数控加工工艺与编程 课件 第5章 数控车铣加工综合分析

第一篇：初级数控加工工艺与编程第五章数控车铣加工综合分析《数控加工工艺与编程》教学课件第05章/共16章第五章数控车铣加工综合分析|本章内容▪•概述▪5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧▪5.2刀具型号及刀具卡编制的方法与技能▪5.3数控加工过程控制的方法与技能第五章数控车铣加工综合分析|学习目标▪掌握概述▪掌握识读零件图与工序卡的方法与技巧▪掌握刀具型号及刀具卡编制的方法与技能▪掌握数控加工过程控制的方法与技能结合教材与实训，逐节学习并完成思考题。•概述第一篇·初级数控加工工艺与编程第五章数控车铣加工综合分析|•概述▪【知识目标】▪1.理解数控加工工艺的基础知识；▪2.掌握数控编程的基本原理和方法；▪3.熟悉零件加工精度的控制原理和方法。▪【能力目标】▪1.能够归纳总结数控加工工序卡识读的方法；第五章数控车铣加工综合分析|•概述（续）▪2.能够正确选择数控加工刀具规格型号；▪3.具有手工编程和控制加工质量的基本能力。▪【素质目标】▪1.培养认证思考、勤于总结的工作方法；▪2.形成精益求精的科学精神。5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧第一篇·初级数控加工工艺与编程第五章数控车铣加工综合分析|5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧5.1.1零件主要特征与重要结构尺寸识别方法▪1.零件主要特征的识读▪1)明确该零件是回转体还是非回转体▪一般回转体类零件有一个回转中心，而且在径向尺寸标注都以该中心为基准，一直径和半径方式标注，如尾锥零件图中的圆柱面、圆锥面、螺纹面都以直径标注▪而非回转体类零件找不到一个共同的回转中心，他们一般由若干矩形、圆形、曲面组成▪如电机前盖就是由方形底座、多边形凸台、圆形凸台、半圆弧槽、不通孔等组成▪2)找出零件的主体结构第五章数控车铣加工综合分析|5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧（续）5.1.1零件主要特征与重要结构尺寸识别方法（续）▪一个零件尽管由多个形体结构组成，但通常都会有一个主体结构▪在明确零件属于回转体或非回转体后，就可以找出该零件的主体结构▪比如回转体类零件，通常主体结构为圆柱体、圆锥体、回转曲面体▪而对非回转体类零件，主体结构主要有矩形、多边形和曲面体等；而其上的凸台、槽和孔都是派生的次要结构。如电机前盖的主体结构为正方体和多面体，其上派生有圆形凸台、不通孔、半圆弧槽、通孔等。▪2.零件设计基准的识读▪零件图上一般都会标准设计基准，其符号为一个圆内标有A、B、C字母，的，并通过直线指引至实三角形，实三角形靠近有关形体的边、尺寸线等第五章数控车铣加工综合分析|5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧（续）5.1.1零件主要特征与重要结构尺寸识别方法（续）▪基准可以是零件的表面、孔径、轴线等，确保测量结果的准确性和一致性▪比如尾锥的设计基准为中心线，由于其为共用基准，有时不用标出▪3.零件重要尺寸及精度的识读▪零件图中重要的尺寸一般都会标准有尺寸精度、形状精度和位置精度，以及表面粗糙度▪比如尾锥中的mm和mm外圆尺寸精度等级为IT8，表面粗糙度值为Ra1.6μm，表面质量要求较高▪左端mm外圆对右端mm外圆的同轴度要求(φ0.03mm)第五章数控车铣加工综合分析|5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧（续）5.1.1零件主要特征与重要结构尺寸识别方法（续）▪而电机前盖中，mm内孔尺寸公差等级为IT8，表面粗糙度值为Ra1.6μm，表面质量要求较高▪R5.5mm键槽中心面对零件中心面(基准A和B)有0.03的对称度要求▪mm内孔对零件底面（基准C）有0.03的垂直度要求第五章数控车铣加工综合分析|5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧5.1.2工序卡中关键信息的获取方法▪工序卡是指导生产作业的法律文件，一般由技术部门制定，派发到有关生产部门执行。所以作为生产部门的操作者，应该严格按照工序卡进行生产作业。▪首先，应该识读工序卡，能够明确零件名称、毛坯材料和尺寸大小、工序号、工步号、工步加工工艺及内容、工步切削参数、工时标准、工装夹具等。▪1.识读工序卡中的基本信息▪工序卡中的基本信息一般都在表头部分▪主要包括零件名称、毛坯材料和尺寸大小、工序号、加工机床型号、工装夹具等▪这些信息可以指明需要选择什么材料和大小的毛坯，什么型号的机床、什么工装夹具第五章数控车铣加工综合分析|5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧（续）5.1.2工序卡中关键信息的获取方法（续）▪2.明确数控加工的工步内容和切削参数▪通常数控加工采用集中工序，以提高机床的加工效率，减少机床数量和降低加工成本▪但在大批量生产时也会采用分散的工序，通过多个机床分别完成不同部位的加工，或者粗精加工分为不同工序▪对于前述的尾椎和电机前盖套两个案例，很显然为集中工序，即零件所有的加工任务在一个机床上，分若干个工步不间断地完成▪尾椎数控加工工步内容和切削参数▪从3.1中可知，共有10个工步，其中有2个安装与端面加工工步，其中第一个为定位粗基准，第二个为定位精基准第五章数控车铣加工综合分析|5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧（续）5.1.2工序卡中关键信息的获取方法（续）▪2个外圆面粗车工步、2个外圆面半精加工工步、两个特定外圆面mm和mm的精加工工步：一个切槽工步和一个车螺纹工步▪这也表明粗基准只能用一次，第二次要以经过精加工的外圆面为精基准，加工其他面，以便保证同轴度的要求▪由此可见车削加工一般为先加工外圆面、后加工外圆槽、最后加工螺纹面。▪切削参数主要包括粗车、半精车和精车外圆面的主轴转速、进给速度和背吃刀量。而切槽和车螺纹的切削参数为特殊参数。▪由此可见粗加工、半精加工和精加工是在不同工步完成的，这样有利于提高效率和控制尺寸精度▪而退刀槽的尺寸精度是由刀片的尺寸精度所决定的，只需要一次加工就可以获得第五章数控车铣加工综合分析|5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧（续）5.1.2工序卡中关键信息的获取方法（续）▪但螺纹加工要分粗、精加工才能达到精度要求，进给要用进给量，进给量的大小等于螺纹导程▪当大批量生产时，可以将两次装夹分在两个机床上，两端的加工也在两个机床上完成，这样就形成两个工序。▪2）电机前盖数控加工工步内容和切削参数▪从4.1中可知，共有六个工步，其中第一个开粗工步是加工几个基准面，以便定位和装夹▪工步2就是以开粗加工的底面和侧面为定位精基准，加工其他形面，以保证尺寸精度、位置精度要求▪也分为粗加工、半精加工和精加工，但精加工的外轮廓只是圆形凸台部分第五章数控车铣加工综合分析|5.1识读零件图与工序卡的方法与技巧（续）5.1.2工序卡中关键信息的获取方法（续）▪由此可见铣削加工一般先加工基准平面、后加工其他平面和台阶面、最后加工槽和孔。▪切削参数主要包括粗铣、半精铣和精铣外轮廓面的主轴转速、进给速度和背吃刀量。不通大孔的粗铣、半精铣、精铣和钻孔的主轴转速、进给速度和背吃刀量。5.2刀具型号及刀具卡编制的方法与技能第一篇·初级数控加工工艺与编程第五章数控车铣加工综合分析|5.2刀具型号及刀具卡编制的方法与技能▪建立刀具卡和确定加工方法是确保加工质量和效率的关键。下面是建立刀具卡和确定加工方法一般步骤：▪在建立刀具卡和确定加工方法时，需要充分考虑工件特性、加工要求、刀具性能和机床条件等因素。同时，经验和实践也是不可或缺的，通过不断的实际加工和优化，逐步提高加工效率和质量。第五章数控车铣加工综合分析|5.2刀具型号及刀具卡编制的方法与技能5.2.1如何从工序卡中获得刀具的有关信息▪从工序卡中获取刀具的相关信息是非常重要的，这可以帮助操作人员正确选择、使用和维护刀具，确保加工质量和效率。从工序卡中可以获取的信息有：▪1.刀具材料和规格：▪在工序卡中的每一个工步，都会给出所用刀具的规格和材料。这就为选择刀具型号尺寸提供了很好的信息。也就确定了刀具的主尺寸和材料。▪2.切削参数：▪工序卡通常也包含了每个加工步骤的切削参数，如切削速度、进给速度、切削深度等。这些参数会影响到刀具的选择和使用，因此需要与刀具的性能匹配。第五章数控车铣加工综合分析|5.2刀具型号及刀具卡编制的方法与技能5.2.2刀具型号的确定▪刀具卡中应包含工步号对应的刀具编码，刀具名称、刀杆型号、刀片型号、刀尖圆弧半径等信息。刀具卡的编制主要是确定刀杆型号、刀片型号、刀尖圆弧半径等。▪1.刀杆型号的确定：▪车刀刀杆型号中主要是在保证刀具规格的情况下，选择刀具后角大小、截面尺寸、长度等参数▪比如95°外圆车刀，就是保证刀杆安装刀片后的主偏角为95°，后角可以根据加工材料的软硬不同，选择不同的后角，当加工软材料时可以选择大的后角▪比如7°或11°后角▪而整体式立铣刀，没有刀杆部分，只有刀柄部分。刀柄通常选择BT30系列。主要保证弹簧夹能有效夹持刀具直径就可以。第五章数控车铣加工综合分析|5.2刀具型号及刀具卡编制的方法与技能（续）5.2.2刀具型号的确定（续）▪2.刀片型号的确定▪一般数控加工为了提高加工效率，减少磨刀和换刀次数，通常选用机夹可转位硬质合金刀片（车刀）或整体硬质合金刀具（铣刀）▪型号中的刀具主尺寸必须与工序卡中的规格一致▪对机夹式车刀有刀杆和刀片型号两种，在刀杆中要保证主偏角的大小，而刀片中则与刀片形状有关，分别有菱形、正方形、五边形、等边三角形等，他们都可以安装为不同主偏角的大小，但后角的大小要与…▪对于整体式立铣刀，刀具直径已经在工序卡规定，在此只需要确定刀刃长度和刀具全长，刀刃数量▪通常刀刃长度与切削零件深度或厚度有关，通常要大于零件的厚度第五章数控车铣加工综合分析|5.2刀具型号及刀具卡编制的方法与技能（续）5.2.2刀具型号的确定（续）▪而刀具全长与装夹长度和伸出长度有关，通常伸出长度在保证加工不产生振动变形的前提下，可以长一些第五章数控车铣加工综合分析|5.2刀具型号及刀具卡编制的方法与技能5.2.3如何从工序卡中获取加工方法的信息▪通过识读工序卡，可以从工序卡中获取加工方法信息有：▪1.粗加工、半精加工和精加工：▪工序卡中的每一个加工工步都会指出该工步是粗加工、还是半精加工或者精加工▪不同的加工方法采用的切削参数也会不同，一般他们是在不同工步完成的▪但有时为了集中加工简化工步，在一个工步中包括粗、精加工，这时一般为同一个特征、用同一把刀具进行加工，这样就可以不用抬刀和换刀，提高加工效率▪2.轮廓加工或非轮廓加工：第五章数控车铣加工综合分析|5.2刀具型号及刀具卡编制的方法与技能（续）5.2.3如何从工序卡中获取加工方法的信息（续）▪工序卡中通常绘制出该工步是轮廓加工还是非轮廓加工▪一般对半精加工和精加工通常采用轮廓加工，这是切削余量均匀一致，容易保证加工质量▪而粗加工一般采用平行走刀加工，这样可以快速切除加工余量5.3数控加工过程控制的方法与技能第一篇·初级数控加工工艺与编程第五章数控车铣加工综合分析|5.3数控加工过程控制的方法与技能5.3.1启动加工中的切削速度和进给速度控制方法▪在数控机床的操作面板上，通过运动以及参数设置、修改等实现加工过程的控制。图5-1是操作面板介绍。第五章数控车铣加工综合分析|5.3数控加工过程控制的方法与技能第五章数控车铣加工综合分析|5.3数控加工过程控制的方法与技能5.3.1启动加工中的切削速度和进给速度控制方法▪1．程序控制▪数控加工中启动加工的切削速度和进给速度控制方法通常由数控系统提供。首先，可以在数控系统中编写或加载相应的加工程序。在程序中，通常会指定切削速度和进给速度的设定值。▪2.手动微调控制▪在数控系统中，通常可以手动调整切削速度和进给速度。这可以通过数控操作面板上的旋钮或按钮来完成，如图5-2所示。修调进给速度后，实时的切削速度可以在机床面板上读取，如图5-3所示。第五章数控车铣加工综合分析|5.3数控加工过程控制的方法与技能图5-1数控机床的操作面板第五章数控车铣加工综合分析|5.3数控加工过程控制的方法与技能5.3.1启动加工中的切削速度和进给速度控制方法▪在启动加工之前，操作人员可以根据实际情况进行手动调整，以确保切削参数符合加工要求。▪在加工过程中，操作人员应当密切监控切削参数的变化和加工状态。根据实际情况，可以随时对切削速度和进给速度进行调整，以确保加工过程顺利进行并达到预期的加工效果。▪在加工过程中，记录切削速度和进给速度的设定值以及实际加工情况。这些记录对于后续工艺改进和质量控制非常重要。第五章数控车铣加工综合分析|5.3数控加工过程控制的方法与技能5.3.2加工过程的监控与检测▪加工过程中，监控与检测方法有：▪1.实时监控：▪使用数控系统或其他监控设备实时监测加工过程中的切削力、刀具温度、振动等参数。这些参数的变化可以反映加工状态，及时发现异常情况并进行调整。▪2.表面质量检测：▪定期对加工零件的表面质量进行检测，例如使用表面