數(shù)控銑床及加工中心工藝

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1、 通 常 數(shù) 控 鏜 銑 床 和 加 工 中 心 (MC， Machine Center)在 結(jié) 構(gòu) 、 工 藝 和 編 程 等 方 面 有 許 多 相 似 之處 。 特 別 是 全 功 能 型 數(shù) 控 鏜 銑 床 與 加 工 中 心 相 比 ，區(qū) 別 主 要 在 于 數(shù) 控 鏜 銑 床 沒(méi) 有 自 動(dòng) 刀 具 交 換 裝 置( ATC , Automatic Toos Changer )及 刀 具 庫(kù) ， 只能 用 手 動(dòng) 方 式 換 刀 ， 而 加 工 中 心 因 具 備 ATC及 刀 具庫(kù) ， 故 可 將 使 用 的 刀 具 預(yù) 先 安 排 存 放 于 刀 具 庫(kù) 內(nèi) ，需 要 時(shí) 再

2、通 過(guò) 換 刀 指 令 ， 由 ATC自 動(dòng) 換 刀 。 數(shù) 控 鏜銑 床 和 加 工 中 心 都 能 夠 進(jìn) 行 銑 削 、 鉆 削 、 鏜 削 及 攻螺 紋 等 加 工 。 數(shù) 控 鏜 銑 、 加 工 中 心 的 工 藝 特 點(diǎn)數(shù) 控 鏜 銑 、 加 工 中 心 加 工 的 典 型 零 件數(shù) 控 鏜 銑 、 加 工 中 心 加 工 工 藝 的 制 定 數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 三 坐 標(biāo) 數(shù) 控 鏜 銑 床 與 加 工 中 心 的 共 同 特 點(diǎn) 是 除 具 有 普 通 銑 床 的 工 藝性 能 外 ， 還 具 有 加 工 形 狀 復(fù) 雜 的 二 維 以 至 三 維 復(fù) 雜 輪 廓 的

3、 能 力 。 這 些 復(fù)雜 輪 廓 零 件 的 加 工 有 的 只 需 二 軸 聯(lián) 動(dòng) (如 二 維 曲 線 、 二 維 輪 廓 和 二 維 區(qū)域 加 工 )， 有 的 則 需 三 軸 聯(lián) 動(dòng) (如 三 維 曲 面 加 工 )， 它 們 所 對(duì) 應(yīng) 的 加 工 一 般相 應(yīng) 稱 為 二 軸 (或 2.5軸 )加 工 與 三 軸 加 工 。 對(duì) 于 三 坐 標(biāo) 加 工 中 心 (無(wú) 論 是立 式 還 是 臥 式 )， 由 于 具 有 自 動(dòng) 換 刀 功 能 ， 適 于 多 工 序 加 工 ， 如 箱 體 等需 要 銑 、 鉆 、 鉸 及 攻 螺 紋 等 多 工 序 加 工 的 零 件 。 特 別

4、 是 在 臥 式 加 工 中 心上 ， 加 裝 數(shù) 控 分 度 轉(zhuǎn) 臺(tái) 后 ， 可 實(shí) 現(xiàn) 四 面 加 工 ， 而 若 主 軸 方 向 可 換 ， 則 可實(shí) 現(xiàn) 五 面 加 工 ， 因 而 能 夠 一 次 裝 夾 完 成 更 多 表 面 的 加 工 ， 特 別 適 合 于 加工 復(fù) 雜 的 箱 體 類 、 泵 體 、 閥 體 、 殼 體 等 零 件 。 加 工 實(shí) 例 三 坐 標(biāo) 立 式 加 工 中 心 三 軸 加 工 實(shí) 例加 工 模 具 示 意 圖 技 術(shù) 數(shù) 據(jù)數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 粗 加 工 半 精 加 工 精 加 工 工 步 使 用 刀 具 rpm 進(jìn) 給 率 加 工時(shí) 間粗

5、 加 工 66 立 銑 刀 850 200 58min半 精 加 工 50 x R8 1850 2520 32min精 加 工 10 球 頭 6500 2000 130min 數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 四 坐 標(biāo) 是 指 在 X、 Y和 Z三 個(gè) 平 動(dòng) 坐 標(biāo) 軸 基 礎(chǔ) 上 增 加 一 個(gè) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 坐 標(biāo) 軸 (A或 B)， 且 四 個(gè)軸 一 般 可 以 聯(lián) 動(dòng) 。 其 中 ， 轉(zhuǎn) 動(dòng) 軸 既 可 以 作 用 于 刀 具 (刀 具 擺 動(dòng) 型 )， 也 可 以 作 用 于 工 件 (工作 臺(tái) 回 轉(zhuǎn) 擺 動(dòng) 型 )； 機(jī) 床 既 可 以 是 立 式 的 也 可 以 是 臥 式 的 ；

6、此 外 ， 轉(zhuǎn) 動(dòng) 軸 既 可 以 是 A軸 (繞 X軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) )也 可 以 是 B軸 (繞 Y軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) )。 由 此 可 以 看 出 ， 四 坐 標(biāo) 數(shù) 控 機(jī) 床 可 具 有 多 種 結(jié) 構(gòu)類 型 ， 但 除 大 型 龍 門(mén) 式 機(jī) 床 上 采 用 刀 具 擺 動(dòng) 外 ， 實(shí) 際 中 多 以 工 作 臺(tái) 旋 轉(zhuǎn) 擺 動(dòng) 的 結(jié) 構(gòu) 居多 。 但 不 管 是 哪 種 類 型 ， 其 共 同 特 點(diǎn) 是 相 對(duì) 于 靜 止 的 工 件 來(lái) 說(shuō) ， 刀 具 的 運(yùn) 動(dòng) 位 置 不 僅 是任 意 可 控 的 ， 而 且 刀 具 軸 線 的 方 向 在 刀 具 擺 動(dòng) 平 面 內(nèi) 也 是 可 以

7、 控 制 的 ， 從 而 可 根 據(jù) 加 工對(duì) 象 的 幾 何 特 征 按 保 持 有 效 切 削 狀 態(tài) 或 根 據(jù) 避 免 刀 具 干 涉 等 需 要 來(lái) 調(diào) 整 刀 具 相 對(duì) 零 件 表面 的 姿 態(tài) 。 因 此 ， 四 坐 標(biāo) 加 工 可 以 獲 得 比 三 坐 標(biāo) 加 工 更 廣 的 工 藝 范 圍 和 更 好 的 加 工 效 果 。 四 坐 標(biāo) 臥 式 加 工 中 心柔 性 制 造 單 元 （ FMC） 數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 對(duì) 于 五 坐 標(biāo) 機(jī) 床 ， 都 具 有 兩 個(gè) 回 轉(zhuǎn) 坐 標(biāo) 。 相 對(duì) 于 靜 止 的 工 件 來(lái) 說(shuō) ， 其運(yùn) 動(dòng) 合 成 可 使 刀 具

8、 軸 線 的 方 向 在 一 定 的 空 間 內(nèi) (受 機(jī) 構(gòu) 結(jié) 構(gòu) 限 制 )任 意 控 制， 從 而 具 有 保 持 最 佳 切 削 狀 態(tài) 及 有 效 避 免 刀 具 干 涉 的 能 力 。 因 此 ， 五 坐 標(biāo)加 工 又 可 以 獲 得 比 四 坐 標(biāo) 加 工 更 廣 的 工 藝 范 圍 和 更 好 的 加 工 效 果 ， 特 別 適宜 于 三 維 曲 面 零 件 的 高 效 高 質(zhì) 量 加 工 以 及 異 型 復(fù) 雜 零 件 的 加 工 。 采 用 五 軸聯(lián) 動(dòng) 對(duì) 三 維 曲 面 零 件 的 加 工 ， 可 用 刀 具 最 佳 幾 何 形 狀 進(jìn) 行 切 削 ， 不 僅 加 工

9、表 面 粗 糙 度 低 ， 而 且 效 率 也 大 幅 度 提 高 。 一 般 認(rèn) 為 ， 一 臺(tái) 五 軸 聯(lián) 動(dòng) 機(jī) 床 的效 率 可 以 等 于 兩 臺(tái) 三 軸 聯(lián) 動(dòng) 機(jī) 床 ， 特 別 是 使 用 立 方 氮 化 硼 等 超 硬 材 料 銑 刀進(jìn) 行 高 速 銑 削 淬 硬 鋼 零 件 時(shí) ， 五 軸 聯(lián) 動(dòng) 加 工 可 比 三 軸 聯(lián) 動(dòng) 加 工 發(fā) 揮 更 高 的效 益 。 五 坐 標(biāo) 臥 式 加 工 中 心 數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 主 軸 頭 旋 轉(zhuǎn) 型 工 作 臺(tái) 旋 轉(zhuǎn) 型 復(fù) 合 型 主 軸和 工 作 臺(tái) 旋 轉(zhuǎn) 型五 坐 標(biāo) 機(jī) 床 的 類 型 及 加 工 實(shí) 例

10、實(shí) 例 1 實(shí) 例 2 實(shí) 例 3 數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 課 堂 討 論 對(duì)于如圖所示形狀零件上三個(gè)直槽，比較分別采用三坐標(biāo)和五坐標(biāo)加工中心加工對(duì)零件加工的影響（從裝夾、加工精度和效率等方面比較）。 數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 課 堂 討 論三 軸 加 工（ 三 次 裝 夾 加 工 ） （ 裝 夾 一 加 工 ） （ 裝 夾 二 加 工 ） （ 裝 夾 三 加 工 ）五 軸 加 工 （ 一 次 裝 夾 加 工 ） （ 加 工 第 一 面 ） （ 坐 標(biāo) 軸 旋 轉(zhuǎn) 后 加 工 ） （ 坐 標(biāo) 軸 旋 轉(zhuǎn) 后 加 工 ） 數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 高 速 加 工 技 術(shù) 是 當(dāng) 代

11、 先 進(jìn) 制 造 技 術(shù) 的 重 要 組 成 部 分 ， 擁 有 高 效 率 、高 精 度 及 高 表 面 質(zhì) 量 等 特 征 。 有 關(guān) 高 速 加 工 的 含 義 ， 通 常 有 如 下 幾 種 觀 點(diǎn)： 切 削 速 度 很 高 ， 通 常 認(rèn) 為 其 速 度 超 過(guò) 普 通 切 削 的 5-10倍 ； 機(jī) 床 主 軸 轉(zhuǎn) 速很 高 ， 一 般 將 主 軸 轉(zhuǎn) 速 在 10000-20000r/min以 上 定 為 高 速 切 削 ； 進(jìn) 給 速度 很 高 ， 通 常 達(dá) 15-50m/min， 最 高 可 達(dá) 90m/min； 對(duì) 于 不 同 的 切 削 材 料和 所 釆 用 的 刀 具

12、 材 料 ， 高 速 切 削 的 含 義 也 不 盡 相 同 。 其 優(yōu) 點(diǎn) 在 于 ： l加 工 時(shí) 間 短 ， 效 率 高 。 高 速 切 削 的 材 料 去 除 率 通 常 是 常 規(guī) 的 3 5倍 。l 刀 具 切 削 狀 況 好 ， 切 削 力 小 ， 主 軸 軸 承 、 刀 具 和 工 件 受 力 均 小 。 切 削 力降 低 大 概 30%90%， 提 高 了 加 工 質(zhì) 量 。l刀 具 和 工 件 受 熱 影 響 小 。 切 削 產(chǎn) 生 的 熱 量 大 部 分 被 高 速 流 出 的 切 屑 所 帶走 ， 故 工 件 和 刀 具 熱 變 形 小 ， 有 效 地 提 高 了 加

13、工 精 度 。l工 件 表 面 質(zhì) 量 好 。 首 先 ap與 ae小 ， 工 件 粗 糙 度 好 ， 其 次 切 削 線 速 度 高 ，機(jī) 床 激 振 頻 率 遠(yuǎn) 高 于 工 藝 系 統(tǒng) 的 固 有 頻 率 ， 因 而 工 藝 系 統(tǒng) 振 動(dòng) 很 小 。 加 工 實(shí) 例 高 速 加工 實(shí) 例 1毛 坯 材 料 使 用 刀 具 主 軸 轉(zhuǎn) 速(r/min) 進(jìn) 給 速 度(mm/min)NAK 80 (HRC40) 4 球 頭 14000 1500加 工 零 件 示 意 圖 高 速 加 工 切 削 條 件數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 高 速 加工 實(shí) 例 2毛 坯 材 料 使 用 刀 具 主

14、軸 轉(zhuǎn) 速(r/min) 進(jìn) 給 速 度(mm/min)NAK 80 (HRC40) R2X50（ CBN） 15000 2100加 工 零 件 示 意 圖 高 速 加 工 切 削 條 件數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 高 速 加工 實(shí) 例 3毛 坯 材 料 使 用 刀 具 主 軸 轉(zhuǎn) 速(r/min) 進(jìn) 給 速 度(mm/min)NAK 80 (HRC40) R2X50（ CBN） 20000 6000加 工 零 件 示 意 圖 高 速 加 工 切 削 條 件數(shù)控鏜銑、加工中心的工藝特點(diǎn) 平 面 類 零 件 ： 直 紋 曲 面 類 零 件 ： 立 體 曲 面 類 零 件 : 箱 體 類 零

15、件 ： 異 型 件 ： 工 藝 分 析 n 在 數(shù) 控 鏜 銑 及 加 工 中 心 機(jī) 床 上 ， 要 想 合 理 應(yīng) 用 好 夾 具 ， 首 先 要 對(duì)機(jī) 床 的 加 工 特 點(diǎn) 有 比 較 深 刻 的 理 解 和 掌 握 ， 同 時(shí) 還 要 考 慮 加 工 零件 的 精 度 、 批 量 大 小 、 制 造 周 期 和 制 造 成 本 ；n 根 據(jù) 數(shù) 控 鏜 銑 及 加 工 中 心 特 點(diǎn) 和 加 工 需 要 ， 目 前 常 用 的 夾 具 類 型有 專 用 夾 具 、 組 合 夾 具 、 可 調(diào) 夾 具 和 成 組 夾 具 。 一 般 的 選 擇 順 序是 單 件 生 產(chǎn) 中 盡 量 用

16、 虎 鉗 、 壓 板 螺 釘 等 通 用 夾 具 ， 批 量 生 產(chǎn) 時(shí) 優(yōu)先 考 慮 組 合 夾 具 ， 其 次 考 慮 可 調(diào) 夾 具 ， 最 后 選 用 專 用 夾 具 和 成 組夾 具 。 在 生 產(chǎn) 批 量 較 大 時(shí) 可 考 慮 采 用 多 工 位 夾 具 和 氣 動(dòng) 、 液 壓 夾具 。 在 選 擇 時(shí) 要 綜 合 考 慮 各 種 因 素 ， 選 擇 最 經(jīng) 濟(jì) 的 、 最 合 理 的 夾具 形 式 。 工 件 的 裝 夾 數(shù) 控 夾 具 選 擇 的 一 般 規(guī) 律 l 為 了 簡(jiǎn) 化 定 位 與 夾 緊 ， 夾 具 的 每 個(gè) 定 位 面 相 對(duì) 加 工 中 心 的 加 工 原

17、 點(diǎn) ， 都應(yīng) 有 精 確 的 坐 標(biāo) 尺 寸 ；l 為 保 證 零 件 裝 夾 方 位 與 編 程 中 所 選 定 的 工 件 坐 標(biāo) 系 及 機(jī) 床 坐 標(biāo) 系 方 向 一致 性 ， 及 定 向 裝 夾 ；l 能 經(jīng) 短 時(shí) 間 的 拆 卸 ， 改 成 適 合 新 工 件 的 夾 具 ；l 夾 具 應(yīng) 具 有 盡 可 能 少 的 元 件 和 較 高 的 剛 度 ；l 夾 具 要 盡 量 敞 開(kāi) ， 夾 緊 元 件 的 空 間 位 置 能 低 則 低 ， 夾 具 不 能 和 工 步 刀 具軌 跡 發(fā) 生 干 涉 ；l 保 證 在 主 軸 的 行 程 范 圍 內(nèi) 使 工 件 的 加 工 內(nèi) 容

18、 全 部 完 成 ；l 對(duì) 于 有 交 互 工 作 臺(tái) 的 加 工 中 心 ， 由 于 工 作 臺(tái) 的 移 動(dòng) 、 上 托 、 下 托 和 旋 轉(zhuǎn)等 動(dòng) 作 ， 夾 具 設(shè) 計(jì) 必 須 防 止 夾 具 和 機(jī) 床 的 空 間 干 涉 ； l 盡 量 在 一 次 裝 夾 中 完 成 所 有 的 加 工 內(nèi) 容 。 當(dāng) 非 要 更 換 夾 緊 點(diǎn) 時(shí) ， 要 特 別注 意 不 能 因 更 換 夾 緊 點(diǎn) 而 破 壞 定 位 精 度 ， 必 要 時(shí) 在 工 藝 文 件 中 說(shuō) 明 ；l 夾 具 底 面 與 工 作 臺(tái) 的 接 觸 ， 夾 具 的 底 面 平 面 度 必 須 保 證 在 0.010.0

19、2mm以 內(nèi) ， 表 面 粗 糙 度 不 大 于 Ra3.2um。 工 件 的 裝 夾 數(shù) 控 夾 具 設(shè) 計(jì) 及 組 裝 時(shí) 應(yīng) 注 意 的 問(wèn) 題 三 維 效 果 圖零 件 圖 樣 工 件 的 裝 夾 實(shí) 例 1 工 作 臺(tái) 工 作 臺(tái)定 位 銷 低 于 加 工 面 定 位 銷 （ 3個(gè) ）裝 夾 方 案 1： 找 正 法 裝 夾 方 案 2： 用 夾 具 裝 夾 工 件 的 裝 夾 實(shí) 例 1 工 件 裝 夾 時(shí) 必 須 使 工 件在 機(jī) 床 上 占 有 正 確 位 置 工 件 裝 夾 時(shí) 找 正 過(guò) 程工 作 臺(tái) 工 作 臺(tái) 工 件 的 裝 夾 實(shí) 例 1 工 件 裝 夾 時(shí) 必 須

20、使 工 件在 機(jī) 床 上 占 有 正 確 位 置 工 件 裝 夾 時(shí) 找 正 過(guò) 程工 作 臺(tái) 工 作 臺(tái) 工 件 的 裝 夾 實(shí) 例 1 工 件 的 裝 夾 實(shí) 例 2組 合 夾 具 裝 夾 應(yīng) 用工 步 1裝 夾 示 意 圖 工 步 2裝 夾 示 意 圖 工 步 3裝 夾 示 意 圖工 步 1加 工 完 成 工 步 2加 工 完 成 工 步 3加 工 完 成加 工 中 心 加 工 工 序 的 工 步 內(nèi) 容 ： l工 步 1： 粗 銑 表 面 1及 槽 、 鉆 擴(kuò) 鉸 孔 ； l工 步 2： 粗 精 銑 表 面 2型 面 ；l工 步 3： 精 銑 表 面 1型 面 。表 面 1表 面 1

21、表 面 2表 面 2 表 面 1表 面 1 常 用 對(duì) 刀 方 式 對(duì) 刀 光 電 式 尋 邊 器 對(duì) 刀 心 軸 塊 規(guī) 對(duì) 刀 偏 心 式 尋 邊 器 對(duì) 刀工 件 原 點(diǎn) 塊 規(guī) X Y 常 用 對(duì) 刀 方 式 偏 心 式 尋 邊 器 對(duì) 刀主 要 特 點(diǎn) ：l 對(duì) 刀 時(shí) 尋 邊 器 不 需 回 轉(zhuǎn) ；l 可 快 速 對(duì) 工 件 邊 緣 定 位 ；l 對(duì) 刀 精 度 可 達(dá) 0.005mm；l 應(yīng) 用 范 圍 包 括 表 面 邊 緣 、 內(nèi) 孔 及 外 圓的 高 效 對(duì) 刀 。 常 用 對(duì) 刀 方 式 偏 心 式 尋 邊 器 對(duì) 刀對(duì) 刀 過(guò) 程 ：l 10mm的 直 柄 可 安 裝

22、于 彈 簧 夾 頭 刀 柄 或 鉆 夾 頭 刀 柄 上 ；l 請(qǐng) 以 手 指 輕 壓 測(cè) 測(cè) 頭 的 側(cè) 邊 ， 使 其 偏 心 0.5mm；l 使 其 以 400-600rpm的 速 度 轉(zhuǎn) 動(dòng) ；l 如 圖 2所 示 使 測(cè) 頭 與 工 件 的 端 面 相 接 觸 ， 慢 慢 地 碰 觸 移 動(dòng) ，就 會(huì) 變 成 如 圖 3所 示 ， 測(cè) 頭 不 再 振 動(dòng) ， 宛 如 靜 止 的 狀 態(tài) 接 觸 ，以 更 細(xì) 微 的 進(jìn) 給 來(lái) 碰 觸 移 動(dòng) 的 話 ， 測(cè) 頭 就 會(huì) 如 圖 4所 示 ， 開(kāi) 始朝 一 定 的 方 向 滑 動(dòng) 。 這 個(gè) 滑 動(dòng) 起 點(diǎn) 就 是 所 要 尋 求 的

23、基 準(zhǔn) 位 置 ； l 工 件 端 面 所 在 的 位 置 ， 就 是 加 上 測(cè) 頭 半 徑 5mm的 坐 標(biāo) 位 置 。 圖 1 圖 2圖 3 圖 4 Z軸 設(shè) 定 器 自 動(dòng) 對(duì) 刀 器 刀 具 長(zhǎng) 度 方 向 的 對(duì) 刀 ：lZ軸 設(shè) 定 器 ： 是 用 以 對(duì) 刀 具 長(zhǎng) 度 補(bǔ) 償 的 一 種 測(cè) 量 裝 置 。 對(duì) 刀 準(zhǔn) 確 、 效率 高 等 特 點(diǎn) ； 縮 短 了 加 工 準(zhǔn) 備 時(shí) 間 。 采 用 手 動(dòng) 方 式 工 作 ， 即 ： 對(duì) 刀 時(shí) ，機(jī) 床 的 運(yùn) 動(dòng) 由 操 作 者 手 動(dòng) 控 制 ， 特 別 適 合 單 件 、 小 批 量 生 產(chǎn) ；l自 動(dòng) 對(duì) 刀 器

24、： 能 在 對(duì) 刀 時(shí) 將 對(duì) 刀 器 產(chǎn) 生 的 信 號(hào) 通 過(guò) 電 纜 輸 出 至 機(jī) 床 的數(shù) 控 系 統(tǒng) ， 以 便 結(jié) 合 專 用 的 控 制 程 序 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 對(duì) 刀 、 自 動(dòng) 設(shè) 定 或 更 新 刀具 的 半 徑 和 長(zhǎng) 度 補(bǔ) 償 值 ；l對(duì) 刀 儀 ： 用 于 機(jī) 外 對(duì) 刀 ， 在 使 用 前 就 可 測(cè) 量 出 刀 具 的 準(zhǔn) 確 尺 寸 數(shù) 據(jù) 。 對(duì) 刀 儀刀 具 長(zhǎng) 度 測(cè) 量 刀 具 直 徑 測(cè) 量 加 工 工 藝 分 析數(shù) 控 鏜 銑 或 加 工 中 心 加 工 零 件 的 表 面 不 外 乎 平 面 、 輪 廓 、 曲 面 、 孔和 螺 紋 等 ， 主

25、 要 要 考 慮 到 所 選 加 工 方 法 要 與 零 件 的 表 面 特 征 、 所 要求 達(dá) 到 的 精 度 及 表 面 粗 糙 度 相 適 應(yīng) 。l在 數(shù) 控 鏜 銑 床 及 加 工 中 心 上 可 銑 削 平 面 、 平 面 輪 廓 及 曲 面 。l孔 加 工 的 方 法 有 鉆 削 、 擴(kuò) 削 、 鉸 削 、 銑 削 和 鏜 削 等 ；l螺 紋 的 加 工 可 采 用 攻 螺 紋 、 銑 螺 紋 等 方 法 。 平 面 輪 廓 加 工銑 削 平 面 類 零 件 周 邊 輪 廓 一 般 采 用 立 銑 刀 。 刀 具 的 尺 寸 應(yīng) 滿 足 ：l刀 具 半 徑 R小 于 朝 輪 廓

26、內(nèi) 側(cè) 彎 曲 的 最 小 曲 率 半 徑 min， 一 般可 取 R=(0.8 0.9) min； l如 果 min過(guò) 小 ， 為 提 高 加 工 效 率 ， 可 先 采 用 大 直 徑 刀 具 進(jìn) 行粗 加 工 ， 然 后 按 上 述 要 求 選 擇 刀 具 對(duì) 輪 廓 上 殘 留 余 量 過(guò) 大 的 局部 區(qū) 域 處 理 后 再 對(duì) 整 個(gè) 輪 廓 進(jìn) 行 精 加 工 。 刀 具 的 選 擇 平 面 輪 廓 加 工確 定 走 刀 路 線 的 一 般 原 則 是 ： l保 證 零 件 的 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 。l縮 短 走 刀 路 線 ， 減 少 進(jìn) 退 刀 時(shí)

27、 間 和 其 他 輔 助 時(shí) 間 。l方 便 數(shù) 值 計(jì) 算 ， 減 少 編 程 工 作 量 。l盡 量 減 少 程 序 段 數(shù) 。注 意 ： 對(duì) 于 平 面 輪 廓 的 銑 削 ， 無(wú) 論 是 外 輪 廓 或 內(nèi) 輪廓 ， 要 安 排 刀 具 從 切 向 進(jìn) 入 輪 廓 進(jìn) 行 加 工 ， 當(dāng) 輪 廓加 工 完 畢 之 后 ， 要 安 排 一 段 沿 切 線 方 向 繼 續(xù) 運(yùn) 動(dòng) 的距 離 退 刀 ， 這 樣 可 以 避 免 刀 具 在 工 件 上 的 切 人 點(diǎn) 和退 出 點(diǎn) 處 留 下 接 刀 痕 。 走 刀 路 線 的 確 定 原 點(diǎn) 刀 具 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡取 消 刀 具 補(bǔ) 償 點(diǎn)

28、圓 弧 切 入 點(diǎn) 原 點(diǎn) 切 入 點(diǎn)切 出 點(diǎn)刀 具 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡(a)銑 削 外 圓 加 工 路 徑 (b)銑 削 內(nèi) 圓 加 工 路 徑銑 削 圓 的 切 入 切 出 路 徑切 入 切 出 路 徑 平 面 輪 廓 加 工 課 堂 討 論 請(qǐng) 仔 細(xì) 觀 察 如 下 視 頻 ， 說(shuō) 明 刀具 走 刀 路 徑 是 否 合 理 ？ 為 什 么 ？ 平 面 輪 廓 加 工 走 刀 路 線 對(duì) 切 削 加 工 影 響 實(shí) 例銑 削 夾 緊 不 良 的 工 件 時(shí) 刀 具 的 路 徑 ： 對(duì) 于 長(zhǎng) 刀 具 長(zhǎng) 度 （ 大于 3倍 直 徑 ） ， 在 由 于 振 動(dòng) 不可 能 側(cè) 銑 的 情 況

29、下 推 薦 使 用 插銑 （ 軸 向 銑 削 ） 。 插 銑 加 工刀 具 懸 伸 長(zhǎng) 時(shí) 將產(chǎn) 生 振 動(dòng) 和 變 形此 時(shí) 插 銑 可 能 是唯 一 可 行 的 方 案?jìng)?cè) 銑 加 工 側(cè) 銑 加 工 型 腔 加 工 型 腔 三 種 走 刀 路 線環(huán) 切 法 行 切 法 行 切 +環(huán) 切 法 型 腔 加 工 型 腔 加 工 開(kāi) 始 切 削 型 腔 的 方 法主 要 有 以 下 三 種 方 法 ：l預(yù) 鉆 削 起 始 孔 。 不 推 薦 這 種 方 法 ： 這 需 要 增 加 一 種 刀 具 ， 從 切 削 的 觀點(diǎn) 看 ， 刀 具 通 過(guò) 預(yù) 鉆 削 孔 時(shí) 因 切 削 力 而 產(chǎn) 生 不

30、利 的 振 動(dòng) 。 當(dāng) 使 用 預(yù) 鉆 削孔 時(shí) ， 常 常 會(huì) 導(dǎo) 致 刀 具 損 壞 ；l最 佳 的 方 法 之 一 是 使 用 X/Y和 Z方 向 的 線 性 坡 走 切 削 ， 以 達(dá) 到 全 部 軸 向深 度 的 切 削 ； l可 以 以 螺 旋 形 式 進(jìn) 行 圓 插 補(bǔ) 銑 。 這 是 一 種 非 常 好 的 方 法 ， 因 為 它 可 產(chǎn) 生 光 滑 的 切 削 作 用 ， 而 只 要 求 很 小 的 開(kāi) 始 空 間 。 坡 走 銑螺 旋 插 補(bǔ) 銑 傳 統(tǒng) 切 削 型 腔 角 方 法 的 不 足 ：傳 統(tǒng) 的 切 削 角 的 方 法 是 使 用 直 線 插 補(bǔ) （ G01）

31、,在 角 的 過(guò) 渡 不 連 續(xù) 。這 就 是 說(shuō) ， 當(dāng) 刀 具 到 達(dá) 角 落 時(shí) ， 由 于 線 性 軸 的 動(dòng) 力 特 性 限 制 ， 刀具 必 須 減 速 。 在 電 機(jī) 改 變 進(jìn) 給 方 向 前 ， 有 一 短 暫 的 停 頓 ， 這 會(huì) 產(chǎn)生 大 量 的 熱 量 和 摩 擦 。 很 長(zhǎng) 的 接 觸 長(zhǎng) 度 會(huì) 導(dǎo) 致 切 削 力 的 不 穩(wěn) 定 ，并 常 常 使 角 落 切 削 不 足 。 典 型 的 結(jié) 果 是 振 動(dòng) 刀 具 越 大 和 越 長(zhǎng) ，或 刀 具 總 懸 伸 越 大 ， 振 動(dòng) 越 強(qiáng) 。 課 堂 討 論 ： 加 工 型 腔 角 落 的 方 法 解 決 方 案

32、? 問(wèn) 題 的 最 佳 解 決 方 案 ： l使 用 圓 角 半 徑 比 角 圓 角 半 徑 小 的 刀 具 。 用 圓 插 補(bǔ)加 工 角 落 。 這 種 加 工 方 法 通 過(guò) 刀 具 的 運(yùn) 動(dòng) 產(chǎn) 生 了 光滑 和 連 續(xù) 的 過(guò) 渡 ， 產(chǎn) 生 振 動(dòng) 的 可 能 性 大 大 地 降 低 了 。l另 一 種 解 決 方 案 是 通 過(guò) 圓 插 補(bǔ) 產(chǎn) 生 比 圖 樣 上 的 規(guī)定 稍 大 些 的 圓 角 半 徑 。 這 是 很 有 利 的 ， 這 樣 ， 有 時(shí)就 可 在 粗 加 工 中 使 用 較 大 的 刀 具 ， 以 保 持 高 生 產(chǎn) 率 。在 角 落 處 余 下 的 加 工

33、余 量 可 以 采 用 較 小 的 刀 具 進(jìn) 行固 定 銑 削 或 圓 插 補(bǔ) 切 削 。 課 堂 討 論 ： 加 工 型 腔 角 落 的 方 法 曲 面 加 工 走 刀 路 線 的 選 擇 2軸 半 聯(lián) 動(dòng) 加 工 3軸 聯(lián) 動(dòng) 加 工 5軸 聯(lián) 動(dòng) 加 工刀 具 軸 線補(bǔ) 償 平 面 實(shí) 際 刀 具 軌 跡編 程 軌 跡 加 工 工 件適 用 于 曲 率 半 徑 變 化 不 大 和 精度 要 求 不 高 的 曲 面 的 粗 加 工 。 各 種 曲 面 類 零 件 最 理 想 的 加 工方 法 。適 用 于 曲 率 半 徑 變 化 較 大 和 精度 要 求 較 高 的 曲 面 的 精 加

34、工 。 順 銑 與 逆 銑順 銑 逆 銑 順 銑 與 逆 銑順 銑 與 逆 銑 比 較 ：l一 般 來(lái) 說(shuō) ， 在 逆 銑 中 刀 具 壽 命 比 在 順 銑 中短 ， 這 是 因 為 在 逆 銑 中 產(chǎn) 生 的 熱 量 比 在 順 銑中 明 顯 的 高 。 在 逆 銑 中 當(dāng) 切 屑 厚 度 從 零 增 加到 最 大 時(shí) ， 由 于 切 削 刃 受 到 的 摩 擦 比 在 順 銑中 強(qiáng) ， 因 此 會(huì) 產(chǎn) 生 更 多 的 熱 量 。l逆 銑 中 徑 向 力 也 明 顯 高 ， 這 對(duì) 主 軸 軸 承 有不 利 影 響 。 在 順 銑 中 ， 切 削 刃 主 要 受 到 的 是壓 縮 應(yīng) 力

35、， 這 與 逆 銑 中 產(chǎn) 生 的 拉 力 相 比 ， 對(duì)硬 質(zhì) 合 金 刀 具 或 整 體 硬 質(zhì) 合 金 刀 具 的 影 響 有利 得 多 。 順 銑 與 逆 銑 的 選 擇 ：l通 常 ， 由 于 數(shù) 控 機(jī) 床 傳 動(dòng) 采用 滾 珠 絲 杠 結(jié) 構(gòu) ， 其 進(jìn) 給 傳 動(dòng)間 隙 很 小 ， 順 銑 的 工 藝 性 就 優(yōu)于 逆 銑 。l如 果 零 件 毛 坯 為 黑 色 金 屬 鍛件 或 鑄 件 ， 表 皮 硬 而 余 量 一 般較 大 ， 這 時(shí) 采 用 逆 銑 較 為 合 理 。 孔 加 工 孔 加 工 方 法 的 選 擇孔 加 工 的 常 用 方 法 選 擇 ：l對(duì) 于 直 徑

36、大 于 30mm的 已 鑄 出 或 鍛 出 的 毛 坯 孔 的 孔 加 工 ， 一 般采 用 粗 鏜 半 精 鏜 孔 口 倒 角 精 鏜 的 加 工 方 案 ；l孔 徑 較 大 的 可 采 用 立 銑 刀 粗 銑 精 銑 加 工 方 案 ；l孔 中 空 刀 槽 可 用 鋸 片 銑 刀 在 孔 半 精 鏜 之 后 、 精 鏜 之 前 銑 削 完 成 ，也 可 用 鏜 刀 進(jìn) 行 單 刀 鏜 削 ， 但 單 刀 鏜 削 效 率 較 低 ；l對(duì) 于 直 徑 小 于 30mm無(wú) 底 孔 的 孔 加 工 ， 通 常 采 用 锪 平 端 面 打 中 心 孔 鉆 擴(kuò) 孔 口 倒 角 鉸 加 工 方 案 ，

37、對(duì) 有 同 軸 度要 求 的 小 孔 ， 需 采 用 锪 平 端 面 打 中 心 孔 鉆 半 精 鏜 孔 口 倒 角 精 鏜 (或 鉸 )加 工 方 案 。 孔 加 工 主 要 方 法 ：鉆 削 、 擴(kuò) 削 、 鉸 削 、銑 削 和 鏜 削 螺 紋 加 工 螺 紋 加 工 方 法 的 選 擇螺 紋 加 工 方 法 選 擇 ：內(nèi) 螺 紋 的 加 工 根 據(jù) 孔 徑 的 大 小 ， 一 般 情 況 下 ， M6 M20之 間 的 螺 紋 ，通 常 采 用 攻 螺 紋 的 方 法 加 工 。 因 為 加 工 中 心 上 攻 小 直 徑 螺 紋 絲 錐 容 易折 斷 ， M6以 下 的 螺 紋 ， 可

38、 在 加 工 中 心 上 完 成 底 孔 加 工 再 通 過(guò) 其 他 手 段攻 螺 紋 。 對(duì) 于 外 螺 紋 或 M20以 上 的 內(nèi) 螺 紋 ， 一 般 采 用 銑 削 加 工 方 法 。 螺 紋 加 工 主 要 方 法 ：攻 螺 紋 、 銑 螺 紋 攻 螺 紋 銑 螺 紋 切 削 用 量 的 確 定 粗 加 工 時(shí) ， 一 般 以 提 高 生 產(chǎn) 率 為 主 ， 但 也 應(yīng) 考 慮 經(jīng) 濟(jì) 性 和 加 工 成 本 ；半 精 加 工 和 精 加 工 時(shí) ， 應(yīng) 在 保 證 加 工 質(zhì) 量 的 前 提 下 ， 兼 顧 切 削 效 率 、經(jīng) 濟(jì) 性 和 加 工 成 本 。 具 體 數(shù) 值 應(yīng)

39、根 據(jù) 機(jī) 床 說(shuō) 明 書(shū) 、 切 削 用 量 手 冊(cè) ，并 結(jié) 合 經(jīng) 驗(yàn) 而 定 。 切 削 速 度 的 選 擇 主 要 取 決 于 被 加 工 工 件 的 材 質(zhì) ；進(jìn) 給 速 度 的 選 擇 主 要 取 決 于 被 加 工 工 件 的 材 質(zhì) 及 刀 具 的 直 徑 。 刀 具生 產(chǎn) 廠 家 的 刀 具 樣 本 附 有 刀 具 切 削 參 數(shù) 選 用 表 ， 可 供 參 考 。但 切 削 參 數(shù) 的 選 用 同 時(shí) 又 受 機(jī) 床 、 刀 具 系 統(tǒng) 、 被 加 工 工 件 形 狀 以 及裝 夾 方 式 等 多 方 面 因 素 的 影 響 ， 應(yīng) 根 據(jù) 實(shí) 際 情 況 適 當(dāng) 調(diào) 整

40、 切 削 速 度和 進(jìn) 給 速 度 。 當(dāng) 以 刀 具 壽 命 為 優(yōu) 先 考 慮 因 素 時(shí) ， 可 適 當(dāng) 降 低 切 削 速 度和 進(jìn) 給 速 度 ； 當(dāng) 切 屑 的 離 刃 狀 況 不 好 時(shí) ， 則 可 適 當(dāng) 增 大 切 削 速 度 。 。 合 理 選 擇 切 削 用 量 的 原 則 切 削 用 量 的 確 定切 削 速 度 (vc) D1(mm);銑 刀 直 徑(3.14):圓 周 率n(min-1):主 軸 轉(zhuǎn) 速vc(m/min):切 削 速 度 (例 題 )主 軸 轉(zhuǎn) 速 350min -1、 銑 刀 直 徑 125， 求 此 時(shí) 的 切 削 速度 。(答 ） =3.14、

41、 D1=125、 n=350代 入 公 式vc=( D1 n) 1000=(3.14 125 350) 1000=137.4(m/min)切 削 速 度 為 137.4m/min 平 面 銑 削 加 工 的 計(jì) 算 式 (例 題 )每 刃 進(jìn) 給 量 0.1mm/齒 ， 銑 刀 刃 數(shù) 10齒 、主 軸 轉(zhuǎn) 速 500min-1,求 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 速度 ?(答 ） 由 公 式 、vf=fz z n=0.1 10 500=500mm/min，求 出 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 速 度 為 500mm/min。 切 削 用 量 的 確 定每 齒 進(jìn) 給 量 (fz)、 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 速 度 (

42、Vf) vf(mm/min):每 分 鐘 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 速 度z:刃 數(shù)n(min-1):主 軸 轉(zhuǎn) 速 (每 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量 f z fz)fz(mm/tooth):每 齒 進(jìn) 給 量 (例 題 )主 軸 轉(zhuǎn) 速 500min-1、 銑 刀 刃 數(shù) 10刃 ，工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 速 度 500mm/min， 求 此 時(shí)每 齒 進(jìn) 給 量 。(答 ）由 公 式 、 fz=Vf (z n)=500 (10 500)=0.1mm/tooth求 出 每 齒 進(jìn) 給 量 為 0.1mm/齒平 面 銑 削 加 工 的 計(jì) 算 式 切 削 用 量 的 確 定用 計(jì) 算 P點(diǎn) 切 削 速 度 。(傾

43、斜 面 加 工 時(shí) ， 切 深 邊 界 部 的 切 削 速 度 ) n（ min -1） 刀 具 轉(zhuǎn) 速 用 ap 計(jì) 算 Q點(diǎn) 切 削 速 度 。(切 深 邊 界 部 的 切 削 速 度 ) n（ min-1） 刀 具 轉(zhuǎn) 速 實(shí) 際 切 削 速 度 的 計(jì) 算 方 法 (例 題 )主 軸 轉(zhuǎn) 速 1350min-1、 鉆 頭 直 徑12， 求 切 削 速 度 。(答 )將 =3.14 D1=12 n=1350代 入公 式vc= D1 n 1000=3.14 12 1350=50.9m/min據(jù) 此 ， 得 出 切 削 速 度 為50.9m/min。 切 削 用 量 的 確 定 孔 加 工

44、的 計(jì) 算 式 vc(m/min)： 切 削 速 度(3.14)： 圓 周 率D1 (mm)： 鉆 頭 直 徑n(min-1) ： 主 軸 轉(zhuǎn) 速 用 1000去 除 ， 為 將 mm換 算 成 m vf(mm/min)： 主 軸 （ Z軸 ）進(jìn) 給 速 度 fr(mm/rev)： 每 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量n(min-1) ： 主 軸 轉(zhuǎn) 速 (例 題 )主 軸 轉(zhuǎn) 速 1350min-1、 鉆 頭 直徑 12， 求 切 削 速 度 。(答 )代 入 公 式vf=fr n=0.2 1350=270mm/min由 此 得 出 主 軸 每 分 鐘 進(jìn) 給 量為 270mm/min。主 軸 每 分 鐘 進(jìn) 給 量 (vf) 切 削 速 度 (vc)