【工作任务】
加工图17-1所示的烟灰缸，如何确定Z向的进给是加工本零件的关键。该零件的毛坯尺寸为120mm×120mm×40mm，材料为2Al2。
图17-1 烟灰缸
【任务目标】
1.知识目标
·掌握零件的工艺分析方法。
·掌握计算机绘图方法。
2.技能目标
·掌握零件的加工及编程方法。
·掌握刀具选择、确定加工工艺路线的方法。
【任务准备】
使用CAD\CAM软件：MasterCAM、CAXA2013制造工程师、PRO/E 5.0等。
【任务实施】
一、烟灰缸数控铣削的工艺分析
1.烟灰缸零件图形与结构
利用MasterCAM模拟加工程序，如图17-2所示。
图17-2 利用MasterCAM模拟加工程序
2.烟灰缸坯料和技术要求
1）烟灰缸的上表面对于底面的平行度公差为0.02mm，装夹和加工时考虑到两者的平行度。
2）烟灰缸的外形尺寸要求满足上极限偏差+0.03mm，下极限偏差为0。
3）烟灰缸的内腔尺寸要求满足上极限偏差+0.015mm、下极限偏差为-0.015mm。
4）烟灰缸的上表面和底面的表面粗糙度值为3.2μm。
5）加工后去毛刺。
利用“工作设定”画面，输入参数设定毛坯，如图17-3所示。
3.烟灰缸数控铣削工艺分析
1）夹120mm×120mm外侧，伸出钳口35mm。
2）加工外形和内腔。
3）用球头铣刀加工槽。
4）反面装夹（力度适中），铣平面，保证零件总厚度。
4.外形铣削的参数设定
设定外形铣削参数，如图17-4、图17-5所示，铣削结果如图17-6所示。
图17-3 利用“工作设定”画面，输入参数设定毛坯
图17-4 设定外形铣削参数（一）
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图17-5 设定外形铣削参数（二）
图17-6 铣削烟灰缸外形图
5.型腔加工工艺分析
相对其他工序而言，加工型腔比较难。考虑到刀具的直径和毛坯的尺寸，不能发生干涉，另外要多采用刀补。
在数控铣床上进行轮廓的铣削加工时，由于刀具半径的存在，刀具中心轨迹和工件轮廓不重合。如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能，则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，其计算相当复杂，尤其当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，修改程序，这样既繁琐，又不易保证加工精度。当数控系统具备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一个半径值，即进行刀具半径补偿。
刀具半径补偿功能的应用：①刀具因磨损、重磨、换新刀而引起刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后刀具直径；②用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿，可进行粗、精加工。
当加工曲线轮廓时，对于有刀具半径补偿功能的数控系统，可不必求出刀具中心的运动轨迹，只需按被加工工件轮廓曲线编程，同时在程序中给出刀具半径的补偿指令，就可加工出零件的轮廓曲线，使编程工作简化。
加工时采用顺铣，采用G41指令。G41为刀具半径左补偿，是指沿着刀具运动方向向前看（假设工件不动），刀具位于零件左侧的刀具半径补偿。
6.各型腔加工刀具的选用
可采用ϕ20mm立铣刀，ϕ16mm立铣刀，ϕ8mm键槽铣刀，ϕ8mm球头铣刀。
7.各型腔加工的参数设定与优化
挖槽加工参数设定如图17-7所示，挖槽后的效果如图17-8所示。
图17-7 挖槽加工参数设定
图17-8 挖槽后的效果图
另外，采用外形加工把烟灰缸槽模拟出来，如图17-9所示。
图17-9 烟灰缸槽的加工图
反面装夹已加工的八边形，力度适中，防止变形，铣掉余量。最终效果如图17-10所示。
图17-10 烟灰缸最终加工效果
二、加工工艺卡（表17-1）
表17-1 加工工艺卡
三、编制加工程序
软件出程序（略）
【检查零件】
零件加工完毕后，进行尺寸检测，检测结果写入表17-2中。
表17-2 评分表
【任务巩固】
1.采用立铣刀加工外轮廓时，如何进行刀具补偿？
2.加工图17-11所示的烟灰缸，零件尺寸自行给定，但要符合实际比例，材料为45钢。
图17-11 烟灰缸
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