数控铣削加工工艺分析.ppt

浙江工业职业技术学院精品课程 项目 3 数控铣削加工工艺分析 3.1 零件图样的工艺分析 3.2 加工方法选择及加工方案的 确定 3.3 工艺设计 3.4 零件安装与夹具选择 3.5 对刀点的确定 3.6 刀具的选择 3.7 切削用量的选择 天马行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 浙江工业职业技术学院精品课程 3.1 零件图样的工艺分析 1）零件图样尺寸标注应符合编程的方便 2）零件轮廓结构的几何元素条件应充分 3）零件所要求的加工精度、尺寸公差应能否得到保 证 4）零件内轮廓和外形轮廓的几何类型和尺寸是否统 浙江工业职业技术学院精品课程 5）零件的工艺结构设计能否采用较大直径的刀具进 行加工 6）零件铣削面的槽底圆角半径或底板与缘板相交处 的圆角半径 r不宜太大 7）保证基准统一原则 8）考虑零件的变形情况 浙江工业职业技术学院精品课程 (1)机床的选择 平面轮廓零件的轮廓多由直线、圆弧和曲线组 成，一般在两坐标联动的数控铣床上加工；具有三 维曲面轮廓的零件，多采用三坐标或三坐标以上联 动的数控铣床。 (2)粗、精加工的选择 经粗铣的平面，尺寸精度可达 IT11 IT13级 （指两平面之间的尺寸），表面粗糙度（或值） 可达 6.3m 25m。 经粗、精铣的平面，尺寸精度可达 IT8 IT10 级，表面粗糙度值可达 1.6m 6.3m。 3.2 加工方法选择及加工方案的确定 1）加工方法选择 浙江工业职业技术学院精品课程 （ 3）孔的加工方法选择 1）加工精度为 IT9级： 2) 加工精度为 IT8级： 3）加工精度为 IT7级： 4）孔精度要求较低且孔径较大时，可采用立铣刀粗铣 精铣加工方案。 5）有同轴度要求的小孔，须采用饶平端面 打中心孔 钻 半精镗 孔口倒角 精镗（或 铰）加工方案 。 浙江工业职业技术学院精品课程 （ 4）螺纹的加工 直径在之间的螺纹，通常采用攻 螺纹的方法加工。 直径在 mm以下的螺纹，在数控机床上完成底孔加 工后， 通过其他手段来完成攻螺纹。 直径在 mm以上的螺纹，可采用镗刀片镗削加工 或采用圆弧插补（ G02或 G03）指令来完成。 天马行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 浙江工业职业技术学院精品课程 综上： 加上方法的选择原则为： 在保证加工表面精度和表面 粗糙度要求的前提下，尽可能提高加工效率。 由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有 许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸 和热处理要求全面考虑。此外，还应考虑生产率和经 济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。 浙江工业职业技术学院精品课程 确定加工方案时，首先应根据主要表面的尺寸精度 和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求 所需要的加工方法，即精加工的方法，再确定从 毛坯到最终成形的加工方案。 2）加工方案确定 浙江工业职业技术学院精品课程 行 距 的 计 算 天马行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 浙江工业职业技术学院精品课程 如图（ 3-2）所示，球头刀半径为 R，零件曲面上曲 率半径为 ，行距为，加工后曲面表面残留高度 为。则有： RHRHS )2(2 式中，当被加工零件的曲面在 b段内是凸的时候 取“”号，是凹的时候取“ -”号 。 浙江工业职业技术学院精品课程 3.3 工艺设计 1)工序的划分 2)加工余量的选择 3)进给路线的确定 浙江工业职业技术学院精品课程 1) 工 序 的 划 分 的 方 法 （ 1） 按先面后孔的原则划分工序 （ 3）按粗、精加工划分工序 （ 2）按所用刀具划分工序 浙江工业职业技术学院精品课程 （ 1） 工序间加工余量的选择原则 采用最小加工余量原则，以求缩短加工时间， 降低零件的加工费用。 但是各个工序应有充分的加工余量，特别是 最后的工序。 2)加工余量的选择 天马行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 浙江工业职业技术学院精品课程 （ 2）在选择加工余量时，还应考虑的情况 由于零件的大小不同，切削力、内应力引起的变形 也会有差异，工件大，变形增加，加工余量相应地 应大一些。 零件热处理时引起变形，应适当增大加工余量。 加工方法、装夹方式和工艺装备的刚性可能引起的 零件变形，过大的加工余量会由于切削力增大引起 零件的变化。 浙江工业职业技术学院精品课程 （ 3）确定加工余量的方法 查表法： 经验估算法： 分析计算法 浙江工业职业技术学院精品课程 证零件的加工精度和表面质量，且效率要高。 尽可能加工路线最短，减少空行程时间和换刀次 数，提高生产率。 减少零件的变形； 尽量使数值点计算方便，缩短编程工作时间。 合理选择铣削方式，以提高零件的加工质量。 3)进给路线的确定 浙江工业职业技术学院精品课程 合理选取刀具的起刀点、切入和切出点及刀具的切入 和切出方式，保证刀具切入和切出的平稳性。 位置精度要求高的孔系零件的加工应避免机床反向间 隙的带入而影响孔的位置精度； 复杂曲面零件的加工应根据零件的实际形状、精度要 求、加工效率等多种因素来确定是行切还是环切，是 等距切削还是等高切削的加工路线等。 保证加工过程的安全性，避免刀具与非加工面的干涉。 浙江工业职业技术学院精品课程 3.4 零件安装与夹具选择 尽量选择通用夹具、组合夹具，能使零件一次装夹中 完成全部加工面的加工，并尽可能使零件的定位基准 与设计基准重合，以减少定位误差。一般在模具加工 中采用平口虎钳或压板为多。 装夹迅速方便及定位准确，以减少辅助时间。 零件安装时，应注意夹紧力的作用点和方向，尽量使 切削力的方向与夹紧力方向一致。 夹具应具备足够的强度和刚度，使零件在切削过程中 切削平稳，保证零件的加工精度 浙江工业职业技术学院精品课程 3.5 对刀点的确定 对刀点， 即程序的 起点，是 数控加工 时刀具相 对工件运 动的起点。 Y 0 Y 1 编程原点 X 0 X 1 对刀点 机床原点 Z 0 Z 1 浙江工业职业技术学院精品课程 在数控编程时对刀点选择应考虑以下几点： 1. 使不程序编程简单。 2. 对刀点在数控机床上容易找正。 3. 引起的加工误差最小。 4. 加工过程中便于检查。 5. 尽量于零件的设计基准或定位基准重合。应便于对刀点的坐标 值的计算。 6. 尽量使加工过程中进刀或退刀的路线最短，并便于换刀。 浙江工业职业技术学院精品课程 为了加工方便，一般选取工件编程原点为对刀点。 对刀点不仅是程序的起点，往往也是程序的终点。 通常，采用绝对坐标系来检验对刀点距机床原点坐标值来检验对 刀的精度。 对刀点找正的正确度直接影响加工精度，找正方法的选择根据零 件几何形状和零件加工精度要求来确定。一般有些企业为了提高 找正精度或减少找正时间，常采用光学或电子式寻边器来进行找 正。 浙江工业职业技术学院精品课程 3.6 刀具的选择 数控加工刀具从结构上可分为： 1. 整体式； 2. 镶嵌式，它可以分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构 不同，又分为可转位和不转位两种； 3. 减振式，当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀 具的振动，提高加工精度，多采用此类刀具； 4. 内冷式，切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部； 5. 特殊型式，如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。 浙江工业职业技术学院精品课程 数控加工刀具从制造所采用的材料上可分为： 1. 高速钢刀具； 2. 硬质合金刀具： 3. 陶瓷刀具； 4. 立方氮化硼刀具； 5. 金刚石刀具： 6. 涂层刀具 浙江工业职业技术学院精品课程 数控铣床常用刀具有： 钻削刀具，分小孔、短孔、深孔、攻螺纹、铰孔等； 镗削刀具，分粗镗、精镗等刀具： 铣削刀具，分面铣、立铣、模具铣刀、键槽铣刀、鼓 形铣刀、成形铣刀等刀具。 浙江工业职业技术学院精品课程 3.7 切削用量的选择 切削用量包 括：主轴 转速、背 吃刀量和 侧吃刀量。 背吃刀量和 侧吃刀量 在数控加 工中通常 称为切削 深度和切 削宽度。 图（ 3-4） 铣削切削用量 浙江工业职业技术学院精品课程 选择切削用量的原则 粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济 性和加工成本； 半精加和精加时，应在保证加工质量的前提下，兼顾 切削效率、经济性和加工成本。 具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，刀具切 削参数，并结合实际经验而定。 浙江工业职业技术学院精品课程 1) 切 削 深 度 ap 切削深度的选取 主要由加工余量和表面质量的要 求决定的。原则上尽可能切削深度 选大些，可以减少走刀次数，但也 不能太大，否则会造成由于切削力 过大而造成 “ 闷车 ” 或蹦刃现象。 浙江工业职业技术学院精品课程 工件表面粗糙度值要求为 Ra12.5m 25m时，如 果圆周铣削的加工余量小于 5mm，端铣的加工余量小 于 6mm，粗铣一次进给就可以达到要求。但在余量较 大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分多次 进给完成。 工件表面粗糙度值要求为 Ra3.2m 12.5m时，可 分粗铣和半精铣两步进行。粗铣时切削深度或切削宽 度选取同前。粗铣后留 0.5mm 1.0mm余量，在半精 铣时切除。 工件表面粗糙度值要求为 Ra0.8m 3.2m时，可 分粗铣、半精铣、精铣 3步进行。半精铣时切削深度或 切削宽度取 1.5mm 2mm：精铣时圆周铣侧吃刀量取 0.3mm 0.5mm，面铣刀背吃刀量取 0.5mm lmm。 浙江工业职业技术学院精品课程 2） 进 给 量 进给量有进给速度 Vf、每转进给量 f和每齿进给 量 fZ3种表示方法。 进给速度 Vf是单位时间内工件与铣刀沿进给方 向的相对位移，单位为 mm min，在数控程 序中的代码为 F。 每转进给量 f是铣刀每转一转，工件与铣刀的 相对位移，单位为 mm r。 每齿进给量 fZ是铣刀每转过一齿时，工件与铣 刀的相对位移，单位为 mm z。 其 3种进给量的关系为： Vf fn=fZzn ( 铣刀转速为 n，铣刀齿数为 z。 ) 浙江工业职业技术学院精品课程 3） 主 轴 转 速 主轴转速主要根据允许的切削速度确定， 计算公式如下： 其中： D刀具直径（ mm）； v削速度 （ m/min）；为主轴转速（ r/min）。 浙江工业职业技术学院精品课程 表 3-1 高速钢钻头加工钢件的切削用量 浙江工业职业技术学院精品课程 表 3-2 高速钢铰刀铰孔切削用量 浙江工业职业技术学院精品课程 表 3-3 镗孔切削用量 浙江工业职业技术学院精品课程 表 3-4 攻螺纹切削用量 浙江工业职业技术学院精品课程 谢谢观看！