课程设计高速铣削的应用探讨（含外文翻译）.doc

分类号郑州电力高等专科学校毕 业 设 计（论 文）题目高速铣削的应用探讨并列英文题目Discussion on Application of high speed milling系部机电工程系 专业 机电一体化技术姓名 班级机 电0902 班指导教师 职称助 教 论文报告提交日期2012年5月30日郑州电力高等专科学校摘要 随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广泛的应用于工业控制的各个领域,尤其在机械制造业中应用十分的广泛。而高速铣削(HSM)加工作为一种先进切削技术，自二十世纪八十年代以来得到了日益广泛应用。高速加工采用远高于常规加工切削速度进给速度，不仅可提高加工效率，缩短加工工时，同时还可获得很高加工精度。本文介绍了高速铣削技术的理论、对数控铣床的要求及高速铣削的应用领域，本文对高速铣削的加工进行了零件加工举例，系统论述了高速铣削应用的优点。关键词: 数控 铣床 高速铣削 优点AbstractWith the development of computer technology, numerical control technology has been widely used in the various fields of industrial control, especially in the machinery manufacturing industry in a very wide range of applications.High speed milling (HSM) process is a kind of advanced cutting technology, since the nineteen eighties has been increasingly widely used.High speed machining by far higher than that of a conventional cutting speed feed rate, not only can improve the processing efficiency, shorten processing time, but also can obtain very high machining accuracy.This paper introduces the theory of technology of high speed milling, CNC milling machine and high speed milling applications, this article on the high speed milling of parts processing for example, introduced the application has the advantages of high speed milling.Key words: Numerical Control, milling machines, high-speed milling, advantages目录第一章 前言1第二章 高速铣削概述22.1铣削与高速铣削的基本概念22.2 铣削加工的切屑形成特征3第三章 高速铣削机床及刀具63.1 高速铣削机床63.2 高速铣削加工的刀柄和刀具9第四章 高速铣削的应用124.1 高速铣削加工在螺纹加工中的应用124.2高速铣削在航空和航天工业中的应用134.3高速铣削在汽车制造的应用144.4高速铣削在模具制造中的应用15第五章 高速铣削零件实例加工175.1工艺分析与选择175.1.1零件图工艺分析175.1.2确定装夹方案175.1.3确定加工顺序175.1.4刀具选择185.1.5 拟定数控切削加工工序卡205.2 主要加工程序225.2.1 确定编程原点225.2.2按工序编制各部分加工程序235.2.3 加工程序23第六章 高速铣削加工的优势436.1可部分替代某些工艺436.2 提高生产率446.3减少切削产生的热量446.4改善加工精度和表面质量456.5有利于加工薄壁零件45总结46致谢47附录 英文翻译48参考文献67 第一章 前言在现代机械生产中，随着对工件的美观度及功能要求得越来越高，工件内部结构设计得越来越复杂，工件的外形设计也日趋复杂，自由曲面所占比例不断增加，相应的模具结构也设计得越来越复杂。这些都对加工技术提出了更高要求，不仅应保证高的制造精度和表面质量，而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术研究的不断深入，尤其在加工机床、数控系统、刀具系统、CAD/CAM软件等相关技术不断发展的推动下，高速加工技术已越来越多地应用于机械的加工与制造中。 高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量，而且与传统的切削加工相比具有升温低,热变形小，因而适合于温度和热变形敏感材料加工；还由于切削力小可适用于薄壁及刚性差的零件加工；合理选用刀具和切削用量，可实现硬材料加工等一系列有点。因此，高速铣削加工时当前的热门话题，它已经向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展，成为第三代制模技术。目前，高速铣削加工技术的研究已成为国外先进制造技术领域重要的研究方向之一。高速铣削也开始慢慢的应用于机械加工当中。第二章 高速铣削概述2.1铣削与高速铣削的基本概念铣削是指使用旋转的多刃刀具切削工件，是高效率的加工方法。工作时刀具旋转（作主运动），工件移动（作进给运动），工件也可以固定，但此时旋转的刀具还必须移动（同时完成主运动和进给运动）。铣削用的机床有卧式铣床或立式铣床，也有大型的龙门铣床。这些机床可以是普通机床，也可以是数控机床。  数控高速铣削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技术，是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术。相对于传统的切削加工，其切削速度、进给速度有了很大的提高，而且切削机理也不相同。高速切削使切削加工发生了本质性的飞跃，其单位功率的金属切除率提高了30%40%，切削力降低了30%，刀具的切削寿命提高了70%，留于工件的切削热大幅度降低，低阶切削振动几乎消失。随着切削速度的提高，单位时间毛坯材料的去除率增加了，切削时间减少了，加工效率提高了，从而缩短了产品的制造周期，提高了产品的市场竞争力。同时，高速加工的小量快进使切削力减少了，切屑的高速排出减少了工件的切削力和热应力变形，提高了刚性差和薄壁零件切削加工的可能性。由于切削力的降低，转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，而工件的表面粗糙度对低阶频率最为敏感，由此降低了表面粗糙度。在模具的高淬硬钢件(HRC45HRC65)的加工过程中，采用高速切削可以取代电加工和磨削抛光的工序，从而避免了电极的制造和费时的电加工，大幅度减少了钳工的打磨与抛光量。对于一些市场上越来越需要的薄壁模具工件，高速铣削也可顺利完成，而且在高速铣削CNC加工中心上，模具一次装夹可完成多工步加工2.2 铣削加工的切屑形成特征 众所周知，根据材料和切削条件的不同，切削时通常形成四种类型的切屑：带状切屑（连续切屑）、锯齿状切屑（节状切屑）、单元切屑和崩碎切屑。如图2-1所示，切削塑性金属材料，由于切削条件的变化，一般形成带状或锯齿状切屑，少数形成单元切屑；而切削脆性金属，最常见成为崩碎切屑。高速切削时，特别是自动化加工中，切屑的类型非常重要，长的连绵不断的带状切屑，缠绕工件或刀具，损坏工件和刀具表面，虽害操作者，无法正常切削，甚至损坏机床。周期性的锯齿状或单元切屑，会造成高速切削力的高频变化，从而影响加工精度与表面粗糙度和刀具寿命。因此，分析研究高速切削时的切屑形成特征具有重要的意义。不同材料在不同状态下的切屑形态: (a) 供货状态，切削速度127.2m/min（b）硬度325HB，切削速度 125.5m/min 连续带状切屑（D.LEE） 锯齿状切屑 (c)硬度325HB，切削速度250m/min (d)硬度325HB，切削速度2600m/min锯齿状切屑 即将分离的锯齿状切屑 高速切削不同状态AISI4340钢（40CrNiMoA）时的切屑形态（纵截面微观照片）（a）、（b）、（c）、（d）从komarduri） 图2-1 切屑类型带状切屑；(b) 锯齿状切屑；(c) 单元切屑；(d) 崩碎切屑 切削渗碳淬硬20CrMnTi钢（HRC6062）在100110m/min时的切屑形貌工件材料及其性能和切削条件对切屑形态起主要作用，其中工件材料及其性能有决定性的影响。 一般低硬度和高热物理性能KC（导热性K、密度和比热容C的乘积）的工件材料如铝合金、低碳钢和未淬硬的钢与合金钢等，在很大切削速度范围内易形成连续带状切屑。 硬度较高和低热物理特性KC的工件材料，如热处理的钢与合金钢、钛合金和超级合金，在很宽的切削速度范围均形成锯齿状切屑，随切削速度的提高，锯齿化程度增高，直至形成分离的单元切屑。第三章 高速铣削机床及刀具3.1 高速铣削机床高稳定性的机床支撑部件：高速切削机床的床身等支撑部件应具有很好的动、静刚度，热刚度和最佳的阻尼特性。大部分机床都采用高质量、高刚性和高抗张性的灰铸铁作为支撑部件材料，有的机床公司还在底座中添加高阻尼特性的聚合物混凝土，以增加其抗振性和热稳定性，不但保证机床精度稳定，也防止切削时刀具振颤；采用封闭式床身设计，整体铸造床身，对称床身结构并配有密布的加强筋，如德国Deckel Maho公司的桥式结构或龙门结构的DMC系列高速立式加工中心，美国Bridgeport公司的VMC系列立式加工中心，日本日立精机VS系列高速加工中心，使机床获得了在静态和动态方面更大限度的稳定性。一些机床公司的研发部门在设计过程中，还采用模态分析和有限元结构计算，优化了结构，使机床支撑部件更加稳定可靠。 高速主轴系统 高速主轴是高速切削技术最重要的关键技术，也是高速切削机床最重要的部件。要求动平衡性很高，刚性好，回转精度高，有良好的热稳定性，能传递足够的力矩和功率，能承受高的离心力，带有准确的测温装置和高效的冷却装置。高速切削一般要求主轴转速能力不小于40000r/min,主轴功率大于15kW。通常采用主轴电机一体化的电主轴部件，实现无中间环节的直接传动，电机大多采用感应式集成主轴电动机。而随着技术的进步，新近开发出一种使用稀有材料铌的永磁电机，该电机能更高效，大功率地传递扭矩，且传递扭矩大。易于对使用中产生的温升进行在线控制，且冷却简单，不用安装昂贵的冷却器，加之电动机体积小，结构紧凑，所以大有取代感应式集成主轴电动机之势。最高主轴转速受限于主轴轴承性能，提高主轴的dn值是提高主轴转速的关键。目前一般使用较多的是热压氮化硅(Si3N4)陶瓷轴承和液体动、静压轴承以及空气轴承。润滑多采用油-气润滑、喷射润滑等技术。最近几年也有采用性能极佳的磁力轴承的。主轴冷却一般采用主轴内部水冷或气冷。高精度快速进给系统 高速切削是高切削速度、高进给率和小切削量的组合，进给速度为传统的510倍。这就要求机床进给系统很高的进给速度和良好的加减速特性。一般要求快速进给率不小于60m/min，程序可编辑进给率小于40m/min，轴向正逆向加速大于10m/s²(1g)。机床制造商大多采用全闭环位置伺服控制的小导程、大尺寸、高质量的滚珠丝杠或大导程多头丝杠。随着电机技术的发展，先进的直线电动机已经问世，并成功应用于CNC机床。先进的直线电动机驱动使CNC机床不再有质量惯性、超前、滞后和振动等问题，加快了伺服响应速度，提高了伺服控制精度和机床加工精度。不仅能使机床在f=60m/min以上进给速度下进行高速加工，而且快速移动速度达f=120m/min，加速度达2g，提高了零件的加工精度。但直线电动机在使用中存在着承载力小、发热等问题，有待改进。高效的冷却系统 高速切削中机床的主轴、滚珠丝杠 、导轨等产生大量的热，如不进行有效的冷却，将会严重影响机床的精度。大多采用强力高压、高效的冷却系统，使用温控循环水或其他介质来冷却主轴电动机、主轴轴承、滚珠丝杠、直线电动机、液压油箱等。Yamazen公司将压力为6.8MPa的冷却液通过主轴中心孔，对机床主轴、刀具和工件进行冷却。日本日立精机公司研制开发出通过在中空的滚珠丝杠中传输冷却液，达到冷却丝杠稳定加工目的的滚珠丝杠冷却器。为了避免导轨受温升的影响，日立公司和轴承商联合研制出Eeo-Eeo的导轨润滑脂，该润滑脂润滑和冷却效果好，无有害物质，能进行自动润滑及不需专用设备等特点。日立精机机床公司VS系列CNC高速铣就采用此润滑脂，具有良好的使用及经济效果。 高性能CNC控制系统： 高速切削加工要求CNC控制系统有快速处理数据的能力，来保证高速加工时的插补精度。一般要求程序段传送速率 1.620ms，RS232系列数据接口 19.2 Kbit/s(20ms)，Ethernet数据传送 200Kbit/s(1.6ms)。 新一代的高性能CNC控制系统采用32位或64位CPU，程序段处理时间短至1.6ms。 近几年网络技术已成为CNC机床加工中的主要通讯手段和控制工具，相信不久的将来，将形成一套先进的网络制造系统，通讯将更快和更方便。大量的加工信息可通过网络进行实时传输和交换，包括设计数据、图形文件、工艺资料和加工状态等，极大提高了生产率。但目前用得最多的还是利用网络改善服务，给用户提供技术支持等等。美国Cincinati Machine公司研制开发出了网络制造系统，用户只要购买所需的软件、调制解调器、网络摄像机和耳机等，即可上网，无需安装网络服务器，通过网上交换多种信息，生产率得到了提高。日立精机机床公司开发的万能用户接口的开放式CNC系统，能将机床CNC操作系统软件和因特网连接，进行信息交换。 高安全性 机床安全门罩高速切削机床普遍采用全封闭式安全门罩，高强度透明材料制成的观察窗等更完备的安全保障措施，来保证机床操作者及机床周围现场人员的安全，避免机床、刀具和工件等有关设施受到损伤。一些机床公司还在CNC系统中开发了机床智能识别功能，识别并避免可能引起重大事故的工况，保证产品的产量和质量。 高精度、高速度的传感检测技术 这包括位置检测、刀具状态检测、工件状态检测和机床工况监测等技术。3.2 高速铣削加工的刀柄和刀具    由于高速铣削加工时离心力和振动的影响，要求刀具具有很高的几何精度和装夹重复定位精度以及很高的刚度和高速动平衡的安全可靠性。由于高速铣削加工时较大的离心力和振动等特点，传统的7:24锥度刀柄系统在进行高速切削时表现出明显的刚性不足、重复定位精度不高、轴向尺寸不稳定等缺陷，主轴的膨胀引起刀具及夹紧机构质心的偏离，影响刀具的动平衡能力。目前应用较多的是HSK高速刀柄和国外现今流行的热胀冷缩紧固式刀柄。热胀冷缩紧固式刀柄有加热系统，刀柄一般都采用锥部与主轴端面同时接触，其刚性较好，但是刀具可换性较差，一个刀柄只能安装一种连接直径的刀具。由于此类加热系统比较昂贵，在初期时采用HSK类的刀柄系统即可。当企业的高速机床数量超过3台以上时，采用热胀冷缩紧固式刀柄比较合适。 刀具是高速铣削加工中最活跃重要的因素之一，它直接影响着加工效率、制造成本和产品的加工精度。刀具在高速加工过程中要承受高温、高压、摩擦、冲击和振动等载荷，高速铣削刀具应具有良好的机械性能和热稳定性，即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。高速切削加工的刀具技术发展速度很快，应用较多的如金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷刀具、涂层硬质合金、(碳)氮化钛硬质合金TIC(N)等。    在加工铸铁和合金钢的切削刀具中，硬质合金是最常用的刀具材料。硬质合金刀具耐磨性好，但硬度比立方氮化硼和陶瓷低。为提高硬度和表面光洁度，采用刀具涂层技术，涂层材料为氮化钛(TiN)、氮化铝钛(TiALN)等。涂层技术使涂层由单一涂层发展为多层、多种涂层材料的涂层，已成为提高高速切削能力的关键技术之一。直径在1040mm范围内，且有碳氮化钛涂层的硬质合金刀片能够加工洛氏硬度小于42的材料，而氮化钛铝涂层的刀具能够加工洛氏硬度为42甚至更高的材料。高速切削钢材时，刀具材料应选用热硬性和疲劳强度高的P类硬质合金、涂层硬质合金、立方氮化硼（CBN）与CBN复合刀具材料（WBN）等。切削铸铁，应选用细晶粒的K类硬质合金进行粗加工，选用复合氮化硅陶瓷或聚晶立方氮化硼（PCNB）复合刀具进行精加工。精密加工有色金属或非金属材料时，应选用聚晶金刚石PCD或CVD金刚石涂层刀具。选择切削参数时，针对圆刀片和球头铣刀，应注意有效直径的概念。高速铣削刀具应按动平衡设计制造。刀具的前角比常规刀具的前角要小，后角略大。主副切削刃连接处应修圆或导角，来增大刀尖角，防止刀尖处热磨损。应加大刀尖附近的切削刃长度和刀具材料体积，提高刀具刚性。在保证安全和满足加工要求的条件下，刀具悬伸尽可能短，刀体中央韧性要好。刀柄要比刀具直径粗壮，连接柄呈倒锥状，以增加其刚性。尽量在刀具及刀具系统中央留有冷却液孔。球头立铣刀要考虑有效切削长度，刃口要尽量短，两螺旋槽球头立铣刀通常用于粗铣复杂曲面，四螺旋槽球头立铣刀通常用于精铣复杂曲面。第四章 高速铣削的应用4.1 高速铣削加工在螺纹加工中的应用 用高速铣削刀盘加工螺纹的方法又称旋风铣削法，其加工表面是刀齿旋转形成的回转表面在不同连续位置的包络面，它一次走刀可完成全部深度加工。加工是包括五个自由度(三个轴向、二个旋转)的复杂复合运动过程，加工过程包括工件的旋转运动，工件的螺旋轴向进给运动(也可刀具进给)，铣刀盘螺旋升角偏转调整及高度与偏心量调整。它是一种带冲击性的断续切削，切削力引起工艺系统较大的振动。加工螺纹时，刀刃旋转轴线偏离工件旋转轴线个偏心量，旋风铣头应斜置个相当于螺旋升角的角度。刀具在切削过程中将切去理想轨迹的一部分，产生称为过切(凹切)的螺纹形状误差，这一原理误差不可避免。还可能形成局部干涉，加之细长杆件易于变形，大量切削热又使螺距产生较大累积误差，故其加工精度在普通设备与一定转速范围内不高，只能用于粗加工和半精加工。旋风铣削按其工件与刀具相对位置分为内旋风铣和外旋风铣两种。内旋风铣削加工螺纹的加工运动有：刀盘的高速旋转运动R、工件的进给旋转运动C、刀盘相对工件的轴向进给运动W、刀盘相对工件的径向切深运动X。调整参数有刀盘轴线同工件轴线的夹角B、偏心量H。在旋风铣削过程中，每齿的切削厚度都是由小变大，再由大变小。切出时切削厚度由大变小，切削最终表面时切削厚度很小，所以加工表面质量比普通铣削质量高。切人时切削厚度由小变大，因此这种铣削可重力切削。4.2高速铣削在航空和航天工业中的应用由于高速铣削产生的热量少，切削力小，零件的变形小，因此高速铣削非高速常适用于轻合金加工，特别适合以轻合金为主的飞机制造。飞机制造业是最早采用高速铣削的行业。其主要优点有以下几个方面： 提高切削效率在航空航天及其他一些行业中，为了最大限度地减轻重量和满足其他一些要求，许多机械零件采用薄壁、细筋结构。由于刚度差，不允许有较大的吃刀深度，因此，提高生产率的唯一途径就是提高切削速度和进给速度。整体高速加工代替组件 由于飞机上的零件对于重量要求比较苛刻，同时也为了提高可靠性和降低成本，将原来由多个饭金件铆接或焊接而成的组件，改为采用整体实心材料制造，此即“整体制造法”。在整块毛坯上切除大量材料后，形成高精度的铝合金或铁合金的复杂构件，其切削工时占整个零件制造总工时的比例很大。同时，普通的切削速度会使零件产生较大的热变形。采用超高速切削，可大幅度提高生产率和产品质量，降低制造成本，这是促使飞机制造行业开发和应用高速切削技术的主要原因。高速铣削材料的切除率可达每千瓦功率100150cm3/min ，比传统的加工工艺工效提高 3 倍以上。美国玩 Ingersoll公司机床加工的零件，其铣削最薄壁的厚度仅为lmm 。难加工材料的高速切削航空和动力工业部门还大量采用镍基合金（如 inconel718 ）和钦合金（如 TiA16V4 ）制造飞机和发动机零件。这些材料强度大、硬度高、耐冲击加工中容易硬化，切削温度高，刀具磨损严重，属于难加工材料，一般采用很低的切削速度进行加工。如采用超高速切削，则其切削速度可提高到 100 1000m / min ，为常规切速的 10 倍左右，不但可大幅度提高生产率，而且可有效地减少刀具磨损，提高加工零件的表面质量。4.3高速铣削在汽车制造的应用 一辆汽车所需模具上千副，模具的制造周期和质量直接影响到汽车的生产周期和质量。高速铣削在汽车复杂零件模具制造方面具有独特的优势。例如：高速铣削中心在加工安全门锁的注塑模时，所加工材料的硬度为54HRC，使用的最小的刀具为0.6mm，最大切深4.8mm，表面粗糙度达Ra0.4mm。而且不再需要钳工工序，缩短了加工时间。又如在加工车窗自动升降系统齿轮箱的注塑模时，所加工材料的硬度为58HRC，工件直接铣削部分达85%，其余15%通过电加工完成，总加工时间为16h，缩短了加工时间的50%。 高速铣削制造汽车模具 高速铣削制造齿轮4.4高速铣削在模具制造中的应用模具生产中，随着对塑件的美观度以及要求越来越高，塑件内部结构设计越来越复杂，模具的外形也越来越复杂，自由曲面所占的比例也越来越多，相应的模具设计也越来越复杂。这些对模具加工技术提出了更高的要求，不仅应保证高的制造精度还要有好的表面制造质量，而且要追求加工表面的美观。随着对高速铣削技术研究的不断深入，尤其在加工机床、数控系统、刀具、CAD/CAM软件等相关技术发展的推动下，高速铣削技术也越来越多的应用于模具行腔的加工与制造中。模具加工技术中一项最先进的加工技术，是集高效、优质、低能耗于一身的先进制造技术。相对于传统的加工制造技术，其切削速度、进给速度有了很大的提高，而且切削理论也不同。高速铣削使切削发生了本质的飞跃，其单位功率的金属切除率提高了30%40%，切削力减低了30%，刀具使用寿命提高了70%，留工件的表面切削热大幅降低，低阶切削震动几乎消失。随着切削速度的提高，单位时间内毛坯的材料去除率提高了，切削时间降低了，加工效率提高了，从而缩短了加工的生产周期，提高了产品的市场竞争力。同时，高速铣削的小量快进使切削力减少了，切屑的告诉排出减小了工件的切削力和热应力变形，提高了刚性差和薄壁零件的切削加工的可能性。由于切削力的降低，转速的提高使切削系统的切削频率远离机床的低阶固有频率，而加工工件的表面粗糙度对低阶频率最为敏感，由此提高了表面粗糙度。在模具的高淬硬钢件的加工过程中，采用高速铣削的加工可以取代电加工和磨削加工的工序，从而避免了点击的制造和费时的电加工，大幅度的减少了钳工的打磨与抛光量。对于一些越来越薄的零件，高速铣削也可以顺利完成，而且在高速铣削CNC加工中心上，模具装夹可以一次性完成多步骤。第五章 高速铣削零件实例加工5.1工艺分析与选择5.1.1零件图工艺分析该零件图为薄壁板主要加工放射下陷凹槽。壁板毛胚为20mm厚的，飞面加工精度要求10±0.1mm。下陷5.2处蒙皮尺寸要求5.2±0.1mm。下陷凹槽底角R2-R3。5.1.2确定装夹方案由于工件是大型薄壁板，采用真空吸盘吸附的装夹方法加工。图5-15.1.3确定加工顺序加工上下表面用¢125mmR3的盘铣刀飞面，保尺寸10±0.1mm。铣外形用¢10mm尖刀。加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序。加工上下表面用¢125mmR3的盘铣刀飞面，保尺寸10±0.1mm。即粗加工定位基准面（底面）粗、精加工上表面翻面飞面保尺寸外轮廓铣削铣下陷蒙皮粗铣削精铣5.2蒙皮钳工去毛刺5.1.4刀具选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。 图为一面选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀。表5-1本设计中刀具的选择：序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径/mm备注1 T01¢125mm硬质合金端面铣刀1铣削上下表面 32 T02¢10硬质合金键槽铣刀1铣削外形3 T03¢25 R4硬质合金端立铣刀1粗铣下陷 44 T04¢20R3硬质合金端立铣刀1精铣下陷清角 3编制段贵超审核段贵超批准日期 切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铝件时为高速铣削，然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择铣削与计算结果接近的转速）。 N=1000v/3.14D 确定进给率时，根据铣刀齿数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。 Vf=Fn=Fn* Zn 背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工时，分层加工，背吃刀量可达1-3mm。精加工时，背吃刀量取为0.1-0.4mm。5.1.5 拟定数控切削加工工序卡把零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编入表2所示的加工工序卡中以指导编程和加工操作 各工序加工的具体分层参考工艺卡片然后按照加工实际情况分层加工 。根据加工需要机床的主轴转速、进给速度都可以根据倍率调节 。具体工件飞面保尺寸需要操作工分层加工。由于工件装夹在真空吸盘上，外形铣削时留0.55mm余量，然后钳工去除。表面粗糙度保证，接刀痕都需要钳工去除。 表5-2 数控加工工序卡单位名称郑州电力高等专科产品名称代号零件名称零件图号数控技术毕业设计壁板工序号程序编号夹具名称使用设备车间真空吸盘数控龙门铣数控中心工步号工步内容刀号/mm刀具规格/mm主轴转速/mm进给速度/mm背吃刀量/mm备注01飞面T01¢125R3400020000.5分层02铣外形T02¢10500018003分层03粗铣5.2下陷T02¢25R4500015002分层04精铣5.2区域T03¢20R350001200偏置分层编制段贵超审核段贵超批准段贵超5月5日1页5.2 主要加工程序5.2.1 确定编程原点铣床上编程坐标原点的位置是任意的，他是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了变成方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点：(1)   编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。(2)   编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。(3)   对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。(4)   Z轴方向的零点一般设在工件表面。本设计如图5-1处为工件编程X、Y轴原点坐标，Z轴原点坐标在装夹真空吸盘表面。5.2.2按工序编制各部分加工程序（1）选一个2500X1500X20的毛坯 （2）飞面保尺寸到10±0.1，真空吸盘装夹，用¢125mm平面端铣刀，主轴转速为4000r/min，进给2000mmmin。主要注意多分层，翻面。（3）铣外形，主轴转速为5000r/min，进给1800mmmin。（4）粗铣5.2处下陷蒙皮，用¢25R4平面端铣刀，主轴转速为5000r/min，粗铣时进给率为1500mm/min。（5）精铣5.2处下陷蒙皮，将粗铣时留下的余量铣到，进给率应适当降低一些。 用¢20R3平面端铣刀，主轴转速为5000r/min，粗铣时进给率为1200mm/min。5.2.3 加工程序铣外形O0001(WX10)N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 T219 M6N106 G0 G90 G54 X1093.839 Y440.543 S5000 M3N108 G43 H219 Z50.N110 Z5.N112 G1 Z-1.5 F3.6N114 G3 X1105.784 Y432.972 R10. F1000.N116 G1 X2197.035 Y677.563 F1800.N118 G2 X2325. Y575.105 R105.N120 G1 Y0.N122 Y-575.105N124 G2 X2197.035 Y-677.563 R105.N126 G1 X14.532 Y-188.381N128 G2 X-5. Y-163.987 R24.999N130 G1 Y0.N132 Y163.987N134 G2 X14.532 Y188.381 R25.N136 G1 X1105.784 Y432.972N138 G3 X1113.355 Y444.917 R10. F1000.N140 G0 Z23.5N142 X1093.839 Y440.543N144 Z3.5N146 G1 Z-3. F3.6N148 G3 X1105.784 Y432.972 R10. F1000.N150 G1 X2197.035 Y677.563 F1800.N152 G2 X2325. Y575.105 R105.N154 G1 Y0.N156 Y-575.105N158 G2 X2197.035 Y-677.563 R105.N160 G1 X14.532 Y-188.381N162 G2 X-5. Y-163.987 R24.999N164 G1 Y0.N166 Y163.987N168 G2 X14.532 Y188.381 R25.N170 G1 X1105.784 Y432.972N172 G3 X1113.355 Y444.917 R10. F1000.N174 G0 Z50.N176 M5N178 G91 G28 Z0.N180 G28 X0. Y0.N182 M30粗铣下陷O0002(cx25)N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 T209 M6N106 G0 G90 G54 X2117.317 Y-546.479 S5000 M3N108 G43 H209 Z50.N110 Z5.N112 G2 X2072.801 Y-569.245 Z.884 I-22.258 J-11.383 F7.6N114 X2080.827 Y-537.308 Z-1. I22.258 J11.383N116 G1 X2029.082 Y-462.582 F1500.N118 X2028.537 Y-457.895N120 X2046.096 Y-357.895N122 X2060.361 Y-250.082N124 X2063.136 Y-237.582N126 X2059.252 Y-239.145N128 X2059.928 Y-245.395N130 X2047.308 Y-340.707N132 X2025.561 Y-462.582N134 X2029.082N136 X2044.044 Y-484.457N138 X2043.713 Y-479.77N140 X2067.583 Y-343.832N142 X2081.338 Y-232.895N144 X2083.988 Y-220.395N146 X2042.399 Y-221.957N148 X2043.543 Y-226.645N150 X2026.785 Y-353.207N152 X2006.551 Y-465.707N154 X2003.267 Y-475.082N156 X2034.557 Y-481.332N158 X2044.044 Y-484.457N160 X2058.726 Y-506.332N162 X2058.395 Y-501.645N164 X2067.913 Y-454.77N166 X2088.938 Y-329.77N168 X2102.346 Y-214.145N170 X2105.82 Y-206.332N172 X2091.275 Y-204.77N174 X2025.525 Y-203.207N176 X2026.669 Y-207.895N178 X2023.593 Y-237.582