第1章 数控加工工艺分析ppt课件

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• 三、固定斜角平面加工 • 固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面，
常用如下的加工方法。 • 当零件尺寸不大时，可用斜垫板垫平后加工；
如果机床主轴可以摆角，则可以摆成适当的定 角，用不同的刀具来加工（见下图）。当零件 尺寸很大，斜面斜度留下残留面积，需要用钳 修方法加以清除。
加工斜面的最佳方法 是采用五坐标数控铣床， 主轴摆角后加工，可以不 留残留面积。
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• 2． 保证获得设计要求的加工精度 • 虽然数控机床精度很高，但对一些特殊情况，例
如过薄的底板与肋板，因为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，使 薄板厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也将 增大。对于面积较大、厚度小于3mm的薄板，应 在工艺上充分重视这一问题。
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• 3． 尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸
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• 四、变斜角平面加工
（1）对曲率变化较小的变斜角面，选用x、y、z和A四坐标联 动的数控铣床，采用立铣刀（但当零件斜角过大，超过机床 主轴摆角范围时，可用角度成型铣刀加以弥补）以插补方式 摆角加工，如图a所示。加工时，为保证刀具与零件型面在全 长上始终贴和，刀具绕A轴摆动角度。
(a)四坐标联动加工变斜角面. (b)五坐标联动加工变斜角面
• （2）对曲率变化较大的变斜角面，用四坐标联动加工 难以满足加工要求时，可用x、y、z 、A和B（或C转 轴）的五坐标联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加 工，如下图b所示。图中夹角A和B分别是零件斜面母 线与z坐标轴夹角在zOy平面上和xOz平面上的分夹角。
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• （3）还可用球头铣刀和鼓形铣刀，以直线或 圆弧插补方式进行分层铣削加工，加工后的残 留面积用钳修的方法清除。如下图，由于鼓形 铣刀的鼓径可以做得比球头铣刀的球径大，所 以加工后的残留面积高度小，加工效果比球头 铣刀好。
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• 五、曲面轮廓加工方法
• 立体曲面的加工应根据曲面形状、刀具形状以 及精度要求采用不同的铣削加工方法，如两轴 半、三轴、四轴及五轴等联动加工。
• （1）曲率不大精度不高的曲面粗加工，可使 用两轴半坐标行切法加工。
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（2）曲率较大、精度要求高的曲面精加工， 可使用三轴联动插补的行切法加工。
三轴坐标行切法加工曲面的切削点轨迹
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• 4． 保证基准统一原则 • 有些零件需要在铣完一面后再重新安装
铣削另一面。这时，最好采用统一基准 定位，因此零件上应有合适的孔作为定 位基准孔。如果零件上没有基准孔，也 可以专门设置工艺孔作为定位基准，如 可在毛坯上增加工艺凸台或在后继工序 要铣去的余量上设基准孔。
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• 5． 分析零件的变形情况 • 零件在加工时的变形，不仅影响加工质量，而且
• 轮廓内圆弧半径R常常限制刀具的直径。如上 图所示，若工件的被加工轮廓高度低，转接圆 弧半径也大，可以采用较大直径的铣刀来加工， 且加工其底板面时，进给次数也相应减少，表 面加工质量也会好一些，因此工艺性较好。反 之，数控铣削工艺性较差。一般来说，当 R<0.2H(H为被加工轮廓面的最大高度)时,可以 判定零件上该部位的工艺性不好。
当变形较大时，将使加工不能继续进行下去。这 时就应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防， 如对钢件进行调质处理，对铸铝件进行退火处理， 对不能用热处理方法解决的，也可考虑粗、精加 工结构工艺性 • 因为在数控机床上加工零件时，加工过程是
自动的，毛坯加工余量的大小、如何装夹等 问题在选择毛坯时就要仔细考虑好，否则， 一旦毛坯不适合数控加工，加工将很难进行 下去。 • （1）毛坯加工余量应充足和尽量均匀 • （2）分析毛坯的装夹适应性 （加工艺凸台？）
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• （3）对于叶轮、螺旋桨等复杂零件，因刀具 容易与相邻表面发生干涉，常采用5坐标联动 机床加工。
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• 六、孔的加工方法选择 • 加工方法：钻、扩、铰、镗和攻螺纹等。 1、对于直径大于φ30mm的已铸出或锻出
的毛坯孔的孔加工，一般采用粗镗—半 精镗—孔口倒角—精镗的加工方案。
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2、对于直径小于φ30mm的无毛坯孔的孔加工， 通常采用锪平端面－打中心孔－钻－扩－孔口 倒角－铰加工方案，对有同轴度要求的小孔， 需采用锪平端面－打中心孔－钻－半精镗－孔 口倒角－精镗（或铰）加工方案。为提高孔的 位置精度，在钻孔工步前需安排锪平端面和打 中心孔工步。孔口倒角安排在半精加工之后、 精加工之前，以防孔内产生毛刺。
第1章 数控加工工艺分析
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1.1 零件结构工艺性
• 零件的结构工艺性是指根据加工工艺特点，对零 件的设计所产生的要求，即零件的结构设计会影 响或决定工艺性的好坏 。
• 1． 零件图样尺寸的正确标注 • 由于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、 垂直和平行等）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 的封闭尺寸等。
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零件的数控铣削结构工艺性图例
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1.2 加工方法的选择
• 对于外圆面，可采用车削、磨削加工等方法； • 内孔加工可采用钻、扩、铰、镗、磨等加工方法； • 数控铣或加工中心加工零件的表面为平面、曲面、
轮廓、孔和螺纹等，所选加工方法要与零件的表面 特征、所要求达到的精度及表面粗糙度相适应。下 面，作为重点探讨。
• 平面、平面轮廓及曲面可通过铣削加工。经粗
铣的平面，尺寸精度可达IT11—IT13级，表面粗糙度Ra值 可 达 6.3—2.5 。 经 粗 、 精 铣 的 平 面 ， 尺 寸 精 度 可 达 IT8— IT10级，表面粗糙度Ra值可达1.6—3.2。
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• 一、平面加工方法的选择
• 在数控铣床上主要采用端铣刀和立铣刀加工。
• 当要求Ra较小时，应采用顺铣方式。 • 二、平面轮廓加工方法选择
• 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。下图为由直线 和圆弧构成的零件平面轮廓ABCDEA，采用半径为R 的立铣刀沿周向加工，虚线ABCDEA为刀具中心的 运动轨迹。为保证加工面光滑，刀具沿PA切入，沿 AK切出 。