数控铣床加工(课件)2

任务导入型腔类零件加工一.项目目标：1.掌握型腔类零件编程方法；2.

掌握型腔类零件加工工艺的制订方法；3.掌握型腔类零件加工路线的安排方法。二.项目内容：

加工如图所示的凹形槽零件。要求合理制订加工工艺，正确选择进刀和退刀路线；正确装夹工件，保证工件不产生变形。三、材料、刀具、量具准备四、操作步骤1、准备工作1）阅读零件图，检查毛坯料尺寸。检查无误后，将毛坯安装到机床上；2）开机，机床返回参考点；3）输入并检查程序；4）安装刀具，设定工件坐标系。2、使用φ10铣刀粗加工型腔3、使用φ10铣刀精加工型腔五、质量控制1、尺寸公差

1）粗、精加工应分开，合理设定加工余量，将粗加工余量控制在合理范围；2）合理选用刀具，粗、精加工应分开；粗加工完成以后，根据实际测量值改写刀具半价补偿值。2、表面粗糙度表面粗糙度不合格的原因如下：1）切削参数设置不合理；2）刀具不锋利；3）机床工艺系统震动；工件装夹不牢固，引起震动4）刀具太长，刚性差。一、零件的工艺分析（1）要彻底读懂图样

零件图样的尺寸是否标注全，有无漏、多尺寸的情况，有无封闭尺寸，尺寸的标注法是否方便编程，零件结构是否表示清楚了，视图是否完整，各几何元素间的相互关系（如相切、相交、垂直和平行等）是否明确。（2）要分析透零件的加工工艺性

研究零件的被加工表面是否适于数控铣床加工，被加工表面是否太厚，内转接圆弧R是否太小。如图4-11所示，当R＜0.2H（H为被加工内轮廓面的最大厚度）时，其加工工艺性不好。即刀具被迫采用小直径而使得其刚性太差，需采取多次分层切削加工。一个零件上内壁转接圆弧半径尺寸的大小和一致性，影响加工能力、加工质量和换刀次数等。如图d=D-2r铣刀端刃铣削平面的面积越大，则加工平面的能力越强，因而，铣削工艺性越好。图4－12零件槽底平面圆弧对加工工艺的影响（3）要研究分析零件的精度（4）要研究分析零件的刚性（5）要研究分析零件的定位基准（6）要研究分析零件的毛坯和材料

零件的精度（尺寸、形状、位置）是否能够保证，表面质量能否保证。根据精度、表面质量来决定是否采用粗铣，还是精铣，以及是否要多次进给。零件的厚度如果太单薄会引起加工变形。当加工薄壁零件时，若面积较大的零件，其加工后也易产生变形，很难保证精度，尤其是铝合金板。零件上如有统一的定位基准，便可保证在零件多次装夹后各加工表面之间的位置精度。其定位基准能保证零件定位稳定可靠，便没有基准不重合误差。材料是否具有较好的加工工艺性能，硬度、热处理状态是怎样的？毛坯的余量是否足够，是否均匀，毛坯的安装定位平面是否方便可靠。二、装夹方案的确定1．定位基准的选择

选择定位基准时，应注意减少装夹次数，尽量做到在一次安装中能把零件上所有要加工的表面都加工出来。一般选择零件上不需要数控铣削的平面或孔做定位基准。对薄板零件，选择的定位基准应有利于提高工件的刚性，以减少切削变形。定位基准应尽量与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。2．夹具的选择数控铣床可以加工形状复杂的零件，但在数控铣床上的工件装夹方法与普通铣床的工件装夹方法一样，所使用的夹具往往并不复杂，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了。但要将加工部位敞开，不能因装夹工件而影响进给和切削加工。3．必须注意的问题①工件的被加工表面必须充分暴露在外，夹紧元件与被加工表面间的距离要保持一定的安全距离。各夹紧元件应尽可能低，以防铣夹头或主轴套筒与之在加工过程中相碰撞。②夹具安装应保证工件的方位与工件坐标系一致，并且还要能协调零件定位面与数控铣床之间保持一定的坐标联系。③夹具的刚性和稳定性要好，尽量不采用更换压板（夹紧点）的设计。若必须更换时，要保证不破坏工件的定位。4．夹具选用原则（1）在生产类型为批量较小或单件试制时，若零件复杂，应采用组合夹具。如图所示，它是由可重复使用的标准零件组成。若零件结构简单时，可采用通用夹具，如虎钳、压板等，如图所示。

（2）在生产类型为中批量或批量生产时，一般用专用夹具，其定位效率较高，且稳定可靠。（3）在生产批量较大时，可考虑采用多工位夹具、机动夹具，如液压、气压夹具。三、刀具选择的基本要求（1）刀具的刚性要好为提高生产率而采用大切削用量时，需要刚性好的刀具，刚性差的刀具在大切削用量时很容易断刀。要保证被加工表面的形状精度，用刚性差的刀具在大切削力的作用下，会产生变形而形成“让刀”，使加工的型面会出现斜面，如图4-15所示。当被加工表面各处余量不一样时，用普通铣床可多次进给解决问题，而数控铣床则要改变程序，而用刚性强的刀具就可一次加工，不必改变程序。（2）刀具的耐用度要高因为数控铣床靠程序控制精度，刀具若磨损很快，则尺寸精度、型面精度很难保证，故要用耐用度高的刀具。此外，刀具参数、几何角度、排屑性能等因素也要综合考虑。四、切削用量的选择

合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大，这在实际加工中往往是很难掌握的，必须要有丰富的实践经验才能够掌握好切削用量的选择。因此，在编程时只能根据一般情况，大致选择切削用量。在实际加工中，根据具体加工情况进行调整。五、进给路线的确定在确定进给路线时，要考虑零件的被加工表面的精度、表面质量、表面形状。零件材料的刚度、切削余量。机床的类型、刚度、精度以及刀具的刚度等等。要考虑被加工表面与夹具的空间关系，以防碰撞。合理的进给路线应能保证零件的加工精度、表面质量的要求。数值计算简单、程序段少、编程量小、进给路线短、空行程少的高效率路线。2．铣削平面轮廓的进给路线

（1）铣削外轮廓零件铣削外轮廓零件的路线分为z方向和x、y方向，要一一确定。x、y方向的确定，如图4-17所示。①在开始切削段和结束切削段要有切入、切出的路线，以避免产生刀痕，保证被加工表面的光滑。②应建立径向刀具补偿段和取消径向刀具补偿段，这一点非常重要。它的目的是为了编程简单，可灵活使用不同直径的刀具，并利用刀具补偿值有效地控制尺寸精度。③在实际切削段，只要沿着实际轮廓编制程序段就行了。在进给方向上一般用顺铣，这是因为数控铣床的丝杠是滚珠丝杠，间隙极小甚至为零，不存在普通铣床上顺铣易损坏刀具的情况。顺铣加工的表面质量比逆铣要高，切削状态也好。

（2）铣削内轮廓零件铣削内轮廓零件的路线也同样分为z方向和x、y方向，但铣削内轮廓零件与铣削外轮廓零件的情况不同，不能从切线方向切入、切出。①开始切削段可用圆弧切入，结束切削段可用圆弧切出，以保证不留刀痕，如图18所示。若要求不高，也可用斜线切入、切出，如图4-19所示。圆弧的大小和斜线的长短视内轮廓零件的尺寸大小而定。

（3）内、外轮廓零件z方向的确定如图4-21所示，铣刀快速进给至z＇，再工作进给至切削长度z＇＇。这个z＇值的确定很重要，设定的太高效率低，设定的太低，则快速下刀距离工件太近，容易出危险，很容易碰刀。铣削外轮廓零件时，落刀点要选在工件外，距离工件一定的距离L（L>r+k，r为刀具半径，k为余量），铣削内轮廓零件时，落刀点选在有空间下刀的地方，一般在内轮廓零件的中间，若没有空间的话，应先钻落刀孔。

（4）型腔加工这类零件是要去除中间的余量。如图2-58所示，在x、y方向从落刀点下刀后有三种情况：平行切法（进给路线