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數(shù)控加工工藝 —銑削加工工藝,武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控教研室,作為一名數(shù)控加工技術(shù)人員，不但要了解數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)的功能，而且要掌握零件加工工藝的有關(guān)知識(shí)，否則，編制出來(lái)的程序就不一定能正確、合理地加工出我們需要的零件來(lái)。,第六單元 數(shù)控銑削加工工藝,了解數(shù)控銑削中要解決的主要工藝問(wèn)題以及各種問(wèn)題的解決方法。掌握數(shù)控銑削工藝擬定的過(guò)程、工序的劃分方法、工序順序的安排和進(jìn)給路線的確定等工藝知識(shí)，對(duì)數(shù)控銑削工藝知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，并學(xué)會(huì)對(duì)一般數(shù)控銑削零件加工工藝進(jìn)行分析及制定加工方案。,教學(xué)目的：,第五單元 數(shù)控銑削加工工藝,學(xué)習(xí)內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)：,數(shù)控銑床是一種加工功能很強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床，在數(shù)控加工中占據(jù)了重要地位。世界上首臺(tái)數(shù)控機(jī)床就是一部三坐標(biāo)銑床，這主要因于銑床具有X、Y、Z三軸向可移動(dòng)的特性，更加靈活，且可完成較多的加工工序。現(xiàn)在數(shù)控銑床已全面向多軸化發(fā)展。目前迅速發(fā)展的加工中心和柔性制造單元也是在數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。,數(shù)控銑床的主要加工對(duì)象,數(shù)控銑床的主要加工對(duì)象,（1）平面類零件 平面類零件的特點(diǎn)是各個(gè)加工表面是平面，或可以展開為平面。目前在數(shù)控銑床上加工的絕大多數(shù)零件屬于平面類零件。平面類零件是數(shù)控銑削]加工對(duì)象中最簡(jiǎn)單的一類，一般只須用三軸數(shù)控銑床的兩軸聯(lián)動(dòng)（即兩軸半坐標(biāo)加工）就可以加工。,,,,,帶平面輪廓的平面類零件,帶斜平面的平面類零件,帶正臺(tái)和斜筋平面類零件,數(shù)控銑床的主要加工對(duì)象,（2）變斜角類零件 加工面與水平面的夾角成連續(xù)變化的零件稱為變斜角類零件。加工變斜角類零件最好采用四軸或五軸數(shù)控銑床進(jìn)行擺角加工，若沒有上述機(jī)床，也可在三軸數(shù)控銑床上采用兩軸半控制的行切法進(jìn)行近似加工，但精度稍差。,飛機(jī)上變斜角梁緣條,數(shù)控銑床的主要加工對(duì)象,（3）曲面類（立體類）零件加工面為空間曲面的零件稱為曲面類零件。曲面類零件的加工面與銑刀始終為點(diǎn)接觸，一般采用三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床加工，常用的加工方法主要有下列兩種：A、采用兩軸半聯(lián)動(dòng)行切法加工。行切法是在加工時(shí)只有兩個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，另一個(gè)坐標(biāo)按一定行距周期行進(jìn)給。這種方法常用于不太復(fù)雜的空間曲面的加工。B、采用三軸聯(lián)動(dòng)方法加工。所用的銑床必須具有X、Y、Z三軸聯(lián)動(dòng)加工功能，可進(jìn)行空間直線插補(bǔ)。這種方法常用于發(fā)動(dòng)機(jī)及模具等較復(fù)雜空間曲面的加工。,數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)及類型,數(shù)控立銑床的結(jié)構(gòu),數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)及類型,中型,大型,臥式,立臥兩用式,兩軸半控制,三軸控制,多軸控制,,,,,,,,小型,立式,,,按體積分,按主軸布局 形式分,按控制坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分,華中XKA71402數(shù)控立式銑床,數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)及類型,華中XKA714數(shù)控立式銑床,數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)及類型,華中ZJK7532-A銑鉆床,數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)及類型,張俊雄定梁龍門銑,數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)及類型,數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),機(jī)床坐標(biāo)系,是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)也稱為機(jī)床原點(diǎn)或機(jī)床零點(diǎn)。在機(jī)床經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)制造和調(diào)整后這個(gè)原點(diǎn)便被確定下來(lái)，它是固定的點(diǎn)。,,迪卡爾,數(shù)控機(jī)床采用的是笛卡爾的直角三坐標(biāo)系統(tǒng)，X、Y、Z三軸之間的關(guān)系遵循右手定則。如右圖所示，右手三指盡量互成直角，拇指指向X軸正方向，食指指向Y軸正方向，中指指向Z軸正方向。,數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),遵循右手笛卡爾直角坐標(biāo)系原則,由于數(shù)控銑床有立式和臥式之分，所以機(jī)床坐標(biāo)軸的方向也因其布局的不同而不同。,數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),立式銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),立式升降臺(tái)銑床的坐標(biāo)方向?yàn)椋篫軸垂直（與主軸軸線重合），向上為正方向；面對(duì)機(jī)床立柱的左右移動(dòng)方向?yàn)閄軸，將刀具向右移動(dòng)（工作臺(tái)向左移動(dòng)）定義為正方向；根據(jù)右手笛卡爾坐標(biāo)系的原則，Y軸應(yīng)同時(shí)與Z軸和X軸垂直，且正方向指向床身立柱。,臥式升降臺(tái)銑床的坐標(biāo)方向?yàn)椋篫軸水平，且向里為正方向（面對(duì)工作臺(tái)的平行移動(dòng)方向）；工作臺(tái)的平行向左移動(dòng)方向?yàn)閄軸正方向；Y軸垂直向上。,臥式銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),數(shù)控裝置通電后通常要進(jìn)行回參考點(diǎn)操作，以建立機(jī)床坐標(biāo)系。參考點(diǎn)可以與機(jī)床零點(diǎn)重合，也可以不重合，通過(guò)參數(shù)來(lái)指定機(jī)床參考點(diǎn)到機(jī)床零點(diǎn)的距離。機(jī)床回到了參考點(diǎn)位置也就知道了該坐標(biāo)軸的零點(diǎn)位置，找到所有坐標(biāo)軸的參考點(diǎn)，CNC就建立起了機(jī)床坐標(biāo)系。,數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),工件坐標(biāo)系,用來(lái)確定工件幾何形體上各要素的位置而設(shè)置的坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)即為工件零點(diǎn)。,,工件零點(diǎn)的位置是任意的，它是由編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)零件的特點(diǎn)選定的。,考慮到編程的方便性，工件坐標(biāo)系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸方向一致。,工件坐標(biāo)系 原點(diǎn),機(jī)床坐標(biāo)系 原點(diǎn),,數(shù)控銑床的坐標(biāo)系統(tǒng),數(shù)控銑削加工工件的安裝,數(shù)控銑削加工選擇定位基準(zhǔn)應(yīng)遵循的原則：,盡量選擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),定位基準(zhǔn)選擇要能完成盡可能多的加工內(nèi)容,定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與工件坐標(biāo)系的對(duì)刀基準(zhǔn)重合,必須多次安裝時(shí)，應(yīng)遵從基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,數(shù)控銑削加工工件的安裝,加工面的安裝,數(shù)控銑削加工工件的安裝,加工內(nèi)輪廓時(shí)的安裝,數(shù)控銑削加工工件的安裝,加工外輪廓時(shí)的安裝,數(shù)控銑削加工工件的安裝,不影響進(jìn)給的裝夾示例,數(shù)控銑削加工的對(duì)刀,對(duì)刀方式,標(biāo)準(zhǔn)芯軸和塊規(guī)對(duì)刀,數(shù)控銑削加工的對(duì)刀,尋邊器對(duì)刀,對(duì)刀方式,數(shù)控銑削加工工藝分析,數(shù)控銑削加工工藝分析,數(shù)控銑削加工的工藝性分析是編程前的重要工藝準(zhǔn)備工作之一，關(guān)系到機(jī)械加工的效果和成敗，不容忽視。由于數(shù)控機(jī)床是按照程序來(lái)工作的，因此對(duì)零件加工中所有的要求都要體現(xiàn)在加工中，如加工順序、加工路線、切削用量、加工余量、刀具的尺寸及是否需要切削液等都要預(yù)先確定好并編入程序中 。,選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容,數(shù)控加工內(nèi)容的選擇:,工件上的曲線輪廓,已給出數(shù)學(xué)模型的空間曲面,形狀復(fù)雜、尺寸繁多、劃線與檢測(cè)困難的部位,通用機(jī)床加工時(shí)難以測(cè)量和控制進(jìn)給的內(nèi)外凹槽,選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容,數(shù)控加工內(nèi)容的選擇:,以尺寸協(xié)調(diào)的高精度孔或面,能在一次安裝中順帶銑出來(lái)的簡(jiǎn)單表面或形狀,采用數(shù)控銑削后能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容,選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容,數(shù)控加工內(nèi)容的選擇:,立式數(shù)控銑床,臥式數(shù)控銑床,適于加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜的平面或立體零件，以及模具的內(nèi)、外型腔等。,適于加工復(fù)雜的箱體類零件、泵體、閥體、殼體等。,,,多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的臥式加工中心,用于加工各種復(fù)雜的曲線、曲面、葉輪、模具等。,,零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析,零件結(jié)構(gòu)工藝性分析的主要內(nèi)容：,審查與分析零件圖紙中尺寸標(biāo)注方法是否適合數(shù)控加工；,審查與分析圖紙中幾何元素的條件是否充分、正確；,審查與分析數(shù)控加工零件的結(jié)構(gòu)合理性；,預(yù)防零件變形措施：,對(duì)于大面積的薄板零件，改進(jìn)裝夾方式，采用合適的加工順序和刀具,采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒?粗、精加工分開及對(duì)稱去除余量等措施來(lái)減小或消除變形的影響,零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析,提高工藝性的措施 ：,減少薄壁零件或薄板零件,盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸,保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析,零件圖形的數(shù)學(xué)處理,編程尺寸確定的步驟：,基本尺寸換算成平均尺寸,保持原重要的幾何關(guān)系不變并修改一般尺寸,計(jì)算未知結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)尺寸,編程尺寸的最后形成,數(shù)控加工的數(shù)值計(jì)算是程序編制中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。,工序的劃分,在數(shù)控機(jī)床上特別是在加工中心上加工零件，工序十分集中，許多零件只需在一次裝卡中就能完成全部工序。,但是零件的粗加工，特別是鑄、鍛毛坯零件的基準(zhǔn)平面、定位面等的加工應(yīng)在普通機(jī)床上完成之后，再裝卡到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。這樣可以發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，保持?jǐn)?shù)控機(jī)床的精度，延長(zhǎng)數(shù)控機(jī)床的使用壽命，降低數(shù)控機(jī)床的使用成本。,工序的劃分,導(dǎo)軌粗基準(zhǔn)的加工,,以加工后的床腳為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面,以導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn),加工床腳,工序的劃分,數(shù)控銑削加工工序的劃分,刀具集中分序法,粗、精加工分序法,按加工部位分序法,工序的劃分,刀具集中分序法,即按所用刀具劃分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第三把刀完成它們可以完成的其它部位。,,特點(diǎn)：,這種分序法可以減少換刀次數(shù)，壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。,工序的劃分,粗精加工分序法,這種分序法是根據(jù)零件的形狀、尺寸精度等因素，按照粗、精加工分開的原則進(jìn)行分序。對(duì)單個(gè)零件或一批零件先進(jìn)行粗加工、半精加工，而后精加工。,,注意：,粗精加工之間，最好隔一段時(shí)間，以使粗加工后零件的變形得到充分恢復(fù)，再進(jìn)行精加工，以提高零件的加工精度。,工序的劃分,按加工部位分序法,即先加工平面、定位面，再加工孔；,,先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；,先加工精度比較低的部位，再加工精度要求較高的部位。,工序的劃分,零件材料變形小，加工余量均勻，可以采用刀具集中分序法，以減少換刀時(shí)間和定位誤差；,例如：,若零件材料變形較大，加工余量不均勻，且精度要求較高，則應(yīng)采用粗精加工分序法。,工序的劃分,總之，在數(shù)控機(jī)床上加工零件，其加工工序的劃分要視加工零件的具體情況具體分析,許多工序的安排是綜合了上述各分序方法的。,對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，在加工開始時(shí)，確定刀具與工件的相對(duì)位置是很重要的，它是通過(guò)對(duì)刀點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,對(duì)刀點(diǎn),指通過(guò)對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。,,確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),刀具與工件原點(diǎn) Z 軸方向之距離,刀具與工件原點(diǎn) X 軸方向之距離,刀具與工件原點(diǎn) Y 軸方向之距離,對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則,便于用數(shù)字處理和簡(jiǎn)化程序編制,在機(jī)床上找正容易，加工中便于檢查,引起的加工誤差小,確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)與加工原點(diǎn)重合,確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),70,銑削加工零件,確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)與加工原點(diǎn)重合,確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)在幾何對(duì)稱中心,,確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)在加工過(guò)程中便于檢查,,對(duì)刀點(diǎn),×,確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在零件上、夾具上或機(jī)床上，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有已知的準(zhǔn)確關(guān)系。當(dāng)對(duì)刀精度要求較高時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。,對(duì)于以孔定位的零件，可以取孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。,確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),對(duì)刀時(shí)應(yīng)使對(duì)刀點(diǎn)與刀位點(diǎn)重合。,刀位點(diǎn),是指確定刀具位置的基準(zhǔn)點(diǎn),,如：平頭立銑刀的刀位點(diǎn)一般為端面中心；球頭銑刀的刀位點(diǎn)取為球心；鉆頭為鉆尖。,確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn),換刀點(diǎn),應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容來(lái)作安排，為了防止換刀時(shí)刀具碰傷工件，換刀點(diǎn)往往設(shè)在距離零件較遠(yuǎn)的地方。,,走刀路線是數(shù)控加工過(guò)程中刀具相對(duì)于被加工件的的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。走刀路線的確定非常重要，因?yàn)樗c零件的加工精度和表面質(zhì)量密切相關(guān)。,選擇走刀路線,選擇走刀路線,確定走刀路線的一般原則,保證零件的加工精度和表面粗糙度,方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量,縮短走刀路線，減少進(jìn)退刀時(shí)間和其他輔助時(shí)間,盡量減少程序段數(shù),切入切出點(diǎn),,,切入點(diǎn),。,切入切出點(diǎn),切入點(diǎn)選擇原則：,粗加工選擇曲面內(nèi)的最高角點(diǎn)作為切入點(diǎn)。,精加工選擇曲面內(nèi)某個(gè)曲率比較平緩的角點(diǎn)作為切入點(diǎn)。,總之避免銑刀當(dāng)鉆頭使用，否則因受力大而損壞。,切入切出點(diǎn),切出點(diǎn)選擇原則：,能連續(xù)完整的加工曲面。,非加工時(shí)間短。,切入切出點(diǎn),切入點(diǎn)的選擇,。,。,。,A,B,C,應(yīng)盡量避免在連續(xù)幾何圖素的中間切入,×,雖然是兩幾何圖素的交點(diǎn)，但在這里刀具沿切線方向切出后將影響已加工表面精度,可沿圖形輪廓切向切入切出，且保證輪廓封閉,×,√,切入切出路徑,在銑削輪廓表面時(shí)一般采用立銑刀側(cè)面刃口進(jìn)行切削，由于主軸系統(tǒng)和刀具的剛度變化，當(dāng)沿法向切入工件時(shí)，會(huì)在切入處產(chǎn)生刀痕，所以應(yīng)盡量避免沿法向切入工件。,切入切出路徑,,銑削外圓的切入切出路徑,切入切出路徑,銑削外輪廓的切入切出路徑,當(dāng)銑切內(nèi)表面輪廓形狀時(shí)，也應(yīng)該盡量遵循從切向切入的方法，但此時(shí)切入無(wú)法外延，最好安排從圓弧過(guò)渡到圓弧的加工路線。當(dāng)實(shí)在無(wú)法沿零件曲線的切向切入、切出時(shí)，銑刀只有沿法線方向切入和切出，在這種情況下，切入切出點(diǎn)應(yīng)選在零件輪廓兩幾何要素的交點(diǎn)上，而且進(jìn)給過(guò)程中要避免停頓。,切入切出路徑,銑削內(nèi)圓的切入切出路徑,切入切出路徑,銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑,切入切出路徑,從尖點(diǎn)切入銑削內(nèi)輪廓,銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑,,,,以角點(diǎn)作為切入切出點(diǎn),銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑,切入切出路徑,容易產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象,切入切出路徑,銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑,,,,走圓弧線切入,從直線中間切入,切入切出路徑,銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑,切入切出路徑,當(dāng)實(shí)在無(wú)法沿零件曲線的切向切入、切出時(shí)，銑刀只有沿法線方向切入和切出，在這種情況下，切入切出點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件輪廓兩幾何要素的交點(diǎn)上，而且進(jìn)給過(guò)程中要避免停頓。,為了消除由于系統(tǒng)剛度變化引起進(jìn)退刀時(shí)的痕跡，可采用多次走刀的方法，減小最后精銑時(shí)的余量，以減小切削力。,避免引入反向誤差,數(shù)控機(jī)床在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)反向間隙，如果在走刀路線中將反向間隙帶入，就會(huì)影響刀具的定位精度，增加工件的定位誤差。,,避免引入反向誤差,避免反向誤差的加工路線,存在反向誤差的加工路線,,,,,,,,,,,刀具補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置,在切入工件前應(yīng)該已經(jīng)完成刀具半徑補(bǔ)償，而不能在切入工件時(shí)同時(shí)進(jìn)行刀具補(bǔ)償，這樣會(huì)產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象。為此，應(yīng)在切入工件前的切向延長(zhǎng)線上另找一點(diǎn)，作為完成刀具半徑補(bǔ)償點(diǎn).,刀具補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置,切入工件同時(shí)補(bǔ)償,切入工件前補(bǔ)償,順銑和逆銑加工,切削加工方式,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,,,順銑和逆銑加工,順銑和逆銑加工,銑削內(nèi)溝槽側(cè)面,為保證螺距的準(zhǔn)確，應(yīng)避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的加速和減速過(guò)程中切削，所以應(yīng)有引入距離和超越距離。,車螺紋的引入和超越距離,車螺紋的引入和超越距離,引入距離,超越距離,避免刀具干涉,在連續(xù)切削的數(shù)控機(jī)床上，多數(shù)是使用立銑刀且?guī)缀醵际怯脗?cè)刃進(jìn)行切削，往往會(huì)產(chǎn)生刀具的干涉現(xiàn)象。,為了避免刀具的干涉，一般采用小直徑的銑刀來(lái)加工，但在加工時(shí)則受力變形而產(chǎn)生的刀具彎斜量直接影響加工精度,避免刀具干涉,雖然可把刀具的倒錐磨好以減輕刀具的彎斜量，但也不能最好地解決問(wèn)題，特別在加工三維曲面更明顯出現(xiàn)加工干涉區(qū)或加工盲區(qū)。,就加工的可能性而言，在不出現(xiàn)加工干涉區(qū)或加工盲區(qū)時(shí)，復(fù)雜曲面一般可以采用球頭銑刀進(jìn)行三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工；如果工件還存在加工干涉區(qū)或加工盲區(qū)，就必須考慮采用四坐標(biāo)或五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的機(jī)床來(lái)加工了。,避免刀具干涉,a,b,c,刀具干涉實(shí)例,數(shù)控銑削加工工藝參數(shù)的確定,步長(zhǎng),逼近誤差,行距,切削速度,,,,,主軸轉(zhuǎn)速,,數(shù)控加工工藝參數(shù),,數(shù)控銑削加工工藝 參數(shù)的確定,與切削用量有關(guān)的工藝參數(shù)確定： 1、背吃刀量ap與側(cè)吃刀量ae 背吃刀量ap——平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸。 側(cè)吃刀量ae——垂直于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸。 從刀具耐用度的角度出發(fā)，切削用量的選擇方法是 先選取背吃刀量ap或側(cè)吃刀量ae，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。如果零件精度要求不高，在工藝系統(tǒng)剛度允許的情況下，最好一次切凈加工余量，以提高加工效率；如果零件精度要求高，為保證精度和表面粗糙度，只好采用多次走刀。,數(shù)控銑削加工工藝 參數(shù)的確定,2、與進(jìn)給有關(guān)參數(shù)的確定 在加工復(fù)雜表面的自動(dòng)編程中，有五種進(jìn)給速度須設(shè)定，它們是： （1）快速走刀速度（空刀進(jìn)給速度） 為節(jié)省非切削加工時(shí)間，一般選為機(jī)床允許的最大進(jìn)給速度，即G00速度。 （2）下刀速度（接近工件表面進(jìn)給速度） 為使刀具安全可靠的接近工件，而不損壞機(jī)床、刀具和工件，下刀速度不能太高，要小于或等于切削進(jìn)給速度。對(duì)軟材料一般為200mm/min；對(duì)鋼類或鑄鐵類一般為50mm/min。,數(shù)控銑削加工工藝參數(shù)的確定,（3）切削進(jìn)給速度F 切削進(jìn)給速度應(yīng)根據(jù)所采用機(jī)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 一般原則是：工件表面的加工余量大，切削進(jìn)給速度低；反之相反。 切削進(jìn)給速度可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手工調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。切削進(jìn)給速度不能超過(guò)按逼近誤差和插補(bǔ)周期計(jì)算所允許的進(jìn)給速度。,（4）行間連接速度（跨越進(jìn)給速度） 行間連接速度——刀具從一切削行運(yùn)動(dòng)到下一切削行的運(yùn)動(dòng)速度。 該速度一般小于或等于切削進(jìn)給速度。 （5）退刀進(jìn)給速度（退刀速度） 為節(jié)省非切削加工時(shí)間，一般選為機(jī)床允許的最大進(jìn)給速度，即G00速度。,數(shù)控銑削加工工藝 參數(shù)的確定,3、與切削速度有關(guān)的參數(shù)確定 （1）切削速度υc 切削速度υc的高低主要取決于被加工零件的精度和材料、刀具的材料和耐用度等因素。 （2）主軸轉(zhuǎn)速n 主軸轉(zhuǎn)速n根據(jù)允許的切削速度υc來(lái)確定：n=1000υc/πd 理論上，υc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(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，使用國(guó)內(nèi)機(jī)床、刀具時(shí)允許的切削速度常常只能在100～200m/min范圍內(nèi)選取。,數(shù)控銑削加工工藝 參數(shù)的確定,自動(dòng)編程加工工藝,兩坐標(biāo)數(shù)控銑削加工刀具軌跡生成,外形輪廓,封閉輪廓中的區(qū)域和島,二維型腔,孔,,,,,二維字符,,兩坐標(biāo)加工的對(duì)象,兩坐標(biāo)數(shù)控銑削加工刀具軌跡生成,,二維型腔的加工,兩坐標(biāo)數(shù)控銑削加工刀具軌跡生成,二維型腔的加工,二維型腔的切削方式,行切法,環(huán)切法,以一定角度方向進(jìn)行平行走刀加工,走刀軌跡是沿型腔邊界走環(huán)形等距線,,,兩坐標(biāo)數(shù)控銑削加工刀具軌跡生成,行切加工方式,,兩坐標(biāo)數(shù)控銑削加工刀具軌跡生成,環(huán)切加工方式,曲面區(qū)域加工,曲面型腔加工,多曲面連續(xù)加工,曲面間過(guò)渡區(qū)域加工,,,,,裁減曲面加工,,主要加工對(duì)象,多坐標(biāo)數(shù)控銑削加工刀具軌跡生成,多坐標(biāo)數(shù)控銑削加工刀具軌跡生成,,直紋面的加工刀具軌跡,多坐標(biāo)數(shù)控銑削加工刀具軌跡生成,參數(shù)線法,截平面法,回轉(zhuǎn)截面法,投影法,,,,,常用的刀具軌跡生成方法,參數(shù)線法加工,參數(shù)線法的基本思想是：任何一個(gè)曲面都可以寫成參數(shù)方程[x,y,z]=[fx(u,v),fy(u,v),fz(u,v)]的形式。當(dāng)u或v中某一個(gè)為常數(shù)時(shí)，形成空間的一條曲線。,參數(shù)線法計(jì)算簡(jiǎn)單，速度快，是曲面數(shù)控加工編程系統(tǒng)主要采用的方法，但當(dāng)加工曲面的參數(shù)線不均勻時(shí)會(huì)造成刀具軌跡也不均勻，加工效率不高。,截面法加工,截面法加工的基本思想是：采用一組截面（可以是平面、也可以是回轉(zhuǎn)柱面）去截取加工表面，截出一系列交線，將來(lái)刀具與加工表面的切觸點(diǎn)就沿著這些交線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)一定方法將這些交線連接在一起，就形成最終的刀具軌跡。,截面法主要適用于曲面參數(shù)線分布不太均勻及由多個(gè)曲面形成的組合曲面的加工。,截面法加工,投影法加工,投影法的基本思路是將一組事先定義好的曲線（也稱導(dǎo)動(dòng)曲線）或軌跡投影到曲面上，然后將投影曲線作為刀觸點(diǎn)軌跡，從而生成曲面的加工軌跡。,投影法常用來(lái)處理其它方法難以獲得滿意效果的組合曲面和曲面型腔的加工。,投影法加工,投影法加工,對(duì)于很多復(fù)雜曲面零件及模具而言，刀具軌跡計(jì)算完成后，都需要對(duì)刀具軌跡進(jìn)行編輯與修改。這是因?yàn)椋涸诹慵Ｐ偷臉?gòu)造過(guò)程中，往往處于某種考慮對(duì)待加工表面及約束面進(jìn)行延伸并構(gòu)造輔助面，從而使生成的刀具軌跡超出加工表面范圍需要進(jìn)行裁剪和編輯；由于生成的曲面不光滑，使刀位點(diǎn)出現(xiàn)異常，需對(duì)刀位點(diǎn)進(jìn)行修改；采用的走刀方式經(jīng)檢驗(yàn)不合理，需改變走刀方式等等，都需進(jìn)行刀具軌跡的編輯。,刀具軌跡編輯,刀位軌跡編輯一般包括刀位點(diǎn)、切削段、切削行、切削塊的刪除、拷貝、粘貼、插入、移動(dòng)、延伸、修剪、幾何變換，刀位點(diǎn)的勻化，走刀方式變化時(shí)刀具軌跡的重新編排以及刀具軌跡的加載與存儲(chǔ)等。,刀具軌跡編輯,刀具軌跡編輯,刀具軌跡的平移,刀具軌跡編輯,刀具軌跡的縮放,刀具軌跡編輯,刀具軌跡的旋轉(zhuǎn),典型零件的數(shù)控加工工藝,,毛坯為120㎜×60㎜×10㎜板材，5㎜深的外輪廓已粗加工過(guò)，周邊留2㎜余量，要求加工出如圖所示的外輪廓及φ20㎜的孔。工件材料為鋁。,典型零件的數(shù)控加工工藝,確定工藝方案及加工路線,以底面為定位基準(zhǔn)，兩側(cè)用壓板壓緊，固定于銑床工作臺(tái)上,工步順序：,鉆孔φ20㎜,按O’ABCDEFG線路銑削輪廓。,,選擇機(jī)床設(shè)備,典型零件的數(shù)控加工工藝,根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床即可達(dá)到要求。故選用華中Ⅰ型（ZJK7532A型）數(shù)控鉆銑床。,選擇刀具,典型零件的數(shù)控加工工藝,采用φ20㎜的鉆頭，定義為T02,φ5㎜的平底立銑刀，定義為T01，并把該刀具的直徑輸入刀具參數(shù)表中。,由于華中Ⅰ型數(shù)控鉆銑床沒有自動(dòng)換刀功能，按照零件加工要求，只能手動(dòng)換刀。,確定切削用量,典型零件的數(shù)控加工工藝,切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定，詳見加工程序。,確定工件坐標(biāo)系和對(duì)刀點(diǎn),典型零件的數(shù)控加工工藝,在XOY平面內(nèi)確定以0點(diǎn)為工件原點(diǎn)，Z方向以工件表面為工件原點(diǎn)，建立工件坐標(biāo)系，如圖所示。,采用手動(dòng)對(duì)刀方法把0點(diǎn)作為對(duì)刀點(diǎn)。,編寫程序,典型零件的數(shù)控加工工藝,N0010 G92 X5 Y5 Z5 N0020 G91 N0030 G17 G00 X40 Y30 N0040 G98 G81 X40 Y30 Z-5 R15 F150 N0050 G00 X5 Y5 Z50 N0060 M05 N0070 M02,1、加工φ20㎜孔程序(手工安裝好φ20㎜鉆頭),設(shè)置對(duì)刀點(diǎn) 相對(duì)坐標(biāo)編程 在XOY平面內(nèi)加工 鉆孔循環(huán) 抬刀 主軸停轉(zhuǎn) 程序結(jié)束,編寫程序,典型零件的數(shù)控加工工藝,N0010 G92 X5 Y5 Z50 N0020 G90 G41 G00 X-20 Y-10 Z-5 D01 N0030 G01 X5 Y-10 F150 N0040 G01 Y35 F150 N0050 G91 N0060 G01 X10 Y10 F150 N0070 G01 X11.8 Y0 N0080 G02 X30.5 Y-5 R20 N0090 G03 X17.3 Y-10 R20 N0100 G01 X10.4 Y0 N0110 G03 X0 Y-25 N0120 G01 X-90 Y0 N0130 G90 G00 X5 Y5 Z10 N0140 G40 N0150 M05 N0160 M30,2、銑輪廓程序(手工安裝好ф5㎜立銑刀,不考慮刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償),數(shù)控銑削加工實(shí)例 （單擊觀看錄像）,