任务概述
在机械加工中,有许多零件都带有台阶,如阶梯垫铁等,它们通常是用铣床加工的。铣削台阶就是铣削加工如图2-2-10所示的台阶面。
图2-2-10 零件台阶的形式
任务目标
1.掌握台阶的铣削工艺和加工步骤。
2.正确选择安装立铣刀。
3.掌握铣台阶时对刀调整的方法。
4.正确编制程序并进行程序的调试与检验。
知识链接
【任务分析】
加工如图2-2-11所示零件的上表面及台阶面(其余表面已加工)。毛坯为100×80×30mm的长方块,材料为铝合金。
图2-2-11 台阶面铣削零件
【任务知识与技能】
利用数控铣床加工台阶面时,由数控系统控制,从而简化了计算;专用数控铣削刀具、较高的切削速度的选用,又进一步提高了台阶面的形状和表面质量。平面铣削的加工方法主要有周铣和端铣两种。
一、刀具选择
1.立铣刀
立铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃,圆周切削刃为主切削刃,主要用来铣削台阶面。一般φ 20 mm~φ 40 mm的立铣刀铣削台阶面的质量较好。
2.面铣刀
面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃,端部切削刃为主切削刃,主要用来铣削大平面,以提高加工效率。
二、工件的装夹方案
根据工件的外形和大小采用机床,用平口虎钳装夹。
三、确定铣削用量
1.背吃刀量(端铣)或侧吃刀量(圆周铣)的选择
背吃刀量和侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定:
(1)在要求工件表面粗糙度值Ra为12.5~25微米时,如果圆周铣削的加工小于5 mm,端铣的加工余量小于6 mm,粗铣一次进给就可以达到要求。但余量较大、数控铣床刚性较差或功率较小时,可分两次进给完成。
(2)在要求工件表面粗糙度值Ra为3.2~12.5微米时,可分粗铣和半精铣两步进行,粗铣的背吃刀量与侧吃刀量取同。粗铣后留0.5~1mm的余量,在半精铣时完成。
(3)在要求工件表面粗糙度值Ra为0.8~3.2微米时,可分为粗铣、半精铣和精铣三步进行。半精铣时背吃刀量与侧吃刀量取1.5~2 mm,精铣时,圆周侧吃刀量可取0.3~0.5 mm,端铣背吃刀量取0.5~1mm。
2.进给速度Vf的选择
进给速度Vf与每齿进给量fz有关。即
Vf=nZfz
每齿进给量参考切削用量手册或参阅表2-2-4。
表2-2-4 切削用量表
3.切削速度
铣削速度Vc的推荐范围,见表2-2-5。
表2-2-5 切削速度
实际编程中,切削速度确定后,还要计算出主轴转速,其计算公式为:
n=1000Vc/(π D)
式中:Vc为切削线速度,单位为m/min;n为主轴转速,单位为r/min;D为刀具直径,单位为mm。
计算的主轴转速最后要参考机床说明书,查看机床最高转速是否能满足需要。
四、程序代码
简单平面编程采用GOO、G01,其中G90方式最常用。
五、检测工件
铣削完毕,卸下工件。用游标卡尺和游标深度尺或千分尺,测量台阶的宽度和深度。用铣削粗糙度样板比检测工件表面粗糙度。用0.01 mm的千分尺测量平行度。
六、台阶铣削的质量分析
1.影响台阶尺寸的因素
(1)工作台移动调整尺寸时摇得不准。
(2)测量误差。
(3)铣削中,铣刀受力不均匀,出现“让刀”现象。
(4)铣刀摆差太大。
(5)工作台“零位”不准,用立铣刀铣台阶时会使台阶上部尺寸变小。(www.xing528.com)
2.影响台阶形状、位置精度的因素
(1)平口钳固定钳口未校正,或用压板装夹时工件未校正,铣出的台阶产生歪斜。
(2)工作台“零位”不准,用立铣刀铣削时,不仅台阶上窄下宽,而且台阶侧面会铣成凹面。
(3)立铣头“零位”不准,纵向进给用立铣刀铣削时,台阶底面产生凹面。
3.影响台阶表面粗糙度的因素
(1)铣刀变钝。
(2)铣刀摆差太大。
(3)铣削用量选择不当,尤其是进给量过大。
(4)铣削钢件时没有使用切削液或切削液使用不当。
(5)铣削时振动太大,未使用的进给机构没有紧固,工作台产生窜动现象。
任务实施
【加工准备】
一、准备工作
工件:毛坯为100 mm×80mm×30mm的长方块铝合金。
设备:大连设备VDL-400数控铣床。
量具清单见表2-2-6。
表2-2-6 量具清单
二、加工方案的制订
采用平口虎钳夹紧定位,一次加工完成。粗、精加工,工件外轮廓至图纸尺寸。上表面的加工方案采用端铣刀粗铣→精铣完成,台阶面用立铣刀粗铣→精铣完成,确定加工工艺详见表2-2-7。
表2-2-7 加工工艺表
三、工件坐标及编程尺寸的确定
参考程序:
1.上表面加工
上表面加工使用面铣刀,其参考程序见表2-2-8。
表2-2-8 程序单
2.台阶面加工
台阶面加工使用立铣刀,其参考程序见表2-2-9。
表2-2-9 程序单
续表
四、加工操作
1.打开机床,回参考点。
2.安装工件、刀具、对刀。
3.输入程序并校验。
4.自动加工。
5.测量工件尺寸。
6.调整校正工件尺寸。
7.再次测量工件尺寸,合格后拆卸工件。
五、质量误差分析
1.系统误差,详见表2-2-10。
表2-2-10 误差分析表
2.测量误差:多次测量,降低误差。
任务评价
表2-2-11 任务评分表
学生任务实施过程的小结及反馈:
教师点评:
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。