數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備

數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備

（第2版）電子工業(yè)出版社第6章數(shù)控銑床與銑削加工工藝內(nèi)容提要及學(xué)習(xí)要求：數(shù)控銑床是主要采用銑削方式加工工件的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控銑削加工內(nèi)容與加工中心加工內(nèi)容有許多相似之處，但從實(shí)際應(yīng)用效果看，數(shù)控銑削加工更多地用于復(fù)雜曲面的加工，而加工中心更多地用于有多工序內(nèi)容零件的加工。數(shù)控銑削的工藝問題是數(shù)控加工中最復(fù)雜的，數(shù)控銑削加工也是應(yīng)用最廣泛的加工方法。工藝設(shè)計(jì)應(yīng)從普通加工出發(fā)，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。本章主要了解數(shù)控銑床的功能、分類和主要加工對(duì)象、機(jī)械結(jié)構(gòu)、工藝裝備；能制訂典型零件的數(shù)控銑削加工工藝。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.1數(shù)控銑床簡(jiǎn)介6.1.1數(shù)控銑床的用途數(shù)控銑床是一種用途廣泛的機(jī)床。一般的數(shù)控銑床是指規(guī)格較小的升降臺(tái)式數(shù)控銑床，其工作臺(tái)寬度多在400mm以下，規(guī)格較大的數(shù)控銑床（如工作臺(tái)寬度在500mm以上的），其功能已向加工中心靠近，進(jìn)而演變成柔性加工單元。數(shù)控銑床多為三坐標(biāo)、兩軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床，也稱兩軸半控制，即在X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸中，任意兩軸都可以聯(lián)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.1數(shù)控銑床簡(jiǎn)介6.1.2數(shù)控銑床的分類6.1.2.1數(shù)控銑床按其主軸位置的不同分類1．?dāng)?shù)控立式銑床2．臥式數(shù)控銑床3．立、臥兩用數(shù)控銑床6.1.2.2從機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)控制的坐標(biāo)軸數(shù)量分類1．2.5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床2．3坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床3．4坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床4．5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.1數(shù)控銑床簡(jiǎn)介6.1.2數(shù)控銑床的分類6.1.2.1數(shù)控銑床按其主軸位置的不同分類1．?dāng)?shù)控立式銑床2．臥式數(shù)控銑床3．立、臥兩用數(shù)控銑床6.1.2.2從機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)控制的坐標(biāo)軸數(shù)量分類1．2.5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床2．3坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床3．4坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床4．5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.1數(shù)控銑床簡(jiǎn)介6.1.2數(shù)控銑床的分類數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.1數(shù)控銑床簡(jiǎn)介6.1.3數(shù)控銑床的傳動(dòng)系統(tǒng)與主軸部件6.1.3.1數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)1．主傳動(dòng)數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.1數(shù)控銑床簡(jiǎn)介6.1.3數(shù)控銑床的傳動(dòng)系統(tǒng)與主軸部件6.1.3.1數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)1．主傳動(dòng)數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.1數(shù)控銑床簡(jiǎn)介6.1.3數(shù)控銑床的傳動(dòng)系統(tǒng)與主軸部件6.1.3.1數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)2．進(jìn)給運(yùn)動(dòng)數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.1數(shù)控銑床簡(jiǎn)介6.1.3.2升降臺(tái)自動(dòng)平衡裝置XK5040A型數(shù)控銑床升降臺(tái)自動(dòng)平衡裝置如圖6.5所示。伺服電動(dòng)機(jī)1經(jīng)過錐環(huán)連接帶動(dòng)十字聯(lián)軸節(jié)以及圓錐齒輪2、3，使升降絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，工作臺(tái)上升或下降。同時(shí)圓錐齒輪3帶動(dòng)圓錐齒輪4，經(jīng)超越離合器和摩擦離合器相連，這一部分稱為升降臺(tái)自動(dòng)平衡裝置。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.2數(shù)控銑床加工工藝分析6.2.1數(shù)控銑削的主要加工對(duì)象1．平面類零件2．變斜角類零件3．曲面類零件數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.2數(shù)控銑床加工工藝分析6.2.2數(shù)控銑床銑削加工內(nèi)容的選擇1．采用數(shù)控銑削加工的內(nèi)容（1）工件上的曲線輪廓內(nèi)、外形，特別是由數(shù)學(xué)表達(dá)式給出的非 圓曲線與列表曲線等曲線輪廓。（2）已給出數(shù)學(xué)模型的空間曲線。（3）形狀復(fù)雜、尺寸繁多、劃線與檢測(cè)困難的部位。（4）用通用銑床加工時(shí)難以觀察、測(cè)量和控制進(jìn)給的內(nèi)、外凹槽。（5）以尺寸協(xié)調(diào)的高精度孔或面。（6）能在一次安裝中順帶銑出來的簡(jiǎn)單表面或形狀。（7）采用數(shù)控銑削能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動(dòng)的一般 加工內(nèi)容。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.2數(shù)控銑床加工工藝分析6.2.2數(shù)控銑床銑削加工內(nèi)容的選擇2．不宜采用數(shù)控銑削加工的內(nèi)容（1）需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間占機(jī)和進(jìn)行人工調(diào)整的粗加工內(nèi)容，如以毛 坯粗基準(zhǔn)定位劃線找正的加工。（2）必須按專用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容（如標(biāo)準(zhǔn)樣件、協(xié)調(diào)平板、 模胎等）。（3）毛坯上的加工余量不太充分或不太穩(wěn)定的部位。（4）簡(jiǎn)單的粗加工面。（5）必須用細(xì)長(zhǎng)銑刀加工的部位，一般指狹長(zhǎng)深槽或高筋板小轉(zhuǎn) 接圓弧部位。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.2數(shù)控銑床加工工藝分析6.2.3數(shù)控銑床加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析1．零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注2．保證獲得要求的加工精度3．零件內(nèi)腔外形的尺寸統(tǒng)一4．盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸（1）內(nèi)槽圓弧半徑R的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓弧半徑R不應(yīng)太小。（2）零件銑削槽底平面時(shí)，槽底面圓角或底板與肋板相交處的圓角半徑r不要過大，如圖6.10所示。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.2數(shù)控銑床加工工藝分析6.2.3數(shù)控銑床加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析5．保證基準(zhǔn)統(tǒng)一6．分析零件的變形情況數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.2數(shù)控銑床加工工藝分析6.2.4數(shù)控銑削零件毛坯的工藝性分析1．毛坯應(yīng)有充分的加工余量，穩(wěn)定的加工質(zhì)量2．分析毛坯的裝夾適應(yīng)性3．分析毛坯的余量大小及均勻性數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.1數(shù)控銑削加工方案的選擇1．平面輪廓的加工方法2．固定斜角平面的加工方法3．變斜角面的加工數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.1數(shù)控銑削加工方案的選擇4．曲面輪廓的加工方法數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.1數(shù)控銑削加工方案的選擇4．曲面輪廓的加工方法數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.2加工順序的安排在數(shù)控銑床上加工零件，工序應(yīng)比較集中，在一次裝夾中應(yīng)盡可能完成大部分工序。在安排加工順序時(shí)同樣要遵循“基面先行，先粗后精，先主后次，先面后孔，先內(nèi)后外?！钡囊话愎に囋瓌t。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.3進(jìn)給路線的確定1．順銑和逆銑的選擇2．銑削外輪廓的進(jìn)給路線數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.3進(jìn)給路線的確定3．銑削內(nèi)輪廓的進(jìn)給路線數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.3進(jìn)給路線的確定4．銑削內(nèi)槽的進(jìn)給路線5．銑削曲面輪廓的進(jìn)給路線數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.4夾具的選擇6.3.4.1對(duì)夾具的基本要求（1）為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機(jī)構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。（2）為保持零件安裝方位與機(jī)床坐標(biāo)系及編程坐標(biāo)系方向的一致性，夾具應(yīng)能保證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)聯(lián)系。（3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點(diǎn)的設(shè)計(jì)，當(dāng)非要在加工過程中更換夾緊點(diǎn)不可時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞夾具或工件定位精度。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.4.2常用夾具種類1．萬能組合夾具2．專用銑削夾具3．多工位夾具4．氣動(dòng)或液壓夾具數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.4.2常用夾具種類5．通用銑削夾具數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.4.3數(shù)控銑削夾具的選用原則在選用夾具時(shí)，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量保證及經(jīng)濟(jì)性，選用時(shí)可參照下列原則：（1）在生產(chǎn)量小或研制時(shí)，應(yīng)廣泛采用萬能組合夾具，只有在組 合夾具無法解決工件裝夾時(shí)才考慮采用其他夾具。（2）小批量或成批生產(chǎn)時(shí)可考慮采用專用夾具，但應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。（3）在生產(chǎn)批量較大時(shí)可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)、液壓夾具。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第2版）6.3數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5刀具的選擇6.3.5.1數(shù)控銑削刀具的基本要求1．銑刀剛性要好目的有二：一是為提高生產(chǎn)率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。2．銑刀的耐用度要高尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損很快，就會(huì)影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀引起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)，也會(huì)使工件表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階，降低了工件的表面質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備（第