数控铣工加工中心操作工须知知识
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试题一 轮廓加工
一、考核目标
1.掌握中等复杂零件图的识读方法。
2.掌握技能鉴定考核的加工工艺安排方法。
3.掌握平口钳装夹工件的方法。
4.掌握零件的找正方法。
5.掌握刀具的选择方法。
6.掌握圆弧插补、直线插补的应用。
8.掌握孔加工的方法。
9.掌握数控铣床/加工中心的操作方法。
图1－1 零件图
二、考核要求 精美排版 1.总体要求
（1）本题分值：100分；
（2）考核时间：240 min；
（3）具体考核要求：按零件图样(图1-1)完成加工操作。
2.评分标准(表1-1)
表1-1 评分表
项目与配分 序号 技术要求 配分 评分标准 检测记录 得分
工件
质量（80分） 岛屿 1 φ600
－0.03mm 10 超差0.01mm扣2分
2 2－87mm 2 超差不得分
3 2－45mm 2 超差不得分
4 4－R21mm 2 每错一处扣1分
5 Ra1.6μm 5 每错一处扣1分
6 深度100
－0.03mm 5 超差0.1mm扣2分
孔 7 Φ30+0.025
0mm 10 超差0.01mm扣2分
8 深度15+0.03
0mm 5 超差0.01mm扣2分
9 Ra1.6μm 3 每错一处扣1分
耳形轮廓 10 2－200
－0.03mm 10 超差0.01mm扣2分
11 2－700
－0.1mm 4 超差0.01mm扣2分
12 平行度0.04mm 4 超差0.01mm扣2分
13 4－R12.5mm 4 每错一处扣1分
14 2－R50mm 2 每错一处扣1分
15 Ra1.6μm 3 每错一处扣1分
其他 16 工件按时完成 4 未按时完成全扣
17 工件无缺陷 3 缺陷一处扣1分
18 Ra3.2μm 2 每错一处扣1分
程序与工艺
（10分） 19 程序正确合理 5 每错一处扣2分
不合理每处扣2分
20 加工工艺合理 5
机床操作
（10分） 21 机床操作规范 5 出错一次扣2分 精美排版 22 工件、刀具装夹 5 出错一次扣2分
安全文明生产 23 安全操作 倒扣 安全事故停止操作或酌情扣5～30分
24 机床整理 倒扣
3.准备清单
(1)材料准备(表1-2)
表1-2 材料准备
名 称 规 格 数 量 要 求
45#钢或铝 120 mm×80mm×25mm 1件/每位考生 三面垂直
(2)设备准备(表1-3)
表1-3 设备准备
名 称 规 格 数 量 要 求
数控铣床 根据考点情况选择
平口钳 对应工件 1副/每台机床
平口钳扳手 相应平口钳 1副/每台机床
平口钳固定螺栓板手 相应平口钳 1副/每台机床
垫铁 对应工件 1副
(3)量具与刀具(表1-4)。
表1-4 刀具、量具与工具清单
序号 名称 规格/mm 数量 备注
1 游标卡尺 0～150 0.02
1副/每台机床
2 外径千分尺 50～75 0.01
3 内径千分尺 25～50 0.01
4 深度千分尺 25~150 0.01
5 百分表、磁性表座 0～10 0.01
6 R规 R15～30
7 塞尺 0.02～1
8 立铣刀 ø10
9 镗刀 SBJ-1625-90（Φ25－31）
10 刀柄、夹头 以上刀具相关的刀柄，钻夹头，弹簧夹
11 计算器
三、考核实施
技能鉴定是对考生工艺知识、编程能力、操作技能水平的综合考评。要求选手以最合理的工艺方案、最佳的刀具路径、在规定的时间内完成试件的加工。
1)最合理的工艺方案是采用最少的进给次数，最快捷的余量去除方式、最有效的精度保证和最方便的工件自检方法，在规定的时间内完成试件加工的工艺方案。
2)最佳刀具路径是在保证加工精度和表面粗糙度的前提下，数值计算最简单、进给路线最短、空行程少、编程量小、程序短、简单易行的刀具路径。
3)最短时间是用熟练操作和快捷的编程，合理使用刀具，优选切削用量，确保关键得分精美排版 点，把握加工节奏、粗精加工分开，力争在规定时间内完成内容。
本试题主要针对由多个圆弧相连构成的轮廓加工进行考核。要求学生通过图样分析，合理制定加工方案，熟练进行加工前准备，刀具与工件的安装，程序与参数的输入、校验，零件加工，检测等各项操作。
1.识读零件图
零件由一个内轮廓尺寸，一个孤岛外轮廓和两个形状相同的外轮廓组成。内轮廓尺寸为Φ30+0.025
0㎜、高度尺寸15+0.03
0mm、粗糙度Ra1.6μm；外轮廓尺寸为Φ600
－0.03mm、4－R21mm、2－200
－0.03mm、2－700
－0.1mm、100
－0.03mm、平行度0.04mm、粗糙度Ra1.6μm。
2.工艺分析
为去除加工余量，以刀具中心编程加工出68mm×70mm的方形轨迹，然后粗、精加工外轮廓和内轮廓，并保证深度尺寸。孔的粗加工采用螺旋插补铣削方式（如图1－2）粗加工，可以不加工落刀孔，最后用φ30mm的镗刀精加工至尺寸。加工顺序如下：
1）用Φ10mm立铣刀以68mm×70mm的刀具中心轨迹编程，粗加工去除部分加工余量，加工深度为9.8mm，留0.2mm表面加工余量。
2）用Φ10mm立铣刀，D1为5.5mm，Z轴按5mm和9.8mm的加工深度修改和重复运行程序完成耳形轮廓的粗加工，留0.2mm表面加工余量。
3）用Φ10mm立铣刀，D1为5.5mm，Z轴按5mm和9.8mm的加工深度修改和重复运行程序完成岛屿轮廓的粗加工，留0.2mm表面加工余量。
4)用Φ10mm立铣刀以螺旋插补的进刀方式完成孔的粗加工，直径留1mm余量，深度加工至尺寸。
5）更换Φ10mm立铣刀，重新建立长度补偿值精加工耳形外轮廓，D1为5mm，加工深度为10mm。
6）精加工岛屿外轮廓，D1为5mm，加工深度为10mm。
7）精加工68mm×70mm底面，加工深度为10mm。
8）精镗Φ30+0.025
0mm孔。
图1－2 螺旋插补铣 图1－3 下刀转数计算
3.螺旋下刀介绍
由于立铣刀端部有顶尖孔，所以不能垂直向下进刀，但可以利用数控铣床或加工中心三轴联动的功能完成带轴向进给的切削。
在图1－3中，M为刀具端面顶尖的直径，E为刀具端部顶尖孔60°坡口的深度。由图可知，当刀具径向移动M（单位为mm）时，主轴旋转的转数R为
式中fz ――每齿径向进给量（mm/z）
z――刀具的齿数
而在相同时间内主轴轴向进给T=frR，则
式中fr―――每转轴向进给量（mm/r）。
从理论上讲，只要T＜E进给就是安全的，即，也就是当时，进给就是安全的。
若E=0.5mm，fz=0.05mm/z，z=4，M=3mm则fr＜ 0.033mm/r，取 fr＜ 0.03mm/r。
本题圆的周长L＝πD＝3.14×20＝62.8mm，刀具中心移动的距离，其他参数不变，则主轴共旋转62.8mm/(4×0.05mm)＝125.6r。Z轴安全进给的距离是0.03mm×125.6＝3.768mm。若加工深度超过3.7mm，就要增加进给次数，此处分5次，加工过程和加工参数见表1-5。
表1—5 工艺过程和加工参数 精美排版
4.程序编制
(1)数值计算
图纸已经给出了所需的编程点的值，不需要进行计算。
(2)确定工件坐标系原点
从图样分析可以得出整个加工轮廓相对毛坯中心是对称的，所以选择工件对称中心作为X轴和Y轴的编程原点，Z轴零点选择毛坯的上表面。
（3）程序见表1-6。
表1-6 加工程序
注释
68mm×70mm去余量加工程序
1.粗加精美排版 工两次运行该程序，深度为5mm和9.8mm，留0.2mm精加工余量。
2.外轮廓精加工后，精美排版 修改深度为Z－10.0；M03S500为M03
S800；F100为F150，再次运行此精美排版 程序，精加工底面。
抬刀至安
