数控铣削加工工艺【精品课件】

数控铣削加工工艺

一、学习目标了解数控铣削加工的主要对象。掌握数控铣削加工零件工艺性分析的主要内容与方法。掌握数控铣削加工工艺路线拟定的内容及方法。能够独立完成一般零件的数控铣削加工工序设计。二、教学重点3、数控铣削加工工艺路线拟定

(6.2.3)2、数控铣削加工零件的工艺性分析

(6.2.2)4、数控铣削加工工序设计

(6.2.4)1、数控铣削加工的主要对象

(6.1)1、数控铣削加工中的装刀与对刀技术(6.2.5)2、典型零件的加工工艺分析

(6.3)三、教学难点四、考核点1、加工路线的确定。2、加工顺序的安排。3、刀具选择。4、切削用量选择。5、铣削方式。五、作业安排教材后习题,其中分析题按以下步骤: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4、刀具选择5、切削用量选择6、拟定工艺卡片第六章主要内容讲解6.2.2数控铣削加工零件的工艺性分析①分析零件的形状、结构及尺寸特点(1)零件图及其结构工艺性分析零件上是否有妨碍刀具运动的部位是否有会产生加工干涉或加工不到的区域零件外形尺寸是否超过机床行程范围零件刚性在加工过程中是否太有大的变化②检查零件的加工要求现有加工条件下是否可以得到保证,是否还有更经济的加工方法或方案。尺寸精度形位公差表面粗糙度③分析零件上是否存在对刀具形状及尺寸有限制的部位和尺寸要求尽量使用最少的刀具进行加工,减少刀具规格、换刀及对刀次数和时间,以缩短总的加工时间。过渡圆角倒角槽宽④着重考虑零件加工中使用的工艺基准零件上是否有可以利用的工艺基准?专门在零件上加工出工艺基准?加工精度要求很高时,应采用统一基准定位装夹。⑤分析零件材料的种类、牌号及热处理要求,了解零件材料的切削加工性能,才能合理选择刀具材料和切削参数。⑥构成零件轮廓的几何元素(点、线、面)的条件(如相切、相交、垂直和平行等),是数控编程的重要依据。因此,在分析零件图样时,务必要分析几何元素的给定条件是否充分,发现问题及时与设计人员协商解决。零件结构工艺性实例(2)零件毛坯的工艺性分析③分析毛坯的余量大小及均匀性①毛坯应有充分、稳定的加工余量②分析毛坯的装夹适应性6.2.3数控铣削加工工艺路线的拟订(1)加工方法的选择两轴半行切法加工曲面的切削点轨迹a.曲率变化不大和精度要求不高的曲面粗加工b.曲率变化较大和精度要求较高的曲面精加工三轴联动行切法加工曲面的切削点轨迹(2)工序的划分①当加工中使用的刀具较多时,为了减少换刀次数,缩短辅助时间,可以将一把刀具所加工的内容安排在一个工序(或工步)中。②按照工件加工表面的性质和要求,将粗加工、精加工分为依次进行的不同工序(或工步)。先进行所有表面的粗加工,然后再进行所有表面的精加工。注意:为了减少工件加工中的周转时间,提高数控铣床的利用率,保证加工精度要求,在数控铣削工序划分的时候,尽量工序集中。(3)加工顺序的安排数控铣削一般采用工序集中方式,通常按照从简单到复杂的原则:先加工平面、沟槽、孔,再加工外形、内腔,最后加工曲面;先加工精度要求低的表面,再加工精度要求高的部位等。①

应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求(4)加工路线的确定内轮廓加工刀具的切入和切出外轮廓加工刀具的切入切出外圆铣削

内圆铣削对于孔位置精度要求较高的零件,在精镗孔系时,采用单向趋近定位点法,以避免传动系统反向间隙对定位精度的影响。刀位点计算简单,程序少,可准确保证母线的直线度。叶形的准确度较高,但程序较多。边界敞开曲面加工两种走刀路线②应使走刀路线最短,减少刀具空行程时间,提高加工效率。③应使数值计算简单,程序段数量少,以减少编程工作量。6.2.4.2刀具的选择注意:铣刀切削刃的几何角度参数的选择与排屑性能等也非常重要。①铣刀刚性要好②铣刀的耐用度要高(1)对刀具的基本要求高速钢立铣刀键槽铣刀(2)铣削要素1)、铣削用量2)切削层要素①切削厚度ac相邻两个刀齿主切削刃形成的过渡表面之间的垂直距离。ac=af×sinac=af×cos×sinKr②切削宽度aw主切削刃参加工作的长度,称为切削宽度aw。直齿圆柱铣刀:

aw=ap螺旋齿圆柱铣刀aw在切削过程中是变化的。(3)铣削方式1)圆周铣削方式——逆铣铣刀切入工件时切削速度方向与工件进给方向相反(从工件表层硬皮切出)。逆铣特点①ac从0→max;②表层产生加工硬化;③刀齿磨损严重;④表面粗糙度值大;⑤接触角较大时,垂直向上分力较大,易引起振动。2)圆周铣削方式——顺铣铣刀切入工件时切削速度方向与工件进给方向相同(从工件表层硬皮切入)。顺铣特点①ac从max→0;②表层加工硬化程度小;③刀具耐用度高;④表面粗糙度值小;⑤接触角较大时,垂直分力向下较大,避免工件振动。⑥工作台丝杠螺母副存在轴向间隙时,易产生轴向窜动造成打刀。逆铣顺铣3)对称铣削和不对称铣削(端铣)①对称铣削:铣刀轴线位于铣削弧长的中心位置,刀齿切入、切出工件时的切削厚度相等。②不对称铣削ac=af×cos×sinKrac入﹤ac出不对称逆铣ac入﹥ac出不对称顺铣1)尖齿铣刀的主要结构尺寸①铣刀直径和齿数的选择a.选择原则直径选择原则——在保证刀杆刚度的前提下,选择较小直径。齿数选择原则——保证刀齿有足够的强度和容屑空间。(4)铣刀的选择b.选择方法直径选择方法:面铣刀直径d应根据侧吃刀量ae选择适当的铣刀直径,尽量包容工件整个加工宽度,以提高加工精度和效率,减小相邻两次进给之间的接刀痕迹和保证铣刀的耐用度。一般d=(1.2~1.6)ae立铣刀尺寸选择刀具半径R应小于零件内轮廓面的最小曲率半径ρ,一般取R=(0.8~0.9)ρ。零件加工高度H≤(1/4~1/6)R,以保证刀具具有足够的刚度。对不通孔(深槽),选取l=H+(5~10)mm加工外型及通槽时,选取l=H+r+(5~10)mm齿数选择方法:粗加工铣刀选少齿数,精加工选多齿数;加工韧性材料齿数宜少些,加工脆性材料齿数宜多些。6.2.4.3切削用量的选择a）圆周铣b）端铣(1)背吃刀量(端铣)或侧吃刀量(圆周铣)的选择工件材料每齿进给量fz/mm.z-1粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.10~0.150.10~0.250.02~0.050.10~0.15铸铁0.12~0.200.15~0.30(2)进给量f(mm/r)与进给速度vf(mm/min)的选择主要由加工余量和表面质量要求决定。(3)切削速度vC(m/min)的选择工件材料硬度（HBS）铣削速度vc/m.min-1高速钢铣刀硬质合金铣刀钢2251842661502253251236541203254256213675铸铁19021366615019026091845901603204.51021306.2.5数控铣削加工中的装刀与对刀技术(1)对刀点的选择(2)对刀方法工件坐标系显示画面工件坐标系设定O0012N6178NO.（SHIFT）NO.（G55）00X0.00002X0.000Y0.000Y0.000Z0.000Z0.000NO.(G54)NO.(G56)01X210.00003X0.000Y110.000Y0.000Z50.000Z0.000ADRS15：37：50MDIMACRO磨损坐标系TOOLLF(3)换刀点的选择6.3.1平面槽形凸轮零件数控铣削加工工艺分析6.3典型零件数控铣削加工工艺分析凸轮槽加工装夹示意图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(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(4)刀具的选择定位孔粗加工→定位孔精加工→凸轮槽粗加工→凸轮槽精加工产品名称或代号数控铣工艺分析实例零件名称平面槽形凸轮零件图号序号刀具号刀具加工表面备注规格名称数量刀长/mm1T015中心钻1

钻5mm中心孔

2T0219.6钻头14520孔粗加工

3T0311.6mm钻头13012孔粗加工

4T0420铰刀14520精加工

5T0512铰刀13012孔精加工

6T0690倒角铣刀1

20孔倒角1.545

7T076高速钢立铣刀120粗加工凸轮槽内外轮廓底圆角R0.58T086硬质合金立铣刀120精加工凸轮槽内外轮廓

编制×××审核×××批准×××年月日共页第页平面槽形凸轮数控加工刀具卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号平面槽形凸轮工序号程序编号夹具名称使用设备车间螺旋压板XK5025/4工步号工步内容刀号刀具规格n/rpmvfmm/minap备注1A面定位钻5中心孔（2处）T015900手动2钻20底孔至19.6T0219.640040自动3钻12底孔至11.6T0311.640040自动4铰20孔T0420130200.2自动5铰12孔T0512130200.2自动620孔倒角1.5