表4-6 铣刀每齿进给量参考值
每齿进给量fz/mm2Z-1 工件材料 高速钢铣刀 钢 铸铁 0.10~0.15 0.12~0.20 粗铣 硬质合金铣刀 0.10~0.25 0.15~0.30 高速钢铣刀 0.02~0.05 精铣 硬质合金铣刀 0.10~0.15 3）切削速度vc（m/min） 铣削的切削速度vc与刀具的耐用度、每齿进给量、背吃刀量、侧吃刀量以及铣刀齿数成反比，而与铣刀直径成正比。其原因是当fz、ap、ae和Z增大时，刀刃负荷增加，而且同时工作的齿数也增多，使切削热增加，刀具磨损加快，从而限制了切削速度的提高。为提高刀具耐用度允许使用较低的切削速度。但是加大铣刀直径则可改善散热条件，可以提高切削速度。
铣削加工的切削速度vc可参考表4-7选取，也可参考有关切削用量手册中的经验公式通过计算选取。
表4-7 铣削加工的切削速度参考值
工件材料 硬度（HBS） <225 钢 225~325 325~425 <190 铸铁 190~260 260~320 铣削速度vc （m/min） 高速钢铣刀 18~42 12~36 6~21 21~36 9~18 4.5~10 硬质合金铣刀 66~150 54~120 36~75 66~150 45~90 21~30 2.孔加工切削用量选择
表4-8～表4-12中列出了部分孔加工切削用量，供选择时参考。 (1)主轴转速S的确定
1）孔加工主轴转速S(r/min)根据选定的切削速度vc(m/min)和加工直径d或刀具直径按式（4-3）来计算。
S?1000vc （4-3）
?d式中：S—工件或刀具的转速，单位r/min； vc—切削速度，单位m/min；
d—切削刃选定点处所对应的工件或刀具的回转直径，单位mm。 2）攻螺纹时按式（4-4）来计算。
S?1200P?K （4-4）
式中：P—工件螺纹的螺距或导程；
K—保险系数，一般取80。
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（2）进给速度F的确定
1）孔加工工作进给速度根据选择的进给量和主轴转速按式（4-5）来计算。
F?Sf （4-5） 式中：F—进给速度，单位mm/min； f—进给量，单位mm/r。
2）攻螺纹时进给量的选择决定于螺纹导程，由于使用了带有浮动功能的攻螺纹夹头，攻螺纹时工作进给速度F(mm/min)可略小于理论计算值，即
F?PS （4-6）
式中：P—加工螺纹的导程，mm。
表4-8 高速钢钻头加工铸铁的切削用量
钻 头 直 径 /mm 1～6 6～12 12～22 22～50 160～200HBS vc/m?min?1 200～400HBS vc/m?min?1 300～400HBS ?1 ?/mm2r-1 0.07～0.12 0.12～0.2 0.2～0.4 0.4～0.6 ?/mm2r-1 vc/m?min0.05～0.1 0.1～0.18 0.18～0.25 0.25～0.4 ?/mm2r-1 0.03～0.08 0.08～0.15 0.15～0.2 0.2～0.3 16～24 16～24 16～24 16～24 10～18 10～18 10～18 10～18 5～12 5～12 5～12 5～12 4-9 高速钢钻头加工钢件的切削用量 钻 头 直 径mm 1～6 6～12 12～22 22～50 σb=520～700Mpa(45钢) υc/m2min-1 σb=700～900Mpa(20Cr) υc/m2min-1 σb=1000～1100Mpa 合金钢 υc/m2min-1 ?/mm2r-1 0.05～0.1 0.1～0.2 0.2～0.3 0.3～0.45 ?/mm2r-1 0.05～0.1 0.1～0.2 0.2～0.3 0.3～0.45 ?/mm2r-1 0.03～0.08 0.08～0.15 0.15～0.25 0.25～0.35 8～25 8～25 8～25 8～25 12～30 12～30 12～30 12～30 8～15 8～15 8～15 8～15 表4-10 高速钢铰刀铰孔的切削用量 铰 刀 直 径 mm 6～10 10～15 15～25 25～40 40～60 铸 铁 vc/m?min?1 钢及合金钢 vc/m?min?1 铝铜及其合金 vc/m?min?1 ?/mm2r1 0.3～0.5 0.5～1 0.8～1.5 0.8～1.5 1.5～2 ?/mm2r-1 0.3～0.4 0.4～0.5 0.5～0.6 0.4～0.6 0.5～0.6 ?/mm2r-1 0.3～0.5 0.5～1 0.8～1.5 0.8～1.5 1.5～2 2～6 2～6 2～6 2～6 2～6 1.2～5 1.2～5 1.2～5 1.2～5 1.2～5 8～12 8～12 8～12 8～12 8～12 注：采用硬质合金铰刀铰铸铁时，vc=8～10m/min；铰铝时vc=12～15m/min 表4-11 镗孔的切削用量
加工 方式 粗 镗 半精
工件 材料 高速钢 硬质合金 高速钢 vc/m?min铸 铁 ?1 钢 ?1 铝铜及其合金 ?1 ?/mm2r-1 vc/m?min0.4～1.5 ?/mm2min-1 vc/m?min0.35～0.7 ?/mm2r-1 0.5～1.5 20～25 35～50 20～35 0.15～0.45 15～30 50～70 15～50 0.15～0.45 100～150 100～250 100～200 0.2～0.5 126
镗 精 镗 硬质合金 高速钢 硬质合金 50～70 < 0.08 70～90 0.12～0.15 95～135 100～135 0.12～0.15 150～400 0.06～0.1 注：当采用高精度的镗刀镗孔时，由于余量较小，直径余量不大于0.2mm，切削速度可提高一些，铸铁为100～150m?min0.03～0.1 mm2r-1。
表4-12 攻螺纹的切削用量
加工材料 vc/m?min?1?1，钢件为150～250m?min?1，铝合金为200～400m?min?1。进给量可在
铸 铁 2.5～5 钢及合金钢 1.5～5 铝铜及其合金 5～15 4.4 加工中心典型加工零件的工艺分析
4.4.1盖板零件在加工中心的加工工艺
盖板是机械加工中常见的零件，加工表面有平面和孔，通常需经铣平面、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔及攻螺纹等工步才能完成。下面以图4-24所示盖板为例介绍其加工中心加工工艺。
图4-24 盖板零件件图
1.分析零件图样，选择加工内容
该盖板的材料为铸铁，故毛坯为铸件。由零件图可知，盖板的四个侧面为不加工表面，全部加工表面都集中在A、B面上。最高精度为IT7级。从工序集中和便于定位两个方面考虑，选择B面及位于B面上的全部孔在加工中心上加工，将A面作为主要定位基准，并在前道工序中先加工好。
2.选择加工中心
由于B面及位于B面上的全部孔，只需单工位加工即可完成，故选择立式加工中心。加工表面不多，只有粗铣、精铣、粗镗、半精镗、精镗、钻、扩、锪、铰及攻螺纹等工步，所需刀具不超过20把。选用国产XH714型立式加工中心即可满足上述要求。该机床工作台尺寸为400mm3800mm，x轴行程为600mm，y轴行程为400mm，z轴行程为400mm，
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主轴端面至工作台台面距离为125 mm～525mm，定位精度和重复定位精度分别为0.02mm和 0.01mm,刀库容量为18支,工件一次装夹后可自动完成铣、钻、镗、铰及攻螺纹等工步的加工。
3.设计工艺
(1)选择加工方法
B平面用铣削方法加工,因其表面粗糙度Ra为6.3μm,故采用粗铣→精铣方案； φ60H7 孔为已铸出毛坯孔，为达到IT7级精度和Ra0.8μm的表面粗糙度，需经三次镗削，即采用粗镗→半精镗→精镗方案；对φ12H8孔，为防止钻偏和达到IT8级精度，按钻中心孔→钻孔→扩孔→铰孔方案进行；φ16mm孔在φ12mm孔基础上锪至尺寸即可；M16mm螺纹孔采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法，即按钻中心孔→钻底孔→倒角→攻螺纹方案加工。
(2)确定加工顺序
按照先面后孔、先粗后精的原则确定。具体加工顺序为粗、精铣B面→粗、半精、精镗φ60H7孔→钻各光孔和螺纹孔的中心孔→钻、扩、锪、铰φ12H8及φ16mm孔→M16mm螺孔钻底孔、倒角和攻螺纹，详见表4-13。
(3)确定装夹方案
该盖板零件形状简单，四个侧面较光整，加工面与不加工面之间的位置精度要求不高，故可选用通用台钳，以盖板底面A和两个侧面定位，用台钳钳口从侧面夹紧。 (4)选择刀具 根据加工内容，所需刀具有面铣刀、镗刀、中心钻、麻花钻、铰刀、立铣刀(锪φ16mm孔)及丝锥等，其规格根据加工尺寸选择。B面粗铣铣刀直径应选小一些，以减小切削力矩，但也不能太小，以免影响加工效率；B面精铣铣刀直径应选大一些，以减少接刀痕迹，但要考虑到刀库允许装刀直径(XH714型加工中心的允许装刀直径：无相邻刀具为φ150mm，有相邻刀具为φ80mm )也不能太大。刀柄柄部根据主轴锥孔和拉紧机构选择。XH714型加工中心主轴锥孔为ISO40，适用刀柄为BT40(日本标准JISB6339)，故刀柄柄部应选择BT40型式。具体所选刀具及刀柄见表4-13。
表4-13 数控加工刀具卡片
产品名称或代号 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
刀具号 T01 T02 T03 T04 T05 T06 T07 T08 T09 T10 333 零件名称 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 盖 板 加工表面/mm 铣A、B表面 钻中心孔 粗镗φ60H7孔 半精镗φ60H7孔 精镗φ60H7孔 钻4-φ12H8底孔 锪4-φ16阶梯孔 铰4-φ12 H8孔 钻4-M16螺纹底孔 4-M16螺纹孔倒角 零件图号 刀长/mm 333 备注 128
刀具规格名称/mm φ100可转位面铣刀 φ3中心钻 φ58镗刀 φ59.9镗刀 φ60H7镗刀 φ11.9麻花钻 φ16阶梯铣刀 φ12H8铰刀 φ14麻花钻 90oφ16铣刀 11 编制 T11 333 机用丝锥M16 审核 333 1 批准 攻4-M16螺纹孔 333 共 页 第 页 (5)确定进给路线 B面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为φ100mm，故安排沿Z方向两次进给(见图4-25)。因为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，所有孔加工进给路线均按最短路线确定，图4-26所示即为各孔加工工步的进给路线。
图4-25 铣削B面进给路线
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