[项目导入]
2019年9月，学院承接了某公司一批槽形凸轮零件样板件的外协加工订单，生产类型为单件。其外轮廓已经由前道工序加工，本工序的任务就是加工凸轮槽与Φ12mm和Φ20mm的两个孔。
材料：HT200
要求：分析其数控铣削加工工艺，编制数控加工工艺过程卡、工序卡、刀具卡等工艺规程。
[学习目标]
1、知识目标：掌握零件铣削加工切削用量的选用原则，根据零件结构合理选择计算其切削用量。
2、情感目标：培养细致严谨、认真钻研的工匠精神
3、能力目标：培养独立分析问题和解决问题的能力、团结协作的团队精神
[理论知识]
铣削加工切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。
一、切削用量的选择原则
1、粗加工时，首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。
2、精加工时，首先根据加工余量确定背吃刀量；其次根据粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，选取较高的切削速度。
在确定每道工序的切削用量时，要保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于半个工作班的工作时间。
二、切削用量的选择
1、背吃刀量的选择
当侧吃刀量ae＜d/2（d为铣刀直径）时，取ap=（1/3～1/2）d；
当侧吃刀量d/2≤ae＜d时，取ap=（1/4～1/3）d；当侧吃刀量ae=d（即满刀切削）时，取ap=（1/5～1/4）d。
当机床的刚性较好，且刀具的直径较大时，ap可取得更大。如图1所示。
图1 铣刀的侧吃刀量ae和背吃刀量ap
按加工经验，也可以这样选择：
（1）在工件表面粗糙度值要求为Ra=12.5～25μm时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，则粗铣一次进给就可以达到要求。但在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分两次进给完成。
（2）在工件表面粗糙度值要求为Ra=3.2～12.5μm时，可分粗铣和半精铣两步进行。粗铣时背吃刀量或侧吃刀量选取同前。粗铣后留0.5～1.0mm余量，在半精铣时切除。
（3）在工件表面粗糙度值要求为Ra=0.8～3.2μm时，可分粗铣、半精铣和精铣三步进行。半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取1.5～2mm；精铣时圆周铣侧吃刀量取0.3～0.5mm，面铣刀背吃刀量取0.5～1mm。
为端铣刀应尽量选择较大的直径，切削宽度取刀具直径的1／3～1／2，切削深度应大于冷硬层的厚度。
三、进给速度的选择
进给速度F是单位时间内工件与刀具沿进给方向的相对位移，单位为mm/min。对于多齿刀具，其进给速度F、刀具转速n、刀具齿数z和每齿进给量fZ(mm)的关系为：
F=nzfZ
进给速度是影响刀具耐用度的主要因素。在确定进给速度时，要综合考虑零件的加工精度、表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取。
粗加工时，主要考虑机床进给机构和刀具的强度、刚度等因素，根据被加工零件的材料、刀具尺寸和已确定的背吃刀量，选择大的进给速度。
半精加工和精加工时，主要考虑被加工零件的精度、表面粗糙度、工件和刀具的材料性能等因素的影响。工件表面粗糙度值越小、工件材料的硬度越高、工件与刀具的刚度和强度越低时，进给速度越小。工件表面的加工余量大，进给速度也应低一些。常用铣刀的进给量见表1。
四、过切与欠切
在高速进给的轮廓加工中,当零件有外凸圆弧或拐角时，由于惯性作用，刀具在切削时容易产生欠切现象，如图2a所示。若拐角为内凹的表面，拐角处的金属因刀具“超程”而出现过切现象，如图2b所示。因此，在拐角较大，应在接近拐角处适当降低进给速度。
图2 铣削过程中的过切与欠切现象
五、切削速度的确定
当背吃刀量和进给量确定后，应根据刀具耐用度和机床刚度选取尽可能大的切削速度。常用工件材料的铣削速度参考值见表2。
确定切削速度应考虑以下几点：
1、应尽量避开积屑瘤产生的区域。
2、在易发生振动的情况下，应避开自激振动的临界速度。
3、加工带外皮的工件或断续切削时，要适当降低切削速度。
4、加工刚性较差的细长件、薄壁工件时，应选用较低的切削速度。
六、主轴转速的确定
主轴转速n(r/min)可根据切削速度vc(m/min)和刀具直径D(mm)按下式计算：
式中：n为主轴转速，r/min；
υc为切削速度，m/mm；
d为工件直径，mm。
[章节测验]
