第五章-加工中心的操作技术与日常维修

第五章加工中心的操作技术与日常维护与保养第一节加工中心概述一、加工中心的基本功能与特点加工中心(MachiningCenter)简称MC，是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的自动换刀数控机床，它是将铣床、钻床和镗床三种机床的功能于一体，增加了自动换刀装置，由计算机来控制的高效、高自动化程度的机床。因为它具有多种换刀或选刀功能及自动工作台交换装置（APC），故工件经一次装夹后，可连续对工件自动进行钻孔、扩孔、绞孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序加工，自动地完成或者接近完成工件多个平面或角度的多工序加工，从而使生产效率和自动化程度大大提高。由于加工中心可大大减少工件装夹、测量和机床的调整时间，减少工件的周转、搬运和存放时间，使机床的切削时间利用率高于普通机床3—4倍；并且加工中心具有较好的加工一致性，与单机、人工操作方式比较，能排除工艺流程中人为干扰因素，具有较高的生产率和稳定的质量，尤其加工形状比较复杂、精度要求较高、品种更换频繁的工件时，更具有良好的经济性。二加工中心的分类（一）按功能特征分类1、镗铣加工中心镗铣加工中心和龙门式加工中心，主要用于镗削、铣削、钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹等工序，适用于箱体、壳体加工以及各种复杂零件的特殊曲线和曲面轮廓的多工序加工，适用于多品种、小批量、零件加工工序集中的生产方式。一般将此类机床简称为加工中心。2、钻削加工中心以钻削为主，刀库形式以转塔头形式为主，适用于中、小批量零件的钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹及连续轮廓铣削等多工序加工。3、车削加工中心除用于加工轴类零件外，还进行铣（如铣扁、铣六角等）、钻（如钻横向孔）等工序。4、复合加工中心主要指五面复合加工。可自动回转主轴头，进行立、卧加工。主轴自动回转后，在水平和垂直面实现刀具自动交换。小思考：从多种的分类中，你能了解数控加工中心得结构特点？（二）按自动换刀装置分类1、转塔头加工中心有立式和卧式两种。主轴数一般为6—12个，这种结构的换刀时间短、刀具数量少、主轴转塔头定位精度要求较高。2、无机械手的加工中心这种加工中心特点为换刀是通过刀库和主轴箱的配合动作完成，刀库中刀具存放位置方向与主轴装刀方向一致，利用工作台运动及刀库转动，并由主轴箱上下运动，使主轴运动到刀位上的换刀位置，由主轴直接取走或放回刀具。3、带刀库、机械手的加工中心1）带刀库、机械手、主轴换刀加工中心这种加工中心结构多种多样，由于机械手卡爪可同时分别抓住刀库上所选的刀和主轴上的刀，因此换刀时间短，并且选刀时间与机加工时间重合，得到了广泛应用。2）带刀库、机械手、双主轴转塔头加工中心这种加工中心在主轴上的刀具进行切削时。通过机械手将下一步所用的刀具换在转塔头的非切削主轴上，当主轴上的刀具切削完毕后，转塔头即回转，完成换刀工作，换刀时间短。（三）按主轴在加工时的空间位置分类

1、卧式加工中心（如图5.1所示）卧式加工中心主轴的轴线为水平设置，通常都带有进行分度回转运动的正方形分度工作台。具有3—5个运动坐标，一般是沿X、Y、Z三个轴方向直线运动坐标加一个回转运动坐标，能使工件在一次装夹后完成除安装面和顶面外其余四个面的加工，最适合箱体类工件的加工。卧式加工中心有固定立柱式或固定工作台式。固定立柱式的卧式加工中心的立柱不动，主轴箱在立柱上做上下移动，工作台可在水平面上做两个方向坐标（X，Z）移动；固定工作台式的卧式加工中心其Z坐标的运动由立柱移动来定位，安装工件的工作台只完成X坐标移动。卧式加工中心结构复杂，占地面积大，重量大，价格也较高。2、立式加工中心（如图5.2所示）立式加工中心主轴的轴线为垂直设置，其结构为固定立柱式，工作台为长方形，无分度回转功能，适合于加工盘类零件。立式加工中心结构简单，占地面积小，价格低。3、五轴加工中心也称复合加工中心，五面加工中心。该加工中心具有立式和卧式加工中心的功能，在工件一次装夹后，能完成除安装面外的所有五个面的加工。（如图5.3所示）常见的五面加工中心有两种形式，一种是主轴可实现立、卧转换；另一种是主轴不改变方向，工作台带着工件旋转90°完成对工件五个面的加工。另外还有主轴或工作台可连续旋转的五坐标、六坐标加工中心。五面加工中心的加工方式可使工件的形位误差降到最低，省去二次装夹的工装，从而提高生产效率，降低加工成本。主要适用于复杂外观、复杂曲线的工件加工。但该五面加工中心结构复杂、占地面积大、造价高。（四）其它分类按结构特征分类按工作台种类分，加工中心工作台有各种结构，可分为单、双和多工作台。设置工作台的目的是为了缩短零件的辅助准备时间，提高生产效率和机床自动化程度。最常见的是单工作台和双工作台两种形式。主轴种类分类根据主轴结构特征分类，可分为单轴、双轴、三轴及可换主轴箱的加工中心。三加工中心的结构（二）加工中心的基本组成1—数控柜；2—刀具工作台；3—主轴箱；4—操纵面板；5—驱动电源；6—工作台装置；7—滑枕；8—床身；9—进给伺服电机滑座；10—换刀机械手；1、基础部分由床身、立柱、横梁、和工作台、底座等部件组成。它们主要承受加工中心的静载荷及在加工时产生的切削负载，对加工中心各部件起支承和导向作用，因此要求基础支承件必须具有足够的刚度、较高的固有频率和较大的阻尼，这些工件通常是铸铁件或焊接而成的钢结构件，是加工中心中体积和重量最大的基础构件。2、主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启、停、变速等动作由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。主轴系统为加工中心的主要组成部分,和常规机床主轴系统相比，加工中心主轴系统要具有更高的转速、更高的回转精度以及更高的结构刚性和抗振性。3、进给机构由进给伺服电动机、机械传动装置和位移测量元件等组成。它驱动工作台等移动部件形成进给运动。加工中心进给驱动机械系统直接实现直线或旋转运动的进给和定位，对加工的精度和质量影响很大，因此对加工中心进给系统的要求是运动精度、运动稳定性和快速响应能力。4、数控系统（CNC）5、自动换刀系统（ATC）自动换刀装置ATC（AutomaticToolChanger）由刀库、机械手和驱动机构等部件组成。刀库是存放加工过程所使用的全部刀具的装置；刀库有盘式、鼓式和链式等多种形式，容量从几把到几百把，当需换刀时，根据数控系统指令，出机械手(或通过别的方式)将刀具从刀库取出装入主轴中，机械手的结构根据刀库与主轴的相对位置及结构的不同也有多种形式，如单臂式、双臂式、回转式和轨道式等等。有的加工中心不用机械手而利用主轴箱或刀库的移动来实现换刀。尽管换刀过程、选刀方式、刀库结构、机械手类型等各不相同，但都是在数控装置及可编程序控制器控制下，由电机和液压或气动机构驱动刀库和机械手实现刀具的选择与交换。当机构中装入接触式传感器，还可实现对刀具和工件误差的测量。6、辅助装置7、自动托盘更换系统有的加工中心为进—步缩短非切削时间，配有两个自动交换工件托盘，一个安装在工作台上进行加工，另一个则位于工作台外进行装卸工件。当完成一个托盘上的工件加工后，便自动交换托盘，进行新零件的加工，这样可减少辅助时间，提高加工效率。（三）加工中心的结构特点1.加工中心对结构的要求⑴具备更高的静动刚度加工中心价格昂贵，其加工费用比传统机床要高得多，这就要求必须采取措施大幅度地压缩单件加工时间。压缩单件加工时间包括两个方面：一方面是新型刀具材料的发展，使切削速度成倍地提高，大大缩短了切削时间；另一方面，采用自动换刀系统，加快装夹变换等操作，这又大大减少了辅助时间。这些措施大幅度地提高了生产率，获得了好的经济效益。然而，也明显地增加了机床的负载及运转时间。另外，机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等部件的结构刚度将影响它们本身的几何精度及因变形所产生的误差，所有这些因素都要求数控机床具有更高的静刚度。切削过程中的振动不仅直接影响零件的加工精度和表面质量，还会降低刀具寿命，影响生产率。而加工中心又是连续作业，不可能在加工中做人为调整（如改变切削用量或改变刀具的几何角度）来消除或减少振动，因此，还必须提高加工中心的动刚度。在设计加工中心结构时，考虑到这些因素，其基础大件通常采用封闭箱形结构，合理地布置加强筋板以及加强各部件的接触刚度，有效地提高了机床的静刚度。另外，调整构件的质量可能改变系统的自振频率，增加阻尼可以改善机床的阻尼特性，是提高机床动刚度的有效措施。⑵有更小的热变形加工中心在加工中受切削热、摩擦热等内外热源的影响，各部件将发生不同程度的热变形，这将影响工件的加工精度。由于加工中心的主轴转速、进给速度及切削量等都大于传统机床，而且工艺过程自动化，常常是连续加工，因而产生的热量也多于传统机床，这就要求必须采取措施减少热变形对加工精度的影响。主要措施有：对发热源采取有效的液冷、风冷等方法来控制温升；改善机床结构，使构件的热变形发生在非误差敏感方向上。例如卧式加工中心的立柱采用框式双立柱结构，左右对称，热变形对主轴轴线产生垂直方向的平移，它可以由坐标修正量进行补偿，减少发热，尽可能将热源从主机中分离出去。⑶运动件间的摩擦小并消除传动系统间隙加工中心工作台的位移以脉冲作为它的最小单位，在对刀、工件找正等情况下，工作台常以极低的速度运动。这就要求工作台能对数控装置发出的指令做出准确响应，它与运动件的摩擦特性有关。加工中心采用滚动导轨和静压导轨，滚动导轨和加压导轨的静摩擦力较小，并且在润滑油的作用下，它们的摩擦力随运动速度的提高而加大，这就有效地避免了低速爬行现象，从而使加工中心的运动平稳性和定位精度都有所提高。进给系统中采用滚珠丝杠代替滑动丝杠，也是基于同样的道理。另外，采用脉冲补偿装置进行螺距补偿，消除了进给传动系统的间隙，也有的机床采用无间隙传动。⑷寿命高、精度保持性好良好的润滑系统保证了加工中心的寿命，导轨、进给丝杠及主轴部件都采用新型的耐磨材料，使加工中心在长期使用过程中能够保持良好的精度。⑸宜人性加工中心采用多主轴、多刀架及自动换刀装置，一次装夹完成多工序的加工，节省了大量装卡换刀时间。由于不需要人工操作，故采用了封闭或半封闭式加工，使人机界面明快、干净、协调。机床各部分的互锁能力强，可防止事故发生，改善了操作者的观察、操作和维护条件，并设有紧急停车装置，以避免发生意外事故．所有操作都集中在一个操作面板上，一目了然，减少了误操作。2.加工中心的主轴系统因此要求加工中心的主轴部件具有高的运转精度、长久的精度保持性以及长时间运行的精度稳定性。由于加工中心通常具有自动换刀功能，刀具通过专用刀柄由安装在加工中心主轴内部的拉紧机构紧固，因此主轴的回转精度要考虑由于刀柄定位面的加工误差所引起的误差。简单的主轴轴承组合，可以大大降低主轴部件的装配误差和热传导引起的主轴隙丧失，但主轴的承载能力会有较大幅度的下降。3.主轴部件结构主轴部件主要由主轴、轴承、传动件、密封件和刀具自动卡紧机构等组成。1.主轴结构与支承主轴前端有7：24的锥孔，用于装夹BT40刀柄或刀杆，主轴的主要尺寸参数包括：主轴的直径、内孔直径、悬伸长度和支承跨距。评价和考虑主轴主要尺寸参数的依据是主轴的刚度、结构上工艺性和主轴组件的工艺适用范围。主轴材料的选择主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因素确定。加工中心的主轴支承形式很多：其中立式加工中心的主轴前支承采用四个向心推力球轴承，后支承采用一个向心球轴承，这种支承结构使主轴的承载能力较高，且能适应高速的要求。主轴支承前端定位，主轴受热向后伸长，能较好地满足精度需要，只是支承结构较为复杂。2.刀具自动卡紧机构刀具的自动夹紧机构安装在主轴的内部，图5.5所示为刀具的夹紧状态。刀柄1由主轴抓刀爪2夹持。碟形弹簧5通过拉杆4、抓刀爪2，在内套3的作用下将刀柄的拉钉拉紧。当换刀时，要求松开刀柄。此时将主轴上端气缸的上腔通压缩空气，活塞7带动压杆8及拉杆4向下移动。同时压缩碟形弹簧5，当拉杆4下移到使抓刀爪2的下端移出内套3时，卡爪张开，同时拉杆4将刀柄顶松，刀具即可由机械手或刀库拔出。待新刀装入后，气缸6的下腔通压缩空气，在碟形弹簧的作用下，活塞带动抓刀爪上移，抓刀爪拉杆重新进人内套3，将刀柄拉紧。活塞7移动的两个极限位置分别设有行程开关10，作为刀具夹紧和松开的信号。刀杆尾部的拉紧机构，除上述的卡爪式外，常见的还有钢球拉紧机构，其内部结构如图5.6所示。3.加工中心的主传动系统结构加工中心主传动系统大致分为三类：一是由电动机直接带动主轴旋转。其结构紧凑，提高了主轴刚度，占用空间小，转换效率高；但主轴输出转矩受到限制，而且电动机的发热对主轴精度影响较大。二是经过一级变速，这种结构主轴电动机经定比传动传递给主轴，采用齿轮传动或带传动。其结构简单，安装调试方便，在一定程度上可以满足转速与转矩的输出要求；但其调速范围比受电动机调速范围比的约束。三是经过二级齿轮变速。这种结构能满足各种切削运动的转矩输出，调速范围大，但结构复杂，需增加润滑及温度控制系统，成本较高，且制造与维修也较困难。4.加工中心进给传动系统结构加工中心的进给系统一般即进给驱动装置，它完成加工中心各直线坐标轴的定位和切削进给。进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性直接影响工件的轮廓精度和位置精度。加工中心进给系统的机电部分主要有伺服电动机、检测元件、联轴节、减速机构（齿轮副或皮带轮）、滚珠丝杠副、丝杠轴承及运动部件（工作台、主轴箱或立柱等）。随着伺服电动机、滚珠丝杠及其控制单元性能的提高，多数加工中心的进给系统已省去减速机构，而直接由伺服电动机来驱动滚珠丝杠，使整个系统结构更简单，减少了产生误差的环节，由于转动惯量减少，伺服特性也有了改善。四、加工中心的其他装置（再从具体的系统着手，论述加工中心的各个部件）（一）支撑系统1.床身床身是机床的基础件，要求具有足够高的静、动刚度和精度保持性。在满足总体设计要求的前提下，应尽可能做到既要结构合理、筋板布置恰当，又要保证良好的冷、热加工工艺性。车削加工中心床身，为提高其刚性，一般采用斜床身，斜床身可以改善切削加工时的受力情况，截面可以形成封闭的腔形结构，其内部可以充填泥芯和混凝土等阻尼材料，在振动时利用相对磨损来耗散振动能量。2.立柱加工中心立柱主要是对主轴箱起到支承作用，满足主轴的Z向运动，立柱应具有较好的刚性和热稳定性。加工中心采用封闭的箱形结构，内部采用斜板提高立柱的抗弯、抗扭能力，整个结构采用铸造实现。3.导轨（具体的导轨结构，大家可以自己查找资料）加工中心的导轨大都采用直线滚动导轨，滚动导轨摩擦系数很低、动静摩擦系数差别小，低速运动平稳、无爬行，因此可以获得较高的定位精度。但是这些精度的实现，必须建立在底座处于正确状态的基础上，否则垂直方向的支撑高低误差会造成结构侧向扭曲，进而造成全行程内摩擦阻力的变化，导致产生定位精度的误差。以往采用滑动导轨时，导轨的配合面要刮研精修，在装配过程中可发现导轨扭曲现象，并通过修配实现校正。改用滚动导轨，不存在修正过程，很难避免床身扭曲或安装所造成的轨道扭曲。因此采用三点支撑的底座是治本之道。（二）刀库及自动换刀装置由于有了刀库，机床只要一个固定主轴夹持刀具，有利于提高主轴刚度。独立的刀库，大大增加了刀具的储存数量，有利于扩大机床的功能，并能较好地隔离各种影响加工精度的干扰因素。1.自动换刀装置的形式自动换刀装置的结构取决于机床的类型、工艺、范围及刀具的种类和数量等。自动换刀装置主要有回转刀架和带刀库的自动换刀装置两种形式。回转刀架换刀装置的刀具数量有限，但结构简单，维护方便。如车削中心上的回转刀架。带刀库的自动换刀装置是镗铣加工中心上应用最广的换刀装置，主要有机械手换刀和刀库换刀两种方式。其整个换刀过程较复杂，首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准刀柄上，在机外进行尺寸预调后，按一定的方式放入刀库；换刀时，先在刀库中进行选刀，并由机械手从刀库和主轴上取出刀具，或直接通过主轴以及刀库的配合运动来取刀，然后进行刀具交换，再将新刀具装入主轴，把旧刀具放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量，它既可以安装在主轴箱的侧面或上方，也可以作为独立部件安装在机床以外。2.加工中心刀库形式刀库有多种形式，加工中心常用的有盘式、链式两种刀库。盘式结构〔见图5.7〕中，刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放，刀具轴向安装的结构最为紧凑。但为了换刀时刀具与主轴同向，有的刀库中的刀具需在换刀位置作90°翻转。在刀库容量较大时，为在存取方便的同时保持结构紧凑，可采取弹仓式结构，目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面。在刀库容量较大时，也有安装在单独的地基上，以隔离刀库转动造成的振动。链式刀库的基本结构如图5.8所示，通常刀具容量比盘式的要大，结构也比较灵活。可以采用加长链带方式加大刀库的容量，也可采用链带折叠回绕的力式提高空间利用率，在要求刀具容量很大时还可以采用多条链带结构。3.加工中心的自动换刀装置自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。当执行选刀指令后，刀库自动将要用的刀具移动到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备；当执行到开始自动换刀指令时，把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀具安装在主轴上。（1）选刀选刀方式常有顺序选刀方式和任选方式两种。顺序选刀方式是将加工所需要的刀具，按照预先确定的加工顺序依次安装在刀座中，换刀时，刀库按顺序转位。这种方式的控制及刀库运动简单，但刀库中刀具排列的顺序不能错。任选方式是对刀具或刀座进行编码，并根据编码选刀。它可分为刀具编码和刀座编码两种方式。刀具编码方式是利用安装在刀柄上的编码元件（如编码环、编码螺钉等）预先对刀具编码后，再将刀具放在刀座中；换刀时，通过编码识别装置根据刀具编码选刀。采用这种方式编码的刀具可以放在刀库的任意刀座中；刀库中的刀具不仅可在不同的工序中多次重复使用，而且换下来的刀具也不必放回原来的刀座中。刀座编码方式是预先对刀库中的刀座（用编码钥匙等方法）进行编码，并将与刀座编码相对应的刀具放入指定的刀座中；换刀时，根据刀座编码选刀，使用过的刀具也必须放回原来的刀座中。目前应用最多的是计算机记忆式选刀。这种方式的特点是，刀具号和存刀位置或刀座号对应地记忆在计算机的存贮器或可编程控制器内。不论刀具存放在哪个地址，都始终记忆着它的踪迹。在刀库上装有位置检测装置。这样刀具可以任意取出，任意送回。刀具本身不必设置编码元件，结构大为简化，控制也十分简单，计算机控制的机床几乎全都用这种选刀方式。在刀库上设有机械原点，每次选刀运动正反向都不会超过180°的范围。当选刀动作完成后，即处于等待状态，一旦执行到自动换刀的指令，即开始换刀动作。（2）换刀有通过机械手换刀和通过刀库-主轴运动换刀两种方式。对通过机械手换刀的立式加工中心（如XHK716），其换刀动作可分解如下：①主轴箱回到最高处（Z坐标零点），同时实现“主轴准停”。即主轴停止回转并准确停止在一个固定不变的角度方位上，保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。②机械手抓住主轴上和刀库上的刀具，如图4.9（a）所示。③活塞杆推动机械手下行，从主轴和刀库上取出刀具，如图4.9（b）所示。④机械手回转180°，交换刀具位置，如图4.9（c）所示。⑤将更换后的刀具装入主轴和刀库，如图4.9（d）所示。⑥机械手放开主轴和刀库上的刀具后复位。限位开关发出“换刀完毕”的信号，主轴自由，可以开始加工或其它程序动作。对如XH754型的卧式加工中心，换刀采用的是主轴移动式，其换刀动作分解为：①主轴准停，主轴箱沿Y轴上升。这时刀库上刀位的空挡正对着交换位置，装卡刀具的卡爪打开。如图4.10（a）所示。②主轴箱上升到极限位置，被更换的刀具刀杆进入刀库空刀位，即被刀具定位卡爪钳住，与此同时，主轴内刀杆自动夹紧装置放松刀具。如图4.10（b）所示。③刀库伸出，从主轴锥孔中将刀拔出。如图4.10（c）所示。④刀库转位，按照程序指令要求，将选好的刀具转到最下面的位置，同时，压缩空气将主轴锥孔吹净。如图4.10（d）所示。⑤刀库退回，同时将新刀插入主轴锥孔，主轴内刀具夹紧装置将刀杆拉紧。如图4.10（e）。⑥主轴下降到加工位置、启动，开始下一步的加工。如图4.10（f）所示。这种换刀机构中不需要机械手，结构比较简单。刀库旋转换刀时，机床不工作，因而影响到机床的生产效率。如图4.11所示是目前在XH713、XH714、XH715等中小型立式加工中心上广泛采用的刀库移动-主轴升降式换刀方式。其换刀过程为：①分度：由低速力矩电机驱动，通过槽轮机构实现刀库刀盘的分度运动，将刀盘上接受刀具的空刀座转到换刀所需的预定位置。如图4.11（a）所示。②接刀：气缸活塞杆推出，将刀盘接受刀具的空刀座送至主轴下方并卡住刀柄定位槽。图4.11（b）所示。③卸刀：主轴松刀，铣头上移至第一参考点，刀具留在空刀座内。图4.11（c）所示。④再分度：再次通过分度运动，将刀盘上选顶的刀具转到主轴正下方。图4.11（d）所示。⑤装刀：铣头下移，主轴夹刀，刀库气缸活塞杆缩回，刀盘复位，完成换刀动作。图4.11（e）、4.11（f）所示。（三）回转工作台1、数控回转工作台数控回转工作台的主要功能有两个：—是工作台进给分度运动，即在非切削时，装有工件的工作台在整个圆周(3600范围内)进行分度旋转，二是工作台作圆周方向进给运动，即在进行切削时，与x、y、z三个坐标轴进行联动，加工复杂的空间曲面。数控回转工作台主要应用于铣床等，特别是在加工复杂的空间曲面方面(如航空发动机叶片、船用螺旋桨等)，由于回转工作台具有圆周进给运动，易于实现与X、Y、Z三坐标的联动，但需与高性能的数控系统相配套。2、分度工作台数控机床的分度工作台与回转工作台的区别在于它根据加工要求将工件回转至所需的角度，以达到加工不同面的目的。它不能实现圆周进给运动，故而结构上两者有所差异。分度工作台主要有两种形式：定位销式分度工作台和鼠齿盘式分度工作台。前者的定位。分度主要靠工作台的定位销和定位孔实现，分度的角度取决于定位孔在圆周上分布的数量，通常可作二、四、八等分的分度运动，由于其分度角度的限制及定位精度低等原因，很少用于现代数控机床和加工中心上。鼠齿盘式分度工作台是利用一对上下啮合的齿盘，通过上下齿盘的相对旋转来实现工作台的分度，分度的角度范围依据齿盘的齿数而定，其优点是定位刚度好，重复定位精度高，分度精度高，且结构简单，缺点是鼠齿盘的制造精度要求很高，目前鼠齿盘式工作台已经广泛应用于各类数控机床和加工中心上。第二节加工中心的操作面板及其操作

一、加工中心的操作面板简介（一）数控系统操作面板

1.功能按钮

2.数据输入键（二）机床操作面板二、加工中心的基本操作（一）.手动操作（1）机床电源的接通与关闭：（2）手动返回参考点：（3）手动进给：手动连续进给：步进进给：手轮（手摇脉冲发生器）进给：（4）刀具数据的设定与补偿刀具偏置量输入（绝对值输入）刀具补偿量的修改（增量值输入）（5）工件坐标系的设定

X、Y轴坐标值的测量测量Z轴坐标工件坐标系的输入（二）.程序的编辑本加工中心程序编辑的基本方法参见第二章。（三）.自动循环加工（1）自动运行的启动（2）自动运行中的操作单程序段运行跳步运行空运转机床锁定进给速度倍率调整自动运行的停止自动运行的再起动（四）手动数据输入（MDI）操作（五）图形模拟加工（1）图形参数的设定刀具轨迹图形设定的内容图形参数的设定方法（2）绘图显示的方法和步骤（六）.工作参数的设定（1）用户数据的设定方法（2）设定用户宏程序变量（七）主轴转速的设定、自动换刀和MDI方式下工作台转动的操作1、主轴转速的设定2、自动换刀装置(ATC)的操作①．刀库返回参考点②．MDI方式下的ATC操作③．刀库装刀的操作④．主轴上刀具的装取⑤、MDI方式下工作台转动操作第三节工件装夹与找正操作

一、工件装夹与找正（一）工件的装夹在机床上对工件进行加工时，为了保证加工表面相对其它表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在机床上占有准确的位置，并在加工过程中能承受各种力的作用而始终保持这一准确位置不变，前者称为工件的定位，后者称为工件的夹紧。这一整个过程统称为工件的装夹。1.加工中心定位基准的选择加工中心定位基准的选择，主要有以下方面：（1）尽量选择零件上的设计基准作为定位基准。（2）一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。为了避免精加工后的零件再经过多次非重要的尺寸加工，多次周转，造成零件变形、磕碰划伤，在考虑一次完成尽可能多的加工内容（如螺孔，自由孔，倒角，非重要表面等）的同时，一般将加工中心上完成的工序安排在最后。（3）当在加工中心上既加工基准又完成各工位的加工时，其定位基准的选择需考虑完成尽可能多的加工内容。为此，要考虑便于各个表面都能被加工的定位方式，如对于箱体，最好采用一面两销的定位方式，以便刀具对其他表面进行加工。（4）当零件的定位基准与设计基准难以重合时，应认真分析装配图纸，确定该零件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围，确保加工精度。对于带有自动测量功能的加工中心，可在工艺中安排坐标系测量检查工步，即每个零件加工前由程序自动控制用测头检测设计基准，系统自动计算并修正坐标系，从而确保各加工部位与设计基准间的几何关系。2.加工中心夹具的选择和使用（1）在单件生产中尽可能采用通用夹具；批量生产时优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后考虑成组夹具和专用夹具；当装夹精度要求很高时，可配置工件统一基准定位装夹系统。（2）加工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构更紧凑、简单，夹紧动作更迅速、准确，尽量减少辅助时间，操作更方便、省力、安全，而且要保证足够的刚性，能灵活多变。因此常采用气动、液压夹紧装置。（3）为保持工件在本次定位装夹中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要尽量开敞，夹紧元件的空间位置能低则低，必须给刀具运动轨迹留有空间。夹具不能和各工步刀具轨迹发生干涉。当箱体外部没有合适的夹紧位置时，可以利用内部空间来安排夹紧装置。小思考：你知道夹具得具体分类标准吗？（4）考虑机床主轴与工作台面之间的最小距离和刀具的装夹长度，夹具在机床工作台上的安装位置应确保在主轴的行程范围内能使工件的加工内容全部完成。（5）自动换刀和交换工作台时不能与夹具或工件发生干涉。（6）有些时候，夹具上的定位块是安装工件时使用的，在加工过程中，为满足前后左右各个工位的加工，防止干涉，工件夹紧后即可拆去。对此，要考虑拆除定位元件后，工件定位精度的保持问题。（7）尽量不要在加工中途更换夹紧点。当非要更换夹紧点时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏定位精度，必要时应在工艺文件中注明。3.确定零件在机床工作台上的最佳位置在卧式加工中心上加工零件时，工作台要带着工件旋转，进行多工位加工，就要考虑零件（包括夹具）在机床工作台上的最佳位置，该位置是在技术准备过程中根据机床行程，考虑各种干涉情况，优化匹配各部位刀具长度而确定的。如果考虑不周，将会造成机床超程，需要更换刀具，重新试切，影响加工精度和加工效率，也增大了出现废品的可能性。加工中心具有的自动换刀功能决定了其最大的弱点是刀具悬臂式加工，在加工过程中不能设置镗模、支架等。因此，在进行多工位零件的加工时，应综合计算各工位的各加工表面到机床主轴端面的距离以选择最佳的刀具长度，提高工艺系统的刚性，从而保证加工精度。（二）工件的找正加工中心的工作是由程序中给出的数字控制指令进行的，因此在加工前必须首先确定工件或夹具在机床工作台的位置，即确定工作坐标系。此即为工件的找正。用来确定工作坐标系的工具称为找正器。用来确定工作坐标系的工具称为找正器。目前加工中心所使用的找正器种类很多，从其功用上可划分为：测量类：主要包括百分表（如图5.33所示）、千分表、杠杆表。主要用于确定工具及夹具定位基准面的方位。目测类：主要包括电子感应器、偏心轴、验棒等。主要用于确定工件及夹具在机床工作台的坐标位置。自动测量类：主要包括机床的自动测量系统。（三）在机床上安装工件的基本方式在机床上安装工件一般有以下三种基本方式：(1)直接在工作台上找正安装在单件或少量生产中，以及在不便使用夹具夹待的情况下，常采用这种方法，如图5.34所示，操作方法如下：1)将工件轻轻夹持在机床的工作台上。2)以工件上某个表面作为找正的基准面，移动工作台，用百分表等工具找正，以确定工件在机床上的正确位置，找正再夹紧工件。(2)用机用平口虎钳找正安装在单件或小批生产中，适用于装夹尺寸不大的工件。操作方法如下：1)找正固定钳口位置虎钳的固定钳是工件装夹时的定位支撑面。在卧式机床上加工零件时，要求固定钳口平面不但要垂直于工作台台面，而且必须和主轴相平行。而在立式机床上加工零件时，则只要求固定钳口和工作台台面垂直。至于钳口在水平面内的位置，可根据工件的长度来确定。对于长的工件，钳口应与进给方向平行；对于短的工件，则最好与进给方向垂直，以便由刚性较好的固定钳口来承受水平切削分力。固定钳口位置可用百分表来找正，如图5.35所示。先将表座固定在机床主轴或床身上，并使百分表测头和钳口平面相接触，然后利用横向(或纵向)工作台的移动及升降工作台的上下运动，找出钳口乎而在水平和垂直两个方向的误差。水平方向的误差可用转动钳身的方法来纠正；而垂直方向的误差，可以松开钳口铁的紧固螺钉，在钳口铁内侧垫上适当厚度的铜片来纠正。2)工件安装选择合适的垫铁以保证加工平面略高于钳口；将工件放在钳口内的垫铁上，并使侧基准面紧靠固定钳口；转动虎钳口柄，加预紧力。若与活动钳口相接触的一面(工件)不平整，可在活动钳口与工件之间放一铜片：用锤子轻轻敲击工件，以手不能轻易推动垫铁为宜，转动手柄，紧固工件，以防松动而影响加工精度或损坏设备及伤人。(3)用专用夹具找正安装工件在大批量生产中，为了提高生产效率，常常针对某一具体工件的加工，设计专用夹具。专用夹具除手动的外，还有气压、液压、气液压、电动、电磁等传动的。使用这类夹具安装工件，定位方便、准确，夹紧迅速、可靠。操作方法如下：1)找正夹具的位置夹具体上一般有一个基准面，用来作为夹具的制造和夹具安装的基准。拨正时可先将百分表固定在机床主轴或床身上，并将表的测头和基准面接触，然后移动工作台，调整夹具位置使夹具基准面与工作台移动方向平行。2)工件安装清洁工件定位面及夹具定位元件，将工件放在定位元件上并紧贴定位元件，最后夹紧工件。二、工件坐标的建立（一）数控机床的坐标系统机床坐标系是机床的基本坐标系。机床坐标系的点也称为机械原点或零点，这个原点是机床固有的点，不能随意改变。机床启动时，通常都要回零，机床回零就是指运动部件回到正向一个固定位置，这个位置就是机床参考点。机床通常在坐标系的负向区域工作，机床坐标系一般不作为编程使用，而常用它来确定工件坐标系，即用于作为建立工件坐标系的参考点。编程时，一般是选择工件或夹具上某一点作为程序的原点，这一点就是编程零点，也称“程序原点”，以编程零点为原点且平行于机床各移动坐标轴X、Y、Z建立一个新的坐标系，就叫工件坐标系。（二）对刀点对刀点就是加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。因为程序是从这一点开始执行的，所以对刀点也叫做程序起点或起刀点。工件坐标系、机床坐标系三者的关系如图5.36所示。选择对刀点的原则是：

(1)应便于数学处理和简化程序编制；

(2)在机床上容易找正；

(3)加工过程中便于检查；

(4)引起的加工误差要小。对刀点既可以设在被加工零件上，又可以设在夹具上，但必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸联系，这样才能确定机床坐标系与工件坐标系的相互关系。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。如以孔定位的零件，就可选择定位孔的中心作为对刀点。（三）工件坐标系的测量零件夹具找正装夹后，必须正确测出工件坐标系的坐标值。测定工件坐标系的坐标值，就是测定工件的编程零点(即工件坐标系的原点)在机床坐标系中的坐标值。

(1)直接测量图5.37所示为一弯板式夹具的装夹示意图，编程原点设在各方向定位面上。下面以该图为例，说明工件坐标系的测量方法。

1)X、Y坐标值的测量，图5.38为工件坐标系X、Y值的测量过程之一。拉表找正夹具后，在主轴中置一标准检验心轴，使机床X轴、Y轴回零，然后分别移动X轴、Y轴，使夹具定位面与心轴接近．再用块规准确测出心轴与定位支撑面之间的距离H。则工件坐标系原点坐标为：Xw＝-|Xm+H+D/2|Yw＝-|Ym+H+D/2|式中H—块规尺寸；D—心轴直径；Xm——工作台X向移动距离；Ym——工作台Y向移动距离；

Xm、Ym均在机床屏幕上“机床坐标”页面中显示。图5.39所示为另一种测量方式。工件坐标系原点坐标为：

Xw＝-|Xm-H-D/2|Yw＝-|Ym-H-D/2|2)Z坐标值测量测量方法与X、Y坐标测量相同，如图5.40所示，工件坐标系原点的坐标为：Zw＝-|Zm+H+T|式中T—心轴长度。(2)以工作台回转中心坐标计算X坐标值图5.41为分别在0°工位和180°工位加工一同轴孔。设工作台中心与主轴中心重合时的X坐标为C，对于确定的加工中心，Xc是一常数，它可以很准确地测量出来。设以直接测量方法测得G54的X坐标为XG54，在图中，B轴0°时工件坐标系G54零点设在孔中心线上(A点)，B轴180°时，工件坐标系G56零点在E点，则工作台旋转180°时，G56的零点为E′:XG56=Xc十△X△X=Xc-XG54XG56=Xc十（Xc-XG54）=2Xc-XG54XG54=2Xc-XG56

用这种方法不但简便，而且能提高孔的同轴度精度。（四）工件坐标系的建立工件坐标系在工件上的位置，实际上在对工件图样进行数学处理时就已经规定好了。但工件坐标系在机床上的位置是随着工件的装夹位置不同而变化。当工件装夹到工作台上某一位置时，工件坐标系也就确定了。如图5.41所示，工件坐标系可以建立在(1)位置上，也可建立在(2)位置上。当测量出工件坐标系原点的坐标值后，便可建立工件坐标系了。工件坐标系设定有两种方法：

(1)使用G92建立工件坐标系如图图5.42x所示假设的机床原点位置，用G92建立工件坐标系的指令为：

N1G92X400.0Y200.0Z300.0(建立工件坐标系)N2G00G90X-50.0Y-100.0；(快速移动到工件坐标系的坐标位置)N3Z0；(下刀)

(2)用G54--G59设定工件坐标系这种设定与G92不同，G92是在程序中设定工件坐标相对于机床坐标系的偏置值，G54--G59是通过偏置画面由参数设定工件坐标系偏置值。使用G54设定的程序为：

N1GOOG90G54X-100.0；

N2Z0;

但在执行此程序前要用偏置画图建立G54工件坐标系。以FANUC6M系统的加工中心为例，具体操作步骤如下：

(1)按两次OFFSET键，使屏幕显示出工件偏置画面，如图5.44（一）；

(2)把光标移动到01处；(3)按地址X、数字-400.0、INPUT键；按地址Y、数字-200.0、INPUT键，按地址Z、数字-300.0、1NPUT键，这时G54工件坐标系设定完成，屏幕上画面将变成图如图5.44（二）所示。同样G55—G59对应02—06五个坐标系，偏置值可用同样方法设定。三工件装夹与找正举例（一）、长方体工件装夹与对刀图5.45所示长方体工件，编程坐标（工件坐标）原点在长方体的顶面中心位置，长度方向为X方向，宽度方向为Y方向，高度方向为Z方向。如何把工件装夹在机床上进行加工？1．装夹与找正步骤具体步骤如下：（1）把虎钳装在机床上，钳口方向与X轴方向大约一致。（2）把工件装夹在虎钳上，工件长度方向与X轴方向基本一致，工件底面用等高垫铁垫起，并使工件加工部位最低处高于钳口顶面（避免加工时刀具撞到或铣刀虎钳）。（3）夹紧工件。（4）拖表使工件长度方向与X轴平行后，将虎钳锁紧在工作台。也可以先通过拖表使钳口与X轴平行，然后锁紧虎钳在工作台上，再把工件装夹在虎钳上。如果必要可再对工件拖表检查长度方向与X轴是否平行）。（5）必要时拖表检查工件宽度方向与Y轴是否平行。（6）必要时拖表检查工件顶面与工作台是否平行。2．对刀说明：寻边器对刀、Z向设定器、Z向直接碰刀对刀的方法、原理、步骤完全相同。⑴XY方向（寻边器对刀）①第一种方法：基准边碰数对刀图5.46中长方体工件左下角为基准角，左边为X方向的基准边，下边为Y方向的基准边。通过正确寻边，寻边器与基准边刚好接触（误差不超过机床的最小手动进给单位，一般为0.01，精密机床可达0.001）。在左边寻边，在机床控制台显示屏上读出机床坐标值X0(即寻边器中心的机床坐标)。左边基准边的机床坐标为：X1=X0＋R；工件坐标原点的机床坐标值为：X=X1＋a/2=X0＋R＋a/2；a/2为工件坐标原点离基准边的距离。同理：在下边寻边，在机床控制台显示屏上读出机床坐标值Y0（即寻边器中心的机床坐标）。下边基准边的机床坐标为：Y1=Y0＋R；工件坐标原点的机床坐标值为：Y=Y1＋b/2=Y0＋R＋b/2;b/2为工件坐标原点离基准边的距离。②第二种方法：双边碰数分中对刀双边碰数分中对刀方法适用于工件在长宽两方向的对边都经过精加工（如平面磨削），并且工件坐标原点（编程原点）在工件正中间的情况。左边正确寻边，读出机床坐标XZ，右边正确寻边，读出机床坐标XY；下边正确寻边，读出机床坐标YX，上边正确寻边，读出机床坐标YS。则工件坐标原点的机床坐标值X、Y为：X=(XZ+XY)/2Y=(YX+YS)/2⑵Z方向：可直接碰刀对刀或Z向设定器对刀。①基准面在顶面（如图5.47）：顶面正确寻边，读出机床坐标Z0，则工件坐标原点的机床坐标值Z为：Z=Z0－hh为块规或Z向设定器的高度②基准面在底面（如图5.48）：底面正确寻边，读出机床坐标Z0，则工件坐标原点的机床坐标值Z为：Z=Z0－h＋HH为工件坐标原点离基准面（底面）的距离。对刀完成后，把X、Y、Z值输入到G54中去（或G55、G56、G57、G58、G59，依程序所引用的代码对应）。（二）、圆柱体工件的装夹与对刀图5.49所示圆柱体工件，编程坐标（工件坐标）原点在圆柱体的顶面圆心位置，左右方向为X方向，前后方向为Y方向，高度方向为Z方向。如何把工件装夹在机床上进行加工？操作步骤如下：1．装夹与找正⑴把虎钳装在机床上，使钳口方向与X轴方向大约一致(最好拖平行)然后锁紧。⑵把工件装夹在虎钳上，工件底下用等高垫铁垫起，使工件加工部位最低处高于钳口顶面（避免加工时刀具撞到或铣到虎钳）。⑶拖表使工件高度方向与Z轴平行后夹紧工件。⑷必要时拖表检查工件顶面与工作台是否平行。2．对刀⑴XY方向对刀：寻边器双边碰数分中对刀(同长方体：寻边器双边碰数分中)；⑵Z方向对刀：(同长方体Z方向对刀)。第四节加工中心加工中刀具的应用一加工中心对刀具的基本要求⑴高刚度、高强度⑵高耐用度⑶刀具精度二标准刀柄与刀具系统1．标准刀柄:刀柄可分为整体式与模块式两类。整体式刀柄针对不同的刀具配备，其规格、品种繁多，给生产、管理带来不便；模块式刀柄克服了上述缺点，但对连接精度、刚性、强度等都有很高的要求。下面介绍常用的几种。（1）ER弹簧夹头刀柄如图5.50所示，它采用ER型卡簧，夹紧力不大，适用于夹持直径在16mm以下的铣刀。ER型卡簧如图5.51所示。2）强力夹头刀柄其外形与ER弹簧夹头刀柄相似，但采用KM型卡簧，可以提供较大夹紧力，适用于夹持16mm以上直径的铣刀进行强力铣削。KM型卡簧如图5.52所示。（3）莫氏锥度刀柄如图5.53所示，它适用于莫氏锥度刀杆的钻头、铣刀等。（4）侧固式刀柄如图5.54所示，它采用侧向夹紧，适用于切削力大的加工，但一种尺寸的刀具需对应配备一种刀柄，规格较多。（5）面铣刀刀柄如图5.55所示，它用于与面铣刀盘配套使用。（6）钻夹头刀柄如图5.56所示，它有整体式和分离式两种，用于装夹直径在13mm以下的中心钻、直柄麻花钻等。（7）丝锥夹头刀柄如图5.57所示，它用于自动攻丝时装夹丝锥，一般具有切削力限制功能。（8）镗刀刀柄如图5.58所示，它用于各种尺寸孔的镗削加工，有单刃、双刃及重切削等类型。在孔加工刀具中占有较大比重，是孔精加工的主要手段，其性能要求也很高。（9）转角刀柄如图5.59所示，除了使用回转工作台进行五面加工以外，还可以采用转角刀柄达到同样的目的。转角一般有30°、45°、60°、90°等。（10）增速刀柄如图5.605所示，当加工所需的转速超过了机床主轴的最高转速时，可以采用这种刀柄将刀具转速增大4-5倍，扩大机床的加工范围。2、刀具系统由于加工中心的工艺能力强大，因此其刀具种类也繁多。加工中心所用刀具按其结构形式可分为整体式和镶齿式。整体式刀具的刀刃和刀体是一个整体，刀具磨损后需要重新刃磨；而镶齿式刀具的刀刃采用硬质合金刀片，并通过一定的方式固定在刀体上，磨损后只需更换刀片即可，不仅节约刀具材料，而且能够避免繁琐的磨刀工作，提高加工效率。刀具种类及适用范围如图5.61所示。数控铣床和加工中心主要刀具的种类按工艺用途可分为铣削类、镗削类、钻削类等几大类。（１）铣削类刀具因为加工中心主要用于复杂曲面的铣削，所以铣刀的选择是非常重要的。铣刀的种类繁多，功能也不尽相同。如平面铣刀（盘铣刀）适合于大面积的平面类零件的加工；端铣刀（圆柱铣刀、立铣刀）既适合于平面加工，也可以加工侧面，即它除用其端刃铣削外，还可用其侧刃铣削。球头铣刀和成型刀具适合于曲面类零件的加工。曲面加工用铣刀，适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。部分铣刀的形状如图5-26所示。除上述几种类型的铣刀外，还有特殊的铣刀，如下所述。①专用成型铣刀一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状（如角度面、凹槽面等），适应于特定形状的孔或台。②鼓形铣刀主要用于对变斜角类零件中变斜角面的近似加工。（２）孔加工类刀具在加工中心上可进行钻孔、扩孔和镗孔，其刀具分别称为浅孔钻、扩孔钻（粗镗刀）、精镗刀。①浅孔钻用于在实体工件上打孔，一般加工的长径比在４∶１以内。这种钻头的刚性很好，可保证钻孔的精度，有易于排屑的容屑槽，其加工效率很高。②扩孔钻（粗镗刀）用于对铸造孔和预加工孔的加工，由于刀体上的容屑空间可通畅地排屑，因此可以扩盲孔，有些扩孔刀的直径还可进行调整，可满足一定范围内不同孔径的要求。高档的扩孔刀还带有内冷功能，可使冷却液直接到达刀刃上，这样不仅可以有效防止刀具的升温，而且还可帮助排屑。③精镗刀用于孔的精加工，加工中心用的精镗刀通常采用模块式结构，通过高精度的调整装置调节镗刀的径向尺寸，可加工出高精度的孔。另外，镗刀还采用平衡块调整其动平衡，以减少振动，从而保证孔的表面粗糙度和尺寸精度。三孔的加工方法及其刀具（一）孔加工的常用方法孔加工的常用方法有：钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、镗孔等。加工中心和数控铣床多了一种方法即整圆铣孔。普通钻床可以实现孔的钻、扩、铰等加工；镗床可以实现孔的镗削加工；加工中心可以实现孔的所有加工手段。1.孔的钻、扩、铰等加工孔的钻、扩、铰加工主要依赖于麻花钻、扩孔钻、铰刀等定型刀具对孔的加工，加工方法简单。对此要求操作者会根据图纸上零件的尺寸要求合理地选择钻头、铰刀；会手工磨钻头；根据刀具尺寸的大小、种类和切削材料选择合理的切削用量（主轴转速S和进给速度F）。如表5.62为用高速钢钻头钻孔时的切削用量。铰孔是用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和减小粗糙度值的加工方法。它是在扩孔或半精镗孔后进行的一种精加工。铰刀分手用铰刀和机用铰刀两种。手用铰刀为直柄，直径为Φ1～50mm；其工作部分较长，导向作用较好，可防止铰孔时铰刀歪斜。机用铰刀又分直柄、锥柄和套式三种，多为锥柄，直径为Φ10～80mm，铰削切削速度通常取8m/min左右，铰削余量一般为单边0.5～0.1mm。如图5.64为机用铰刀图。2.孔的镗削加工镗孔是利用镗刀对工件上已有的孔进行的加工。镗削加工适合加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件上，孔径较大、尺寸精度较高、有位置精度要求的孔系。适合加工材料为钢、铸铁和有色金属。淬火钢和硬度过高的材料不宜加工。在孔加工中，切削用量简易的选取方法是采用估算法。如采用国产的硬质合金刀具粗加工，切削速度一般选取70m/min，进给速度可根据主轴转速和被加工孔径的大小，取每转或每齿0.1mm进给量加以换算。精加工时，切削速度一般选取80m/min，进给速度取每转或每齿0.06～0.08mm左右，材质好的刀具切削用量还可加大。使用高速钢刀具时，切削速度在20～25m/min左右。表5.4所示为推荐的孔加工常用切削用量。3.孔的铣削加工图5.65孔练习一孔的整圆铣削加工，在孔加工中是比较常用的办法，因为它可以节省定型刀具，是很经济的加工方法。它的加工就是让刀具走整圆，这样可以把小孔铣成大的孔。机床精度好的话，它有时可以代替镗削。(二)孔加工实例实例加工图5.65中Φ20的孔。工件材料为45钢。1.工艺分析与工件的装夹程序编制前应先分析加工工艺。从图中可以看到孔的尺寸要求和粗糙度要求较高，而孔的位置要求不高。所采用的装夹为平口钳或置于工作台面上，下面两侧用等高垫块，上面用压板压紧。针对零件图纸要求给出三种加工方案。一是采用钻、扩、铰；二是采用钻、铣、铰；三是采用钻、粗镗、精镗。由于考虑到镗刀刀具直径尺寸偏小，刀具难取，故采用方案一和方案二。如图将工件坐标系G54建立在工件上表面，Φ20的孔中心处。2.刀具的选择方案一采用钻孔、扩孔、铰孔。所选择刀具为Φ18钻头、Φ19.8扩孔钻、Φ20H7铰刀。方案二采用钻孔、铣孔、铰孔。所选择刀具为Φ18钻头、Φ16立铣刀、Φ20H7铰刀。3.切削参数的选择表5-6为各工序刀具的切削参数。选择切削用量时表中数据仅供参考。在试切过程中对切削用量也要比较试用，最后选择最为合理的切削用量（后面的实训相同）。四面加工方法及其刀具（一）平面铣削所选的刀具1.端面铣刀面铣刀常用的是硬质合金面铣刀。它适用于高速铣削平面。具有刚性好、切削效率高、加工质量好的特点。硬质合金面铣刀常分为整体焊接式、机夹－焊接式和可转位式。整体焊接式面铣刀是将刀片直接焊在刀体上，现已很少用。机夹－焊接式是将刀片焊在刀齿上，然后再用夹紧元件将刀齿固定在刀体上，这种刀目前在许多工厂还有使用。硬质合金可转位面铣刀是通过夹紧元件将可转位刀片夹固在刀体上的面铣刀。目前这种刀具因在提高产品质量、加工效率、降低成本、操作使用方便等方面具有显著的优越性，故得到广泛使用。齿数分为粗齿，细齿和密齿。例直径50-100的刀较多采用4齿。粗铣钢件时，应采用粗齿铣刀。细齿铣刀用于平稳条件下的铣削加工。密齿铣刀的每个齿进给量较小，主要用于薄壁铸件的加工。面铣刀主要以端齿为主加工各种平面。但是主偏角为90°的面铣刀还能同时加工出与平面垂直的直角面，这个面高度受到刀片长度的限制。为使粗加工接刀刀痕不影响精切加工进给精度，加工余量大且不均匀时铣刀直径要小些，精加工时铣刀直径要大些，最好能包容加工面的整个宽度。可转位面铣刀见图5.66，图中a为硬质合金可转位式面铣刀（Kr=45°），图中b为硬质合金可转位R型面铣刀。2.立铣刀立铣刀主要