数控铣削加工工艺及对刀操作.ppt
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1、数控铣削加工工艺及对刀操作,一 数控铣削加工工艺路线,二 铣刀的选择与切削用量,三 数控铣床工件的装夹与对刀,四 数控铣削工艺设计,一、 数控铣削工艺路线,数控铣削加工工艺规程的制定,制订零件的数控铣削加工工艺是数控铣削加工的一项首要任务。数控铣削加工工艺制订的合理与否,直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。,数控铣削加工工艺规程的制定,普通加工工艺,数控加工工艺,加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整。,自适应性较差,加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑,否则导致严重的后果。,数控铣削加工工艺规程的制定,选择并确定数控加工的内容,数控加工的工艺分析,图形的数
2、学处理及编程尺寸设定值的确定,制定数控加工工艺 方案,确定工步和进给路线,选择数控机床的类型,选择和设计刀具、夹具与量具,确定切削参数,编写、校验和修改加工程序,首件试加工与现场问题处理,数控加工工艺技术文件的定型与归档,1数控铣削加工内容的选择,(1)适合数控铣床加工零件:,通用机床加工时难以测量和控制进给的内外凹槽,以尺寸协调的高精度孔或面,工件上的曲线轮廓,已给出数学模型的空间曲面,形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位,能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状,采用数控铣削后能成倍提高生产率,大大减轻体力劳动强度的一般加工内容,(2)不适合数控铣床加工零件:,数控铣削加工内容的选择,
3、毛坯上余量不太充分或不太稳定的部位,一次安装完成零星工位加工,简单粗加工,需长时间占机人工调整,必须采用细长刀具加工的零件,2零件的工艺性分析,(1) 仔细阅读图样,明确加工内容。,(2) 详细了解图样所标注的几何尺寸、尺寸精度、形位公差、表面粗 糙度等技术要求;了解零件的材料、毛坯类型、生产批量等,这些都 是合理安排数控车削加工工艺中各基本参数的主要依据。如果零件的 某些加工部位经数控车削加工达不到精度要求时,还需要安排最后的 精加工(如磨削),应注意为后续工序保留加工余量。,1、零件图样的分析,(4)分析工件图样上几何元素的给定条件是否充分,要保证编程时的 数值计算能顺利进行。,零件的工艺
4、性分析,(3) 分析工件图样上尺寸标注方法是否适应数控加工的特点,2、零件结构工艺性分析 (零件制造的可行性和经济性分析),零件的工艺性分析,零件槽底部圆角半径不宜过大,尽量统一内外轮廓的几何类型和有 关尺寸,选择较大的轮廓内圆弧半径,保证获得要求的加工精度,保证基准统一原则,分析零件的变形情况,、零件毛坯的工艺分析,零件的工艺性分析,分析毛坯的装夹适应性 (可适当增加定位凸耳或工艺凸台),分析毛坯的余量大小及均匀性 (考虑零件的切削次数以及变形情况),毛坯应有充分、稳定的加工余量 (保证加工面与非加工面之间精度),数控工艺路线的设计质量会直接影响零件的加工质量和生产效率,尽可能设计的合理一些
5、。,3工艺路线的确定,3、工艺路线的确定,1、加工方法的选择 (1)孔加工 主要的加工方法有:钻削、扩削、铰削、铣削和镗削 孔加工的常用方法选择: 对于直径大于30mm的已铸出或锻出的毛坯孔的孔加工, 一般采用粗镗半精镗孔口倒角精镗的加工方案; 孔径较大的可采用立铣刀粗铣精铣加工方案; 对于直径小于30mm无底孔的孔加工,通常采用锪平端面 打中心孔钻扩孔口倒角铰加工方案,对有同轴度要 求的小孔,需采用锪平端面打中心孔钻半精镗孔口 倒角精镗(或铰)加工方案(特别是加工台阶孔)。,3.工艺路线的确定,(2)平面加工 主要采用铣削方式,使用立铣刀和端铣刀。 (3)曲面轮廓加工方法 曲面轮廓加工主要方
6、法:多轴联动,使用球头刀,2轴半联动加工,3轴联动加工,5轴联动加工,工艺路线的确定,2、加工阶段的划分,工件的加工,总是按照先粗加工,后精加工的顺序进行。,粗加工:要求时间短,除去大部分余量,生产效率要求高。,精加工:在粗加工基础上,通过加工,满足零件的精度要求。,划分意义:有利于保证加工质量; 有利于及早发现毛坯的缺陷; 有利于设备的合理使用。,工艺路线的确定,3、工序的划分,工序的划分原则:在一次装夹应尽可能完成大部分工序;尽可能 在一台机床上完成整个零件的加工。,工序的划分的几种方式,工艺路线的确定,刀具集中分序法,即按所用刀具划分工序,用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位,在用第
7、二把刀、第三把刀完成它们可以完成的其它部位。,这种分序法可以减少换刀次数,压缩空程时间,减少不必要的定位误差。,粗精加工分序法,这种分序法是根据零件的形状、尺寸精度等因素,按照粗、精加工分开的原则进行分序。对单个零件或一批零件先进行粗加工、半精加工,而后精加工。,粗精加工之间,最好隔一段时间,以使粗加工后零件的变形得到充分恢复,再进行精加工,以提高零件的加工精度。,按加工部位分序法,即先加工平面、定位面,再加工孔;,先加工简单的几何形状,再加工复杂的几何形状;,先加工精度比较低的部位,再加工精度要求较高的部位。,工艺路线的确定,4、加工顺序的安排 (1 )切削加工工序的安排,B、先粗后精原则;
8、,C、先主后次原则;,A、基面先行原则; (原因:基准的表面越精确,装夹误差越小。),D、先面后孔原则;,工艺路线的确定,4、加工顺序的安排 (2) 热处理工序安排,热处理作用及安排位置: a、预备热处理:消除毛坯制造时的残余应力,改善组织。 时间安排 :多方切削加工之前。 b、消除残余应力:消除切削力引起的变形。 时间安排 :粗加工之后,精加工之前,可多次。 c、最终热处理:提高零件强度、表面硬度和耐磨性。 时间安排 :加工结束。,工艺路线的确定,4.4 数控加工工序与普通工序衔接 数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序,如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时,要
9、清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点,如要不要留加工余量,留多少;定位面与孔的精度要求及形位公差;对校形工序的技术要求;对毛坯的热处理状态等。,辅助工序: a、内容:检验、清洗、去毛刺、去磁、倒棱边、涂油等。 b、作用 :保证产品质量主要措施之一。 c、时间安排:加工结束。,4、加工顺序的安排 (3) 辅助工序安排,工艺路线的确定,5、装夹方式的选择 定位基准、装夹方案选择:,在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题: (1)尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一; (2)尽量将工序集中,减少装夹次数,尽可能在一次装夹后能 加工出全部待加工表面; (3)避
10、免采用占机人工调整时间长的装夹方案; (4)夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。,工艺路线的确定,5、装夹方式的选择 夹具的选择:,定位,夹紧,使工件相对于机床及刀具处于正确的位置,工件定位后,将工件紧固,使工件在加工过程中不发生位置变化,工件安装的内容,工艺路线的确定,组合夹具:又称为模组化夹具。 是夹具中一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备。 特点:组合性、可调性、模拟性、柔性、经济性、寿命长、周 期短、成本低。,新型数控夹具体,工艺路线的确定,孔系组合夹具,夹具体元件,工艺路线的确定,6、进给路线选择,重要概念: 加工路线:刀具刀位点相对于工件运动的轨迹和方向,即刀具从起刀点
11、开始运动,直至加工结束所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。 确定原则: a、加工路线应保证被加工零件的精度和表面质量,且效率要高; b、数值计算简单,减少运算量; c、应使加工加工路线最短。,工艺路线的确定,6、进给路线的确定 (1)顺铣和逆铣的选择 顺铣:从表面切入,铣刀受冲击负荷较大;发热量少;表 面质量好,精加工采用。 逆铣:从内部切入,铣刀受冲击负荷较少;发热量大;表 面质量不好,粗加工采用。,工艺路线的确定,6、进给路线的确定 (2) 铣削外轮廓的进给路线,切入点的选择,。,。,。,A,B,C,应尽量避免在连续几何图素的中间切入,虽然是两几何图素的交点,但
12、在这里刀具沿切线方向切出后将影响已加工表面精度,可沿图形轮廓切向切入切出,且保证轮廓封闭,铣削内轮廓的切入切出路径,工艺路线的确定,6、进给路线的确定 铣削外轮廓的进给路线,铣削外轮廓的切入切出路径,工艺路线的确定,6、进给路线的确定 (3) 铣削内槽的进给路线,行切(单向) 环切(往复) 混合切,a.行切法走刀路线短,但在相临两行的转接处会产生滞留刀痕,环切法走刀路线长但获得的表面质量高. b.精加工中,零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成,要避免在连续的轮廓中安排切入、切出、换刀 及停顿,以免因切削力突然变化而造成弹性变形,致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变、或滞留刀痕等弊病。 c
13、.环切主要用于精加工,行切用于粗加工。 d.混合切综合了二者的优点,先用行切去处中间的大多数余量,最后环切一刀,使总的刀具路径较短,又获得较好的表面质量。,6、进给路线的确定 (4) 孔加工的进给路线 尽量选取最短的进给路线,减少空行程的执行时间对生产率的影响。 但对于位置精度要求较高的孔系加工,则要综合考虑加工顺序的安排,以避免机床丝杠的反向间隙对位置精度的影响。 采用单方向定位路线或指令, 粗加工和精加工可以采用不同的加工顺序。,工艺路线的确定,6、进给路线的确定 (5)铣削曲面的进给路线,铣削曲面的进给路线,总之:确定进给路线原则是在保证零件加工精度和表面粗糙度的条件下,尽量缩短进给路线
14、,以提高生产效率。,二 铣刀的选择与切削用量,刀具选择,1)、数控刀具材料,数数控刀具的材料,高速钢,钨钴类,钨钛钴类,Mo系高速钢,W系高速钢,硬质合金,钨钛钽(铌)钴类,陶瓷,纯氧化铝类(白色陶瓷),TiC添加类(黑色陶瓷),立方碳化硼,聚晶金刚石,刀具选择,2)、数控铣削对刀具的要求 a、铣刀的刚性要好,已适用于大切削用量的要求,也可适应 切削加工中难以调整切削用量的特点。 b、铣刀的耐用度要高,使磨损减少,提高零件的表面质量与 加工精度。 刀具选择总的原则:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度 高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,提高刀具 加工的刚性。,刀具选择,3)、铣刀的
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