凸轮盘类零件数控铣削 - 图文(5)

本科毕业设计说明书（论文）

确定原则主要有以下几点：

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(1)加工路线应保证被加工零件的加工精度和表面粗糙度达到要求，且有较高的效率。

(2)应使其拥有最短的加工路线，这样不仅可简化程序段，而且可减少空走刀的时间，提高生产效率。 (3)保证零件的工艺要求。

(4)利于简化数值计算，减少程序段的数目和程序编制的工作量。

另外确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床刀具的刚度等，确定是一次走刀还是分多次走刀完成加工[15]。 2.4.1 铣削平面的加工路线

刀具切入工件时，应避免沿零件外廓的法向切入，而应沿外廓曲线延长线的切向切入，以避免在切入处由于法向力过大产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证零件外轮廓曲线平滑过渡。同理，在切离工件时，在工件的轮廓处直接退刀，会造成进给停顿，使工件表面出现凹坑，因此也应该沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。

为保证零件表面质量，对刀具的切入和切出程序需要精心设计。铣削外表面轮廓时，铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲线的延长线上切入和切出零件表面，而不应沿法向直接切入零件，以避免加工表面产生划痕，保证零件轮廓光滑。铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切人、切出。若内轮廓曲线不允许外延，刀具可以在内轮廓曲线的边缘切一个半圆，让半圆与内轮廓曲线两几何元素正好相连，且切出时也以一个半圆切出，这样在内轮廓曲线表面不会留下划痕[9]。

此外，轮廓加工中应避免进给停顿。因为加工过程中的切削力会使工艺系统产生弹性变形并处于相对平衡状态，进给停顿时，切削力突然减小会改变系统的平衡状态，刀具会在进给停顿处的零件轮廓上留下刻痕。

为提高工件精度和减小表面粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般以0.2mm~0.5mm为宜，而且精铣时宜采用顺铣，以减小零件被加工表面粗糙度的值。一般情况下，在铣外轮廓时采用顺铣，而内轮廓则采用逆铣。

2.5 确定零件的夹紧方法和夹具的选择

2.5.1 工件的定位与夹紧方案的确定

工件的定位基准与夹紧方案的确定，应遵循前面所述有关定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求。此外，还应该注意下列三点：

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程中的计算量。

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(1)力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编

(2)设法减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装夹中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的位置精度，这样可以充分发挥数控机床的加工效率。

(3)应尽量避免采用占机人工调整方案，减少占机时间，提高加工效率。 2.5.2 夹具的选择

数控铣床工件装夹一般都是以平面工作台为安装的基础，定位夹具或工件，并通过夹具最终定位夹紧工件，使工件在整个加工过程中始终与工作台保持正确的相对位置。

数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点：

(1)在单件小批量生产中装夹定位基准面比较简单的工件时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他标准化通用夹具，以缩短生产准备时间，且可反复使用，节省生产费用。

(2)在成批生产时，才考虑采用专用夹具，设计力求结构紧凑、操作简单、使用方便。

(3)零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间，减少辅助时间，提高加工效率。

(4)为满足数控加工精度，要求夹具定位、夹紧精度高。

(5)夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位，夹紧元件不能影响加工中的走刀(如产生碰撞等)。

(6)夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上按程序操作。这样可以保证数控加工重复安装的一致性。

(7)夹紧应力求通过靠近支点附近。应力要靠近切削部位，并在刚性较好的地方，尽量不要在被加工孔径上方，减小零件变形。

当有条件时，应多采用气、液夹具。这种夹紧方式，动作快，工件变形均匀、加工部位敞开。此外为了提高数控加工的效率，还可以采用多工位夹具。

根据数控铣床的特点和加工需要，目前常用的夹具类型有通用夹具、可调夹具、

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组合夹具、成组夹具和专用夹具。一般的选择顺序是单件生产中尽量选用机床用平口虎钳、压板螺钉等通用夹具，批量生产时优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后考虑选用成组夹具和专用夹具。选择时，要综合考虑各种因素，选择经济、合理的夹具[19]。

机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。了解夹具的基本组成，根据其功用一般可分为如下几部分：

(1)定位元件或装置：用以确定工件在夹具中的位置，如圆柱销和菱形销。 (2)刀具导向元件或装置：用以引导刀具或用以调整刀具相对于夹具的位置，如对刀块。

(3)夹紧元件或装置：用以夹紧工件，如压板、螺母、螺栓等。

(4)连接元件：用以确定夹具在机床上的位置并与机床相连接，如定位键、夹具底板等。

(5)夹具体：用以连接夹具各元件及装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上，如夹具底板。

(6)其他元件或装置：除上述各部分以外的元件或装置，如某些夹具上的分度装置、防错装置和安全保护装置等。

2.6 刀具的选择

刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，其选择的恰当与否不仅影响机床的加工效率，而且直接影响工件的加工质量。编程时，机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素在刀具选择都要考虑进去。

与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求，尤其在刚性和寿命方面更为严格。刀具及刀柄的选择应从多方面进行考虑，如机床的加工能力、加工工序、工件的材料性能、切削用量的选择以及其他一些相关的因素。刀具选择总的原则是：既要求精度高、强度大、刚性好、寿命长，又要求尺寸稳定，安装调整方便。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具的刚性[1]。 2.6.1 铣削用刀及其选择

数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参

数的数据如下：

(1)铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般取