《数控铣工 加工中心操作工 高级 含1VCD 教学课件 ppt 作者 沈建峰 虞俊 20019 第二章41》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控铣工 加工中心操作工 高级 含1VCD 教学课件 ppt 作者 沈建峰 虞俊 20019 第二章41（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数控铣工 加工中心操作工(高级),沈建峰 虞 俊 主编,第二章 数控铣床/加工中心的加工工艺,第二章 数控铣床/加工中心的加工工艺,掌握数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟 定方法；了解数控铣床/加工中心的刀具系统； 了解数控铣床/加工中心的夹具系统；掌握数控 铣床/加工中心工艺文件的编写方法。,目 录,第一节 数控铣床加工中心加工工艺路线的拟定 一、数控加工的内容 二、零件结构工艺性分析 三、加工顺序的安排 四、加工方法的选择 五、加工路线的确定 第二节 数控铣床加工中心用刀具系统 一、刀具的基本特点 二、刀具的材料 三、刀具的种类 四、刀柄系统 五、切削用量的选用 六、对刀及对刀装置简介,第
2、二章 数控铣床/加工中心的加工工艺,第二章 数控铣床/加工中心的加工工艺,目 录,第三节 数控铣床加工中心用夹具系统 一、数控机床夹具的基本知识 二、单件、小批量工件的装夹与校正 三、中、小批量工件的装夹 四、大批量工件的装夹 第四节 数控加工工艺文件 一、数控加工编程任务书 二、数控加工工序卡片 三、数控刀具调整单 四、机床调整单 五、数控加工程序单 复习思考题,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,一、数控加工的内容,图2-1 数控加工流程图,数控加工流程如图2-1所示，主要包括分析图样、 工件的定位与装夹、刀具的选择与安装、编制数控加工 程序、试切削或试运行、数控加工、工件的验收
3、与质量 误差分析等方面的内容。,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,二、零件结构工艺性分析,零件的结构工艺性是指根据加工工艺特点，对零件的 设计所产生的要求，也就是说零件的结构设计会影响或决 定加工工艺性的好坏。,（1）零件图样尺寸的正确标注 由于数控加工程序是以准 确的坐标点为基础进行编制的。因此，各图形的几何要素 的相互关系要明确；各种几何要素的条件要充分，应无引 起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。,（2）保证基准统一在数控加工零件图样上，最好以同一基 准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,（3）零件各加工部位的结构工艺性,1）零
4、件的内腔与外形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，从而简化编程并提高生产率。,2）轮廓最小内圆弧或外轮廓的 内凹圆弧的半径R限制了刀具的半径。 因此，圆弧半径R不能取得过小。此 外，零件的结构工艺性还与R/H（H 为零件轮廓面的最大加工高度）的值 有关，当R/H0.2时，零件的结构工 艺性较好（图2-2外轮廓内凹圆弧）， 反之则较差（图2-2内轮廓圆弧）。,图2-2 零件结构工艺性,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,3）铣削槽底平面时，槽底圆角半径r（图2-3）不能过大。,（4）分析零件的变形情况对于 零件在数控铣加工过程中的变形问题， 可在加工前采取适
5、当的热处理工艺 （如调质、退火等）来解决，也可采 取粗、精加工分开或对称去余量等常 规方法来解决。,（5）毛坯结构工艺性对于毛坯的结构工艺性要求，首先应考 虑毛坯的加工余量应充足和尽量均匀；其次应考虑毛坯在加工时 定位与装夹的可靠性和方便性，以便在一次安装过程中加工出尽 量多的表面。,图2-3 槽底平面圆弧对加工工艺的影响,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,三、加工顺序的安排,1.加工顺序安排原则,（1）基准面先行原则,（2）先粗后精原则,（3）先主后次原则,（4）先面后孔原则,2.工序的划分,（1）工序划分原则,1)工序集中原则。工序集中原则是指每道工序包括尽可 能多的加工内容，
6、从而使工序的总数减少。,2)工序分散原则。工序分散就是将工件的加工分散在较 多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,（2）工序划分的方法,1)按所用刀具划分。以同一把刀具完成的那一部分工艺 过程为一道工序，这种方法适用于工件的待加工表面较多， 机床连续工作时间较长，加工程序的编制和检查难度较大 等情况。加工中心常用这种方法划分。,2)按安装次数划分。以一次安装完成的那一部分工艺过 程为一道工序。这种方法适用于工件的加工内容不多的工件， 加工完成后就能达到待检状态。,3)按粗、精加工划分。即粗加工中完成的那部分工艺 过程为一道工序，精加工中完成的那
7、一部分工艺过程为一道 工序。这种划分方法适用于加工后变形较大，需粗、精加工 分开的零件，如毛坯为铸件、焊接件或锻件。,4)按加工部位划分。即以完成相同型面的那一部分工 艺过程为一道工序，对于加工表面多而复杂的零件，可按其 结构特点(如内形、外形、曲面和平面等)划分成多道工序。,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,四、加工方法的选择,由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法有多种，因 而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸、批量、毛坯材料 及毛坯热处理等情况合理选用加工方法。此外，还应考虑生产 率和经济性的要求以及工厂的生产设备等实际情况。,1.孔加工方法的选择,在加工中心上，常用于加
8、工孔的方法有钻孔、扩孔、铰孔、 粗/精镗孔及攻螺纹等。,表 2-1,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,2.平面类轮廓加工方法的选择,（1）平面轮廓加工 平面轮廓由直 线和圆弧或各种曲线构成，这些平面 与装夹基准底平面平行或垂直，通常 在三坐标铣床上采用两轴半的坐标加 工（图2-5）。,所谓两周半联动是指X、Y、Z三轴中任意二轴作联动插补，第三轴作单独周期性进给的一种联动方式。,图2-5 平面轮廓加工,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,2.平面类轮廓加工方法的选择,（2）固定斜角平面加工 固定斜角平面是指与水平面成一固定 夹角的斜面。常用的加工方法有如下几种：,1）当零件
9、尺寸不大时，可用斜垫铁垫平后进行加工(图2-6a)。,2）当机床主轴可以摆动时，可将主轴摆成相应的角度（与固 定斜角的角度相关）进行加工（图2-6b）。,3）当零件批量较大时，可采用专用的角度成形铣刀进行加工 （图2-6c）。,4）当以上加工方法均不能实现时，可采用三坐标加工中心， 利用立铣刀、球头铣刀或鼓形铣刀，以直线或圆弧插补形式 进行分层铣削加工（图2-6d），并用其他加工方式（如钳加工） 清除残留面积。,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,2.平面类轮廓加工方法的选择,图2-6 固定斜角平面加工,（3）变斜角平面加工 1） 对于曲率变化较小的变斜角面，采用主轴可摆动的四轴联动
10、加工中心进行加工。加工时，保证刀具与零件变斜角平面始终贴合。 2） 对于曲率变化较大的变斜角面，可采用五轴联动加工中心以圆弧插补方式摆角加工。 3） 采用类似于图2-6d所示的分层铣削加工方式。,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,3.曲面类轮廓加工方法的选择,（1）规则公式曲面（如球面、椭球面等）数控铣削加工多采用球头铣刀，以“行切法”进行两轴半或三轴联动加工（类似于图2-6d），编程方法选用手工宏程序编程或自动编程。 （2）不规则曲面数控铣削加工通常采用 “行切法”或“环切法”（后叙）等多种切削方法进行三轴（四轴或五轴）联动加工，编程方法宜选用自动编程。,第一节 数控铣床/加工中
11、心加工工艺路线的拟定,五、加工路线的确定,1.加工路线的确定原则,在数控加工中，刀具刀位点相对于零件运动的轨迹称为加工路线。其确定原则如下： 1)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。 2)使数值计算简便，以减少编程工作量。 3)应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。 4）加工路线还应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确定。,加工路线的确定与共建的加工精度和表面粗糙度直接相关,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,2.孔加工路线,（1）孔加工导入量 孔加工导入量是指在孔加工过程中，刀具自快进转为工进时，刀尖点位置与孔上表面之间的距离。 孔
12、加工导入量的具体值由工件表面的尺寸变化量确定，一般情况下取210mm。当孔上表面为已加工表面时，导入量取较小值（约25mm）；当加工螺纹孔或孔上表面为未加工表面时，导入量取较大值（约510mm）。 （2）孔加工超越量 钻加工不通孔时，超越量大于等于钻尖高度Zp=D2cot0.3D；通孔镗孔时，刀具超越量取13mm；通孔铰孔时，刀具超越量取35mm；钻加工通孔时，超越量等于Zp+（13）mm。 （3）相互位置精度高的孔系的加工路线对于位置精度要求较高的孔系加工，特别要注意孔的加工顺序的安排，避免将坐标轴的反向间隙带入，影响位置精度。,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,3.轮廓铣削加工
13、路线,采用立铣刀侧刃铣削轮廓类零件时，为减少接刀痕迹，保证零件表面质量，铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲线延长线的切向切入和切出（图2-9中A-B-C-B-D）零件表面，而不应沿零件轮廓曲线法向直接切入零件，以避免加工表面产生刀痕，保证零件轮廓光滑。 铣削内轮廓表面时，如果切入和切出无法外延，切入与切出应尽量采用圆弧过渡（图2-10）。在无法实现时铣刀可沿零件轮廓的法线方向切入和切出，但须将其切入、切出点选在零件轮廓两几何元素的交点处。,图2-9 外轮廓切线切入切出,图2-10 内轮廓切线切入切出,第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定,4.凹槽类工件的加工路线,加工凹槽切削方法有三种，
14、即行切法（图2-11a）、环切法 （图2-11b）和先行切最后环切法（图2-11c）。三种方案中，图 2-11a方案最差；图2-11c方案最好。,图2-11 凹槽切削方法,5.曲面加工路线,常用曲面加工方法有以下几种： 1）两轴半联动行切法加工。 2）三轴联动行切法加工。 3）多轴（四轴或五轴）联动加工。,第二节 数控铣床/加工中心用刀具系统,一、刀具的基本特点,为了适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件装夹次数少等要求，数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。与普通机床的刀具相比，加工中心用刀具及刀具系统具有以下特点： 1）刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系列化。 2）刀片和
15、刀具几何参数及切削参数的规范化、典型化。 3）刀片或刀具材料及切削参数需与被加工工件材料相匹配。 4）刀片或刀具的使用寿命长，加工刚性好。 5）刀片及刀柄的定位基准精度高，刀柄对机床主轴的相对位置要求也较高。 6）刀柄须有较高的强度、刚度和耐磨性，刀柄及刀具系统的重量不能超标。 7）刀柄的转位、拆装和重复定位精度要求高。,第二节 数控铣床/加工中心用刀具系统,二、刀具的材料,1.常用刀具材料,常用的数控刀具材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合 金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等。其中，高速钢、硬质合 金和涂层硬质合金在数控铣削刀具中应用最广。,2.刀具材料性能比较,金刚石,立方氮化硼,氧化物陶瓷,氮
16、化物陶瓷,金属陶瓷,细颗粒涂层硬质合金,涂层硬质合金,硬质合金,高速钢,涂层高速钢,理想刀具材料,图2-13 不同刀具材料的硬度与韧性对比,高,硬 度,韧性,第二节 数控铣床/加工中心用刀具系统,三、刀具的种类,加工中心的刀具种类很多，根据刀具的加工用途，可分为轮廓类加工刀具和孔类加工刀具等几种类型。,1.轮廓类加工刀具,（1）面铣刀 面铣刀（图2-14）的圆周表面和端面上都有切 削刃，端部切削刃为主切削刃。,轮廓类加工刀具主要有面铣刀、立铣刀、键槽铣刀、模具铣刀和成型铣刀等。,（2）立铣刀 立铣刀（图2-15）是数控机床上用得最多的一 种铣刀。,图2-14 面铣刀,图2-15 立铣刀,a)直柄立铣刀 b)锥柄立铣刀,第二节 数控铣床/加工中心用刀具系统,1.轮廓类加工刀具,（3）键槽铣刀 键槽铣刀（图2-16）一般只有两个刀齿圆 柱面和端面都有切削刃，端面刃延伸至中心，既像立铣刀，又 像钻头。,（4）模具铣刀 模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥 形立铣刀（圆锥半角/2 3、5、7、10）、圆柱形 球头立铣刀和圆锥
