典型零件的数控加工工艺编制学习情境五集成加工机床及刀具的选择

1主要内容 通过集成块零件加工机床及刀具的选择介绍了数控铣削机床的种类及其加工范围；数控铣削加工零件的具体结构要求；常见数控铣刀的分类，结构特点和加工范围。通过该情境的学习，能为具体铣削类工件选择适合的数控铣削机床、数控铣刀等。学习情境五：集成块加工机床及刀具的选择2学习情境五：集成块加工机床及刀具的选择5.1任务引入5.2 任务分析5.3 相关知识 项目一、数控铣削机床 项目二、数控铣削刀具5.4 任务实施5.5 任务拓展与课后练习35.1任务引入生产如图生产如图5-1所示集成块，该集成块材料为所示集成块，该集成块材料为42CrMo。调质处理。调质处理280320HBW,生产纲领为年生产纲领为年500件。为加工该零件选定加工机件。为加工该零件选定加工机床及所需刀具。床及所需刀具。4 5.2 任务分析 该产品为典型的板类零件，产品形状清晰，结构要素由平面、内外轮廓、通孔组成，凹槽中间的凸台（岛屿）、中间的凹槽深度及孔的加工。尺寸精度、表面质量要求较高，内轮廓形状相对复杂，各结构要素间有相互位置要求。选择先进的数控机床。数控机床加工时还需选择合适的加工刀具。55.3 相关知识项目一、数控铣削机床项目一、数控铣削机床 一、数控铣床及其加工范围 数控铣削是一种应用非常广泛的数控切削加工方法，是铣刀旋转做主运动，工件或铣刀做进给运动的切削加工方法。能完成数控铣削加工的数控设备主要是数控铣床和加工中心。具有空间曲面的零件可以在数控铣床上加工。61、数控铣床的种类（1）按机床构造分类 1）工作台升降式数控铣床72）主轴头升降式数控铣床 83）龙门式数控铣床 9（2）按铣床主轴的布局形式分类1）立式数控铣床2）卧式数控铣床 3）立卧两用数控铣床（3）按铣床数控系统控制的坐标轴数量分类卧式立卧两用105.3 相关知识 2.数控铣床加工范围 它除了能铣削普通铣床所能铣削的各种零件表面外，还能铣削普通铣床不能铣削的需25坐标联动的各种平面轮廓和立体轮廓。根据数控铣床的特点，从铣削加工的角度来考虑，适合数控铣削的主要加工对象有三类。平面类零件115.3 相关知识（2）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。如飞机上的整体梁、框、缘条与肋等；此外还有检验夹具与装配型架等也属于变斜角类零件。125.3 相关知识（3）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、螺旋桨等。曲面类零件的加工面不能展开为平面，加工时，加工面与铣刀始终为点接触。加工曲面类零件一般采用三坐标数控铣床。当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时，要采用四坐标或五坐标铣床及加工中心。135.3 相关知识二、数控铣床选择原则1.数控铣床规格的选择 既要满足工件加工尺寸的需要，还要防止选用的规格偏大。2.数控铣床精度的选择 一般的数控铣床即可满足大多数零件的加工需要。对于精度要求比较高的零件，则应考虑选用精密型的数控铣床。3、数控铣床类型的选择4、数控铣床的选择功能的选择14三、加工中心及其加工范围三、加工中心及其加工范围 如果给数控铣床配上刀库和自动换刀装置就构成了加工中心。1.加工中心的种类（1）按机床功能特征分类1)镗铣加工中心2)车削加工中心 3)复合加工中心5.3 相关知识15（2）按照机床主要结构分类1）立式加工中心2）卧式加工中心3）龙门式加工中心 5.3 相关知识162.加工中心加工范围（）既有平面又有孔系的零件 箱体类零件 盘、套、板类零件5.3 相关知识17（）结构形状复杂、普通机床难加工的零件凸轮类整体类叶轮 模具类 5.3 相关知识185.3 相关知识（3）外形不规则的异型零件（4）加工精度较高的中小批量零件 195.3 相关知识四、加工中心选择原则四、加工中心选择原则1加工中心种类的选择立式加工中心 适合加工Z轴方向尺寸相对较小的单工位工件，如箱盖、端盖和平面凸轮等；卧式加工中心 适合加工需多工位加工、位置精度要求较高的零件，如箱体、泵体、阀体和壳体等。205.3 相关知识2加工中心规格的选择 选择加工中心规格主要应考虑工作台的大小、坐标行程、坐标数量和主电动机功率等因素。n选择工作台的规格应与工件的外形尺寸相适应，比工件略大一些；n选择加工范围主要应考虑坐标行程；n加工中心的坐标数根据加工对象选择；n主轴电动机功率反映了机床的切削速度和切削刚性。215.3 相关知识项目二 数控铣削刀具一、数控铣刀分类n铣刀是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。n铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。225.3 相关知识项目二 数控铣削刀具1.数控铣刀的基本要求（1）铣刀刚性要好 一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣削加工过程中难以调整切削用量的特点。（2）铣刀的耐用度要高 避免换刀影响工件的表面质量与加工精度、引起的调刀与对刀次数235.3 相关知识2、数控铣刀的种类（1）按铣刀的结构分类 1）整体式:刀体和刀齿制成一体。2）整体焊齿式：刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成,并钎焊在刀体上。3）镶齿式:刀齿用机械夹固的方法紧固在刀体上。4）可转位式 245.3 相关知识 （2）铣刀按齿背的加工方式分为两类。1）尖齿铣刀；2）铲齿铣刀。（3）普通数控铣刀按用途一般分为面铣刀、立铣刀以及模具铣刀、鼓形铣刀、键槽铣刀、成形铣刀。面铣刀25硬质合金立铣刀高速钢立铣刀26模具铣刀键槽铣刀27成形铣刀 鼓形铣刀285.3 相关知识二、数控铣刀的选择原则1.铣刀类型的选择295.3 相关知识2.镶齿面铣刀结构的选择（）平装结构一般用于轻型和中量型的铣削加工（）立装结构适用于重型和中量型的铣削加工305.3 相关知识 3.铣刀齿数（齿距）的选择 粗齿铣刀适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工 中齿铣刀系通用系列，使用范围广泛 密齿铣刀主要用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工。4.铣刀直径的选择 取决于设备的规格和工件的加工尺寸。315.3 相关知识 三三 数控镗铣加工用工具系统数控镗铣加工用工具系统整体式与模块式两种（1）整体式式结构、它的特点是将锥柄和接杆连成一体（2）模块式结构 模块式结构是把工具的柄部和工作部分分开，制成系统化的主柄模块、中间连接模块和工作模块325.4 任务实施一、机床的选择 该产品为板类零件，结构要素由平面、内外轮廓、通孔组成，凹槽中间的凸台（岛屿）、中间的凹槽深度及孔的加工，尺寸精度、表面质量要求较高，内轮廓形状相对复杂，各结构要素间有相互位置要求。普通铣床无法直接加工，由于数控铣床或加工中心具备复杂轮廓和曲面的功能，加工该零件则相对方便。因此为保证加工质量，提高生产效率，应选择数控铣床或立式加工中心。335.4 任务实施二、铣刀的选择二、铣刀的选择 1、铣刀类型选择n硬质合金面铣刀-加工上下大平面；n立铣刀-加工周边轮廓；n键槽铣刀-加工内型腔；n麻花钻-加工孔；n铰刀-加工精度等级高的孔 345.4 任务实施2、镶齿面铣刀结构选择 镶齿面铣刀一般由刀片、定位元件、夹紧元件和刀体组成。刀片排列方式可分为平装结构和立装结构两大类。该件铣削加工铣削量不大，选择面铣刀结构为平装结构。图5-23 平装结构图5-24立装结构铣刀 355.4 任务实施3、铣刀的齿数(齿距)选择 粗加工时因切削余量较大，为保证刀齿强度和排屑方便选粗齿铣刀，精加工时因工件材料为42CrMo，为保证加工质量选中齿铣刀4、铣刀直径的选择365.5 任务拓展与课后练习1、试述数控铣削的主要加工对象。2、简述铣刀的常见分类及各自适合加工对象。3、为如图5-30铰链板的选择加工所需机床及刀具，要求详细说明刀具加工面、刀具类型、尺寸、齿数。