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1、书名:数控铣削编程与加工 ISBN: 978-7-111-30859-1 作者:陶维利 出版社:机械工业出版社 本书配有电子课件,数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,数控铣削编程与加工 项目式教学,数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,项目2 数控机床加工工艺设计,数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,一、数控加工工艺设计内容,数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,1.数控加工工艺设计内容(1),选择在数控机床上进行加工的零件,并确定加工的工序内容。 分析被加工零件加工部位的形状,明确加工内容与加工要求,在此基础上确定零件的加工方案,制定零件数控加工的工艺路线,包括工
2、序的划分、加工顺序的安排、与普通加工工序的衔接等。 设计数控加工工序。包括工步的划分、零件的定位和夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。,一、数控加工工艺设计内容,数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,1.数控加工工艺设计内容(2),数控加工运行轨迹各节点坐标尺寸计算。 编写数控加工程序。包括对刀点、换刀点的选择,加工路线的确定,刀具补偿的确定与设置,粗、精加工程序编制等。 合理分配数控加工中的容差。,一、数控加工工艺设计内容,数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,二、零件的工艺性分析,数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,1.零件的工艺性分析(1),几何形状分析; 尺寸
3、标注分析; 形位公差分析; 表面粗糙度分析; 技术要求分析; 机械性能分析; 结构工艺性分析等。,二、零件的工艺性分析,数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,二、零件的工艺性分析,1.零件的工艺性分析(2),数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,1.零件的工艺性分析(3),二、零件的工艺性分析,数控铣削编程与加工 高职高专 ppt 课件,三、加工方法选择,三、加工方法选择,1.外圆表面加工方法的选择,加工工艺路线的确定 加工余量的确定,2.内孔表面加工方法的选择,三、加工方法选择,3.平面加工方法的选择,三、加工方法选择,四、毛坯的类型和选择,1.毛坯的类型和选择(1),零件毛坯类
4、型 铸件、锻件和型材(如圆钢、方钢)等。 选择原则 应根据生产纲领和批量,零件的结构形状和尺寸大小,零件的力学性能,工厂现有设备和技术水平以及技术经济性综合考虑选择。 考虑因素 毛坯类型、材料、尺寸规格、表面质量及机械性能。,四、毛坯的类型和选择,1.毛坯的类型和选择(2),圆钢,方钢,铸件,锻件,四、毛坯的类型和选择,五、工件在数控机床上的定位与装夹,定位 数控机床加工工件时,必须保证工件对机床和刀具正确位置关系,这一过程叫做工件的定位。 夹紧 工件定位后,通过夹紧装置将工件压紧夹牢,使工件在切削过程中,不会由于切削力、离心力和工件自重力等的作用而产生位置变化和振动,这就是工件的夹紧。 安装
5、 工件从定位到夹紧的全过程叫做安装。 夹具 用来使工件在机床上定位和夹紧的装置,称为夹具。,1.基本概念,五、工件在数控机床上的定位与装夹,2.工件的定位原理 (1),任何一个工件在空间的位置,都可以沿三个坐标轴X、Y、Z移动和绕这三个坐标轴转动。 工件在每一个方向移动或转动的可能性,叫做工件的一个自由度,因此工件在空间具有六个自由度.,五、工件在数控机床上的定位与装夹,2.工件的定位原理 (2),为了使工件在夹具中有一个确定的位置,就需将它的六个自由度全部加以限制。在夹具中用适当分布的六个支承点来限制工件的六个自由度,这就是工件定位的六点原则。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,ABC:限制
6、Y方向的移动,X方向、Z方向转动; DE: 限制X方向移动、Y方向转动; F: 限制Z方向移动,五、工件在数控机床上的定位与装夹,2.工件的定位原理 (3),2.工件的定位原理 (4),六个支承点的分布规律如图所示。 水平面(XOZ)分布三个支承点,限制了工件绕X、Z轴的转动和沿Y轴的上下移动三个自由度,称为主要定位面。 侧垂直面(YOZ)分布两个支承点,限制了工件沿X轴的左右移动和绕Y轴的转动两个自由度,称为导向定位面。 正垂直面(XOY)分布一个支承点,限制了工件沿Z轴前后移动一个自由度,称为止推定位面。一般应选取工件尺寸较小的表面作为止推定位面。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,2.工
7、件的定位原理 (5),(1)完全定位 按照上述方法在夹具上布置六个支承点,每个支承点相应地限制一个自由度,工件的六个自由度完全被限制了,工件在夹具中的位置是惟一的,即处于完全确定的位置,这种定位称为完全定位。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,2.工件的定位原理 (6),(2)不完全定位 工件加工时,在有些工序中有时并不要求工件完全定位,而只要求部分定位,即限制部分自由度就能满足工件加工要求,这种定位称为不完全定位。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,五、工件在数控机床上的定位与装夹,2.工件的定位原理 (7),如图所示轴承内孔在车床上加工,采用花盘和角铁的安装方式,工件底面与角铁平面接触,限
8、制三个自由度;工件侧面与定位板接触,限制两个自由度,一共限制了五个自由度,主轴轴线方向自由度没有加以限制,当加工轴承孔时,工件轴向安装位置并不影响加工精度,能够满足加工要求。因此,只要能保证加工精度,不完全定位是允许。,2.工件的定位原理 (8),车削较短的轴类零件外圆时,采用三爪自定心卡盘装夹,限制了工件四个自由度,工件绕主轴轴线的转动和沿主轴轴线方向的移动这两个自由度没有限制,不影响工件的加工要求,属于不完全定位。,X,Z,五、工件在数控机床上的定位与装夹,2.工件的定位原理 (9),若夹具上的支承点少于工件上应该限制的自由度数,使得工件上某些应该限制的自由度没有被限制,工件的定位不足而导
9、致加工精度得不到保证,这种定位称为欠定位,数控车削加工时是不允许的。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,3.工件的定位方法(1),(1)工件以平面定位 工件以毛坯面定位时,应采用3点支承的方法,尽量增大支承间的距离L,使支撑三角形的面积尽可能大些。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,3.工件的定位方法(2),支承钉结构,五、工件在数控机床上的定位与装夹,3.工件的定位方法(3),支承板结构,五、工件在数控机床上的定位与装夹,可调支承结构,五、工件在数控机床上的定位与装夹,3.工件的定位方法(4),3.工件的定位方法(5),(2)工件以外圆定位 在圆柱孔中定位 工件在圆柱孔中定位,方法简单,应用
10、广泛,适用于精基准定位。但工件外圆和圆柱孔直径不可能绝对一致,定位时会产生径向位移误差。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,3.工件的定位方法(6),(2)工件以外圆定位 在半圆弧夹具上定位 这种定位装置的下半圆弧起定位作用,上半圆弧起夹紧作用。半圆弧夹具接触面积大,因此不易夹伤工件表面,适用于外圆已精加工过的工件。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,(2)工件以外圆定位 在V形架上定位 工件在长V形架上定位时,限制了4个自由度。V形架定位的特点是当工件外圆直径变化时,可保证圆柱体轴线x轴方向的定位误差为零,但在Z轴上有定位误差存在。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,3.工件的定位方法(7)
11、,3.工件的定位方法(8),(3)工件以内孔定位 在车削齿轮、套筒、盘类等零件的外圆时,一般应以加工好的内孔定位。常用小锥度心轴、圆柱心轴、圆锥心轴、花键心轴和螺纹心轴等定位。 1)在小锥度心轴上定位如图所示。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,3.工件的定位方法(9),(3)工件以内孔定位 2)在圆柱心轴上定位。工件在圆柱心轴上定位如图所示。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,3.工件的定位方法(10),(3)工件以内孔定位 3)在圆锥心轴上定位。工件在圆锥心轴上定位如图所示。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,3.工件的定位方法(11),(4)工件以1面2孔定位 当工件以2个轴线互相平行的
12、孔及与孔相互垂直的平面作为定位基准时,可用1个短圆柱销、1个削边销和1个平面作定位元件来定位,这种定位方法称为1面2孔定位。在加工轴承座、箱类、汽缸体等工件时,常用这种定位方法。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,4.工件的夹紧(1),(1)夹紧装置使用注意事项 1)夹紧力大小确定:夹紧力必须保证工件在加工过程中位置不发生变化,但夹紧力也不能过大,过大会造成工件变形。 2)夹紧力方向确定:夹紧力的方向应尽可能垂直于工件的主要定位基准面,使夹紧稳定可靠,保证加工精度;夹紧力的方向应尽可能与切削力方向一致。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,4.工件的夹紧(2),(1)夹紧装置使用注意事项 3)夹
13、紧力作用点确定:夹紧力的作用点应尽可能地落在主要定位面上,这样可保证夹紧稳定可靠;夹紧力的作用点应与支承件对应,并尽可能作用在工件刚性较好的部位。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,4.工件的夹紧(3),螺钉式夹紧装置,摆动压块夹紧装置,螺母式夹紧装置,五、工件在数控机床上的定位与装夹,4.工件的夹紧(4),螺旋式中间压板夹紧装置,螺旋式侧边压板夹紧装置,五、工件在数控机床上的定位与装夹,5.工件在数控机床加工装夹方案 (1),(1)数控卧式车削加工常用装夹方案 1)三爪定心卡盘装夹 三爪卡盘结构如图所示,是数控车床最常见的装夹方式,限制了工件四个自由度。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,5
14、.工件在数控机床加工装夹方案 (2),(1)数控卧式车削加工常用装夹方案 2)四爪卡盘装夹 是数控车床最常见的装夹方式。由于有四个独立运动的卡爪,因此装夹工件时每次都必须仔细校正工件位置,使工件的旋转轴线与车床主轴的旋转轴线重合。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,5.工件在数控机床加工装夹方案 (3),(1)数控卧式车削加工常用装夹方案 3)在两顶尖间装夹工件 对于较长的或必须经过多次装夹才能完成加工的轴类工件,如长轴、长丝杠、光杠等细长轴类零件车削,或工序较多,在车削后还要铣削或磨削的工件,为了保证每次装夹时的安装精度,可用两顶尖装夹工件。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,5.工件在数控
15、机床加工装夹方案 (4),(1)数控卧式车削加工常用装夹方案 4)一夹一顶装夹工件用双顶尖装夹工件虽然精度高,但刚性较差。车削较重工件时要用一端夹住,另一端用后顶尖顶住的装夹方法。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,5.工件在数控机床加工装夹方案 (5),(2)数控铣削加工常用装夹方案 1)用机用虎钳装夹工件,五、工件在数控机床上的定位与装夹,5.工件在数控机床加工装夹方案 (6),(2)数控铣削加工常用装夹方案 2)用三爪卡盘夹持工件 对于结构尺寸不大且外表面为不需要加工的圆形表面零件,可以利用三爪卡盘进行装夹。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,5.工件在数控机床加工装夹方案 (7),(2
16、)数控铣削加工常用装夹方案 3)圆盘工作台安装工件 圆盘工作台用于铣削加工比较规则的内外圆弧面零件的装夹。,五、工件在数控机床上的定位与装夹,5.工件在数控机床加工装夹方案 (8),(2)数控铣削加工常用装夹方案 4)直接在工作台上安装工件,五、工件在数控机床上的定位与装夹,5.工件在数控机床加工装夹方案 (9),(a),(c),五、工件在数控机床上的定位与装夹,(2)数控铣削加工常用装夹方案 5)利用角铁和V形铁装夹工件,六、数控加工工艺设计,1.加工阶段划分(1),(1)粗加工阶段 粗加工阶段的主要任务是切除毛坯的大部分加工余量,使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。粗加工应注意两方面的问题:在满足设备承受力的情况下提高生产效率;粗加工后应给半精加工或精加工留有均匀的加工余量。