第六章-數(shù)控銑床及銑削加工工藝資料講解

1、第第6章章 數(shù)控銑床與銑削數(shù)控銑床與銑削(x xu)加工工藝加工工藝 61 數(shù)控銑床簡介數(shù)控銑床簡介 一、數(shù)控銑床概述一、數(shù)控銑床概述 二、數(shù)控銑削刀具及切削用量的選擇二、數(shù)控銑削刀具及切削用量的選擇62 數(shù)控銑床加工工藝分析數(shù)控銑床加工工藝分析 一、主要加工對象一、主要加工對象 二、數(shù)控機床銑削加工內(nèi)容的選擇二、數(shù)控機床銑削加工內(nèi)容的選擇 三、結(jié)構(gòu)三、結(jié)構(gòu)(jigu)工藝性分析工藝性分析 四、零件毛坯的工藝性分析四、零件毛坯的工藝性分析 63 數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂 一、加工方案的選擇一、加工方案的選擇 二、進給路線的確定二、進給路線的確定 64 典型零件的數(shù)控

2、銑削加工工藝分析典型零件的數(shù)控銑削加工工藝分析第一頁，共43頁。一、數(shù)控銑床概述(i sh)（一）、數(shù)控銑床分類1、按主軸位置（1）立式（2）臥式（3）立臥兩用2、按系統(tǒng)(xtng)功能分（1）經(jīng)濟型（2）全功能（3）高速第二頁，共43頁。（二）、數(shù)控銑床特點(tdin) 半封閉或全封閉防護，主軸無級調(diào)速，轉(zhuǎn)速范圍寬，手動換刀，刀具裝夾方便，一般三坐標(zubio)聯(lián)動第三頁，共43頁。（三）、數(shù)控銑床主要(zhyo)功能A、點位控制功能(gngnng)B、連續(xù)輪廓控制功能(gngnng)C、刀具半徑補償功能(gngnng)D、刀具長度補償功能(gngnng)E、比例及鏡像加工功能(gngnn

3、g)F、旋轉(zhuǎn)功能(gngnng)G、子程序調(diào)用功能(gngnng)H、宏程序功能(gngnng)I、自動加減速控制J、數(shù)據(jù)輸入輸出及DNC功能(gngnng)K、自診斷功能(gngnng)第四頁，共43頁。二、數(shù)控銑削刀具(doj)及切削用量的選擇（一）銑刀類型的選擇(xunz)（1） A、加工較大平面選面銑刀 B、加工凹槽、較小的凸臺及平面輪廓選立銑刀 C、加工空間曲面、模具型腔或凸模成形表面等選模具銑刀 D、加工封閉的鍵槽選鍵槽銑刀 E、加工變斜角面選鼓形銑刀 F、加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等選成形銑刀第五頁，共43頁。（2）被加工零件的幾何形狀是選擇(xunz)刀具類型的

4、主要依據(jù)。（結(jié)合課本的圖講授） A、加工曲面：球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀 B、較大平面時，為了提高生產(chǎn)效率和降低加工表面粗糙度值，用刀片鑲嵌式盤形銑刀 C、銑鍵槽的尺寸精度，用兩刃銑刀 D、孔加工時，用鉆頭、鏜刀等孔加工類刀具第六頁，共43頁。(3)可轉(zhuǎn)位銑刀的選用A、刀片排列方式：a、平裝結(jié)構(gòu)(jigu)（徑向）優(yōu)點：刀體結(jié)構(gòu)(jigu)工藝性好，容易加工，并可采用無孔刀片，可重磨缺點：容屑空間小運用：輕型和中量型的銑削加工b、立裝結(jié)構(gòu)(jigu)（切向）優(yōu)點：用一個螺釘固定，結(jié)構(gòu)(jigu)簡單，轉(zhuǎn)位方便，夾緊力隨切削力增大而增大，省去夾緊元件，容屑空間大，缺點：

5、刀體加工難度大，一般要五坐標加工中心進行加工運用：重型和中量型的銑削加工第七頁，共43頁。B、角度選擇a、主偏角Kr（徑向切削力和切削深度影響大）b、前角r。（徑向前角影響切削功率(gngl)，軸向前角影響切屑的形成和軸向力的方向）c、齒數(shù)d、直徑e、最大背吃刀量f、刀片牌號第八頁，共43頁。（4）切削用量的選擇(xunz) 原則：先選取背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進給速度，最后確定切削速度。A、背吃刀量（端銑）ap或側(cè)吃刀量ae注：端銑和周銑： 端銑是指用銑刀端面刃進行銑削。端銑時刀具參加切削的刀齒多，切削力平穩(wěn)，不易產(chǎn)生沖擊和振動。 周銑是指用銑刀周邊的齒刃進行銑削。周銑時1-2個齒參加切

6、削，在切入和切出時切削力變化大，采用螺旋形刀齒補救。端銑由銑刀外圓排列齒緣完成，端面切削刃起修光作用，可獲得較高的粗糙度。周銑刀尖工作負荷大，易磨損，刀具壽命低。 端銑刀桿粗而短，剛度好，可進行強力切削。 周銑平面一般采用臥式銑床。 端銑法銑出的平面，其平面度的好壞主要決定(judng)于銑床主軸軸線與進給方向的垂直度。 周銑法銑出的平面，其平面度的好壞主要決定(judng)于銑刀的圓柱度，因此在精銑平面時，要保證銑刀的圓柱度。a、端銑時， ap為切削層深度ae為被加工表面的寬度b、周銑時，ap為被加工表面的寬度ae為切削層深度第九頁，共43頁。1）Ra12.5-25,周銑加工余量小于5，端銑

7、小于6，一次進給完成(wn chng)或兩次完成(wn chng)2)Ra3.2-12.5，分粗銑和半精銑(0.5-1.0)兩步進行3)Ra0.8-3.2，分粗銑、半精銑（1.5-2)和精銑(0.3-0.5)三步進行第十頁，共43頁。B、主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速n根據(jù)允許的切削速度c來確定：n=1000c/d 理論上，c越大越好，這樣可以提高生產(chǎn)率，而且可以避開生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實際上由于機床、刀具(doj)等的限制，使用國內(nèi)機床、刀具(doj)時允許的切削速度常常只能在100200m/min范圍內(nèi)選取。（表6-4） 第十一頁，共43頁。C、切削進給速度 切削進給速度應(yīng)

8、根據(jù)所采用機床的性能、刀具材料和尺寸、被加工材料的切削加工性能和加工余量的大小 一般原則(yunz)是：工件表面的加工余量大，切削進給速度低；反之相反。 切削進給速度可由機床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進行手工調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。切削進給速度不能超過按逼近誤差和插補周期計算所允許的進給速度。 fz為每齒進給量，它的選取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。（表6-5） 第十二頁，共43頁。62 數(shù)控銑床加工工藝數(shù)控銑床加工工藝(gngy)分析分析 621 數(shù)控銑削的主要數(shù)控銑削的主要(zhyo)加工對象加工對象 1 1平面類零件平面類零件 加工面平行或垂直于水平面

9、，或加工面與水平面的夾角為定角的零件為平面類零件加工面平行或垂直于水平面，或加工面與水平面的夾角為定角的零件為平面類零件( (見圖見圖6 66)6)。其特點是各個加工面是平面，或可以展開成平面。一般只需用三坐標數(shù)控銑床的兩坐。其特點是各個加工面是平面，或可以展開成平面。一般只需用三坐標數(shù)控銑床的兩坐標聯(lián)動標聯(lián)動( (即兩軸半坐標聯(lián)動即兩軸半坐標聯(lián)動) )就可以把它們加工出來。就可以把它們加工出來。 2.2.變斜角類零件變斜角類零件 加工面與水平面的夾角呈連續(xù)變化加工面與水平面的夾角呈連續(xù)變化(bi(bi nhunhu ) )的零件稱為變斜角類零件（圖的零件稱為變斜角類零件（圖6 67 7）。變

10、斜角）。變斜角類零件的變斜角加工面不能展開為平面，但在加工中，加工面與銑刀圓周接觸的瞬間為一條類零件的變斜角加工面不能展開為平面，但在加工中，加工面與銑刀圓周接觸的瞬間為一條線。最好采用四坐標或五坐標數(shù)控銑床擺角加工，在沒有上述機床時，可采用三坐標數(shù)控銑線。最好采用四坐標或五坐標數(shù)控銑床擺角加工，在沒有上述機床時，可采用三坐標數(shù)控銑床，進行兩軸半坐標近似加工。床，進行兩軸半坐標近似加工。3 3曲面類零件曲面類零件 加工面為空間曲面的零件稱為曲面類零件加工面為空間曲面的零件稱為曲面類零件( (如圖如圖6 68)8)。曲面類零件的加工面不能展開為平。曲面類零件的加工面不能展開為平面，加工時，加工面

11、與銑刀始終為點接觸。常用兩軸半聯(lián)動數(shù)控銑床來加工精度要求不高的面，加工時，加工面與銑刀始終為點接觸。常用兩軸半聯(lián)動數(shù)控銑床來加工精度要求不高的曲面；精度要求高的曲面類零件一般采用三軸聯(lián)動數(shù)控銑床加工；當曲面較復(fù)雜、通道較狹曲面；精度要求高的曲面類零件一般采用三軸聯(lián)動數(shù)控銑床加工；當曲面較復(fù)雜、通道較狹窄、會傷及毗鄰表面及需刀具擺動時，要采用四軸甚至五軸聯(lián)動數(shù)控銑床加工。窄、會傷及毗鄰表面及需刀具擺動時，要采用四軸甚至五軸聯(lián)動數(shù)控銑床加工。第十三頁，共43頁。a)帶平面(pngmin)輪廓的平面(pngmin)零件 b)帶斜平面(pngmin)的平面(pngmin)零件 c)帶正圓臺和斜筋的平面

12、(pngmin)零件 圖66 平面(pngmin)類零件 圖圖67 變斜角變斜角(xi jio)零件零件 圖圖68 葉輪葉輪 return第十四頁，共43頁。6 62 22 2 數(shù)控機床銑削數(shù)控機床銑削(x xu)(x xu)加工內(nèi)加工內(nèi)容的選擇容的選擇 1 1采用數(shù)控銑削加工內(nèi)容采用數(shù)控銑削加工內(nèi)容 (1)(1)工件上的曲線輪廓內(nèi)、外形工件上的曲線輪廓內(nèi)、外形(w(w i xn)i xn)，特別是由數(shù)學(xué)表達式給出的非圓曲線與列表曲，特別是由數(shù)學(xué)表達式給出的非圓曲線與列表曲線等曲線輪廓。線等曲線輪廓。 (2)(2)已給出數(shù)學(xué)模型的空間曲線。已給出數(shù)學(xué)模型的空間曲線。 (3)(3)形狀復(fù)雜，尺寸

13、繁多，劃線與檢測困難的部位。形狀復(fù)雜，尺寸繁多，劃線與檢測困難的部位。 (4)(4)用通用銑床加工時難以觀察、測量和控制進給的內(nèi)、外凹槽。用通用銑床加工時難以觀察、測量和控制進給的內(nèi)、外凹槽。 (5)(5)以尺寸協(xié)調(diào)的高精度孔或面。以尺寸協(xié)調(diào)的高精度孔或面。 (6)(6)能在一次安裝中順帶銑出來的簡單表面或形狀。能在一次安裝中順帶銑出來的簡單表面或形狀。 (7)(7)采用數(shù)控銑削能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動的一般加工內(nèi)容。采用數(shù)控銑削能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動的一般加工內(nèi)容。 2 2不宜采用數(shù)控銑削加工內(nèi)容不宜采用數(shù)控銑削加工內(nèi)容 (1)(1)需要進行長時間占機和進行人工調(diào)整的粗

14、加工內(nèi)容，如以毛坯粗基準定位劃線找正的加工。需要進行長時間占機和進行人工調(diào)整的粗加工內(nèi)容，如以毛坯粗基準定位劃線找正的加工。 (2)(2)必須按專用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容必須按專用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容( (如標準樣件、協(xié)調(diào)平板、模胎等如標準樣件、協(xié)調(diào)平板、模胎等) )。 (3)(3)毛坯上的加工余量不太充分或不太穩(wěn)定的部位。毛坯上的加工余量不太充分或不太穩(wěn)定的部位。 (4)(4)簡單的粗加工面。簡單的粗加工面。 (5)(5)必須用細長銑刀加工的部位，一般指狹長深槽或高筋板小轉(zhuǎn)接圓弧部位。必須用細長銑刀加工的部位，一般指狹長深槽或高筋板小轉(zhuǎn)接圓弧部位。 第十五頁，共43頁。6 62 23 3 數(shù)控銑床

15、加工數(shù)控銑床加工(ji gng)(ji gng)零件的結(jié)構(gòu)工藝零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析性分析 1 1零件圖樣尺寸的正確標注零件圖樣尺寸的正確標注 構(gòu)成零件輪廓的幾何元素構(gòu)成零件輪廓的幾何元素( (點、線、面點、線、面) )的相互關(guān)系的相互關(guān)系( (如相切、相交、垂直和平行等如相切、相交、垂直和平行等) )，的給定條件是否，的給定條件是否充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 2 2保證獲得要求的加工精度保證獲得要求的加工精度 檢查零件的加工要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在現(xiàn)有的加工條件下是否可以得到保檢查零件的加

16、工要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在現(xiàn)有的加工條件下是否可以得到保證，是否還有更經(jīng)濟的加工方法或方案。對一些特殊情況，如面積較大的薄板，當其厚度小于證，是否還有更經(jīng)濟的加工方法或方案。對一些特殊情況，如面積較大的薄板，當其厚度小于3mm3mm時，時，就應(yīng)在工藝上充分重視這一問題。就應(yīng)在工藝上充分重視這一問題。3 3零件內(nèi)腔外形的尺寸統(tǒng)一零件內(nèi)腔外形的尺寸統(tǒng)一4 4盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸 （1 1）內(nèi)槽圓弧半徑）內(nèi)槽圓弧半徑R R的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓弧半徑的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓弧半徑R R不應(yīng)太小。（圖不應(yīng)太小

17、。（圖6 69 9）。一般，）。一般，當當R0.2H(HR0.2H(H為被加工輪廓面的最大高度為被加工輪廓面的最大高度) )時，可以判定零件上該部位時，可以判定零件上該部位(bwi)(bwi)的工藝性不好。的工藝性不好。 （2 2）零件銑削槽底平面時，槽底面圓角或底板與肋板相交處的圓角半徑）零件銑削槽底平面時，槽底面圓角或底板與肋板相交處的圓角半徑r r不要過大（圖不要過大（圖6-106-10）。）。R R越大，越大，端刀刃銑削平面的能力越差端刀刃銑削平面的能力越差. .因為銑刀與銑削平面接觸的最大直徑因為銑刀與銑削平面接觸的最大直徑d=Dd=D2r(D2r(D為銑刀直徑為銑刀直徑) )，當，

18、當D D越大而越大而r r越小時，銑刀端刃銑削平面的面積越大，加工平面的能力越強，銑削工藝性當然也越好。越小時，銑刀端刃銑削平面的面積越大，加工平面的能力越強，銑削工藝性當然也越好。5 5保證基準統(tǒng)保證基準統(tǒng) 最好采用統(tǒng)一基準定位，因此零件上應(yīng)有合適的孔作為定位基準孔，也可以專門設(shè)置工藝孔作為定位最好采用統(tǒng)一基準定位，因此零件上應(yīng)有合適的孔作為定位基準孔，也可以專門設(shè)置工藝孔作為定位基準基準( (如在毛坯上增加工藝凸臺或在后繼工序要銑去的余量上設(shè)基準孔如在毛坯上增加工藝凸臺或在后繼工序要銑去的余量上設(shè)基準孔) )。若無法制出工藝孔，最起碼也。若無法制出工藝孔，最起碼也要用精加工表面作為統(tǒng)一基準

19、，以減少二次裝夾產(chǎn)生的誤差。要用精加工表面作為統(tǒng)一基準，以減少二次裝夾產(chǎn)生的誤差。6 6分析零件的變形情況分析零件的變形情況 零件在數(shù)控銑削加工時的變形較大時，就應(yīng)當考慮采取一些必要的工藝措施進行預(yù)防。零件在數(shù)控銑削加工時的變形較大時，就應(yīng)當考慮采取一些必要的工藝措施進行預(yù)防。 第十六頁，共43頁。圖圖6-9 肋板高度與內(nèi)孔轉(zhuǎn)接圓肋板高度與內(nèi)孔轉(zhuǎn)接圓 弧弧對零件銑削對零件銑削(x xu)工藝性的影響工藝性的影響 圖圖610 零件零件(ln jin)底面與肋板的轉(zhuǎn)接底面與肋板的轉(zhuǎn)接圓弧對零件圓弧對零件(ln jin)銑削工藝性的影響銑削工藝性的影響 return第十七頁，共43頁。6 62 24

20、 4 數(shù)控銑削零件數(shù)控銑削零件(ln ji(ln ji n)n)毛坯的工藝性毛坯的工藝性分析分析 1 1毛坯應(yīng)有充分的加工余量，穩(wěn)定的加工質(zhì)量毛坯應(yīng)有充分的加工余量，穩(wěn)定的加工質(zhì)量 毛坯主要指鍛、鑄件，因模鍛時的久壓量與允許的錯模量會造成余量多少不等，鑄造毛坯主要指鍛、鑄件，因模鍛時的久壓量與允許的錯模量會造成余量多少不等，鑄造(zhz(zhz o)o)時也會時也會因砂型誤差、收縮量及金屬液體的流動性差不能充滿型腔等造成余量不等。另外，鍛造、鑄造因砂型誤差、收縮量及金屬液體的流動性差不能充滿型腔等造成余量不等。另外，鍛造、鑄造(zhz(zhz o)o)后，毛坯的翹曲與扭曲變形量的不同也會造成加

21、工余量不充分、不穩(wěn)定。因此，除板料外，不管是鍛件、后，毛坯的翹曲與扭曲變形量的不同也會造成加工余量不充分、不穩(wěn)定。因此，除板料外，不管是鍛件、鑄件還是型材，只要準備采用數(shù)控銑削加工，其加工面均應(yīng)有較充分的余量。鑄件還是型材，只要準備采用數(shù)控銑削加工，其加工面均應(yīng)有較充分的余量。2 2分析毛坯的裝夾適應(yīng)性分析毛坯的裝夾適應(yīng)性 主要考慮毛坯在加工時定位和夾緊的可靠性與方便性，以便充分發(fā)揮數(shù)控銑削在一次安裝中加工出主要考慮毛坯在加工時定位和夾緊的可靠性與方便性，以便充分發(fā)揮數(shù)控銑削在一次安裝中加工出較多待加工面。對于不便裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺來定位與夾緊，也較多待加工面

22、。對于不便裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺來定位與夾緊，也可以制出工藝孔或另外準備工藝凸耳來特制工藝孔作定位基準（圖可以制出工藝孔或另外準備工藝凸耳來特制工藝孔作定位基準（圖6 61111）。）。3 3分析毛坯的余量大小及均勻性分析毛坯的余量大小及均勻性 4 4盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸主要是考慮在加工時要不要分層切削，分幾層切削。也要分析加工中與加工后的變形程度，考慮是否應(yīng)主要是考慮在加工時要不要分層切削，分幾層切削。也要分析加工中與加工后的變形程度，考慮是否應(yīng)采取預(yù)防性措施與補救措施。采取預(yù)防性措施與補救措施。圖圖611 增加增加(

23、zngji)毛坯輔助基準毛坯輔助基準示例示例 第十八頁，共43頁。63 數(shù)控銑床加工數(shù)控銑床加工(ji gng)工藝路線的工藝路線的擬訂擬訂 631 數(shù)控銑削加工方案的選擇數(shù)控銑削加工方案的選擇 1平面輪廓平面輪廓(lnku)的加工方法的加工方法 這類零件的表面多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成(guchng)，通常采用3坐標數(shù)控銑床進行兩軸半坐標加工（圖612）。 圖圖612 平面輪廓銑削平面輪廓銑削 第十九頁，共43頁。2固定固定(gdng)斜角平面的加工方法斜角平面的加工方法 圖圖6 613 13 主軸主軸(zhzhu)(zhzhu)擺角加工固定斜面擺角加工固定斜面 固定斜角平面是與水平面成一

24、固定夾角的斜面，常用的加工方法如下： （1）當零件尺寸不大時，可用斜墊板墊平后加工；如果機床主軸可以擺角，則可以擺成適當?shù)亩ń?，用不?b tn)的刀具來加工(見圖613)。當零件尺寸很大，斜面斜度又較小時，常用行切法加工，但加工后，會在加工面上留下殘留面積，需要用鉗修方法加以清除，用3坐標數(shù)控立銑加工飛機整體壁板零件時常用此法。當然，加工斜面的最佳方法是采用5坐標數(shù)控銑床，主軸擺角后加工，可以不留殘留面積。 （2）對于圖66c所示的正圓臺和斜筋表面，一般可用專用的角度成型銑刀加工。其效果比采用5坐標數(shù)控銑床擺角加工好。 第二十頁，共43頁。3變斜角變斜角(xi jio)面的加工面的加工 圖圖

25、6 614 414 4、5 5坐標數(shù)控銑床加工零件變斜角坐標數(shù)控銑床加工零件變斜角(xi jio)(xi jio)面面 圖圖6 615 15 用鼓形銑刀分層銑削變斜用鼓形銑刀分層銑削變斜角角(xi jio) (xi jio) （1）對曲率變化較小的變斜角面，用 4坐標(zubio)聯(lián)動的數(shù)控銑床，采用立銑刀(但當零件斜角過大，超過機床主軸擺角范圍時，可用角度成型銑刀加以彌補)以插補方式擺角加工（圖614a)。 （2）對曲率變化較大的變斜角面，用4坐標(zubio)聯(lián)動加工難以滿足加工要求，最好用5坐標(zubio)聯(lián)動數(shù)控銑床，以圓弧插補方式擺角加工（圖614b）。 （3）采用3坐標(zubi

26、o)數(shù)控銑床兩坐標(zubio)聯(lián)動，利用球頭銑刀和鼓形銑刀，以直線或圓弧插補方式進行分層銑削加工，加工后的殘留面積用鉗修方法清除（圖615）。第二十一頁，共43頁。4曲面輪廓的加工曲面輪廓的加工(ji gng)方法方法 （1）對曲率變化不大和精度要求不高的曲面(qmin)的粗加工，常用兩軸半坐標的行切法加工，即x、y、z 3軸中任意兩軸作聯(lián)動插補，第三軸作單獨的周期進給。 如圖616所示 。兩軸半坐標加工曲面(qmin)的刀心軌跡O1O2和切削點軌跡ab，如圖617所示。（2）對曲率變化較大和精度要求較高的曲面(qmin)的精加工，常用z、y、z 3坐標聯(lián)動插補的行切法加工。如圖618所示。

27、 （3）對像葉輪、螺旋槳這樣的零件，因其葉片形狀復(fù)雜，刀具容易與相鄰表面干涉，常用5坐標聯(lián)動加工。其加工原理如圖619所示。 第二十二頁，共43頁。圖圖616 616 兩軸半坐標兩軸半坐標(zubio)(zubio)行切法加工曲面行切法加工曲面 圖圖617 617 兩軸半坐標兩軸半坐標(zubio)(zubio)行切法加工行切法加工曲面的切削點軌跡曲面的切削點軌跡 圖圖418 3軸聯(lián)動行切法軸聯(lián)動行切法加工曲面加工曲面(qmin)的切削點軌的切削點軌跡跡 圖圖419 曲面的曲面的5坐標坐標(zubio)聯(lián)動加工聯(lián)動加工 return第二十三頁，共43頁。6 63 32 2 進給路線的確定進給路

28、線的確定(qudng) (qudng) 1 1順銑和逆銑的選擇順銑和逆銑的選擇 銑削有順銑和逆銑兩種方式（圖620）。當工件表面無硬皮，機床進給機構(gòu)無間隙時，應(yīng)選用順銑，按照順銑安排進給路線。因為采用順銑加工后，零件已加工表面質(zhì)量好，刀齒磨損小。精銑時，尤其是零件材料為鋁鎂合金、鈦合金或耐熱合金時，應(yīng)盡量采用順銑。當工件表面有硬皮，機床的進給機構(gòu)有間隙時，應(yīng)選用逆銑，按照逆銑安排進給路線。因為逆銑時，刀齒是從已加工表面切入，不會崩刀；機床進給機構(gòu)的間隙不會引起(ynq)振動和爬行。圖圖620 順銑與逆銑順銑與逆銑 a) 順銑 b) 逆銑 順順 銑銑逆逆 銑銑第二十四頁，共43頁。2銑削外輪廓銑

29、削外輪廓(lnku)的進給路線的進給路線 （1）銑削平面零件外輪廓時，一般采用立銑刀側(cè)刃切削。刀具切入工件時，應(yīng)避免沿零件外輪廓的法向切入，而應(yīng)沿切削起始點的延伸線逐漸切入工件，保證零件曲線的平滑過渡。同哩，在切離工件時，也應(yīng)避免在切削終點處直接抬刀，要沿著切削終點延伸線逐漸切離工件，如圖621所示。 （2）當用圓弧插補方式銑削外整圓時（圖622），要安排刀具從切向進入圓周銑削加工，當整圓加工完畢后，不要在切點(qidin)處直接退刀，而應(yīng)讓刀具沿切線方向多運動一段距離，以免取消刀補時，刀具與工件表面相碰，造成工件報廢。圖圖621 621 外輪廓加工刀具的切入外輪廓加工刀具的切入(qi r)(

30、qi r)和切出和切出 圖圖622 622 外圓銑削外圓銑削 第二十五頁，共43頁。3 3銑削內(nèi)輪廓銑削內(nèi)輪廓(lnku)(lnku)的進給路線的進給路線 （1）銑削封閉的內(nèi)輪廓表面，若內(nèi)輪廓曲線不允許外延（圖623所示），刀具只能沿內(nèi)輪廓曲線的法向切入、切出，此時刀具的切入、切出點應(yīng)盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點處。當內(nèi)部幾何元素相切無交點時（圖624所示），為防止刀補取消時在輪廓拐角處留下凹口（圖a）,刀具切入、切出點應(yīng)遠離拐角（圖b）。 （2）當用圓弧插補銑削內(nèi)圓弧時也要遵循(zn xn)從切向切入、切出的原則，最好安排從圓弧過渡到圓弧的加工路線（圖625所示）提高內(nèi)孔表面的加工精度

31、和質(zhì)量。圖圖623 623 內(nèi)輪廓加工刀內(nèi)輪廓加工刀具具(doj)(doj)的的切入和切出切入和切出 圖圖624 624 無交點內(nèi)輪無交點內(nèi)輪廓加工刀具廓加工刀具的切入和切的切入和切出出 圖圖625 625 內(nèi)圓銑削內(nèi)圓銑削 第二十六頁，共43頁。4 4銑削銑削(x xu)(x xu)內(nèi)槽的進給路線內(nèi)槽的進給路線 所謂內(nèi)槽是指以封閉曲線為邊界的平底凹槽。一律用平底立銑刀加工，刀具圓角半徑應(yīng)符合內(nèi)槽的圖紙要求(yoqi)。圖626所示為加工內(nèi)槽的三種進給路線。圖626a和圖626b分別為用行切法和環(huán)切法加工內(nèi)槽。兩種進給路線的共同點是都能切凈內(nèi)腔中的全部面積，不留死角，不傷輪廓，同時盡量減少重復(fù)

32、進給的搭接量。不同點是行切法的進給路線比環(huán)切法短，但行切法將在每兩次進給的起點與終點間留下殘留面積，而達不到所要求(yoqi)的表面粗糙度；用環(huán)切法獲得的表面粗糙度要好于行切法，但環(huán)切法需要逐次向外擴展輪廓線，刀位點計算稍微復(fù)雜一些。采用圖626c所示的進給路線，即先用行切法切去中間部分余量，最后用環(huán)切法環(huán)切一刀光整輪廓表面，既能使總的進給路線較短，又能獲得較好的表面粗糙度。圖圖626 626 凹槽加工凹槽加工(ji gng)(ji gng)進給路線進給路線 行切法在兩次走刀行切法在兩次走刀的起點和終點間留的起點和終點間留下殘留高度，達不下殘留高度，達不到要求的表面粗糙到要求的表面粗糙度。度。

33、先用行切法，最后沿先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，輪廓表面，能獲得較能獲得較好的效果。好的效果。環(huán)切法，效果環(huán)切法，效果也較好，但加也較好，但加工時間較長。工時間較長。第二十七頁，共43頁。5 5銑削曲面輪廓銑削曲面輪廓(lnku)(lnku)的進給路線的進給路線 銑削曲面時，常用球頭刀采用“行切法”進行加工。所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定的。對于邊界敞開的曲面加工，可采用兩種加工路線，如圖627所示發(fā)動機大葉片，當采用圖a所示的加工方案時，每次沿直線加工，刀位點計算(j sun)簡單，程序少，加工過程

34、符合直紋面的形成，可以準確保證母線的直線度。當采用圖b所示的加工方案時，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗，葉形的準確度較高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開的，沒有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應(yīng)由邊界外開始加工。圖圖6 627 27 曲面曲面(qmi(qmi n)n)加工的進給路線加工的進給路線 第二十八頁，共43頁。注意注意(zh y)(zh y)： 輪廓加工中應(yīng)避免(bmin)進給停頓，否則會在輪廓表面留下刀痕；若在被加工表面范圍內(nèi)垂直下刀和抬刀，也會劃傷表面。 為提高工件表面的精度和減小粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般以0.20.5mm為宜。 選擇

35、工件在加工后變形小的走刀路線。對橫截面積小的細長零件或薄板零件，應(yīng)采用多次走刀加工達到最后尺寸；或采用對稱去余量法安排走刀路線。 第二十九頁，共43頁。6 64 4 典型零件的數(shù)控銑削加工典型零件的數(shù)控銑削加工(ji gng)(ji gng)工藝分析工藝分析 641平面槽形凸輪零件加工工藝(gngy)分析 圖649所示為平面槽形凸輪零件(ln jin)，其外部輪廓尺寸已經(jīng)由前道工序加工完，本工序的任務(wù)是在銑床上加工槽與孔。零件(ln jin)材料為HT200，其數(shù)控銑床加工工藝分析如下。 圖圖6649 49 平平面面槽槽形形凸凸輪輪零零件件圖圖 第三十頁，共43頁。1零件圖工藝分析零件圖工藝分

36、析(fnx) 凸輪槽形內(nèi)、外輪廓由直線和圓弧組成，幾何元素之間關(guān)系描述清楚完整，凸輪槽側(cè)面與凸輪槽形內(nèi)、外輪廓由直線和圓弧組成，幾何元素之間關(guān)系描述清楚完整，凸輪槽側(cè)面與20、12兩個內(nèi)孔表面粗糙度要求較高，為兩個內(nèi)孔表面粗糙度要求較高，為Ra1.6。凸輪槽內(nèi)外輪廓面和。凸輪槽內(nèi)外輪廓面和20孔與底面有垂直孔與底面有垂直度要求。零件材料為度要求。零件材料為HT200，切削加工性能較好。，切削加工性能較好。 根據(jù)上述分析根據(jù)上述分析(fnx)，凸輪槽內(nèi)、外輪廓及，凸輪槽內(nèi)、外輪廓及20、12兩個孔的加工應(yīng)分粗、精加工兩個階兩個孔的加工應(yīng)分粗、精加工兩個階段進行，以保證表面粗糙度要求。同時以底面段

37、進行，以保證表面粗糙度要求。同時以底面A定位，提高裝夾剛度以滿足垂直度要求。定位，提高裝夾剛度以滿足垂直度要求。2確定裝夾方案確定裝夾方案 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，加工根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，加工20、12兩個孔時，以底面兩個孔時，以底面A定位定位(必要時可設(shè)工藝孔必要時可設(shè)工藝孔)，采用螺，采用螺旋壓板機構(gòu)夾緊。加工凸輪槽內(nèi)外輪廓時，采用旋壓板機構(gòu)夾緊。加工凸輪槽內(nèi)外輪廓時，采用“一面兩孔一面兩孔”方式定位，即以底面方式定位，即以底面A和和20、12兩個孔為定位基準。為此，設(shè)計一兩個孔為定位基準。為此，設(shè)計一“一面兩銷一面兩銷”專用夾具，在一墊塊上分別精鏜專用夾具，在一墊塊上分別精鏜20、12兩個定

38、位銷安裝孔，孔距為兩個定位銷安裝孔，孔距為35mm，墊塊平面度為，墊塊平面度為0.04mm。裝夾示意如圖。裝夾示意如圖650所示。采所示。采用雙螺母夾緊，提高裝夾剛性，防止銑削時振動。用雙螺母夾緊，提高裝夾剛性，防止銑削時振動。 圖圖650 650 凸輪槽加凸輪槽加工裝夾示意圖工裝夾示意圖 l-l-開口墊圈開口墊圈(din (din qun) qun) 2-2-帶螺紋圓柱銷帶螺紋圓柱銷 3-3-壓緊螺母壓緊螺母 4-4-帶螺紋削邊銷帶螺紋削邊銷 5-5-墊圈墊圈(din qun) (din qun) 6-6-工件工件 7-7-墊塊墊塊 第三十一頁，共43頁。3確定加工順序及進給路線確定加工順序

39、及進給路線(lxin) 加工順序的擬定按照基面先行、先粗后精的原則確定。因此應(yīng)先加工用作定位基準的加工順序的擬定按照基面先行、先粗后精的原則確定。因此應(yīng)先加工用作定位基準的20、12兩個孔，兩個孔，然后再加工凸輪槽內(nèi)外輪廓表面。為保證加工精度，粗、精加工應(yīng)分開，其中然后再加工凸輪槽內(nèi)外輪廓表面。為保證加工精度，粗、精加工應(yīng)分開，其中20、12兩個孔的加工采兩個孔的加工采用鉆孔用鉆孔-粗鉸粗鉸-精鉸方案。精鉸方案。 進給路線進給路線(lxin)包括平面進給和深度進給兩部分。平面進給時，外凸輪廓從切線方向切入，內(nèi)凹輪包括平面進給和深度進給兩部分。平面進給時，外凸輪廓從切線方向切入，內(nèi)凹輪廓從過渡圓

40、弧切入。為使凸輪槽表面具有較好的表面質(zhì)量，采用順銑方式銑削，對外凸輪廓，按順時針廓從過渡圓弧切入。為使凸輪槽表面具有較好的表面質(zhì)量，采用順銑方式銑削，對外凸輪廓，按順時針方向銑削，對內(nèi)凹輪廓逆時針方向銑削，圖方向銑削，對內(nèi)凹輪廓逆時針方向銑削，圖651所示即為銑刀在水平面內(nèi)的切入進給路線所示即為銑刀在水平面內(nèi)的切入進給路線(lxin)。深。深度進給有兩種方法：一種是在度進給有兩種方法：一種是在XOZ平面平面(或或YOZ平面平面)來回銑削逐漸進刀到既定深度；另一種方法是先打來回銑削逐漸進刀到既定深度；另一種方法是先打一個工藝孔，然后從工藝孔進刀到既定深度。一個工藝孔，然后從工藝孔進刀到既定深度。

41、 圖圖651 651 平面槽形凸輪的平面槽形凸輪的切入進給路線切入進給路線 a a） 直線直線(zhxin)(zhxin)切入外凸切入外凸輪廓輪廓 b b）過度圓弧切入）過度圓弧切入內(nèi)凹輪廓內(nèi)凹輪廓 第三十二頁，共43頁。4刀具選擇刀具選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，銑削根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，銑削(x xu)凸輪槽內(nèi)、外輪廓時，銑刀直徑受槽寬限制，取為凸輪槽內(nèi)、外輪廓時，銑刀直徑受槽寬限制，取為6mm。粗加工選用粗加工選用6高速鋼立銑刀，精加工選用高速鋼立銑刀，精加工選用6硬質(zhì)合金立銑刀。所選刀具及其加工表面見表硬質(zhì)合金立銑刀。所選刀具及其加工表面見表67平平面槽形凸輪數(shù)控加工刀具卡片。面槽形凸輪數(shù)控

42、加工刀具卡片。 表表67 67 平面槽形凸輪平面槽形凸輪(tln)(tln)數(shù)控加工刀具卡片數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱平面槽形凸輪零件圖號 序號刀具號刀 具加工表面?zhèn)?注規(guī)格名稱數(shù)量刀長mm1T015中心鉆 鉆5mm中心孔 2T02內(nèi)19.6鉆頭14520孔粗加工 3T0311.6鉆頭13012孔粗加工 4T0420鉸刀14520孔精加工 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RO.58T086硬質(zhì)合金立銑刀120精加工凸化槽內(nèi)外輪廓 編制 審核批 年月日共 頁第 頁 第三十三頁，

43、共43頁。5 5切削用量的選擇切削用量的選擇 凸輪槽內(nèi)、外輪廓精加工時留凸輪槽內(nèi)、外輪廓精加工時留0.1mm0.1mm銑削余量，精鉸銑削余量，精鉸2020、1212兩個孔時留兩個孔時留0.lmm0.lmm鉸削余量。鉸削余量。選擇主軸轉(zhuǎn)速與進給速度時，先查切削用量手冊，確定切削速度與每齒進給量，然后按式選擇主軸轉(zhuǎn)速與進給速度時，先查切削用量手冊，確定切削速度與每齒進給量，然后按式vc=dn/1000vc=dn/1000，vf=nZfzvf=nZfz計算主軸轉(zhuǎn)速與進給速度計算主軸轉(zhuǎn)速與進給速度( (計算過程計算過程(guchng)(guchng)從略從略) )。6 6填寫數(shù)控加工工序卡片填寫數(shù)控加

44、工工序卡片 將各工步的加工內(nèi)容、所用刀具和切削用量填入表將各工步的加工內(nèi)容、所用刀具和切削用量填入表6868平面槽形凸輪數(shù)控加工工序卡片。平面槽形凸輪數(shù)控加工工序卡片。 第三十四頁，共43頁。表表68 68 平面平面(pngmin)(pngmin)槽形巴輪數(shù)控加工工序卡片槽形巴輪數(shù)控加工工序卡片 單位名稱 產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號卡 子工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車 間螺旋壓板XK50254數(shù)控中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速 rmin-1進給速度mmmin1背吃刀量/mm備注1 A面定位鉆5中心孔 (2處) T015755 手動2鉆19.6孔 T0219.640240 自

45、動3鉆11.6孔 T0311.640240 自動4鉸20孔 T0420130200.2自動5鉸12孔 T0512130200.2自動620孔倒角1.545 T069040220 手動7一面兩孔定位，粗銑凸輪槽內(nèi)輪廓 T076l100404自動8粗銑凸輪槽外輪廓T0761100404自動9精銑凸輪槽內(nèi)輪廓T08614952014自動10精銑凸輪槽外輪廓T08614952014自動11翻面裝夾，銑20孔另一側(cè)倒角1.545T069040220 手動編制審核批準年 月 日共 頁第 頁第三十五頁，共43頁。6 64 42 2 箱蓋類零件箱蓋類零件(ln jin) (ln jin) 圖652所示的泵蓋零

46、件，材料為HT200，毛坯尺寸(ch cun)(長寬高)為170mm110mm30mm，小批量生產(chǎn)，試分析其數(shù)控銑床加工工藝過程。 圖圖652 652 泵蓋零件圖泵蓋零件圖 第三十六頁，共43頁。1.零件工藝分析零件工藝分析 該零件主要該零件主要(zhyo)由平面、外輪廓以及孔系組成。其中由平面、外輪廓以及孔系組成。其中32H7和和2-6H8三個內(nèi)孔的表三個內(nèi)孔的表面粗糙度要求較高，為面粗糙度要求較高，為Ra1.6；而；而12H7內(nèi)孔的表面粗糙度要求更高，為內(nèi)孔的表面粗糙度要求更高，為Ra0.8；32H7內(nèi)內(nèi)孔表面對孔表面對A面有垂直度要求，上表面對面有垂直度要求，上表面對A面有平行度要求。該

47、零件材料為鑄鐵，切削加工面有平行度要求。該零件材料為鑄鐵，切削加工性能較好。性能較好。 根據(jù)上述分析，根據(jù)上述分析，32H7孔、孔、2-6H8孔與孔與12H7孔的粗、精加工應(yīng)分開進行，以保證表面孔的粗、精加工應(yīng)分開進行，以保證表面粗糙度要求。同時以底面粗糙度要求。同時以底面A定位，提高裝夾剛度以滿足定位，提高裝夾剛度以滿足32H7內(nèi)孔表面的垂直度要求。內(nèi)孔表面的垂直度要求。 2選擇加工方法選擇加工方法 (1)上、下表面及臺階面的粗糙度要求為上、下表面及臺階面的粗糙度要求為Ra3.2，可選擇，可選擇“粗銑粗銑-精銑精銑”方案。方案。 (2)孔加工方法的選擇孔加工方法的選擇 孔孔32H7，表面粗糙

48、度為，表面粗糙度為Ra1.6，選擇，選擇“鉆鉆-粗鏜粗鏜-半精鏜半精鏜-精鏜精鏜”方案。方案。 孔孔12H7，表面粗糙度為，表面粗糙度為Ra0.8，選擇，選擇“鉆鉆-粗鉸粗鉸-精鉸精鉸”方案。方案。 孔孔6-7，表面粗糙度為，表面粗糙度為Ra3.2，無尺寸公差要求，選擇，無尺寸公差要求，選擇“鉆鉆-鉸鉸”方案。方案。 孔孔2-6H8，表面粗糙度為，表面粗糙度為Ral.6，選擇，選擇“鉆鉆-鉸鉸”方案。方案。 孔孔18和和6-10，表面粗糙度為，表面粗糙度為Ra12.5，無尺寸公差要求，選擇，無尺寸公差要求，選擇“鉆孔鉆孔-锪孔锪孔”方案。方案。 螺紋孔螺紋孔2-M16-H7，采用先鉆底孔，后攻

49、螺紋的加工方法。，采用先鉆底孔，后攻螺紋的加工方法。 第三十七頁，共43頁。3. 3. 確定裝夾方案確定裝夾方案 該零件毛坯的外形比較規(guī)則，因此在加工上下表面、臺階面及孔系時，選用平口虎鉗夾緊；在銑該零件毛坯的外形比較規(guī)則，因此在加工上下表面、臺階面及孔系時，選用平口虎鉗夾緊；在銑削外輪廓時，采用削外輪廓時，采用“一面一面(y min)(y min)兩孔兩孔”定位方式，即以底面定位方式，即以底面A A、32H732H7孔和孔和12H712H7孔定位?？锥ㄎ弧?4. 4. 確定加工順序及走刀路線確定加工順序及走刀路線 按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原則確定加工順序，詳見表按照基面先行、先面后

50、孔、先粗后精的原則確定加工順序，詳見表610610泵蓋零件數(shù)控加工工序泵蓋零件數(shù)控加工工序卡。外輪廓加工采用順銑方式，刀具沿切線方向切入與切出?？?。外輪廓加工采用順銑方式，刀具沿切線方向切入與切出。5. 5. 刀具選擇刀具選擇 （1 1）零件上、下表面采用端銑刀加工，根據(jù)側(cè)吃刀量選擇端銑刀直徑，使銑刀工作時有合理的切）零件上、下表面采用端銑刀加工，根據(jù)側(cè)吃刀量選擇端銑刀直徑，使銑刀工作時有合理的切入切出角；且銑刀直徑應(yīng)盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進入切出角；且銑刀直徑應(yīng)盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進給之間的接刀痕跡。給之間的接

51、刀痕跡。 （2 2）臺階面及其輪廓采用立銑刀加工，銑刀半徑只受輪廓最小曲率半徑限制，?。┡_階面及其輪廓采用立銑刀加工，銑刀半徑只受輪廓最小曲率半徑限制，取R=6mmR=6mm。 （3 3）孔加工各工步的刀具直徑根據(jù)加工余量和孔徑確定。）孔加工各工步的刀具直徑根據(jù)加工余量和孔徑確定。 該零件加工所選刀具詳見表該零件加工所選刀具詳見表6969泵蓋零件數(shù)控加工刀具卡片。泵蓋零件數(shù)控加工刀具卡片。 第三十八頁，共43頁。表表69 69 泵蓋零件數(shù)控加工刀具泵蓋零件數(shù)控加工刀具(doj)(doj)卡片卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零 件 名 稱泵 蓋零件圖號序號刀具編號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥T01125

52、硬質(zhì)合金端面銑刀 1銑削上、下表面 2T0212硬質(zhì)合金立銑刀 1銑削臺階面及其輪廓 3T033中心鉆 1鉆中心孔 4T0427鉆頭 1鉆32H7底孔 5T05內(nèi)孔鏜刀 1粗鏜半精鏜和精鏜32H7 6T0611.8鉆頭 1鉆12H7底孔 7T07811锪鉆 l锪18孔 8T0812鉸刀 l鉸12H7孔 9T0914鉆頭 1鉆2-M16螺紋底孔 10T1090倒角銑刀 l2-M16螺孔倒角 11T11M16機用絲錐 1攻2-M16螺紋孔 12T126.8鉆頭 1鉆6-7底孔 13T13105.5锪鉆 1锪6-10孔 14T147鉸刀1鉸6-7孔 15T155.8鉆頭1鉆2-6H8底孔 16T166鉸刀 l鉸2-6H8孔 17T1735硬質(zhì)合金立銑刀 l銑削外輪廓 編制 審核 批 準 年 月 日共 頁第 頁第三十九頁，共43頁