设备管理_数控机床加工工艺及设备

数控机床加工工艺及设备 第2版 电子工业出版社 第6章数控铣床与铣削加工工艺 内容提要及学习要求 数控铣床是主要采用铣削方式加工工件的数控机床 数控铣削加工内容与加工中心加工内容有许多相似之处 但从实际应用效果看 数控铣削加工更多地用于复杂曲面的加工 而加工中心更多地用于有多工序内容零件的加工 数控铣削的工艺问题是数控加工中最复杂的 数控铣削加工也是应用最广泛的加工方法 工艺设计应从普通加工出发 结合数控加工的特点进行学习 本章主要了解数控铣床的功能 分类和主要加工对象 机械结构 工艺装备 能制订典型零件的数控铣削加工工艺 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 1数控铣床简介 6 1 1数控铣床的用途数控铣床是一种用途广泛的机床 一般的数控铣床是指规格较小的升降台式数控铣床 其工作台宽度多在400mm以下 规格较大的数控铣床 如工作台宽度在500mm以上的 其功能已向加工中心靠近 进而演变成柔性加工单元 数控铣床多为三坐标 两轴联动的机床 也称两轴半控制 即在X Y Z三个坐标轴中 任意两轴都可以联动 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 1数控铣床简介 6 1 2数控铣床的分类6 1 2 1数控铣床按其主轴位置的不同分类1 数控立式铣床2 卧式数控铣床3 立 卧两用数控铣床6 1 2 2从机床数控系统控制的坐标轴数量分类1 2 5坐标联动数控铣床2 3坐标联动数控铣床3 4坐标联动数控铣床4 5坐标联动数控铣床 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 1数控铣床简介 6 1 2数控铣床的分类6 1 2 1数控铣床按其主轴位置的不同分类1 数控立式铣床2 卧式数控铣床3 立 卧两用数控铣床6 1 2 2从机床数控系统控制的坐标轴数量分类1 2 5坐标联动数控铣床2 3坐标联动数控铣床3 4坐标联动数控铣床4 5坐标联动数控铣床 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 1数控铣床简介 6 1 2数控铣床的分类 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 1数控铣床简介 6 1 3数控铣床的传动系统与主轴部件6 1 3 1数控铣床主传动系统1 主传动 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 1数控铣床简介 6 1 3数控铣床的传动系统与主轴部件6 1 3 1数控铣床主传动系统1 主传动 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 1数控铣床简介 6 1 3数控铣床的传动系统与主轴部件6 1 3 1数控铣床主传动系统2 进给运动 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 1数控铣床简介 6 1 3 2升降台自动平衡装置XK5040A型数控铣床升降台自动平衡装置如图6 5所示 伺服电动机1经过锥环连接带动十字联轴节以及圆锥齿轮2 3 使升降丝杠转动 工作台上升或下降 同时圆锥齿轮3带动圆锥齿轮4 经超越离合器和摩擦离合器相连 这一部分称为升降台自动平衡装置 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 2数控铣床加工工艺分析 6 2 1数控铣削的主要加工对象1 平面类零件2 变斜角类零件3 曲面类零件 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 2数控铣床加工工艺分析 6 2 2数控铣床铣削加工内容的选择1 采用数控铣削加工的内容 1 工件上的曲线轮廓内 外形 特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓 2 已给出数学模型的空间曲线 3 形状复杂 尺寸繁多 划线与检测困难的部位 4 用通用铣床加工时难以观察 测量和控制进给的内 外凹槽 5 以尺寸协调的高精度孔或面 6 能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状 7 采用数控铣削能成倍提高生产率 大大减轻体力劳动的一般加工内容 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 2数控铣床加工工艺分析 6 2 2数控铣床铣削加工内容的选择2 不宜采用数控铣削加工的内容 1 需要进行长时间占机和进行人工调整的粗加工内容 如以毛坯粗基准定位划线找正的加工 2 必须按专用工装协调的加工内容 如标准样件 协调平板 模胎等 3 毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位 4 简单的粗加工面 5 必须用细长铣刀加工的部位 一般指狭长深槽或高筋板小转接圆弧部位 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 2数控铣床加工工艺分析 6 2 3数控铣床加工零件的结构工艺性分析1 零件图样尺寸的正确标注2 保证获得要求的加工精度3 零件内腔外形的尺寸统一4 尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸 1 内槽圆弧半径R的大小决定着刀具直径的大小 所以内槽圆弧半径R不应太小 2 零件铣削槽底平面时 槽底面圆角或底板与肋板相交处的圆角半径r不要过大 如图6 10所示 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 2数控铣床加工工艺分析 6 2 3数控铣床加工零件的结构工艺性分析5 保证基准统一6 分析零件的变形情况 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 2数控铣床加工工艺分析 6 2 4数控铣削零件毛坯的工艺性分析1 毛坯应有充分的加工余量 稳定的加工质量2 分析毛坯的装夹适应性3 分析毛坯的余量大小及均匀性 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 1数控铣削加工方案的选择1 平面轮廓的加工方法2 固定斜角平面的加工方法3 变斜角面的加工 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 1数控铣削加工方案的选择4 曲面轮廓的加工方法 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 1数控铣削加工方案的选择4 曲面轮廓的加工方法 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 2加工顺序的安排在数控铣床上加工零件 工序应比较集中 在一次装夹中应尽可能完成大部分工序 在安排加工顺序时同样要遵循 基面先行 先粗后精 先主后次 先面后孔 先内后外 的一般工艺原则 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 3进给路线的确定1 顺铣和逆铣的选择2 铣削外轮廓的进给路线 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 3进给路线的确定3 铣削内轮廓的进给路线 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 3进给路线的确定4 铣削内槽的进给路线5 铣削曲面轮廓的进给路线 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 4夹具的选择6 3 4 1对夹具的基本要求 1 为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外 夹具要做得尽可能开敞 因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离 同时要求夹紧机构元件能低则低 以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套 刃具在加工过程中发生碰撞 2 为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性 夹具应能保证在机床上实现定向安装 还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标联系 3 夹具的刚性与稳定性要好 尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计 当非要在加工过程中更换夹紧点不可时 要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 4 2常用夹具种类1 万能组合夹具2 专用铣削夹具3 多工位夹具4 气动或液压夹具 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 4 2常用夹具种类5 通用铣削夹具 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 4 3数控铣削夹具的选用原则在选用夹具时 通常需要考虑产品的生产批量 生产效率 质量保证及经济性 选用时可参照下列原则 1 在生产量小或研制时 应广泛采用万能组合夹具 只有在组合夹具无法解决工件装夹时才考虑采用其他夹具 2 小批量或成批生产时可考虑采用专用夹具 但应尽量简单 3 在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动 液压夹具 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 5刀具的选择6 3 5 1数控铣削刀具的基本要求1 铣刀刚性要好目的有二 一是为提高生产率而采用大切削用量的需要 二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点 2 铣刀的耐用度要高尤其是当一把铣刀加工的内容很多时 如刀具不耐用而磨损很快 就会影响工件的表面质量与加工精度 而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数 也会使工件表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶 降低了工件的表面质量 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 5 2常用铣刀的种类1 面铣刀 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 5 2常用铣刀的种类2 立铣刀3 模具铣刀 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 5 2常用铣刀的种类2 立铣刀3 模具铣刀 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 5 2常用铣刀的种类4 键槽铣刀 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 5 2常用铣刀的种类4 键槽铣刀5 鼓形铣刀6 成形铣刀 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 5 2常用铣刀的种类7 锯片铣刀 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 5 3铣削刀具的选择1 铣刀类型的选择2 铣刀主要参数的选择 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 5 3铣削刀具的选择2 铣刀主要参数的选择D粗 D 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 6 3 6切削用量的选择切削用量包括 切削速度 进给速度 背吃刀量和侧吃刀量 如图6 47所示 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 3数控铣床加工工艺路线的拟订 1 背吃刀量 端铣 或侧吃刀量 圆周铣 1 在工件表面粗糙度值要求为Ra12 5 25 m时 2 在工件表面粗糙度值要求为Ra3 2 12 5 m时 3 在工件表面粗糙度值要求为Ra0 8 3 2 m时2 进给速度vf fzzn3 切削速度 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 4典型零件的数控铣削加工工艺分析 6 4 1平面槽形凸轮零件加工工艺分析1 零件图工艺分析2 确定装夹方案3 确定加工顺序及走刀路线 数控机床加工工艺及设备 第2版 6 4典型零件的数控铣削加工工艺分析 6 4 1平面槽形凸轮零件加工工艺分析4 刀具的选择5 切削用量的选择6 填写数控