平面銑削工藝、編程

1、5. 5. 1平面銃削加工的內(nèi)容、要求圖5-5-1工平面加工工件平面銃削通常是把工件表面加工到某一高度并達(dá)到 一定表面質(zhì)量要求的加工。分析平面銃削加工的內(nèi)容應(yīng)考慮：加工平面區(qū)域大 小，加工面相對基準(zhǔn)面的位置；分析平面銃削加工要求應(yīng) 考慮：加工平面的表面粗糙度要求，加工面相對基準(zhǔn)面的 定位尺寸精度，平行度，垂直度等要求。如圖5-5-1所示工件的上表面，區(qū)域大小為 80X120 矩形，距基準(zhǔn)面 40 mm高度位置，并相對基準(zhǔn)面A有mm的平行度要求，形狀公差則平面度要求，表面質(zhì)量要求。平面銃削加工內(nèi)容、要求的正確分析是進(jìn)行平面銃削 工藝設(shè)計的前提。5. 5. 2平面銃削方法(a)立銃刀周銃平面圖(b

2、)面銃刀端銃平面圖5-5-2平面銃削方法對平面的銃削加工，存在用立銃刀周銃和面銃刀端銃兩種方式，如圖 5-5-2。用面銃刀 端銃有如下特點：1、用端銃的方法銃出的平面，其平面度的好壞主要取決于銃床主軸軸線與進(jìn)給方向的 垂直度。面銃刀加工時，它的軸線垂直于工件的加工表面。2、端銃用的面銃刀其裝夾剛性較好，銃削時振動較小。3、端銃時，同時工作的刀齒數(shù)比較周銃時多，工作較平穩(wěn)。這時因為端銃時刀齒在銃 削層寬度的范圍內(nèi)工作。4、端銃用面銃刀切削，其刀齒的主、副切削刃同時工作，由主切削刃切去大部分余量， 副切削刃則可起到修光作用，銃刀齒刃負(fù)荷分配也較合理，銃刀使用壽命較長，且加工表面的表面粗糙度值也比較

3、小。5、端銃的面銃刀，便于鑲裝硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行高速銃削和階梯銃削，生產(chǎn)效率高，銃 削表面質(zhì)量也比較好。一般情況下，銃平面時，端銃的生產(chǎn)效率和銃削質(zhì)量都比周銃高，所以平面銃削應(yīng)盡量 端銃方法。一般大面積的平面銃削使用面銃刀，在小面積平面銃削也可使用立銃刀端銃。5. 5. 3面銃刀及選用面銃刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。由于面銃刀的直徑一圖5-5-3可轉(zhuǎn)位面銃刀般較大，為。50500mm故常制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，即將刀齒和刀體分開，刀體采用40Cr制作，可長期使用。硬質(zhì)合金面銃刀與高速鋼面銃刀相比，銃削速度較高、加工效率高、加 工表面質(zhì)量也較好，并可加工帶有硬皮和淬硬層的工件，

4、在數(shù)控面銃削時得到廣泛應(yīng)用。1 .硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式面銃刀硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式面銃刀（可轉(zhuǎn)位式端銃刀），如圖5-5-3所示。這種結(jié)構(gòu)成本低，制 作方便，刀刃用鈍后，可直接在機(jī)床上轉(zhuǎn)換刀刃和更換刀片?？赊D(zhuǎn)位式面銃刀要求刀片定位精度高、夾緊可靠、排屑容易、更換刀片迅速等，同時各 定位、夾緊元件通用性要好，制造要方便，降低成本，操作使用方便。硬質(zhì)合金面銃刀與高速鋼面銃刀相比，銃削速度較高、加工效率高、加工表面質(zhì)量也較好，并可加工帶有硬皮和淬硬層的工件，在提高產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率等方面都具有明顯的優(yōu)越性。2 .直徑選用平面銃削時，面銃刀直徑尺寸的選擇是重點考慮問題之一。對于面積不太大的平面，宜用直徑比平面寬度

5、大的面銃刀實現(xiàn)單次平面銃削，平面銃刀最理想的寬度應(yīng)為材料寬度的倍。倍的比例可以保證切屑較好的形成和排出。對于面積太大的平面，由于受到多種因素的限制，如，考慮到機(jī)床功率、刀具和可轉(zhuǎn)位 刀片幾何尺寸、安裝剛度、每次切削的深度和寬度以及其他加工因素，面銃刀刀具直徑不可能比加工平面寬度更大時，宜選用直徑大小適當(dāng)?shù)拿驺|刀分多次走刀銃削平面。特別是平面粗加工時，切深大、余量不均勻，考慮到機(jī)床功率和工藝系統(tǒng)的受力，銃刀直徑D不宜過大。工件分散的、較小面積平面，可選用直徑較小的立銃刀銃削。面銃時，應(yīng)盡量避免面銃刀刀具的全部刀齒參與銃削，即應(yīng)該避免對寬度等于或稍微大于刀具直徑的工件進(jìn)行平面銃削。面銃刀整個寬度全

6、部參與銃削（全齒銃削）會迅速磨損鑲刀片的切削刃，并容易使切屑粘結(jié)在刀齒上。此外工件表面質(zhì)量也會受到影響，嚴(yán)重時會造成鑲刀片過早報廢，從而增加加工的成本。3 .面銃刀刀齒選用面銃刀齒數(shù)對銃削生產(chǎn)率和加工質(zhì)量有直接影響，齒數(shù)越多，同時參與切削的齒數(shù)也 多，生產(chǎn)率高，銃削過程平穩(wěn)，加工質(zhì)量好，但要考慮到其負(fù)面的影響：刀齒越密，容屑 空間小，排屑不暢，因此只有在精加工余量小和切屑少的場合用齒數(shù)相對多的銃刀?？赊D(zhuǎn)位面銃刀的齒數(shù)根據(jù)直徑不同可分為粗齒、細(xì)齒、密齒三種。粗齒銃刀主要用于 粗加工；細(xì)齒銃刀用于平穩(wěn)條件下的銃削加工；密齒銃刀的每齒進(jìn)給量較小，主要用于薄 壁鑄鐵的加工。面銃刀主要以端齒為主加工各種

7、平面。刀齒主偏角一般為45°、60°、75°、90°,主偏角為900的面銃刀還能同時加工出與平面垂直的直角面，這個面的高度受到刀片長度的限制。圖5-5-4銃削中刀具相對于工件的位置5. 5. 4平面銃削的路線設(shè)計平面銃削中，刀具相對于工件的位置選擇是否適當(dāng)將影響到切削加工的狀態(tài)和加工質(zhì) 量，現(xiàn)分析圖5-5-4中面銃刀進(jìn)入工件材料時的位置對加工的影響。刀心軌跡與工件中心線重合 。如圖5-5-4a ,刀具中心軌跡與工件中心線重合。單次平面銃削時，當(dāng)?shù)毒咧行奶幱诠?件中間位置，容易引起顫振，從而影響到表面加工質(zhì)量，因此，應(yīng)該避免刀具中心處于工件 中間位置。刀心

8、軌跡與工件邊緣重合 。如圖5-5-4b ,當(dāng)?shù)缎能壽E與工件邊緣線重合時，切削鑲刀片進(jìn)人工件材料時的沖擊力 最大，是最不利刀具壽命和加工質(zhì)量的情況。因此應(yīng)該避免刀具中心線與工件邊緣線重合。刀心軌跡在工件邊緣外如圖5-5-4C ,刀心軌跡在工件邊緣外時，刀具剛剛切入工件時，刀片相對工件材料沖 擊速度大，引起碰撞力也較大。容易使刀具破損或產(chǎn)生缺口，基于此，擬定刀心軌跡時，應(yīng) 避免刀心在工件之外。刀心軌跡在工件邊緣與中心線間如圖5-5-4d ,當(dāng)?shù)缎奶幱诠ぜ?nèi)時，已切入工件材料鑲刀片承受最大切削力，而剛切 入(撞入)工件的刀片將受力較小，引起碰撞力也較小，從而可延長鑲刀片壽命，且引起的 震動也小一些。

9、因此盡量讓面銃刀中心在工件區(qū)域內(nèi)。但要注意：當(dāng)工件表面只需一次切削時，應(yīng)避 免刀心軌跡線與工件表面的中心線重合。由上分析可見：擬定面銃刀路時，應(yīng)盡量避免刀心軌跡與工件中心線重合、刀心軌跡與工件邊緣重合、刀心軌跡在工件邊緣外的三種情況，設(shè)計刀心軌跡在工件邊緣與中心線間是理想的選擇。(a)(b)圖5-5-5刀心在工件內(nèi)的兩種情況的比較再比較如圖5-5-5兩個刀路，雖然刀心軌跡在工件邊緣與中心線間，但圖5-5-5b面銃刀整個寬度全部參與銃削，刀具容易磨損；圖 5-5-5a所示的刀具銃削位置是合適的。銃削用量選擇的是否合理，將直接影響到銃削加工的質(zhì)量。平面銃削分粗銃、半精銃、精銃三種情況，粗銃時，銃削

10、用量選擇側(cè)重考慮刀具性能、 工藝系統(tǒng)剛性、機(jī)床功率、加工效率等因素。精銃時側(cè)重考慮表面加工精度的要求。1 .平面粗銃用量粗銃加工時，余量多，要求低，銃削用量的選擇時主要考慮工藝系統(tǒng)剛性、刀具使用壽 命、機(jī)床功率、工件余量大小等因素。首先決定較大的Z向切深和切削寬度。銃削無硬皮的鋼料，Z向切深一般選擇35mm銃削鑄鋼或鑄鐵時，Z向切深一般選擇57 mm切削寬度可根據(jù)工件加工面的寬度盡量一次銃出，當(dāng)切削寬度較小時，Z向切深可相應(yīng)增大。選擇較大的每齒進(jìn)給量有利于提高粗銃效率，但應(yīng)考慮到：當(dāng)選擇了較大的Z向切深和切削寬度后，工藝系統(tǒng)剛性是否足夠？當(dāng)Z向切深、切削寬度、每齒進(jìn)給量較大時，受機(jī)床功率和刀具

11、耐用度的限制，一般選 擇較低銃削速度。2 .平面精銃用量當(dāng)表面粗糙度要求在科 m范圍時，平面一般采用粗、精銃兩次加工。經(jīng)過粗銃加工， 精銃加工的余量為2mm考慮到表面質(zhì)量要求，選擇較小的每齒進(jìn)給量。此時加工余量比 較少，因此可盡量選較大銃削速度。表面質(zhì)量要求較高（W m ）,表面精銃時的深度的選擇為左右。每齒進(jìn)給量一般選較 小值，高速鋼銃刀為，硬質(zhì)合金銃刀為。銃削速度在推薦范圍內(nèi)選最大值。如，當(dāng)采用 高速鋼銃刀銃削一般中碳鋼或灰口鑄鐵時，銃削速度在2060m/min之間選大值，當(dāng)采用硬質(zhì)合金銃刀銃削上述材料時，銃削速度在90200m/min之間選大值。Z向切深、進(jìn)給量推薦范圍如表5-5-1、表

12、5-5-2 。表5-5-1銃平面后精加工余量粗銃平面后精加工 余量加工面長度加工面寬度< 100>100300>300 1000余量mm公差mm余量mm公差mm余量mm公差mm< 3002.>30010002.表5-5-2硬合金刀具粗、精加工進(jìn)給量選用推薦表粗加工每齒進(jìn)給量mm/z鋼鑄鐵及銅合金YT15YT5YG6YG8精加工每轉(zhuǎn)進(jìn)給mm/r5. 5. 6單次面銃的加工實例加工如圖5-5-1所示工件，設(shè)基準(zhǔn)A面及四個側(cè)面已經(jīng)在普通銃床加工，現(xiàn)要在數(shù)控銃床上加工上表面，保證最終厚度為40 mm,且滿足如圖標(biāo)注的形位公差和表面質(zhì)量要求。上表面有余量5 mmo設(shè)工件坐標(biāo)

13、系如圖所示5-5-1。3 .選擇平面銃刀工件上表面寬80 mm,面寬不太大，擬用直徑比平面寬度大的面銃刀單次銃削平面，平 面銃刀最理想的寬度應(yīng)為材料寬度的倍。如，那么選用。125 mm的面銃刀比較合適（125:80 " ）,當(dāng)?shù)毒咧行钠x工件的中心時，刀具與工件的兩邊都有一定的重疊，如圖5-5-6。選用標(biāo)準(zhǔn)。125數(shù)控硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銃刀，選擇刀齒數(shù)為8。4 .切削的起點和終點及刀路：選定直徑后，便可考慮起點和終點位置了。出于安全考慮，刀具需要在工件外有足夠的安全間隙處移至 Z向加工深度，并確定刀具沿X軸（水平）從右到左方向切削。如圖5-5-6 ,選擇工件零點（X0, Y0）在工件對

14、稱線的右端。本例工件長度為120 mm,刀具半徑為咖，選擇安全間隙為mm,所以起點的 X位置為X=+=75。當(dāng)Y=-10時，刀具中心偏離工件的中心，刀具超出工件邊線則，是刀具直徑的25%左右。刀具直徑的1/4到1/3超出工件兩側(cè)，可以得到適當(dāng)?shù)牡洱X切入角， 并基本保證順銃 方式（實際上順銃中通常也混有一部分逆銃，這是平面銃削中的正?，F(xiàn)象）。如圖5-5-6 ,最終確定起點（X75,Y-10）和終點（X-195,Y-10）。5 .切削參數(shù)的選擇設(shè)面銃刀分二次銃削到指定的高度，粗銃切深4 mm,留有1 mm的精加工余量，工序尺寸41 00.3,精加工保證40 士。粗銃時，因面銃刀有 8個刀齒（Z=8

15、）,為刀齒中等密度銃刀，選 fz=,則f=8 X = 1；參 考V=55105m/min,綜合其它因素選 V= m/min,則主軸轉(zhuǎn)速 S=318X 125=150r/min ,計算 進(jìn)給速度 F=fzX ZX S=1X 150=150 mm/min。精銃時，為保證表面質(zhì)量，選f=,參考V=55105m/min,綜合切深小，進(jìn)給量小，切 削力小的因素，選 V=100 m/min ,則主軸轉(zhuǎn)速 S=318X 100/125 =300r/min，計算進(jìn)給速度 F=f X S=x 300=180 mm/min。6 .平面銃削編程選擇工件上表面為程序原點 （Z0）,單次平面銃削的程序如下：G21 G9

16、0 G54;圖5-5-6單次銃削中平面銃刀刀路位置設(shè)定O0010（平面粗銃） S150 M03;G00 X75 .G43 H01 ;M08;G1X-190. F150 ;G00 ;（平面精銃）S300 M03G00 X75 .M08;G1X-190. F180 ;G00 ;M05 M0&G49 G28 ;M3Q5. 5. 7大平面銃削時的刀具路線單次平面銃削的一般規(guī)則同樣也適用于多次銃削。由于平面銃刀直徑的限制而不能一次切除較大平面區(qū)域內(nèi)的所有材料，因此在同一深度需要多次走刀。圖5-5-7面銃的多次切削刀路銃削大面積工件平面時，分多次銃削的刀路有好幾種，如圖 2-1-7 ,最為常見的方法為 同一深度上的單向多次切削和雙向多次切削。1 .單向多次切削粗精加工的路線設(shè)計如圖5-5-7a、b為單向多次切削粗精加工的路線設(shè)計。單向多次切削時，切削起點在工件的同一側(cè)，另一側(cè)為終點的位置，每完成一