數(shù)控銑削的工藝性分析

    數(shù)控銑削加工工藝性分析是編程前的重要工藝準(zhǔn)備工作之一，根據(jù)加工實(shí)踐，數(shù)控銑削加工工藝分析所要解決的主要問(wèn)題大致可歸納為以下幾個(gè)方面。

1、選擇并確定數(shù)控銑削加工部位及工序內(nèi)容

    在選擇數(shù)控銑削加工內(nèi)容時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控銑床的優(yōu)勢(shì)和關(guān)鍵作用。主要選擇的加工內(nèi)容有：
    （1）工件上的曲線輪廓，特別是由數(shù)學(xué)表達(dá)式給出的非圓曲線與列表曲線等曲線輪廓，如圖4.17所示的正弦曲線。
    （2）已給出數(shù)學(xué)模型的空間曲面,如圖4.18所示的球面。

（3）形狀復(fù)雜、尺寸繁多、劃線與檢測(cè)困難的部位；
（4）用通用銑床加工時(shí)難以觀察、測(cè)量和控制進(jìn)給的內(nèi)外凹槽；
（5）以尺寸協(xié)調(diào)的高精度孔和面；
（6）能在一次安裝中順帶銑出來(lái)的簡(jiǎn)單表面或形狀；
（7）用數(shù)控銑削方式加工后，能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容。

2、零件圖樣的工藝性分析

　　根據(jù)數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝性分析時(shí)，應(yīng)主要分析與考慮以下一些問(wèn)題。
（1）零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注

　　由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)編制的，因此，各圖形幾何元素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）應(yīng)明確，各種幾何元素的條件要充分，應(yīng)無(wú)引起矛盾的多余尺寸或者影響工序安排的封閉尺寸等。例如，零件在用同一把銑刀、同一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值編程加工時(shí)，由于零件輪廓各處尺寸公差帶不同，如在圖4.19中，就很難同時(shí)保證各處尺寸在尺寸公差范圍內(nèi)。這時(shí)一般采取的方法是：兼顧各處尺寸公差，在編程計(jì)算時(shí)，改變輪廓尺寸并移動(dòng)公差帶，改為對(duì)稱公差，采用同一把銑刀和同一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值加工，對(duì)圖4.19中括號(hào)內(nèi)的尺寸，其公差帶均作了相應(yīng)改變，計(jì)算與編程時(shí)用括號(hào)內(nèi)尺寸來(lái)進(jìn)行。
（2）統(tǒng)一內(nèi)壁圓弧的尺寸
　　加工輪廓上內(nèi)壁圓弧的尺寸往往限制刀具的尺寸。
1）內(nèi)壁轉(zhuǎn)接圓弧半徑R
　　如圖4.20所示，當(dāng)工件的被加工輪廓高度H較小，內(nèi)壁轉(zhuǎn)接圓弧半徑R較大時(shí)，則可采用刀具切削刃長(zhǎng)度L較小，直徑D較大的銑刀加工。這樣，底面A的走刀次數(shù)較少，表面質(zhì)量較好，因此，工藝性較好。反之如圖4.21，銑削工藝性則較差。
　　通常，當(dāng)R<0.2H時(shí)，則屬工藝性較差。

2）內(nèi)壁與底面轉(zhuǎn)接圓弧半徑r
　　如圖4.22，銑刀直徑D一定時(shí)，工件的內(nèi)壁與底面轉(zhuǎn)接圓弧半徑r越小，銑刀與銑削平面接觸的最大直徑d=D-2r也越大，銑刀端刃銑削平面的面積越大，則加工平面的能力越強(qiáng)，因而，銑削工藝性越好。反之，工藝性越差,如圖4.23所示。
　　當(dāng)?shù)酌驺娤髅娣e大，轉(zhuǎn)接圓弧半徑r也較大時(shí)，只能先用一把r較小的銑刀加工，再用符合要求r的刀具加工，分兩次完成切削。
　　總之，一個(gè)零件上內(nèi)壁轉(zhuǎn)接圓弧半徑尺寸的大小和一致性，影響著加工能力、加工質(zhì)量和換刀次數(shù)等。因此，轉(zhuǎn)接圓弧半徑尺寸大小要力求合理，半徑尺寸盡可能一致，至少要力求半徑尺寸分組靠攏，以改善銑削工藝性。

3、保證基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則
　　有些工件需要在銑削完一面后，再重新安裝銑削另一面，由于數(shù)控銑削時(shí)，不能使用通用銑床加工時(shí)常用的試切方法來(lái)接刀，因此，最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位。
4、分析零件的變形情況
　　銑削工件在加工時(shí)的變形，將影響加工質(zhì)量。這時(shí)，可采用常規(guī)方法如粗、精加工分開及對(duì)稱去余量法等，也可采用熱處理的方法，如對(duì)鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，對(duì)鑄鋁件進(jìn)行退火處理等。加工薄板時(shí)，切削力及薄板的彈性退讓極易產(chǎn)生切削面的振動(dòng)，使薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度難以保證，這時(shí)，應(yīng)考慮合適的工件裝夾方式。
　　總之，加工工藝取決于產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸和技術(shù)要求等。在表4.2中給出了改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)提高工藝性的一些實(shí)例。

表4.2  改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)提高工藝性

5、零件的加工路線

（1）銑削輪廓表面

在銑削輪廓表面時(shí)一般采用立銑刀側(cè)面刃口進(jìn)行切削。對(duì)于二維輪廓加工，通常采用的加工路線為：
1)從起刀點(diǎn)下刀到下刀點(diǎn)
2)沿切向切入工件；
3)輪廓切削；
4)刀具向上抬刀，退離工件；
5)返回起刀點(diǎn)。

（2）順銑和逆銑對(duì)加工影響
　　在銑削加工中，采用順銑還是逆銑方式是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。逆銑時(shí)切削力F的水平分力F_X的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)V_f方向相反，順銑時(shí)切削力F的水平分力F_X的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)V_f的方向相同。銑削方式的選擇應(yīng)視零件圖樣的加工要求，工件材料的性質(zhì)、特點(diǎn)以及機(jī)床、刀具等條件綜合考慮。通常，由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小，順銑的工藝性就優(yōu)于逆銑。
　　如圖4.24a所示為采用順銑切削方式精銑外輪廓,圖4.24b所示為采用逆銑切削方式精銑型腔輪廓,圖4.24c所示為順、逆銑時(shí)的切削區(qū)域。

　　同時(shí)，為了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，對(duì)于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料，盡量采用順銑加工。但如果零件毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而且余量一般較大，這時(shí)采用逆銑較為合理。