數(shù)控銑削加工工藝部分課件

1、高速加工實(shí)例3毛坯材料使用刀具主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(mm/min)NAK 80 (HRC40) R2X50（CBN）200006000加工零件示意圖高速加工切削條件數(shù)控鏜銑削的工藝特點(diǎn) 1數(shù)控鏜銑削加工的典型零件 平面類零件 ：加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件，這類加工面可展開為平面。直紋曲面類零件：由直線依某種規(guī)律移動(dòng)所產(chǎn)生的曲面類零件。2數(shù)控鏜銑削加工的典型零件 立體曲面類零件:加工面為空間曲面的零件稱為立體曲面類零件。這類零件的加工面不能展成平面 箱體類零件：一般是指具有孔系和平面，內(nèi)部有一定型腔，在長、寬、高方向有一定比例的零件 異型件：外形不

2、規(guī)則的零件，大多要點(diǎn)、線、面多工位混合加工 3在數(shù)控鏜銑及加工中心機(jī)床上，要想合理應(yīng)用好夾具，首先要對(duì)機(jī)床的加工特點(diǎn)有比較深刻的理解和掌握，同時(shí)還要考慮加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本。根據(jù)數(shù)控鏜銑及加工中心特點(diǎn)和加工需要，目前常用的夾具類型有專用夾具、組合夾具、可調(diào)夾具和成組夾具。一般的選擇順序是單件生產(chǎn)中盡量用虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具，批量生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具，最后選用專用夾具和成組夾具。在生產(chǎn)批量較大時(shí)可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)、液壓夾具。在選擇時(shí)要綜合考慮各種因素，選擇最經(jīng)濟(jì)的、最合理的夾具形式。數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 數(shù)控夾具選擇的一般規(guī)律4為了簡化

3、定位與夾緊，夾具的每個(gè)定位面相對(duì)加工中心的加工原點(diǎn)，都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸；為保證零件裝夾方位與編程中所選定的工件坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系方向一致性，及定向裝夾；能經(jīng)短時(shí)間的拆卸，改成適合新工件的夾具；夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度；夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉；保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成；對(duì)于有交互工作臺(tái)的加工中心，由于工作臺(tái)的移動(dòng)、上托、下托和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，夾具設(shè)計(jì)必須防止夾具和機(jī)床的空間干涉；盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當(dāng)非要更換夾緊點(diǎn)時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度，必要時(shí)在工藝文件中說明；夾具底面與工作

4、臺(tái)的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.010.02mm以內(nèi)，表面粗糙度不大于Ra3.2um 。數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 數(shù)控夾具設(shè)計(jì)及組裝時(shí)應(yīng)注意的問題5數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 三維效果圖零件圖樣工件的裝夾實(shí)例16數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 工作臺(tái)工作臺(tái)定位銷低于加工面定位銷（3個(gè)）裝夾方案1：找正法裝夾方案2：用夾具裝夾工件的裝夾實(shí)例17工件的裝夾實(shí)例2組合夾具裝夾應(yīng)用工步1裝夾示意圖工步2裝夾示意圖工步3裝夾示意圖工步1加工完成工步2加工完成工步3加工完成表面1表面1表面2表面2表面1表面1數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 加工中心加工工序的工步內(nèi)容：工步1：粗銑表面1及槽、鉆擴(kuò)鉸孔工步2：粗精

5、銑表面2型面工步3：精銑表面1型面 10數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 常用對(duì)刀方式對(duì)刀是確定工件在機(jī)床上的位置，也即是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互位置關(guān)系。對(duì)刀過程一般是從各坐標(biāo)方向分別進(jìn)行，它可理解為通過找正刀具與一個(gè)在工件坐標(biāo)系中有確定位置的點(diǎn)(即對(duì)刀點(diǎn))來實(shí)現(xiàn)。 光電式尋邊器對(duì)刀心軸塊規(guī)對(duì)刀偏心式尋邊器對(duì)刀零件簡圖工件原點(diǎn)塊規(guī) X Y11數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 常用對(duì)刀方式偏心式尋邊器對(duì)刀主要特點(diǎn)：對(duì)刀時(shí)尋邊器不需回轉(zhuǎn)；可快速對(duì)工件邊緣定位；對(duì)刀精度可達(dá)0.005mm；應(yīng)用范圍包括表面邊緣、內(nèi)孔及外圓的高效對(duì)刀 12數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 平面輪廓加工銑削平面類零件周邊輪廓一般采用立

6、銑刀。刀具的尺寸應(yīng)滿足：刀具半徑R小于朝輪廓內(nèi)側(cè)彎曲的最小曲率半徑min， 一般可取R=(0.80.9) min； 如果min過小，為提高加工效率，可先采用大直徑刀具進(jìn)行粗加工，然后按上述要求選擇刀具對(duì)輪廓上殘留余量過大的局部區(qū)域處理后再對(duì)整個(gè)輪廓進(jìn)行精加工 刀具的選擇16數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 平面輪廓加工確定走刀路線的一般原則是： 保證零件的加工精度和表面粗糙度要求?？s短走刀路線，減少進(jìn)退刀時(shí)間和其他輔助時(shí)間。方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。盡量減少程序段數(shù)。注意：對(duì)于平面輪廓的銑削，無論是外輪廓或內(nèi)輪廓，要安排刀具從切向進(jìn)入輪廓進(jìn)行加工，當(dāng)輪廓加工完畢之后，要安排一段沿切線方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的

7、距離退刀，這樣可以避免刀具在工件上的切人點(diǎn)和退出點(diǎn)處留下接刀痕 走刀路線的確定17銑削圓的切入切出路徑切入切出路徑數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 平面輪廓加工18課堂討論3數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 請(qǐng)仔細(xì)觀察如下視頻，說明刀具走刀路徑是否合理？為什么？19數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 傳統(tǒng)切削型腔角方法的不足：傳統(tǒng)的切削角的方法是使用直線插補(bǔ)（G01）,在角的過渡不連續(xù)。這就是說，當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)角落時(shí)，由于線性軸的動(dòng)力特性限制，刀具必須減速。在電機(jī)改變進(jìn)給方向前，有一短暫的停頓，這會(huì)產(chǎn)生大量的熱量和摩擦。很長的接觸長度會(huì)導(dǎo)致切削力的不穩(wěn)定，并常常使角落切削不足。典型的結(jié)果是振動(dòng)刀具越大和越長，或刀具總懸伸越

8、大，振動(dòng)越強(qiáng) 課堂討論4 ：加工型腔角落的方法解決方案?23數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 問題的最佳解決方案： 使用圓角半徑比角圓角半徑小的刀具。用圓插補(bǔ)加工角落。這種加工方法通過刀具的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了光滑和連續(xù)的過渡，產(chǎn)生振動(dòng)的可能性大大地降低了。另一種解決方案是通過圓插補(bǔ)產(chǎn)生比圖樣上的規(guī)定稍大些的圓角半徑。這是很有利的，這樣，有時(shí)就可在粗加工中使用較大的刀具，以保持高生產(chǎn)率。在角落處余下的加工余量可以采用較小的刀具進(jìn)行固定銑削或圓插補(bǔ)切削 課堂討論5 ：加工型腔角落的方法24數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 曲面加工走刀路線的選擇2軸半聯(lián)動(dòng)加工3軸聯(lián)動(dòng)加工5軸聯(lián)動(dòng)加工刀具軸線補(bǔ)償平面實(shí)際刀具軌跡編程軌跡加工

9、工件適用于曲率半徑變化不大和精度要求不高的曲面的粗加工 各種曲面類零件最理想的加工方法 適用于曲率半徑變化較大和精度要求較高的曲面的精加工 25數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 順銑與逆銑順 銑逆 銑在銑削加工中，銑刀的走刀方向與在切削點(diǎn)的切削分力方向相同 在銑削加工中，銑刀的走刀方向與在切削點(diǎn)的切削分力方向相反 26數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 順銑與逆銑順銑與逆銑比較：一般來說，在逆銑中刀具壽命比在順銑中短，這是因?yàn)樵谀驺娭挟a(chǎn)生的熱量比在順銑中明顯的高。在逆銑中當(dāng)切屑厚度從零增加到最大時(shí)，由于切削刃受到的摩擦比在順銑中強(qiáng)，因此會(huì)產(chǎn)生更多的熱量。逆銑中徑向力也明顯高，這對(duì)主軸軸承有不利影響。在順銑中，切

10、削刃主要受到的是壓縮應(yīng)力，這與逆銑中產(chǎn)生的拉力相比，對(duì)硬質(zhì)合金刀具或整體硬質(zhì)合金刀具的影響有利得多 順銑與逆銑的選擇：通常，由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小，順銑的工藝性就優(yōu)于逆銑。如果零件毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而余量一般較大，這時(shí)采用逆銑較為合理 27數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 請(qǐng)仔細(xì)觀察如下視頻，說明銑削輪廓采用的是順銑還是逆銑？課堂討論6 ：順銑與逆銑28數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 孔加工孔加工方法的選擇孔加工的常用方法選擇：對(duì)于直徑大于30mm的已鑄出或鍛出的毛坯孔的孔加工，一般采用粗鏜半精鏜孔口倒角精鏜的加工方案；孔徑較大的可采用立銑刀粗銑精銑加工方案；孔中

11、空刀槽可用鋸片銑刀在孔半精鏜之后、精鏜之前銑削完成，也可用鏜刀進(jìn)行單刀鏜削，但單刀鏜削效率較低；對(duì)于直徑小于30mm無底孔的孔加工，通常采用锪平端面打中心孔鉆擴(kuò)孔口倒角鉸加工方案，對(duì)有同軸度要求的小孔，需采用锪平端面打中心孔鉆半精鏜孔口倒角精鏜(或鉸)加工方案 孔加工主要方法：鉆削、擴(kuò)削、鉸削、銑削和鏜削 29數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 請(qǐng)仔細(xì)觀察如下視頻，說明零件中各孔加工采用的是什么方法？為什么？課堂討論7 ：孔加工方法的選擇30數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 螺紋加工螺紋加工方法的選擇螺紋加工主要方法：攻螺紋、銑螺紋 內(nèi)螺紋的加工根據(jù)孔徑的大小，一般情況下，M6M20之間的螺紋，通常采用攻螺紋的

12、方法加工。因?yàn)榧庸ぶ行纳瞎バ≈睆铰菁y絲錐容易折斷，M6以下的螺紋，可在加工中心上完成底孔加工再通過其他手段攻螺紋。對(duì)于外螺紋或M20以上的內(nèi)螺紋，一般采用銑削加工方法。31(例題)每刃進(jìn)給量0.1mm/齒，銑刀刃數(shù)10齒、主軸轉(zhuǎn)速500min-1,求工作臺(tái)進(jìn)給速度?(答）由公式、vf=fzzn=0.110500=500mm/min，求出工作臺(tái)進(jìn)給速度為500mm/min。數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 切削用量的確定每齒進(jìn)給量(fz)、工作臺(tái)進(jìn)給速度(Vf) vf(mm/min):每分鐘工作臺(tái)進(jìn)給速度z:刃數(shù)n(min-1):主軸轉(zhuǎn)速(每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 fzfz)fz(mm/tooth):每齒進(jìn)給量 (例

13、題)主軸轉(zhuǎn)速500min-1、銑刀刃數(shù)10刃，工作臺(tái)進(jìn)給速度500mm/min，求此時(shí)每齒進(jìn)給量。(答）由公式、 fz=Vf(zn)=500(10500)=0.1mm/tooth求出每齒進(jìn)給量為0.1mm/齒平面銑削加工的計(jì)算式 34數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 切削用量的確定用 計(jì)算P點(diǎn)切削速度。(傾斜面加工時(shí)，切深邊界部的切削速度) n（min-1）刀具轉(zhuǎn)速 用ap 計(jì)算Q點(diǎn)切削速度。(切深邊界部的切削速度) n（min-1）刀具轉(zhuǎn)速 實(shí)際切削速度的計(jì)算方法 35(例題)主軸轉(zhuǎn)速1350min-1、鉆頭直徑12，求切削速度。(答)將=3.14 D1=12 n=1350代入公式vc=D1n100

14、0=3.14121350=50.9m/min據(jù)此，得出切削速度為50.9m/min。數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 切削用量的確定孔加工的計(jì)算式 vc(m/min)：切削速度(3.14)：圓周率D1 (mm)：鉆頭直徑n(min-1) ：主軸轉(zhuǎn)速 用1000去除，為將mm換算成m vf(mm/min)：主軸（Z軸）進(jìn)給速度fr(mm/rev)：每轉(zhuǎn)進(jìn)給量n(min-1) ：主軸轉(zhuǎn)速 (例題)主軸轉(zhuǎn)速1350min-1、鉆頭直徑12，求切削速度。(答)代入公式vf=frn=0.21350=270mm/min由此得出主軸每分鐘進(jìn)給量為270mm/min。主軸每分鐘進(jìn)給量(vf) 切削速度(vc) 36數(shù)

15、控鏜銑削加工工藝的制定 切削用量選用綜合實(shí)例1切削條件：立銑刀直徑: 12mmvc: 200m/min (5,300min-1)vf: 1,060mm/min工件材料: SKD11(180HB)切削液: 干切削37數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定 切削用量選用綜合實(shí)例2切削條件：立銑刀直徑: 1mmvc: 00m/minvf: 10000mm/min工件材料: NAK80 (40HRC)切削液: 干切削38典型零件加工工藝分析 典型零件加工工藝分析已知該零件的毛坯為100mm80mm27mm的方形坯料，材料為45鋼，且底面和四個(gè)輪廓面均已加工好，要求在立式加工中心上加工頂面、孔及溝槽。 零件圖樣39零

16、件號(hào)101零件名稱編制日期2003/10/5程序號(hào)O1011編 制陳洪濤工步號(hào)程序段號(hào) 工步內(nèi)容刀具切 削 用 量S功能F功能切深/mm1N11粗銑頂面端面銑刀（125）v=90m/minf=0.2mm/齒2.5S240F3002N12鉆32，12孔中心孔中心鉆（2）2.5S1000F1003N13鉆32，12孔至11.5麻花鉆（11.5）v=20m/minf=0.2mm/revS550F1104N14擴(kuò)32孔至30麻花鉆（30）v=25 m/minf=0.3mm/revS280F855N15鉆3-6孔至尺寸麻花鉆（6）v=20m/minf=0.2mm/revS1100F2206N16粗銑60

17、沉孔及溝槽立銑刀（18，2刃）v=20m/minf=0.15mm/齒5S370F110數(shù)控加工工序卡片典型零件加工工藝分析 407N17鉆4-M8底孔至6.8麻花鉆（6.8）v=20m/minf=0.15mm/revS950F1408N18鏜32孔至31.7鏜刀（31.7）v=80m/minf=0.15mm/rev 1.7S830F1209N19精銑頂面端面銑刀（125）v=120m/minf=0.15mm/齒0.5S320F28010N20鉸12孔至尺寸鉸刀（12）v=6m/minf=0.25mm/revS170F4211N21精鏜32孔至尺寸微調(diào)精鏜刀（32）v=90m/minf=0.08m