《海南科技职业技校数控机床加工工艺教案第章数控铣削加工工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海南科技职业技校数控机床加工工艺教案第章数控铣削加工工艺.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品名师归纳总结第五章 数控铣削加工工艺01第一节数控铣削的主要加工对象数控铣削是机械加工中最常用的和最主要的数控加工方法之一，它除了能铣削一般铣床所能铣削的各种零件表面外，仍能铣削一般铣床不能铣削的需25 坐标联动的各种平面轮廓和立体轮廓。依据数控铣床的特点， 从铣削加工角度来考虑，适合数控铣削的主要加工对象有以下几类：一、平面类零件加工面平行或垂直于水平面， 或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件二、变斜角类零件加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件。三、曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，如模具、叶片、螺旋浆等。其次节数控铣削加工工艺的制订制订零件的数控
2、铣削加工工艺是数控铣削加工的一项首要工作。 数控铣削加工工艺制订的合理与否，直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。 依据数控加工实践，制订数控铣削加工工艺要解决的主要问题有以下几个方面：一、零件图的工艺性分析制订零件的数控铣削加工工艺时，第一要对零件图进行工艺分析，其主要内容包括：（一）数控铣削加工内容的挑选挑选数控铣削加工内容时， 应从实际需要和经济性两个方面考虑，通常挑选以下加工部位为其加工内容。1.零件上的曲线轮廓， 特殊是由数学表达式描画的非圆曲线和列表曲线等曲线轮廓。2.已给出数学模型的空间曲面。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.外形复杂、尺寸繁多、划线与检测
3、困难的部位4.用通用铣床加工难以观看、测量和掌握进给的内外凹槽5.以尺寸和谐的高精度孔或面6.能在一次安装中顺带铣出来的简洁表面7.采纳数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动的一般加工内容。（二）零件结构工艺性分析1.零件图样尺寸的正确标注2.保证获得要求的加工精度依据实践体会，对于面积较大的薄板，当其厚度小于3mm 时，就应在工艺上充分重视这一问题。3.尽量统一零件轮廓圆弧的有关尺寸轮廓内圆弧半径 R 经常限制刀具直径。 如图 5-3 所示，如工件的被加工轮廓高度低， 转接圆弧半径也大， 可以采纳较大直径的铣刀来加工， 且加工其底板面时，进给次数也相应削减，表面加工质量也会好一些。铣削
4、面的槽底圆角或底板与肋板相交处的圆角半径r如图 5-4 所示越大，铣刀端刃铣削平面的才能越差，效率也越低。当r 达到肯定程度时甚至必需用球头铣刀加工。4. 保证基准统一的原就有些零件需要在铣完一面后再重新安装铣削另一面，由于数控铣削时不能使用通用铣床加工经常用的试切方法来接刀，往往会由于零件的重新安装而接不好刀，最好采纳同一基准原就。5. 分析零件的变形情形（三）零件毛坯的工艺性分析1. 毛坯应有充分、稳固的加工余量毛坯主要指锻件、 铸件。锻件在锻造时欠压量与答应的错模量会造成余量不匀称。铸件在铸造时因砂型误差、 收缩量及金属液体的流淌性差不能布满型腔等造成余量不匀称。 此外，毛坯的挠曲和扭曲
5、变形量的不同也会造成加工余量不充可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结分、不稳固。为此，在对毛坯的设计时就加以充分考虑，即在零件图样注明的非加工面处增加适当的余量2. 分析毛坯的装夹适应性主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的牢靠性与便利性，以便在一次安装中加工显现较多表面。 对不便于装夹的毛坯， 可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等帮助基准。3. 分析毛坯的余量大小及匀称性主要是考虑在加工时要不要分层切削，分几层切削。 也要分析加工中与加工后的变形程度， 考虑是否应实行预防性措施与补救措施。如对于热轧中、 厚铝板，经淬火时效后很简洁在加工中与加工后变形，最好采纳经预拉伸处
6、理的淬火板坯。（四）加工方案分析1. 平面轮廓加工平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采纳三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。2. 固定斜角平面加工 1）当零件尺寸不大时，可用斜垫板垫平后加工。假如机床主轴可以摆角，就可以摆成适当的定角，用不同的刀具来加工。当零件尺寸很大， 斜面斜度又较小时，常用行切法加工。2）对于正圆台和斜筋表面，一般可用专用的角度成型铣刀加工。其成效比采纳五坐标数控铣床摆角加工好。3. 变斜角面加工1) 对曲率变化较小的变斜角面采纳x、y、z 和 A 四坐标联动的数控铣床， 采纳立铣刀（但当零件斜角过大， 超过机床主轴摆角范畴时，可用角度成型铣刀加以补偿）以插补方式摆
7、角加工。2）对曲率变化较大的变斜角面，用x、y、z、A 和 B或 C 转轴 的五坐标联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加工3）采纳三坐标数控铣床两坐标连动，利用球头铣刀和鼓形铣刀，以直线或圆弧插补方式进行分层铣削加工，加工后的残留面积用钳修方法清除，图 5-9 所示是用鼓形铣刀铣削变斜角面的情形。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4. 曲面轮廓加工1）对曲率变化不大和精度要求不高的曲面的粗加工，常采纳两轴半坐标的行切法加工， 即 x、y、z 三轴中任意两轴做联动插补， 第三轴做单独的周期进给。2) 对曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工，常采纳x、y、z 三坐标联动插补的行切法
8、加工。3）对象叶轮、螺旋桨这样的零件，因其叶片外形复杂，刀具易于相邻表面干涉，常用五坐标联动加工。二、装夹方案的确定（一）定为基准的挑选挑选定为基准时， 应留意削减装夹次数， 尽量做到在一次安装中能把零件上全部要加工表面都加工出来。定位基准应尽量与设计基准重合，以削减定位误差对尺寸精度的影响。（二）夹具的挑选数控铣床可以加工外形复杂的零件，所使用的夹具往往并不很复杂，只要求有简洁的定位、夹紧机构就可以了。三、进给路线的确定数控铣削加工中进给路线对零件的加工精度和表面质量有直接的影响。因此，确定好进给路线是保证铣削加工精度和表面质量的工艺措施之一。 进给路线的确定与工件表面状况、要求的表面零件质
9、量、 机床进给机构的间隙、 刀具耐用度以及零件轮廓外形等有关。（一）顺铣和逆铣的挑选1、逆铣与顺铣的概念铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反时称为逆铣，相同时称为顺铣。2、逆铣、顺铣的确定当工件表面无硬皮， 机床进给机构无间隙时，应选用顺铣，依据顺铣支配进给路线。由于采纳顺铣加工后，零件已加工表面质量好，刀齿磨损小。精铣时， 特殊是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量采纳顺铣。当工件表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣，依据逆铣支配进给路线。因 为逆铣时，
10、刀齿是从已加工表面切入，不会崩刀。 机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行。逆铣与顺铣l 一螺母。 2 一丝杠（二）进给路线的确定确定进给路线时， 要在保证被加工零件获得良好的加工精度和表面质量的前提下，力求运算简洁， 走刀路线短， 空刀时间少。 进给路线的确定与工件表面状况、要求的零件表面质量、 机床进给机构的间隙、 刀具耐用度以及零件轮廓外形等有关。确定进给路线主要考虑以下几个方面：1铣削零件表面时，要正确选用铣削方式。2进给路线尽量短，以削减加工时间。3进刀、退刀位置应选在零件不太重要的部位，并且使刀具沿零件的切线 方向进刀、退刀，以防止产生刀痕。在铣削内表面轮廓时，切入切出无法外延， 铣
11、刀只能沿法线方向切入和切出，此时，切入切出点应选在零件轮廓的两个几何元素的交点上。4先加工外轮廓，后加工内轮廓。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结四、刀具的挑选这里主要是指数控铣削加工刀具。（一）对刀具的基本要求1. 铣刀刚性要好 要求铣刀刚性要好的目的有二：一是为提高生产效率而采纳大切削用量的需要。 二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。2 铣刀的耐用度高特殊是当一把铣刀加工的内容许多时，如刀具不耐
12、用 而磨损较快， 不仅会影响零件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数， 也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，从而降低了零件的说明质量。除上述两点之外， 铣刀切削刃的几何角度参数的挑选及排屑性能等也特别重要。切削粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是特别忌讳的。总之，依据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，挑选刚性好，耐用度高的铣刀，是充分 发挥数控铣床的生产效率和获得中意加工质量的前提。（二）铣刀的种类（1）面铣刀如图 5-18 所示，面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃， 端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高速钢或硬质合金， 刀体为 40Cr
13、。面铣刀主要用于面积较大的平面铣削和较平整的立体轮廓的多坐标加工。高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=80 250mm，螺旋角 =10，刀齿数Z=1026。硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高、加工效率高、加工表面质量也较好， 并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同， 可分为整体焊接式。 机夹- 焊接式和可转位式三种 （见图 5-19 ）。（ 2）立铣刀立铣刀也可称为圆柱铣刀，如图5-20 ，广泛用于加工平面类零件。立铣刀圆柱 表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副
14、切削刃。主切削刃一般为螺旋齿（图 5-20 ），这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。一种先进的结构为切 削刃是波形的（图5-20 ），其特点是排屑更流畅，切削厚度更大，利于刀具散热 且提高了刀具寿命， 刀具不易产生振动。 立铣刀按端部切削刃的不同可分为过中心刃和不过中心刃两种。过中心刃立铣刀可直接轴向进刀。由于不过中心刃立铣刀端面中心处无切削刃， 所以它不能作轴向进给， 端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。立铣刀按齿数可分为粗齿、中齿、细齿三种。为了改善切屑卷 曲情形，增大容屑空间， 防止切屑堵塞， 刀齿数比较少， 容屑槽圆弧半径就较大。一般粗齿立铣刀齿数Z=3 4，细齿立铣刀齿数Z=5
15、8，套式结构 Z=1020，容可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结屑槽圆弧半径r=2 5mm。当立铣刀直径较大时，仍可制成不等齿距结构，以增强抗振作用，使切削过程平稳。立铣刀按螺旋角大小可分为30、40、60等几种形式。标准立铣刀的螺旋 角=40 45（粗齿）和 30 35（细齿），套式结构立铣刀的 为 15 25。直径较小的立铣刀， 一般制成带柄形式。 2 71mm的立铣刀制成直柄。 6 63mm的立铣刀制成莫氏锥柄。 2580mm的立铣刀做成 7：24 锥柄，内有螺孔用来拉紧刀具。直径大于 40 160mm的立铣刀可做成套式结构。（ 3）模具铣刀模具铣刀由立铣刀进展而成，它是加
16、工金属模具型面的铣刀的通称。可分为圆锥形立铣刀（圆锥半角 3、5、7、10）、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、 削平型直柄和莫氏锥柄。 它的结构特点是球头或端面上布满了切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。 铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。国家标准规定直径d=463mm。（图 5-21图 5-22 ）。小规格的硬质合金模具铣刀多制成整体结构，16mm以上直径的，制成焊接或机夹可转位刀片结构。（ 4）键槽铣刀如图 5-23 所示，它有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心， 既象立铣刀，又像钻头。用键槽铣刀铣削键槽时，先轴向进给达到槽深，然后沿
17、 键槽方向铣出键槽全长。 由于切削力引起刀具和工件的变形，一次走刀铣出的键槽外形误差较大，槽底一般不是直角。为此，通常采纳两步法铣削键槽，即先用 小号铣刀粗加工出键槽，然后以逆铣方式精加工四周，可得到真正的直角。直柄键槽铣刀直径d=2 22mm，锥柄键槽铣刀直径d=14 50mm。键槽铣刀直径的偏差有 e8 和 d8 两种。键槽铣刀的圆周切削刃仅在靠近端面的一小段长度内发生磨损，重磨时，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后铣刀直径不变。（5）鼓形铣刀图 5-24 所示的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。加工时掌握刀具上下位置，相应转变刀刃的切削部位，可以在
18、工件上切出从负到正的不同斜角。R越小，鼓形刀所能加工的斜角范畴越广，但所获得的表面质量也越差。这种刀具的缺点是刃磨困难，切削条件差，而且不适于加工有底的轮廓表面，主要用于对变斜角面的近似加工。（ 6）成形铣刀成形铣刀一般都是为特定的工件或加工内容特的设计制造的，适用于加工平面类零件的特定外形 如角度面、 凹槽面等 ，也适用于特形孔或台，图641 所示的是几种常用的成形铣刀。（ 8）锯片铣刀锯片铣刀可分为中小型规格的锯片铣 刀和大规格锯片铣刀（GB6130 85），数控铣和加工中心主要用中小型规格的锯 片铣刀。其分类及主要尺寸参数范畴见表6 1。目前国外有可转位锯片铣刀生 产，如图 6 42 所
19、示。锯片铣刀主要用于大多数材料的切槽、切断、内外槽铣削、组合铣削、缺口试验的槽加工、齿轮毛坯粗齿加工等。（ 三）铣刀的挑选（1）铣刀类型的挑选选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和外形相适应。.加工较大的平面应挑选面铣刀。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.加工平面零件周边轮廓、凹槽、较小的台阶面应挑选立铣刀。.加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等多项用模具铣刀。加工封闭的键槽选用键槽铣刀。.加工变斜角零件的变斜角面应选用鼓形铣刀。.加工立体型面和变斜角轮廓外形常采纳球头铣刀、鼓形刀。.加工各种直的或圆弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成形铣刀。（ 2）铣刀主要参数
20、的挑选面铣刀主要参数的挑选标准可转位面铣刀直径为 16 630mm。铣刀直径（一般比切宽大 20%50%）尽量包涵工件整个加工宽度。 粗铣时，铣刀直径要小些。 精铣时，铣刀直径要大些， 尽量包涵工件整个加工宽度。为了获得正确的切削成效，立铣刀主要参数的挑选立铣刀主切削刃的前角、后角的标注如图6 34b 所示，前、后角都为正值， 分别依据工件材料和铣刀直径选取为使端面切削刃有足够的强度，在端面切削刃前刀面上一般磨有棱边，其宽度br1 为 0.4 1.2 mm，前角为 6 立铣刀的有关尺寸参数（见图646），举荐按下述体会数据选取。a. 刀具半径 R应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，一般取 r=0
21、.80.9 。b. 零件的加工高度H R，以保证刀具有足够的刚度。c. 对不通孔 深槽 ，选取 l H+510mml为刀具切削部分长度， H 为零件高度 。d. 加工外型及通槽时，选取l H+r+5 10mm r 为刀尖角半径 。e. 粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径D粗可按下式运算 见图 5-28 ：见式（ 5-1 ）五、切削用量的挑选切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。从刀具耐用度动身，切削用量的挑选方法是：先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最终确定切削速度。（一） 背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）背吃刀量 ap 为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。
22、端铣时， ap为切削层深度。而圆周铣削时，ap 为被加工表面的宽度。侧吃刀量ae 为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。端铣时， ae为被加工表面宽度。而圆周铣削时，ae 为切削层深度。（二）进给速度进给速度 f 是单位时间内工件铣刀沿进给方向的相对移 动，单位为 mm/min。它与铣刀转速 n、铣刀齿数 Z 及每齿进给量 fz（单位为 mm/z） 的关系为：f =fz*Z*n每齿进给量 fz的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结面粗糙度等因素。工件材料的强度和硬度越高，fz越小。反之就越大。硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。工件表面粗糙度要求越高，fz就越小。工件刚性差或刀具强度低时，应取小值。（三）切削速度铣削的切削速度运算公式为5-3可编辑资料 - - - 欢迎下载