1数控加工工艺教材.ppt

第1章 数控加工工艺分析 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。 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。 3． 尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸 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R0.2H(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。 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。 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、精加工及对称去除余量等常规方法。 6.有时尚要考虑到毛坯的结构工艺性 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？） 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。 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A?B?C?D?E?A?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A?K切出 。 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。 四、变斜角平面加工 （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。 （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。 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。 （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。 （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。 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