《数控机床加工工艺 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42618第6章数控铣床加工工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床加工工艺 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42618第6章数控铣床加工工艺（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019年5月16日,数控机床加工工艺,1,2013年7月,数控机床加工工艺 电子教案,主 编：王爱玲 副主编：李 清 景海平,联系方式： 地址：中北大学机械工程与自动化学院 邮编：030051,2019年5月16日,数控机床加工工艺,2,第6章 数控铣床加工工艺,6.1数控铣床加工工艺概述 6.2 数控铣床加工工艺分析 6.3 数控铣削加工工序设计 6.4典型零件的数控铣削工艺分析与程序编制,2019年5月16日,数控机床加工工艺,3,6.1.1数控铣床简介,1.数控铣床的分类 数控铣床种类很多，按其控制坐标的联动轴数可分为二轴半联动、三轴联动和多轴联动数控铣床等。 按主轴布置形式分为：立
2、式数控铣床、卧式数控铣床、立卧两用数控铣床。 按数控系统的功能分为：经济型数控铣床、全功能数控铣床、高速铣削数控铣床。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,4,图6-1 立式升降台铣床,图6-2 龙门式铣床,图6-6 高速铣削数控铣床,图6-3 卧式数控铣床,2019年5月16日,数控机床加工工艺,5,2.数控铣床的结构,如图6-7所示，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成： 1）主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。 2）进给伺服系统 由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进
3、给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。 3）控制系统 数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。 4）辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,6,图6-7 数控铣床结构,5）机床基础件 通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。 6）工作台,2019年5月16日,数控机床加工工艺,7,6.1.2 数控铣床加工的主要对象,数控铣床是主要采用铣削方式加工工件的数控机床。它能够进行外形轮廓铣削、平面或曲面型铣削及三维复杂型面的铣削，如凸轮、模具、叶片、螺旋桨等。另外，数控铣床还具有孔加工
4、的功能，通过特定的功能指令可进行一系列孔的加工，如钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻丝等。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,8,图6-8 典型的平面类零件,图6-10 数控铣削叶轮,图6-9 飞机上的变斜角梁缘条,2019年5月16日,数控机床加工工艺,9,6.1.3 数控铣床加工工艺的基本特点及主要内容,1.数控铣床加工工艺的基本特点 2.数控铣床加工工艺的主要内容： （1）选择适合在数控铣床上加工的零件，确定工序内容； （2）分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求； （3）确定零件的加工方案，制定数控铣削加工工艺路线。如划分工序、安排加工顺序，处理与非数控加工工序的衔接等； （4）加
5、工工序的设计。如选取零件的定位基准、夹具方案的确定、工步划分、刀具选择和确定切削用量等； （5）数控铣削加工程序的调整。如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿及确定加工路线等。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,10,第6章 数控铣床加工工艺,6.1数控铣床加工工艺概述 6.2 数控铣床加工工艺分析 6.3 数控铣削加工工序设计 6.4典型零件的数控铣削工艺分析与程序编制,2019年5月16日,数控机床加工工艺,11,6.2.1 数控铣床加工零件的工艺性分析,主要内容包括产品的零件图样分析、零件结构工艺性分析与零件毛坯的工艺性分析等内容。 1.零件图工艺分析 首先应熟悉零件在产品中的作用、位
6、置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。 （1）图纸尺寸的标注方法是否方便编程？构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要？各几何元素的相互关系（如相切、相交、垂直和平行等）是否明确？有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸？等等。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,12,（2）零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证？ （3）内槽及缘板之间的内转接圆弧是否过小？ （4）零件铣削面的槽底圆角或腹板与缘板相交处的圆角半径r是否太大？ （5）零件图中各加工面的凹圆弧(R与r)是否过于零乱
7、，是否可以统一？ （6）零件上有无统一基准以保证两次装夹加工后其相对位置的正确性？ (7）分析零件的形状及原材料的热处理状态，会不会在加工过程中变形？哪些部位最容易变形？,2019年5月16日,数控机床加工工艺,13,2.零件的结构工艺性分析,（1）零件的内腔和外表最好采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，提高生产效率。 （2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小。 （3）零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。 （4）应采用统一的基准定位。在有关的铣削件的结构工艺性实例见表6-1。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,14,(a)
8、 R较小 (b) R较大 图6-11 内槽结构工艺性对比,(a) r较小 (b) r较大 图6-12 零件槽底平面圆弧对铣削工艺的影响,2019年5月16日,数控机床加工工艺,15,3.零件毛坯的工艺性分析,（1）毛坯应有充分、稳定的加工余量。经验表明，数控铣削中最难保证的是加工面与非加工面之间的尺寸，在零件图样注明的非加工面处也增加适当的余量。 （2）分析毛坯的装夹适应性 （3）分析毛坯的变形、余量大小及均匀性 分析毛坯加工中与加工后的变形程度，主要是考虑在加工时要不要分层切削，分几层切削。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,16,6.2.2 数控铣床加工工艺路线的拟订,铣削加工工艺路
9、线的拟订是制定铣削工艺规程的重要内容之一 ，其主要内容包括：选择各加工表面的加工方法、划分和加工阶段、划分工序以及安排工序的先后顺序等。 1.加工方法的选择 对于数控铣床，应重点考虑几个方面：能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求；使走刀路线最短，既可简化程序段，又可减少刀具空行程时间，提高加工效率；应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。 (1)内孔表面加工方法的选择 在数控铣床上加工内孔表面加工方法主要有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻丝等，应根据被加工孔的加工要求、尺寸、具体生产条件、批量的大小及毛坯上有无预制孔等情况合理选用。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,17,(2)平
10、面加工方法的选择 在数控铣床上加工平面主要采用端铣刀和立铣刀加工。粗铣的尺寸精度和表面粗糙度一般可达IT11IT13，Ra6.325；精铣的尺寸精度和表面精糙度一般可达IT8IT10，Ra1.66.3。 (3)平面轮廓加工方法的选择通常采用3坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。 (4)固定斜角平面加工方法的选择 固定斜角平面是与水平成成一固定夹角的斜面，常用的加工方法如下： 1）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（如图6-15）。当零件尺寸很大，斜面斜度又较小时，常用行切法加工。 2)对于图6-15所示的正圆台和斜盘表面，一般可用
11、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。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,18,图6-15 主轴摆角加工固定斜面,2019年5月16日,数控机床加工工艺,19,(5)变斜角面加工方法的选择,1）对曲率变化较小的变斜角面，选用x、y、z和A4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，如图6-16（a）所示。 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x、y、z、A和B（或C转轴）的5坐标联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加工，如图6-16（b）所示。,2019年5
12、月16日,数控机床加工工艺,20,(a) 四坐标联动 (b)五坐标联动 图6-16 4、5坐标数控铣床加工零件变斜角面,2019年5月16日,数控机床加工工艺,21,3）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，图6-17所示是用鼓形铣刀铣削变斜角面的情形。,图6-17用鼓形铣刀分层铣削变斜角,2019年5月16日,数控机床加工工艺,22,(6)曲面轮廓加工方法的选择 立体曲面的加工应根据曲面形状、刀具形状及精度要求采用不同的铣削加工方法，如两轴半、3轴、4轴及5轴等联动加工。 1）对曲率变化不大和精度要求不高的
13、曲面的粗加工，常用两轴半坐标的行切法加工，即x、y、z，3轴中任意两轴作联动插补，第三轴作单独的周期进给。,图6-18 两轴半坐标行切法加工曲面,2019年5月16日,数控机床加工工艺,23,2）对曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工，常用x、y、z 3坐标联动插补的行切法加工。如图6-20所示。,图6-20 3轴联动行切法加工曲面的切削点轨迹,2019年5月16日,数控机床加工工艺,24,3）对像叶轮、螺旋桨这样的零件，因其叶片形状复杂，刀具容易与相邻表面干涉，常用5坐标联动加工。,图6-21 曲面的5坐标联动加工,2019年5月16日,数控机床加工工艺,25,2.加工阶段的划分（略）,
14、2.加工阶段的划分（略） 可分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。 3.工序的划分（略） 可以采用两种不同原则，即工序集中原则和工序分散原则。 4.加工顺序的安排（略） （1）切削加工工序的安排 切削加工工序通常按下列原则安排顺序。 1）基面先行原则。 2）先粗后精原则。 3）先主后次原则。 4）先面后孔原则。 （2）热处理工序的安排（略）,2019年5月16日,数控机床加工工艺,26,5.加工路线的确定,1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。 刀具切入工件时，应避免沿零件外廓的法向切入，而应沿外廓曲线延长线的切向切入。同理，在切离工件时，也应避免在工件的轮廓处直接退刀，而应该
15、沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。 铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。如内轮廓曲线不允许外延（见图6-23），则刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在内轮廓曲线两极和元素的交点处。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,27,图6-22 外轮廓加工刀具的切入和切出 图6-23 内轮廓加工刀具的切入和切出,2019年5月16日,数控机床加工工艺,28,当内部几何元素相切无交点时，如图6-24（a）所示取消刀补会在轮廓拐角处留下凹口，应使刀具切入切出点远离拐角，如图6-24（b）所示。,(a) (b) 图6-24 无交点内轮廓加工
16、刀具的切入和切出,2019年5月16日,数控机床加工工艺,29,图6-25所示为圆弧插补方式铣削外整圆时的走刀路线。当整圆加工完毕时，不要在切点处直接退刀，而应让刀具沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面相碰，造成工件报废。铣削内圆弧时也要遵循从切向切入的原则，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线（见图6-26），这样可以提高内孔表面的加工精度和加工质量。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,30,图6-25 外圆铣削 图6-26 内圆铣削,2019年5月16日,数控机床加工工艺,31,对于孔位置精度要求高的零件，在精镗孔系时，镗孔路线一定要注意各孔的定位方向一致，即采用单向趋近定位点的方法，以避免传动系统反向间隙误差或测量系统的误差对定位精度的影响。
