数控铣削加工工艺.ppt

,第八节,第七节,第六节,第五节,第四节,第三节,数控铣削用刀具,数控铣削用刀具系统,高速切削技术,数控铣削切削用量的确定,典型轮廓的数控铣削加工,第二节,第一节,难切削材料的数控铣削技术,工件在数控铣床/加工中心上的装夹,典型零件的数控铣削工艺分析,第一节工件在数控铣床/加工中心上的装夹,一、工件的夹紧,1.夹紧装置应具备的基本要求,(1)夹紧过程可靠，不改变工件定位后所占据的正确位置。(2)夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变，振动小，又要使工件不会产生过大的夹紧变形。(3)操作简单、方便、省力、安全。(4)结构性好,夹紧装置的结构力求简单、紧凑，以便于制造和维修。,2.夹紧力方向和作用点的选择,(1)夹紧力应朝向主要定位基准,夹紧力的方向,(2)夹紧力的作用点应落在定位元件的支撑范围内，并靠近支撑元件的几何中心,夹紧力的作用点1夹具2工件,(3)夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小,夹紧力与切削力、重力的关系,(4)夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚度较高的方向和部位。,夹紧力与工件刚度的关系,(5)夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面,夹紧力作用点靠近加工表面,3.夹紧机构,铣床夹具中使用最普遍的是机械夹紧机构，斜楔夹紧机构是其中最基本的形式,螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构等是斜楔夹紧机构的演变形式。,(1)斜楔夹紧机构,采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。,斜楔夹紧机构的应用示例1斜楔2滑柱3浮动压板4工件,a)单独使用,b)组合形式,采用螺栓直接夹紧或采用螺栓与其他元件组合实现夹紧的机构称为螺旋夹紧机构。,(2)螺旋夹紧机构,简单螺旋夹紧机构,a)螺栓头部压紧,b)添加摆动压块,螺旋压板夹紧机构a),b)移动压板c),d)转动压板,偏心夹紧机构a),b)圆偏心轮c)偏心轴d)偏心叉,二、数控铣削用夹具,具有较大的通用性和经济性，适用于尺寸较小的方形工件的装夹。,d）液式压精密平口钳,a）螺旋夹紧式通用平口钳,b）液压式正弦规平口钳,c）气动式精密平口钳,1通用夹具,机床用平口虎钳,适用于中型和大型工件。,压板安装工件所用工具,压板在立式数控铣床应用,压板在卧式加工中心上的应用,压板,数控分度头,回转工作台,交换工作台,(3)分度回转用夹具,适用于加工有等分结构的零件。,回转工作台与分度工作台在外形上虽然很相似,但它们的工作原理及用途却不相同。回转工作台在回转时可以加工工件,常作为一个回转轴出现,但分度工作台在分度时不能加工工件。因此,回转工作台可以作为分度工作台应用,但分度工作台绝对不能作为回转工作台应用。应用回转工作台的程序一般由准备功能实现,但应用分度工作台的程序一般由第二辅助功能(B功能)实现,这一点必须注意。,适用于加工基准面比较宽而加工面比较窄的工件。,角铁装夹宽而薄的垂直面,(4)角铁,常用来加工圆柱形工件。,a)V形架装夹下立铣键槽,b)V形架装夹下卧铣键槽,c)T形架装夹下铣长轴,(5)V形架,因具有用虎钳装夹和V形架装夹的优点，所以装夹简便迅速。,用轴用虎钳装夹轴类零件,(6)轴用虎钳,常作为圆柱形毛坯的夹具。,用三爪自定心卡盘装夹工件,用三爪自定心卡盘装夹圆柱形工件的找正方法,(7)三爪自定心卡盘,在数控铣床或加工中心上应用三爪自定心卡盘装夹与在数控车床上有什么不同?,装夹方便、迅速、也很稳固、键槽位置不受钳口和压板的影响，但精确度不高。,定中心装夹a)用三爪自定心卡盘装夹b)用两顶尖装夹c)用自定心虎钳装夹,(8)自定心虎钳,二、组合夹具,组合夹具的基本特点是满足标准化、系列化、通用化的要求，具有组合性、可调性、柔性、应急性和经济性，使用寿命长，能适应产品加工中的周期短、成本低等要求，比较适合在加工中心上应用。,(1)组合夹具的元件及作用,一套组合夹具主要由基础件、支撑件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、其他元件及组合件八大类元件所组成。,1)基础件,包括方形、圆形基础板和基础角铁,它是组合夹具的底座,相当于专用夹具的夹具体。,基础件,它作为不同高度和各种定位的支撑面,与基础件共同组成夹具体,包括方形和角度支撑、角铁、菱形板、V形架等。,2)支撑件,支撑件,它用来确定各元件之间的相对位置,以保证夹具的组装精度,包括定位键、定位销、定位盘以及各类定位支座、定位支撑等。,3)定位件。,定位件,它主要起引导刀具的作用,包括各种结构形式和规格尺寸的模板、导向套及导向支撑等。,导向件,4)导向件,它是指各种形状和尺寸的压板。其作用是压紧工件,保持工件定位后的正确位置,使其在外力作用下不会变动。,5)压紧件。,压紧件,紧固元件包括各种螺栓、螺钉、螺母和垫圈。,6)紧固件,紧固件,其他元件包括连接板、回转压板、浮动块、各种支撑钉、支撑帽。,7)其他元件。,其他元件,组合件是由几个元件组成的独立部件,在使用过程中,以独立部件参与组装。它用途广泛,结构合理,使用方便,与基础件、支撑件并列成为组合夹具的一种重要元件。,8)组合件。,组合件,1）孔系组合夹具,孔系组合夹具组装示意图,孔系组合夹具主要元件表面上具有光孔和螺纹孔。组装时，通过圆柱定位销（一面两孔）和螺栓实现元件的相互定位和紧固。,(2)组合夹具的种类,2）槽系组合夹具,l-紧固件2-基础板3-工件4-活动V形架合件5-支承板6-垫铁7-定位键及其紧定螺钉,槽系组合夹具组装过程示意图,组合夹具由哪几部分组成?,1-T形槽2-定位销孔3-紧固螺纹孔4-连接孔5-耳座6-定位销孔7、10-衬套8、9-防尘罩11-法兰盘,矩形基础板,3.成组夹具(拼装夹具),a）大工件基础板,b）立方基础板,液压矩形基础极1液压缸2通油孔3活塞,定位支撑合件及元件a)支撑板b)移入式可调长支撑c)安装在T形槽中的可调支撑d)侧面可调支撑,可调V形架合件,可调夹压合件,a)铰链式,b)杠杆式和钩形式,c)带液压缸的夹压合件,液压可调夹压钳口合件a)固定钳口b)活动钳口1动力杠杆2活动钳口3定位槽4定位销,应用实例,成组夹具的应用,应用成组夹具在卧式加工中心上加工板类零件与在立式加工中心上相比较有哪些优点?,4.数控夹具,数控夹具是指夹具本身具有按数控程序使工件进行定位和夹紧功能的一种夹具。,数控夹具的调整a)平移式b)回转式c)复合式,1,4,9定位或夹紧元件2纵向移动元件3横向移动元件5回转轴6,7回转台8径向移动元件,1定位支撑2钩形压板3,7滚珠丝杠副4步进电动机5,6齿轮8滑座9活动定位销,平移式自调数控夹具,数控夹具还有哪几种?数控车床上有吗?,l一夹具体2一压板3、7一螺母4、5一垫圈6一螺栓8一弹簧9一定位键10一菱形销11一圆柱销,a)连杆加工专用夹具零件图,5.专用夹具,b)实物图c)应用图,专用夹具具有结构合理，刚度强，装夹稳定可靠，操作方便，提高安装精度及装夹速度等优点。,连杆加工专用夹具,数控铣削加工中还用到哪类专用夹具?,第八节,第七节,第六节,第五节,第四节,第三节,数控铣削用刀具,数控铣削用刀具系统,高速切削技术,数控铣削切削用量的确定,典型轮廓的数控铣削加工,第二节,第一节,难切削材料的数控铣削技术,工件在数控铣床/加工中心上的装夹,典型零件的数控铣削工艺分析,第二节数控铣削用刀具,一、铣刀的种类,数控铣削用刀具,面铣刀,立铣刀,模具铣刀,铣螺纹用刀具,圆柱铣刀,键槽铣刀,铣刀的种类,镗孔刀具及其选择,角度铣刀,锯片铣刀,1圆柱铣刀,圆柱铣刀的几何角度,圆柱铣刀主要用于卧式铣床加工平面，一般为整体式。,2面铣刀,面铣刀主要用于立式铣床加工平面和台阶面等。面铣刀的主切削刃分布在铣刀的圆柱面上或圆锥面上，副切削刃分布在铣刀的端面上。,常见面铣刀,a）45可转位面铣刀MXD,b）75可转位面铣刀MXF,c）90可转位面铣刀MXG,（1）整体式面铣刀,（2）硬质合金整体焊接式面铣刀,（3）硬质合金可转位式面铣刀,硬质合金可转位式面铣刀1刀垫2轴向支撑块3可转位刀片,立铣刀是数控铣削加工中应用最广的一种铣刀示。,高速钢立铣刀,硬质合金可转位式立铣刀,3立铣刀,a)可转位螺旋锥柄立铣刀,b)可转位螺旋直柄立铣刀,c)三齿直柄立铣刀,d)锥柄三齿立铣刀,常见立铣刀,（1）硬质合金螺旋齿立铣刀,硬质合金螺旋齿立铣刀,a）每齿单条刀片b）每齿多个刀片,（2）波形刃立铣刀,4键槽铣刀,立铣刀与键槽铣刀有什么不同?,5模具铣刀,圆锥形立铣刀,圆锥形球头铣刀,圆柱形球头铣刀,主要用于卧式铣床上加工各种角度槽、斜面等。,（1）单角铣刀圆锥面上切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切削刃。,6角度铣刀,（2）不对称双角铣刀两圆锥面上切削刃是主切削刃，无副切削刃。,（3）对称双角铣刀两圆锥面上切削刃是主切削刃，无副切削刃。角度铣刀的刀齿强度较小，铣削时，应选择恰当的切削用量，防止振动和崩刃。,对称双角铣刀可转位锯片铣刀,主要用于大多数材料的切槽、切断、内外槽铣削、组合铣削、缺口实验的槽加工和齿轮毛坯粗齿加工等。,中小型规格的锯片铣刀分类及适用范围,7锯片铣刀,8镗孔刀具及其选择,粗镗刀结构简单。刀杆顶部和侧部有两只锁紧螺钉，分别起调整尺寸和锁紧作用。镗孔径的大小要靠调整刀头的悬伸长度来保证，调整麻烦，效率低，大多用于单件小批量生产。,倾斜型单刃粗镗刀,粗镗刀,(1)分类1)按加工精度分,精镗刀精镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调，调节方便，且精度高。,精镗可调镗刀,精镗微调镗刀,几种微调镗刀的典型结构及特点见表42。,2)按切削刃数量分,单刃镗刀,是指只有一个切削刃的镗刀,双刃镗刀双刃镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参加切削，与单刃镗刀相比，每转进给量可提高一倍左右，生产效率高，同时可以消除切削力对镗杆的影响。,可转位双刃镗刀的特点及适用场合见表43。,分为粗镗刀刀头和精镗刀刀头。,粗镗刀刀头精镗刀刀头,(2)镗刀刀头,将精镗刀刀头旋转一周,刀头在半径方向上移动多少?镗孔直径变化多少?,9铣螺纹用刀具,a)整体螺纹铣刀,b)带组合倒角的整体螺纹铣刀,c)带可换刀片的螺纹铣刀及可换刀片,铣螺纹的加工工艺,10鼓形铣刀,鼓形铣刀,它的切削刃分布在半径为R的圆弧面上,端面无切削刃。加工时控制刀具上下位置,相应改变切削刃的切削部位,可以在工件上切出从负到正的不同斜角。,11成形铣刀,几种常见的成形铣刀,常用的成形铣刀还有哪几种?,二、铣刀的选择1铣刀形式的选择,45面铣刀八角面铣刀65面铣刀,立铣刀立铣刀立铣刀八角铣刀,加工内容,选择刀具,平面铣削,粗切削铣刀,轮廓铣削,台阶铣削,倒角铣削,粗切削铣刀粗切削铣刀粗切削铣刀立铣刀,圆刃端铣刀圆刃端铣刀圆刃端铣刀立铣刀,45倒角铣刀,加工内容,选择刀具,粗切削铣刀粗切削铣刀立铣刀,立铣刀粗切削铣刀粗切削铣刀圆刃端铣刀,球形端铣刀,槽铣削,选择刀具,加工内容,球形端铣刀球形端铣刀八角铣刀,立铣刀立铣刀圆刃端铣刀圆刃端铣刀,型腔铣削,加工内容,选择刀具,沉孔铣削,锪孔铣刀,改进后铣刀的特点与使用条件见表4-5,加工内容,选择刀具,（1）铣刀直径的选择,2铣刀主要结构参数的合理选择,（2）铣刀齿数的选择,高速钢圆柱铣刀、锯片铣刀和立铣刀按齿数的多少分为粗齿和细齿两种，适用于粗加工。加工塑性材料时，切屑呈带状，也可采用粗齿铣刀。细齿铣刀仅适用于半精加工和精加工。,（1）前角的选择原则和数值,1）根据不同的工件材料，选择合理的前角数值。2）不同的铣刀材料，加工相同材料的工件，铣刀的前角也不应相同。3）粗铣时一般取较小前角，精铣时取较大前角。4）工艺系统刚度较差和铣床功率较低时，宜采用较大的前角，以减小铣削力和铣削功率，并减少铣削振动。5）对数控机床、自动机床和自动线用铣刀，应选用较小的前角。,3铣刀几何参数的合理选择,铣刀前角选择参考数值,（2）后角选择原则和数值,1）工件材料的硬度、强度较高时，宜采用较小的后角；工件材料塑性大或弹性大及易产生加工硬化时，应增大后角；加工脆性材料时，应选用较小的后角。2）工艺系统刚度差、容易产生振动时，应采用较小的后角。3）粗加工时，选取较大的后角；精加工时，可选取较大的后角。但当已采用负前角时，刃口的强度已得到加强，为提高表面质量，也可采用较大的后角。4）高速钢铣刀的后角可比硬质合金铣刀的后角大23。5）尺寸精度要求较高的铣刀，应选用较小的后角。,铣刀后角选择参考数值,（3）刃倾角的选择原则和数值,1）铣削硬度较高的工件时，可选取绝对值较大的负刃倾角。2）粗加工时，可取正刃倾角。3）工艺系统刚度不足时，不宜取负刃倾角。4）为了使圆柱铣刀和立铣刀切削平稳轻快，切屑容易从铣刀容屑槽中排出，提高铣刀寿命和生产率，减小已加工表面的粗糙度值，可选取较大的正刃倾角。,铣刀刃倾角或螺旋角选择参考数值,（4）主偏角的选择原则和数值,1）当工艺系统刚度足够时，应尽可能采用较小的主偏角。2）加工高强度、高硬度的材料时，应取较小的主偏角。加工一般材料时，主偏角可取稍大些。3）为增强刀尖强度，提高刀具寿命，面铣刀常磨出过渡刃。,面铣刀的过渡刃,（5）副偏角的选择原则和数值,1）精铣时，副偏角应取小些，以使表面粗糙度值较小。2）铣削高强度、高硬度的材料时，应取较小的副偏角，以提高刀尖部分的强度。3）对锯片铣刀和槽铣刀等，为了保证刀尖强度和重磨后铣刀宽度变化较小，只能取0.52的副偏角。4）为避免铣削振动，可适当加大副偏角。,自己常用的铣刀的各种角度是多少?,第八节,第七节,第六节,第五节,第四节,第三节,数控铣削用刀具,数控铣削用刀具系统,高速切削技术,数控铣削切削用量的确定,典型轮廓的数控铣削加工,第二节,第一节,难切削材料的数控铣削技术,工件在数控铣床/加工中心上的装夹,典型零件的数控铣削工艺分析,第三节数控铣削用刀具系统,一、可转位铣刀刀片的安装方式、夹紧方式及其典型结构,1.安装方式,安装方式,平装,立装,平装是指刀片沿刀体的径向排列安装；,立装是指刀片沿刀体的切向排列安装。,2.夹紧方式及典型结构,铣刀刀片夹紧方式的典型结构及其特点见表414。,1整体式数控刀具系统,二、典型刀具系统的种类,自动换刀机床用724圆锥工柄，锥柄号45号，前部为弹簧夹头，最大夹持直径为32mm，刀柄工作长度为120mm。,见图468,模块式,主柄模块,中间模块,工作模块,2模块式数控刀具系统,模块式数控刀具系统,主柄模块：,中间模块(连接杆)：,工作模块(工作头)：,自己所用的刀具系统属于哪一种?,数控铣削常用刀具,三、常规刀柄简介,1常规低速刀柄,加工中心常用刀柄的类型及其适用场合见表415,BT40XS3290中的字母和数字各代表什么含义?,刀柄尾部的拉钉的尺寸也已标准化，ISO或GB规定了A型和B型两种形式的拉钉，其中A型拉钉用于不带钢球的拉紧装置，而B型拉钉用于带钢球的拉紧装置。,A型拉钉结构B型拉钉结构,2拉钉,3弹簧夹头及中间模块,a）ER弹簧夹头b）KM弹簧夹头,a）精镗刀中间模块b）攻螺纹夹套c）钻夹头接柄,自己所用的刀柄是哪一种?有没有使用中间模块?,第八节,第七节,第六节,第五节,第四节,第三节,数控铣削用刀具,数控铣削用刀具系统,高速切削技术,数控铣削切削用量的确定,典型轮廓的数控铣削加工,第二节,第一节,难切削材料的数控铣削技术,工件在数控铣床/加工中心上的装夹,典型零件的数控铣削工艺分析,第四节高速切削技术,高速切削技术是在高性能CNC系统、机床结构及材料、机床设计及制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料、刀具设计及制造技术、高效及高精度测量和测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件和软件技术均得到充分发展的基础上综合而成的,高速切削的示意图,一、高速刀具夹头,1.三棱变形静压夹头,三棱变形静压夹头的工作过程a)原始状态b)施加外力c)插入刀柄d)去除外力,2.高精度弹簧夹头,高精度弹簧夹头1螺钉2套筒3减振材料,常用的高速刀具夹头还有哪几种?,二、常规724锥度刀柄存在的问题,在高速运转中离心力使主轴锥孔扩张,三、常用的高速切削用刀柄,刀柄,替代型刀柄,刀柄结构摒弃传统的724标准锥度而采用新设计思路，如德国的HSK系列刀柄、美国的KM系列刀柄、瑞典的CAPTO刀柄、日本的NC5刀柄;,改进型刀柄,刀柄结构在保持传统的724锥度的基础上进行了改进，目的是降低成本，如日本的BIGPLUS，HFC，SHOWADFC和3LOCK刀柄以及美国的WSU系列刀柄。,1.HSK刀柄,(1)HSK刀柄的工作原理,HSK刀柄与主轴连接结构与工作原理,(2)HSK刀柄的主要类型、规格与形式,HSK刀柄的规格与形式,HSK刀柄依靠什么定位?按常规理解,这样定位是否合适?,2.KM刀柄,KM刀柄的形状a)标准压力用b)高压用,KM刀柄的一种夹紧机构,3.CAPTO刀柄,CTAPTO刀柄的结构1工具端2主轴端3卡爪(6个均布)4拉杆,4.NC5刀柄,NC5刀柄与HSK刀柄结构的比较,1拉杆牵引机构2拉杆3预压调整垫4锥套5碟形弹簧6驱动键7内胀式弹性套筒机构,5.BIGPLUS刀柄,BIGPLUS刀柄与BT刀柄结构的比较1拉钉2主轴锥孔,6.HFC刀柄,HFC刀柄的结构1刀具2碳素纤维,7.SHOWADFC刀柄,SHOWADFC刀柄与BT刀柄结构的比较1拉钉2主轴锥孔3碟形弹簧,8.3LOCK刀柄,3LOCK刀柄与BT刀柄结构的比较1拉钉2螺母3主轴锥孔4锥套(有缝)5碟形弹簧,9.WSU刀柄,WSU1刀柄与主轴连接结构1刀柄2主轴,改进锥配合的WSU2刀柄的结构1刀柄2滚珠,四、高速机床刀具系统的动平衡调整方法,带有平衡环的可调平衡刀柄1上平衡环2锁紧螺钉3下平衡环,平衡环调整示意图,高速机床刀具系统的动平衡调整方法还有哪几种?,第八节,第七节,第六节,第五节,第四节,第三节,数控铣削用刀具,数控铣削用刀具系统,高速切削技术,数控铣削切削用量的确定,典型轮廓的数控铣削加工,第二节,第一节,难切削材料的数控铣削技术,工件在数控铣床/加工中心上的装夹,典型零件的数控铣削工艺分析,第五节数控铣削切削用量的确定,在铣削过程中所选用的切削用量称为铣削用量。铣削用量的要素包括铣削速度vc、进给量f、背吃刀量ap和铣削宽度ae。,一、切削用量,圆周铣与端铣时的铣削用量,a）圆周铣b）端铣,表416常用切削参数的计算公式,切削参数计算公式,二、铣削用量的选择,1背吃刀量或铣削宽度的选取,（1）在工件表面粗糙度值要求较大时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，则粗铣一次进给就可以达到要求。但在加工余量较大，工艺系统刚度较差或机床动力不足时，可多分几次进给完成。（2）在工件表面粗糙度值要求较小时，可分粗铣和半精铣两步进行。（3）在工件表面粗糙度值要求很小时，可分粗铣、半精铣和精铣三步进行。,2进给量与进给速度的选取,进给量与进给速度是衡量切削用量的重要参数，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，参考有关切削用量手册选取。,轮廓拐角处的超程现象,第八节,第七节,第六节,第五节,第四节,第三节,数控铣削用刀具,数控铣削用刀具系统,高速切削技术,数控铣削切削用量的确定,典型轮廓的数控铣削加工,第二节,第一节,难切削材料的数控铣削技术,工件在数控铣床/加工中心上的装夹,典型零件的数控铣削工艺分析,在铣床上铣削平面的方法有两种，即圆周铣和端铣。,第六节典型轮廓的数控铣削加工,一、铣削方式,水平面端铣加工,大平面采用行切法铣削的进给路线,采用行切法铣削平面时怎样解决粗、精加工的问题?,二、铣削孔,1.保证加工精度,精镗4个30H7的孔,精镗孔的加工路线a)方案Ab)方案B,2.应使进给路线最短,钻孔时最短加工路线的选择方案,a)方案1,b)方案2,3.引入距离和超越量的确定,在数控机床上钻孔的尺寸关系,为什么在攻螺纹时Z比较大?,三、铣削内轮廓和外轮廓,1.铣削内、外轮廓的平面进给路线,外轮廓加工刀具的切入和切出,内轮廓加工刀具的切入和切出,无交点内轮廓加工刀具的切入和切出,a)错误,b)正确,铣削外圆的加工路线,铣削内孔的加工路线,为什么要采用切向切入与切向切出?,2.加工内轮廓时的深度进刀方式,(1)垂直切深进刀,(2)在工艺孔中进刀,(3)三轴联动斜线进刀,(4)三轴联动螺旋线进刀,螺旋线进刀,螺旋线进刀的刀具轨迹,P螺距,自己在加工内轮廓时深度进刀方式常采用哪一种?,四、变斜角面的加工,1.曲率变化较小的变斜角面的加工,四坐标联动加工变斜角面,五坐标联动加工变斜角面,2.曲率变化较大的变斜角面的加工,3.利用球头铣刀和鼓形铣刀加工,用鼓形铣刀分层铣削变斜角面,五、曲面轮廓的加工,1.曲率变化不大和精度要求不高的曲面的粗加工,对于曲率变化不大和精度要求不高的曲面,常用两坐标半联动行切法进行粗加工，即X、Y、Z三轴中任意两轴做联动插补，第三轴做单独的周期进给。,两坐标半联动行切法加工曲面,两坐标半联动行切法加工曲面的切削点轨迹,2.曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工,三轴联动行切法加工曲面的切削点轨迹,3.复杂曲面的加工,曲面的五坐标联动加工的加工原理,六、型腔的加工,1.矩形型腔的加工,型腔是指以封闭曲线为边界的平底或曲底凹坑。加工平底型腔时一律用平底铣刀，且刀具边缘部分的圆角半径应符合型腔的图样要求。型腔的切削分两步，第一步切内腔，第二步切轮廓。切轮廓通常又分为粗加工和精加工两步。,型腔轮廓粗加工的进给路线,加工型腔的进给路线a)行切法b)环切法c)先行切、最后环切,型腔区域加工进给路线,2圆形型腔的加工,加工圆形型腔平面的进给路线a)环切法b)阿基米德螺旋线切削方法,R型腔半径,深度进给路线I型腔深度B深度方向每次进给量A起刀平面D初始平面,自己加工型腔时采用的是哪种方法?,第八节,第七节,第六节,第五节,第四节,第三节,数控铣削用刀具,数控铣削用刀具系统,高速切削技术,数控铣削切削用量的确定,典型轮廓的数控铣削加工,第二节,第一节,难切削材料的数控铣削技术,工件在数控铣床/加工中心上的装夹,典型零件的数控铣削工艺分析,第七节难切削材料的数控铣削技术,一、高锰钢的铣削加工,高锰钢是指含锰量为9%18%的合金钢,主要分为高碳高锰耐磨钢和中碳高锰无磁钢两大类。常用的高锰钢主要有Mn13、ZGMn13、20Mn23Al、40Mn18Cr13、50Mn18Cr4、50Mn18Cr4V等。其中最难切削加工的是ZGMn13。,1.铣刀材料,加工高锰钢时，应选用硬度高、有一定韧性、热导率较大、高温性能好的刀具材料。建议优先采用复合氧化铝陶瓷和涂层硬质合金等。用非涂层硬质合金加工时，宜选用含TaC和NbC的细晶粒或超细晶粒牌号。铣削高锰钢时可选用YS25、YD102、YG813M、YG643、YT798、YT758、Y130等牌号的硬质合金；当重负荷粗加工铸造高锰钢时，可选用YC45、YC40、YT5R、YG546等牌号的硬质合金;用高速钢刀具加工高锰钢时应优先采用TiN涂层刀具，或采用高性能高速钢W12Mo9Cr4VCo8、W12Mo3Cr4VCo5Si等。,2.铣刀几何参数,1)可转位硬质合金面铣刀。,3.刀具选择实例,(1)面铣刀,可转位硬质合金面铣刀1刀片2刀垫3刀体,2)可转位陶瓷面铣刀,可转位陶瓷面铣刀1刀片2压板3螺钉4刀柄,(2)硬质合金前波形刃立铣刀,硬质合金前波形刃立铣刀,二、铣削不锈钢的刀具,1.铣刀材料的合理选择,采用高速钢铣刀铣削不锈钢时，宜采用高性能高速钢，特别是含钴高速钢和含铝超硬高速钢。,2.铣刀几何参数的选择,铣削不锈钢用铣刀的几何参数可参见表418选用。,3.不锈钢铣削加工实例,实例1:奥氏体不锈钢硬质合金面铣刀铣削技术,硬质合金面铣刀的结构与几何参数1刀片2内六角螺钉3刀体4端盖5压块,实例2:马氏体不锈钢切断加工技术,错齿锯片铣刀的结构与几何参数,三、铣削钛合金的刀具,1.铣刀材料的选用,铣削钛合金时,不宜使用涂层刀片和钨钴钛类硬质合金。高速钢铣刀材料可选择W12Cr4V4Mo、W2Mo9Cr4V4Co8、W12Mo3Cr4V3Co5Si、W6Mo5Cr4V2Al和W10Mo4Cr4V3Al等;硬质合金刀具可选用YG8、YS2、YG6A、YG6X、YG15、YG813和YG643等。,2.铣刀几何参数的选用,3.铣削钛合金TC4的面铣刀,铣削钛合金的面铣刀的结构,1刀体2正、反牙螺钉3刀片压块4压块5螺钉6刀片7调整块,铣削钛合金的切削用量,第八节,第七节,第六节,第五节,第四节,第三节,数控铣削用刀具,数控铣削用刀具系统,高速切削技术,数控铣削切削用量的确定,典型轮廓的数控铣削加工,第二节,第一节,难切削材料的数控铣削技术,工件在数控铣床/加工中心上的装夹,典型零件的数控铣削工艺分析,第八节典型零件的数控铣削工艺分析,一、轮廓的加工,1.外轮廓的加工(曲面加工),曲面零件,(1)零件图分析,(2)确定工件的装夹方式,(3)确定加工顺序及进给路线,(4)确定数控加工刀具,根据零件的材料和结构特点，在铣削圆柱台阶、粗加工曲面及铣削凹槽轮廓时，采用硬质合金立铣刀，半精铣、精铣曲面时采用硬质合金球头铣刀,(5)选择切削用量,(6)填写数控加工工序卡,根据加工工艺画出进给路线图,2.内轮廓的加工,(1)零件图分析,1)主要精度要求。,2)毛坯。,(2)确定工件的装夹方式,(3)确定加工工艺,1)确定铣削方案。2)选择加工中心。选用XH714型立式加工中心。3)粗加工30mm孔钻中心孔。钻12mm的通孔。钻28mm的通孔。用16mm粗加工立铣刀，采用顺铣方式，利用辅助圆弧引入、引出线切向切入、切出，粗铣30mm孔，留0.50mm单边余量。,4)粗铣圆槽轮廓。,5)粗铣十字形槽,6)半精铣30mm孔,7)半精铣圆槽轮廓,8)半精铣十字形槽,9)精铣圆槽,10)精铣十字形槽,11)30mm孔端倒角,12)精镗30mm的孔,(4)确定数控加工刀具,(5)选择切削用量,1)半精铣、精铣时一定要采用顺铣方式,以提高尺寸精度和表面质量。2)镗孔时应采用试切法来调节镗刀。3)30mm孔的正下方不能放置垫铁,并应控制钻头的进刀深度,以免损坏平口虎钳和刀具。,(6)注意事项,自己改变本零件的形状与尺寸，重新确定一下其加工工艺。,二、槽的加工,1.零件图分析,2.确定工件的装夹方式,平面槽形凸轮,凸轮零件的装夹方案1开口垫圈2带螺纹圆柱销3压紧螺母4带螺纹削边销5垫圈6工件7垫块,3.确定加工顺序及进给路线,平面槽形凸轮的切入进给路线,a)沿直线切入外轮廓,b)从过渡圆弧切入内轮廓,4.确定数控加工刀具,铣刀材料和几何参数主要根据零件材料的切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小选择；切削用量则根据零件材料的特点、刀具性能及加工精度要求确定。平面槽形凸轮加工刀具卡见表423,5.选择切削用量,6.填写数控加工工序卡,平面槽形凸轮数控加工工序卡中表424。,根据本零件的加工工艺画出其进给路线图。,三、盖板零件的加工,盖板,1.零件图分析,2确定工件的装夹方式,3.确定加工工艺,(1)选择加工中心,(2)选择加工方法,(3)确定加工顺序,(4)确定进给路线,铣削B面的进给路线,镗60H7孔的进给路线,钻中心孔的进给路线,钻、扩、铰12H8孔进给路线,钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线,锪16mm孔进给路线,4.确定数控加工刀具,5.选择切削用量,四、支架零件的加工,1.零件图分析,薄板状支架,工艺措施：(1)采用真空夹具,提高薄板件的装夹刚度。(2)安排粗、精加工及钳工矫形工序。(3)采用小直径铣刀加工，减小切削力。(4)先铣加强肋，后铣腹板，最后铣外形(7001)mm的孔，有利于提高刚度，防止产生振动。(5)在毛坯右侧对称轴线处增加一工艺凸耳，并在该凸耳上加工一工艺孔，解决