《数控加工编程及操作》第2章:数控加工工艺.pptx
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1、http:/ 成型内腔壳体零件 2.1.2数控车削及车削中心的主要加工对象数控车削及车削中心的主要加工对象图2.7 端面、径向带孔槽的轴 2.2数控加工的工艺分析数控加工的工艺分析u2.2.1数控铣削加工工艺分析数控铣削加工工艺分析u2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析u2.2.3数控车削加工工艺分析数控车削加工工艺分析u2.2.4球头螺纹轴的加工工艺分析球头螺纹轴的加工工艺分析2.2数控加工的工艺分析数控加工的工艺分析2.2.1数控铣削加工工艺分析数控铣削加工工艺分析n1.零件图工艺分析零件图工艺分析n(1)分析构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要,图纸尺寸
2、的标注方法是否分析构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要,图纸尺寸的标注方法是否方便编程等。方便编程等。n(2)分析零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证,尤其是薄板尺寸,分析零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证,尤其是薄板尺寸,由于机床振动、切削力等因素而影响加工精度,根据实践经验,当面积较大的薄板厚度小由于机床振动、切削力等因素而影响加工精度,根据实践经验,当面积较大的薄板厚度小于于3mm时就应充分重视这一问题。时就应充分重视这一问题。n(3)内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小,所以内槽圆角半径不应太小。内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小,所以内槽圆角半
3、径不应太小。n(4)零件图中各加工面的凹圆弧零件图中各加工面的凹圆弧(R与与r)是否过于零乱,是否可以统一?因为在数控铣床是否过于零乱,是否可以统一?因为在数控铣床上多换一次刀要增加不少新问题,不但编程麻烦,降低生产效率,而且也会因频繁换刀增上多换一次刀要增加不少新问题,不但编程麻烦,降低生产效率,而且也会因频繁换刀增加了工件加工面上的接刀阶差而降低了表面质量。所以,在一个零件上要力求将数值相近加了工件加工面上的接刀阶差而降低了表面质量。所以,在一个零件上要力求将数值相近的圆弧半径分组靠拢,达到局部统一,以尽量减少铣刀规格与换刀次数。的圆弧半径分组靠拢,达到局部统一,以尽量减少铣刀规格与换刀次
4、数。n(5)根据标注的尺寸公差和形位公差等相关信息,将加工表面区分为重要表面和次要表根据标注的尺寸公差和形位公差等相关信息,将加工表面区分为重要表面和次要表面,并找出其设计基准,进而遵循基准选择的原则,确定加工零件的定位基准,分析零件面,并找出其设计基准,进而遵循基准选择的原则,确定加工零件的定位基准,分析零件的毛坯是否便于定位和装夹,夹紧方式和夹紧点的选取是否会有碍刀具的运动,夹紧变形的毛坯是否便于定位和装夹,夹紧方式和夹紧点的选取是否会有碍刀具的运动,夹紧变形是否对加工质量有影响等。是否对加工质量有影响等。n(6)分析零件的形状及原材料的热处理状态,会不会在加工过程中变形?哪些部位最容分析
5、零件的形状及原材料的热处理状态,会不会在加工过程中变形?哪些部位最容易变形?因为数控铣削最忌讳工件在加工时变形,这时就应当考虑采取一些必要的工艺措易变形?因为数控铣削最忌讳工件在加工时变形,这时就应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防,如对钢件进行调质处理,对铸铝件进行退火处理,对不能用热处理方法解决施进行预防,如对钢件进行调质处理,对铸铝件进行退火处理,对不能用热处理方法解决的,也可考虑粗、精加工及对称去余量等常规方法。的,也可考虑粗、精加工及对称去余量等常规方法。2.2.1数控铣削加工工艺分析数控铣削加工工艺分析n2.加工顺序的安排加工顺序的安排n在数控铣床上加工零件,工序比较集中,一般只
6、需一次装卡即可完成全部工序的加工。安在数控铣床上加工零件,工序比较集中,一般只需一次装卡即可完成全部工序的加工。安排加工顺序应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位安装与夹紧的需要综合考虑。通常需排加工顺序应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位安装与夹紧的需要综合考虑。通常需遵循的方法及注意的问题有:遵循的方法及注意的问题有:n(1)刀具集中分序法。这种方法就是按所用刀具来划分工序,用同一把刀具加工完成所刀具集中分序法。这种方法就是按所用刀具来划分工序,用同一把刀具加工完成所有可以加工的部位,然后再换刀。这种方法可以减少换刀次数,缩短辅助时间。零件材料有可以加工的部位,然后再换刀。这种方法可以减少换
7、刀次数,缩短辅助时间。零件材料变形小,加工余量均匀,可以采用此方法。变形小,加工余量均匀,可以采用此方法。n(2)粗、精加工分序法。根据零件的形状、尺寸精度等因素,按粗、精加工分开的原则,粗、精加工分序法。根据零件的形状、尺寸精度等因素,按粗、精加工分开的原则,先粗加工,再半精加工,最后精加工。粗精加工之间最好隔一段时间,以使粗加工后零件先粗加工,再半精加工,最后精加工。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,这种方法可以有效保证零件的加工精度。的变形得到充分恢复,再进行精加工,这种方法可以有效保证零件的加工精度。n若零件材料变形较大,加工余量不均匀,且精
8、度要求较高,则应采用此方法。若零件材料变形较大,加工余量不均匀,且精度要求较高,则应采用此方法。n(3)从简单到复杂的原则,先加工平面、沟槽、孔,再加工内腔、外形,最后加工曲面,从简单到复杂的原则,先加工平面、沟槽、孔,再加工内腔、外形,最后加工曲面,先加工精度要求低的表面,再加工精度要求高的部位等。先加工精度要求低的表面,再加工精度要求高的部位等。n(4)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,中间穿插有通用机床加工工序的上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。也要综合考虑。n(5)在同一次安装中进行的多道工序,应先安排对工件刚性破坏较小的工
9、序。在同一次安装中进行的多道工序,应先安排对工件刚性破坏较小的工序。2.2.1数控铣削加工工艺分析数控铣削加工工艺分析n3.进给路线的确定进给路线的确定n进给路线的确定应重点考虑:在保证零件的进给路线的确定应重点考虑:在保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求下,使走刀路加工精度和表面粗糙度的要求下,使走刀路线最短,数值计算简单。这样既可简化程序线最短,数值计算简单。这样既可简化程序段,以减少编程工作量,又可减少刀具空行段,以减少编程工作量,又可减少刀具空行程时间,提高加工效率。程时间,提高加工效率。2.2.1数控铣削加工工艺分析数控铣削加工工艺分析n4.铣刀类型选择铣刀类型选择n被加工零件的几何
10、形状是选择刀具类型的主要依据,分如下几种情况。被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据,分如下几种情况。n(1)加工曲面类零件时,为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切,加工曲面类零件时,为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切,而避免刀刃与工件轮廓发生干涉,一般采用球头刀,粗加工用两刃铣刀,而避免刀刃与工件轮廓发生干涉,一般采用球头刀,粗加工用两刃铣刀,半精加工和精加工用四刃半精加工和精加工用四刃铣刀。铣刀。n(2)铣较大平面时,为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度,一般采铣较大平面时,为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片镶嵌式盘形面铣刀。用刀片镶嵌式盘形面铣刀。n(3)
11、铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀。铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀。n(4)铣键槽时,为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。铣键槽时,为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。n(5)孔加工时,可采用钻头、镗刀等孔加工刀具。孔加工时,可采用钻头、镗刀等孔加工刀具。n(6)刀具直径的选用主要考虑两个方面:一是刀具所需功率应在机床功刀具直径的选用主要考虑两个方面:一是刀具所需功率应在机床功率范围之内,二是工件的加工尺寸。率范围之内,二是工件的加工尺寸。2.2.1数控铣削加工工艺分析数控铣削加工工艺分析n5.切削用量的选择切削用量的选择n铣削加工的切削用量包括:切削速度、进给速度、背吃刀量或
12、侧吃刀量。铣削加工的切削用量包括:切削速度、进给速度、背吃刀量或侧吃刀量。较高的切削速度、较小的背吃刀量和进给量,可以获得较好的表面粗糙较高的切削速度、较小的背吃刀量和进给量,可以获得较好的表面粗糙度。合理的恒切削速度、较小的背吃刀量和进给量可以得到较高的加工度。合理的恒切削速度、较小的背吃刀量和进给量可以得到较高的加工精度。精度。n影响切削用量的因素主要有:机床功率以及主轴转速范围、进给速度范影响切削用量的因素主要有:机床功率以及主轴转速范围、进给速度范围;机床的刚性、热稳定性,刚性好,热变形小,可适当加大切削用量;围;机床的刚性、热稳定性,刚性好,热变形小,可适当加大切削用量;刀具材料是影
13、响切削用量的重要因素;冷却条件等。因此应根据刀具的刀具材料是影响切削用量的重要因素;冷却条件等。因此应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择切削用量。耐用度和机床说明书中的规定去选择切削用量。n从刀具耐用度出发,切削用量的选择方法是:先选择背吃刀量或侧吃刀从刀具耐用度出发,切削用量的选择方法是:先选择背吃刀量或侧吃刀量,其次选择切削速度,最后确定进给速度。量,其次选择切削速度,最后确定进给速度。2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析n如图如图2.16所示,毛坯为所示,毛坯为120mm60mm10mm板材,板材,5mm深的外轮廓已粗加工过,周边留深的外轮廓已粗加工过,
14、周边留2mm余量,要求加工出外轮廓及余量,要求加工出外轮廓及20mm的孔。工件材的孔。工件材料为料为45#。试分析该零件的数控铣削加工工艺。试分析该零件的数控铣削加工工艺(如:如:零件图分析、装夹方案、加工顺序、刀具卡片、工零件图分析、装夹方案、加工顺序、刀具卡片、工艺卡片等艺卡片等)。2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析图2.16 零件图样2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析n1.工艺分析工艺分析n要求数控铣加工该零件的外凸缘轮廓及要求数控铣加工该零件的外凸缘轮廓及20mm孔,无特殊精度和位置度要求。材孔,无特殊精度和位置度要求。材料切削工
15、艺性较好。料切削工艺性较好。2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析n2.定位基准和装夹方式定位基准和装夹方式n以底面定位,用垫块支撑、压板压紧在已经以底面定位,用垫块支撑、压板压紧在已经粗加工过的凸缘上。粗加工过的凸缘上。2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析n3.选择机床设备选择机床设备n根据零件图样要求,选用经济型数控铣床即根据零件图样要求,选用经济型数控铣床即可达到要求。故可选用华中可达到要求。故可选用华中型型(ZJK7532-4型型)数控铣床。数控铣床。2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析n4.确定工艺方案及加工
16、路线确定工艺方案及加工路线n(1)钻孔钻孔20mm。n(2)按按OABCDEFGO线路铣削轮廓。采用轮廓外线路铣削轮廓。采用轮廓外沿切线切入、切出方式。沿切线切入、切出方式。2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析n5.选择刀具选择刀具n现采用现采用20mm的高速钢钻头,定义为的高速钢钻头,定义为T01,8mm的硬质的硬质合金立铣刀,定义为合金立铣刀,定义为T02,并把该刀具的直径输入刀具参数,并把该刀具的直径输入刀具参数表中。由于华中表中。由于华中型数控钻铣床没有自动换刀功能,按照零型数控钻铣床没有自动换刀功能,按照零件加工要求,采用手工换刀。件加工要求,采用手工换刀。
17、2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析n6.确定切削用量确定切削用量n根据机床、被加工表面质量要求、刀具材料、工件材料和切根据机床、被加工表面质量要求、刀具材料、工件材料和切削用量手册选取。首先确定背吃刀量。再选取切削速度,然削用量手册选取。首先确定背吃刀量。再选取切削速度,然后利用公式后利用公式vc=dn/1000,计算主轴转速。最后选取进给,计算主轴转速。最后选取进给速度,利用速度,利用vf=nZfz求出进给速度。最后根据实践经验进行求出进给速度。最后根据实践经验进行修正,计算结果如表修正,计算结果如表2.3工序卡片。工序卡片。n数控加工工序卡片、刀具卡片见表数控加
18、工工序卡片、刀具卡片见表2.3、表、表2.4。2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析带孔样板的数控铣削工艺分析2.2.3数控车削加工工艺分析数控车削加工工艺分析n1.零件图工艺分析零件图工艺分析n零件图工艺分析,对于数控车削加工应考虑以下几方面。零件图工艺分析,对于数控车削加工应考虑以下几方面。n(1)几何尺寸方面。分析构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否几何尺寸方面。分析构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要,图纸尺寸的标注方法是否方便编程等。充要,图纸尺寸的标注方法是否方便编程等。n(2)精度方面。分析零件图样尺寸精度的
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