數(shù)控銑削工藝與編程操作2-5-8課件

1、第五節(jié)工件的定位與裝夾一、六點定位原理二、工件在數(shù)控銑床上的定位三、工件的夾緊一、六點定位原理1.六點定位原理2.六點定位原理的應(yīng)用3.工件的定位3.工件的定位(1)完全定位工件的六個自由度全部被夾具中的定位元件所限制，而在夾具中占有完全確定的唯一位置，稱為完全定位。(2)不完全定位根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，有些自由度對加工要求無影響，定位支承點的數(shù)目可以少于六個，這種定位情況稱為不完全定位。(3)欠定位按照加工要求應(yīng)該限制的自由度而沒有被限制的定位稱為欠定位。(4)過定位工件的一個或幾個自由度被不同的定位元件重復(fù)限制的定位稱為過定位。二、工件在數(shù)控銑床上的定位1.定位基準(zhǔn)的選擇原則2.

2、常見的定位方式及定位元件(表2-9)1.定位基準(zhǔn)的選擇原則(1)粗基準(zhǔn)的選擇原則選擇粗基準(zhǔn)時，必須達(dá)到以下兩個基本要求：應(yīng)保證所有加工表面都有足夠的加工余量；應(yīng)保證工件加工表面和不加工表面之間具有一定的位置精度。1)當(dāng)加工表面與不加工表面有位置精度要求時，應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)，即在加工前，應(yīng)該找正不加工表面，或以不加工表面作為粗基準(zhǔn)定位加工。2)對所有表面都需要加工的工件，應(yīng)該以加工余量最小的表面找正。3)應(yīng)選用工件上強(qiáng)度、剛性好的表面作為粗基準(zhǔn)，否則會將工件夾壞或松動。4)粗基準(zhǔn)應(yīng)選擇平整光滑的表面，鑄件裝夾時應(yīng)讓開澆冒口部分。5)粗基準(zhǔn)不能重復(fù)使用。1.定位基準(zhǔn)的選擇原則(2)精基準(zhǔn)

3、的選擇原則1)基準(zhǔn)重合原則。圖2-37設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)的關(guān)系1.定位基準(zhǔn)的選擇原則(3)輔助基準(zhǔn)的選擇輔助基準(zhǔn)是為了便于裝夾或易于實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一而人為制成的一種定位基準(zhǔn)，如軸類零件加工所用的兩個中心孔，它不是零件的工作表面，只是出于工藝上的需要才作出的。4)互為基準(zhǔn)原則。5)便于裝夾原則。2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。3)自為基準(zhǔn)原則。1.定位基準(zhǔn)的選擇原則圖2-38工藝凸臺2.常見的定位方式及定位元件(表2-9)表2-9常見定位元件及定位方式工件定位基準(zhǔn)面定位元件定位方式簡圖定位元件特點限制自由度支承釘1、2、3、4、5、6支承板每個支承板也可設(shè)計為兩個或兩個以上小支承板1、2、3、固定支承與浮動支承1

4、、3固定支承2浮動支承1、2、3、固定支承與支承1、2、3、4固定支承5輔助支承1、2、3、4、5增加剛性，不限制自由度2.常見的定位方式及定位元件(表2-9)表2-9常見定位元件及定位方式定位銷（心軸）短銷（短心軸）、長銷（長心軸）、圓錐銷單錐銷、1固定銷2活動銷1、2、2.常見的定位方式及定位元件(表2-9)表2-9常見定位元件及定位方式工件定位基準(zhǔn)面定位元件定位方式簡圖定位元件特點限制自由度支承板或支承釘短支承板或支承釘（或）長支承板或兩個支承釘、V形架窄V形架、寬V形架或兩個窄V形架、垂直運(yùn)動的窄活動V形架（或）定位套短套、長套、2.常見的定位方式及定位元件(表2-9)表2-9常見定位

5、元件及定位方式半圓孔襯套短半圓孔、長半圓孔、錐套單錐套、1固定錐套2活動錐套1、2、2.常見的定位方式及定位元件(表2-9)(1)工件以平面定位工件以平面定位時，常用的定位元件有固定支承、可調(diào)支承、浮動支承、輔助支承四類。1)固定支承。圖2-39支承釘和支承板2.常見的定位方式及定位元件(表2-9)圖2-40可調(diào)支承2)可調(diào)支承。2.常見的定位方式及定位元件(表2-9)圖2-41浮動支承3)浮動支承。4)輔助支承。2.常見的定位方式及定位元件(表2-9)(2)工件以圓孔定位工件以圓孔定位時，常用的定位元件有定位銷、圓柱心軸和圓錐銷，見表2-9。1)定位銷。2)圓柱心軸。3)圓錐銷。(3)工件以

6、外圓柱面定位工件以外圓柱面定位時的定位元件有支承扳、V形架，定位套、半圓孔襯套、錐套和三爪自定心卡盤等形式，數(shù)控銑床上最常用的是V形架。(4)工件以一面兩孔定位一面兩孔定位如圖2-42所示，是數(shù)控銑床加工過程中最常用的定位方式之一，即以工件上的一個較大平面和平面上相距較遠(yuǎn)的兩個孔組合定位。2.常見的定位方式及定位元件(表2-9)圖2-42一面兩孔定位圖2-43削邊銷三、工件的夾緊1.夾緊裝置應(yīng)具備的基本要求2.夾緊力方向和作用點的選擇1.夾緊裝置應(yīng)具備的基本要求1)夾緊過程可靠，不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。2)夾緊力大小適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中其位置穩(wěn)定不變、振動小，又要使工件不會

7、產(chǎn)生過大的夾緊變形。3)操作簡單、方便、省力、安全。4)結(jié)構(gòu)性好。2.夾緊力方向和作用點的選擇1)夾緊力應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)，如圖2-44a所示，工件被鏜孔與A面有垂直度要求，因此加工時以A面為主要定位基面，夾緊力FJ的方向應(yīng)朝向A面。圖2-44夾緊力方向示意圖2.夾緊力方向和作用點的選擇2)夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，并靠近支承元件的幾何中心，如圖2-45所示，夾緊力作用在支承面之外，導(dǎo)致工件傾斜和移動，破壞工件的定位。圖2-45夾緊力作用點示意圖2.夾緊力方向和作用點的選擇圖2-46夾緊力與切削力、3)夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力的大小，如圖2-46所示，鉆削A孔時，夾緊力F

8、J與軸向切削力FH、工件重力G的方向相同，加工過程所需的夾緊力為最小。2.夾緊力方向和作用點的選擇4)夾緊力的方向和作用點應(yīng)施加于工件剛性較好的方向和部位，如圖2-47a所示，薄壁套筒工件的軸向剛性比徑向剛性好，應(yīng)沿軸向施加夾緊力；圖2-47b所示薄壁箱體夾緊時，應(yīng)作用于剛性較好的凸邊上；箱體沒有凸邊時，可以將單點夾緊改為三點夾緊(圖)。圖2-47夾緊力與工件剛性的關(guān)系2.夾緊力方向和作用點的選擇圖2-48作用點靠近加工表面5)夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近工件加工表面。第六節(jié)數(shù)控銑床(加工中心)用夾具一、用機(jī)用平口臺虎鉗裝夾工件二、機(jī)用平口臺虎鉗在銑削加工的應(yīng)用三、用壓板裝夾工件四、壓板裝夾在銑削加

9、工中的應(yīng)用五、其他裝夾在銑削加工中的應(yīng)用一、用機(jī)用平口臺虎鉗裝夾工件圖2-49機(jī)用臺虎鉗一、用機(jī)用平口臺虎鉗裝夾工件1.利用百分表或劃線校正2.利用定位鍵安裝機(jī)用平口臺虎鉗3.把工件裝夾在機(jī)用平口臺虎鉗內(nèi)4.斜面工件在機(jī)用平口臺虎鉗內(nèi)的安裝2.利用定位鍵安裝機(jī)用平口臺虎鉗圖2-50校正臺虎鉗位置3.把工件裝夾在機(jī)用平口臺虎鉗內(nèi)4.斜面工件在機(jī)用平口臺虎鉗內(nèi)的安裝圖2-51在臺虎鉗內(nèi)夾斜面工件二、機(jī)用平口臺虎鉗在銑削加工的應(yīng)用1.銑削垂直面2.銑削平行面3.在立式銑床上銑兩端面4.在臥式銑床上銑兩端面5.銑削溝槽1.銑削垂直面圖2-52用臺虎鉗裝夾垂直面(1)基準(zhǔn)面沒有與固定鉗口貼合在裝夾工件時

10、，即使固定鉗口與銑床工作臺面的垂直度很好，若工件的基準(zhǔn)面沒有與固定鉗口貼合，則銑出的平面與基準(zhǔn)面就不垂直。1.銑削垂直面1)工件基準(zhǔn)面與固定鉗口之間有切屑等雜物。2)工件的兩對面不平行。圖2-53在活動鉗口處安放圓棒(2)固定鉗口與工作臺面不垂直機(jī)用平口臺虎鉗在制造時，固定鉗口與底面是垂直的。1)在固定鉗口處墊銅皮或紙片。2)在臺虎鉗底平面墊銅皮或紙片。1.銑削垂直面3)校正固定鉗口的鉗口鐵(又稱護(hù)片)。圖2-54校正固定鉗口的垂直度1.銑削垂直面(3)銑刀圓柱度超差把固定鉗口安裝成與主軸垂直時(圖2-52a)，若銑刀切削刃磨成圓錐形(即有錐度)，則銑出的平面會與基準(zhǔn)面不垂直。2.銑削平行面圖

11、2-55用平行墊鐵裝夾2.銑削平行面1)平行墊鐵的厚度不相等。2)平行墊鐵的上下表面與工件和導(dǎo)軌之間有雜物。3)活動鉗口在夾緊時產(chǎn)生上撓。4)工件貼住固定鉗口的平面與基準(zhǔn)面不垂直。(2)機(jī)用臺虎鉗的導(dǎo)軌面與工作臺面不平行產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是臺虎鉗底面與工作臺面之間有雜物，以及導(dǎo)軌面本身不準(zhǔn)。(3)銑刀圓柱度超差在銑平行面時，無論臺虎鉗鉗口的安裝方向是與主軸平行還是垂直，若銑刀的圓柱度超差，都會影響平行面的平行度。(1)基準(zhǔn)面與機(jī)用平口臺虎鉗導(dǎo)軌面不平行這是銑平行面質(zhì)量差的主要原因。3.在立式銑床上銑兩端面圖2-56銑兩端面圖2-57在臥式銑床上銑削兩端面4.在臥式銑床上銑兩端面5.銑削溝槽圖2

12、-58用平口臺虎鉗裝夾軸類零件三、用壓板裝夾工件1)壓板的位置要安排適當(dāng)，要壓在工件剛性最好的地方，夾緊力的大小也應(yīng)適當(dāng)，不然剛性差的工件易產(chǎn)生變形。2)墊鐵必須正確地放在壓板下，高度要與工件相同或略高于工件，否則會降低壓緊效果。3)壓板螺栓必須盡量靠近工件，并且螺栓到工件的距離應(yīng)小于螺栓到墊鐵的距離，這樣就能增大壓緊力。4)螺栓要擰緊，否則會因壓力不夠而使工件移動，以致?lián)p壞工件、機(jī)床和刀具。5)在工件的光潔表面與壓板之間，必須安置墊片(如銅片)，這樣可以避免光潔表面因受壓而損傷。三、用壓板裝夾工件6)在銑床的工作臺面上，不能拖拉粗糙的鑄件、鍛件毛坯，以免將臺面劃傷。四、壓板裝夾在銑削加工中的

13、應(yīng)用1.端面銑削垂直面2.端面銑削平行面1.端面銑削垂直面圖2-59在臥式銑床上銑削垂直面2.端面銑削平行面(1)在立式銑床上銑削平行面若工件有階臺時，則可直接用壓板把工件裝夾在立式銑床的工作臺面上，如圖2-60所示，使基準(zhǔn)面與工作臺面貼合，隨后用面銑刀銑削平行面。圖2-60在立式銑床上銑削平行面2.端面銑削平行面圖2-61在臥式銑床上銑削平行面(2)在臥式銑床上銑削平行面若工件上沒有階臺時，可在臥式銑床上用面銑刀銑平行面，如圖2-61所示。五、其他裝夾在銑削加工中的應(yīng)用1.用直角鐵裝夾進(jìn)行銑削平面2.用V形塊裝夾銑削鍵槽3.用軸用臺虎鉗裝夾銑削鍵槽4.定中心裝夾銑削鍵槽5.用自定心臺虎鉗裝夾

14、6.用專用及組合夾具裝夾零件1.用直角鐵裝夾進(jìn)行銑削平面圖2-62銑削寬而薄的垂直面圖2-63用V形塊裝夾工件銑鍵槽2.用V形塊裝夾銑削鍵槽3.用軸用臺虎鉗裝夾銑削鍵槽圖2-64裝夾軸類零件4.定中心裝夾銑削鍵槽圖2-65定中心裝夾5.用自定心臺虎鉗裝夾6.用專用及組合夾具裝夾零件圖2-66用專用及組合夾具裝夾零件第七節(jié)數(shù)控銑床(加工中心)刀具一、刀柄系統(tǒng)二、數(shù)控刀具選擇第七節(jié)數(shù)控銑床(加工中心)刀具表2-10數(shù)控加工刀具的種類結(jié)構(gòu)整體式鑲嵌式焊接式機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位不轉(zhuǎn)位減振式當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具內(nèi)冷式切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具

15、的切削刃部特殊形式復(fù)合刀具分類標(biāo)準(zhǔn)分類常 用 形 式備注第七節(jié)數(shù)控銑床(加工中心)刀具表2-10數(shù)控加工刀具的種類分類標(biāo)準(zhǔn)分類常 用 形 式備注材料高速鋼刀具硬質(zhì)合金刀具陶瓷刀具立方氮化硼刀具（CBN）金剛石刀具（PCD）切削工藝車削刀具外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋、車槽鉆削刀具小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔鏜削刀具粗鏜、精鏜銑削刀具面銑、立銑、三面刃銑一、刀柄系統(tǒng)1.刀柄2.常用的刀具系統(tǒng)(按夾持刀具分類)3.拉釘4.彈簧夾頭及中間模塊一、刀柄系統(tǒng)圖2-67刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.刀柄(1)整體式刀柄刀具系統(tǒng)整體式刀柄刀具系統(tǒng)如圖2-68所示，不同的刀具直接或通過刀具夾頭與對應(yīng)的刀柄連接組成所需要的刀

16、具系統(tǒng)。圖2-68整體式刀具系統(tǒng)1.刀柄(2)模塊式刀柄刀具系統(tǒng)所謂“模塊式”是將整體式刀桿分解成柄部(主柄)、中間聯(lián)接塊(聯(lián)接桿)、工作部(工作頭)三個主要部分(模塊)，然后通過各種聯(lián)接結(jié)構(gòu)，在保證刀桿聯(lián)接精度、剛性的前提下，將這三部分聯(lián)接成一整體，如圖2-69所示。圖2-69模塊式刀具系統(tǒng)2.常用的刀具系統(tǒng)(按夾持刀具分類)圖2-70各種常用刀具系統(tǒng)圖2-71拉釘3.拉釘4.彈簧夾頭及中間模塊圖2-72ER彈簧夾頭4.彈簧夾頭及中間模塊圖2-73KM彈簧夾頭二、數(shù)控刀具選擇1.孔加工刀具的選擇2.銑刀的種類與選擇1.孔加工刀具的選擇(1)鉆孔刀具及其選擇鉆孔刀具較多，如圖2-74所示，常用

17、的有中心鉆、標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆、擴(kuò)孔鉆、深孔鉆、锪孔鉆和扁鉆等。圖2-74鉆孔刀具1)中心鉆。2)標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆。3)標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆。1.孔加工刀具的選擇4)可轉(zhuǎn)位淺孔鉆。5)噴吸鉆。6)锪鉆。(2)鏜孔刀具及其選擇鏜孔所用刀具為鏜刀。圖2-75單刃鏜刀1.孔加工刀具的選擇圖2-77可調(diào)精鏜刀圖2-76雙刃鏜刀1.孔加工刀具的選擇圖2-78粗鏜刀刀頭1.孔加工刀具的選擇圖2-79精鏜刀刀頭1.孔加工刀具的選擇圖2-80可調(diào)式雙刃粗鏜頭1.孔加工刀具的選擇圖2-81標(biāo)準(zhǔn)機(jī)用鉸刀(4)螺紋孔加工刀具數(shù)控銑床(加工中心)大多采用攻螺紋的加工方法來加工內(nèi)螺紋。(3)鉸孔刀具及其選擇加工中心上使用的鉸刀多

18、是通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀。圖2-82機(jī)用絲錐1.孔加工刀具的選擇2.銑刀的種類與選擇圖2-83面銑刀(1)面銑刀面銑刀如圖2-83所示，面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。2.銑刀的種類與選擇表2-11面銑刀的前角工件材料刀具材料鋼鑄鐵黃銅、青銅鋁合金高速鋼1020515102530硬質(zhì)合金-1515-5546152.銑刀的種類與選擇(2)立銑刀立銑刀(圖2-84)是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。圖2-84立銑刀(3)模具銑刀模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀(圓錐半角/2=3、5、7、10)、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。2.銑刀的種類與選擇圖2-85球頭銑刀2.銑刀的種類與選擇圖2-86鍵槽銑刀(4)鍵槽銑刀鍵槽銑刀如圖2-86所示，它一般有兩個刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心既像立銑刀，又像鉆頭。2.銑刀的種類與選擇圖2-87幾種常見的成形銑刀(5)鼓形銑刀鼓形銑刀的切削刃分布在半徑為R的圓弧面上，端面無切削刃。(6)