典型零件数控加工工艺-项目六 型腔类工件数控铣削工艺编制.pptx

典型零件数控加工工艺-项目式教学法;CONTENTS;[课程思政]

具备良好的职业道德和社会责任感。

;01;1零件图纸工艺分析

图6－1所示的型腔类工件材料为45号钢，毛坯尺寸为198mm×128mm×50mm，批量500件。

该工件由平面和型腔组成，型腔由直线和半径为18mm的圆弧组成，几何元素之间关系清楚并完整。工件4个侧面的表面粗糙度为Ra6.3μm，加工要求一般；型腔底平面和侧面的表面粗糙度为Ra3.2μm，上、下表面的表面粗糙度为Ra1.6μm，加工要求较高。型腔侧面与下表面有垂直度要求。该工件为45号钢材料，切削加工性能良好。

根据上述分析，工件4个侧面的加工采用粗铣－精铣两个加工阶段，上、下表面和型腔的加工采用粗铣－半精铣－精铣三个加工阶段。同时以下表面A作为加工型腔的定位基准，以满足垂直度的要求。;2数控机床的选择

由于该工件的加工批量为500件，根据表3－1所示的生产类型和生产纲领的关系，可以确定即其生产类型为小批量生产。

本工件根据以机床来划分工序的原则，采用选择一台普通铣床X5040和一台数控铣床XH714来完成加工任务，其外形结构如图6－2（a）、6-2（b）所示。

;2数控机床的选择

X5040普通铣床的参数如表6－1所示。XH714数控铣床的参数如表6－2所示。

;02;1平口钳的找正与装夹

该工件采用平口钳装夹，如图6－3所示。

平口钳找正步骤如下：（1）将工作台与平口钳地面擦拭干净；?（2）将平口钳放到工作台上；?（3）用百分表拉平口钳固定钳口与机床Y轴（或X轴）平行度，用木榔头敲击调整，平行度误差为0.01mm内合格；（4）拧紧螺栓使平口钳紧固在工作台上；?（5）再用百分表效验一下平行度是否有变化。

装夹工件步骤：（1）根据所夹工件尺寸，调整钳口夹紧范围；（2）根据工件厚度选择合适尺寸垫铁，垫在工件下面；（3）工件被加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉；（4）圆形工件需用V型铁装夹；（5）旋紧手柄后，用木榔头敲击工件上表面，使之工件地面与垫铁贴合。;本工件的机械加工工艺过程卡如表6－3所示。;03;1型腔的加工方法

（1）直接下刀法

对于较浅的型腔，可用键槽铣刀插削到底面深度，先铣型??的中间部分，然后再利用刀具半径补偿对垂直侧壁轮廓进行精铣加工。?

（2）预钻孔下刀法

对于较深的内部型腔，宜在深度方向分层切削，常用的方法是预先钻削一个到所需深度孔，然后再使用比孔尺寸小的平底立铣刀从Z向进入预定深度，随后进行侧面铣削加工，将型腔扩大到所需的尺寸、形状（如图6－4所示）。?;1型腔的加工方法

（3）插铣法

插铣法又称为Z轴铣削法（如图6－5所示），是实现高切除率金属切削最有效的加工方法之一。对于难加工材料的曲面加工、切槽加工以及刀具悬伸长度较大的加工，插铣法的加工效率远远高于常规的端面铣削法。事实上，在需要快速切除大量金属材料时，采用插铣法可使加工时间缩短一半以上。此外，插铣加工还具有以下优点：

①可减小工件变形；

②可降低作用于铣床的径向切削力，这意味着轴系已磨损的主轴仍可用于插铣加工而不会影响工件加工质量；

③刀具悬伸长度较大，这对于工件凹槽或表面的铣削加工十分有利；

④能实现对高温合金材料(如Inconel)的切槽加工。

插铣法非常适合型腔的粗加工，并被推荐用于航空零部件的高效加工。其中一个特殊用途就是在三轴或四轴铣床上插铣加工涡轮叶片，这种加工通常需要在专用机床上进行。;1型腔的加工方法

（4）坡走铣法

坡走铣法加工示意图如图6－6所示，这种加工方法是铣削型腔（内槽）的最佳方法之一，它采用X、Y、Z三轴联动的加工方式。

（5）螺旋插补法

螺旋插补法加工示意图如图6－7所示，这种加工方法是铣削型腔（内槽）的最佳方法之一，它采用X、Y、Z三轴联动的加工方式。;根据表6－3所示的机械加工工艺过程卡，本工件的加工分为两道机械加工工序、一道数控加工工序。机械加工工序填写机械加工工序卡，其具体格式和填写方法详见相关资料。数控加工工序的具体内容详见表6－4。;04;?190°可转位立铣刀的选择

本文选用的90°可转位立铣刀外形结构如图6－8所示，刀柄分为直柄和侧固柄两种形式（详见图6－8）。该类型铣刀的型号和尺寸如表6－5所示。该类型铣刀的对应刀片的型号和尺寸如表6－6所示。;?图6－1所示工件的数控刀具卡片如表6－7所示。;05;1型腔加工路线的生成方法

型腔常见的数控加工轨迹分为行切法和环切法两种切削加工方式。型腔加工路线生成步骤如下（如图6－9所示）：

①首先选择最大轮廓边界曲线，它决定区域加工的范围；

②选择一个或多个孤岛，它确定了非加工的保护区域；

③选择总加工深度或进刀次数及每次进刀深度；

④选择切削方式，有行切法和环切法可供选择；

⑤选择切削方向