第2章 数控工艺特点.ppt

主要内容 2 1数控工艺特点2 2数控加工工序2 3数控机床用刀具 主要内容 主要内容 特点 1 工序内容具体详细 2 工序内容复杂 3 工序内容严密 4 工序集中 5 加工精度不仅取决于加工过程 还取决于程编阶段 存在逼近误差 圆整化误差 插补误差 2 1数控加工的工艺特点 主要内容 2 2数控加工工序 主要内容一 数控加工工艺设计主要内容二 数控加工工艺设计方法三 填写数控加工工艺文件 主要内容 1 加工零件的选择 2 数控工艺性分析 3 工艺路线制订 4 工序设计对刀点 走刀路线 切削量 一 数控加工工艺设计主要内容 主要内容 1 数控加工零件的选择 有毛坯和零件图样 选择合适的数控机床 有数控机床 选择合适零件 两种情况 考虑因素主要有 毛坯材料 类型 零件轮廓复杂程度 尺寸大小加工内容及精度 零件批量 主要内容 主要内容 1 加工精度高及加工形状复杂零件2 用数学模型描述的复杂曲线及曲面零件3 一次装夹完成铣 镗 钻 铰 攻丝等多工序的零件4 不开敞内腔的壳体或盒腔零件 最适应类 主要内容 1 价值高的零件2 在通用机床上需制造复杂专用工装的零件3 需多次更改设计及精密复制的零件4 在通用机床上需作长时间调整的零件5 在通用机床上加工效率低 劳动强度大的零件 较适应类 主要内容 1 生产批量大的零件2 装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件3 材质不均 加工余量不稳定的零件4 必须用特定的工艺装备协调加工的零件 不适应类 主要内容 2 数控加工的工艺分析 1 零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则 2 零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点零件外形 内腔最好采用统一几何类型和尺寸 减少刀具规格和换刀时间 内槽圆角半径不应过小 主要内容 内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小 如果太小 刚度不足 影响表面加工质量 工艺性较差 因而内槽圆角半径应大一些 主要内容 铣削零件底面时 槽底圆角半径r不应过大 原因 圆角r越大 d越小 d D 2r D为铣刀直径 即铣刀端刃铣削平面的面积越小 加工表面的能力越差 工艺性也越差 当r大到一定程度时 甚至必须用球头刀加工 此时切削性能较差 应尽量避免 3 工艺路线的设计 装夹加工方法机床选择加工阶段划分工序安排 内容 主要内容 加工方法的选择举例 固定斜角斜面加工 主要内容 孔加工 曲面加工 镗孔 铣孔 主要内容 4 工序的安排 先内形内腔 后外形加工工序 相同的定位和夹紧最好一起进行 以减少重复定位 用相同刀具加工的工序最好一起进行 节省换刀时间 同一次装夹中进行的多道工序 应先安排对工件刚性破坏较小的工序 主要内容 主要内容 数控加工工序与常规加工工序的衔接 除了必要的基准面加工 校正和热处理等工序外 要尽量减少数控加工工序与常规加工工序交接的次数 数控工序 常规工序 数控工序 常规工序 二数控加工工艺设计方法 装夹与夹具设计刀具的选择切削用量的选择对刀点与换刀点加工路线 内容 主要内容 1 零件的装夹与夹具的设计 数控机床的夹具与传统夹具结构的差别 夹具体 定位 夹紧不需要导向和对刀功能 夹具比较简单 主要内容 基准重合 以减少定位误差 统一基准 减少重复定位次数 减少重复定位误差 夹紧要可靠 尽量避免振动 夹紧点分布要合理 夹紧力大小要适中且稳定 减少夹紧变形 夹具结构应力求简单 加工部位要敞开 设计或选用要求 主要内容 主要内容 如何装夹 主要内容 2 刀具的选择 应满足 安装调整方便刚性好精度高耐用度高 主要内容 数控铣床刀具系统 主要内容 数控车床刀具系统 主要内容 3 切削用量的选择 包括 切削深度进给量 进给速度主轴转速三部分内容 切削深度 也称背吃刀量 主要根据工件的加工余量和由工件 刀具 夹具 机床组成的工艺系统刚度所决定 在刚度允许的情况下 最好在留出精加工余量的基础上 一次切净余量 这样可减少走刀次数 提高加工效率 同时又能提高加工精度和改善表面质量 主要内容 在刚性不足或余量很大或不均匀时 粗加工可分几次进给 切削深度依此减少 在中等功率机床上 粗加工 Ra10 80 m 时切削深度可达8 10mm 半精加工 Ra1 25 10 m 时 切削深度取为0 5 2mm 精加工 Ra0 32 1 25 m 时 切削深度取为0 2 0 4mm 不同材料切削深度不一样 主要内容 确定进给速度 1 当工件质量能得到保证时 为提高生产效率 可选较高的进给速度 一般在100 200mm min范围内选取 2 在切断 加工深孔或用高速钢刀具加工时 宜选择较低的进给速度 一般在20 50mm min范围内选取 3 当加工精度 表面粗糙度要求高时 进给速度应选小些 一般在20 50mm min范围内选取 4 刀具空行程时 特别是远距离 回零 时 可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度 主要内容 主轴转速 根据已经选定的切削深度 进给量及刀具耐用度选择切削速度 S 1000V D 主要内容 在选择切削速度时 还应考虑以下几点 应尽量避开积屑瘤产生的切削速度区域 断续切削时 要适当降低切削速度 在易发生振动的情况下 应避开自激振动的临界速度 加工大件 细长件和薄壁件时 应选用较低切削速度 加工带外皮的工件时 应适当降低切削速度 主要内容 4 对刀点与换刀点的确定 何谓对刀点 刀位点起刀点换刀点 与换刀位置的区别 相关概念 刀位点 用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点 镗刀 钻头 立铣刀 端铣刀 面铣刀 指状铣刀 球头铣刀 车刀 对刀点选择合适的对刀点对刀点 起刀点 确定刀具与工件相对位置的点 对刀点可以是工件或夹具上的点 或者与它们相关的易于测量的点 对刀点确定之后 机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了 对刀点选择示例 Y Z 35 选择对刀点的原则 选在零件的设计基准或工艺基准上 或与之相关的位置上 选在对刀方便 便于测量的地方 选在便于坐标计算的地方 对刀 就是使 对刀点 与 刀位点 重合的操作 Y Z 35 30 工件对刀示意图 刀具 夹具 垫板 螺栓 工件 螺帽 Z轴设定器与刀具和工件的关系 激光对刀 对刀视频 主要内容 对车削中心 加工中心等多刀加工数控机床 因加工过程中要进行换刀 故编程时应考虑不同工步间的换刀问题 换刀问题 主要内容 5 加工路线确定 加工路线是指刀具相对于被加工工件的运动轨迹 不但包含了工步的内容 而且也反映了工步的顺序 保证零件的加工精度和表面粗糙度要求 简化数值计算 减少程编工作量 缩短加工路线 减少刀具空行程时间 提高加工效率 加工线路的确定加工线路 加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹次序 切向切入 径向切入 c a 空间曲面的加工 主要内容 凹槽加工 孔加工 主要内容 螺纹加工 三填写数控加工工艺文件 数控编程任务书工件安装和原点设定卡片数控加工工序卡片数控加工走刀路线图数控刀具卡片 内容 主要内容 数控编程任务书 主要内容 数控加工工件安装和原点设定卡 主要内容 数控加工工序卡片 主要内容 数控加工走刀路线图 主要内容 数控刀具卡片 2 3 1数控刀具必须有较长的使用寿命 1 足够的强度及刚度 2 高的刀具耐用度 3 高的可靠度 4 较高的精度 5 可靠的断屑能力 6 可以快速更换刀具 非回转型刀具 回转型刀具 回转型刀具主要由3部分组成 a 连接刀柄 b 接杆 c 复合刀具 拉钉螺纹孔 精度及光洁度很高 2 3 2数控加工刀具特点 1 广泛采用可转位刀头 刀刃部分 刀刃钝了 换个方向又是新的 2 应用工具系统 数控机床能进行多种加工 所用刀具也就很多种类 必须使刀具系列化 标准化和模块化 建立工具系统 1 车削类工具系统 车刀刀柄 可换位刀片 2 镗铣类工具系统 1 整体式 2 模块式 1 2 模块式工具系统已成气候 我国已开发TMG系统 2 3 3对刀具材料的基本要求所谓刀具材料是指刀具切削部分的材料 1 刀具材料的种类及其选用刀具材料应具备下列性能 1 高硬度及高耐磨性 2 高强度及高韧性 3 良好的耐热性及传热性 4 良好的热加工及机加工性能2 常用刀具材料1 高速钢 62 67HRC 2 硬质合金 78 82HRC 耐热 牌号 W18Cr4V 普通 牌号 YG8 YG6 YG3 K类 韧性好9W18Cr4V 高级 YT15 YT5 YT10 P类 耐磨好YW1 YW2 M类 综合素质好 2 3 4数控刀具的选用车床类刀具的选用简单 主要介绍旋转类刀具