數(shù)控銑削加工工藝分析.ppt

浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 項目 3 數(shù)控銑削加工工藝分析 3.1 零件圖樣的工藝分析 3.2 加工方法選擇及加工方案的 確定 3.3 工藝設(shè)計 3.4 零件安裝與夾具選擇 3.5 對刀點的確定 3.6 刀具的選擇 3.7 切削用量的選擇 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 3.1 零件圖樣的工藝分析 1）零件圖樣尺寸標注應符合編程的方便 2）零件輪廓結(jié)構(gòu)的幾何元素條件應充分 3）零件所要求的加工精度、尺寸公差應能否得到保 證 4）零件內(nèi)輪廓和外形輪廓的幾何類型和尺寸是否統(tǒng) 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 5）零件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計能否采用較大直徑的刀具進 行加工 6）零件銑削面的槽底圓角半徑或底板與緣板相交處 的圓角半徑 r不宜太大 7）保證基準統(tǒng)一原則 8）考慮零件的變形情況 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 (1)機床的選擇 平面輪廓零件的輪廓多由直線、圓弧和曲線組 成，一般在兩坐標聯(lián)動的數(shù)控銑床上加工；具有三 維曲面輪廓的零件，多采用三坐標或三坐標以上聯(lián) 動的數(shù)控銑床。 (2)粗、精加工的選擇 經(jīng)粗銑的平面，尺寸精度可達 IT11 IT13級 （指兩平面之間的尺寸），表面粗糙度（或值） 可達 6.3m 25m。 經(jīng)粗、精銑的平面，尺寸精度可達 IT8 IT10 級，表面粗糙度值可達 1.6m 6.3m。 3.2 加工方法選擇及加工方案的確定 1）加工方法選擇 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 （ 3）孔的加工方法選擇 1）加工精度為 IT9級： 2) 加工精度為 IT8級： 3）加工精度為 IT7級： 4）孔精度要求較低且孔徑較大時，可采用立銑刀粗銑 精銑加工方案。 5）有同軸度要求的小孔，須采用饒平端面 打中心孔 鉆 半精鏜 孔口倒角 精鏜（或 鉸）加工方案 。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 （ 4）螺紋的加工 直徑在之間的螺紋，通常采用攻 螺紋的方法加工。 直徑在 mm以下的螺紋，在數(shù)控機床上完成底孔加 工后， 通過其他手段來完成攻螺紋。 直徑在 mm以上的螺紋，可采用鏜刀片鏜削加工 或采用圓弧插補（ G02或 G03）指令來完成。 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 綜上： 加上方法的選擇原則為： 在保證加工表面精度和表面 粗糙度要求的前提下，盡可能提高加工效率。 由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有 許多，因而在實際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸 和熱處理要求全面考慮。此外，還應考慮生產(chǎn)率和經(jīng) 濟性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實際情況。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 確定加工方案時，首先應根據(jù)主要表面的尺寸精度 和表面粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求 所需要的加工方法，即精加工的方法，再確定從 毛坯到最終成形的加工方案。 2）加工方案確定 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 行 距 的 計 算 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 如圖（ 3-2）所示，球頭刀半徑為 R，零件曲面上曲 率半徑為 ，行距為，加工后曲面表面殘留高度 為。則有： RHRHS )2(2 式中，當被加工零件的曲面在 b段內(nèi)是凸的時候 取“”號，是凹的時候取“ -”號 。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 3.3 工藝設(shè)計 1)工序的劃分 2)加工余量的選擇 3)進給路線的確定 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 1) 工 序 的 劃 分 的 方 法 （ 1） 按先面后孔的原則劃分工序 （ 3）按粗、精加工劃分工序 （ 2）按所用刀具劃分工序 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 （ 1） 工序間加工余量的選擇原則 采用最小加工余量原則，以求縮短加工時間， 降低零件的加工費用。 但是各個工序應有充分的加工余量，特別是 最后的工序。 2)加工余量的選擇 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 （ 2）在選擇加工余量時，還應考慮的情況 由于零件的大小不同，切削力、內(nèi)應力引起的變形 也會有差異，工件大，變形增加，加工余量相應地 應大一些。 零件熱處理時引起變形，應適當增大加工余量。 加工方法、裝夾方式和工藝裝備的剛性可能引起的 零件變形，過大的加工余量會由于切削力增大引起 零件的變化。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 （ 3）確定加工余量的方法 查表法： 經(jīng)驗估算法： 分析計算法 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 證零件的加工精度和表面質(zhì)量，且效率要高。 盡可能加工路線最短，減少空行程時間和換刀次 數(shù)，提高生產(chǎn)率。 減少零件的變形； 盡量使數(shù)值點計算方便，縮短編程工作時間。 合理選擇銑削方式，以提高零件的加工質(zhì)量。 3)進給路線的確定 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 合理選取刀具的起刀點、切入和切出點及刀具的切入 和切出方式，保證刀具切入和切出的平穩(wěn)性。 位置精度要求高的孔系零件的加工應避免機床反向間 隙的帶入而影響孔的位置精度； 復雜曲面零件的加工應根據(jù)零件的實際形狀、精度要 求、加工效率等多種因素來確定是行切還是環(huán)切，是 等距切削還是等高切削的加工路線等。 保證加工過程的安全性，避免刀具與非加工面的干涉。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 3.4 零件安裝與夾具選擇 盡量選擇通用夾具、組合夾具，能使零件一次裝夾中 完成全部加工面的加工，并盡可能使零件的定位基準 與設(shè)計基準重合，以減少定位誤差。一般在模具加工 中采用平口虎鉗或壓板為多。 裝夾迅速方便及定位準確，以減少輔助時間。 零件安裝時，應注意夾緊力的作用點和方向，盡量使 切削力的方向與夾緊力方向一致。 夾具應具備足夠的強度和剛度，使零件在切削過程中 切削平穩(wěn)，保證零件的加工精度 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 3.5 對刀點的確定 對刀點， 即程序的 起點，是 數(shù)控加工 時刀具相 對工件運 動的起點。 Y 0 Y 1 編程原點 X 0 X 1 對刀點 機床原點 Z 0 Z 1 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 在數(shù)控編程時對刀點選擇應考慮以下幾點： 1. 使不程序編程簡單。 2. 對刀點在數(shù)控機床上容易找正。 3. 引起的加工誤差最小。 4. 加工過程中便于檢查。 5. 盡量于零件的設(shè)計基準或定位基準重合。應便于對刀點的坐標 值的計算。 6. 盡量使加工過程中進刀或退刀的路線最短，并便于換刀。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 為了加工方便，一般選取工件編程原點為對刀點。 對刀點不僅是程序的起點，往往也是程序的終點。 通常，采用絕對坐標系來檢驗對刀點距機床原點坐標值來檢驗對 刀的精度。 對刀點找正的正確度直接影響加工精度，找正方法的選擇根據(jù)零 件幾何形狀和零件加工精度要求來確定。一般有些企業(yè)為了提高 找正精度或減少找正時間，常采用光學或電子式尋邊器來進行找 正。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 3.6 刀具的選擇 數(shù)控加工刀具從結(jié)構(gòu)上可分為： 1. 整體式； 2. 鑲嵌式，它可以分為焊接式和機夾式。機夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu) 不同，又分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位兩種； 3. 減振式，當?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； 4. 內(nèi)冷式，切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部； 5. 特殊型式，如復合刀具、可逆攻螺紋刀具等。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 數(shù)控加工刀具從制造所采用的材料上可分為： 1. 高速鋼刀具； 2. 硬質(zhì)合金刀具： 3. 陶瓷刀具； 4. 立方氮化硼刀具； 5. 金剛石刀具： 6. 涂層刀具 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 數(shù)控銑床常用刀具有： 鉆削刀具，分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等； 鏜削刀具，分粗鏜、精鏜等刀具： 銑削刀具，分面銑、立銑、模具銑刀、鍵槽銑刀、鼓 形銑刀、成形銑刀等刀具。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 3.7 切削用量的選擇 切削用量包 括：主軸 轉(zhuǎn)速、背 吃刀量和 側(cè)吃刀量。 背吃刀量和 側(cè)吃刀量 在數(shù)控加 工中通常 稱為切削 深度和切 削寬度。 圖（ 3-4） 銑削切削用量 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 選擇切削用量的原則 粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應考慮經(jīng)濟 性和加工成本； 半精加和精加時，應在保證加工質(zhì)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，刀具切 削參數(shù)，并結(jié)合實際經(jīng)驗而定。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 1) 切 削 深 度 ap 切削深度的選取 主要由加工余量和表面質(zhì)量的要 求決定的。原則上盡可能切削深度 選大些，可以減少走刀次數(shù)，但也 不能太大，否則會造成由于切削力 過大而造成 “ 悶車 ” 或蹦刃現(xiàn)象。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 工件表面粗糙度值要求為 Ra12.5m 25m時，如 果圓周銑削的加工余量小于 5mm，端銑的加工余量小 于 6mm，粗銑一次進給就可以達到要求。但在余量較 大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機床動力不足時，可分多次 進給完成。 工件表面粗糙度值要求為 Ra3.2m 12.5m時，可 分粗銑和半精銑兩步進行。粗銑時切削深度或切削寬 度選取同前。粗銑后留 0.5mm 1.0mm余量，在半精 銑時切除。 工件表面粗糙度值要求為 Ra0.8m 3.2m時，可 分粗銑、半精銑、精銑 3步進行。半精銑時切削深度或 切削寬度取 1.5mm 2mm：精銑時圓周銑側(cè)吃刀量取 0.3mm 0.5mm，面銑刀背吃刀量取 0.5mm lmm。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 2） 進 給 量 進給量有進給速度 Vf、每轉(zhuǎn)進給量 f和每齒進給 量 fZ3種表示方法。 進給速度 Vf是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方 向的相對位移，單位為 mm min，在數(shù)控程 序中的代碼為 F。 每轉(zhuǎn)進給量 f是銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件與銑刀的 相對位移，單位為 mm r。 每齒進給量 fZ是銑刀每轉(zhuǎn)過一齒時，工件與銑 刀的相對位移，單位為 mm z。 其 3種進給量的關(guān)系為： Vf fn=fZzn ( 銑刀轉(zhuǎn)速為 n，銑刀齒數(shù)為 z。 ) 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 3） 主 軸 轉(zhuǎn) 速 主軸轉(zhuǎn)速主要根據(jù)允許的切削速度確定， 計算公式如下： 其中： D刀具直徑（ mm）； v削速度 （ m/min）；為主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 表 3-1 高速鋼鉆頭加工鋼件的切削用量 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 表 3-2 高速鋼鉸刀鉸孔切削用量 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 表 3-3 鏜孔切削用量 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 表 3-4 攻螺紋切削用量 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院精品課程 謝謝觀看！