数控铣床的程序编制教学课件#PPT格式.ppt
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1、,第5章 数控铣床的程序编制,本章内容,5.1 数控铣床概述 5.2 数控铣削加工工艺处理 5.3 数控铣床的程序编制 5.4 零件加工实例,第5章 数控铣床的程序编制,5.1 数控铣床概述,数控铣床是一类很重要的数控机床,在数控机床中所占的比例最大,在航空航天、汽车制造、一般机械加工和模具制造业中应用非常广泛。数控铣床一般指规格较小的升降台数控铣床,其工作台宽度多在630mm以下,规格较大的数控铣床(例如工作台宽度在500mm以上的)多属于床身式布局或龙门式布局。数控铣床可进行钻孔、镗孔、攻螺纹、外形轮廓铣削、平面铣削、平面型腔铣削及三维复杂形面的铣削加工。加工中心、柔性加工单元是在数控铣床
2、的基础上产生和发展的,其主要加工也是铣削加工。,第5章 数控铣床的程序编制,5.1.1 数控铣床的组成,1.数控铣床的组成如图5.1所示,数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统和冷却润滑系统等几大部分组成。,第5章 数控铣床的程序编制,5.1.2 数控铣床的分类,第5章 数控铣床的程序编制,立式数控铣床,第5章 数控铣床的程序编制,卧式数控铣床,第5章 数控铣床的程序编制,龙门式数控铣床,第5章 数控铣床的程序编制,立卧两用数控铣床,第5章 数控铣床的程序编制,5.1.3 数控铣床的加工对象及特点,1.数控铣床的特点:,高柔性;高适应性;高精度;高效率;半封闭式或全封闭式防护;主轴无
3、极变速且变速范围宽;手动换刀,刀具安装方便;一般为三坐标联动;操作者的劳动强度降低。,第5章 数控铣床的程序编制,如图所示齿轮箱,齿轮箱上一般有两个具有较高位置精度要求的孔,孔周有安装端盖的螺孔。,传统加工步骤如下:(1)划线。划底面线A,划47JS7、52JS7及(900.03)mm中心线。(2)刨(或铣)底面A。(3)平磨(或括削)底面A。(4)镗加工(用镗模)。铣端面,镗 52JS7、47JS7,保持中心距(900.03)mm。(5)划线(或用钻模)。划8Ml0孔线。(6)钻孔攻螺纹。钻攻8Ml0孔。,数控铣床加工:只需把工件的基准面A加工好,可在一次装夹中完成铣端面、镗 52JS7、4
4、7JS7及钻攻8M10孔。,第5章 数控铣床的程序编制,2.数控铣削加工的主要对象:,平面类零件;变斜角类零件;曲面类零件;孔类零件。,第5章 数控铣床的程序编制,平面类零件,第5章 数控铣床的程序编制,变斜角类零件的加工,第5章 数控铣床的程序编制,曲面类零件的加工,第5章 数控铣床的程序编制,铣削加工模拟,铣,高速铣削,第5章 数控铣床的程序编制,5.2 数控铣削加工工艺处理,5.2.1 走刀路线的确定,1.钻孔加工的进给路线,钻头沿x、y方向快速移动 至孔的中心位置;(2)钻头快速下刀至工件表面 上方35mm的距离;(3)钻头工作进给至指定深度;(4)钻头快速返回初始平面;(5)若加工多
5、个孔则要考虑x、y 方向的最短加工路线。,第5章 数控铣床的程序编制,2.铣削平面轮廓的进给路线,1)铣削外轮廓零件,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。(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。,第5章 数控铣床的程序编制,2)铣削内轮廓零件,(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。若要求不高,也可用斜线切入、切出。(2)应建立径向刀具补偿段和取消径向刀具补偿段。(3)进给方向一般用顺铣,在确定路线时,要考虑刀具直径的大小,每段轮廓
6、的长度必须大于刀具半径和刀具半径补偿值之和。,第5章 数控铣床的程序编制,防止刀具过切的情况,第5章 数控铣床的程序编制,3)内、外轮廓零件z方向的确定,如图所示,铣刀快速进给至 z,再工作进给至切削长度z。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(Lr+R,r为刀具半径,R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。,第5章 数控铣床的程序编制,4)型腔加工,这类零件是要去除中间的余量,如图所示。平行切法 在x、y方向从落刀点下刀后有三种情况:环切法 混合法 在z方向路线的确定,与加工内、外轮廓零件
7、基本相同。,第5章 数控铣床的程序编制,3.曲面加工的进给路线,曲面加工的进给路线对于三坐标数控铣床来说比较简 单,用球头铣刀采用行切法加工。行切法是指刀具与 零件表面的切点轨迹是一行一行的,且行距根据加工 精度要求来确定。若曲面比较复杂,则要用四坐标数 控铣床和五坐标数控铣床加工。,第5章 数控铣床的程序编制,5.2.2 铣削用夹具的选择,1.夹具的基本要求:,夹具应能保证在机床上实现定向安装,以保持零件 安装方向与机床坐标系及编程坐标系方向的一致 性,同时还要求能协调零件定位面与机床之间的坐 标尺寸联系。夹具要求尽可能地开敞,以保证零件在本工序中所 要完成的待加工面充分暴露在外。夹具要满足
8、一定的刚性与稳定性要求。,第5章 数控铣床的程序编制,2.常用夹具,螺钉压板 利用T形槽螺栓和压板将零件固定在机床工作台上即可。机用虎钳 形状比较规则的零件铣削时常用虎钳装夹,方便灵活,适应性广。当加工精度要求较高,需要较大的夹紧力时,可采用较高精度的机械式或液压式虎钳。虎钳在数控铣床工作台上的安装要根据加工精度要求控制钳口与X或Y轴的平行度,零件夹紧时要注意控制零件变形和一端钳口上翘。铣床用卡盘 当需要在数控铣床上加工回转体零件时,可以采用三爪自定心卡盘装夹,对于非回转零件可采用四爪单动卡盘装夹。,第5章 数控铣床的程序编制,5.2.3 切削类刀具的选择,1.数控铣刀具的基本要求,铣刀刚性要
9、好 铣刀的寿命要长 铣刀切削刃的几何角度参数的选择和排屑性能 等也非常重要,2.数控铣加工刀具的选择原则,适用是要求所选择的刀具能达到加工目的,完成材料 的去除,并达到预定的加工精度。安全指的是在有效去除材料的同时,不会产生刀具的 碰撞,折断等。经济指的是能以最小的成本完成加工。,3.铣刀类型选择1)加工曲面类零件时,一般采用球头铣刀,粗加工用两刃,半精加工和精加工用四刃。,第5章 数控铣床的程序编制,加工曲面类铣刀,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,一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀。,第5章 数控铣床的程序编制,加工大平面铣刀,3)铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀。,第5章
10、 数控铣床的程序编制,加工台阶面铣刀,4)铣键槽时,为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。,第5章 数控铣床的程序编制,加工槽类铣刀,5)孔加工时,可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具。4.铣刀结构选择 1)平装结构(刀片径向排列),第5章 数控铣床的程序编制,平装结构铣刀,2)立装结构(刀片切向排列),第5章 数控铣床的程序编制,立装结构铣刀,5.铣刀角度的选择 铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。为满足不同的加工需要,有多种角度组合型式。各种角度中最主要的是主偏角和前角 1)主偏角Kr 主偏角为切削刃与切削平面的夹角,如图。铣刀的主偏角有90、88、75、70、60、45等几种
11、。主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。径向切削力的大小直接影响切削功率和刀具的抗振性能。铣刀的主偏角越小,其径向切削力越小,抗振性也越好,但切削深度也随之减小。,第5章 数控铣床的程序编制,第5章 数控铣床的程序编制,主偏角,2)前角 铣刀的前角可分解为径向前角f 和轴向前角p,径向前角f主要影响切削功率;轴向前角p则影响切屑的形成和轴向力的方向,当p为正值时切屑即飞离加工面。径向前角f和轴向前角p正负的判别见图4.16。常用的前角组合形式如下:,第5章 数控铣床的程序编制,前角,双负前角双负前角的铣刀通常均采用方形(或长方形)无后角的刀片,刀具切削刃多(一般为8个),且强度高、抗冲击性好,
12、适用于铸钢、铸铁的粗加工。由于切屑收缩比大,需要较大的切削力,因此要求机床具有较大功率和较高刚性。由于轴向前角为负值,切屑不能自动流出,当切削韧性材料时易出现积屑瘤和刀具振动。凡能采用双负前角刀具加工时建议优先选用双负前角铣刀,以便充分利用和节省刀片。当采用双正前角铣刀产生崩刃(即冲击载荷大)时,在机床允许的条件下亦应优先选用双负前角铣刀。,第5章 数控铣床的程序编制,双正前角双正前角铣刀采用带有后角的刀片,这种铣刀楔角小,具有锋利的切削刃。由于切屑收缩比小,所耗切削功率较小,切屑成螺旋状排出,不易形成积屑瘤。这种铣刀最宜用于软材料和不锈钢、耐热钢等材料的切削加工。对于刚性差(如主轴悬伸较长的
13、镗铣床)、功率小的机床和加工焊接结构件时,也应优先选用双正前角铣刀。正负前角(轴向正前角、径向负前角)这种铣刀综合了双正前角和双负前角铣刀的优点,轴向正前角有利于切屑的形成和排出;径向负前角可提高刀刃强度,改善抗冲击性能。此种铣刀切削平稳,排屑顺利,金属切除率高,适用于大余量铣削加工。WALTER公司的切向布齿重切削铣刀F2265就是采用轴向正前角、径向负前角结构的铣刀。,第5章 数控铣床的程序编制,6.铣刀的齿数(齿距)选择 铣刀齿数多,可提高生产效率,但受容屑空间、刀齿强度、机床功率及刚性等的限制,不同直径的铣刀的齿数均有相应规定。为满足不同用户的需要,同一直径的铣刀一般有粗齿、中齿、密齿
14、三种类型。粗齿铣刀适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工;当机床功率较小时,为使切削稳定,也常选用粗齿铣刀。中齿铣刀系通用系列,使用范围广泛,具有较高的金属切除率和切削稳定性。密齿铣刀主要用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工。在专业化生产(如流水线加工)中,为充分利用设备功率和满足生产节奏要求,也常选用密齿铣刀(此时多为专用非标铣刀)。,第5章 数控铣床的程序编制,7.铣刀直径的选择 1)平面铣刀选择平面铣刀直径时主要需考虑刀具所需功率应在机床功率范围之内,也可将机床主轴直径作为选取的依据。平面铣刀直径可按D1.5d(d为主轴直径)选取。在批量生产时,也可按工件
15、切削宽度的1.6倍选择刀具直径。2)立铣刀立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求,并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内。如系小直径立铣刀,则应主要考虑机床的最高转数能否达到刀具的最低切削速度(60m/min)。3)槽铣刀槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件尺寸选择,并保证其切削功率在机床允许的功率范围之内,第5章 数控铣床的程序编制,8.铣刀的最大切削深度不同系列的可转位面铣刀有不同的最大切削深度。最大切削深度越大的刀具所用刀片的尺寸越大,价格也越高,因此从节约费用、降低成本的角度考虑,选择刀具时一般应按加工的最大余量和刀具的最大切削深度选择合适的规格。当然,还需要考虑机床的额定功率和刚
16、性应能满足刀具使用最大切削深度时的需要。9.刀片牌号的选择 P类合金(包括金属陶瓷)用于加工产生长切屑的金属材料,如钢、铸钢、可锻铸铁、不锈钢、耐热钢等。其中,组号越大,则可选用越大的进给量和切削深度,而切削速度则应越小。,第5章 数控铣床的程序编制,M类合金用于加工产生长切屑和短切屑的黑色金属或有色金属,如钢、铸钢、奥氏体不锈钢、耐热钢、可锻铸铁、合金铸铁等。其中,组号越大,则可选用越大的进给量和切削深度,而切削速度则应越小。K类合金用于加工产生短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料,如铸铁、铝合金、铜合金、塑料、硬胶木等。其中,组号越大,则可选用越大的进给量和切削深度,而切削速度则应越小。
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