切削卷曲情形，增大容屑空间，避免切削堵塞，到齿数比较少，容 屑槽圆弧半径比较大。一样粗立铳刀齿数Z=34,细齿立铳刀齿数Z=58,套

35、 式结构Z=10-20,容屑槽圆弧半径r=2-5mm0当立铳刀直径较大时，还能够制 成不等齿距结构以增强抗振作用，使切削进程平稳。（3）模具铳刀模具铳刀由立铳刀进展而成，可分为圆锥形立铳刀，圆柱形球头立铳刀和圆 锥形球头立铳刀三种，其柄部有直柄，削平型直柄和莫式锥柄。它的结构特点是 球头或端面上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，能够做径向和轴向进给。 铳刀工作部份用高速钢或硬质合金制造。国家标准规定直径d=4-63mm。数控工 艺培训教程（数控铳部份）P39图所示为高速钢制造的模具铳刀,图所示为硬质 合金制造的模具铳刀。小规格的硬质合金模具铳刀多制成整体结构，016mm以 上直径的，制成焊接

36、或机夹可转位刀片结构。（4）键槽铳刀键槽铳刀有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，即像立 铳刀，乂像钻头。加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铳出键槽全长。按国标规定直柄键槽铳刀直径d=222mm ,锥柄键槽铳刀直径 d= 1450mm 4键槽铳刀直径的误差有e8和d8两种。键槽铳刀的圆周切削刃 仅在靠近端面的一小段长度内发生磨损，重磨时，只需刃磨端面切削刃，因此重 磨后铳刀直径不变。（5）成形铳刀数控工艺培训教程（数控铳部份）P40除上述几种类型的铳刀外，数控铳床也能够利用通用铳刀。但因很多数控铳床的主轴内有特殊的拉刀位置，或因主轴内锥孔有别，须配制过渡套和拉钉。5.1.3

37、铳刀的选择铳刀类型应与匚件表面形状与尺寸相适应。加工较大的平面应选择面铳刀； 加工网槽，较小的台阶面及平面轮廓应选择立铳刀；加工空间曲面，模具型腔或 凸模成形表面等多项选择用模具铳刀；加工封锁的键槽选择键槽铳刀；加工变斜 角面应选用鼓形铳刀；加工各类直的或圆弧形的凹槽，斜角面，特殊孔等应选用 成形铳刀。依照不同的加工材料和加工精度要求，应选用不同参数的铳刀进行加 工。5.1. 4刀具半径补偿（1）在数控铳床上进行轮廓的西学加工时.，由于刀具半径的存在，刀具中 心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合。若是数控系统不具有刀具半径自动补偿功能, 那么只能按刀心轨迹进行编程，即在编程时给出刀具的中心轨迹，其计

38、算相当复 杂，尤其当刀具磨损，重磨或换新刀而使刀具直径发生转变时，必需从头计算刀 心轨迹，修改程序，如此既繁琐，乂不易保证加工精度。当数控系统具有刀具半 径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，数控系统会自动计算刀心轨迹， 使刀具偏离工件轮廓的一个半径值，即进行刀具半径补偿。（2）刀具半径补偿的方式数控系统的刀具半径补偿确实是将计算刀具中心轨迹的进程交由CNC系统 执行，编程员假设刀具的半径为零,直接依照零件的轮廓形状进行编程，因此这种 编程方式也称为对零件的编程,而实际的刀具半径那么寄存在一个可编程刀具半 径偏置寄放器中，在加工进程中,CNC系统依照零件程序和刀具半径自动计算刀 具中心轨迹

39、，完成对零件的加工.当刀具半径发生转变时，不需要修改零件程序，只 需修改寄存在刀具半径偏置寄放器中的刀具半径值或选用寄存在另一个刀具半 径偏置的寄放器中的刀具半径所对应的刀具即可。现代CNC系统一样都设置有假设干个可编程刀具半径偏置寄放器，并对其 进行编号，专供刀具补偿之用。进行数控编程时，只需挪用所有刀具半径补偿参 数（刀具长度，刀具半径等）所对应的寄放器即可，加工时，CNC系统将该编号对应的刀具半径偏置寄放器中寄存的刀具半径中掏出即可，对刀具中心轨迹进 行补偿计算，生成实际的刀具中心运动轨迹。5.1. 5刀具半径补偿功能的应用（1）磨损，重磨或换新刀而引发刀具直径改变后，没必要修改程序，只

40、需在 刀具参数设置中输入转变后的刀具半径。（2）同一程序中，对同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿，可进行粗精加工。6、在数控铳床上进行轮廓加工时，因为铳刀有必然的半径，因此刀具中心 （刀心）轨迹和工件轮廓不重合，如不考虑刀具半径，直接依照工件轮廓编程是 比较方便的，而加工出的零件尺寸比图样要求小了一圈（加工外轮廓时），或大 了一圈（加工内轮廓时），为此必需使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径, 这确实是所谓的刀具半径补偿指令。应用刀具半径补偿功能时，只需按工件轮廓 轨迹进行编程，然后将刀具半径值输入数控系统中，执行程序时.，系统会自动计 算刀具中心轨迹，进行刀具半径补偿，从而加工出符合要求的工

41、件形状，当刀具 半径发生转变时也无需更改加工程序，使编程工作大大简化。实践证明，灵活应 用刀具半径补偿功能，合理设置刀具半彳仝补偿值，在数控加工中有着重要的意义。（1）改变刀补值适应刀具的转变在零件的自动加工进程中，刀具的磨损、重磨乃至改换常常发生，应用刀补 值的转变能够完全幸免在刀具磨损、重磨或改换时从头修改程序的工作。在零件 加工进程中，刀具由于磨损而使其半径变小，假设造成匚件误差超出其工件公差, 那么不能知足加工要求。假设原先设置的刀补值为r，通过一段时刻的加工后， 刀具半径的减小量为,现在，可仅修改该刀具的刀补值：由原先的r改成 厂一 ,而没必要改变原有的程序即可知足加工要求。一样，当

42、刀具重磨后亦 可照此处置。当需要改换刀具时能够用新刀具的半径值作为刀补值代替原有程序 中的刀补值进行加工。由此可见，正是由于刀补值的转变适应了刀具的转变，在 不改变原有程序的情形下，可知足其加工要求。由此，编程人员还可在未知实际 利用刀具尺寸的情形下，先假设必然刀具尺寸来进行编程，实际加工时，关于半 径补偿可用实际刀具半径代替假设刀具半径。（2）改变刀补值实现零件的粗、精加工图5T粗加工时的刀具半径补偿刀具半径补偿功能还有一个很重要的用途。若是人为地使刀具中心与工件轮 廓偏置值不是一个刀具半径，而是某一给定值，那么能够用来处置粗、精加工问 题。在粗加工时，可将刀具实际半径再加上精加工余量作为刀

43、具半径补偿值输入, 而在精加工时只输入刀具实际半径值，如此可使粗、精加工采纳同一个程序，其 补偿方式为：设精加工余量为色，刀具半径为r,如图51所示：第一，人工 输入刀具偏置值为尸十乙，即可完成粗加工到图示点划线的位置；在精加工时, 输入刀具的半径值r,即可完成最终的轮廓精加工。（3）改变刀补值对零件进行加工修正将刀具半径补偿与子程序结合应用，不但可简化编程，进行粗、精加工，而且能够进行加工的修正，以保证加工品质。下面用一个加工程序进行说明，零件 图如图5-2所示。A-A图5-2零件图数控铳削加工刀具dl= 10mm的键槽铳刀；d2= 28mm的圆柱铳刀；d2= 30mm的圆柱铳刀。 数控刀具

44、卡如以下图所示，10mm的键槽铳刀、28mm的圆柱铳刀的数控刀具 结构同此。如图5-3表5-3数控加工刀具卡零件图 号02001-30数控加工刀具卡使用设备刀具名 称圆柱铳刀数控铳床刀具编 号TX30换刀方式手动程序编号%0210序号编号刀具名称规格数量备注刀 具 组 成1铳夹头1北京机床附件厂产2刀柄13定位锁紧套14导夹套52012圆柱棒铳刀301编制审核批准共页第页表5-4数控刀具明细表零件图号零件名称材料数控刀具明细表程序编号车间使用设 备02001-30槽型凸轮45%0210机5数控铳 床刀具号刀 位 号刀具名称刀1L刀具刀补地址换刀方 式加工部 位灯图号直径长度直径长 度自动/手

45、动设定补偿设定TX10键槽铳刀f 10165手动TX28圆柱铳刀$28235手动TX30圆柱铳刀#30265手动编制审核批准年 月日共页第 页6凸轮设计编程的参数计算由图18-10002的斜率为:K = J2 -0.2105263x2-xl0102 = y/(xl-x2)2+(y2-yl)2 = 58.2494640 = arcsin = 21.1320320102直线O1C的斜率为：直=0.6499211 一 K tan 6由此得过O1点和O1C垂直的直线方程：y-3,l = -l(A -xl)K1 、带入A点坐标方程组：，-vl=7(v-A1)Jy->'l)2+(x-xl)2

46、 =rl2；解A点的坐标：A,h s = (p T为v = v0 = a?q = 0二次多项式运动规律的推程运动线图及运动方程(n=2):加速段与减速段的 时刻相等，在A、B、C三处加速度及惯性力存在有限值的突变，这种由于加速 度发生有限值突变而引发的冲击称为柔性冲击。推程运动方程：L等力口速段(0日定F/2):2 ,等减速段(F/2gyF):2k 2羽(-0)同理可依次计算求得其他各点的坐标具体如图零件图中给定所示7工件的加工程序铳34x34环行槽及中间凸台平底刀主程序：00001;T1;90G54G-13.5M;G43Z50H02;Z10;G01Z-4.5F50;D02M98P1000;M

47、01;工修正D05M98P1000;G00Z100;M05;M30;D02粗加工刀具补偿，程序暂停，测量工件尺寸，便于加D05精加工刀具补偿,R4,实测调整子程序：01000;铳34x34环行槽及中间凸台子程序41G;圆弧切入环行槽左测G01Y-11;G03X-11Y-17R6;G01X11;G03X17Y-11R6;G01Y11;G03X11Y17R6;G01X-11;G03X-17Y11R6;GO IYO;圆弧切入环行槽左测切入凸台左测G01Y4;GO2X6Y4I6JO;G01Y-4;G02X-6Y-4I-6J0;G01Y0;圆弧切出凸台左测，刀具补偿取消G01G40Y0;M99;在主程序顶用M01使程序暂停，现在测量工件尺寸，计算出其与零件图尺 寸的差值，并将差值补偿输入D05,精加工刀具补偿中，如此加工出的工件可知 足实际要求，确保加工品质。利用刀具半径补偿注意事项前面论述了灵活应用刀具半径补偿功能、合理设置刀具半径补偿值在数控加 工中的重要意义，但是在实际利历时必需注意以下几个事项：利用刀具半径补偿时应幸免过切削现象：利用刀具半径补偿和去除刀具半 径补偿时;刀具必需在所补偿的平面内移动，且移动距离应大于刀具半径补偿值。 假设加工半径小于刀具半径的内圆弧，进行半径补偿将产生过切削，只有过渡圆 角"与刀具半径r