海南科技職業(yè)技校數(shù)控機床加工工藝教案第5章數(shù)控銑削加工工藝

1、第五章數(shù)控銑削加工工藝02第三節(jié)典型零件的數(shù)控銑削加工工藝分析一、平面凸輪零件的數(shù)控銑削加工工藝平面凸輪零件是數(shù)控銑削加工中常見的零件之一，其輪廓曲線組成不外乎直線一圓弧、圓弧一圓弧、圓弧一非圓曲線及非圓曲線等幾種。 所用數(shù)控機床多為 兩軸以上聯(lián)動的數(shù)控銑床。加工工藝過程也大同小異。下面以課本P140圖5-30所示的平面槽形凸輪為例分析其數(shù)控銑削加工工藝。1. 零件圖紙工藝分析本例零件是一種平面槽形凸輪，其輪廓由圓弧HA BC DE FG和直線ABHG以及過渡圓弧CD EF所組成，需要兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑床。材料為鑄鐵，切削加工性較好。該零件在數(shù)控銑削加工前，工件是一個經(jīng)過加工、含有兩個基準孔、直

2、徑為 280mm厚度為18mm勺圓盤。圓盤底面 A及35G7和12H7兩孔可用作定位 基準，無需另作工藝孔定位。凸輪槽組成幾何元素之間關(guān)系清楚， 條件充分，編程時，所需基點坐標很容 易求得。凸輪槽內(nèi)外輪廓面對A面有垂直度要求，只要提高裝夾精度，使A面與銑刀 軸線垂直，即可保證；35G7對A面的垂直度要求已由前工序保證。2. 確定裝夾方案根據(jù)圖5-30所示凸輪的結(jié)構(gòu)特點，采用“一面兩孔”定位，設計一“一面兩削”專用夾具。用一塊320mmx320mmx40i的墊塊，在墊塊上分別精鏜 35mm 及12mn兩個定位銷安裝孔，孔距為 80+0.015mm墊塊平面度為0.05mm加工 前先固定墊塊，使兩定

3、位銷孔的中心連線與機床的 x軸平行，墊塊的平面要保證 與工作臺面平行，并用百分表檢查。3. 確定進給路線本例進刀點選在P(150,0),刀具在丫-15及丫+15之間來回運動，逐漸加深銑 削深度，當達到既定深度后，刀具在 XYy平面內(nèi)運動，銑削凸輪輪廓。為保證凸輪的工作表面有較好的質(zhì)量，采用順銑方式，即從 P（150,0） 開始，對外凸輪廓，按順時針方向銑削，對內(nèi)凹輪廓按逆時針方向銑削，4. 選擇刀具及切削用量本例零件材料（鑄鐵）屬于一般材料，切削加工性較好，選用18mm硬質(zhì)合金立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速取 15235r/min,進給速度取3060mm/min槽深14mm 銑削余量分三次完成，第一次背吃刀

4、量 8mm第二次背吃刀量5mm剩下的1mm隨 同輪廓精銑一起完成。凸輪槽兩側(cè)面各留 0.50.7mm精銑余量。在第二次進給 完成之后，檢測零件幾何尺寸，依據(jù)檢測結(jié)果決定進刀深度和刀具半徑偏置量， 分別對凸輪槽兩側(cè)面精銑一次，達到圖樣要求的尺寸。、支架零件的數(shù)控銑削加工工藝P142圖5-33所示為薄板狀的支架，結(jié)構(gòu)形狀較復雜，是適合數(shù)控銑削加工 的一種典型零件。下面簡要介紹該零件的工藝分析過程。1. 零件圖樣工藝分析由圖 5-33 可知，該零件的加工輪廓由列表曲線、圓弧級直線構(gòu)成，形狀復 雜，加工、檢驗都較困難，除底平面宜在普通銑床上銑削外，其余各加工部位均 需采用數(shù)控機床銑削加工。該零件的尺寸

5、公差為IT14，表面粗糙度均為Ra6.3卩m，一般不難保證。但 其腹板厚度只有2mm且面積較大，加工時極易產(chǎn)生振動，可能會導致其壁厚公 差及表面粗糙度要求難以達到。支架的毛坯與零件相似，各處均有單邊加工余量5m（毛坯圖略）。零件在加 工后各處厚薄尺寸相差懸殊， 除扇形框外， 其它各處剛性較差， 尤其是腹板兩面 切削余量相對值較大，故該零件在銑削過程中及銑削后都將產(chǎn)生較大變形。該零件被加工輪廓表面的最大高度 H=41mm-2mm=39ri轉(zhuǎn)接圓弧為 R10mm,R 略小于0.2H,故該處的銑削工藝性尚可。全部圓角為R10mm,R5mm,R2及R1.5mm, 不統(tǒng)一，故需多把不同刀尖圓角半徑的銑刀

6、。零件尺寸的標注基準（對稱軸線、底平面、 70mn空中心線）較統(tǒng)一，且無 封閉尺寸； 構(gòu)成該零件輪廓形狀的各幾何元素條件充分， 無相互矛盾之處， 有利 于編程。分析其定位基準，只有底面及 70mmfL（可先制成20H7的工藝孔）可作 定位基準，尚缺一孔，需要在毛坯上制作一輔助工藝基準。根據(jù)上述分析，針對提出的主要問題，采取如下工藝措施：1）安排粗、精加工及鉗工矯形；2）先銑加強筋，后銑腹板，有利于提高剛性，防止振動；3）采用小直徑銑刀加工，減小切削力；4）在毛坯右側(cè)對稱軸線處增加一工藝凸耳，并在該凸耳上加工一工藝孔， 解決缺少的定位基準；設計真空夾具，提高薄板件的裝夾剛性；5）腹板與扇形框周緣

7、相接處的底圓角半徑 R10mm采用底圓為R10mm勺球 頭成型銑刀（帶7斜角）補加工完成；將半徑為 R2mn和R1.5mm的圓角利用圓 角制造公差統(tǒng)一為R1.5+0.5mm省去一把銑刀。2. 制定工藝過程 根據(jù)前述的工藝措施，制定的支架加工工藝過程為：I ）鉗工：劃兩側(cè)寬度線；2）普通銑床：銑兩側(cè)寬度；3）鉗工：劃底面銑切線；4）普通銑床：銑底平面；5）鉗工：矯平底平面、劃對稱軸線、制定位孔；6）數(shù)控銑床：粗銑腹板厚度型面輪廓；7）鉗工：矯平底面；8）數(shù)控銑床：精銑腹板厚度、型面輪廓及內(nèi)外形9）普通銑床：銑去工藝凸耳；10）鉗工：矯平底面、表面光整、尖邊倒角II ）表面處理3. 確定裝夾方案在

8、數(shù)控銑削加工工序中，選擇底面、70mn孔位置上預制的20H7工藝孔以及工藝孔凸耳上的工藝孔為定位基準，即“一面兩孔”定 位。相應的夾具定位元件為“一面兩銷” 。圖 5-34 所示的即為數(shù)控銑削工序中使用的專用過渡真空平臺。利用真空吸緊工件，夾緊面積大，剛性好，銑削時不易產(chǎn)生振動，尤其適用于薄板件裝夾。 為防抽真空裝置發(fā)生故障或漏氣，使夾緊力消失或下降，可另加輔助夾緊裝置, 避免工件松動。4. 劃分數(shù)控銑削加工工步和安排加工順序支架在數(shù)控機床上進行銑削加工的工序共兩道，按同一把銑刀的加工內(nèi)容來劃分工步， 其中數(shù)控精銑工序可 劃分為三個工步，具體的工步內(nèi)容及工步順序見表 5-7數(shù)控加工工序卡片（粗

9、銑 工序這里從略）。表5-7數(shù)控加工工序卡片（工 廠）數(shù)控加工工序 卡產(chǎn)品名稱或 代號零件名稱材料零件圖號支架LD5工序號程序編號夾具編號使用設備車間工 步 號工步內(nèi)容加工 面刀具 號刀具 規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn) 速r?min 進給速 度mm?min亠背吃 刀量mm備注1銑型面輪廓周邊圓角 R5mmT01巾208004002銑扇形框內(nèi)外形T02巾208004003銑外形及巾70mm孔T03巾20800400編 制審核批準XX年X月X日共1頁第1頁5. 確定進給路線6. 選擇刀具及切削用量銑刀種類及幾何尺寸根據(jù)被加工表面的形狀和尺寸選擇。本例數(shù)控精銑工序選用銑刀為例先導和成型銑刀， 道具材料為高速鋼, 所選銑刀及其幾何尺寸見表5-8數(shù)控加工刀具卡片。表5-8數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或 代