图4-21 铣削加工时刀具z向进给路线
2)铣削封闭槽（如键槽）时，铣刀需要有一切入距离Za，先快速移动到距工件加工表面切入距离Za的位置上（R平面），然后以工作进给速度进给至铣削深度H，见图4-21(b)
3)铣削轮廓及通槽时，铣刀应有一段切出距离Z0，可直接快速移动到距工件表面Z0处，见图4-21(c)。
4.3.4 加工中心加工工序的设计
4.3.4.1 加工余量、工序尺寸及公差的确定
1.加工余量的确定
加工余量的大小，对零件的加工质量、生产效率以及经济性均有较大影响。正确规定加工与量的数值，是制定工艺规程的重要任务之一，特别是对加工中心，所有刀具的尺寸都是按各工步加工余量调整的，选好加工余量就显得尤为重要。余量过小，会由于上道工序与加工中心工序的安装找正误差，不能保证切去金属表面的缺陷层而产生废品，有时会使刀具处于恶劣的工作条件，例如，切削很硬的夹砂外皮，会导致刀具迅速磨损等。如果加工与量过大，则浪费工时，增加工具损耗，浪费金属材料。
确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的的前提下，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，从而提高加工边面的质量和精度。一般，最小加工余量的大小由表面粗糙度(Ra)、表面缺陷深度(Ta)、空间偏差(ρa)、表面及和形状误差、装夹误差(ΔZj)等因素决定。
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，2○加工余量应能保证得到图纸上规定的表面粗糙度和精度要求。○
3考虑零件热处理引起的边形。考虑加工方法、设备的刚性以及量件可能发生的变性。○
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
要求加工余量也相应的大一些。
确定工序间加工余量的原则、数据等在有关出版物中已刊出很多，但是在应用时都须结合本单位工艺条件先试用，后得出结论。因为这些数据常常是在机床刚性、刃具、工件材质等理想状况下确定的。
表4-3、4-4列出了IT7、IT8级孔的加工方式及其工序间的加工余量，供参考。
表4-3在实体材料上的孔加工方式及加工余量
加工
直 径 120
孔的直径 3 4 5 6 8 10 12 13 14 15 16 18 20 22 24 25 26 28 30 32 35 38 40 42 45 48 50 第一次 2.9 3.9 4.8 5.0 7.0 9.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 17.0 18.0 20.0 22.0 23.0 24.0 26.0 28.0 30.0 33.0 36.0 38.0 40.0 43.0 46.0 48.0 钻 第二次 粗加工 粗镗 19.8 21.8 23.8 24.8 25.8 27.8 29.8 31.7 34.7 37.7 39.7 41.7 44.7 47.7 49.7 扩孔 5.85 7.85 9.85 11.85 12.85 13.85 14.85 15.85 17.85 19.8 21.8 23.8 24.8 25.8 27.8 29.8 31.75 34.75 37.75 39.75 41.75 44.75 47.75 49.75 半精加工 粗铰 11.95 12.95 13.95 14.95 15.95 17.95 19.95 21.95 23.95 24.95 25.95 27.95 29.95 31.93 34.93 37.93 39.93 41.93 44.93 47.93 49.93 半精镗 19.90 21.90 23.90 24.90 35.90 27.90 39.90 31.90 34.90 37.90 39.90 41.90 44.90 47.90 49.90 精加工 精铰 3 4 5 6 8 10 12 13 14 15 16 18 20 22 24 25 26 28 30 32 35 38 40 42 45 48 50 精镗 20 22 24 25 26 28 30 32 35 38 40 42 45 48 50 表4-4 已预先铸出或热冲出孔的工序间加工余量
加工 孔的 直 径 粗 镗 半精镗 次半精镗 H7、H8 粗铰或二 精铰精镗成加 工 孔 的 直 径 粗 镗 半精镗 次半精镗 成H7、H8 粗铰或二 精铰精镗 直径 第一次 第二次 30 32 35 38 40 42
直 径 第一次 第二次 100 105 110 115 120 125 95 100 105 110 115 120 98.0 28.0 29.8 29.93 30.0 31.7 31.93 33.0 34.7 34.93 36.0 37.7 37.93 38.0 39.7 39.93 40.0 41.7 41.93 30 32 35 38 40 42 99.3 99.85 100 105 110 115 120 125 121
103.0 104.3 104.8 108.0 109.3 109.8 113.0 114.3 114.8 118.0 119.3 119.8 123.0 124.3 124.8 45 48 50 52 55 58 60 62 65 68 70 72 75 78 80 82 85 88 90 92 95 98 45 47 51 54 56 58 61 64 66 68 71 74 75 77 80 83 85 87 90 93 43.0 44.7 44.93 46.0 47.7 47.93 48.0 49.7 49.93 50.0 51.5 51.93 53.0 54.5 54.93 56.0 57.5 57.92 58.0 59.5 59.92 60.0 61.5 61.92 63.0 64.5 64.92 66.0 67.5 67.90 68.0 69.5 69.90 70.0 71.5 71.90 73.0 74.5 74.90 76.0 77.5 77.90 78.0 79.5 79.90 80.0 81.3 81.85 83.0 84.3 84.85 86.0 87.3 87.85 88.0 89.3 89.85 90.0 91.3 91.85 93.0 94.3 94.85 96.0 97.3 97.85 45 48 50 52 55 58 60 62 65 68 70 72 75 78 80 82 85 88 90 92 95 98 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 210 220 250 280 300 320 350 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 194 204 214 244 274 294 314 342 128.0 129.3 129.8 133.0 134.3 134.8 138.0 139.3 139.8 143.0 144.3 144.8 148.0 149.3 149.8 153.0 154.3 154.8 158.0 159.3 159.8 163.0 164.3 164.8 168.0 169.3 169.8 173.0 174.3 174.8 178.0 179.3 179.8 183.0 184.3 184.8 188.0 189.3 189.8 193.0 194.3 194.8 197.0 199.3 199.8 207.0 209.3 509.8 217.0 219.3 219.8 247.0 249.3 249.8 277.0 279.3 279.8 297.0 299.3 299.8 317.0 319.3 319.8 347.0 349.3 349.8 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 510 220 250 280 300 320 350 （2）工序尺寸及公差的确定 加工中心在加工时也存在定位基准与设计基准不重合时工序尺寸及公差的确定问题。
如图4-22（a）所示零件105±0.1尺寸的Ra0.8两面均已在前面工序中加工完毕，在加工中心上只进行所有孔的加工。以A面定位时，由于高度方向没有同一基准，φ48H7孔和上面两个φ25H7孔与 B面的尺寸是间接保证的，欲保证32.5±0.1（φ25H7与 B面）和52.5±0.04尺寸，需在上工序中对105±0.1尺寸公差进行缩减。若改为图4-22（b）所示方式标注尺寸，各孔位置尺寸都以定位面A为基准，基准统一，而且定为基准与设计基准重合，各个尺寸都容易保证。
122
图4-22 零件工序尺寸确定
4.3.4.2 加工中心加工切削用量的选择
1. 影响铣削用量的因素及选择
(1)对于铣削加工来说，影响切削用量有如下因素：
1)机床 切削用量的选择必须在机床主传动功率、进给传动功率以及主轴转速范围、进给速度范围之内。机床—刀具—工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。切削用量的选择应使机床—刀具—工件系统不发生较大的“振颤”。如果机床的热稳定性好，热变形小，可适当加大切削用量。
2)刀具 刀具材料是影响切削用量的重要因素。表4-5是常用刀具材料的性能比较。
表4-5 常用刀具材料的性能比较
刀具材料 高速钢 硬质合金 陶瓷刀片 金刚石 切削速度 最低 低 中 高 耐磨性 最差 差 中 好 硬度 最低 低 中 高 硬度随温度变化 最大 大 中 小 3)冷却液 冷却液同时具有冷却和润滑作用。带走切削过程产生的切削热，降低工件、刀具、夹具和机床的温升，减少刀具与工件的摩擦和磨损，提高刀具寿命和工件表面加工质量。使用冷却液后，通常可以提高切削用量。冷却液必须定期更换，以防因其老化而腐蚀机床导轨或其他零件，特别是水溶性冷却液。
(2)铣削参数的确定
工件不同的工件材料要采用与之适应的刀具材料、刀片类型，要注意到可切削性。合理的恒切削速度、较小的背吃刀量和进给量可以得到较高的加工精度。铣削加工的切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是：先选择背吃刀量或侧吃刀量，其次选择进给速度，最后确定切削速度。
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1）背吃刀量ap或侧吃刀量ae
背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。端铣时，ap为切削层深度；而圆周铣削时，为被加工表面的宽度。侧吃刀量ae为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。端铣时，ae为被加工表面宽度；而圆周铣削时，ae为切削层深度，见图4-23。
afvcaevcvfaevfa'p图4-23 铣削加工的切削用量
apap
背吃刀量或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：
1当工件表面粗糙度值要求为Ra12.5～25μm时，如果圆周铣削加工余量小于○
5mm，端面铣削加工余量小于6mm，粗铣一次进给就可以达到要求。但是在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分为两次进给完成。
2当工件表面粗糙度值要求为Ra3.2～12.5μm时，应分为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当工件表面粗糙度值要求为Ra0.8～3.2μm时，应分为粗铣、半精铣、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0.3～0.5 mm，面铣刀背吃刀量取0.5～1mm。 2）进给量f与进给速度vf的选择
铣削加工的进给量f（mm/r）是指刀具转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量；进给速度vf（mm/min）是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。进给速度与进给量的关系为vf= nf（n为铣刀转速，单位r /min）。进给量与进给速度是数控铣床加工切削用量中的重要参数，根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取或通过选取每齿进给量fz，再根据公式f =Zfz（Z为铣刀齿数）计算。每齿进给量fz的选取主要依据工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料强度和硬度越高，fz越小；反之则越大。硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。工件表面粗糙度要求越高，fz就越小。每齿进给量的确定可参考表4-6选取。工件刚性差或刀具强度低时，应取较小值。
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