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毕业设计论文
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数控铣床和加工中心加工及其程序编制,毕业设计论文
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第 5章 数控铣床和加工中心加工及其程序编制 nts5.1 加工工艺基础 一、数控铣床与加工中心工艺特点 1、三坐标数控铣床与加工中心 三坐标数控铣床与加工中心的共同特点是除了具有普通铣床的工艺性能外，还具有加工形状复杂的二维和三维轮廓的能力。是最常用的一类数控铣床。 2、四坐标数控铣床与加工中心 四坐标是指在 X、 Y和 Z三个平动坐标轴基础上增加一个坐标轴（ A轴或 B轴），且可以四轴联动。 nts5.1 加工工艺基础 3、五坐标数控铣床与加工中心 五轴坐标机床，不管那种类型都具有两个回转坐标。 nts5.1 加工工艺基础 4 、数控铣床加工的主要对象 （ 1）平面类零件 加工面平行或垂直于水平面，或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件。 特点是各个加工面是平面，或可以展开成平面。一般只需用三坐标数控铣床的两坐标联动 (即两轴半坐标联动 )就可以把它们加工出来。 a)带平面轮廓的平面零件 b)带斜平面的平面零件 c)带正圆台和斜筋的平面零件 nts5.1 加工工艺基础 （ 2）变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件。 变斜角类零件的变斜角加工面不能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条线。最好采用四坐标或五坐标数控铣床摆角加工，在没有上述机床时，可采用三坐标数控铣床，进行两轴半坐标近似加工。 nts5.1 加工工艺基础 （ 3）曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。 曲面类零件的加工面不能展开为平面，加工时，加工面与铣刀始终为点接触。常用两轴半联动数控铣床来加工精度要求不高的曲面； 精度要求高的曲面类零件一般采用三轴联动数控铣床加工；当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时，要采用四轴甚至五轴联动数控铣床加工。 nts5.1 加工工艺基础 二、刀具及其工艺特点 数控铣床和加工中心使用的刀具主要有铣削用刀具和孔加工用刀具两大类。 1、铣刀的种类和工艺特点 （ 1）面铣刀 面铣刀主要用于面积较大的平面铣削和较平坦的立体轮廓的加工。 nts5.1 加工工艺基础 nts5.1 加工工艺基础 （ 2）立铣刀 立铣刀按照端部切削刃的不同可分为过中心刃和不过中心刃； 按照螺旋角大小可分为 30 、 40 、 60 等几种； 按照齿数可分为粗齿、中齿、细齿三种。 常见的结构形式有： 1）整体式立铣刀 2）可转位立铣刀 3）波纹立铣刀 整体式立铣刀 2）可转位立铣刀 3）波纹立铣刀 4）玉米铣刀 nts5.1 加工工艺基础 （ 3）模具铣刀 圆锥铣刀、球头铣刀、圆锥球头铣刀； nts5.1 加工工艺基础 （ 4）键槽铣刀 （ 5）鼓形铣刀 （ 6）成形铣刀 （ 7）锯片铣刀 nts5.1 加工工艺基础 （ 4）键槽铣刀 nts5.1 加工工艺基础 （ 5）鼓形铣刀 nts5.1 加工工艺基础 （ 6）成形铣刀 nts5.1 加工工艺基础 （ 7）锯片铣刀 nts5.1 加工工艺基础 2、孔加工刀具的类型与工艺特点 （ 1）数控钻头 整体式钻头 机夹式钻头 （ 2）数控铰刀 （ 3）镗刀 （ 4）丝锥 （ 5）扩孔刀 （ 6）复合孔加工数控刀具 ntsnts5.1 加工工艺基础 3、铣削刀具的选用特点 （ 1）刀具断屑槽型的选择 nts5.1 加工工艺基础 （ 2）刀具齿数的选择 铣刀齿数多，可提高生产效率，同直径的可转位铣刀的齿数均有相应规定，一般有粗齿、中齿、密齿三种。 1）粗齿铣刀 适用于大余量粗加工，或材质较软或切削宽度较大的铣削加工； 2）中齿铣刀 常用的类型； 3）密齿铣刀 主要用于铸铁和有色金属的大进给速度加工；生产线上使用； 4）不等分齿刀具 有防止共振的作用； nts5.1 加工工艺基础 （ 3）铣刀直径的选择 1）面铣刀 2）立铣刀 一般面铣刀直径比被加工宽度宽 20%50% nts5.1 加工工艺基础 （ 4）主偏角的选择 机夹铣刀的主偏角是由刀片和刀体形成的，主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。 90 度主偏角刀具适用于薄壁零件、装夹较差的零件或要求准确 90度的场合，径向切削力等于切削力，进给抗力大，易振动，要求机床刚性好、功率大。 圆刀片刀具可多次转位，切削刃强度高，随切削深度不同，其主偏角和切削负载均会变化，切屑很薄，适合加工耐热合金。 nts5.1 加工工艺基础 4、刀柄的种类和选用 数控铣床和加工中心常用的刀柄有面铣刀刀柄、钻夹头刀柄、莫氏锥孔刀柄、弹簧卡头刀柄、套式立铣刀刀柄、侧面锁紧式刀柄、丝锥刀柄及镗刀刀柄等。 5、刀具的管理 （ 1）一种工件采用一组刀具； （ 2）部分刀具更换及部分刀具共用； （ 3）数种工件使用同一组刀具； （ 4）所有刀具为一组机床所共用； nts5.1 加工工艺基础 三、加工工艺分析 数控铣或加工中心加工零件的表面主要是平面、轮廓、曲面、孔和内螺纹等。 轮廓、曲面尺寸精度可达 12级，表面粗糙度 12.5； 平面精度可达 7级，表面粗糙度 1.6； 1、二维轮廓加工 （ 1）刀具选择 1）刀具半径 R小于凹轮廓的最小曲率半径 r。一般可取 R=(0.80.9)r ； nts5.1 加工工艺基础 2）刀具与零件的接触长度（切削深度） H30mm时可采用钻 镗方案。 (b)加工精度为 8级的孔 孔径 20mm时可采用钻 扩 镗方案。 nts5.1 加工工艺基础 (c)加工精度为 7级的孔 孔径 12mm时可采用钻 粗铰 精铰方案。 孔径在 12mm60mm之间时可采用钻 扩 粗铰 精铰方案。 也可采用粗镗 半精镗 精镗的方案。 (b)对于 6级的孔最终加工方法为精细镗。 nts5.1 加工工艺基础 b.内孔表面加工方法实例 材料 HT200 钻 扩方案 钻 扩 半精镗 精镗 nts5.1 加工工艺基础 2）平面加工方法的选择 在数控铣床上通常采用面铣刀或立铣刀加工平面。 粗铣时精度可达到 1113级，表面粗糙度6.325。 精铣时精度可达到 810级，表面粗糙度1.66.3。 nts5.1 加工工艺基础 3）平面轮廓加工方法的选择 这类零件的表面多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用 3坐标数控铣床进行两轴半坐标联动加工。 nts5.1 加工工艺基础 4）固定斜角平面加工方法的选择 固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面，常用的加工方法如下： a.当零件尺寸不大时，可用斜垫板垫平后加工；如果机床主轴可以摆角，则可以摆成适当的定角，用不同的刀具来加工。当零件尺寸很大，斜面斜度又较小时，常用行切法加工，但加工后，会在加工面上留下残留面积，需要用钳修方法加以清除，用 3坐标数控立铣加工飞机整体壁板零件时常用此法。当然，加工斜面的最佳方法是采用 5坐标数控铣床，主轴摆角后加工，可以不留残留面积。 nts5.1 加工工艺基础 b.对于正圆台和斜筋表面，一般可用专用的角度成型铣刀加工。其效果比采用 5坐标数控铣床摆角加工好。 nts5.1 加工工艺基础 5） 变斜角面加工方法的选择 a.对 曲率变化较小的变斜角面 ， 用 4坐标联动的数控铣床 ， 采用立铣刀 （ 但当零件斜角过大 ， 超过机床主轴摆角范围时 ， 可用角度成型铣刀加以弥补 ） 以插补方式摆角加工 。 nts5.1 加工工艺基础 （ 2）对曲率变化较大的变斜角面，用 4坐标联动加工难以满足加工要求，最好用 5坐标联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加工。 nts5.1 加工工艺基础 （ 3）采用 3坐标数控铣床两坐标联动，利用球头铣刀和鼓形铣刀，以直线或圆弧插补方式进行分层铣削加工，加工后的残留面积用钳修方法清除。 nts5.1 加工工艺基础 6
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