數(shù)控銑削加工工藝-部分

高速加工實(shí)例3毛坯材料使用刀具主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(mm/min)NAK80(HRC40)R2X50（CBN）200006000加工零件示意圖高速加工切削條件數(shù)控鏜銑削的工藝特點(diǎn)

1數(shù)控鏜銑削加工的典型零件

平面類零件：加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件，這類加工面可展開為平面。直紋曲面類零件：由直線依某種規(guī)律移動(dòng)所產(chǎn)生的曲面類零件。2數(shù)控鏜銑削加工的典型零件

立體曲面類零件:加工面為空間曲面的零件稱為立體曲面類零件。這類零件的加工面不能展成平面箱體類零件：一般是指具有孔系和平面，內(nèi)部有一定型腔，在長、寬、高方向有一定比例的零件

異型件：外形不規(guī)則的零件，大多要點(diǎn)、線、面多工位混合加工

3在數(shù)控鏜銑及加工中心機(jī)床上，要想合理應(yīng)用好夾具，首先要對機(jī)床的加工特點(diǎn)有比較深刻的理解和掌握，同時(shí)還要考慮加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本。根據(jù)數(shù)控鏜銑及加工中心特點(diǎn)和加工需要，目前常用的夾具類型有專用夾具、組合夾具、可調(diào)夾具和成組夾具。一般的選擇順序是單件生產(chǎn)中盡量用虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具，批量生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具，最后選用專用夾具和成組夾具。在生產(chǎn)批量較大時(shí)可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)、液壓夾具。在選擇時(shí)要綜合考慮各種因素，選擇最經(jīng)濟(jì)的、最合理的夾具形式。數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

數(shù)控夾具選擇的一般規(guī)律4為了簡化定位與夾緊，夾具的每個(gè)定位面相對加工中心的加工原點(diǎn)，都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸；為保證零件裝夾方位與編程中所選定的工件坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系方向一致性，及定向裝夾；能經(jīng)短時(shí)間的拆卸，改成適合新工件的夾具；夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度；夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉；保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成；對于有交互工作臺(tái)的加工中心，由于工作臺(tái)的移動(dòng)、上托、下托和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，夾具設(shè)計(jì)必須防止夾具和機(jī)床的空間干涉；盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當(dāng)非要更換夾緊點(diǎn)時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度，必要時(shí)在工藝文件中說明；夾具底面與工作臺(tái)的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.01—0.02mm以內(nèi)，表面粗糙度不大于Ra3.2um

。數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

數(shù)控夾具設(shè)計(jì)及組裝時(shí)應(yīng)注意的問題5數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

三維效果圖零件圖樣工件的裝夾實(shí)例16數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

工作臺(tái)工作臺(tái)定位銷低于加工面定位銷（3個(gè)）裝夾方案1：找正法裝夾方案2：用夾具裝夾工件的裝夾實(shí)例17數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

工件裝夾時(shí)必須使工件在機(jī)床上占有正確位置工件裝夾時(shí)找正過程工作臺(tái)工作臺(tái)工件的裝夾實(shí)例18數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

工件裝夾時(shí)必須使工件在機(jī)床上占有正確位置工件裝夾時(shí)找正過程工作臺(tái)工作臺(tái)工件的裝夾實(shí)例19工件的裝夾實(shí)例2——組合夾具裝夾應(yīng)用工步1裝夾示意圖工步2裝夾示意圖工步3裝夾示意圖工步1加工完成工步2加工完成工步3加工完成表面1表面1表面2表面2表面1表面1數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

加工中心加工工序的工步內(nèi)容：工步1：粗銑表面1及槽、鉆擴(kuò)鉸孔工步2：粗精銑表面2型面工步3：精銑表面1型面10數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

常用對刀方式對刀是確定工件在機(jī)床上的位置，也即是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互位置關(guān)系。對刀過程一般是從各坐標(biāo)方向分別進(jìn)行，它可理解為通過找正刀具與一個(gè)在工件坐標(biāo)系中有確定位置的點(diǎn)(即對刀點(diǎn))來實(shí)現(xiàn)。

光電式尋邊器對刀心軸塊規(guī)對刀偏心式尋邊器對刀零件簡圖工件原點(diǎn)塊規(guī)XY11數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

常用對刀方式偏心式尋邊器對刀主要特點(diǎn)：對刀時(shí)尋邊器不需回轉(zhuǎn)；可快速對工件邊緣定位；對刀精度可達(dá)0.005mm；應(yīng)用范圍包括表面邊緣、內(nèi)孔及外圓的高效對刀12數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

常用對刀方式偏心式尋邊器對刀對刀過程：10mm的直柄可安裝于彈簧夾頭刀柄或鉆夾頭刀柄上；請以手指輕壓測測頭的側(cè)邊，使其偏心0.5mm；使其以400-600rpm的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；如圖2所示使測頭與工件的端面相接觸，慢慢地碰觸移動(dòng)，就會(huì)變成如圖3所示，測頭不再振動(dòng)，宛如靜止的狀態(tài)接觸，以更細(xì)微的進(jìn)給來碰觸移動(dòng)的話，測頭就會(huì)如圖4所示，開始朝一定的方向滑動(dòng)。這個(gè)滑動(dòng)起點(diǎn)就是所要尋求的基準(zhǔn)位置；工件端面所在的位置，就是加上測頭半徑5mm的坐標(biāo)位置圖1圖2圖3圖413

數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

Z軸設(shè)定器自動(dòng)對刀器

刀具長度方向的對刀：Z軸設(shè)定器：是用以對刀具長度補(bǔ)償?shù)囊环N測量裝置。對刀準(zhǔn)確、效率高等特點(diǎn)；縮短了加工準(zhǔn)備時(shí)間。采用手動(dòng)方式工作，即：對刀時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)由操作者手動(dòng)控制，特別適合單件、小批量生產(chǎn)；自動(dòng)對刀器：能在對刀時(shí)將對刀器產(chǎn)生的信號(hào)通過電纜輸出至機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，以便結(jié)合專用的控制程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)對刀、自動(dòng)設(shè)定或更新刀具的半徑和長度補(bǔ)償值；對刀儀：用于機(jī)外對刀，在使用前就可測量出刀具的準(zhǔn)確尺寸數(shù)據(jù)對刀儀刀具長度測量刀具直徑測量14數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

加工工藝分析數(shù)控鏜銑或加工中心加工零件的表面不外乎平面、輪廓、曲面、孔和螺紋等，主要要考慮到所選加工方法要與零件的表面特征、所要求達(dá)到的精度及表面粗糙度相適應(yīng)。在數(shù)控鏜銑床及加工中心上可銑削平面、平面輪廓及曲面。孔加工的方法有鉆削、擴(kuò)削、鉸削、銑削和鏜削等；螺紋的加工可采用攻螺紋、銑螺紋等方法15數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

平面輪廓加工銑削平面類零件周邊輪廓一般采用立銑刀。刀具的尺寸應(yīng)滿足：刀具半徑R小于朝輪廓內(nèi)側(cè)彎曲的最小曲率半徑ρmin，一般可取R=(0.8～0.9)ρmin；如果ρmin過小，為提高加工效率，可先采用大直徑刀具進(jìn)行粗加工，然后按上述要求選擇刀具對輪廓上殘留余量過大的局部區(qū)域處理后再對整個(gè)輪廓進(jìn)行精加工刀具的選擇16數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

平面輪廓加工確定走刀路線的一般原則是：

保證零件的加工精度和表面粗糙度要求?？s短走刀路線，減少進(jìn)退刀時(shí)間和其他輔助時(shí)間。方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。盡量減少程序段數(shù)。注意：對于平面輪廓的銑削，無論是外輪廓或內(nèi)輪廓，要安排刀具從切向進(jìn)入輪廓進(jìn)行加工，當(dāng)輪廓加工完畢之后，要安排一段沿切線方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離退刀，這樣可以避免刀具在工件上的切人點(diǎn)和退出點(diǎn)處留下接刀痕走刀路線的確定17銑削圓的切入切出路徑切入切出路徑數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

平面輪廓加工18課堂討論3數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

請仔細(xì)觀察如下視頻，說明刀具走刀路徑是否合理？為什么？19數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

平面輪廓加工走刀路線對切削加工影響實(shí)例銑削夾緊不良的工件時(shí)刀具的路徑：對于長刀具長度（大于3倍直徑），在由于振動(dòng)不可能側(cè)銑的情況下推薦使用插銑（軸向銑削）插銑加工刀具懸伸長時(shí)將產(chǎn)生振動(dòng)和變形此時(shí)插銑可能是唯一可行的方案側(cè)銑加工側(cè)銑加工20數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

型腔加工型腔三種走刀路線環(huán)切法行切法行切+環(huán)切法型腔加工21數(shù)控鏜銑、加工中心加工工藝的制定

型腔加工開始切削型腔的方法主要有以下三種方法：預(yù)鉆削起始孔。不推薦這種方法：這需要增加一種刀具，從切削的觀點(diǎn)看，刀具通過預(yù)鉆削孔時(shí)因切削力而產(chǎn)生不利的振動(dòng)。當(dāng)使用預(yù)鉆削孔時(shí)，常常會(huì)導(dǎo)致刀具損壞；最佳的方法之一是使用X/Y和Z方向的線性坡走切削，以達(dá)到全部軸向深度的切削；可以以螺旋形式進(jìn)行圓插補(bǔ)銑。這是一種非常好的方法，因?yàn)樗僧a(chǎn)生光滑的切削作用，而只要求很小的開始空間

坡走銑螺旋插補(bǔ)銑22數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

傳統(tǒng)切削型腔角方法的不足：傳統(tǒng)的切削角的方法是使用直線插補(bǔ)（G01）,在角的過渡不連續(xù)。這就是說，當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)角落時(shí)，由于線性軸的動(dòng)力特性限制，刀具必須減速。在電機(jī)改變進(jìn)給方向前，有一短暫的停頓，這會(huì)產(chǎn)生大量的熱量和摩擦。很長的接觸長度會(huì)導(dǎo)致切削力的不穩(wěn)定，并常常使角落切削不足。典型的結(jié)果是振動(dòng)——刀具越大和越長，或刀具總懸伸越大，振動(dòng)越強(qiáng)課堂討論4

：加工型腔角落的方法解決方案?23數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

問題的最佳解決方案：

使用圓角半徑比角圓角半徑小的刀具。用圓插補(bǔ)加工角落。這種加工方法通過刀具的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了光滑和連續(xù)的過渡，產(chǎn)生振動(dòng)的可能性大大地降低了。另一種解決方案是通過圓插補(bǔ)產(chǎn)生比圖樣上的規(guī)定稍大些的圓角半徑。這是很有利的，這樣，有時(shí)就可在粗加工中使用較大的刀具，以保持高生產(chǎn)率。在角落處余下的加工余量可以采用較小的刀具進(jìn)行固定銑削或圓插補(bǔ)切削課堂討論5

：加工型腔角落的方法24數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

曲面加工走刀路線的選擇2軸半聯(lián)動(dòng)加工3軸聯(lián)動(dòng)加工5軸聯(lián)動(dòng)加工刀具軸線補(bǔ)償平面實(shí)際刀具軌跡編程軌跡加工工件適用于曲率半徑變化不大和精度要求不高的曲面的粗加工

各種曲面類零件最理想的加工方法適用于曲率半徑變化較大和精度要求較高的曲面的精加工25數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

順銑與逆銑順銑逆銑在銑削加工中，銑刀的走刀方向與在切削點(diǎn)的切削分力方向相同在銑削加工中，銑刀的走刀方向與在切削點(diǎn)的切削分力方向相反26數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

順銑與逆銑順銑與逆銑比較：一般來說，在逆銑中刀具壽命比在順銑中短，這是因?yàn)樵谀驺娭挟a(chǎn)生的熱量比在順銑中明顯的高。在逆銑中當(dāng)切屑厚度從零增加到最大時(shí)，由于切削刃受到的摩擦比在順銑中強(qiáng)，因此會(huì)產(chǎn)生更多的熱量。逆銑中徑向力也明顯高，這對主軸軸承有不利影響。在順銑中，切削刃主要受到的是壓縮應(yīng)力，這與逆銑中產(chǎn)生的拉力相比，對硬質(zhì)合金刀具或整體硬質(zhì)合金刀具的影響有利得多順銑與逆銑的選擇：通常，由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小，順銑的工藝性就優(yōu)于逆銑。如果零件毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而余量一般較大，這時(shí)采用逆銑較為合理27數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

請仔細(xì)觀察如下視頻，說明銑削輪廓采用的是順銑還是逆銑？課堂討論6

：順銑與逆銑28數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

孔加工孔加工方法的選擇孔加工的常用方法選擇：對于直徑大于φ30mm的已鑄出或鍛出的毛坯孔的孔加工，一般采用粗鏜——半精鏜——孔口倒角——精鏜的加工方案；孔徑較大的可采用立銑刀粗銑——精銑加工方案；孔中空刀槽可用鋸片銑刀在孔半精鏜之后、精鏜之前銑削完成，也可用鏜刀進(jìn)行單刀鏜削，但單刀鏜削效率較低；對于直徑小于φ30mm無底孔的孔加工，通常采用锪平端面——打中心孔——鉆——擴(kuò)——孔口倒角——鉸加工方案，對有同軸度要求的小孔，需采用锪平端面——打中心孔——鉆——半精鏜——孔口倒角——精鏜(或鉸)加工方案

孔加工主要方法：鉆削、擴(kuò)削、鉸削、銑削和鏜削29數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

請仔細(xì)觀察如下視頻，說明零件中各孔加工采用的是什么方法？為什么？課堂討論7

：孔加工方法的選擇30數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

螺紋加工螺紋加工方法的選擇螺紋加工主要方法：攻螺紋、銑螺紋內(nèi)螺紋的加工根據(jù)孔徑的大小，一般情況下，M6～M20之間的螺紋，通常采用攻螺紋的方法加工。因?yàn)榧庸ぶ行纳瞎バ≈睆铰菁y絲錐容易折斷，M6以下的螺紋，可在加工中心上完成底孔加工再通過其他手段攻螺紋。對于外螺紋或M20以上的內(nèi)螺紋，一般采用銑削加工方法。31數(shù)控鏜銑削加工工藝的制定

切削用量的確定

粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。切削速度的選擇主要取決于被加工工件的材質(zhì)；進(jìn)給速度的選擇主要取決于被加工工件的材質(zhì)及刀具的直徑。刀具生產(chǎn)廠家的刀具樣本附有刀具切削參數(shù)選用表，可供參考。但切削參數(shù)的選用同時(shí)又受機(jī)床、刀具系統(tǒng)、被加工工件形狀以及裝夾方式等多方面因素的影響，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整切削速度和進(jìn)給速度。當(dāng)以刀具壽命為優(yōu)先考慮因素時(shí)，可適當(dāng)降低切削速度和進(jìn)給速度；當(dāng)切屑的離刃狀況不好時(shí)，則可適當(dāng)增大