项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制

漳州职业技术学院机械系数控教研室项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制22项目总体能力目标：1.会对中等以上复杂程度零件图进行数控铣削加工工艺性分析,包括:分析零件图纸技术要求，检查零件图的完整性和正确性，分析零件的结构工艺性；2.会拟定中等以上复杂程度零件的数控铣削加工工艺路线,包括:选择加工方法，划分加工阶段,会划分加工工序，确定加工路线，确定加工顺序；3.会选择中等以上复杂程度零件的数控铣削加工刀具；4.会选择中等以上复杂程度零件的数控铣削加工夹具，并确定装夹方案；5.会按中等以上复杂程度零件的数控铣削加工工艺选择合适的切削用量与机床；6.会编制中等以上复杂程度数控铣削零件的数控铣削加工工艺文件。项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制33项目总体工作任务：1．分析中等以上复杂程度零件图的数控铣削加工工艺性；2．拟定中等以上复杂程度零件的数控铣削加工工艺路线；3．选择中等以上复杂程度零件的数控铣削加工刀具；4．选择中等以上复杂程度零件的数控铣削加工夹具，确定装夹方案；5．按中等以上复杂程度零件的数控铣削加工工艺选择合适的切削用量与机床；6．编制中等以上复杂程度零件的数控铣削加工工艺文件。项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制44单元一分析编制平面轮廓类零件数控铣削综合加工工艺单元二分析编制型腔类模具数控铣削综合加工工艺项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制55单元能力目标：1.会数控铣削中等以上复杂程度零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定；2．会制订中等以上复杂程度零件数控铣削综合加工工艺；3．会编制中等以上复杂程度零件数控铣削加工工艺文件。单元工作任务：1．分析图6-1所示平面槽形凸轮加工案例零件图纸，进行相应的工艺处理；2．制订图6-1所示平面槽形凸轮加工案例零件数控铣削加工工艺；3.编制图6-1所示平面槽形凸轮加工案例零件数控铣削加工工序卡、刀具卡等工艺文件。单元教学学时：2学时单元一分析编制平面轮廓类零件数控铣削综合加工工艺项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制66图6-1平面槽形凸轮加工案例平面槽形凸轮加工案例零件说明：该平面槽形凸轮加工案例零件为半成品，零件材料：HT200铸铁，小批生产。该零件除凸轮槽之外其他工序均已按图纸技术要求加工好，要求数控铣削凸轮槽。如何设计该平面槽形凸轮加工案例的数控铣削加工工艺？项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制77•1．零件图纸工艺分析•该案例零件凸轮轮廓由HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF所组成，组成轮廓的各几何要素关系清楚，条件充分，所需要基点坐标容易计算。凸轮内外轮廓面对底面X有垂直度要求，零件材料为铸铁HT200，切削工艺性较好。•通过上述分析，采取如下工艺措施：•凸轮内外轮廓面对底面X有垂直度要求，只要提高装夹精度，使底面X与铣刀轴线垂直，即可保证。教学过程设计【完成工作任务步骤】：项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制88•2．加工工艺路线设计•该平面槽形凸轮加工案例零件加工顺序按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此，应先加工用作定位基准的¢35mm及¢12mm两个定位孔和底面X，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。由于该零件的¢35mm及¢12mm两个定位孔和底面X已在前面工序加工完成，这里只分析加工凸轮槽的加工走刀路线，加工走刀路线包括平面内进给走刀和深度进给走刀两部分路线。平面内的进给走刀，对外轮廓是从切线方向切入；对内轮廓是从过渡圆弧切入，如下图所示。为使凸轮槽表面具有较好的加工表面质量，采用顺铣方式铣削，即对外轮廓按顺时针方向铣削，对内轮廓按逆时针方向铣削。深度进给按坡走铣法逐渐进刀到既定深度。（a）直线切入外轮廓（b）过渡圆弧切入内轮廓项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制99•3．机床选择•数控铣削平面凸轮槽，一般采用两轴以上联动的数控铣床。因此，首先要考虑的是零件的外形尺寸和重量，使其在机床的允许加工范围之内；其次考虑数控铣床的加工精度是否能满足凸轮槽的设计要求；最后考虑凸轮槽的最大圆弧半径是否在数控系统允许的范围之内。根据上述要求，数控铣床XK5025即可满足。•4．装夹方案及夹具选择•由于该零件的¢35mm及¢12mm两个定位孔和底面X已在前面工序加工完成。因此，该案例零件的定位可采用“一面两销（两孔）”定位，即用底面X和¢35mm及¢12mm两个基准孔作为定位基准。项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1010•根据案例零件特点，用一块320mm×320mm×40mm的垫块，在垫块上分别加工出¢35mm及¢12mm两个定位孔（注：配定位销），孔距80±0.015mm，垫块平面度在0.05mm以内，该案例零件在加工前，先找正固定夹具，使两定位销孔的中心线与机床X轴平行，夹具平面要保证与机床工作台面平行，并用百分表检查。平面槽形凸轮加工案例零件在夹具上的装夹示意如图所示。1—开口垫圈；2—带螺纹圆柱销；3—压紧螺母；4—带螺纹削边销；5—垫圈；6—工件；7—垫块项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1111•5．刀具选择•根据案例零件结构特点，铣削凸轮槽内、外轮廓（即凸轮槽两侧面）时，铣刀直径受槽宽限制，同时考虑HT200铸铁属于一般材料，加工性能较好，选用¢18mm硬质合金立铣刀。•6．切削用量选择•凸轮槽内、外轮廓精加工时留0.2mm精铣余量，确定主轴转速与进给速度时，查表5-5铣削加工的切削速度参考值和表5-4铣刀每齿进给量参考值，确定切削速度与每齿进给量，然后根据有关公式计算出主轴转速与进给速度。具体切削用量详见平面槽形凸轮加工案例数控加工工序卡。•7．填写数控加工工序卡和刀具卡（1）平面槽形凸轮加工案例数控加工工序卡如表6-1所示（2）平面槽形凸轮加工案例数控加工刀具卡如表6-2所示项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1212单元能力目标：1．会分析数控铣削模具的加工工艺特点；2．会制订型腔类模具零件数控铣削综合加工工艺；3．会编制型腔类模具零件数控铣削加工工艺文件。单元工作任务：1．分析图6-5所示盒形模具凹模加工案例，制订正确数控铣削加工工艺；2．编制图6-5所示盒形模具凹模加工案例数控加工工序卡、刀具卡等工艺文件。单元教学学时：2学时单元二分析编制型腔类模具数控铣削综合加工工艺项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1313图6-5盒形模具凹模加工案例项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1414盒形模具凹模加工案例零件说明：该盒形模具凹模为单件生产，工件材料为T8A，外形为六面体，内腔型面复杂。主要结构是由多个曲面组成的凹形型腔，型腔四周的斜平面之间采用R7.6mm的圆弧面过渡，斜平面与底平面之间采用R5mm的圆弧面过渡，在模具的底平面上有一个四周也是斜平面的锥台，模具的外部结构是一个标准的长方体。该案例零件除凹形型腔外，其他部位均已加工好，要求数控铣削凹形型腔。如何设计该盒形模具凹模加工案例的数控加工工艺？现有该盒形模具凹模加工案例加工工艺规程如下:盒形模具凹模加工案例加工工艺规程（注：Φ20铣刀4刃，Φ8铣刀2刃）项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1515完成工作任务需再查阅的背景知识•资料：数控铣削模具的加工工艺特点•1.模具加工的基本特点•（1）加工精度要求高•模具上、下模的组合，镶块与型腔的组合，模块之间的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具尺寸精度甚至达微米级。•（2）表面复杂•有些模具表面是由多种曲面组合而成。因此，模具型腔面就很复杂，有些曲面必须用数学计算方法进行处理。•（3）批量小•模具的生产不是大批量成批生产，在很多情况下往往只生产一副。•（4）工序多•模具加工中总要用到铣、镗、钻、铰和攻螺纹等多种工序。项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1616（5）重复性投产模具的使用寿命是有限的，当一副模具的使用超过其寿命时，就要更换新的模具，因此模具的生产往往有重复性。（6）仿形加工模具生产中有时既没有图样，也没有数据，要根据实物进行仿形加工。（7）模具材料优异，硬度高模具的主要材料多采用优质合金钢制造，这类钢材从毛坯锻造、加工到热处理均有严格要求。根据上述诸多特点，在选用加工机床上要尽可能满足加工要求。如数控系统的功能要强，机床精度高，刚性好，热稳定性好，具有仿形加工功能等。2.模具加工一般应采取的技术措施根据上述模具加工的特点，一般在加工工艺上采取一些措施，以便发挥机床高精度、高效率的特点，保证模具加工质量。项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1717•（1）精选材料，毛坯材质均匀。•（2）合理安排工序，精化工件毛坯。•（3）数控机床的刚性好，在加工中尽可能选择较大的切削用量提高效率。•（4）有些工件由于易产生切削内应力、热变形，必须多次装夹才能完成。•（5）加工顺序的安排•①重切削、粗加工、去除零件毛坯上大部分余量。•②加工发热量小，精度要求不高的工序。•③在模具加工中精铣曲面。•④打中心孔、钻小孔、攻螺纹。•⑤精镗孔、精铣平面、铰孔。•注意：在重切削、精加工时要有充分的冷却液，粗加工后至精加工之前要有充分的冷却时间，在加工中尽量减少换刀次数，减少空行程移动量。项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1818•3.刀具的选择•数控机床加工曲面构成的型腔时，需要采用球头刀以及环形刀（即立铣刀刀尖呈圆弧倒角状）。•4.铣削曲面时应注意的问题•（1）粗铣•粗铣时应根据被加工曲面给出的余量，用立铣刀按等高面一层一层地铣削，粗铣台阶的高度视粗铣精度而定。•（2）半精铣•半精铣的目的是使被加工表面更接近于理论曲面，采用球头铣刀加工。半精加工的行距和步距可比精加工大。•（3）精铣•精铣最终加工出理论曲面。用球头铣刀精加工曲面时，一般用行切法。对于敞开性比较好的工件，行切折返点应选在曲面的外面。对敞开性不好的工件表面，由于折返时切削速度的变化，易在已加工表面上留下由停顿和振动产生的刀痕。项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制1919•（4）球头铣刀在铣削曲面时，其刀尖处的切削速度很低，应适当地提高机床主轴转速，避免用刀尖切削。•（5）避免垂直下刀。•（6）铣削曲面零件时，如果发现零件材料热处理不好、有裂纹、组织不均匀等现象，应及时停止加工。•（7）在铣削模具型腔比较复杂的曲面时，一般需要较长的周期。因此，在每次开机铣削前应对机床、夹具、刀具进行适当的检查，以免中途发生故障，影响加工精度，甚至造成废品。•（8）在模具型腔铣削时，应根据工件表面的粗糙度掌握修挫余量。对于铣削比较困难的部位，如果工件表面粗糙度高，应适当多留些修挫余量；而对于平面、垂直沟槽等容易加工的部位，应尽量降低工件表面粗糙度值，减少修挫工作量，避免因大面积修挫而影响型腔曲面的精度。项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制2020•（1）对图6-5所示盒形模具凹模加工案例进行详尽分析，找出该盒形模具凹模加工工艺有什么不妥之处？•①加工方法选择是否得当？•②夹具选择是否得当？•③刀具选择是否得当？•④加工工艺路线是否得当？•⑤切削用量是否合适？•⑥工序安排是否合适？•⑦机床选择是否得当？•⑧装夹方案是否得当？•（2）对上述问题进行分析后，如果有不当的地方，改正过来，提出正确的工艺措施；•（3）制定正确工艺，并优化工艺；•（4）填写该盒形模具凹模加工案例加工工序卡、刀具卡，确定装夹方案。教学过程设计项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制2121（1）盒形模具凹模加工案例数控加工工序卡如表6-5所示（2）盒形模具凹模加工案例数控加工刀具卡如表6-6所示（3）盒形模具凹模加工案例装夹方案该盒形模具凹模加工案例零件前后左右结构对称，凹形型腔深度尺寸以上平面作为尺寸基准，上下平面已按图纸技术要求加工好，保证平行，故该案例零件加工时可以下平面及相互垂直的两側面作为定位基准定位。因该盒形模具凹模加工案例零件为半成品，单件生产，工件四周已按图纸技术要求加工好，外形尺寸不大，故可采用按项目五图5-43螺栓压板组合夹具示例所示找正后装夹工件。加工案例加工工艺与装夹方案项目六数控铣削零件综合加工工艺分析编制2222谢谢！