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1、第一节数控铣削和加工中心的加工工艺数控铣削和加工中心的加工工艺与编程第二节数控铣床和加工中心的程序编制第一节数控铣削和加工中心的加工工艺数控铣削和加工中心的主要加工对象数控铣削和加工中心的加工工艺分析数控铣削和加工中心加工工艺的设计一、数控铣削和加工中心的主要加工对象(一)数控铣削加工的主要对象1．平面类零件2．变斜角类零件3．曲面类零件(二)加工中心加工的主要对象1．既有平面又有孔系的零件(1)箱体类零件一般都需进行孔系、轮廓、平面的多工位加工,精度要求较高,工艺复杂,加工周期长,成本高,精度不易保证。几种常见箱体类零件简图a)组合机床主轴箱b)分离式减速箱c)车床进给箱d
2、)泵壳(2)盘、套、板类零件带有键槽,端面上有平面曲面和孔系,径向也常分布一些径向孔。2．结构形状复杂、普通机床难加工的零件(2)整体叶轮类加工难点,通道狭窄,刀具很容易与加工表面和邻近曲面产生干涉(1)凸轮类各种曲线的盘形凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮和端面凸轮(3)模具类锻压模具、铸造模具、注塑模具及橡胶模具3．外形不规则的异形零件大多要点、线、面多工位混合加工,刚性较差,夹紧及切削变形难以控制,加工精度也难以保证,通常采取工序分散的原则加工,需用工装较多,周期较长。异形零件a)支架b)拨叉4．加工精度要求较高的中小批量零件针对加工中心加工精度高、尺寸稳定的特点,对加工精度要求
3、较高的中小批量零件。5．加工周期性重复投产的零件某些产品的市场需求具有周期性和季节性,采用加工中心首件试切完成后,程序和相关生产信息可保留下来,供以后反复使用,产品下次再投产时只要很少的准备时间就可开始生产,使生产周期大大缩短。6．新产品试制中的零件新产品在定型之前,选择加工中心试制,可省去许多用通用机床加工所需的试制工装。二、数控铣削和加工中心的加工工艺分析(一)数控铣削的加工工艺分析1．零件图样尺寸的正确标注加工程序以坐标点来编制,构成零件轮廓的几何元素的相互关系应明确,各种几何要素的条件要充分,无封闭尺寸等。2．保证获得要求的加工精度检查零件的加工要求是否可以得到保证。
4、特别注意过薄的底板与肋板的厚度公差,由于加工时产生的切削拉力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动,薄板的厚度尺寸公差难以得到保证,表面粗糙度也将增大。3．零件的结构工艺性分析(1)工件的内腔与外形的几何类型和尺寸应尽量统一,减少刀具规格和换刀次数,方便编程和提高数控机床加工效率。(2)工件内槽的圆角半径R不应过小。(3)工件槽底圆角半径r不宜过大。内槽结构工艺性对比槽底圆角半径对加工工艺的影响(4)应采用统一的基准定位。在数控铣削加工中若没有统一的定位基准,则会因工件的二次装夹而造成加工后两个面上的轮廓位置及尺寸不协调现象。如果没有基准孔,则应专门设置工艺孔作为定位基准,若无
5、法制出工艺孔,最起码也要用精加工表面作为统一基准,以减少二次装夹产生的误差。(二)加工中心的加工工艺分析1．零件的结构工艺性分析(1)零件的切削加工量要小,以便减少加工中心的切削加工时间,降低零件的加工成本。(2)零件上光孔和螺纹孔的尺寸规格尽可能少,减少加工时钻头、铰刀及丝锥等刀具的数量,以防刀库容量不够。(3)零件尺寸规格尽量标准化,以便采用标准刀具。(4)零件的加工表面应具有加工的方便性和可行性。(5)零件结构应具有足够的刚性,以减少夹紧变形和切削变形。2．定位基准的选择(1)选择设计基准作为定位基准;(2)一次装夹;(3)定位基准的选择要考虑完成尽可能多的加工内容。(
6、4)设计基准与定位基准确实难以重合时,应确定该零件设计基准的设计功能,确保加工精度。三、数控铣削和加工中心加工工艺的设计(一)加工方案的选择1．平面加工方法的选择在数控铣床和加工中心上加工平面主要采用端铣刀和立铣刀加工。经粗铣的平面,尺寸精度可达IT12～14(指两平面之间的尺寸),表面粗糙度Ra值可达12.5～25μm;经粗、精铣的平面,尺寸精度可达IT7～9,表面粗糙度Ra值可达1.6～3.2μm。2．平面轮廓加工方法的选择平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成,通常采用三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。平面轮廓铣削固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面。当工件尺寸不大时
7、,可用斜垫板垫平后加工;当零件尺寸很大,斜面斜度又较小时,常用行切法加工,但加工后,会在加工面上留下残留面积,需要用钳修方法加以清除。3．固定斜角平面加工方法的选择主轴摆角加工固定斜角平面a)主轴垂直端刃加工b)主轴摆角后侧刃加工c)主轴摆角后端刃加工d)主轴水平侧刃加工4．变斜角面加工方法的选择(1)曲率变化小,选用X、Y、Z和A四坐标联动的数控铣床,采用立铣刀以插补方式摆角加工。(2)曲率变化大,用四坐标联动加工难以满足加工要求,最好用X、Y、Z、A和B(或C转轴)的五坐标联动数控铣床,以圆弧插补方
