数控铣削零件加工工艺编制

项目五简易数控铣削零件加工工艺编制11项目总体能力目标：•1.会根据零件结构选择数控铣床；•2.会数控铣削零件图形的数学处理；•3.会对简易数控铣削零件图进行数控铣削加工工艺性分析，包括：分析零件图纸技术要求，检查零件图的完整性和正确性，分析零件的结构工艺性，分析零件毛坯的工艺性；•4.会拟定简易数控铣削零件的加工工艺路线，包括：选择数控铣削平面与平面轮廓加工方法，划分加工阶段,会划分加工工序,确定加工顺序，确定加工路线；•5.会根据数控铣削零件加工工艺熟练选用整体式数控铣削刀具与机夹可转位铣削刀具；•6.会根据数控铣削常用夹具用途来正确选择夹具和装夹方案；•7.会选择合适的切削用量；•8.会编制数控铣削加工工艺文件。项目五简易数控铣削零件加工工艺编制22项目总体工作任务：•1.分析平面及平面轮廓类零件图数控铣削加工工艺性；•2.拟定平面及平面轮廓类零件数控铣削加工工艺路线；•3.选择平面及平面轮廓类零件数控铣削加工刀具；•4.选择平面及平面轮廓类零件数控铣削加工夹具，确定装夹方案；•5.按平面及平面轮廓类零件数控铣削加工工艺选择合适的切削用量与机床；•6.编制平面及平面轮廓类零件数控铣削加工工艺文件。项目五简易数控铣削零件加工工艺编制33单元一数控铣削加工工艺设计入门单元二编制数控铣削平面加工工艺单元三编制数控铣削零件外轮廓加工工艺单元四编制数控铣削零件内轮廓（凹槽型腔）加工工艺项目五简易数控铣削零件加工工艺编制44单元能力目标：1．会检索数控铣削加工工艺资料和工艺手册，从中获取完成当前工作任务所需要的工艺知识及数据；2．会识别数控铣削加工工艺领域内的常用术语。单元工作任务：1．查阅数控加工工艺资料和工艺手册，获取设计图5-1所示垫块零件上平面的数控铣削加工工艺知识及数据；2．识别数控铣削加工工艺术语。单元教学学时：8学时单元一数控铣削加工工艺设计入门项目五简易数控铣削零件加工工艺编制55现要加工如下图所示垫块加工案例上平面。该垫块零件材料为45钢，下平面及两側凸台均已按图纸技术要求加工好，上平面已粗加工好，留1.2mm余量待加工，如何设计该垫块上平面的数控铣削加工工艺？图5-1垫块加工案例项目五简易数控铣削零件加工工艺编制66数控铣削加工工艺设计步骤机床选择零件图纸工艺分析加工工艺路线设计装夹方案及夹具选择刀具选择切削用量选择填写数控加工工序卡和刀具卡项目五简易数控铣削零件加工工艺编制77资料一数控铣削机床选择资料二零件图纸工艺分析资料三数控铣削加工工艺路线设计资料四找正装夹方案及夹具选择资料五刀具选择资料六切削用量选择资料七填写数控加工工序卡及刀具卡完成工作任务需查阅的背景知识项目五简易数控铣削零件加工工艺编制88资料一数控铣削机床选择数控铣削机床立式数控铣床卧式数控铣床立、卧两用数控铣床2.5/3/4/5坐标联动数控铣床按主轴布置形式分数控铣床是主要采用铣削方式加工工件的数控机床按系统控制轴数分按数控系统功能分经济型数控铣床全功能数控铣床高速数控铣床项目五简易数控铣削零件加工工艺编制99立式数控铣床是数控铣床中最常见的一种，应用范围最广，主轴轴线垂直于工作台面，以X、Y、Z三轴联动居多，如下图（a）所示。主运动由主轴完成，主轴除完成主运动外，还能沿垂直方向上下移动加工工件。小型立式数控铣床X、Y、Z三轴的移动一般由工作台完成，主运动由主轴完成，与普通立式升降台铣床相似。大型立式数控铣床，由于需要考虑扩大行程，缩小占地面积和刚性等技术问题，多采用龙门架移动式，其主轴可以在龙门架的横向与垂直溜板上运动，而工作台则沿床身作纵向运动，如下图（b）所示。立式数控铣床可增加数控转盘来实现四、五轴联动加工，扩大使用功能，如下图（c）所示。立式数控铣床数控铣床按主轴布置分类项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1010龙门数控铣床带CNC数控分度盘的数控铣床立式数控铣床（a）立式数控铣床数控铣床按主轴布置分类（b）（c）项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1111卧式数控铣床主轴轴线平行于工作台面，如下图所示。为了扩大加工范围和使用功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现四轴或五轴联动加工，这样不但工件侧面上的连续回转轮廓可以加工出来，而且可以实现在一次安装中，通过转盘改变工位，进行“四面加工”。对于箱体类零件或需要在一次安装中改变工位的工件来说，选择带数控转盘的卧式数控铣床进行加工是非常合适的。由于卧式数控铣床在增加了数控转盘后很容易做到对工件进行“四面加工”，在许多方面胜过带数控转盘的立式数控铣床。卧式数控铣床数控铣床按主轴布置分类项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1212卧式数控铣床数控铣床按主轴布置分类项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1313这类数控铣床的主轴方向可以变换，能达到在一台机床上即可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，使其应用范围更广，功能更全，选择加工对象的余地更大，给用户带来了很大的方便，如图所示。尤其是当生产批量小，品种多，又需要立、卧两种方式加工时。用户只需购买一台这样的机床就可以了。立、卧两用数控铣床数控铣床按主轴布置分类项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1414数控铣床按控制轴数分类2.5坐标联动数控铣床：机床只能进行X、Y、Z三个坐标中的任意两个坐标联动加工3坐标联动数控铣床：机床能进行X、Y、Z三个坐标联动加工4坐标联动数控铣床：机床主轴可以绕X、Y、Z三个坐标轴和其其中一个轴作数控摆角联动加工5坐标联动数控铣床：机床主轴可以绕X、Y、Z三个坐标轴和其其中两个轴作数控摆角联动加工项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1515经济型数控铣床经济型数控铣床一般是在普通立式铣床或卧式铣床的基础上改造而来的，采用经济型数控系统，成本低，机床功能较少，主轴转速和进给速度不高，主要用于精度不高的简单平面或曲面零件加工，如图5-7所示。数控铣床按数控系统功能分类全功能型数控铣床全功能数控铣床一般采用半闭环或闭环控制，控制系统功能较强，数控系统功能丰富，一般可实现四轴或四轴以上的联动加工，加工适应性强，应用最为广泛，如图5-8所示。项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1616数控铣床按数控系统功能分类高速铣削数控铣床一般把主轴转速在8000～40000r/min的数控铣床称为高速铣削数控铣床，其进给速度可达10～30m/min。这种数控铣床采用全新的机床结构、功能部件（电主轴、直线电机驱动进给）和功能强大的数控系统，并配以加工性能优越的刀具系统，可对大面积的曲面进行高效率、高质量的加工，如图5-9所示。项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1717图5-7经济型数控铣床图5-8全功能型数控铣床图5-9高速铣削数控铣床数控铣床按数控系统功能分类项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1818数控铣床的主要技术参数反映了数控铣床的加工能力、加工范围、主轴转速范围、装夹最大刀具重量和直径、装夹刀柄标准和精度等指标，识别数控铣床的主要技术参数是选择数控铣床的重要一环。为便于识别数控铣床的主要技术参数，下面摘选北京第一机床厂生产的XKA714数控铣床主要技术参数中与选择数控铣床较有关的主要技术参数罗列如下表所示。数控铣床的主要技术参数项目五简易数控铣削零件加工工艺编制1919XKA714数控铣床主要技术参数（摘选）项目五简易数控铣削零件加工工艺编制2020平面类零件指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面与水平面夹角为一定值的零件。目前数控铣床加工的绝大多数零件属于平面类零件。这类零件的特点是：加工面为平面或加工面可以展开为平面。这类零件的数控铣削相对比较简单，用三坐标数控铣床的两轴联动就可以加工出来。如图5-10和5-11所示数控铣床主要加工对象变斜角类零件加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件。这类零件的特点是：加工面不能展开为平面，但在加工中，铣刀圆周与加工面接触的瞬间为一条直线。这类零件一般采用4轴或5轴联动的数控铣床加工，也可用三轴数控铣床通过两轴联动用鼓形铣刀分层近似加工，但精度稍差。如图5-12所示。立体曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。这类零件的特点是：一是加工面不能展开成平面，二是加工面与加工刀具始终为点接触。这类零件在数控铣床加工中也较为常见，通常采用两轴半联动数控铣床加工精度要求不高的曲面；精度要求高的曲面需用三轴联动数控铣床加工，如图5-14所示。若曲面周围有干涉表面，需用四轴甚至五轴联动数控铣床加工，如图5-15所示。项目五简易数控铣削零件加工工艺编制2121(a)轮廓面A(b)轮廓面B(c)轮廓面C图5-10平面类零件图5-11较复杂典型平面类零件项目五简易数控铣削零件加工工艺编制2222图5-12变斜角类零件—飞机上的变斜角梁椽条图5-15典型立体曲面类零件图5-14曲面类零件项目五简易数控铣削零件加工工艺编制2323数控铣床主要加工内容:1.工件上的曲线轮廓表面；2.给出数学模型的空间曲面，或通过测量数据建立的空间曲面；3.形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位及尺寸精度要求较高的表面；4.通用机床加工时难以测量和控制进给的内外凹槽；5.能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状；6.采用数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内容。项目五简易数控铣削零件加工工艺编制2424在机床加工精度满足零件图纸技术要求的前提下，选择数控铣床的最主要技术参数是多个数控轴的行程范围，数控铣床的三个基本直线坐标（X、Y、Z）行程反映该机床允许的加工空间。一般情况下加工工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围之内，如典型工件是450mm×450mm×450mm的箱体，应选用工作台面尺寸为500mm×500mm的数控铣床。选用工作台面比典型工件稍大一些是出于安装夹具考虑，工作台面的大小基本上确定了加工空间的大小，个别情况下允许工件尺寸大于坐标行程，但这时必须要求零件上的加工区域处在行程范围之内，而且要考虑机床工作台的允许承载能力，以及工件是否与与机床防护罩等附件发生干涉等系列问题。数控铣床的选择项目五简易数控铣削零件加工工艺编制2525资料二零件图纸工艺分析分析零件图纸技术要求检查零件图的完整性和正确性零件的结构工艺性分析零件毛坯的工艺性分析项目五简易数控铣削零件加工工艺编制2626分析铣削零件图纸技术要求时，主要考虑如下方面：1．各加工表面的尺寸精度要求；2．各加工表面的几何形状精度要求；3．各加工表面之间的相互位置精度要求；4．各加工表面粗糙度要求以及表面质量方面的其他要求；5．热处理要求及其他要求。分析零件图纸技术要求首先，要根据零件在产品中的功能，研究分析零件与部件或产品的关系，从而认识零件的加工质量对整个产品加工质量的影响，并确定零件的关键加工部位和精度要求较高的加工表面等，认真分析上述各精度和技术要求是否合理。其次要考虑在数控铣床上加工能否保证零件的各项精度和技术要求，进而具体考虑在哪一种机床上加工最为合理。项目五简易数控铣削零件加工工艺编制2727由于数控铣削加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，各图形几何要素间的相互关系（如相切、相交、垂直、平行和同心等）应明确；各种几何要素的条件要充分，应无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸；尺寸、公差和技术要求是否标注齐全等。例如，在实际加工中常常会遇到图纸中缺少尺寸，给出的几何要素的相互关系不够明确，使编程计算无法完成，或者虽然给出了几何要素的相互关系，但同时又给出了引起矛盾的相关尺寸，同样给数控编程计算带来困难。另外要特别注意零件图纸各方向尺寸是否有统一的设计基准，以便简化编程，保证零件的加工精度要求。检查零件图的完整性和正确性项目五简易数控铣削零件加工工艺编制2828零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性,可以使零件加工容易,节省工时和材料。而较差的零件结构工艺性，会使加工困难，浪费工时和材料，有时甚至无法加工。因此，零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。零件的结构工艺性分析零件图纸上的尺寸标注应方便编程分析零件