數(shù)控銑削加工工藝部分

1、第6章數(shù)控銑削加工工藝1高速加工實例3毛坯材料使用刀具主軸轉速(r/min)進給速度(mm/min)NAK 80 (HRC40) R2X50（CBN）200006000加工零件示意圖高速加工切削條件數(shù)控鏜銑削的工藝特點 第6章數(shù)控銑削加工工藝2 平面類零件平面類零件 ：直紋曲面類零件：直紋曲面類零件：第6章數(shù)控銑削加工工藝3 立體曲面類零件立體曲面類零件:箱體類零件：箱體類零件： 異型件：異型件： 第6章數(shù)控銑削加工工藝4 在數(shù)控鏜銑及加工中心機床上，要想合理應用好夾具，首先要對機床的加工特點有比較深刻的理解和掌握，同時還要考慮加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本。 根據(jù)數(shù)控鏜銑及加工

2、中心特點和加工需要，目前常用的夾具類型有專用夾具、組合夾具、可調夾具和成組夾具。一般的選擇順序是單件生產中盡量用虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具，批量生產時優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調夾具，最后選用專用夾具和成組夾具。在生產批量較大時可考慮采用多工位夾具和氣動、液壓夾具。在選擇時要綜合考慮各種因素，選擇最經(jīng)濟的、最合理的夾具形式。 數(shù)控夾具選擇的一般規(guī)律第6章數(shù)控銑削加工工藝5l 為了簡化定位與夾緊，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點，都應有精確的坐標尺寸；l 為保證零件裝夾方位與編程中所選定的工件坐標系及機床坐標系方向一致性，及定向裝夾；l 能經(jīng)短時間的拆卸，改成適合新工件的夾具；l 夾具應具

3、有盡可能少的元件和較高的剛度；l 夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉；l 保證在主軸的行程范圍內使工件的加工內容全部完成；l 對于有交互工作臺的加工中心，由于工作臺的移動、上托、下托和旋轉等動作，夾具設計必須防止夾具和機床的空間干涉；l 盡量在一次裝夾中完成所有的加工內容。當非要更換夾緊點時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞定位精度，必要時在工藝文件中說明；l 夾具底面與工作臺的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.010.02mm以內，表面粗糙度不大于Ra3.2um 。 數(shù)控夾具設計及組裝時應注意的問題第6章數(shù)控銑削加工工藝6 三維效果圖零件圖樣工件的裝

4、夾實例1第6章數(shù)控銑削加工工藝7 工作臺工作臺定位銷低于加工面定位銷（3個）裝夾方案1：找正法裝夾方案2：用夾具裝夾工件的裝夾實例1第6章數(shù)控銑削加工工藝8 工件裝夾時必須使工件在機床上占有正確位置工件裝夾時找正過程工作臺工作臺工件的裝夾實例1第6章數(shù)控銑削加工工藝9 工件裝夾時必須使工件在機床上占有正確位置工件裝夾時找正過程工作臺工作臺工件的裝夾實例1第6章數(shù)控銑削加工工藝10工件的裝夾實例2組合夾具裝夾應用工步1裝夾示意圖工步2裝夾示意圖工步3裝夾示意圖工步1加工完成工步2加工完成工步3加工完成表面1表面1表面2表面2表面1表面1 加工中心加工工序的工步內容：工步1：粗銑表面1及槽、鉆擴鉸

5、孔工步2：粗精銑表面2型面工步3：精銑表面1型面 第6章數(shù)控銑削加工工藝11 常用對刀方式對刀對刀 光電式尋邊器對刀心軸塊規(guī)對刀偏心式尋邊器對刀工件原點塊規(guī) X Y第6章數(shù)控銑削加工工藝12 常用對刀方式偏心式尋邊器對刀偏心式尋邊器對刀主要特點：l對刀時尋邊器不需回轉；l可快速對工件邊緣定位；l對刀精度可達0.005mm；l應用范圍包括表面邊緣、內孔及外圓的高效對刀 第6章數(shù)控銑削加工工藝13 常用對刀方式偏心式尋邊器對刀偏心式尋邊器對刀對刀過程：對刀過程：l10mm的直柄可安裝于彈簧夾頭刀柄或鉆夾頭刀柄上；l請以手指輕壓測測頭的側邊，使其偏心0.5mm；l使其以400-600rpm的速度轉動

6、；l如圖2所示使測頭與工件的端面相接觸，慢慢地碰觸移動，就會變成如圖3所示，測頭不再振動，宛如靜止的狀態(tài)接觸，以更細微的進給來碰觸移動的話，測頭就會如圖4所示，開始朝一定的方向滑動。 這個滑動起點就是所要尋求的基準位置；l工件端面所在的位置，就是加上測頭半徑5mm的坐標位置 圖1圖2圖3圖4第6章數(shù)控銑削加工工藝14 Z軸設定器自動對刀器 刀具長度方向的對刀：lZ軸設定器：是用以對刀具長度補償?shù)囊环N測量裝置。對刀準確、效率高等特點； 縮短了加工準備時間。采用手動方式工作，即：對刀時，機床的運動由操作者手動控制，特別適合單件、小批量生產；l自動對刀器：能在對刀時將對刀器產生的信號通過電纜輸出至機

7、床的數(shù)控系統(tǒng)，以便結合專用的控制程序實現(xiàn)自動對刀、自動設定或更新刀具的半徑和長度補償值；l對刀儀：用于機外對刀，在使用前就可測量出刀具的準確尺寸數(shù)據(jù) 對刀儀刀具長度測量刀具直徑測量第6章數(shù)控銑削加工工藝15 加工工藝分析數(shù)控鏜銑或加工中心數(shù)控鏜銑或加工中心加工零件的表面不外乎平面、輪廓、曲面、孔和螺紋等，主要要考慮到所選加工方法要與零件的表面特征、所要求達到的精度及表面粗糙度相適應。l在數(shù)控鏜銑床及加工中心上可銑削平面、平面輪廓及曲面。l孔加工的方法有鉆削、擴削、鉸削、銑削和鏜削等；l螺紋的加工可采用攻螺紋、銑螺紋等方法 第6章數(shù)控銑削加工工藝16 平面輪廓加工銑削平面類零件周邊輪廓一般采用立

8、銑刀。刀具的尺寸應滿足：l刀具半徑R小于朝輪廓內側彎曲的最小曲率半徑min， 一般可取R=(0.80.9) min； l如果min過小，為提高加工效率，可先采用大直徑刀具進行粗加工，然后按上述要求選擇刀具對輪廓上殘留余量過大的局部區(qū)域處理后再對整個輪廓進行精加工 刀具的選擇第6章數(shù)控銑削加工工藝17 平面輪廓加工確定走刀路線的一般原則是： l保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。l縮短走刀路線，減少進退刀時間和其他輔助時間。l方便數(shù)值計算，減少編程工作量。l盡量減少程序段數(shù)。注意：對于平面輪廓的銑削，無論是外輪廓或內輪廓，要安排刀具從切向進入輪廓進行加工，當輪廓加工完畢之后，要安排一段沿切線方向

9、繼續(xù)運動的距離退刀，這樣可以避免刀具在工件上的切人點和退出點處留下接刀痕 走刀路線的確定第6章數(shù)控銑削加工工藝18原點刀具運動軌跡取消刀具補償點圓弧切入點原點切入點切出點刀具運動軌跡(a)銑削外圓加工路徑(b)銑削內圓加工路徑銑削圓的切入切出路徑切入切出路徑 平面輪廓加工第6章數(shù)控銑削加工工藝19課堂討論3 請仔細觀察如下視頻，說明刀具走刀路徑是否合理？為什么？第6章數(shù)控銑削加工工藝20 平面輪廓加工走刀路線對切削加工影響實例銑削夾緊不良的工件時刀具的路徑：對于長刀具長度（大于3倍直徑），在由于振動不可能側銑的情況下推薦使用插銑（軸向銑削） 插銑加工刀具懸伸長時將產生振動和變形此時插銑可能是唯

10、一可行的方案側銑加工側銑加工第6章數(shù)控銑削加工工藝21 型腔加工型腔三種走刀路線環(huán)切法行切法行切+環(huán)切法型腔加工第6章數(shù)控銑削加工工藝22 型腔加工開始切削型腔的方法主要有以下三種方法：l預鉆削起始孔。不推薦這種方法： 這需要增加一種刀具，從切削的觀點看，刀具通過預鉆削孔時因切削力而產生不利的振動。當使用預鉆削孔時，常常會導致刀具損壞；l最佳的方法之一是使用X/Y和Z方向的線性坡走切削，以達到全部軸向深度的切削； l可以以螺旋形式進行圓插補銑。這是一種非常好的方法，因為它可產生光滑的切削作用，而只要求很小的開始空間 坡走銑螺旋插補銑第6章數(shù)控銑削加工工藝23 傳統(tǒng)切削型腔角方法的不足：傳統(tǒng)切削

11、型腔角方法的不足：傳統(tǒng)的切削角的方法是使用直線插補（G01）,在角的過渡不連續(xù)。這就是說，當?shù)毒叩竭_角落時，由于線性軸的動力特性限制，刀具必須減速。在電機改變進給方向前，有一短暫的停頓，這會產生大量的熱量和摩擦。很長的接觸長度會導致切削力的不穩(wěn)定，并常常使角落切削不足。典型的結果是振動刀具越大和越長，或刀具總懸伸越大，振動越強 課堂討論課堂討論4 ：加工型腔角落的方法加工型腔角落的方法解決方案?第6章數(shù)控銑削加工工藝24 問題的最佳解決方案：問題的最佳解決方案： l使用圓角半徑比角圓角半徑小的刀具。用圓插補加工角落。這種加工方法通過刀具的運動產生了光滑和連續(xù)的過渡，產生振動的可能性大大地降低了

12、。l另一種解決方案是通過圓插補產生比圖樣上的規(guī)定稍大些的圓角半徑。這是很有利的，這樣，有時就可在粗加工中使用較大的刀具，以保持高生產率。在角落處余下的加工余量可以采用較小的刀具進行固定銑削或圓插補切削 課堂討論課堂討論5 ：加工型腔角落的方法加工型腔角落的方法第6章數(shù)控銑削加工工藝25 曲面加工走刀路線的選擇2軸半聯(lián)動加工3軸聯(lián)動加工5軸聯(lián)動加工刀具軸線補償平面實際刀具軌跡編程軌跡加工工件適用于曲率半徑變化不大和精度要求不高的曲面的粗加工 各種曲面類零件最理想的加工方法 適用于曲率半徑變化較大和精度要求較高的曲面的精加工 第6章數(shù)控銑削加工工藝26 順銑與逆銑順 銑逆 銑第6章數(shù)控銑削加工工藝

13、27 順銑與逆銑順銑與逆銑比較：順銑與逆銑比較：l一般來說，在逆銑中刀具壽命比在順銑中短，這是因為在逆銑中產生的熱量比在順銑中明顯的高。在逆銑中當切屑厚度從零增加到最大時，由于切削刃受到的摩擦比在順銑中強，因此會產生更多的熱量。l逆銑中徑向力也明顯高，這對主軸軸承有不利影響。在順銑中，切削刃主要受到的是壓縮應力，這與逆銑中產生的拉力相比，對硬質合金刀具或整體硬質合金刀具的影響有利得多 順銑與逆銑的選擇：順銑與逆銑的選擇：l通常，由于數(shù)控機床傳動采用滾珠絲杠結構，其進給傳動間隙很小，順銑的工藝性就優(yōu)于逆銑。l如果零件毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而余量一般較大，這時采用逆銑較為合理 第6章數(shù)控

14、銑削加工工藝28 請仔細觀察如下視頻，說明銑削輪廓采用的是順銑還是逆銑？課堂討論課堂討論6 ：順銑與逆銑順銑與逆銑第6章數(shù)控銑削加工工藝29 孔加工孔加工方法的選擇孔加工的常用方法選擇：l對于直徑大于30mm的已鑄出或鍛出的毛坯孔的孔加工，一般采用粗鏜半精鏜孔口倒角精鏜的加工方案；l孔徑較大的可采用立銑刀粗銑精銑加工方案；l孔中空刀槽可用鋸片銑刀在孔半精鏜之后、精鏜之前銑削完成，也可用鏜刀進行單刀鏜削，但單刀鏜削效率較低；l對于直徑小于30mm無底孔的孔加工，通常采用锪平端面打中心孔鉆擴孔口倒角鉸加工方案，對有同軸度要求的小孔，需采用锪平端面打中心孔鉆半精鏜孔口倒角精鏜(或鉸)加工方案 孔加工

15、主要方法：鉆削、擴削、鉸削、銑削和鏜削 第6章數(shù)控銑削加工工藝30 請仔細觀察如下視頻，說明零件中各孔加工采用的是什么方法？為什么？課堂討論課堂討論7 ：孔加工方法的選擇孔加工方法的選擇第6章數(shù)控銑削加工工藝31 螺紋加工螺紋加工方法的選擇螺紋加工主要方法：攻螺紋、銑螺紋 內螺紋的加工根據(jù)孔徑的大小，一般情況下，M6M20之間的螺紋，通常采用攻螺紋的方法加工。因為加工中心上攻小直徑螺紋絲錐容易折斷，M6以下的螺紋，可在加工中心上完成底孔加工再通過其他手段攻螺紋。對于外螺紋或M20以上的內螺紋，一般采用銑削加工方法。第6章數(shù)控銑削加工工藝32 切削用量的確定 粗加工時，一般以提高生產率為主，但也

16、應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結合經(jīng)驗而定。切削速度的選擇主要取決于被加工工件的材質；進給速度的選擇主要取決于被加工工件的材質及刀具的直徑。刀具生產廠家的刀具樣本附有刀具切削參數(shù)選用表，可供參考。但切削參數(shù)的選用同時又受機床、刀具系統(tǒng)、被加工工件形狀以及裝夾方式等多方面因素的影響，應根據(jù)實際情況適當調整切削速度和進給速度。當以刀具壽命為優(yōu)先考慮因素時，可適當降低切削速度和進給速度；當切屑的離刃狀況不好時，則可適當增大切削速度 。合理選擇切削用量的原則第6章數(shù)控銑削加工工藝33 切削

17、用量的確定切削速度(vc) D1(mm);銑刀直徑銑刀直徑(3.14):圓周率圓周率n(min-1):主軸轉速主軸轉速vc(m/min):切削速度切削速度 (例題)主軸轉速350min-1、銑刀直徑125，求此時的切削速度。(答）=3.14、D1=125、n=350代入公式vcvc=(=(D1D1n)n)1000=(3.141000=(3350)1001000 0=137.4(m/min)=137.4(m/min)切削速度為137.4m/min平面銑削加工的計算式平面銑削加工的計算式 第6章數(shù)控銑削加工工藝34(例題)每刃進給量0.1mm/齒，銑刀刃數(shù)10齒、主軸轉速

18、500min-1,求工作臺進給速度?(答）由公式、vfvf= =fzfzz zn=0.1n=0.11010500=500mm/500=500mm/minmin，求出工作臺進給速度為500mm/min。 切削用量的確定每齒進給量(fz)、工作臺進給速度(Vf) vf(mm/min):每分鐘工作臺進給速度每分鐘工作臺進給速度z:刃數(shù)刃數(shù)n(min-1):主軸轉速主軸轉速(每轉進給量每轉進給量 fzfz)fz(mm/tooth):每齒進給量每齒進給量 (例題)主軸轉速500min-1、銑刀刃數(shù)10刃，工作臺進給速度500mm/min，求此時每齒進給量。(答）由公式、 fzfz= =V Vf f(z(

19、zn)=500n)=500(10(10500)=0.1500)=0.1mm/toothmm/tooth求出每齒進給量為0.1mm/齒平面銑削加工的計算式平面銑削加工的計算式 第6章數(shù)控銑削加工工藝35 切削用量的確定1.用 計算P點切削速度。(傾斜面加工時，切深邊界部的切削速度) n（min-1）刀具轉速 2.用ap 計算Q點切削速度。(切深邊界部的切削速度) n（min-1）刀具轉速 實際切削速度的計算方法實際切削速度的計算方法 第6章數(shù)控銑削加工工藝36(例題)主軸轉速1350min-1、鉆頭直徑12，求切削速度。(答)將=3.14 D1=12 n=1350代入公式v vc c=D1D1n

20、 n1000=3.141000=3.1412121350=50.9m/min1350=50.9m/min據(jù)此，得出切削速度為50.9m/min。 切削用量的確定孔加工的計算式孔加工的計算式 vc(m/min)：切削速度：切削速度(3.14)：圓周率：圓周率D1 (mm)：鉆頭直徑：鉆頭直徑n(min-1) ：主軸轉速：主軸轉速 用1000去除，為將mm換算成m vf(mm/min)：主軸（：主軸（Z軸）軸）進給速度進給速度fr(mm/rev)：每轉進給量：每轉進給量n(min-1) ：主軸轉速：主軸轉速 (例題)主軸轉速1350min-1、鉆頭直徑12，求切削速度。(答)代入公式v vf f=

21、 =frfrn=0.2n=0.21350=270mm1350=270mm/min/min由此得出主軸每分鐘進給量為270mm/min。主軸每分鐘進給量主軸每分鐘進給量(vf) 切削速度切削速度(vc) 第6章數(shù)控銑削加工工藝37 切削用量選用綜合實例1切削條件：切削條件：立銑刀直徑: 12mmvc: 200m/min (5,300min-1)vf: 1,060mm/min工件材料: SKD11(180HB)切削液: 干切削第6章數(shù)控銑削加工工藝38 切削用量選用綜合實例2切削條件：切削條件：立銑刀直徑: 1mmvc: 00m/minvf: 10000mm/min工件材料: NAK80 (40HRC)切削液: 干切削第6章數(shù)控銑削加工工藝39 典型零件加工工藝分析已知該零件的毛坯為100mm80mm27mm的方形坯料，材料為45鋼，且底面和四個輪廓面均已加工好，要求在立式加工中心上加工頂面、孔及溝槽。 零件圖樣第6章數(shù)控銑削加工工藝40零件號101零件名稱編制日期2003/10/5程序號O1011編 制陳洪濤工步號程序段號 工步內容刀具切 削 用 量S功能F功能切深/mm1N11粗銑頂面端面銑刀（125）v=90m/minf=0.2mm/齒2.5S240F3002N12鉆32，12孔中心孔中心鉆（2）2.5S1000F1003N13鉆32，12孔至11.5麻花鉆（11