數(shù)控銑削加工工藝【精品課件】

數(shù)控銑削加工工藝

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)了解數(shù)控銑削加工的主要對(duì)象。掌握數(shù)控銑削加工零件工藝性分析的主要內(nèi)容與方法。掌握數(shù)控銑削加工工藝路線擬定的內(nèi)容及方法。能夠獨(dú)立完成一般零件的數(shù)控銑削加工工序設(shè)計(jì)。二、教學(xué)重點(diǎn)3、數(shù)控銑削加工工藝路線擬定

(6.2.3)2、數(shù)控銑削加工零件的工藝性分析

(6.2.2)4、數(shù)控銑削加工工序設(shè)計(jì)

(6.2.4)1、數(shù)控銑削加工的主要對(duì)象

(6.1)1、數(shù)控銑削加工中的裝刀與對(duì)刀技術(shù)(6.2.5)2、典型零件的加工工藝分析

(6.3)三、教學(xué)難點(diǎn)四、考核點(diǎn)1、加工路線的確定。2、加工順序的安排。3、刀具選擇。4、切削用量選擇。5、銑削方式。五、作業(yè)安排教材后習(xí)題,其中分析題按以下步驟:1、零件圖工藝分析2、確定裝夾方案3、確定加工順序及走刀路線4、刀具選擇5、切削用量選擇6、擬定工藝卡片第六章主要內(nèi)容講解6.2.2數(shù)控銑削加工零件的工藝性分析①分析零件的形狀、結(jié)構(gòu)及尺寸特點(diǎn)(1)零件圖及其結(jié)構(gòu)工藝性分析零件上是否有妨礙刀具運(yùn)動(dòng)的部位是否有會(huì)產(chǎn)生加工干涉或加工不到的區(qū)域零件外形尺寸是否超過機(jī)床行程范圍零件剛性在加工過程中是否太有大的變化②檢查零件的加工要求現(xiàn)有加工條件下是否可以得到保證,是否還有更經(jīng)濟(jì)的加工方法或方案。尺寸精度形位公差表面粗糙度③分析零件上是否存在對(duì)刀具形狀及尺寸有限制的部位和尺寸要求盡量使用最少的刀具進(jìn)行加工,減少刀具規(guī)格、換刀及對(duì)刀次數(shù)和時(shí)間,以縮短總的加工時(shí)間。過渡圓角倒角槽寬④著重考慮零件加工中使用的工藝基準(zhǔn)零件上是否有可以利用的工藝基準(zhǔn)?專門在零件上加工出工藝基準(zhǔn)?加工精度要求很高時(shí),應(yīng)采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位裝夾。⑤分析零件材料的種類、牌號(hào)及熱處理要求,了解零件材料的切削加工性能,才能合理選擇刀具材料和切削參數(shù)。⑥構(gòu)成零件輪廓的幾何元素(點(diǎn)、線、面)的條件(如相切、相交、垂直和平行等),是數(shù)控編程的重要依據(jù)。因此,在分析零件圖樣時(shí),務(wù)必要分析幾何元素的給定條件是否充分,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與設(shè)計(jì)人員協(xié)商解決。零件結(jié)構(gòu)工藝性實(shí)例(2)零件毛坯的工藝性分析③分析毛坯的余量大小及均勻性①毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量②分析毛坯的裝夾適應(yīng)性6.2.3數(shù)控銑削加工工藝路線的擬訂(1)加工方法的選擇兩軸半行切法加工曲面的切削點(diǎn)軌跡a.曲率變化不大和精度要求不高的曲面粗加工b.曲率變化較大和精度要求較高的曲面精加工三軸聯(lián)動(dòng)行切法加工曲面的切削點(diǎn)軌跡(2)工序的劃分①當(dāng)加工中使用的刀具較多時(shí),為了減少換刀次數(shù),縮短輔助時(shí)間,可以將一把刀具所加工的內(nèi)容安排在一個(gè)工序(或工步)中。②按照工件加工表面的性質(zhì)和要求,將粗加工、精加工分為依次進(jìn)行的不同工序(或工步)。先進(jìn)行所有表面的粗加工,然后再進(jìn)行所有表面的精加工。注意:為了減少工件加工中的周轉(zhuǎn)時(shí)間,提高數(shù)控銑床的利用率,保證加工精度要求,在數(shù)控銑削工序劃分的時(shí)候,盡量工序集中。(3)加工順序的安排數(shù)控銑削一般采用工序集中方式,通常按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則:先加工平面、溝槽、孔,再加工外形、內(nèi)腔,最后加工曲面;先加工精度要求低的表面,再加工精度要求高的部位等。①

應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求(4)加工路線的確定內(nèi)輪廓加工刀具的切入和切出外輪廓加工刀具的切入切出外圓銑削

內(nèi)圓銑削對(duì)于孔位置精度要求較高的零件,在精鏜孔系時(shí),采用單向趨近定位點(diǎn)法,以避免傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙對(duì)定位精度的影響。刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單,程序少,可準(zhǔn)確保證母線的直線度。葉形的準(zhǔn)確度較高,但程序較多。邊界敞開曲面加工兩種走刀路線②應(yīng)使走刀路線最短,減少刀具空行程時(shí)間,提高加工效率。③應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單,程序段數(shù)量少,以減少編程工作量。6.2.4.2刀具的選擇注意:銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇與排屑性能等也非常重要。①銑刀剛性要好②銑刀的耐用度要高(1)對(duì)刀具的基本要求高速鋼立銑刀鍵槽銑刀(2)銑削要素1)、銑削用量2)切削層要素①切削厚度ac相鄰兩個(gè)刀齒主切削刃形成的過渡表面之間的垂直距離。ac=af×sinac=af×cos×sinKr②切削寬度aw主切削刃參加工作的長(zhǎng)度,稱為切削寬度aw。直齒圓柱銑刀:

aw=ap螺旋齒圓柱銑刀aw在切削過程中是變化的。(3)銑削方式1)圓周銑削方式——逆銑銑刀切入工件時(shí)切削速度方向與工件進(jìn)給方向相反(從工件表層硬皮切出)。逆銑特點(diǎn)①ac從0→max;②表層產(chǎn)生加工硬化;③刀齒磨損嚴(yán)重;④表面粗糙度值大;⑤接觸角較大時(shí),垂直向上分力較大,易引起振動(dòng)。2)圓周銑削方式——順銑銑刀切入工件時(shí)切削速度方向與工件進(jìn)給方向相同(從工件表層硬皮切入)。順銑特點(diǎn)①ac從max→0;②表層加工硬化程度小;③刀具耐用度高;④表面粗糙度值小;⑤接觸角較大時(shí),垂直分力向下較大,避免工件振動(dòng)。⑥工作臺(tái)絲杠螺母副存在軸向間隙時(shí),易產(chǎn)生軸向竄動(dòng)造成打刀。逆銑順銑3)對(duì)稱銑削和不對(duì)稱銑削(端銑)①對(duì)稱銑削:銑刀軸線位于銑削弧長(zhǎng)的中心位置,刀齒切入、切出工件時(shí)的切削厚度相等。②不對(duì)稱銑削ac=af×cos×sinKrac入﹤ac出不對(duì)稱逆銑ac入﹥ac出不對(duì)稱順銑1)尖齒銑刀的主要結(jié)構(gòu)尺寸①銑刀直徑和齒數(shù)的選擇a.選擇原則直徑選擇原則——在保證刀桿剛度的前提下,選擇較小直徑。齒數(shù)選擇原則——保證刀齒有足夠的強(qiáng)度和容屑空間。(4)銑刀的選擇b.選擇方法直徑選擇方法:面銑刀直徑d應(yīng)根據(jù)側(cè)吃刀量ae選擇適當(dāng)?shù)你姷吨睆?盡量包容工件整個(gè)加工寬度,以提高加工精度和效率,減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡和保證銑刀的耐用度。一般d=(1.2~1.6)ae立銑刀尺寸選擇刀具半徑R應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑ρ,一般取R=(0.8~0.9)ρ。零件加工高度H≤(1/4~1/6)R,以保證刀具具有足夠的剛度。對(duì)不通孔(深槽),選取l=H+(5~10)mm加工外型及通槽時(shí),選取l=H+r+(5~10)mm齒數(shù)選擇方法:粗加工銑刀選少齒數(shù),精加工選多齒數(shù);加工韌性材料齒數(shù)宜少些,加工脆性材料齒數(shù)宜多些。6.2.4.3切削用量的選擇a）圓周銑b）端銑(1)背吃刀量(端銑)或側(cè)吃刀量(圓周銑)的選擇工件材料每齒進(jìn)給量fz/mm.z-1粗銑精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼0.10~0.150.10~0.250.02~0.050.10~0.15鑄鐵0.12~0.200.15~0.30(2)進(jìn)給量f(mm/r)與進(jìn)給速度vf(mm/min)的選擇主要由加工余量和表面質(zhì)量要求決定。(3)切削速度vC(m/min)的選擇工件材料硬度（HBS）銑削速度vc/m.min-1高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼2251842661502253251236541203254256213675鑄鐵19021366615019026091845901603204.51021306.2.5數(shù)控銑削加工中的裝刀與對(duì)刀技術(shù)(1)對(duì)刀點(diǎn)的選擇(2)對(duì)刀方法工件坐標(biāo)系顯示畫面工件坐標(biāo)系設(shè)定O0012N6178NO.（SHIFT）NO.（G55）00X0.00002X0.000Y0.000Y0.000Z0.000Z0.000NO.(G54)NO.(G56)01X210.00003X0.000Y110.000Y0.000Z50.000Z0.000ADRS15：37：50MDIMACRO磨損坐標(biāo)系TOOLLF(3)換刀點(diǎn)的選擇6.3.1平面槽形凸輪零件數(shù)控銑削加工工藝分析6.3典型零件數(shù)控銑削加工工藝分析凸輪槽加工裝夾示意圖1—開口墊圈；2—帶螺紋圓柱銷；3—壓緊螺母4—帶螺紋削邊銷；5—墊圈；6—工件；7—墊塊(1)零件圖工藝分析(2)確定裝夾方案(3)確定加工順序及走刀路線(4)刀具的選擇定位孔粗加工→定位孔精加工→凸輪槽粗加工→凸輪槽精加工產(chǎn)品名稱或代號(hào)數(shù)控銑工藝分析實(shí)例零件名稱平面槽形凸輪零件圖號(hào)序號(hào)刀具號(hào)刀具加工表面?zhèn)渥⒁?guī)格名稱數(shù)量刀長(zhǎng)/mm1T015中心鉆1

鉆5mm中心孔

2T0219.6鉆頭14520孔粗加工

3T0311.6mm鉆頭13012孔粗加工

4T0420鉸刀14520精加工

5T0512鉸刀13012孔精加工

6T0690倒角銑刀1

20孔倒角1.545

7T076高速鋼立銑刀120粗加工凸輪槽內(nèi)外輪廓底圓角R0.58T086硬質(zhì)合金立銑刀120精加工凸輪槽內(nèi)外輪廓

編制×××審核×××批準(zhǔn)×××年月日共頁第頁平面槽形凸輪數(shù)控加工刀具卡片單位名稱產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)平面槽形凸輪工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間螺旋壓板XK5025/4工步號(hào)工步內(nèi)容刀號(hào)刀具規(guī)格n/rpmvfmm/minap備注1A面定位鉆5中心孔（2處）T015900手動(dòng)2鉆20底孔至19.6T0219.640040自動(dòng)3鉆12底孔至11.6T0311.640040自動(dòng)4鉸20孔T0420130200.2自動(dòng)5鉸12孔T0512130200.2自動(dòng)620孔倒角1.5