数控铣削加工工艺课件

第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用刀具系统高速切削技术数控铣削切削用量的确定典型轮廓的数控铣削加工第二节第一节难切削材料的数控铣削技术工件在数控铣床/加工中心上的装夹典型零件的数控铣削工艺分析第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用1

第一节工件在数控铣床/加工中心上的装夹一、工件的夹紧1.夹紧装置应具备的基本要求(1)夹紧过程可靠，不改变工件定位后所占据的正确位置。(2)夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变，振动小，又要使工件不会产生过大的夹紧变形。(3)操作简单、方便、省力、安全。(4)结构性好,夹紧装置的结构力求简单、紧凑，以便于制造和维修。第一节工件在数控铣床/加工中心上的装夹一、工件的夹22.夹紧力方向和作用点的选择(1)夹紧力应朝向主要定位基准夹紧力的方向2.夹紧力方向和作用点的选择(1)夹紧力应朝向主要定位基3(2)夹紧力的作用点应落在定位元件的支撑范围内，并靠近支撑元件的几何中心夹紧力的作用点1—夹具2—工件(2)夹紧力的作用点应落在定位元件的支撑范围内，并靠近支撑4(3)夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小夹紧力与切削力、重力的关系(3)夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小夹紧力与切削力、5(4)夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚度较高的方向和部位。夹紧力与工件刚度的关系(4)夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚度较高的方向6(5)夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面夹紧力作用点靠近加工表面(5)夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面夹紧力作用点靠近加73.夹紧机构铣床夹具中使用最普遍的是机械夹紧机构，斜楔夹紧机构是其中最基本的形式,螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构等是斜楔夹紧机构的演变形式。(1)斜楔夹紧机构采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。3.夹紧机构铣床夹具中使用最普遍的是机械夹紧机构，8斜楔夹紧机构的应用示例1—斜楔2—滑柱3—浮动压板4—工件a)单独使用

b)组合形式斜楔夹紧机构的应用示例a)单独使用b)组合形式9采用螺栓直接夹紧或采用螺栓与其他元件组合实现夹紧的机构称为螺旋夹紧机构。(2)螺旋夹紧机构简单螺旋夹紧机构a)螺栓头部压紧b)添加摆动压块采用螺栓直接夹紧或采用螺栓与其他元件组合实现夹紧的机10螺旋压板夹紧机构a),b)移动压板c),d)转动压板螺旋压板夹紧机构11偏心夹紧机构a),b)圆偏心轮c)偏心轴d)偏心叉偏心夹紧机构12二、数控铣削用夹具具有较大的通用性和经济性，适用于尺寸较小的方形工件的装夹。d）液式压精密平口钳a）螺旋夹紧式通用平口钳b）液压式正弦规平口钳c）气动式精密平口钳

1．通用夹具机床用平口虎钳二、数控铣削用夹具具有较大的通用性和经济性13适用于中型和大型工件。

压板安装工件所用工具压板在立式数控铣床应用压板在卧式加工中心上的应用压板适用于中型和大型工件。压板安装工件所用工具压板14

数控分度头回转工作台交换工作台(3)分度回转用夹具适用于加工有等分结构的零件。数控分度头回转工作台交换工作台(3)分度回转用夹15

回转工作台与分度工作台在外形上虽然很相似,但它们的工作原理及用途却不相同。回转工作台在回转时可以加工工件,常作为一个回转轴出现,但分度工作台在分度时不能加工工件。因此,回转工作台可以作为分度工作台应用,但分度工作台绝对不能作为回转工作台应用。应用回转工作台的程序一般由准备功能实现,但应用分度工作台的程序一般由第二辅助功能(B功能)实现,这一点必须注意。回转工作台与分度工作台在外形上虽然很相似,但它们的16适用于加工基准面比较宽而加工面比较窄的工件。

角铁装夹宽而薄的垂直面(4)角铁适用于加工基准面比较宽而加工面比较窄的工件。角铁装夹宽而17常用来加工圆柱形工件。

a)V形架装夹下立铣键槽b)V形架装夹下卧铣键槽c)T形架装夹下铣长轴(5)V形架常用来加工圆柱形工件。a)V形架装夹下立铣键槽b)V形架18因具有用虎钳装夹和V形架装夹的优点，所以装夹简便迅速。

用轴用虎钳装夹轴类零件(6)轴用虎钳因具有用虎钳装夹和V形架装夹的优点，所以装夹19常作为圆柱形毛坯的夹具。

用三爪自定心卡盘装夹工件用三爪自定心卡盘装夹圆柱形工件的找正方法(7)三爪自定心卡盘在数控铣床或加工中心上应用三爪自定心卡盘装夹与在数控车床上有什么不同?常作为圆柱形毛坯的夹具。用三爪自定心卡盘装夹工件用三20装夹方便、迅速、也很稳固、键槽位置不受钳口和压板的影响，但精确度不高。

定中心装夹a)用三爪自定心卡盘装夹b)用两顶尖装夹c)用自定心虎钳装夹(8)自定心虎钳装夹方便、迅速、也很稳固、键槽位置不受钳口和21

二、组合夹具

组合夹具的基本特点是满足标准化、系列化、通用化的要求，具有组合性、可调性、柔性、应急性和经济性，使用寿命长，能适应产品加工中的周期短、成本低等要求，比较适合在加工中心上应用。(1)组合夹具的元件及作用一套组合夹具主要由基础件、支撑件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、其他元件及组合件八大类元件所组成。二、组合夹具组合夹具的基本特点是满足标221)基础件包括方形、圆形基础板和基础角铁,它是组合夹具的底座,相当于专用夹具的夹具体。基础件1)基础件包括方形、圆形基础板和基础角铁,它23它作为不同高度和各种定位的支撑面,与基础件共同组成夹具体,包括方形和角度支撑、角铁、菱形板、V形架等。2)支撑件支撑件它作为不同高度和各种定位的支撑面,与基础件共同组成24它用来确定各元件之间的相对位置,以保证夹具的组装精度,包括定位键、定位销、定位盘以及各类定位支座、定位支撑等。3)定位件。定位件它用来确定各元件之间的相对位置,以保证夹具的组装精25它主要起引导刀具的作用,包括各种结构形式和规格尺寸的模板、导向套及导向支撑等。导向件4)导向件它主要起引导刀具的作用,包括各种结构形式和规格尺寸26它是指各种形状和尺寸的压板。其作用是压紧工件,保持工件定位后的正确位置,使其在外力作用下不会变动。5)压紧件。压紧件它是指各种形状和尺寸的压板。其作用是压紧工件,保持27

紧固元件包括各种螺栓、螺钉、螺母和垫圈。6)紧固件紧固件紧固元件包括各种螺栓、螺钉、螺母和垫圈。6)紧28其他元件包括连接板、回转压板、浮动块、各种支撑钉、支撑帽。7)其他元件。其他元件其他元件包括连接板、回转压板、浮动块、各种支撑29组合件是由几个元件组成的独立部件,在使用过程中,以独立部件参与组装。它用途广泛,结构合理,使用方便,与基础件、支撑件并列成为组合夹具的一种重要元件。8)组合件。组合件组合件是由几个元件组成的独立部件,在使用过程中,301）孔系组合夹具

孔系组合夹具组装示意图

孔系组合夹具主要元件表面上具有光孔和螺纹孔。组装时，通过圆柱定位销（一面两孔）和螺栓实现元件的相互定位和紧固。(2)组合夹具的种类1）孔系组合夹具孔系组合夹具组装示意图312）槽系组合夹具

l-紧固件2-基础板3-工件4-活动V形架合件5-支承板6-垫铁7-定位键及其紧定螺钉槽系组合夹具组装过程示意图组合夹具由哪几部分组成?2）槽系组合夹具l-紧固件槽系组合夹具组装过程示意图32

1-T形槽2-定位销孔3-紧固螺纹孔4-连接孔5-耳座6-定位销孔7、10-衬套8、9-防尘罩11-法兰盘矩形基础板3.成组夹具(拼装夹具)1-T形槽2-定位销孔3-紧固螺纹孔4-连接孔533a）大工件基础板a）大工件基础板34b）立方基础板b）立方基础板35液压矩形基础极1—液压缸2—通油孔3—活塞液压矩形基础极36定位—支撑合件及元件a)支撑板b)移入式可调长支撑c)安装在T形槽中的可调支撑d)侧面可调支撑定位—支撑合件及元件37可调V形架合件可调V形架合件38可调夹压合件a)铰链式

b)杠杆式和钩形式c)带液压缸的夹压合件可调夹压合件a)铰链式b)杠杆式和钩形式c)带液压缸39液压可调夹压钳口合件a)固定钳口b)活动钳口1—动力杠杆2—活动钳口3—定位槽4—定位销液压可调夹压钳口合件40应用实例成组夹具的应用应用成组夹具在卧式加工中心上加工板类零件与在立式加工中心上相比较有哪些优点?应用实例成组夹具的应用应用成组夹具在卧式加414.数控夹具数控夹具是指夹具本身具有按数控程序使工件进行定位和夹紧功能的一种夹具。数控夹具的调整a)平移式b)回转式c)复合式1,4,9—定位或夹紧元件2—纵向移动元件3—横向移动元件5—回转轴6,7—回转台8—径向移动元件4.数控夹具数控夹具是指夹具本身具有按数控421—定位支撑2—钩形压板3,7—滚珠丝杠副4—步进电动机5,6—齿轮8—滑座9—活动定位销平移式自调数控夹具数控夹具还有哪几种?数控车床上有吗?1—定位支撑2—钩形压板平移式自调数控夹具数控夹具还43

l一夹具体2一压板3、7一螺母4、5一垫圈6一螺栓8一弹簧9一定位键10一菱形销11一圆柱销a)连杆加工专用夹具零件图5.专用夹具l一夹具体a)连杆加工专用夹具零件图5.专用夹具44b)实物图c)应用图专用夹具具有结构合理，刚度强，装夹稳定可靠，操作方便，提高安装精度及装夹速度等优点。连杆加工专用夹具数控铣削加工中还用到哪类专用夹具?b)实物图45第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用刀具系统高速切削技术数控铣削切削用量的确定典型轮廓的数控铣削加工第二节第一节难切削材料的数控铣削技术工件在数控铣床/加工中心上的装夹典型零件的数控铣削工艺分析第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用46第二节数控铣削用刀具一、铣刀的种类数控铣削用刀具第二节数控铣削用刀具一、铣刀的种类数控铣削用刀具47面铣刀立铣刀模具铣刀铣螺纹用刀具圆柱铣刀键槽铣刀铣刀的种类镗孔刀具及其选择角度铣刀锯片铣刀面铣刀立铣刀模具铣刀铣螺纹圆柱铣刀键槽铣刀铣刀的种类角度铣刀48

1．圆柱铣刀

圆柱铣刀的几何角度圆柱铣刀主要用于卧式铣床加工平面，一般为整体式。1．圆柱铣刀圆柱铣刀的几何角度圆柱铣刀主49

2．面铣刀

面铣刀主要用于立式铣床加工平面和台阶面等。面铣刀的主切削刃分布在铣刀的圆柱面上或圆锥面上，副切削刃分布在铣刀的端面上。常见面铣刀a）45˚可转位面铣刀MXDb）75˚可转位面铣刀MXFc）90˚可转位面铣刀MXG2．面铣刀面铣刀主要用于立式铣床加50

（1）整体式面铣刀（1）整体式面铣刀51（2）硬质合金整体焊接式面铣刀（2）硬质合金整体焊接式面铣刀52（3）硬质合金可转位式面铣刀硬质合金可转位式面铣刀1－刀垫2－轴向支撑块3－可转位刀片（3）硬质合金可转位式面铣刀硬质合金可转位式面铣刀53

立铣刀是数控铣削加工中应用最广的一种铣刀示。高速钢立铣刀硬质合金可转位式立铣刀3．立铣刀立铣刀是数控铣削加工中应用最广的一种铣刀54a)可转位螺旋锥柄立铣刀b)可转位螺旋直柄立铣刀c)三齿直柄立铣刀d)锥柄三齿立铣刀常见立铣刀a)可转位螺旋锥柄立铣刀b)可转位螺旋直柄立铣刀c)三齿直柄55

（1）硬质合金螺旋齿立铣刀

硬质合金螺旋齿立铣刀a）每齿单条刀片b）每齿多个刀片（1）硬质合金螺旋齿立铣刀硬质合金螺56

（2）波形刃立铣刀（2）波形刃立铣刀57

4．键槽铣刀立铣刀与键槽铣刀有什么不同?4．键槽铣刀立铣刀与键槽铣刀有什么不同?585．模具铣刀

圆锥形立铣刀圆锥形球头铣刀圆柱形球头铣刀5．模具铣刀圆锥形立铣刀圆锥形球头铣刀圆柱形球头铣刀59主要用于卧式铣床上加工各种角度槽、斜面等。

（1）单角铣刀

圆锥面上切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切削刃。6．角度铣刀主要用于卧式铣床上加工各种角度槽、斜面等。（60

（2）不对称双角铣刀两圆锥面上切削刃是主切削刃，无副切削刃。（2）不对称双角铣刀61

（3）对称双角铣刀两圆锥面上切削刃是主切削刃，无副切削刃。角度铣刀的刀齿强度较小，铣削时，应选择恰当的切削用量，防止振动和崩刃。对称双角铣刀可转位锯片铣刀（3）对称双角铣刀对称双角铣刀62

主要用于大多数材料的切槽、切断、内外槽铣削、组合铣削、缺口实验的槽加工和齿轮毛坯粗齿加工等。

分类范围 锯片铣刀外圆直径d/mm锯片铣刀厚度l/mm高速钢粗φ50～φ3150.80～6.0中φ32～φ3150.30～6.0细φ20～φ3150.20～6.0整体硬质合金（GB/T14301—2008）φ18～φ1250.20～5.0中小型规格的锯片铣刀分类及适用范围7．锯片铣刀主要用于大多数材料的切槽、切断、内外槽铣63

8．镗孔刀具及其选择

粗镗刀结构简单。刀杆顶部和侧部有两只锁紧螺钉，分别起调整尺寸和锁紧作用。镗孔径的大小要靠调整刀头的悬伸长度来保证，调整麻烦，效率低，大多用于单件小批量生产。

倾斜型单刃粗镗刀①粗镗刀(1)分类1)按加工精度分8．镗孔刀具及其选择粗镗刀结构简64

②精镗刀精镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调，调节方便，且精度高。精镗可调镗刀精镗微调镗刀几种微调镗刀的典型结构及特点见表4—2。②精镗刀精镗可调镗刀精镗微调镗刀几652)按切削刃数量分①单刃镗刀是指只有一个切削刃的镗刀

②双刃镗刀双刃镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参加切削，与单刃镗刀相比，每转进给量可提高一倍左右，生产效率高，同时可以消除切削力对镗杆的影响。2)按切削刃数量分①单刃镗刀是指只有一个切削刃的66可转位双刃镗刀的特点及适用场合见表4—3。双刃镗刀分类结构特点不同整体式(Ⅰ和Ⅱ)模块式(Ⅲ和Ⅳ)工作特点不同浮动式(Ⅰ)固定式(Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)尺寸是否可调可调式(Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ)不可调式(Ⅱ)可转位双刃镗刀的特点及适用场合见表4—3。双刃镗刀分类结构特67

分为粗镗刀刀头和精镗刀刀头。粗镗刀刀头精镗刀刀头(2)镗刀刀头将精镗刀刀头旋转一周,刀头在半径方向上移动多少?镗孔直径变化多少?分为粗镗刀刀头和精镗刀刀头。粗镗刀刀头68

9．铣螺纹用刀具

a)整体螺纹铣刀b)带组合倒角的整体螺纹铣刀c)带可换刀片的螺纹铣刀及可换刀片9．铣螺纹用刀具a)整体螺纹铣刀b69铣螺纹的加工工艺铣螺纹的加工工艺7010．鼓形铣刀鼓形铣刀它的切削刃分布在半径为R的圆弧面上,端面无切削刃。加工时控制刀具上下位置,相应改变切削刃的切削部位,可以在工件上切出从负到正的不同斜角。10．鼓形铣刀鼓形铣刀它的切削刃分布在半径为R7111．成形铣刀几种常见的成形铣刀常用的成形铣刀还有哪几种?11．成形铣刀几种常见的成形铣刀常用的成形铣刀还有哪几种?72

二、铣刀的选择1．铣刀形式的选择45°面铣刀八角面铣刀65°面铣刀立铣刀立铣刀立铣刀八角铣刀加工内容选择刀具平面铣削粗切削铣刀轮廓铣削二、铣刀的选择45°面铣刀八角面铣刀73

台阶铣削倒角铣削粗切削铣刀粗切削铣刀粗切削铣刀立铣刀圆刃端铣刀圆刃端铣刀圆刃端铣刀立铣刀45°倒角铣刀加工内容选择刀具台阶铣削倒角铣削粗切削铣刀粗切削铣刀粗切削铣刀74

粗切削铣刀粗切削铣刀立铣刀立铣刀粗切削铣刀粗切削铣刀圆刃端铣刀球形端铣刀槽铣削选择刀具加工内容粗切削铣刀粗切削铣刀立铣刀立铣刀粗切削铣刀75

球形端铣刀球形端铣刀八角铣刀立铣刀立铣刀圆刃端铣刀圆刃端铣刀型腔铣削加工内容选择刀具球形端铣刀球形端铣刀八角铣刀立铣刀立铣刀76沉孔铣削锪孔铣刀改进后铣刀的特点与使用条件见表4-5加工内容选择刀具沉孔铣削锪孔铣刀改进后铣刀的特点与使用条件见表4-5加工内容77

（1）铣刀直径的选择2．铣刀主要结构参数的合理选择（1）铣刀直径的选择2．铣刀主要结构参数78

（2）铣刀齿数的选择

高速钢圆柱铣刀、锯片铣刀和立铣刀按齿数的多少分为粗齿和细齿两种，适用于粗加工。加工塑性材料时，切屑呈带状，也可采用粗齿铣刀。细齿铣刀仅适用于半精加工和精加工。（2）铣刀齿数的选择79

（1）前角的选择原则和数值1）根据不同的工件材料，选择合理的前角数值。2）不同的铣刀材料，加工相同材料的工件，铣刀的前角也不应相同。3）粗铣时一般取较小前角，精铣时取较大前角。4）工艺系统刚度较差和铣床功率较低时，宜采用较大的前角，以减小铣削力和铣削功率，并减少铣削振动。5）对数控机床、自动机床和自动线用铣刀，应选用较小的前角。3．铣刀几何参数的合理选择（1）前角的选择原则和数值80

铣刀前角选择参考数值铣刀前角选择参考数值81

（2）后角选择原则和数值1）工件材料的硬度、强度较高时，宜采用较小的后角；工件材料塑性大或弹性大及易产生加工硬化时，应增大后角；加工脆性材料时，应选用较小的后角。2）工艺系统刚度差、容易产生振动时，应采用较小的后角。3）粗加工时，选取较大的后角；精加工时，可选取较大的后角。但当已采用负前角时，刃口的强度已得到加强，为提高表面质量，也可采用较大的后角。4）高速钢铣刀的后角可比硬质合金铣刀的后角大2°~3°。5）尺寸精度要求较高的铣刀，应选用较小的后角。

（2）后角选择原则和数值1）工件材料的硬度、强82

铣刀后角选择参考数值铣刀后角选择参考数值83

（3）刃倾角的选择原则和数值1）铣削硬度较高的工件时，可选取绝对值较大的负刃倾角。2）粗加工时，可取正刃倾角。3）工艺系统刚度不足时，不宜取负刃倾角。4）为了使圆柱铣刀和立铣刀切削平稳轻快，切屑容易从铣刀容屑槽中排出，提高铣刀寿命和生产率，减小已加工表面的粗糙度值，可选取较大的正刃倾角。（3）刃倾角的选择原则和数值1）铣削硬度较高的工84

铣刀刃倾角或螺旋角选择参考数值铣刀刃倾角或螺旋角选择参考数值85

（4）主偏角的选择原则和数值1）当工艺系统刚度足够时，应尽可能采用较小的主偏角。2）加工高强度、高硬度的材料时，应取较小的主偏角。加工一般材料时，主偏角可取稍大些。3）为增强刀尖强度，提高刀具寿命，面铣刀常磨出过渡刃。面铣刀的过渡刃（4）主偏角的选择原则和数值1）当工艺系统刚度足86

87

（5）副偏角的选择原则和数值1）精铣时，副偏角应取小些，以使表面粗糙度值较小。2）铣削高强度、高硬度的材料时，应取较小的副偏角，以提高刀尖部分的强度。3）对锯片铣刀和槽铣刀等，为了保证刀尖强度和重磨后铣刀宽度变化较小，只能取0.5°～2°的副偏角。4）为避免铣削振动，可适当加大副偏角。自己常用的铣刀的各种角度是多少?（5）副偏角的选择原则和数值1）精铣时，副偏角88第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用刀具系统高速切削技术数控铣削切削用量的确定典型轮廓的数控铣削加工第二节第一节难切削材料的数控铣削技术工件在数控铣床/加工中心上的装夹典型零件的数控铣削工艺分析第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用89第三节数控铣削用刀具系统一、可转位铣刀刀片的安装方式、夹紧方式及其典型结构1.安装方式安装方式平装立装平装是指刀片沿刀体的径向排列安装；立装是指刀片沿刀体的切向排列安装。第三节数控铣削用刀具系统一、可转位铣刀刀片的安装方式90数控铣削加工工艺ppt课件91

2.夹紧方式及典型结构铣刀刀片夹紧方式的典型结构及其特点见表4—14。2.夹紧方式及典型结构铣刀刀片夹紧方式92

1．整体式数控刀具系统二、典型刀具系统的种类自动换刀机床用7∶24圆锥工柄，锥柄号45号，前部为弹簧夹头，最大夹持直径为32mm，刀柄工作长度为120mm。见图4—68

1．整体式数控刀具系统二、典型刀具系统的种类93

模块式主柄模块中间模块工作模块2．模块式数控刀具系统

模块式数控刀具系统模块式主柄模块中间模块工作模块2．模块式数控刀具系统94主柄模块：主柄模块：95中间模块(连接杆)：中间模块(连接杆)：96工作模块(工作头)：自己所用的刀具系统属于哪一种?工作模块(工作头)：自己所用的刀具系统属于哪一种?97

数控铣削常用刀具三、常规刀柄简介数控铣削常用刀具三、常规刀柄简介981．常规低速刀柄

加工中心常用刀柄的类型及其适用场合见表4—15BT40—XS32—90中的字母和数字各代表什么含义?1．常规低速刀柄加工中心常用99

刀柄尾部的拉钉的尺寸也已标准化，ISO或GB规定了A型和B型两种形式的拉钉，其中A型拉钉用于不带钢球的拉紧装置，而B型拉钉用于带钢球的拉紧装置。A型拉钉结构B型拉钉结构2．拉钉

A型拉钉结构100

3．弹簧夹头及中间模块a）ER弹簧夹头b）KM弹簧夹头a）精镗刀中间模块b）攻螺纹夹套c）钻夹头接柄自己所用的刀柄是哪一种?有没有使用中间模块?3．弹簧夹头及中间模块a）ER弹簧夹头101第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用刀具系统高速切削技术数控铣削切削用量的确定典型轮廓的数控铣削加工第二节第一节难切削材料的数控铣削技术工件在数控铣床/加工中心上的装夹典型零件的数控铣削工艺分析第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用102第四节高速切削技术高速切削技术是在高性能CNC系统、机床结构及材料、机床设计及制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料、刀具设计及制造技术、高效及高精度测量和测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件和软件技术均得到充分发展的基础上综合而成的高速切削的示意图第四节高速切削技术高速切削技术是在高性能CNC103一、高速刀具夹头1.三棱变形静压夹头三棱变形静压夹头的工作过程a)原始状态b)施加外力c)插入刀柄d)去除外力一、高速刀具夹头1.三棱变形静压夹头三棱变形静压夹头的工1042.高精度弹簧夹头高精度弹簧夹头1—螺钉2—套筒3—减振材料常用的高速刀具夹头还有哪几种?2.高精度弹簧夹头高精度弹簧夹头常用的高速刀具夹头还有哪几105二、常规7∶24锥度刀柄存在的问题在高速运转中离心力使主轴锥孔扩张二、常规7∶24锥度刀柄存在的问题在高速运转中离心力使主轴106三、常用的高速切削用刀柄刀柄替代型刀柄刀柄结构摒弃传统的7∶24标准锥度而采用新设计思路，如德国的HSK系列刀柄、美国的KM系列刀柄、瑞典的CAPTO刀柄、日本的NC5刀柄;改进型刀柄刀柄结构在保持传统的7∶24锥度的基础上进行了改进，目的是降低成本，如日本的BIG—PLUS，H．F．C，SHOWAD—F—C和3LOCK刀柄以及美国的WSU系列刀柄。三、常用的高速切削用刀柄刀柄替代型刀柄刀柄结构摒弃传统的71071.HSK刀柄(1)HSK刀柄的工作原理HSK刀柄与主轴连接结构与工作原理1.HSK刀柄(1)HSK刀柄的工作原理HSK刀柄与主轴108(2)HSK刀柄的主要类型、规格与形式HSK刀柄的规格与形式HSK刀柄依靠什么定位?按常规理解,这样定位是否合适?(2)HSK刀柄的主要类型、规格与形式HSK刀柄的规格与1092.KM刀柄KM刀柄的形状a)标准压力用b)高压用2.KM刀柄KM刀柄的形状110KM刀柄的一种夹紧机构KM刀柄的一种夹紧机构1113.CAPTO刀柄CTAPTO刀柄的结构1—工具端2—主轴端3—卡爪(6个均布)

4—拉杆3.CAPTO刀柄CTAPTO刀柄的结构1124.NC5刀柄NC5刀柄与HSK刀柄结构的比较1—拉杆牵引机构2—拉杆3—预压调整垫4—锥套5—碟形弹簧6—驱动键7—内胀式弹性套筒机构4.NC5刀柄NC5刀柄与HSK刀柄结构的比较1—拉杆牵引1135.BIG—PLUS刀柄BIG—PLUS刀柄与BT刀柄结构的比较1—拉钉2—主轴锥孔5.BIG—PLUS刀柄BIG—PLUS刀柄与BT刀柄结构1146.H．F．C刀柄H．F．C刀柄的结构1—刀具2—碳素纤维6.H．F．C刀柄H．F．C刀柄的结构1157.SHOWAD—F—C刀柄SHOWAD—F—C刀柄与BT刀柄结构的比较1—拉钉2—主轴锥孔3—碟形弹簧7.SHOWAD—F—C刀柄SHOWAD—F—C刀柄与BT1168.3LOCK刀柄3LOCK刀柄与BT刀柄结构的比较1—拉钉2—螺母3—主轴锥孔4—锥套(有缝)

5—碟形弹簧8.3LOCK刀柄3LOCK刀柄与BT刀柄结构的比较1179.WSU刀柄WSU—1刀柄与主轴连接结构1—刀柄2—主轴改进锥配合的WSU—2刀柄的结构1—刀柄2—滚珠9.WSU刀柄WSU—1刀柄与主轴连接结构改进锥配合的WS118四、高速机床刀具系统的动平衡调整方法带有平衡环的可调平衡刀柄1—上平衡环2—锁紧螺钉3—下平衡环平衡环调整示意图高速机床刀具系统的动平衡调整方法还有哪几种?四、高速机床刀具系统的动平衡调整方法带有平衡环的可调平衡刀119第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用刀具系统高速切削技术数控铣削切削用量的确定典型轮廓的数控铣削加工第二节第一节难切削材料的数控铣削技术工件在数控铣床/加工中心上的装夹典型零件的数控铣削工艺分析第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用120第五节数控铣削切削用量的确定在铣削过程中所选用的切削用量称为铣削用量。铣削用量的要素包括铣削速度vc、进给量f、背吃刀量ap和铣削宽度ae。一、切削用量圆周铣与端铣时的铣削用量a）圆周铣b）端铣第五节数控铣削切削用量的确定在铣削过程中121表4—16常用切削参数的计算公式切削参数计算公式表4—16常用切削参数的计算公式切削参数计算公式122

二、铣削用量的选择1．背吃刀量或铣削宽度的选取（1）在工件表面粗糙度值要求较大时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，则粗铣一次进给就可以达到要求。但在加工余量较大，工艺系统刚度较差或机床动力不足时，可多分几次进给完成。（2）在工件表面粗糙度值要求较小时，可分粗铣和半精铣两步进行。（3）在工件表面粗糙度值要求很小时，可分粗铣、半精铣和精铣三步进行。二、铣削用量的选择1．背吃刀量或铣削宽度的选取（1123

2．进给量与进给速度的选取

进给量与进给速度是衡量切削用量的重要参数，根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考有关切削用量手册选取。轮廓拐角处的超程现象2．进给量与进给速度的选取进124第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用刀具系统高速切削技术数控铣削切削用量的确定典型轮廓的数控铣削加工第二节第一节难切削材料的数控铣削技术工件在数控铣床/加工中心上的装夹典型零件的数控铣削工艺分析第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用125在铣床上铣削平面的方法有两种，即圆周铣和端铣。第六节典型轮廓的数控铣削加工一、铣削方式水平面端铣加工在铣床上铣削平面的方法有两种，即圆周铣和端铣。第六节典型126大平面采用行切法铣削的进给路线采用行切法铣削平面时怎样解决粗、精加工的问题?大平面采用行切法铣削的进给路线采用行切法铣削平面时怎样解决粗127二、铣削孔1.保证加工精度精镗4个ϕ30H7的孔二、铣削孔1.保证加工精度精镗4个ϕ30H7的孔128精镗孔的加工路线a)方案A

b)方案B精镗孔的加工路线1292.应使进给路线最短钻孔时最短加工路线的选择方案a)方案1b)方案22.应使进给路线最短钻孔时最短加工路线的选择方案a)方案1303.引入距离和超越量的确定在数控机床上钻孔的尺寸关系为什么在攻螺纹时ΔZ比较大?3.引入距离和超越量的确定在数控机床上钻孔的尺寸关系为什么131三、铣削内轮廓和外轮廓1.铣削内、外轮廓的平面进给路线外轮廓加工刀具的切入和切出内轮廓加工刀具的切入和切出三、铣削内轮廓和外轮廓1.铣削内、外轮廓的平面进给路线132无交点内轮廓加工刀具的切入和切出a)错误b)正确无交点内轮廓加工刀具的切入和切出a)错误b)正确133铣削外圆的加工路线铣削内孔的加工路线为什么要采用切向切入与切向切出?铣削外圆的加工路线铣削内孔的加工路线为什么要采用切向切入与切1342.加工内轮廓时的深度进刀方式(1)垂直切深进刀2.加工内轮廓时的深度进刀方式(1)垂直切深进刀135(2)在工艺孔中进刀(2)在工艺孔中进刀136(3)三轴联动斜线进刀(3)三轴联动斜线进刀137(4)三轴联动螺旋线进刀螺旋线进刀螺旋线进刀的刀具轨迹P—螺距自己在加工内轮廓时深度进刀方式常采用哪一种?(4)三轴联动螺旋线进刀螺旋线进刀螺旋线进刀的刀具轨迹P—138四、变斜角面的加工1.曲率变化较小的变斜角面的加工四坐标联动加工变斜角面四、变斜角面的加工1.曲率变化较小的变斜角面的加工四坐标139五坐标联动加工变斜角面2.曲率变化较大的变斜角面的加工五坐标联动加工变斜角面2.曲率变化较大的变斜角面的加工1403.利用球头铣刀和鼓形铣刀加工用鼓形铣刀分层铣削变斜角面3.利用球头铣刀和鼓形铣刀加工用鼓形铣刀分层铣削变斜角面141五、曲面轮廓的加工1.曲率变化不大和精度要求不高的曲面的粗加工对于曲率变化不大和精度要求不高的曲面,常用两坐标半联动行切法进行粗加工，即X、Y、Z三轴中任意两轴做联动插补，第三轴做单独的周期进给。五、曲面轮廓的加工1.曲率变化不大和精度要求不高的曲面的142两坐标半联动行切法加工曲面两坐标半联动行切法加工曲面的切削点轨迹两坐标半联动行切法加工曲面两坐标半联动行切法加工曲面的1432.曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工三轴联动行切法加工曲面的切削点轨迹2.曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工三轴联动行切法1443.复杂曲面的加工曲面的五坐标联动加工的加工原理3.复杂曲面的加工曲面的五坐标联动加工的加工原理145六、型腔的加工1.矩形型腔的加工型腔是指以封闭曲线为边界的平底或曲底凹坑。加工平底型腔时一律用平底铣刀，且刀具边缘部分的圆角半径应符合型腔的图样要求。型腔的切削分两步，第一步切内腔，第二步切轮廓。

切轮廓通常又分为粗加工和精加工两步。六、型腔的加工1.矩形型腔的加工型腔是指146型腔轮廓粗加工的进给路线加工型腔的进给路线a)行切法b)环切法c)先行切、最后环切型腔区域加工进给路线型腔轮廓粗加工的进给路线加工型腔的进给路线型腔区域加工进给路1472．圆形型腔的加工加工圆形型腔平面的进给路线a)环切法b)阿基米德螺旋线切削方法R—型腔半径2．圆形型腔的加工加工圆形型腔平面的进给路线R—型腔半径148深度进给路线I—型腔深度B—深度方向每次进给量

A—起刀平面D—初始平面自己加工型腔时采用的是哪种方法?深度进给路线自己加工型腔时采用的是哪种方法?149第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用刀具系统高速切削技术数控铣削切削用量的确定典型轮廓的数控铣削加工第二节第一节难切削材料的数控铣削技术工件在数控铣床/加工中心上的装夹典型零件的数控铣削工艺分析第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用150第七节难切削材料的数控铣削技术一、高锰钢的铣削加工

高锰钢是指含锰量为9%~18%的合金钢,主要分为高碳高锰耐磨钢和中碳高锰无磁钢两大类。常用的高锰钢主要有Mn13、ZGMn13、20Mn23Al、40Mn18Cr13、50Mn18Cr4、50Mn18Cr4V等。其中最难切削加工的是ZGMn13。第七节难切削材料的数控铣削技术一、高锰钢的铣削加工1511.铣刀材料加工高锰钢时，应选用硬度高、有一定韧性、热导率较大、高温性能好的刀具材料。建议优先采用复合氧化铝陶瓷和涂层硬质合金等。用非涂层硬质合金加工时，宜选用含TaC和NbC的细晶粒或超细晶粒牌号。铣削高锰钢时可选用YS25、YD10．2、YG813M、YG643、YT798、YT758、Y130等牌号的硬质合金；当重负荷粗加工铸造高锰钢时，可选用YC45、YC40、YT5R、YG546等牌号的硬质合金;用高速钢刀具加工高锰钢时应优先采用TiN涂层刀具，或采用高性能高速钢W12Mo9Cr4VCo8、W12Mo3Cr4VCo5Si等。1.铣刀材料加工高锰钢时，应选用硬度高、1522.铣刀几何参数2.铣刀几何参数1531)可转位硬质合金面铣刀。3.刀具选择实例(1)面铣刀可转位硬质合金面铣刀1—刀片2—刀垫3—刀体1)可转位硬质合金面铣刀。3.刀具选择实例(1)面铣刀1542)可转位陶瓷面铣刀可转位陶瓷面铣刀1—刀片2—压板3—螺钉4—刀柄2)可转位陶瓷面铣刀可转位陶瓷面铣刀155(2)硬质合金前波形刃立铣刀硬质合金前波形刃立铣刀(2)硬质合金前波形刃立铣刀硬质合金前波形刃立铣刀156二、铣削不锈钢的刀具1.铣刀材料的合理选择采用高速钢铣刀铣削不锈钢时，宜采用高性能高速钢，特别是含钴高速钢和含铝超硬高速钢。2.铣刀几何参数的选择铣削不锈钢用铣刀的几何参数可参见表4—18选用。二、铣削不锈钢的刀具1.铣刀材料的合理选择1573.不锈钢铣削加工实例实例1:奥氏体不锈钢硬质合金面铣刀铣削技术硬质合金面铣刀的结构与几何参数1—刀片2—内六角螺钉3—刀体4—端盖5—压块3.不锈钢铣削加工实例实例1:奥氏体不锈钢硬质合金面铣刀158实例2:马氏体不锈钢切断加工技术错齿锯片铣刀的结构与几何参数实例2:马氏体不锈钢切断加工技术错齿锯片铣刀的结构与几何参159三、铣削钛合金的刀具1.铣刀材料的选用铣削钛合金时,不宜使用涂层刀片和钨钴钛类硬质合金。高速钢铣刀材料可选择W12Cr4V4Mo、W2Mo9Cr4V4Co8、W12Mo3Cr4V3Co5Si、W6Mo5Cr4V2Al和W10Mo4Cr4V3Al等;

硬质合金刀具可选用YG8、YS2、YG6A、YG6X、YG15、YG813和YG643等。三、铣削钛合金的刀具1.铣刀材料的选用铣削钛合金1602.铣刀几何参数的选用2.铣刀几何参数的选用1613.铣削钛合金TC4的面铣刀铣削钛合金的面铣刀的结构1—刀体2—正、反牙螺钉3—刀片压块4—压块5—螺钉6—刀片7—调整块3.铣削钛合金TC4的面铣刀铣削钛合金的面铣刀的结构1—刀162铣削钛合金的切削用量铣削钛合金的切削用量163第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用刀具系统高速切削技术数控铣削切削用量的确定典型轮廓的数控铣削加工第二节第一节难切削材料的数控铣削技术工件在数控铣床/加工中心上的装夹典型零件的数控铣削工艺分析第八节第七节第六节第五节第四节第三节数控铣削用刀具数控铣削用164第八节典型零件的数控铣削工艺分析一、轮廓的加工1.外轮廓的加工(曲面加工)曲面零件(1)零件图分析(2)确定工件的装夹方式(3)确定加工顺序及进给路线第八节典型零件的数控铣削工艺分析一、轮廓的加工1.外轮165(4)确定数控加工刀具根据零件的材料和结构特点，在铣削圆柱台阶、粗加工曲面及铣削凹槽轮廓时，采用硬质合金立铣刀，半精铣、精铣曲面时采用硬质合金球头铣刀(4)确定数控加工刀具根据零件的材料和结构166(5)选择切削用量(5)选择切削用量167(6)填写数控加工工序卡根据加工工艺画出进给路线图(6)填写数控加工工序卡根据加工工艺画出进给路线图1682.内轮廓的加工(1)零件图分析1)主要精度要求。2)毛坯。2.内轮廓的加工(1)零件图分析1)主要精度要求。2)169(2)确定工件的装夹方式(3)确定加工工艺1)确定铣削方案。2)选择加工中心。选用XH714型立式加工中心。3)粗加工ϕ30mm孔①钻中心孔。②钻ϕ12mm的通孔。③钻ϕ28mm的通孔。④用ϕ16mm粗加工立铣刀，采用顺铣方式，利用辅助圆弧引入、引出线切向切入、切出，粗铣ϕ30mm孔，留0.50mm单边余量。(2)确定工件的装夹方式(3)确定加工工艺1)确定铣削1704)粗铣圆槽轮廓。5)粗铣十字形槽6)半精铣ϕ30mm孔7)半精铣圆槽轮廓8)半精铣十字形槽9)精铣圆槽10)精铣十字形槽11)ϕ30mm孔端倒角12)精镗ϕ30mm的孔4)粗铣圆槽轮廓。5)粗铣十字形槽6)半精铣ϕ30m171(4)确定数控加工刀具(5)选择切削用量1)半精铣、精铣时一定要采用顺铣方式,以提高尺寸精度和表面质量。2)镗孔时应采用试切法来调节镗刀。3)ϕ30mm孔的正下方不能放置垫铁,并应控制钻头的进刀深度,以免损坏平口虎钳和刀具。(6)注意事项自己改变本零件的形状与尺寸，重新确定一下其加工工艺。(4)确定数控加工刀具(5)选择切削用量1)半精铣、172二、槽的加工1.零件图分析2.确定工件的装夹方式平面槽形凸轮二、槽的加工1.零件图分析2.确定工件的装夹方式平面槽173凸轮零件的装夹方案1—开口垫圈2—带螺纹圆柱销3—压紧螺母4—带螺纹削边销5—垫圈6—工件7—垫块凸轮零件的装夹方案1743.确定加工顺序及进给路线平面槽形凸轮的切入进给路线a)沿直线切入外轮廓b)从过渡圆弧切入内轮廓3.确定加工顺序及进给路线平面槽形凸轮的切入进给路线a)1754.确定数控加工刀具铣刀材料和几何参数主要根据零件材料的切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小选择；切削用量则根据零件材料的特点、刀具性能及加工精度要求确定。平面槽形凸轮加工刀具卡见表4—235.选择切削用量6.填写数控加工工序卡平面槽形凸轮数控加工工序卡中表4—24。根据本零件的加工工艺画出其进给路线图。4.确定数控加工刀具铣刀材料和几何参数主要176三、盖板零件的加工盖板1.零件图分析三、盖板零件的加工盖板1.零件图分析1772．确定工件的装夹方式3.确定加工工艺(1)选择加工中心(2)选择加工方法(3)确定加工顺序2．确定工件的装夹方式3.确定加工工艺(1)选择加工178(4)确定进给路线铣削B面的进给路线(4)确定进给路线铣削B面的进给路线179镗ϕ60H7孔的进给路线镗ϕ60H7孔的进给路线180钻中心孔的进给路线钻、扩、铰ϕ12H8孔进给路线钻中心孔的进给路线钻、扩、铰ϕ12H8孔进给路线181钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线锪ϕ16mm孔进给路线钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线锪ϕ16mm孔进给路线1824.确定数控加工刀具4.确定数控加工刀具1835.选择切削用量5.选择切削用量184四、支架零件的加工1.零件图分析

薄板状支架四、支架零件的加工1.零件图分析薄板状支架185工艺措施：(1)采用真空夹具,提高薄板件的装夹刚度。(2)安排粗、精加工及钳工矫形工序。(3)采用小直径铣刀加工，减小切削力。(4)先铣加强肋，后