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1、第一节 数控铣床(加工中心)加工工艺概述 第二节 铣削方式与加工方法的选择 第三节 加工路线的拟订 第四节 切削用量的选择 第五节 工件的定位与装夹 第六节 数控铣床(加工中心)用夹具 第七节 数控铣床(加工中心)刀具 第八节 数控铣床(加工中心)常用工具简介,第二章 铣削方式与加工方法的选择,第二节 铣削方式与加工方法的选择,一、周边铣削和端面铣削 二、顺铣和逆铣 三、加工阶段的划分 四、加工工序的划分 五、铣削加工的主要形式 六、加工方法的选择,一、周边铣削和端面铣削 周边铣削是指用铣刀周边刃进行的铣削。,图2-13 周边铣削,一、周边铣削和端面铣削 端面铣削是指用铣刀端面齿刃进行的铣削。
2、,图2-14 端面铣削,二、顺铣和逆铣,1.周边铣削时的顺铣和逆铣 (1)顺铣 在铣刀与工件已加工面的切点处，铣刀旋转切削刃的运动方向与工件进给方向相同的铣削称为顺铣。 (2)逆铣 在铣刀与工件已加工面的切点处，铣刀旋转切削刃的运动方向与工件进给方向相反的铣削称为逆铣。,图2-15 顺铣和逆铣,二、顺铣和逆铣,2.端面铣削时的顺铣和逆铣 端面铣削时，根据铣刀与工件之间的相对位置不同可分为对称铣削和非对称铣削两种。 (1)对称铣削 工件处在铣刀中间时的铣削称为对称铣削。,图2-16 对称铣削,二、顺铣和逆铣,(2)非对称铣削 工件的铣削层宽度偏在铣刀一边时的铣削称为非对称铣削，即铣刀中心与铣削层
3、宽度的对称线处在偏心状态下的铣削，如图2-17所示。 1)非对称逆铣铣削时，逆铣部分占的比例大，在各个刀齿上的Ff之和，与进给方向相反(图2-17a)，所以不会拉动工作台。 2)非对称顺铣铣削时，顺铣的部分占的比例大，在各个刀齿上的Ff之和，与进给方向相同(图2-17b)，故易拉动工作台。,图2-17 非对称铣削,三、加工阶段的划分,(1)粗加工阶段 其任务是切除毛坯上大部分多余的金属，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，粗加工阶段的主要目标是提高生产率。 (2)半精加工阶段 其任务是使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量，为主要表面的精加工(如精铣、精磨)做好准备，并可完成一些次
4、要素表面加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等。 (3)精加工阶段 其任务是保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求。,三、加工阶段的划分,(4)光整加工阶段 对零件上精度和表面粗糙度要求很高(IT6以上，表面粗糙度为Ra0.2m)的表面，需进行光整加工，其主要目标是提高尺寸精度、降低表面粗糙度值。 划分加工阶段的目的如下： (1)保证加工质量 工件在粗加工时，切除的金属层较厚，切削力和夹紧力都比较大，切削温度也比较高，将会引起较大的变形。 (2)合理使用设备 粗加工的加工余量大，切削用量大，可采用功率大、刚度好、效率高而精度低的机床。,三、加工阶段的划分,(3)便于及时发现毛坯缺陷 毛坯的各
5、种缺陷，如铸件的气孔、夹砂和余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时修补或决定报废，以免继续加工，造成浪费。 (4)便于安排热处理工序 如粗加工后，安排去应力热处理，以消除内应力。,三、加工阶段的划分,加工阶段的划分也不应绝对化，应根据零件的质量要求、结构特点和生产纲领灵活掌握。在加工质量要求不高、零件刚性好、毛坯精度高、加工余量小时，可不必划分加工阶段。对刚性好的重型零件，由于装夹及运输很费时，也常在一次装夹下完成全部粗、精加工。对于不划分加工阶段的零件，为减少粗加工中产生的各种变形对加工质量的影响，在粗加工后，松开夹紧机构，放置一段时间，让零件充分变形，然后再用较小的夹紧力重新夹紧，进行精
6、加工。,四、加工工序的划分,1.工序与工步 工序是产品制造过程中的基本环节，也是构成生产的基本单位，即一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程。 2.数控铣削加工工序的划分原则 在数控铣床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序，划分方法如下：,四、加工工序的划分,(1)按所用刀具划分 用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。 图218a所示的模具，工序一为键槽铣刀粗、精加工内型腔侧面并粗加工底平面；工序二为球头铣刀精加工底部曲面；工序三为镗刀镗孔加工。,
7、图2-18 工序划分实例,四、加工工序的划分,(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。 图218b所示的凸轮，工序一为以外形毛坯定位装夹加工孔；工序二为以孔定位加工凸轮外轮廓。 (3)按粗、精加工划分 粗加工中完成的那部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。 图218c所示的零件，工序一为用普通机床对内外轮廓去余量粗加工；工序二为用数控机床对曲面轮廓精加工。,四、加工工序的划分,(4)按加工部位划分 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、外、曲面和平面等)划分成多道工序。 图218d所示
8、的零件，工序一为粗、精加工外轮廓；工序二为钻、铰孔加工；工序三为粗、精加工上表面曲面。,四、加工工序的划分,3.加工顺序的安排 在选定加工方法、划分工序后，工艺路线拟订的主要内容就是合理安排这些加工方法和加工工序的顺序。零件的加工工序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序（包括表面处理、清洗和检验等），这些工序的顺序直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。因此，在设计工艺路线时，应合理安排切削加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决工序间的衔接问题。 (1)基面先行原则 精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。,四、加工工序的划分,(2)先粗后精原则 各个表
9、面的加工顺序按照粗加工半精加工精加工光整加工的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度，降低表面粗糙度值。 (3)先主后次原则 零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面出现的缺陷。 (4)先面后孔原则 对箱体、支架类零件，平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，这样安排加工顺序，一方面用加工过的平面定位，稳定可靠；另一方面在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，特别是钻孔，孔的轴线不易偏斜。,五、铣削加工的主要形式,图2-19 铣削加工的主要形式,六、加工方法的选择,1.孔加工方法的选择,图2-20 数控铣床孔加工方案,(1)孔加工方法的选择
10、原则 在数控铣床上加工孔的方法主要有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻螺纹等，如图2-20所示。,六、加工方法的选择,1)加工精度小于IT9级的孔，当孔径小于10mm时，可采用钻铰方案；当孔径大于10mm，小于30mm时，可采用钻扩方案；当孔径大于30mm时，可采用钻镗方案。 2)加工精度为IT8级的孔，当孔径小于20mm时，可采用钻铰方案；当孔径大于20mm时，可采用钻扩铰方案，此方案适用于加工淬火钢以外的各种金属，但孔径应在2080mm，此外也可采用最终工序为精镗的方案。,六、加工方法的选择,3)加工精度为IT7级的孔，当孔径小于12mm时，可采用钻粗铰精铰方案；当孔径在1260mm时，可采用钻扩
11、粗铰精铰方案。 4)加工精度为IT6级的孔，最终工序可采用精细镗，工件材料为非淬火钢。,六、加工方法的选择,(2)孔表面加工方法选择实例 如图2-21所示的零件，要加工孔40H7、阶梯孔13mm和22mm等三种不同规格和精度要求的孔，零件材料为HT200。 40mm内孔的尺寸公差为H7，表面粗糙度值较小，为Ra16m，根据图221所示，孔加工方案可选择钻孔粗镗（或扩孔）半精镗精镗方案。,图2-21 典型零件孔加工方法选择,六、加工方法的选择,2.平面加工方法的选择 在数控铣床上加工平面主要采用面铣刀和立铣刀加工。粗铣的尺寸精度一般可达IT11IT13，表面粗糙度Ra可达6325m；精铣的尺寸精
12、度一般可达IT8IT10，表面粗糙度Ra可达1663m。需要注意的是当零件表面粗糙值较小时，应采用顺铣方式。 3.平面轮廓加工方法的选择 平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，这些平面与装夹基准面平行或垂直，通常采用3坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。,六、加工方法的选择,4.固定斜角平面加工方法的选择 固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面，常用的加工方法： 1)当零件尺寸不大时，可用斜垫铁垫平后加工，如图2-22a所示。,图2-22 固定斜角平面加工,六、加工方法的选择,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，如图2-22b所示。 3)当零件批量较
13、大时，可采用专用的角度成形铣刀进行加工，如图2-22c所示。 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，如图2-22d所示，并用其他加工方式(如钳工)清除残留面积。,六、加工方法的选择,1)对于曲率变化较小的变斜角面，采用主轴可摆动的4轴联动加工中心进行加工。 2)对于曲率变化较大的变斜角面，可采用5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2-22d所示的分层铣削加工方式。 6.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3轴联动加工。,5.变斜角平面加工,2)不规则曲面数控铣削加工，通常采用“行切法”或“环切法”等多种切削方法进行3轴(4轴或5轴)联动加工，编程方法宜采用自动编程。,
