典型零件数控加工工艺-项目八 箱体类工件加工中心工艺编制

典型零件数控加工工艺-项目式教学法项目八箱体类工件加工中心工艺编制CONTENTS目录01任务一

图纸识别020304任务四数控加工刀具卡的编写05任务五

数控加工进给路线图的编写任务二

机械加工工艺过程卡的编写任务三数控加工工艺卡的编写06任务六

思考与练习题[课程思政]

实事求是，求真务实，开拓创新。

[学习目标]1、了解箱体类零件图纸的工艺分析；了解加工中心的分类和结构，会选择合理的机床类型；2、理解加工中心加工中常见的装夹方式以及其它夹具；3、掌握加工中心的对刀，工艺路线的拟定，切削用量的选择；4、掌握钻头的选择，扩孔刀的选择，镗孔刀的选择，铰孔刀的选择，刀柄的选择，90°面铣刀的选择，整体式硬质合金R角立铣刀的选择；5、掌握加工中心进给路线图的设计。[项目重点]1、加工中心的对刀，工艺路线的拟定，切削用量的选择；2、钻头的选择，扩孔刀的选择，镗孔刀的选择，铰孔刀的选择，刀柄的选择，90°面铣刀的选择，整体式硬质合金R角立铣刀的选择；3、加工中心进给路线图的设计。[项目难点]1、加工中心专用夹具的设计、组合夹具的选择；2、钻头的选择，扩孔刀的选择，镗孔刀的选择，铰孔刀的选择，刀柄的选择，90°面铣刀的选择，整体式硬质合金R角立铣刀的选择。01任务一

图纸识别1零件图纸工艺分析图8－1所示是一个常见的箱体类零件（单位mm），工件材料为YL12，毛坯尺寸自定，批量200件，未注公差为±0.1mm，未注倒角R2。任务一

图纸识别零件的工艺分析是制定加工中心加上工艺的首要工作，其任务是分析零件技术要求零件图的完整件和正确性，分析零件的结构工艺性，选择加上中心加工内容等。(1)分析零件技术要求，检查零件图的完整性和正确性。分析零件技术要求时主要考虑：①各加工表面的尺寸精度要求；②各加工表面的几何形状精度要求；③各加工表面之间的相互位置精度要求；④各加工表面粗糙度要求以及表面质量方面的其他要求；⑤热处理要求以及其他要求。任务一

图纸识别（2）检查零件图的完整性和正确性一方面要检查零件图是否正确，尺寸、公差和技术要求是否标注齐全；另一方面要特别注意准备在加工中心上加工的零件，其各个方向上的尺寸是否有一个统—的设计基准，以便简化编程，保让零件图的设计精度要求。当工件已确定在加工中心上加工后，如发现零件图中没有一个统一的设计基准，则应向设计部门提出，要求修改图纸或考虑选择统一的工艺基准，计算转化各尺寸，并标注在工艺附图上。(3)分析零件结构的工艺性在加工中心上加工的零件，其结构工艺性应具备以下几点要求：①零件的切削加工量要小，以便减少加工中心的切削加工时间；②零件上光孔和螺纹的尺寸规格尽可能少，减少加工时钻头、铰刀及丝锥等刀具的数量，以防刀库存量不够；③零件尺寸规格尽量标准化，以便采用标准刀具；④零件加工表面应具有加工的可能性和方便性；⑤零件结构应具有足够的刚性，以减少夹紧变形和切削变形。任务一

图纸识别零件的孔加工工艺性对比实例见表8－1。任务一

图纸识别序号工艺性差的结构工艺性好的结构说明1

右图结构刚性好2

右图结构可减少深孔的螺纹加工3

右图结构孔径从一个方向递减或从两个方向递减，便于加工4

右图结构减少了配合孔的加工面积序号工艺性差的结构工艺性好的结构说明5

左图结构不能采用标准丝锥攻螺纹6

右图结构节省材料，同时避免了深孔加工7

右图结构避免钻头钻入和钻出时因工件表面倾斜而造成引偏或断损8

左图结构不便引入刀具，难以实现孔的加工2数控机床的选择(1)加工中心的分类①按主轴与工作台相对位置分类

(a)卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，主要适用于加工箱体类零件。

卧式加工中心（如图8－2所示）一般具有分度转台或数控转台，可加工工件的各个侧面；也可作多个坐标的联合运动，以便加工复杂的空间曲面。

(b)立式加工中心：是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。立式加工中心（如图8－3所示）一般不带转台，仅作顶面加工。

任务一

图纸识别2数控机床的选择(1)加工中心的分类此外，还有带立、卧两个主轴的复合式加工中心（如图8－4所示），和主轴能调整成卧轴或立轴的立卧可调式加工中心，它们能对工件进行五个面的加工。

(c)万能加工中心(又称多轴联动型加工中心)：是指通过加工主轴轴线与工作台回转轴线的角度可控制联动变化，完成复杂空间曲面加工的加工中心。适用于具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件的加工。五轴联动加工中心外形结构如图8－5所示。任务一

图纸识别2数控机床的选择(1)加工中心的分类②按换刀形式分类(a)带刀库、机械手的加工中心加工中心的换刀装置一般采用的形式是由刀库和机械手组成。其中，刀库按结构形式分为圆盘式刀库（如图8－6所示）、链式刀库（如图8－7所示）、箱型式刀库（如图8－8所示）和线型式刀库（如图8－9所示）。任务一

图纸识别2数控机床的选择(1)加工中心的分类(b)无机械手的加工中心这种加工中心的换刀是通过刀库和主轴箱的配合动作来完成：—般是采用把刀库放在主轴可以运动到的位置，或整个刀库或某一刀位能移动到主轴箱可以达到的位置。刀库中刀的存放位置方向与主轴装刀方向一致。换刀时，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。多用于采用40号以下刀柄的小型加工中心（如图8－10所示）。(c)转塔刀库式加工中心一般在小型立式加工中心上采用转塔刀库形式，主要以孔加工为主（如图8－11所示）。任务一

图纸识别3加工中心的加工对象加工中心适于加工形状复杂、工序多、精度要求较高、需用多种类型的普通机床和众多的刀具、夹具且经多次装夹和调整才能完成加工的零件。下面介绍一下适合加工中心加工零件的种类。(1)箱体类零件箱体类零件一般是指具有孔系和平面，内部有一定型腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件。如汽车的发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱、主轴箱，齿轮泵壳体等。图8—12所示为控制阀壳体，图8—13所示为热电机车主轴箱体。任务一

图纸识别3加工中心的加工对象(2)盘、套、板类零件带有键槽、径向孔或端面有分布的孔系及曲面的盘、套或轴尖零件，如带法兰的轴套，带键槽或方头的轴类零件，具有较多孔加上的板类零件和各种壳体类零件等，适合在加工中心上加工。如图8—14所示一种板类零件加工部位集中在单一端面上的盘、套、轴、板、壳体类零件宜选择立式加上中心，加工部位不在同一方向表面上的零件可选卧式加工中心。(3)凸轮类零件这类零件有各种曲线的盘形凸轮（如图8—15所示）、圆柱凸轮、圆锥凸轮和端面凸轮等，加工时，可根据凸轮表面的复杂程度，选用三轴、四轴或五轴的加工中心。任务一

图纸识别3加工中心的加工对象(4)叶轮类零件整体叶轮常见于航空发动机的压气机、空气压缩机、船舶水下推进器等，它除具有一般曲面加工的特点外，还存在许多特殊的加工难点，如通道狭窄，刀具很容易与加工表面和邻近曲面发生干涉。图8—16所示是叶轮，它的叶面是一个典型的三维空间曲面，加工这样的型面，可采用四轴以上联动的加工中心。(4)异形类零件异形件是外形不规则的零件，大都需要点、线、面多工位混合加工，如图8—17所示—种异形支架零件，还有各种样板、靠模等均属此类。由于外形不规则，在普通机床上只能采取工序分散的原则加工，需要工装多，周期长。异形件的刚性一般较差，夹压变形难以控制，加工精度也难以保证，甚至某些零件有的加工部位用普通机床无法加工。用加工中心加工时，利用加工中心多工位点、线、面混合加工的特点，通过采取合理的工艺措施，一次或二次装夹，即能完成多道工序或全部的工序内容。任务一

图纸识别4选择并确定加工中心的加工内容通常选择下列表面：(1)尺寸精度要求较高的表面；(2)相互位置精度要求较高的表面；(3)不便于普通机床加工的复杂曲线、曲面；(4)能够集中加工的表面。任务一

图纸识别02任务二机械加工工艺过程卡的编写1加工中心常见装夹方式(1)对夹具的基本要求加工中心加工时实际上一般只要求有简单的定位、夹紧机构，其设计原理与通用镗、铣床夹具是相同的。结合加工中心加工的特点，这里只提出基本要求：①夹紧机构或其他元件不得影响进给，加工部为要敞开；②为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能使零件定位面与机床之间保持一定的坐标联系；③夹具的刚性和稳定性要好；④装卸方便，辅助时间尽量短；⑤对小型零件或工序不长的零件，可以考虑在工作台上同时装夹几件进行加工，以提高加工效率；⑥夹具结构应力求简单；⑦减少更换夹具的准备——结束时间；⑧减小夹具在机床上的使用误差。任务二机械加工工艺过程卡的编写1加工中心常见装夹方式(2)常用的夹具种类及选择根据加工中心机床特点和加工需要，目前常用的夹具类型有专用夹具、组合夹具（如图8－18所示）、可调夹具、成组夹具以及工件统一基准定位装夹系统。在选择时要综合考虑各种因素，选择较经济、较合理的夹具形式。一般夹具的选择顺序是：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。任务二机械加工工艺过程卡的编写(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，该位置是在技术难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。本工件尺寸精度较高，表面粗糙度一般，需加工多个型腔和孔，可以选择一台VMC650加工中心和一台XH714数控铣床来完成加工任务。箱体零件的机械加工工艺过程详见表8－2，VMC650外形结构如图8－19所示，机床参数详见表8－3。任务二机械加工工艺过程卡的编写任务二机械加工工艺过程卡的编写项目技术参数X轴行程600mmY轴行程500mmZ轴行程500mm主轴鼻端至工作台面距离100mm-600mm主轴中心至立柱导轨面距离480mmX/Y轴快速进给24000mm/minZ轴快进给15000mm/min切削进给1-10000mm/min定位精度±0.005/300重复定位精度±0.003/300工作台面积800mm×420mm工作台载重能力600kgT型槽数/宽度/间距3/18/135主轴最高转速8000rpm主轴电机功率5.5KW主轴鼻端锥度BT40刀库容量16把换刀时间（刀对刀）2.5S机床净重5000KG外形尺寸2400mm×2300mm×2300mm任务二机械加工工艺过程卡的编写机械加工工艺过程卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称箱体材料牌号YL12毛坯种类板材毛坯尺寸142mm×68mm×25mm备注

工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时1备料板材：142mm×68mm×25mm

2铣加工上表面型腔和3个孔数控加工

VMC650平口钳30min3铣加工底面型腔数控加工

XK714平口钳6min4钳手工倒角，去毛刺

5检检验各项尺寸

6入库

编制

审核

共页第页03任务三数控加工工艺卡的编写1加工中心的对刀加工中心的对刀操作分为X、Y向对刀和Z向对刀。根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，可采用试切法、寻边器对刀、机外对刀仪对刀、自动对刀等。其中试切法对刀精度较低，加工中常用寻边器和Z向设定器对刀，效率高，能保证对刀精度。

(1)寻边器

寻边器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系中的X、Y值，也可以测量工件的简单尺寸。寻边器有光电式（如图8－19所示）和偏心式（如图8－20所示）等类型，其中以光电式较为常用。光电式寻边器的测头一般为10mm的钢球，用弹簧拉紧在光电式寻边器的测杆上，碰到工件时可以退让，并将电路导通，发出光讯号，通过光电式寻边器的指示和机床坐标位置即可得到被测表面的坐标位置，具体使用方法见下述对刀实例。任务三数控加工工艺卡的编写1加工中心的对刀光电式寻边器的对刀过程如图8-21所示，先后定位到工件正对的两侧表面，记下对应的X1、X2、Y1、Y2坐标值，则对称中心在机床坐标系中的坐标应是((X1+X2)／2，(Y1+Y2)／2)。(2)Z轴设定器Z轴设定器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系的Z轴坐标，或者说是确定刀具在机床坐标系中的高度。Z轴设定器有指针式（如图8－22所示）和光电式（如图8－23所示）等类型，通过光电指示或指针判断刀具与对刀器是否接触，对刀精度一般可达0.005mm。Z轴设定器带有磁性表座，可以牢固地附着在工件或夹具上，其高度一般为50mm或100mm。任务三数控加工工艺卡的编写光电式Z轴设定器的对刀过程如图8-24所示2加工中心加工工艺路线的拟定(1)加工方法的选择在加工中心上通常采用铣削、钻削、扩削、铰削、镗削和攻螺纹等加工方法，完成平面、平面轮廓、曲面、曲面轮廓、孔和螺纹等加工，所选加工方法要与零件的表面特征、所要达到的精度及表面粗糙度相适应。①平面、平面轮廓及曲面的加工方法粗铣平面，其尺寸精度可达IT12一IT14级(指两平面之间的尺寸)，表面粗糙度Ra值可达12.5—50μm。粗、精铣平面，其尺寸精度可达IT7一IT9级，表面粗糙度Ra值可达1.6—3.2μm。任务三数控加工工艺卡的编写②孔的加工方法孔加工方法比较多，有钻削、扩削、铰削和镗削等。大直径孔还可采用圆弧插补方式进行铣削加工。钻削、扩削、铰削及镗削所能达到的精度和表面粗糙度见表8－4。（a）所有孔系都先完成全部孔的粗加工，再进行精加工。（b）对于直径大于φ30mm的已铸出或锻出毛坯孔的孔加工，在普通机床上先完成毛坯荒加工，留给加工中心的余量为4—6mm(直径)，然后再上加工中心按“粗镗一半精镗一孔端倒角一精镗”四个工步完成；有空刀槽时可用锯片铣刀在半精镗之后、精镗之前用圆弧插补方式完成，也可用镗刀进行单刀镗削，但单刀镗削效率较低；孔径较大的可采用立铣刀粗铣一精铣倒加工方案。（c）直径小于φ30mm的孔可以不铸出毛坯孔，全部加工都在加工中心上完成，可分为“锪平端面一打中心孔一钻一扩一孔端倒角一铰”等工步；有同轴度要求的小孔，须采用‘‘锪平端面一打中心孔一钻一半精镗一孔端倒角一精镗(或铰)”工步来完成。为提高孔的位置精度，在钻孔工步前需安排锪平端面和打中心孔工步。孔端倒角安排在半精加工之后、精加工之前，以防孔内产生毛刺。任务三数控加工工艺卡的编写②孔的加工方法（d）在孔系加上中，先加大孔，再加工小孔，特别是在大小孔相距很近的情况下，更要采取这—措施。（e）对于跨距较大箱体的同轴孔加工，尽量采取调头加工的方法，以缩短刀辅具的长径比，增加刀具刚性，提高加工质量。（f）螺纹的加工根据孔径大小，一般情况下，直径在M6一M20mm之间的螺纹，通常采用攻螺纹方法加工。直径在M6mm以下的螺纹，在加工中心上完成底孔加工，通过其他手段攻螺纹。因为在加工中心上攻螺纹不能随机控制加工状态，小直径丝锥容易折断。直径在M20mm以上的螺纹，可采用镗刀片镗削加工。任务三数控加工工艺卡的编写孔精度孔的毛坯性质实体预铸或冲出的孔H12－H13一次钻孔扩或镗、铰H11孔径≤10mm:一次钻孔孔径≤80mm：粗扩、精扩，或用镗刀粗镗、精镗，或根据余量镗、扩孔径10－30mm:钻、扩孔径≥30－80mm:钻、扩、镗H10－H9孔径≤10mm:钻、铰孔径≤80mm：粗扩、精扩，或用镗刀粗镗、精镗，或根据余量镗、扩孔径10－30mm:钻、扩、铰孔径≥30－80mm:钻、扩、镗或钻、扩、铰或铣H8－H7孔径≤10mm:钻、铰孔径≤80mm：粗镗（次数根据加工余量制定）、半精镗，精镗或精铰孔径10－30mm:钻、扩、铰或二次铰孔径≥30－80mm:钻、扩、镗或钻、扩、铰或铣(2)加工阶段的划分一般情况下，在加工中心上加工的零件已在其他机床上经过粗加工，加工中心只是完成最后的精加工，所以不必划分加工阶段。对加工质量要求较高的零件，若其主要表面在上加工中心加工之前没有经过粗加工，则应尽量将粗、精加工分开进行。使零件在粗加工后有一段自然时效过程，以消除残余应力和恢复切削力、夹紧力引起的弹性变形、切削热引起的热变形，必要时还可以安装人工时效处理，最后通过精加工消除各种变形。对加工精度要求不高，而毛坯质量较高、加工余量不大、生产批量很小的零件或新产品试制中的零件，利用加工中心良好的冷却系统，可把粗、精加工合并进行。但粗、精加工应划分成两道工序分别完成。粗加工用较大的夹紧力，精加工用较小的夹紧力。任务三数控加工工艺卡的编写(3)加工余量的确定确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下，尽量减少加工余量。最小加工余量的数值，应保证能将具有各种缺陷和误差的金属层切去，从而提高加工表面的精度和表面质。一般，最小加工余量的大小决定于下列因素：①表面粗糙度；②表面缺陷层深度；③空间偏差；④表面几何形状误差；⑤装夹误差。在具体确定工序间的加工余量时，应根据下列条件选择大小：①对最后的工序，加工余量应能保证得到图纸上所规定的表面粗糙度和精度要求；②考虑加工方法、设备的刚性以及工件可能发生的变形；③考虑零件热处理时引起的变形；④考虑被加工零件的大小，零件愈大，由于切削力、内应力引起的变形也会增加，因此要求加上余量也相应地大一些。任务三数控加工工艺卡的编写实体材料上孔(IT7、IT8级)的的加工方式及加工余量。任务三数控加工工艺卡的编写孔加工的直径直径钻粗加工半精加工精加工第一次第二次粗镗或扩孔粗铰或半精镗精铰或精镗32.9－－－－－3－43.9－－－－－4－54.8－－－－－5－65.0－－5.85－－6－87.0－－7.85－－8－109.0－－9.85

－10－1211.0－－11.8511.95－12－1312.0－－12.8512.95－13－1413.0－－13.8513.95－14－1514.0－－14.8514.95－15－1615.0－－15.8515.95－16－1817.0－－17.8517.95－18－2019.0－19.819.819.9519.9020202220.0－21.821.821.9521.9022222422.0－23.823.823.9523.9024242523.0－24.824.824.9524.9025252624.0－25.825.825.9525.9026262826.0－27.827.827.9527.9028283015.028.029.829.829.9529.9030303215.030.031.731.731.9331.9032323520.033.034.734.734.9334.9035353820.036.037.737.737.9337.9038384025.038.039.739.739.9339.9040404225.040.041.741.741.9341.9042424536.043.044.744.744.9344.9045454836.046.047.747.747.9347.9048485036.048.049.749.749.9349.905050已预铸或冲出孔(IT7、IT8级)的的加工方式及加工余量。任务三数控加工工艺卡的编写孔加工的直径直径

孔加工的直径直径粗镗半精镗粗铰或二次半精镗精铰或精镗H7、H8粗镗半精镗粗铰或二次半精镗精铰或精镗H7、H8第一次第二次第一次第二次30－28.029.829.9330

1009598.099.399.8510032－30.031.731.9332

105100103.0104.3104.810535－33.034.734.9335

110105108.0109.3109.811038－36.037.737.9338

115110113.0114.3114.811540－38.039.739.9340

120115118.0119.3119.812042－40.041.741.9342

125120123.0124.3124.812545－43.044.744.9345

130125128.0129.3129.813048－46.047.747.9348

135130133.0134.3134.8135504548.049.749.9350

140135138.0139.3139.8140524750.051.551.9352

145140143.0144.3144.8145555153.054.554.9255

150145148.0149.3149.8150585456.051.557.9258

155150153.0154.3154.8155605658.059.559.9260

160155158.0159.3159.8160625860.061.561.9262

165160163.0164.3164.8165656163.064.564.9265

170165168.0169.3169.8170686466.067.567.9068

175170173.0174.3174.8175706668.069.569.9070

180175178.0179.3179.8180726870.071.571.9072

185180183.0184.3184.8185757173.074.574.9075

190185188.0189.3189.8190787476.077.577.9078

195190193.0194.3194.8195807578.079.579.9080

200194197.0199.3199.8200828080.081.381.8582

210204207.0209.3209.8210858083.084.384.8585

220214217.0219.3219.8220888386.087.387.8588

250244247.0249.3249.8250908588.089.389.8590

280274277.0279.3279.8280928790.091.391.8592

300294297.0299.3299.8300959093.094.394.8595

320314317.0319.3319.8320989396.097.397.8598

350342347.0349.3349.8350(4)加工中心的工步设计①同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工次序完成，或全部加工表面按先粗加工，然后半精加工、精加工分开进行。加工尺寸公差要求较高时，考虑零件尺寸、精度、零件刚性和变形等因素，可采用前者；加工位置公差要求较高时，采用后者。②对于既有铣面又有镗孔的零件，可以先铣后镗。③当一个设计基推和孔加工的位置精度与机床定位精度、重复定位精度相接近时，采用相同设计基准集中加工的原则，这样可以解决同一工位设计尺寸基很多于一个时的加工精度问题。④相同工他集小加工，应尽量妓就近位置加工，以缩短刀具移动距离，减少空运行时间。⑤按所用刀具划分工步。如某些机床工作台回转时间较换刀时间短，在不影响精度的前提下，为了减少换刀次数，减少空移时间，减少不必要的定位误差，可以采取刀具集中工序，也就是用同一把刀把零件上相同的部位都加工完，再换第二把刀。⑥考虑到加工中存在着重复定位误差，对于同轴度要求很高的孔系，就不能采取⑤原则。应该在一次定位后，通过顺序连续换刀，顺序连续加工完该同轴孔系的全部孔后，再加工其它坐标位置的孔，以提高孔系的同轴度。⑦在一次定位装夹中，尽可能完成所有能够加工的表面。任务三数控加工工艺卡的编写2切削用量的选择加工中心加工时，铣削用量可以参考相关项目。高速钢钻头加工铸铁的切削用量可以参考表8－7。任务三数控加工工艺卡的编写2切削用量的选择高速钢钻头加工钢件的切削用量可以参考表8－8。任务三数控加工工艺卡的编写钻头直径/mm材料硬度：520－700MPa(35、45钢)：700－900MPa(15Cr、20Cr钢)：1000－1100MPa(合金钢)/（m/min）f/(mm/r)/（m/min）f/(mm/r)/（m/min）f/(mm/r)1－68－250.05－0.112－300.05－0.18－150.03－0.086－128－250.1－0.212－300.1－0.28－150.08－0.1512－228－250.2－0.312－300.2－0.38－150.15－0.2522－508－250.3－0.4512－300.3－0.458－150.25－0.352切削用量的选择高速钢铰刀铰孔的切削用量可以参考表8－9。任务三数控加工工艺卡的编写2切削用量的选择镗孔的切削用量可以参考表8－10。任务三数控加工工艺卡的编写攻螺纹的切削用量可以参考表8－11。加工材料铸铁钢及其合金钢铝铜及其合金/（m/min）2.5－51.5－55－15本工件工序2（数控铣）的数控加工工艺卡详见表8－12。任务三数控加工工艺卡的编写数控加工工序卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称箱体材料牌号YL12毛坯种类板材毛坯尺寸142mm×68mm×25mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间2铣加工中心VMC650

工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1粗铣上表面型腔，侧面及底面各留0.2mm余量T01

1000

300

2精铣上表面型腔T01

1200

240

3钻2-φ12mm和φ14mm孔的中心孔T02

1000

200

4钻φ12mm孔至φ11.9mmT03

600

120

5钻φ14mm孔至φ13.9mmT04

600

120

6铰φ12mm孔至尺寸要求T05

200

80

7铰φ14mm孔至尺寸要求T06

200

80

编制

审核

批准

共页第页本工件工序3（数控铣）的数控加工工艺卡详见表8－13。任务三数控加工工艺卡的编写数控加工工序卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称箱体材料牌号YL12毛坯种类板材毛坯尺寸142mm×68mm×25mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间3铣数控铣床XK714

工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1粗铣底面表面型腔，侧面及底面各留0.1mm余量T01

1000

300

2精铣底面型腔T01

1200

240

编制

审核

批准

共页第页04任务四数控加工刀具卡的编写

1钻头的选择（1）麻花钻在加工中心上钻孔，普通麻花钻应用最广泛，尤其是加工φ30mm以下的孔时，以麻花钻为主：麻花钻有高速钢和硬质合金两种。它主要由工作部分和柄部组成。工作部分包括切削部分和导向部分。麻花钻导向部分起导向、修光、排屑和输送切削液作用．也是切削部分的后备。根据柄部不同，麻花钻有莫氏锥柄和圆柱柄两种（如图8－25所示）。直径为φ8—φ80mm的麻花钻多为莫氏锥柄，可自接装在带有莫氏锥孔的刀柄内，刀具长度不能调节。直径为邮φ0.4—φ20mm的麻花钻多为圆柱柄，可装在钻夹头刀柄上。中等尺寸麻花钻两种形式均可选用。任务四数控加工刀具卡的编写

1钻头的选择（2）可转位浅孔钻图8-26所示为硬质合金可转位浅孔钻，适合在数控车床上加工D＝17.5—80mm、L／D≤3的中等直径浅孔。这种结构的钻头不仅加工时功率消耗少，切削效率高，而且可以节省原材料，降低成本，是中等直径孔批量生产时常用的方法之一。（3）硬质合金扁钻钻削大直径深孔时，可以选择硬质合金扁钻，其外形结构如图8－27所示。扁钻切削部分磨成一个扁平体，主切削刃磨出顶角、后角并形成横刃；副切削刃磨出后角与副偏角并控制钻孔直径。扁钻前角小，没有螺旋槽，排屑困难，但制造简单，成本低。任务四数控加工刀具卡的编写

1钻头的选择（4）喷吸钻对于直径较大的深孔，其孔深度与直径之比介于5一100之间，由于切削量很大，必须较好地解决排屑和冷却问题。喷吸钻是常用的深孔加工钻头，其工作原理如图8—28所示。工作时，将压力切削液从刀体外压入切削区并用喷吸法进行内排屑。喷吸钻刀齿排列有利于分屑。切削液从进液口流入连接套，其中三分之一从内管四周月牙形喷嘴喷入内管。由于牙槽缝隙很窄，切削液喷出时产生的喷射效应能使内管里形成负压区。另三分之二切削液经内管与外管之间流入切削区，汇同切屑被负压吸入内管中，迅速向后排出，增强了排屑效果。任务四数控加工刀具卡的编写1－工件2－小孔3－钻套4－外钻管5－喷嘴6－内钻管7－钻头

2扩孔刀的选择扩孔钻是用来扩大孔径，提高孔加工精度的刀具。它可用于孔的半精加工或最终加工，用扩孔钻加工可达到公差等级IT11－IT10，表面粗糙度为Ra6.3－3.2μm。扩孔钻与麻花钻相似，仅齿数较多，一般为3—4个齿，因而工作时导向性好。扩孔余量小，切削刃无需延伸到中心，所以扩孔钻无横刃，切削过程平稳，可选择较大的切削用量。总之扩孔钻的加工质量和效率均比麻花钻高。常见的扩孔钻如图8－29所示。任务四数控加工刀具卡的编写3镗孔刀的选择镗刀用于加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件上的直径较大的孔，特别是有位置精度要求的孔和孔系。镗刀的类型按切削刃数量可分为单刃镗刀、双刀镗刀和多刃镗刀；按工件的加工表面特征可分为通孔镗刀、盲孔镗刀、阶梯孔镗刀和端面镗刀；按刀具结构可分为整体式、装配式和可调式。（1）单刃镗钻普通单刃镗刀只有一条主切削刃在单方向参加切削，其结构简单、制造方便、通用性强，但刚性差，镗孔尺寸调节不方便，生产效率低，对工人操作技术要求高。图8—30所示为不同结构的单刃镗刀。加工小直径孔的镗刀通常做成整体式，加工大直径孔的镗刀可做成机夹式或机夹可转位式。镗杆不宜太细太长，以免切削时产生振动。任务四数控加工刀具卡的编写3镗孔刀的选择（2）双刃镗钻双刃镗刀是定尺寸的镗孔刀具，通过改变两刀刃之间距离，实现对不同直径孔的加工。常用的双刃镗刀有固定式镗刀（如图8-31a所示）、可调式双刃镗刀（如图8-31b所示）和浮动镗刀三种。固定式镗刀用于粗镗或半精镗直径大于40mm的孔。可调式双刃镗刀采用一定的机械结构可以调整两刀片之间的距离，从而使一把刀具可以加工不同直径的孔，并可以补偿刀具磨损的影响。任务四数控加工刀具卡的编写4铰孔刀的选择加工中心上使用的铰刀多是通用标淮铰刀。此外，还有机夹硬质合金刀片单刃饺刀和可调浮动铰刀等。加工精度可达IT9－IT8级，表面粗糙度为Ra1.6－0.4μm。通用标准铰刀有直柄、锥柄和套式三种。锥柄铰刀直径为φ10－φ32mm；直柄饺刀直径为φ6—φ20mm、小孔直柄铰刀直径为φ1—φ6mm；套式铰刀直径为φ25—φ80mm。对于铰削精度为IT7－IT6级，表面粗糙度为Ra1.6－0.8μm的大直径通孔时，可选用专为加上中心设计的的可调浮动铰刀。任务四数控加工刀具卡的编写5刀柄的选择(1)7：24刀柄加工中心上一般采用7：24圆锥的刀柄，如图8—33所示。这种刀柄不能自锁，但换刀比较方便，与直柄相比具有较高的定心精度和刚度，锥柄部分和机械抓拿部分均有相应的国家标淮：GB10944《自动换刀机床用7：24圆锥工具柄部40号、45号和50号圆锥柄》和GB10945《自动换刀机床用7：24圆锥工具柄部40号、45号和50号圆锥柄用拉钉》对此作了规定。这两个国家标准与国际标准ISO7388／2等效，选用时具体尺寸可以查阅有关国家标准。标准的拉钉有两种结构，图8－34（a）所示为标准A型拉钉结构，图8－24（b）所示为标准B型拉钉结构。任务四数控加工刀具卡的编写5刀柄的选择(2)HSK刀柄在高速切削加工已成为机械加工制造技术重要的环节。传统的BT刀具系统的加工性能已难以满足高速切削的要求。目前高速切削应用较广泛的有德国的HSK（德文HohlShaftKegel缩写）刀具系统、美国的KM刀具系统、日本的NC5、BIG-PLUS刀具系统等以上皆属于两面拘束刀柄。本文以HSK刀柄为例，其尾部短锥的锥度为1：10，其结构如图8－35所示。HSK刀柄与主轴的连接结构与原理如图8－36所示。任务四数控加工刀具卡的编写5刀柄的选择HSK刀柄有8种规格和6种型号，以HSKA63为例，选用的规格是63mm的A型号刀柄，如图8－37所示。任务四数控加工刀具卡的编写6镗铣类工具系统的选择把通用性较强的刀具和配套装夹工具系列化、标准化就成为通常所说的工具系统。采用工具系统加工能可靠地保证加工质量，最大限度地提高生产效率，使机床的性能得以充分发挥。工具系统由刀柄、刀具装夹部分和刀具组成，是一种模块式、层次化可分级更换、组合的体系，经过组合后可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝等加工工艺。目前我国建立的工具系统主要是镗铣类工具系统。镗铣类工具系统分为整体式结构和模块式结构两大类。（1）整体式工具系统我国的TSG工具系统就属于整体式结构的工具系统。它的特点是将锥柄和接杆连成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床相连的柄部。优点是结构简单、使用方便、可靠、更换迅速等。缺点是锥柄的品种和数量较多，如表8—14所示（以森泰英格刀具系统为例），选用时一定要按图进行配置。任务四数控加工刀具卡的编写任务四数控加工刀具卡的编写以森泰英格刀具系统JT40－KPU16－105为例，工具系统型号分为三个部分。第一部分JT40表示柄部形式及尺寸，JT系列表示采用国际标准，BT系列表示日本标准，CAT系列表示美国标准；其后的数字表示相应的ISO锥度号，如50表示大端直径为69.85mm，40表示大端直径为44.45mm的7：24锥度。第二部分KPU16表示刀柄的用途及主参数，英文KPU等代码的具体含义如表8—15所示；其后的数字16表示刀具夹持部位的直径范围，不同刀具所对应的含义不同，本刀具的含义为夹持直径范围是3－16mm。第三部分105表示夹持刀具的工作长度。任务四数控加工刀具卡的编写HC液压刀柄ER弹簧夹头刀柄XM套式立铣刀刀柄C强力刀柄MW无扁尾莫氏圆锥孔刀柄XMC面铣刀刀柄XP侧固式刀柄M1-M5有扁尾莫氏圆锥孔刀柄XS三面刃铣刀刀柄XPD2°侧固式刀柄KPU整体式钻夹头刀柄XSD锯片铣刀刀柄（2）模块式工具系统模块式结构是把工具和工作部分分开(如图8—38所示的为森泰英格TMG21刀具系统)，制成系统化的主柄模块、中间模块和工作模块。每类模块中又分为若干小类和规格，然后用不同规格的中间模块组装成不同用途、不同规格的模块式刀具。这样方便了制造、使用和保管，减少了工具的规格、品种和数量的储备。目前模块式工具系统已成为数控刀具的发展方向，世界上模块式工具系统有几十种结构，其主要区别在于模块之间的定位方式和锁紧方式不同。国外有许多比较成熟的和广泛的模块化工具系统。例如，瑞士的山特维克公司有比较完善的模块式工具系统，国内的TMG10和TMG21工具系统就属于这一类。任务四数控加工刀具卡的编写790°面铣刀的选择本文选用的90°可转位硬质合金面铣刀外形结构如图8－39所示。90°可转位硬质合金面铣刀参数如表8－16所示。任务四数控加工刀具卡的编写8整体式硬质合金R角立铣刀的选择本文选用的整体式硬质合金R角立铣刀外形结构如图8－40所示。标准型整体式硬质合金R角立铣刀的参数如表8－17所示。任务四数控加工刀具卡的编写本工件工序2的数控加工刀具卡片详见8-18。任务四数控加工刀具卡的编写数控加工刀具卡片产品型号

零件图号

产品名称

零件名称箱体材料牌号YL12毛坯种类板材毛坯尺寸142mm×68mm×25mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间2铣加工中心VMC650

工步号刀具号刀具名称刀具型号刀片刀尖半径/mm刀柄型号刀具补偿量/mm备注型号牌号直径/mm刀长/mm1、2T01R角立铣刀ES2300R20-10

BT40-ER20-80φ1070

3T02定心钻Z04.1000.090

BT40-ER20-80φ1089

4T03麻花钻φ11.9-4D

BT40-KPU13-95φ11.9118

5T04麻花钻φ13.9-4D

BT40-KPU16-100φ13.9124

6T05硬质合金铰刀12H8*35*77-30

BT40-KPU13-95φ1277

7T06硬质合金铰刀14H8*30*77-30

BT40-KPU16-100φ1477

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共页第页本工件工序3的数控加工刀具卡片详见表8-19。任务四数控加工刀具卡的编写数控加工刀具卡片产品型号

零件图号

产品名称

零件名称箱体材料牌号YL12毛坯种类板材毛坯尺寸142mm×68mm×25mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间2铣加工中心VMC650

工步号刀具号刀具名称刀具型号刀片刀尖半径/mm刀柄型号刀具补偿量/mm备注型号牌号直径/mm刀长/mm1、2T01立铣刀ES2300-10

BT40-ER20-80φ1070

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共页第页05任务五数控加工进给路线图的编写加工中心上刀具的进给路线可分为孔加工进给路线和铣削加工进给路线。铣削加工进给路线就是铣削加工刀具轨迹生成问题，已在前面相关项目里详细介绍，这里不再赘述。下面主要介绍孔