台阶面铣削加工

1、任务二 台阶面铣削加工学习目标：（1）掌握台阶的铣削工艺和加工步（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。一、 任务描述在机械加工中，有许多零件是带有台阶，如阶梯垫铁等，它们通常是铣床加工的。铣削台阶就是铣削加工如图1所示的台阶面。图1 零件台阶的形式二、 任务描述加工如图2所示零件的上表面及台阶面（其余表面已加工）。毛坯为100mm80mm32mm长方块，材料为铝合金，单件生产。图2 台阶平面铣削零件三、相关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

2、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。a) b)图3周铣和端铣a) 周铣 b) 端铣（1）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20mm40mm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。（2）工件的装夹方案根据工件外形和大小，采用机床用平口虎钳装夹（3）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：在要求工件表面粗糙度值Ra为12.525微米时，如

3、果圆周铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，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。在要求工件表面粗糙度值Ra为3.212.5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0.51mm的余量，在半精铣时完成。在要求工件表面粗糙度值Ra为0.83.2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1.52mm，精铣时，圆周侧吃刀量可取0.30.5mm，端铣背吃刀量取0.51mm。2)进给速度f的选择进给速度f与每齿进给量fz有关。即f = nZfz每齿进给量参考切削用量手册或表1选取。工

4、件材料每齿进给量/(mm/z)粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.10.150.100.250.020.050.100.15铸铁0.120.200.150.303）切削速度表2为铣削速度c的推荐范围。工件材料硬度HBS切削速度c/（m/min）高速钢铣刀硬质合金铣刀钢2251842 2066150 802253251236541203254256213675铸铁19021366615019026091845902603204.5102130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=1000c/（D）式中：c切削线速度，m/min； n为主轴转速，r

5、/min； D刀具直径，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。（4）编程简单平面编程采用G00 G01其中G90方式最常用（5）铣削操作方法对刀：对刀包括深度对刀和侧面对刀，主要用来调整工件的铣削层深度和宽度。深度对刀，在工件上表面贴一张纸，开动铣床，调整各方向手柄，使铣刀外圆切削刃刚擦到薄纸，记下垂直刻度盘的刻度值，退出工件。粗铣时把铣削层深度调整到11.5mm，精铣时，工作台再上升0.5 mm。侧面对刀。调整铣刀位置。在工件侧面贴一张薄纸，开动铣床，缓慢地横向移动工作台，使铣刀一侧面擦到薄纸。（6）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

6、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。（7）台阶铣削的质量分析（一）影响台阶尺寸的因素工作台移动调整尺寸时摇得不准。测量误差。铣削中，铣刀受力不均匀出现“让刀”现象。铣刀摆差太大。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。（二）影响台阶形状、位置精度的因素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。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。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。（三）影响台阶表面粗糙度的因素铣刀变钝。铣刀摆差太大。铣削

7、用量选择不当，尤其是进给量过大。铣削钢件时没有使用切削液或切削液使用不当。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。四、任务实施（一）准备工作工件：毛坯为100mm80mm32mm长方块铝合金设备：数控铣床工、量、刃具清单表3序号名称规格数量备注1千分尺5075/0.0112游标卡尺0150/0.021（二）加工方案的制定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：加工工艺见表4数控加工工艺卡片产品名称零件名称材 料零件图号铝工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车

8、间虎钳工步号工 步 内 容刀具号主轴转速/(r/min)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm侧吃刀量/mm备注1粗铣上表面T012503001.5802精铣上表面T014001600.5803粗铣台阶面T023501004.59.54精铣台阶面T02450800.50.5（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5程序说明O0001程序名N10 G90 G54 G00 X120 Y0建立工件坐标系，快速进给至下刀位置N20 M03 S250启动主轴，主轴转速250r/minN30 Z50 M08主轴到达安全高度，同时打开冷却液N40 G00 Z

9、5接近工件N50 G01 Z0.5 F100下到Z0.5面N60 X-120 F300粗加工上表面N70 Z0 S400下到Z0面，主轴转速400r/minN80 X120 F160精加工上表面N90 G00 Z50 M09Z向抬刀至安全高度，并关闭冷却液N100 M05主轴停N110 M30程序结束2）台阶面加工台阶面加工使用立铣刀，其参考程序见表6程序说明O0002程序名N10 G90 G54 G00 X-50.5 Y-60建立工件坐标系，快速进给至下刀位置N20 M03 S350启动主轴N30 Z50 M08主轴到达安全高度，同时打开冷却液N40 G00 Z5接近工件N50 G01 Z-

10、4.5 F100下刀，Z-4.5N60 Y60粗铣左侧台阶N70 G00 X50.5快进至右侧台阶起刀位置N80 G01 Y-60粗铣右侧台阶N90 Z-5 S450下刀Z-5N100 X50走至右侧台阶起刀位置N110 Y60 F80精铣右侧台阶N120 G00 X-50快进至左侧台阶起刀位置N130 G01 Y-60精铣左侧台阶N140 G00 Z50 M05 M09抬刀，并关闭冷却液N150 M05主轴停N160 M30程序结束（五）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。 再次测量工件尺寸，合格后拆卸工件。（六）质量误差分析1系统误差误差现象产生原因预防和解决方法切削过程出现振动1工件装夹不正确2.刀具安装不正确3.切削参数不正确1.检查工件安装，增加安装刚性