数控加工工艺与刀具夹具模块四-数控铣削加工工艺课件.pptx

1、模块四数控铣削加工工艺数控加工工艺与刀具夹具模块四数控铣削加工工艺课题4.1数控铣削加工的对刀方法课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺课题4.3数控铣削加工工序设计课题4.1数控铣削加工的对刀方法【学习目标】1.知道数控铣削加工中的常用对刀基本原理。2.会进行工作坐标系中心原点的设置。3.会进行X、Y平面内的对刀及Z方向对刀的尺寸处理。4.会正确使用各种寻边器和Z轴设定器。5.知道常用对刀仪的基本结构组成和正确使用方法。课题4.1数控铣削加工的对刀方法【学习任务的提出】4.1.1数控铣削加工的对刀方法与对刀基准选择试分析图4 1所示工件的对刀基准，并选择相应的对刀方法。图4-1对称零件的铣削加工基

2、准课题4.1数控铣削加工的对刀方法【相关知识】4.1.2数控铣床及镗铣加工中心的机床坐标系1.机床坐标系原点M(Machine Tool Origin)数控机床的坐标系是机床运行和自动控制的基础，是机床安装和调整工作中最重要的位置基准系统。为了与其他基准点相互区别，规定机床坐标系原点用符号M表示。它是建立机床坐标系的出发点，是机床最为基础的物理基准点。课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-2加工中心的机床原点与机床参考点课题4.1数控铣削加工的对刀方法2.机床参考点R(Reference Point)数控机床的机床参考点是刀具运动的出发点，是刀具利用自动返回功能精确定位的物理点，是数控机床又一

3、个重要的设置点。机床参考点也是建立工件坐标系的位置依据。3.工件坐标系原点W(Working System)工件坐标系的原点用W表示。设置工件坐标系是为了编程方便和检验程序，所以，其原点应该设置在工件的安装定位基准和设计基准上，并利于测量和对刀。课题4.1数控铣削加工的对刀方法 4.1.3加工中心的常用机内对刀方法数控铣床上的对刀与数控车床的对刀意义不同。数控车床对刀的目的是求出每把车刀的位置偏移补偿值，进而设定工件坐标系的原点位置;而数控铣床的对刀，主要是确定当前工件在机床坐标系中的确切位置，以便设置工件坐标系的原点。在单件和小批量数控加工生产中，由于不采用专用夹具，当工件在数控机床工作台上

4、校正、夹紧后，必须知道工件当前处于机床坐标系的确切位置，才能设置切削加工时的工作坐标系位置。课题4.1数控铣削加工的对刀方法1.工件设计基准的正确辨认(1)工件设计基准在工件几何中心上对于图4-1所示的工件，其重要尺寸的基准都是工件的几何中心，即工件的设计基准取在几何中心上。(2)工件设计基准在某一结构或轮廓点处对于图4-3所示零件，零件的重要结构也是四角的梅花型轮廓，但其设计基准却由工件左上角出发，即梅花结构和高40mm的四方形结构在工件上的位置必须满足(1200.2)mm位置尺寸精度，工件的设计基准是工件的顶面和左侧面。课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-3工件的对刀基准比较课题4.1数

5、控铣削加工的对刀方法2.以工件几何中心为工件坐标系原点W的对刀计算图4 1的工件坐标系原点设置在工件夹紧后的几何中心处，所以需要通过对刀求出工件几何中心处于机床坐标系的确切坐标点，即为通常意义上的对刀。数控铣床和加工中心上的对刀方法主要有机内对刀和机外对刀两大类。(1)用百分表对刀 对刀操作方法。图4-4所示为利用磁力表座和百分表进图4-4用磁力表座和百分表找中心课题4.1数控铣削加工的对刀方法 G54原点的设置。可将上述对刀所得坐标点作为G54工件原点设置工作坐标系。例如，该点坐标值为(-X1，-Y1，-Z1)，可以打开机床的零点偏置OFFSET参数库，并将其中G54-G59 坐标系设置界面

6、中的G54系X、Y、Z偏置项分别设置为：-X1、-Y1、值。无论何时,程序调用G54指令，刀尖会自动进入到以G54定义的工件坐标系中，并直接定位于程序给出的坐标点。例如：G00G54X2000Y1500Z500；G92工件坐标系原点的设置。如果需要用G92或G50设置工件坐标系，并把工件坐标系原点设置在孔的几何轴线上，可以在返回机床参考点的前提条件下，设定如下程序：G92X（X1）Y（Y1）Z（Z1）；课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-5偏心式寻边器和光电式寻边器课题4.1数控铣削加工的对刀方法(2)机械偏心式寻边器对刀法 机械偏心式寻边器的工作原理。机内对刀采用的寻边器结构如图4-5所示

7、。常用寻边器有光电式和机械偏心式等几种。寻边器是一种对刀专用工具。早期的机械偏心式寻边器需要借助机床主轴的回转找正，测量精度和灵敏度较差。目前，新型光电寻边器具有反应灵敏、对刀精度高的优点，得到普及和应用。图4-6偏心式寻边器的寻边原理课题4.1数控铣削加工的对刀方法 偏心式寻边器的对刀过程。首先，用寻边器寻找工件左侧面，如图4-7为手动快速移动寻边器到工件左侧;然后，Z方向降低寻边器的工作头至可以碰触工件的适当高度，如图4-8所示。改用慢速手动或手轮移动，在寻边器工作头要接触到工件时，逐级调低移动速度倍率，在偏心工作头开始碰触工件时，速度降低到最低档。细心调整手轮，使工作头的偏心逐渐减小到与

8、主轴同轴，如图4-9所示，记下X坐标值。图4-7用偏心式寻边器寻找工件的左侧表面坐标课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-8降低Z轴高度课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-9记下偏心头同轴时的坐标值课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-10寻边器提升到安全高度课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-11记下第二个位置的X坐标值课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-12的计算原理课题4.1数控铣削加工的对刀方法(3)寻边器对刀规范 将寻边器装入机床主轴，令主轴中速(300r/min)转动。选择手动JOG或者手轮HANDLE移动工作方式，将寻边器移动到被测工件一侧，碰触工件表面。逐级细调移动倍率至

9、最低档，将寻边器位置调整到与工件相对中接触。记下该位置的机床坐标值(高性能数控机床具有当前坐标自动记忆、设置功能)。安全退出寻边器，并换位移动到另一被测量的工件表面。课题4.1数控铣削加工的对刀方法 用同样方法测得工件表面的机床坐标值。寻边器退出。计算测量数据并设置工件坐标系原点。(4)对刀操作时应注意以下事项 保持寻边器及工件各安装和接触表面的清洁。进行接触细调时要逐级、逐次将移动倍率旋钮调至最低。细调到位后及时进行坐标值的记忆工作。辨明细调后退出时的手轮方向，不要发生过冲而损坏寻边器。课题4.1数控铣削加工的对刀方法3.以工件边角为原点的对刀图4-13以工件左下角为原点课题4.1数控铣削加

10、工的对刀方法图4-14直接用铣刀试切对刀4.用光电式寻边器对刀课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-15用心轴和量块对刀课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-16光电式寻边器课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-17用寻边器进行对刀求几何中心坐标课题4.1数控铣削加工的对刀方法5.Z坐标方向的对刀在数控铣床和加工中心上Z坐标方向的对刀，主要是确定每把刀具的刀长补偿值和工件的安装高度值。(1)刀具的试切测量法刀具试切法是利用切削刃直接碰触和试切工件上表面，类似数控车床上的试切法对刀。课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-18用刀尖直接碰触工件课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-19Z坐标的测量

11、原理课题4.1数控铣削加工的对刀方法(2)Z轴设定器对刀法Z轴设定器习惯上也称为对刀器，其外观如图4-20所示，目前常用的有表针式和光电式等不同类型。刀具长度补偿值的测定。将对刀器平放到机床台面上，如图4-21所示。当刀尖触及到对刀器的顶部工作面时，指针式对刀器的指针发生摆动，光电式对刀器的发光二极管点亮，记下当前的机床坐标值Z当，由机床的Z坐标总参考值中减掉Z当，再减掉对刀器的高度值H100，得到当前刀具的长度值H01。把这一长度值作为当前刀具的长度补偿值，存储到刀具参数存储库中，以便于程序随时调用。工件Z坐标的测定。如图4-19所示。课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-20Z轴设定器a)

12、表针式b)光电式课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-21刀具长度补偿值的测定课题4.1数控铣削加工的对刀方法4.1.4加工中心的常用机外对刀方法机内对刀是利用数控机床的坐标移动对工件进行校正和移动测量，需要占用大量的辅助测量时间，影响机床的工时利用率，降低生产效率。所以，只用条件允许，一般都采用机外对刀，以便对刀具的各项几何参数预先测定。1.机外对刀仪的作用2.机外对刀仪的主要组成结构课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-22机外对刀仪结构示意图1基座2纵向滑板3刀具安装机构4横向滑板5对刀显示与调节装置6数据显示与传输装置课题4.1数控铣削加工的对刀方法3.典型对刀仪的结构与工作原理图4-

13、23计算机控制系统的数字显示对刀仪的结构组成课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-24光栅数显对刀仪的组成1立柱2锁紧手柄3微调旋钮4纵向移动手轮5基座6主轴锁紧手柄 7主轴回转手轮8主轴9刀具夹紧手轮10投影角度调整手轮11计算机数显系统12刀尖放大投影屏课题4.1数控铣削加工的对刀方法4.刀具的对刀测量 仪器通电。接通对刀仪后部的电源开关，点亮数显系统，仪器进入自动检测程序。自检完成后，数字显示器进入待机状态，并显示0.00数值。数据显示系统的零点校准。正式测量刀具之前，需要对数显系统进行零点校准，即以某个基准刀具的刀位点作为所有刀具的检测基准，这也是对刀仪测量系统的校零工作。刀具的刀位点

14、坐标测量。课题4.1数控铣削加工的对刀方法【实践与练习】4.1.5设计基准的判断与工件坐标系原点的选择练习 试判断图4 25所示零件的设计基准，并合理选择其外部轮廓铣削加工时的工件坐标系原点位置。课题4.1数控铣削加工的对刀方法图4-25外形轮廓的铣削加工图样a)零件图b)立体图课题4.1数控铣削加工的对刀方法【思考与练习】1.什么是设计基准？如何判明某一尺寸的设计基准？2.为什么要尽量使设计基准与工艺基准保持重合？3.数控车床上对刀的实质是什么？4.如何用刀具的试切法对刀？5.如何求工件的几何中心坐标值？6.用偏心式寻边器时应该注意哪些问题？7.用光电式寻边器对刀时应注意哪些问题？8.寻边器

15、的使用规范包括哪些主要内容？9.怎样测定一个孔几何中心的坐标值？课题4.1数控铣削加工的对刀方法10.什么叫对刀仪？其主要用处是什么？11.对刀器与对刀仪有什么区别？12.常用对刀器有哪些规格？有哪些结构形式？13.如何用对刀器测定刀具长度补偿值？14.如何用对刀器测定工件的高度？15.常用刀具预调仪有哪几大主要结构？16.如何正确操作使用对刀仪？应注意些什么问题？17.在批量生产中，对零件进行夹具定位安装时，应如何选择对刀基准？课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺【学习目标】1.知道数控铣削加工刀具参数的基本选择内容。2.会正确选择数控铣削加工的刀具类型与刀具直径。3.知道顺铣和逆铣的定义及其正

16、确选用方法。4.会设置数控铣削加工刀具路线的正确方法。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺【学习任务的提出】4.2.1凸轮型腔的铣削加工图4 26所示工件已经完成方形毛坯的轮廓加工，试编制凸轮形腔的铣削加工程序。工件材料：45钢。【相关知识】4.2.2铣削加工刀具参数的合理选择1.刀具结构类型的选择课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-26凸轮形腔图样课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺2.刀具直径的选择刀具直径的选择要兼顾加工精度和加工效率。精加工主要保证加工精度；粗加工主要追求高加工效率。(1)精加工铣刀直径的选择精加工的刀具首先要保证对清角和侧壁内圆弧过渡两个方向的加工精度，其次是刀具的刚度。图

17、4 27所示为一般铣刀的结构。当工件侧壁根部与底面采用圆角过渡时，要选择符合圆角要求的带圆弧顶刃的铣刀，如图4 27所示的环形切削刃。环形刀也称为鼻形刀，是根部圆弧过渡精加工的首选刀具，具有各种规格的过渡圆角半径r。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-27环形刀的各部尺寸结构课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-28侧壁过渡圆弧的精切余量课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺(2)粗加工铣刀直径的选择对于粗加工，为了提高铣削效率，应采用大直径铣刀，以提高刀具刚性和较大切削量；并同时兼顾型腔的结构条件。但直径越大，给精加工留下的残留余量也越大，如图4 28所示。选择较大的粗加工铣刀，会给精加工刀具的

18、圆弧过渡铣削带来很大的切削载荷。直径较小、刚度较差的精加工刀具在原有进给量的条件下在拐角处会产生较大的弯曲变形，如图4 29所示。此处的切削阻力方向会发生90变换，刀具的弯曲变形方向随之改变，极易在内圆弧转角处产生如图4 30所示的过切，所以粗加工铣刀的直径与精加工铣刀的直径不要相差过大。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-29铣刀的弯曲课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-30铣刀的切削阻力变化引起拐角过切课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-31铣刀圆弧刃各点的切削速度3.选择铣刀时的其他注意事项(1)刀尖圆弧半径r应尽量小选择环形铣刀时，要注意铣刀端刃对切削质量的影响，如图4-31所示

19、。(2)尽量不用球头刀粗切一般，不采用球头模具刀粗加工内腔。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺根据图4 31，处于端面铣刀轴心点的切削速度等于零，如C点。该位置的圆弧切削刃很难切出高质量的表面。所以，球头刀在使用时有铣刀轴线相对于加工表面的法线必须保证不小于20夹角的工艺要求，极限情况下不得小于10。一般情况下，球头刀不适合用于粗切加工。(3)选择铣刀直径应以工件的最小曲率半径为依据为了保证精加工内表面时不产生过切，铣刀半径r应小于工件内轮廓曲面的最小曲率半径。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-32球头铣刀的端面切削残留课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-33工件最小曲率半径对铣刀的影响课

20、题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺(4)铣刀的工作切深H不得过大铣刀刃的轴向切削长度也称为每次工作切深H，由于铣削切削的不对称性，会给铣刀带来很大偏载，引起铣刀轴线较大的弯曲变形。(5)对铣刀切削部长度l的要求课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-34铣刀直径与切深的关系课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-35铣削通槽时的超越长度课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺4.2.3两种铣削方式铣削加工中有顺铣和逆铣两种不同的加工方式，选择不同的铣削方式，对加工精度和刀具磨损等因素的影响程度也不同。1.逆铣(1)逆铣加工的定义如图4-36所示，根据铣削加工中铣刀的转向与不同的进给方向，可以把铣削加工的切削方

21、式分为顺铣和逆铣两种。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-36逆铣与顺铣课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺(2)逆铣加工的特点与应用 逆铣加工的切削过程比较平稳。在逆铣加工中，主要的切削分力为水平分力FH，其方向与进给驱动力Ff的方向相反，这有利于消除刀具与工件之间的各种驱动结构间隙，避免切削进给加工过程中的纵向振动。所以，逆铣切削过程比较平稳，加工表面质量较好。逆铣对工件的夹紧要求高。由于逆铣加工时的垂直分力FV的方向向上，使安装在工作台上的工件向上拉离安装基面，不利于工件稳定安装。所以在逆铣时应对工件稳固夹紧。精加工的切削力较小，一般的夹紧都可以满足要求。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺

22、逆铣对切削刃的磨损损耗较大。逆铣时刀齿先在工件的已加工表面上进行强烈的挤压摩擦，然后开始逐渐挤入工件材料，形成切屑，每一个切削刃所形成的切屑厚度值都由零逐渐增厚。所以，逆铣对切削刃的摩擦和磨损比较严重，切削刃的磨损速度较快。由逆铣的加工特点可以看出，逆铣不适合于切削力大、对夹紧力要求较高的粗铣加工。如果机床的几何精度较差，进给系统的机械间隙较大，不能够保证平稳、安全地顺铣加工时，也应采用逆铣加工。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺 逆铣表面加工硬化较严重。由于逆铣加工经过刀齿的强烈挤压，生成的表面硬化现象较为严重，存在较复杂的残余应力，不利于表面形状的长期稳定；同时，逆铣所造成的表面加工硬化也会

23、给后续的钳工精修工序带来困难，所以，对于铣削加工后还需要经过钳工修研工序的表面，不宜采用逆铣加工。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺2.顺铣(1)顺铣加工的定义如图4-36b所示，切削水平分力方向与进给驱动力方向相同的铣削加工称为顺铣。(2)顺铣加工的特点 顺铣加工有利于工件的稳固夹紧。由于顺铣加工中的垂直方向分力FV指向工件和安装基准台面，巨大的切削力主要由工作台承受，而不是由进给驱动系统承担。因此，顺铣有利于对工件的稳固夹紧，比较适合于切削力和振动较大的粗铣加工。顺铣尤其适合于刚性较差的薄壁件的铣削加工。顺铣对刀齿的磨损较轻。顺铣时刀齿直接从工件待加工表面切入工件材料，不需要经过与工件间的强

24、烈挤压和摩擦，所以，顺铣加工对切削刃的磨损较轻。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺 顺铣容易引起铣削振动。顺铣的水平分力方向与进给驱动力的方向相同，所以铣刀切削的水平分力会超越进给驱动力而把工作台向进给方向拉动，造成丝杠传动间隙的反向和瞬时进给量的增大。由此给铣削力带来突然变化并造成铣削过程的振动，如果丝杠螺母间的传动间隙过大，还会引起刀齿的崩刃现象。(3)顺铣加工的应用由以上分析可以看出，从对刀具的磨损和对工件的可靠夹紧，采用顺铣比逆铣更为有利。在切削用量和切削力较小的精铣加工中，如果丝杠与螺母的间隙经过一定的消隙措施能够有效控制和消除，在铣削水平分力FH不足以拉动机床工作台的条件下，采用顺铣

25、会得到比较好的加工效果。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺4.2.4铣削加工中的走刀路线走刀路线也称为走刀轨迹、刀具路径，是指加工过程中刀具刀位点相对于工件的移动轨迹。1.二维形腔轮廓加工的走刀路线如图4 26所示，平底凸轮型腔采用X、Y两个方向坐标轴的联动插补，即可完成其轮廓曲面的铣削加工，所以称为二维型腔。(1)行切法如图4-37a所示，腔体的加工由铣刀一行一行的铣削轨迹形成，这是形状比较规则的二维型腔铣削经常采用的走刀方式。(2)环切法图4-37b所示为环形切削法，也称为环切法，是按照工件轮廓要求的形状一圈一圈平行走刀加工的运动方式。(3)复合法图4-37c所示的走刀路线是复合切削法，是行

26、切法与环切法的优点组合。2.二维型腔的走刀方向选择3.铣刀的切入和切出路线4.单方向走刀与双向走刀课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-37型腔的三种走刀路线课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-38外轮廓的顺铣和逆铣课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺3.铣刀的切入和切出路线(1)切入、切出路线正确设计的原因直径较小、刚性较差的立铣刀切削时，由于较大的径向切削抗力，极易造成刀具径向弯曲变形，如图4-29所示。(2)走刀路线设计中的“切入”、“切出”原则刀具的切入路线和切出路线的正确设计应遵循“切入”、“切出”原则。(3)轴线方向上的切入路线在刀具轴向，为使刀具不断向深度方向切进，常采用如图4-4

27、3所示的螺旋进给路线或斜线进刀方式。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-39走刀路线的“切入”、“切出”课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺4-40.tif课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-41及时进行刀具的圆弧半径补偿课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-42狭小内表面的“切入”、“切出”课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-43两种轴向切入方式课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺4.单方向走刀与双向走刀(1)双向走刀双向走刀方式如图4-44所示，也称为往复式走刀，走刀轨迹呈己字形分布。(2)单向走刀为了避免双向行切的缺点，可以采用图4-45所示的单向走刀。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4

28、-44双向行切法课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-45单向走刀路线课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-46区域的行切法加工课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-47具有岛屿的单向、双向行切课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺4.2.5三维复杂曲面的走刀路线1.不同类型空间曲面对联动插补轴数的要求2.多坐标插补走刀路线的自动生成原理课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-48复杂曲面轮廓的加工课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-49曲面轮廓的两种加工路线课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-50三维形腔的铣削加工课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-51铣刀刀心移动轨迹与轴线摆动课题4.2凸轮

29、型腔的铣削加工工艺2.多坐标插补走刀路线的自动生成原理(1)参数线生成法计算机利用CAD辅助设计，根据所提供的相关形体参数(即各种设计参数)所自动计算生成的对工件几何形体的描述参数线设定刀具的移动路线,称为参数线生成法,如图4-52所示。图4-52刀具轨迹的参数线生成法课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺(2)截面轮廓生成法截面轮廓生成法主要有两种形式：截平面法和回转截面法。截平面法截平面轮廓法习惯上也称截面法，是指利用一组平截面按照一定方向截取待加工轮廓实体，而获得的一系列截面轮廓线，将刀具沿着轮廓线移动，即可产生所需要的加工轮廓。图4 53所示为用一组水平截面截取轮廓实体，可以得到一系列水平轮

30、廓线作为刀具的加工轨迹，即可产生工件轮廓。这是目前应用最为广泛的一种截取手段。图4-53用水平截面轮廓描述工件轮廓课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-54用扫描法生成的回转曲面课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-55不同方向的截平面获得不同的走刀轨迹课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-56截平面法的不同形式课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-57回转体的轴截面交线课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-58回转体的端截面交线 回转截面法回转截面法的原理如图4-59所示。利用一组与回转实体轴线同轴的回转圆柱面截取工件，获得端部曲面轮廓线。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺把截面交线由外向内或

31、由内向外逐圈连接，即可描述一个曲面。应用回转截面原理可以描述一般盘类零件的曲面，如图4-60所示。(3)投影线法生成刀具轨迹投影线法指将一平面内的几何形线向一个曲面投影，即先在一个平面内描述被投影的几何形线，再投影到指定曲面的表面上，如图4-61所示。由于在一个平面上形成一个复杂二维曲线的方法目前已经比较成熟，可以用许多方法方便灵活地在平面上生成较为复杂的曲线，所以在此基础上，如图4 62所示，将刀具的平面走刀轨迹向第三轴方向再进行联动插补控制，即可在一个空间曲面上得到投影轨迹的效果。图4 63所示为将三种平面形线向曲面投影的结果。课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-59回转截面法生成的曲面

32、轮廓课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-60对盘类件端部曲面的描述法课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-61将平面形线向曲面投影课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-62在Z轴方向上进行投影插补课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-63平面形线向曲面的投影课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-64创建空间投影曲面课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺图4-65将导动线向曲面投影课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺【思考与练习】1.数控铣刀的类型应根据什么选择？2.精铣加工的刀具选择应掌握哪些原则？注意哪些问题？3.粗铣加工应怎样选择刀具？4.铣刀选择时应注意哪些方面的注意事项？5.对铣刀的程长度有哪

33、些要求？6.铣刀的刀尖圆角在选择时应注意哪些使用要求？7.什么叫顺铣？顺铣有哪些特点？适用怎样的使用场合？8.什么叫逆铣？逆铣有哪些特点？在什么场合下可考虑使用逆铣？9.二维轮廓的铣削加工走刀路线有哪三种形式？课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺10.行切法有什么特点？11.环切法有什么特点？应用于什么场合？12.如何正确确定走刀方向？13.为什么会产生接刀痕？如何避免产生接刀痕？14.什么叫“切入”、“切出”原则？15.单向行切和双向行切各有什么特点？课题4.2凸轮型腔的铣削加工工艺课题4.3数控铣削加工工序设计【学习目标】1.知道数控铣削加工的阶段划分原则。2.会进行数控铣削加工工序设计及工艺

34、参数的合理选择；会计算数控铣削加工的各工序尺寸。课题4.3数控铣削加工工序设计【学习任务的提出】4.3.1工件的数控铣削加工工序参数确定4.3.2数控铣削加工阶段的划分4.3.3加工中心上的加工顺序安排4.3.4数控铣削加工的工序余量4.3.5数控铣削加工的切削用量4.3.1工件的数控铣削加工工序参数确定1)圆弧槽侧壁Ra1.6m的表面粗糙度质量要求，需要精铣加工完成。2)粗加工铣刀直径不能过大。3)槽根部的R4mm过渡圆角需要用环型铣刀加工。4)考虑到粗铣产生的切削残留，精加工后还需要进行清根加工。5)2?8H7孔采用钻、扩、铰的加工工序过程，铰削余量取0.040.08mm。课题4.3数控铣

35、削加工工序设计图4-66圆弧槽形腔的铣削加工课题4.3数控铣削加工工序设计【相关知识】4.3.2数控铣削加工阶段的划分1.数控铣削加工的工序集中特点数控铣削加工的阶段划分具有明显的数控加工特征，即集中化程度一般较高，这一点不同于普通机械加工。普通机械加工为了消除粗加工所产生的高温和切削应力，都把粗加工和精加工明显分开，如有可能，还在精加工之前安排以去除内应力为主要目的的热处理。而数控加工则不然，为了追求较高的加工效率，并避免多次重复装夹所带来的安装误差，数控加工经常在一次装夹情况下，完成铣、镗、钻、铰等多道工序。在数控加工中心上，稍微复杂的箱体，在一次安装条件下，往往要经过数十道工序的加工。所

36、以，数控加工中的各工序具有典型的高集成度，而较少采用工序分散原则来划分加工阶段。课题4.3数控铣削加工工序设计 2.数控铣削加工的加工阶段划分对于较重要的复杂结构件，数控加工仍将粗加工和精加工分开，以确保在低温条件下精加工。(1)粗加工数控铣削的粗加工主要追求高切除率，同时切削残留尽量少。(2)半精加工半精加工的目的是为精加工做好工艺准备，包括去除材料加工应力的热处理和提高工件材料综合性能的热处理准备、精加工安装基准的准备等。课题4.3数控铣削加工工序设计(3)精加工精加工是完成零件图样最终要求的主要手段，达到图样精度是精加工的主要目的。(4)清理加工在数控铣削加工中，由于工件形体结构与铣刀刃

37、部结构不统一，往往造成粗加工和精加工的大量切削残留，例如工件的圆弧转角、腔体底部的圆角过渡、走刀过程中产生的接刀痕、圆弧刀尖的行切所遗留下的端面残留等。上述加工阶段的划分不是绝对的，大多数工件可以不经过半精加工，也有许多零件只经过粗加工和精加工两大阶段即可满足加工精度。课题4.3数控铣削加工工序设计4.3.3加工中心上的加工顺序安排1.先面后孔先铣削各个面，包括平面和圆弧面，内表面、内圆柱面等各类铣削面，再进行孔的镗削、钻削等加工，因为铣削加工的切削力大，冲击严重，负荷重，先铣削加工，有利于降低温度和后道工序的平稳切削，提高质量。2.先粗后精先粗加工，再精加工，待所有粗加工全部加工完成后，再精

38、加工，有利于精加工的平稳进行和降低切削温度，也有利于及早发现并剔除有严重缺陷的毛坯。课题4.3数控铣削加工工序设计3.先主要后次要先加工主要表面，再加工次要表面，这是一般工件的基本加工原则。4.先基准后其他先加工基准表面，再加工其他非基准面和不重要表面。课题4.3数控铣削加工工序设计4.3.5数控铣削加工的切削用量1.铣削进给速度F(mm/min)数控加工的进给速度F与铣刀转数n、铣刀齿数z和刀齿的每齿进给量fz相关。课题4.3数控铣削加工工序设计表4-1各种毛坯的数控切削加工工序余量参考(单位：mm)课题4.3数控铣削加工工序设计表4-2铣刀的每齿进给量课题4.3数控铣削加工工序设计表4-3

39、铣削加工的切削速度v2.铣削加工中的切削速度v切削速度反映了加工效率，而直接影响切削效率的因素主要有刀片材料性能、切削温度、机床动力性能和数控系统的高速控制功能等诸因素。课题4.3数控铣削加工工序设计3.标准铣刀的常用切削用量各种铣削加工情况下的推荐切削用量：(1)平面粗铣刀：铣削深度0.10.3mm；每齿进给量fz24mm/z；采用表4-3推荐的铣削速度。(2)球头立铣刀：铣削速度100150m/min；每齿进给量fz=0.10.2mm/z；进给速度vf=100150mm/min。(3)T形槽铣刀：铣削速度100150m/min；每齿进给量fz=0.080.15mm。课题4.3数控铣削加工工序设计【思考与练习】1.数控铣削加工的工序余量、切削用量如何确定？2.数控铣削加工阶段如何划分？课题4.3数控铣削加工工序设计