《数控加工工艺与编程 教学课件 ppt 吴新佳 第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控加工工艺与编程 教学课件 ppt 吴新佳 第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.1 数控铣削加工概述,4.2 数控铣削用刀具,4.3 数控铣削加工工艺,4.4 数控铣床和加工中心编程,4.5 SINUMERIK 802D系统简介,4.6 数控铣床和加工中心典型零件加工,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.1 数控铣削加工概述,4.1.1 数控铣床及加工中心的分类 1按照主轴布置形式分类 （1）立式数控铣床与加工中心,图4-1 数控铣床主轴布局形式简图,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,（2）卧式数控铣床与加工中心 （3）立、卧两用数控铣床与加工中心,图4-2 立式加工中心 图4-3 卧式加工中心,（a）卧式加
2、工状态 （b）立式加工状态 图4-4 箱体类零件 图4-5 立卧两用数控铣床,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,（4）龙门数控铣床（数控龙门镗铣床） （5）万能式数控铣床 主轴可以旋转90或工作台带着工件旋转90，一次装夹后可以完成对工件5个表面的加工。,图4-6 数控龙门镗铣床及其铣头附件,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,2按照控制联动坐标轴分类 （1）三坐标数控铣床与加工中心 （2）四坐标数控铣床与加工中心 （3）五坐标数控铣床与加工中心,图4-7 五坐标数控机床的坐标轴图 图4-8 五坐标数控机床加工的典型零件,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,3其他分类 按照
3、系统功能分类：按照系统功能不同，数控铣床可分为经济型数控铣床、全功能型数控铣床、高速型数控铣床。 按照伺服系统的控制方式分类：按照伺服系统控制方式不同，数控铣床可分为开环控制数控铣床、闭环控制数控铣床和半闭环控制数控铣床。 按照运动轨迹分类：数控铣床按照运动轨迹可分为点位控制数控铣床、直线控制数控铣床和轮廓控制数控铣床。,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.1.2 数控铣削加工的特点 1加工中心的结构特点 具有自动换刀装置。 带有自动摆角的主轴。 许多加工中心带有自动交换工作台。 2数控铣削加工特点 对零件加工的适应性强、灵话性好。 能加工普通机床无法加工或很难加工的零件。 能加工一
4、次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 加工精度高，加工质量稳定可靠。 生产自动化程度高，生产效率高。 从切削原理上讲，端铣和周铣都属于断续切削方式，不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，刀具应具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求刀具具有良好的红硬性。,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.2 数控铣削用刀具,4.2.1 数控铣刀的种类和工艺特点 1面铣刀 面铣刀主要用于加工较大的平面。如图4-9所示，面铣刀的圆周表面配合端面上都有切削刃，圆周表面上的切削刃为主切削刃，端面切削刃为副切削刃。,图4-9 面（盘）铣刀,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制
5、,2立铣刀 立铣刀是数控加工中用的最多的一种铣刀，主要用于加工凹槽较小的台阶面以及平面轮廓。,图4-10 立铣刀,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,图4-11 高速钢立铣刀,（a）齿形 （b）波形 图4-12 波形立铣刀,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,3模具铣刀 模具铣刀（球头铣刀）由立铣刀发展而成，它是加工金属模具型面的铣刀的通称。模具铣刀可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀3种，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄3种。,图4-13 高速钢模具铣刀 图4-14 硬质合金模具铣刀,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4键槽铣刀 键槽铣刀有两个刀齿，圆
6、柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，也可把它看成立铣刀的一种。,图4-15 键槽铣刀,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,5鼓形铣刀 图4-16所示是一种典型的鼓形铣刀，它的切削刃分布在半径为R的圆弧面上，端面无切削刃。鼓形铣刀多用来对飞机结构件等零件中与安装面倾斜的表面进行三坐标加工。,图4-16 鼓形铣刀 图4-17 三坐标鼓形铣刀加工,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,6成型铣刀 图4-18是常见的几种成型铣刀，一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，如角度面、凹槽、特形孔或台等。,图4-18 成型铣刀,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,7锯片铣刀 锯片铣刀
7、可分为中小规格的锯片铣刀和大规格锯片铣刀（GB 613085）。数控铣床及加工中心主要用中小规格的锯片铣刀。,图4-19 加工形状与铣刀的选择,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.2.2 孔加工刀具的种类和工艺特点 1数控钻头 （1）整体式钻头 （2）机夹式钻头 2数控铰刀 3镗刀 4丝锥,图4-20 粗镗刀,图4-21 精镗刀,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,5扩（锪）孔刀 多刃、配置各种数控工具柄及模块式可调微型刀夹的结构形式是目前扩（锪）孔刀具发展方向。 6复合（组合）孔加工数控刀具,图4-22 复合刀具,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.2.3 数控铣削
8、刀具的选用特点 1刀片断屑槽形的选择,图4-23 铣刀刀片的3种基本槽形,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,2刀具齿数的选择 （1）粗齿铣刀 适用于大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工。当机床功率较小时，为使切削稳定，也常选用粗齿铣刀。 （2）中齿铣刀 系通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性。 （3）密齿铣刀 主要用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工。在专业化生产（如流水线加工）中，为充分利用设备功率和满足生产节奏要求，也常选用密齿铣刀（此时多为专用非标铣刀）。,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,3主偏角的选择 铣刀的主偏角是由刀片和刀体形
9、成的，主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。径向切削力的大小直接影响切削功率和刀具的抗震性能。铣刀的主偏角越小，其径向切削力越小，抗震性也越好，但切削深度也随之减小。,（a）90主偏角刀具 （b）45主偏角刀具 （c）圆刀片刀具 图4-24 主偏角对切削力的影响,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.2.4 刀柄的种类及选用,图4-25 刀柄,图4-26 BT系列刀柄与拉钉,数控镗铣床和加工中心的刀具由两部分组成，即刀柄和刃具。加工中心的通用刀柄如图4-25所示，分为固定式和组合式两种。刀柄与主轴孔的配合锥面一般采用724的锥柄，因为这种锥柄不自锁，换刀方便，与直柄相比有较高的定心精度
10、和刚度。,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.2.5 刀具的管理 加工中心具有自动换刀功能，为了提高加工中心的效率，必须使刀具的供应顺利及时，就是要在正确的时间将正确的刀具送到需要的加工中心上。在加工中心或FMS上刀具的管理主要有以下4种方法。 1一种工件采用一组刀具 2部分刀具更换及部分刀具共用 3数种工件使用同一组刀具 4所有刀具为一组机床所共用,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.2.6 机外对刀仪 1对刀仪的组成 2对刀仪使用的注意事项 3光学数显对刀仪的使用,图4-27 机外对刀仪,图4-28 光学数显对刀仪,1转盘 2光源 3被测刀具 4、5透镜 6测量架 7投
11、影屏幕 8左、右移动立柱 9、10手轮,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.3 数控铣削加工工艺,4.3.1 数控铣削加工工艺性分析 1零件图分析 2零件结构工艺性分析 3定位基准要统一 4分析零件的变形情况,（a）R较大时 （b）R较小时 图4-29 内壁转接圆弧半径,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.3.2 工件的装夹与定位 尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分的待加工表面，减少装夹次数，以提高加工效率和保证加工精度。 必须保持最小的夹紧变形。 尽量采用组合夹具通用夹具，避免采用专用夹具。 装卸零件要方便可靠，能迅速完成零件的定位夹紧和拆卸过程，减少辅助加工时间。
12、 零件的装夹定位要有利于对刀。 夹紧机构或其他元件不得影响进给，加工部位要敞开，避免加工路径中刀具与夹具元件发生干涉。,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.3.3 编程尺寸的确定 1工件坐标系的确定及程序原点的设置 2零件几何尺寸的处理方法,图4-31 零件尺寸公差带的调整,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.3.4 进刀与退刀 1基本概念 （1）程序的起始点 （2）程序返回点 （3）进刀点 （4）退刀点 （5）起始平面 （6）返回平面 （7）进刀平面 （8）退刀平面 （9）安全平面,图4-32 工艺平面的概念,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,2选择程序起始点、返
13、回点、进刀点和退刀点的原则 （1）选择程序的起始点、返回点的原则 （2）选择进刀点的原则 （3）选择退刀点的原则,图4-33 起始点和返回点,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.3.5 加工路线的确定 1确定刀具切入切出路线,图4-34 进刀、退刀方式 图4-35 刀具切入和切出时的外延,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,图4-36 内外圆弧加工切入切出,图4-39 型腔的粗铣加工,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,2确定最短加工路线,图4-40 最短走刀路线的设计,3确定孔系加工路线,图4-41 孔系加工路线,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.3.6 切
14、削方式的确定 1顺铣和逆铣,图4-42 顺铣和逆铣切削方式,同时，为了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料，尽量采用顺铣加工。但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬而且余量一般较大，这时采用逆铣较为合理。,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,2切削方式的选择 （1）行切法 所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。对于边界敞开的曲面加工，可采用两种加工路线。,（a） （b） 图4-43 曲面加工的加工路线,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,（2）环切法 所谓环切法是指刀具运动轨迹是一组与加工
15、曲面等参数的封闭曲线。它主要用于封闭环状曲面的切削加工，如图4-45所示。具体环切轨迹又可分为等距环切、依外形环切、螺旋环切、由内向外环切和由外向内环切等。,图4-44 单方向行切法 图4-45 环切法,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,（3）拐角过渡方式 所谓拐角过渡是指在切削过程中，遇到拐角的处理方法，一般有尖角过渡和圆角过渡两种，如图4-46所示。,图4-46 拐角过渡方式,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.3.7 工艺参数的选择 1球头铣刀进给步距的确定 （1）直接确定法 （2）间接确定法 2球头铣刀行距的确定 （1）直接确定法 （2）间接确定法 3背吃刀量和侧吃刀量的确定 4进给速度的确定 5过切与欠切 6切削速度的确定 7主轴转速的确定,图4-48 行距的计算,图4-47 残留高度,第4章 数控铣床和加工中心加工及程序编制,4.4 数控铣床和加工中心编程,进行数控铣削编程时，编程人员要注意以下几点。 了解数控系统功能及机床规格。 熟悉加工顺序。 合理选择刀具、夹具、切削用量及切削液。 编程尽量使用子程序及宏指令。 注意小数点的使用。 程序的零点要选择易计算的位置。 换刀点选择要选择在无
