數控鏜銑削加工工藝分析實訓_數控原理與編程實訓

1、課題五數控鏜銑削加工工藝 分析實訓（一） 一、舊課復習一、舊課復習1、數控機床開機后必須進行什么操作？2、數控機床開機后除了進行回參考點操作外還要進行什么操作？3、試述對刀的操作過程。二、新課的教學內容 （一）（一） 數控鏜銑削加工方案的擬定數控鏜銑削加工方案的擬定 1數控加工內容的確定數控加工內容的確定 （1）普通機床無法加工的內容應作為優(yōu)先選擇內容。 （2）普通機床難加工，質量也難以保證的內容應作為重點選擇內容。 （3）普通機床加工效率低，工人手工操作勞動強度大的內容，可在數控機床尚有加工能力的基礎上進行選擇。不宜選擇數控加工的內容：不宜選擇數控加工的內容：（1）需要用較長時間占機調整的加

2、工內容。如很粗糙的毛坯的粗基準定位來加工第一個精基準的工序等。（2）加工余量極不穩(wěn)定，且數控機床上又無法自動調整零件坐標位置的加工內容。（3）不能在次安裝中加工完成的零星分散部位，采用數控加工很不方便，效果不明顯，可以安排普通機床補充加工。2數控加工工藝路線的擬定數控加工工藝路線的擬定 由于數控加工工序一般均穿插于零件加工的整個工藝過程中間，因此在工藝路線設計中一定要兼顧常規(guī)工序的安排，使之與整個工藝過程協調吻合。 3工序的劃分工序的劃分 （1）按定位方式劃分工序 （2）刀具集中分序法 （3）粗、精加工分序法 （4）按加工部位分序法4工步的劃分工步的劃分 劃分工步主要從加工精度和效率兩方面考慮

3、。為了便于分析和描述較復雜的工序，在工序內又細分為工步。下面以加工中心為來說明工步劃分的原則： （1）同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進行 ； 若加工尺寸精度要求較高時，考慮到零件尺寸、精度、剛性等因素，可采用前者。若加工表面位置精度要求較高時，建議采用后者。 （2）對于既有銑面又有鏜孔的零件，可以采用“先面后孔”的原則劃分工步。先銑面可提高孔的加工精度。 （3）按所用刀具劃分工步 某些機床工作臺回轉時間比換刀時間短，可采用刀具集中工步，以減少換刀次數，減少空移時間，提高加工效率。 （4）在一次安裝中，盡可能完成所有能夠加工的表面。 5加工順序的

4、安排加工順序的安排 加工順序的安排應根據零件的結構和毛坯狀況，結合定位和夾緊的需要一起考慮，重點應保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形。 6數控加工工序與普通工序的銜接數控加工工序與普通工序的銜接 這里所說的普通工序是指常規(guī)的加工工序、熱處理工序和檢驗等輔助工序。 較好的解決辦法是建立工序間的相互狀態(tài)要求。如要不要預留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對校形工序的技術要求；對毛坯的熱處理要求等等，都需要前后兼顧，統(tǒng)籌銜接。 （二）刀具的類型及選用（二）刀具的類型及選用 與傳統(tǒng)加工方法相比，數控加工對刀具的要求更高。尤其在刀具的剛性及耐用度方面較傳統(tǒng)加工更為嚴格。 還要求刀具精度

5、高，尺寸穩(wěn)定，安裝調整方便。 要注意對工件的結構及工藝性認真分析，結合機床加工能力、工件材料及工序內容等綜合考慮。 1刀具材料的選擇 當前使用的金屬切削刀具材料主要有五類：高速鋼、硬質合金、陶瓷、立方氮化硼（CBN）、聚晶金剛石。教材表5.2列出各種刀具材料的特性和用途。 根據數控加工對刀具的要求，選擇刀具材料的一般原則是盡可能選用硬質合金刀具。教材表5.3列出常見廠家和國家的牌號。表表5.2 刀具材料的特性和用途刀具材料的特性和用途 材料材料主要特性主要特性用途用途優(yōu)點優(yōu)點高速鋼（高速鋼（HSSHSS）比工具鋼硬比工具鋼硬低速或不連續(xù)切削低速或不連續(xù)切削刀具壽命較長，加工的表面較刀具壽命較長

6、，加工的表面較平滑平滑高性能高速鋼高性能高速鋼強韌、抗邊緣磨損強韌、抗邊緣磨損性強性強可粗切或精切幾乎任何材料，包括可粗切或精切幾乎任何材料，包括鐵、鋼、不銹鋼、高溫合金、非鐵鐵、鋼、不銹鋼、高溫合金、非鐵和非金屬材料和非金屬材料切削速度可比高速鋼高，強度切削速度可比高速鋼高，強度和韌性較粉末冶金高速鋼好和韌性較粉末冶金高速鋼好粉末冶金高速鋼粉末冶金高速鋼良好的抗熱性和抗良好的抗熱性和抗碎片磨損碎片磨損切削鋼、高溫合金、不銹鋼、鋁、切削鋼、高溫合金、不銹鋼、鋁、碳鋼及合金鋼和其他不易加工的材碳鋼及合金鋼和其他不易加工的材料料切削速度可比高性能高速鋼高切削速度可比高性能高速鋼高1515硬質合金硬

7、質合金耐磨損、耐熱耐磨損、耐熱可鍛鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、可鍛鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鋁合金的精加工鋁合金的精加工壽命比一般傳統(tǒng)碳鋼高壽命比一般傳統(tǒng)碳鋼高2020倍倍陶瓷陶瓷高硬度、耐熱沖擊高硬度、耐熱沖擊性好性好高速粗加工，鑄鐵和鋼的精加工也高速粗加工，鑄鐵和鋼的精加工也適合加工有色金屬和非金屬材料不適合加工有色金屬和非金屬材料不適合加工鋁、鎂、鈦及其合金適合加工鋁、鎂、鈦及其合金高速切削速度可達高速切削速度可達5000m/s5000m/s立方氮化硼立方氮化硼CBNCBN超強硬度和耐磨性超強硬度和耐磨性好好硬度大于硬度大于450 HBW450 HBW材料的高速切削材料的高速切削刀具壽

8、命長刀具壽命長聚晶金剛石聚晶金剛石超強硬度和耐磨性超強硬度和耐磨性好好粗切和精切鋁等有色金屬和非金屬粗切和精切鋁等有色金屬和非金屬材料材料刀具壽命長刀具壽命長 從刀具的結構應用方面，數控加工應盡可能采用鑲塊式機夾可轉位刀片以減少刀具磨損后的更換和預調時間。 （1）銑刀的選擇 刀具的尺寸要與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應： 粗銑平面時，因切削力大，故宜選較小直徑的銑刀，以減少切削扭矩； 精銑時，可選大直徑銑刀，并盡量包容工件加工面的寬度，以提高效率和加工表面質量。 2刀具的選擇 （2）孔加工刀具的選擇 數控鉆孔一般無鉆模，鉆孔剛度差，應使鉆頭直徑D滿足LD5(L為鉆孔深度)。 鉆大孔時，可采用

9、剛度較大的硬質合金扁鉆； 鉆淺孔時(LD2)宜采用硬質合金的淺孔鉆，以提高效率和加工質量。 鉆孔是應選用大直徑鉆頭或中心鉆先锪一個內堆坑，作為鉆頭切人時的定心錐面，再用鉆頭鉆孔，所锪的內錐面也是孔口的倒角。 有硬皮時，可用硬質合金銑刀先銑去孔口表皮，再锪錐孔和鉆孔。 精鉸孔可采用浮動鉸刀，但鉸前孔口要倒角。 鏜孔一般是懸臂加工，應盡量采用對稱的兩刃或兩刃以上的鏜刀頭進行切削，以平衡徑向力，減輕鏜削振動。 對階梯孔的鏜削加工采用組合鏜刀，以提高鏜削效率。 精鏜宜采用微調鏜刀。選擇鏜刀主偏角接近90，大于75。 鏜孔加工除刀片與刀具選擇，主要的問題是鏜桿的剛度，應盡可能選擇較粗(接近鏜孔直徑)的刀

10、桿，盡可能選短的刀桿臂，以防止或消除振動。 （3）平面銑刀的種類和選擇）平面銑刀的種類和選擇 常用銑刀的種類 圓柱形銑刀圓柱形銑刀：一般用于加工較窄的平面。 立銑刀立銑刀：用于加工各種凹槽、臺階面以及成形表面；其主切削刃位于圓周面上，端面上的切削刃是副切削刃，故切削時一般不宜沿軸線方向進給。 鍵槽銑刀鍵槽銑刀：用于加工封閉鍵槽。外形類似立銑刀，有兩個刀齒，端面切削刃為主切削刃，圓周的切削刃是副切削刃。 模具銑刀模具銑刀：屬于立銑刀類，主要用于加工模具型腔或凸模成形表面。 銑削刀具的選擇 選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應。 生產中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀

11、。 銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀； 加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀； 加工毛坯表面或粗加工孔時，可選鑲硬質合金的玉米銑刀。 銑刀的主要結構參數有：銑刀的主要結構參數有：l直徑do，寬度(或長度)L及齒數Z。l刀具半徑r應小于零件內輪廓面的 最小曲率半徑，取r=(0.80.9) 。l零件加工高度H(1416)r， 保證刀具有足夠的剛度。l對不通孔(深槽)，選取L=H+(510)mm(L為刀具切削部分長度，H為零件高度)。l加工通孔及通槽，選L=Hrc+(510)mm(rc為刀尖角半徑)。l粗加工內輪廓面時，銑刀最大直徑Dt可按下式計算：式中：lD是輪廓最小凹圓角直徑，是圓角鄰邊夾角等分線上的槽加工余量，1是精加工余量，是回角兩鄰邊的夾角。DDt2sin1)2sin(21 銑刀直徑D是銑刀的基本結構參數，大小對銑削過程和銑刀制造成本有直接影響。 選擇較大銑刀直徑，可以采用較粗的心軸，提高加工系統(tǒng)剛性，切削平穩(wěn)，加工表面質量好，還可增大容屑空間，提高刀齒強度，改善排屑條件。 另外，刀齒不切削時間長，散熱好，可采用較高的銑削速度。 在保證足夠的容屑空間及刀桿剛度的前提下，宜選擇較小的銑刀直徑。 某些情況下則由工件加工表面尺寸確定銑刀直徑。例如