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1、第一節(jié)第一節(jié) 平面類零件加工平面類零件加工 一、平面類零件的特征一、平面類零件的特征 零件上的平面根據(jù)功能特點可分為連接平面、配合平面和普通平面。這些平面按空間結構上的位置又可以分為水平面、垂直面和斜面。如下圖所示，A面與B面是相互垂直的平面；C面是與水平面成一定夾角的斜平面。平面類零件是數(shù)控銑加工對象中較為簡單的一類，也是數(shù)控加工操作的基本技能之一。12021/8/22二、平面類零件的技術要求二、平面類零件的技術要求 平面類零件的技術要求一般包括平面度、平面的尺寸精度、平面的位置精度和表面粗糙度。 銑削加工的平面是否平整以平面度來衡量。在數(shù)控銑削加工中，平面的平面度主要由機床精度、加工方法、

2、工件的裝夾和切削參數(shù)來保證。 平面的尺寸精度是指面與面之間的尺寸精度要求；平面的位置精度主要包括平面與平面之間的垂直度、傾斜度和平行度。平面的位置精度主要由加工方法、走刀路線、刀具的選擇、工件的裝夾和切削用量來保證。 在平面加工過程中影響表面粗糙度的因素有很多，如加工方法、切削參數(shù)、刀具和夾具的剛度等。銑削平面的粗糙度值可達Ra1.63.2 m。22021/8/2232021/8/22三、平面銑削刀具三、平面銑削刀具 平面刀具的選擇應綜合考慮工件的材質(zhì)、加工部位的形狀、機床和夾具的剛度以及刀具的耐用度等因素。一般情況下應優(yōu)先選用硬質(zhì)合金可轉位面銑刀。 可轉位面銑刀由刀體和刀片組成，如后面的圖所

3、示。由于刀片耐用度高，大大提高了加工效率和工件表面質(zhì)量，另外，刀片的切削刃在磨鈍后，無需刃磨刀片，只需更換新刀片，因此，在數(shù)控加工中得到了廣泛的應用。42021/8/22 可轉位面銑刀52021/8/22四、平面銑削路線四、平面銑削路線 對于較大的平面，刀具的直徑相對較小，不能一次切除整個平面，因此，需要采用多次走刀來完成平面的加工。在確定加工路線時，應根據(jù)加工平面的大小、刀具直徑以及加工精度來設計銑削路線。 數(shù)控銑床上大平面的銑削一般可以采用單向銑削和雙向銑削的方法。單向銑削是指每次的進刀路線都是從零件一側向另一側加工，即刀具從每條刀具路徑的起始位置到終止位置后，抬刀快速返回到下一個刀具路徑

4、的起始位置，再次加工，如圖44所示。雙向銑削路線如圖45所示，它比單向銑削的效率高，加工時刀具從每行的起始位置到結束位置后，不抬刀，沿著另一個軸的方向移動一個距離，然后再沿著反向移動到另一側。62021/8/22 圖4-4 單向銑削 圖4-5 雙向銑削72021/8/22 在設計大平面刀具路線時，要根據(jù)零件平面的長度和寬度來確定刀具起始點的位置以及相鄰兩條刀具路線的距離（又稱步距）。 由于面銑刀一般不允許Z向切削，故起始點的位置應選在零件輪廓以外。一般來說，粗銑和精銑時起始點的位置SD/2（D為刀具直徑)，如圖46所示。為了保證刀具在下刀時不與零件發(fā)生切削，通常S的取值為刀具半徑加上35mm。

5、終止點位置E在粗加工時E0即可，精加工時為了保證零件的表面質(zhì)量，ED/2，使刀具完全離開加工面。82021/8/22 兩條刀具路徑之間的間距B，一般根據(jù)表面粗糙度的要求?。?.60.9）D，如刀具直徑為20mm，路徑間距取0.8D時，則兩條路徑的間距為16mm，這樣就保證了兩刀之間有4mm的重疊量，防止平面上因刀具間距太大留有殘料。 銑削過程中，刀具中心距零件外側的間隙距離為H。粗加工時，為了減小刀具路徑長度，提高加工效率，H0；精加工時，為了保證加工平面質(zhì)量，HD/2，使刀具移出加工面。圖46 加工參數(shù)92021/8/22五、零件的裝夾五、零件的裝夾 數(shù)控銑床上平面的銑削，一般根據(jù)零件的大小

6、選用夾具，零件尺寸較小選擇平口鉗裝夾，尺寸較大時選擇螺栓、壓板進行裝夾。在大批量生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)效率，可以使用專用夾具來裝夾。六、基本編程指令六、基本編程指令1 1尺寸單位選擇指令（尺寸單位選擇指令（G20G20、G21G21）格式：G20（G21）；102021/8/22例：G20 G01 X100.0 F40； 表示刀具向X軸正方向移動100in。例：G21 G01 X100.0 F40； 表示刀具向X軸正方向移動100mm。（2）公制與英制的換算關系 1mm 0.0394 in 1in25.4mm2 2快速定位指令（快速定位指令（G00G00）格式：G00 X Y Z ；式中 G00

7、表示快速定位指令； X、Y、Z終點的坐標。112021/8/22 G00指令控制刀具以點位控制方式，各軸以系統(tǒng)預先設定的移動速度，從當前位置快速移動到程序段指令的定位目標點。其速度由機床參數(shù)確定，操作時可利用機床操作面板上的倍率開關調(diào)整。 G00指令一般用在加工前的快速定位或加工后的快速退刀，不能進行切削加工。由于機床各軸的移動速度不同，在執(zhí)行G00指令時，其軌跡不一定是一條直線，如圖47所示，刀具從起始點（原點）執(zhí)行G00 X90.0 Y50.0 時，運動軌跡是OAAB，而不是OB。122021/8/22 所以操作者在使用G00編程時應格外小心，避免刀具與工件發(fā)生碰撞。G00指令為模態(tài)代碼，

8、可由同組的其他代碼注銷。圖47 G00運動軌跡132021/8/223 3直線插補指令（直線插補指令（G01G01）格式：G01 X Y Z F ；式中 G01表示直線插補指令； X、Y、Z為終點的坐標； F表示進給速度，單位mm/min。 G01指令刀具以聯(lián)動的方式，按指定的進給速度F ，從當前位置按線性路線移動到程序段指令的終點。如圖48所示，刀具當前位置為原點，執(zhí)行G01 X90.0 Y50.0 F100 后，刀具將從原點移動到X90.0 Y50.0的終點，其軌跡是一條從O到A的直線。142021/8/22 G01指令是模態(tài)代碼，可以由同組的其他代碼（G00、G02、G03或固定循環(huán)指令

9、）注銷。圖48 G01運動軌跡152021/8/224 4絕對值指令（絕對值指令（G90G90） 格式格式：G90； 程序中G90指令后所指定的尺寸均為絕對坐標值尺寸。絕對值編程時的尺寸值和方向是以編程原點為基點計算和判斷的。 例：如右圖所示，加工軌跡是一條直線，從“A”點到“B”點。采用G90方式編程，編程指令表示為：G90 G01 X80.0 Y40.0 F40；圖49 G90方式162021/8/225 5增量值指令（增量值指令（G91G91） 格式格式：G91； G91指令后所指定的尺寸均為增量坐標值尺寸。增量值編程又稱為相對值編程，程序中的坐標值表示從刀具所在點到上一個點的坐標值。

10、例例：如右圖所示，采用G91方式編程，編程指令表示為：G91 G01 X70.0 Y20.0 F40；圖49 G90方式172021/8/22七、平面類零件加工實例七、平面類零件加工實例 平面的加工路線較為簡單，一般是由直線段所組成，編程時采用直線插補指令即可完成。對于較小的平面，采用直徑大于平面寬度的面銑刀，一次走刀便可以完成整個平面的加工；對于較大的平面，應根據(jù)加工平面的大小和刀具的直徑，設計走刀路線，然后根據(jù)走刀路線進行編程。 下面以圖410所示為例，編寫平面的加工程序。已知毛坯尺寸為200mm140mm32mm。面銑刀的直徑為50mm。 182021/8/22圖410 平面加工零件圖樣

11、 零件上表面的加工余量為2mm，表面粗糙度為3.2m。為了保證加工表面質(zhì)量，提高加工效率，采用粗精方式進行加工，粗加工時，以快速去除毛坯余量為原則，走刀路線應設計為最短，一般選用雙向銑削；精加工時，為了保證表面粗糙度及表面紋理一致，采用單向銑削的方式。1 1工藝分析工藝分析192021/8/22（1）粗加工刀具路徑 粗加工刀具路徑及編程原點如右圖所示。刀具從1點下刀，到達2點后以0.7倍刀具直徑的間距，依次到達3點4點5點6點7點8點9點到達10點后抬刀。各基點的坐標值見表42。圖411 粗加工刀具路徑202021/8/22表表42 各基點坐標值各基點坐標值基點基點XY1-3502200032

12、0035403550706200707200105801059014010235140212021/8/22（2）精加工刀具路徑 精加工刀具路徑及編程原點如右圖所示。刀具從1點下刀，到達2點后以0.7倍刀具直徑的間距，抬刀后快速移動至3點下刀加工至4點，依次到達5點6點7點8點9點到達10點后抬刀。圖412 精加工刀具路徑222021/8/22各基點的坐標值見表43。232021/8/222 2選擇切削用量選擇切削用量（1）背吃刀量（ap） 由于刀具為可轉位硬質(zhì)合金面銑刀，工件加工深度為2mm，為了提高加工效率并保證表面質(zhì)量分兩刀加工，粗加工背吃刀量取ap=1.5mm；精加工背吃刀量取ap=0.5mm。min/7645014. 312010001000rDvncmin/9555014. 315010001000rDvnc（2）主軸轉速（n）1）粗加工時切削速度vc取120m/min。2）精加工時切削速度vc取150m/min。 242021/8/22（3）進給速度（vf）已知面銑刀的齒數(shù)為4齒。1）粗加工時每齒進給量fz取0.06mm/z。vf=fzzn=0.064764183mm/min2）精加工時每齒進給量fz取0.0