加工工藝基礎(chǔ).ppt

1、數(shù)控工藝培訓教程,NC Craftwork Training Tutorial 主講 馬有良 Email: Tel機電類專業(yè)課程,西南科技大學,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),2.1 數(shù)控加工對象,數(shù)控銑削對象 數(shù)控銑削是機械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工方法之一，它除了能銑削普通銑床所能銑削的各種零件表面外，還能銑削普通銑床不能銑削的需25坐標聯(lián)動的各種平面輪廓和立體輪廓。根據(jù)數(shù)控銑床的特點，從銑削加工的角度考慮，適合數(shù)控銑削的主要加工對象有三類。,1.平面類零件,2.變斜角類零件,3.曲面類零件,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),加工中心的加工對象 針對加工中心的工藝特點，

2、加工中心適宜加工形狀復雜、加工內(nèi)容多、要求較高，需多種類型的普通機床和眾多的工藝裝備，且經(jīng)多次裝夾才能完成加工的零件。主要加工對象有下列幾種。,1.既有平面又有孔系的零件 2.結(jié)構(gòu)形狀復雜、普通機床難加工的零件 3.外形不規(guī)則的異型零件 4.加工精度較高的中小批量零件,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),加工中心工藝分析,制定加工中心工藝方案是數(shù)控加工的一項重要工作，其主要內(nèi)容包括：分析零件 的工藝性，選擇加工中心的加工內(nèi)容及設(shè)計零件的加工工藝等。 零件的工藝是制定加工中心加工工藝的首要工作。其任務(wù)是分析零件圖的完整性、正確性和技術(shù)要求，選擇加工內(nèi)容，分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性和定位基準等。,第二章：數(shù)控加

3、工的工藝基礎(chǔ),前面講解了適合加工中心加工的零件對象，這里的加工內(nèi)容選擇是指零件選定之后，選擇零件上適合加工中心加工的表面。這里的表面通常是指：,（1）尺寸精度要求較高的表面 （2）相互位置精度要求較高的表面 （3）不便于普通機床加工的復雜曲線、曲面 （4）能夠集中加工的表面,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),數(shù)控銑床的種類、型號、規(guī)格及性能 CNC立式鏜、銑床和立式加工中心： 它適應(yīng)于加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復雜的平面和立體零件，以及模具的內(nèi)、外型腔等。 CNC臥式鏜、銑床和臥式加工中心： 它適應(yīng)于加工形狀復雜的箱體類零件、泵體、閥體、殼體等。多坐標聯(lián)動的臥式加工中心還可以加工復雜的曲面

4、、曲線、葉輪、模具等。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),1、數(shù)控銑削的定義 銑削是由多齒刀具（銑刀）做連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動，工件相對于刀具作連續(xù)移動（平移、旋轉(zhuǎn)）的運動在銑床上切削加工的方法。 2、銑削用的刀具選擇 主要有： 1）、圓拄（端）銑刀 用于銑削平面。 2）、立銑刀 銑削平面、臺面、溝槽、曲面等，有端面立銑刀和球面立銑刀兩種最常用。,3）、盤銑刀 用于加工溝槽、小平臺面等。 4）、鍵槽刀 用于加工鍵槽等。 5）、角度銑刀 加工各種角度溝槽。 6）、切斷銑刀 用于開槽和切斷。 7）、成形銑刀 加工特形面。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),外圓車刀,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),內(nèi)圓車刀,第二章：數(shù)控加工

5、的工藝基礎(chǔ),螺紋車刀,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),切斷（槽）車刀,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),立（端）銑刀,立銑刀銑削深度,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),立銑刀鉆銑加工,攻絲加工,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),球頭銑刀,球頭銑刀銑削參數(shù),第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),面（盤）銑刀,三面刃銑刀,加工形狀與銑刀的選擇,弄清刀尖和刀心，兩者都是刀具對稱軸上的點，其間差一個刀角半徑 當 時，為球頭刀； 當 時，為 刀； 當 時,為端刀；,3、刀具的幾何形狀 包括刀刃、刀尖、前刀面、后刀面。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),手動裝入刀具,機械手裝入刀具,裝刀檢查,刀具安裝,ATC換刀,主軸換刀,第二章：數(shù)控加工的

6、工藝基礎(chǔ),5、銑削方式 順銑：銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進給方向一致。 逆銑：銑刀的旋向與工件的進給方向相反。切削不平穩(wěn)，加工面粗糟。,4、數(shù)控銑削加工的形狀 包括：平面、槽、曲面、鉆孔、鏜孔、銑孔、絞孔等。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),數(shù)控銑床順銑、逆銑的簡單判別方法： 刀具旋向為右向，對于凸形工件，順時針為順銑。 刀具旋向為右向，對于凹形工件，逆時針為順銑。 對稱和不對稱銑: 單向和往復銑削：,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),選擇原則：保證圖紙允許加工質(zhì)量的前提下，最大縮短加工時間。 對于鋼材，在走刀單程路徑較短、抬刀時間相對長時，采用往復加工。 對于在走刀單程路徑較長、加工表面質(zhì)量要求較高時，采

7、用單向加工。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),2.2、數(shù)控加工的工藝分析,（一）、工序、工步劃分的原則 1、保證精度和粗糙度的原則： 數(shù)控加工要求工序盡可能的集中，常常粗、精加工在一次裝夾下完成，一般是先粗后精，先面后孔。加工時使用大流量的冷卻和-潤滑液進行噴淋。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),2、提高生產(chǎn)效率的原則： 減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間。應(yīng)將需用同一把刀的加工部分完成后，再換另一把刀來加工其它部位。數(shù)控精加工時往往精車刀從工件右端開始一次精車完成。減少編程量，減少程序段數(shù)。 綜合： 余量均勻，刀用到底；先基后它，先粗后精；先面后孔，先主后次；先上后下，先內(nèi)后外；程序最短，空程量少。,第二章

8、：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),（二）、數(shù)控機床對夾具的要求 為縮短生產(chǎn)準備周期應(yīng)優(yōu)先考慮使用通用夾具、組合夾具，必要時設(shè)計制造專用夾具。（如汽動、液壓或電動等自動夾緊機構(gòu)）。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),（三）、數(shù)控機床對刀具的要求 提高數(shù)控機床的利用率和效率，刀具是一個十分關(guān)鍵的因素。應(yīng)選用適應(yīng)高速切削的刀具材料和使用可轉(zhuǎn)位刀片。為使刀具在機床上迅速的定位夾緊，普遍使用標準的刀具系統(tǒng)。 近年來發(fā)展起來的一些特殊刀具，可擴大加工范圍，還有接觸式測頭刀柄的使用等。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),2.3 加工工藝路線的確定 刀具的引入和退出 數(shù)控加工，程序按段進行，每段的運動指令，總是使刀具從本段的起點向本

9、程序段的終點運動，運動開始時要升速，到達指定的 F 值時進行切削，快接近終點時降速，直到終點。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),升速和降速的過渡過程中，伺服系統(tǒng)的剛性差，不宜進行切削。 根據(jù)伺服系統(tǒng)的升速時間常數(shù)和降速時間常數(shù)，可計算出刀具的引進和切出距離。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),升速和降速的影響還表現(xiàn)在切削工件的輪廓時： 如銑削圓孔時，由起刀點下到B點，從B點開始銑刀運動一周再回到B點，再從B點退刀到起刀點（工件圓的中心），由于銑刀在B點停留的時間較長（過渡時間），會在B點產(chǎn)生明顯的刀痕。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),為了避免產(chǎn)生刀痕，通常使用切入和切出圓弧。如由起刀點下到A點，再到B點，

10、運動一周回到B點，經(jīng)C點退刀到起刀點。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),如銑削圓凸臺時，則可使用與圓相切入、切出的直線段。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),綜述： 當切削工件的輪廓時，應(yīng)避免法向切入、法向退出刀具，必須設(shè)計、使用切入、切出的輔助輪廓段。 對于刀具的軸向切入距離有以下經(jīng)驗數(shù)據(jù)： 在已加工的面上鉆孔、膛孔、絞孔時取1-3mm，在未加工面（如毛坯）取5-8mm，攻絲取3倍導程。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),五、平面及曲面的加工工藝處理簡介 在機械加工中常遇到的是平面輪廓加工件，其母線形狀多為直線和圓弧，也有可以用數(shù)學方程式表示的各種曲線。如遇到其輪廓可以用數(shù)學方程式表示的非圓曲線時，可以用直

11、線和圓弧逼近的方法進行加工。 如在機械加工中遇到的是曲面輪廓加工件，則可以使用兩軸半聯(lián)動加工，目前常用球頭銑刀在XZ平面內(nèi)進行插補銑削曲線，每加工完一段后移動一點Y，再加工相鄰的曲線，如此反復進行最后加工出整個曲面，此法稱為行切法。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),行切法選用球頭銑刀球頭半徑的原則是： 不干涉相鄰曲線的的曲率半徑，并能滿足粗糙度的要求。球頭銑刀球頭半徑越大，粗糙度值越小，但球頭銑刀球頭半徑不能大于工件曲面的最小曲率半徑。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),最好使用三坐標軸以上的聯(lián)動加工，既除直角坐標軸外，增加旋轉(zhuǎn)坐標。但由于編程復雜，常常使用CAD/CAM自動編程系統(tǒng)來生成加工程序。,第

12、二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),2.4、主要銑削參數(shù) 程序編制時，必須確定每道工序的切削用量，它包括主軸的轉(zhuǎn)速、進給速度、每轉(zhuǎn)進給、切削深度和切削寬度、銑削速度等等，還有其它切削要素。確定時應(yīng)根據(jù)機床說明書的規(guī)定和要求，以及刀具的耐用度去選擇和計算。還應(yīng)結(jié)合實際經(jīng)驗。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),在數(shù)控銑床上選擇刀具時注意： 平面加工應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀，用端銑刀粗銑，銑刀直徑選小一些；用立銑刀精銑，銑刀直徑選大一些； 刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)： 刀具半徑R應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓的最小曲率半徑，一般取。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),零件的加工高度 ，以保證刀具有足夠的剛度。 粗加工內(nèi)型面時，刀具直徑可按

13、下述公式估算： 式中 為槽的精加工余量。 為加工內(nèi)型面時的最大精加工余量。 為零件內(nèi)壁的最小夾角。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),主軸轉(zhuǎn)速的確定：主軸轉(zhuǎn)速N v 是切削線速度，單位是m/min 。 D 是刀具或關(guān)鍵的直徑，單位是mm/min。 n 是主軸轉(zhuǎn)速，單位是r/min。 計算的主軸轉(zhuǎn)速要選取機床有的較接近的轉(zhuǎn)速。,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),進給速度的確定： 計算進給速度 為銑刀的齒數(shù)， 每齒切削厚度。每轉(zhuǎn)進給量,確定進給速度的原則： (1)當工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時,為提高生產(chǎn)效率,可選擇較高的進給速度.一般在100200mm/min范圍內(nèi)選取.,第二章：數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ),(2)在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選取較低的進給速度，一般在20 50mm/min范圍內(nèi)選取。 (3)當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應(yīng)選小些，一般在20 50mm/min范圍內(nèi)選取。 (4)刀具行程時，特別是遠距離“回零”時，可以選擇該機床數(shù)控系統(tǒng)給定的最高進給速度。,