數(shù)控銑削及加工中心加工工藝

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1、章節(jié)課題 數(shù)控銑削及加工中心加工工藝 審閱者簽名 授課日期 授課時(shí)數(shù) 6 教學(xué)目的 掌握數(shù)控銑削的主要加工對(duì)象，掌握銑削加工工藝的制訂， 了解典型工件的工藝分析 教學(xué)方法 講授 教學(xué)重點(diǎn) 銑削加工工藝的制訂 教學(xué)難點(diǎn) 典型工件的工藝分析 教具、掛圖 多媒體 作業(yè)題號(hào) 教學(xué)過(guò)程 及時(shí)間分配 主要教學(xué)內(nèi)容及步驟 教學(xué)過(guò)程 及時(shí)間分配 主要教學(xué)內(nèi)容及步驟 板書(shū)

2、 板書(shū) 課堂小結(jié)： 板書(shū)設(shè)計(jì) 教學(xué)反思： 一、 數(shù)控銑削的主要加工對(duì)象 銑削加工是機(jī)械加工中最常用的加工方

3、法之一，它主要包括平面銑削和輪廓銑削，也可以對(duì)零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪加工及螺紋加工等。數(shù)控銑削主要適合于下列幾類(lèi)零件的加工。 1、 平面類(lèi)零件 平面類(lèi)零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件，這類(lèi)加工面可展開(kāi)為平面 2、 曲面類(lèi)零件 1． 直紋曲面類(lèi)零件 直紋曲面類(lèi)零件是指由直線(xiàn)依某種規(guī)律移動(dòng)所產(chǎn)生的曲面類(lèi)零件。 2．立體曲面類(lèi)零件 加工面為空間曲面的零件稱(chēng)為立體曲面類(lèi)零件。 這類(lèi)零件的加工面不能展成平面，一般使用球頭銑刀切削，加工面與銑刀始終為點(diǎn)接觸，若采用其它刀具加工，易于產(chǎn)生干涉而銑傷鄰近表面。 加工立體曲面類(lèi)零件一般使用三坐標(biāo)數(shù)控

4、銑床，采用以下兩種加工方法。 (1) 行切加工法 (2) 三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工 二、 銑削加工工藝的制訂 1、 零件圖工藝分析 針對(duì)數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)，下面列舉出一些經(jīng)常遇到的工藝性問(wèn)題作為對(duì)零件圖進(jìn)行工藝性分析的要點(diǎn)來(lái)加以分析與考慮。 （1）圖紙尺寸的標(biāo)注方法是否方便編程？構(gòu)成工件輪廓圖形的各種幾何元素的條件是否充要？各幾何元素的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）是否明確？有無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸？等等。 （2）零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保證？ （3）內(nèi)槽及緣板之間的內(nèi)轉(zhuǎn)接圓弧是否過(guò)小? （4）零件銑削面的槽底圓角或腹板與緣板相交

5、處的圓角半徑r是否太大？ （5）零件圖中各加工面的凹圓弧(R與r)是否過(guò)于零亂，是否可以統(tǒng)一？ （6）零件上有無(wú)統(tǒng)一基準(zhǔn)以保證兩次裝夾加工后其相對(duì)位置的正確性？ 哪些部位最容易變形？ （7）分析零件的形狀及原材料的熱處理狀態(tài)，會(huì)不會(huì)在加工過(guò)程中變形？ 2、 工序和裝夾方法的確定 1．加工工序的劃分 經(jīng)常使用的有以下幾種方法： （3）加工部位分序法 （2）粗、精加工分序法 （1）刀具集中分序法 2．零件裝夾和夾具的選擇 在數(shù)控加工中，既要保證加工質(zhì)量，又要減少輔助時(shí)間，提高加工效率。因此要注意選用能準(zhǔn)確和迅速定位并夾緊工件的裝夾方法和夾具。零件的定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基

6、準(zhǔn)及測(cè)量基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。在數(shù)控銑床上的工件裝夾方法與普通銑床一樣，所使用的夾具往往并不很復(fù)雜，只要有簡(jiǎn)單的定位、夾緊機(jī)構(gòu)就行。為了不影響進(jìn)給和切削加工，在裝夾工件時(shí)一定要將加工部位敞開(kāi)。選擇夾具時(shí)應(yīng)盡量做到在一次裝夾中將零件要求加工表面都加工出來(lái)。 3、 加工順序和進(jìn)給路線(xiàn)的確定 1．加工順序的安排 在安排數(shù)控銑削加工工序的順序時(shí)還應(yīng)注意以下問(wèn)題： (1) 上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮； (2) 一般先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工序； (3) 以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進(jìn)行，以減

7、少重復(fù)定位次數(shù)與換刀次數(shù)； (4) 在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。 總之，順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需要綜合考慮 4、 切削用量的選擇 銑削加工的切削用量包括：切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次選擇進(jìn)給速度，最后確定切削速度。 三、 典型工件的工藝分析 1．零件圖工藝分析 2．選擇設(shè)備 3．確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 4．確定加工順序及走刀路線(xiàn) 5．刀具的選擇 6．切削用量的選擇 3、 箱體的數(shù)控加工工藝分析 圖6

8、-33所示為銑床變速箱體圖。零件材料為HT200，中批量生產(chǎn)，其加工工藝分析如下： 1．零件圖工藝分析 該零件由平面、型腔以及孔系組成。零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，尺寸精度較高。零件上需要加工的孔較多，雖然絕大部分配合孔的尺寸精度最高僅為7級(jí)，但孔系內(nèi)各孔之間的相互位置精度要求較高，除一處垂直度允差為0.03㎜外，其余各處同軸度、平行度允差為0.02㎜。 2．設(shè)備的選擇 為確保這些孔加工精度的實(shí)現(xiàn)，提高生產(chǎn)率，本例選擇日本一家公司生產(chǎn)的臥式加工中心加工該件。機(jī)床配有MAZATAL CAM—2數(shù)控系統(tǒng)，具有3坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，雙工作臺(tái)自動(dòng)交換，由機(jī)械手自動(dòng)換刀，傳感器自動(dòng)測(cè)量工件坐標(biāo)系和自動(dòng)測(cè)量刀具

9、長(zhǎng)度等功能。刀庫(kù)容量為60把。工作臺(tái)面積630㎜630㎜，工作臺(tái)橫向(X軸)行程910㎜，縱向行程(Z向)行程635㎜，主軸垂向行程710㎜，編程可用人機(jī)會(huì)話(huà)式，一次裝夾可完成不同工位的鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、銑、攻絲等工序。對(duì)于加工變速箱體這類(lèi)多工位，工序密集工件與普通機(jī)床相比，有其獨(dú)特的優(yōu)越性。 3．確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 (1) 定位基準(zhǔn)的選擇 選擇零件上的M、N和S面作為精定位基準(zhǔn)，分別限制3個(gè)、1個(gè)和2個(gè)自由度，在加工中心上一次安裝完成。除精基準(zhǔn)以外的所有表面，由粗至精的全部加工，保證了該零件相互位置精度的全部項(xiàng)目。這三個(gè)平面組成的精基準(zhǔn)可在通用機(jī)床上先加工好。 （2）確定裝

10、夾方案 l 裝組合夾具，將夾具各定位面找正在0.01㎜以?xún)?nèi)，將夾具擦凈，夾好。 l 將工件980.1㎜，Ra6.3μm面向下放在夾具水平定位面上，S面靠在豎直定位面上，320.2㎜，Ra6.3μm面靠在X向定位面上夾緊，保證工件與夾具定位面之間0.01㎜塞尺不入。當(dāng)然，各定位面已在前面工序中用普通機(jī)床加工完成。 4．加工階段的劃分 為了使切削過(guò)程中切削力和加工變形不過(guò)大，以及前次加工所產(chǎn)生的變形（誤差）能在后續(xù)加工中完全切除，可把加工階段分得細(xì)一些，全部配合孔均經(jīng)過(guò)粗→半精→精三個(gè)加工階段。 5．工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明 （1）對(duì)同軸孔系采用“調(diào)頭鏜”的加工方法，先在B0和B180工位上先后對(duì)

11、兩個(gè)側(cè)面上的全部平面和孔進(jìn)行粗加工；然后再在B0和B180工位上，先后對(duì)兩個(gè)側(cè)面的全部平面和孔進(jìn)行半精加工和精加工。 （2）為了保證孔的正確位置，在加工中心上對(duì)實(shí)心材料鉆孔前，均先锪孔口平面、鉆中心孔，然后再鉆孔→擴(kuò)孔→鏜孔或鉸孔。 （3）因Ф125H8孔為半圓孔，為了保證Ф125H8孔與Ф52J7孔同軸度0.02㎜的要求，在加工過(guò)程中，先用立銑刀以圓弧插補(bǔ)方式粗銑至Ф124.85㎜，然后再精鏜。 （4） 為保證Ф62J7孔的精度，在加工該孔時(shí)，先加工2-Ф65H12卡簧槽，再精鏜Ф62J7孔成。 7．確定切削用量（略） 8．?dāng)?shù)控加工工藝卡片擬訂（見(jiàn)表6-10） 通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握銑床的加工工藝方法，并能對(duì)一些普通的圖紙進(jìn)行 工藝分析。 三、 典型工件的工藝分析 1．零件圖工藝分析 2．選擇設(shè)備 3．確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 4．確定加工順序及走刀路線(xiàn) 5．刀具的選擇 6．切削用量的選擇 新的知識(shí)往往學(xué)生都比較愿意聽(tīng)，并且實(shí)習(xí)工廠(chǎng)里面有銑床，所以大家學(xué)習(xí)的興趣非常熱烈。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)以 X Y Z 來(lái)讓學(xué)生進(jìn)行工藝分析，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。