数控铣床加工工艺(课件)资料

第四章
数控铣床加工工艺
变斜角零件不能展开成为平面，在加工中被加工面与铣刀的圆周 母线瞬间接触。用五坐标数控铣床进行主轴摆角加工，也可用三 坐标数控铣床进行行切法加工。 ① 对曲率变化较小的 变斜角面，用x、y、z 和A四坐标联动的数控 铣床加工，如图4-5所 示为用立铣刀直线插 补方式加工的情况。 ② 对曲率变化较大的变斜角面，用x、y、z和 A、B五坐标联动的数控铣床加工，如图4-6所 示。也可以用鼓形铣刀采用三坐标方式铣削 加工，，所留刀痕用钳工修锉抛光去除，如 图4-7所示。
第四章 数控铣床加工工艺
第一节 第二节 第三节 第四节 数控铣削加工的主要对象 数控铣削加工工艺的制订 数控铣床的编程基础 数控铣床的基本编程方法
第四章
数控铣床加工工艺
第一节 数控铣削加工的主要对象
数控铣床进行铣削加工主要是以零件的平面、曲面为主， 还能加工孔、内圆柱面和螺纹面。它可以使各个加工表 面的形状及位置获得很高的精度。
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数控铣床加工工艺
一、平面类零件
如图4-1所示，零件的被 加工表面平行、垂直于 水平面或加工面与水平 面的夹角为定角的零件， 称为平面类零件。 对于平面垂直于坐标轴的面，其加工方法与普通铣床的加工方法一 样。对斜面的加工方法可采用： ① 将斜面垫平加工，这是在零件不大或夹具容易实现 零件的加工情况下进行。
零件上如有统一的定位基准，便可保证在零件多次装夹后各加工表面之 间的位置精度。其定位基准能保证零件定位稳定可靠，便没有基准不重合 误差。
（6）要研究分析零件的毛坯和材料
材料是否具有较好的加工工艺性能，硬度、热处理状态是怎样的？ 毛坯的余量是否足够，是否均匀，毛坯的安装定位平面是否方便可靠。
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如图d= D-2r铣刀 端刃铣削平面的 面积越大，则加 工平面的能力越 强，因而，铣削 工艺性越好。
图4－12 零件槽底平面圆弧对加工工艺 的影响
一个零件上内壁转接圆弧半径尺寸的大小和一致性，影响加工 能力、加工质量和换刀次数等 。
Байду номын сангаас
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（3）要研究分析零件的精度
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四、孔类零件
孔类零件上都有多组不同类型的孔，一般有通孔、盲孔、螺纹孔、 台阶孔、深孔等。在数控铣床上加工的孔类零件，一般是孔的位 置要求较高的零件，如圆周分布孔，行列均布孔等，如图4-10所示。 其加工方法一般为钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、锪孔、攻螺纹等。
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② 用行切法加工，如图4-2所示，这 样会留有行与行之间的残留余量，最 后要由钳工修锉平整，飞机上的整体 壁板零件经常用这个方法加工。
③ 用五坐标数控铣床的主轴摆角后加 工，不留残留余量，效果最好，如图43所示。 对于斜面是正面台和斜肋板的 表面，可采用成形铣刀加工；也可用 五坐标数控铣床加工，但不经济。
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二、变斜角类零件
零件被加工表面与水平面夹角呈连续变化的零件，称为变斜角类零 件。这类零件一般为飞机上的零部件，如飞机的大梁、桁架框等。 以及与之相对应的检验夹具和装配支架上的零件。
如图4-4所示为一种变斜角零件， 该零件共分为三段，从第②肋到 第⑤肋的斜角a由3°10′均匀变到 2°32′，从第⑤肋到第⑨肋再均 匀变为1°20′，从第⑨肋到第⑿ 肋均匀变为0°。
2．夹具的选择
数控铣床可以加工形状复杂的零件，但在数控铣床上的工件装夹方 法与普通铣床的工件装夹方法一样，所使用的夹具往往并不复杂， 只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了。但要将加工部位敞开， 不能因装夹工件而影响进给和切削加工。
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3．必须注意的问题
① 工件的被加工表面必须充分暴露在外，夹紧元件与被加工表面 间的距离要保持一定的安全距离。各夹紧元件应尽可能低，以防 铣夹头或主轴套筒与之在加工过程中相碰撞。 ② 夹具安装应保证工件的方位与工件坐标系一致，并且还要能协 调零件定位面与数控铣床之间保持一定的坐标联系。
第二节 数控铣削加工工艺的制订
一、零件的工艺分析
（1）要彻底读懂图样 零件图样的尺寸是否标注全，有无漏、多尺寸的情况，有无封闭 尺寸，尺寸的标注法是否方便编程，零件结构是否表示清楚了， 视图是否完整，各几何元素间的相互关系（如相切、相交、垂直 和平行等）是否明确。 （2）要分析透零件的加工工艺性
研究零件的被加工表面是否适于数控铣床 加工，被加工表面是否太厚，内转接圆弧R 是否太小。如图4-11所示，当R＜0.2H（H 为被加工内轮廓面的最大厚度）时，其加工 工艺性不好。即刀具被迫采用小直径而使得 其刚性太差，需采取多次分层切削加工。
二、装夹方案的确定
1．定位基准的选择
选择定位基准时，应注意减少装夹次数，尽量做到在一次安装中能 把零件上所有要加工的表面都加工出来。一般选择零件上不需要数 控铣削的平面或孔做定位基准。对薄板零件，选择的定位基准应有 利于提高工件的刚性，以减少切削变形。定位基准应尽量与设计基 准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。
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三、曲面类零件
零件被加工表面为空间曲面的零件，称为曲 面类零件。曲面可以是公式曲面，如抛物面、 双曲面等，也可以是列表曲面，如图4-8所示。
曲面类零件的被加工表面不能展开为 平面；铣削加工时，被加工表面与铣 刀始终是点对点相接触。用三坐标数 控铣床加工时，一般采用行切法用球 头铣刀铣削加工，如图4-9所示。
③ 夹具的刚性和稳定性要好，尽量不采用更换压板（夹紧点）的 设计。若必须更换时，要保证不破坏工件的定位。
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4．夹具选用原则
（1）在生产类型为批量较小 或单件试制时，若零件复杂， 应采用组合夹具。如图所示， 它是由可重复使用的标准零 件组成。若零件结构简单时， 可采用通用夹具，如虎钳、 压板等，如图所示。
零件的精度（尺寸、形状、位置）是否能够保证，表面质量能否保证。根 据精度、表面质量来决定是否采用粗铣，还是精铣，以及是否要多次进给。
（4）要研究分析零件的刚性
零件的厚度如果太单薄会引起加工变形。当加工薄壁零件时，若面积较大 的零件，其加工后也易产生变形，很难保证精度，尤其是铝合金板。
（5）要研究分析零件的定位基准