2016数控加工工艺（主编施晓芳-电子工业出版社）典型零件的数控铣削加工工艺.docVIP

第四节 典型零件的数控铣削加工工艺 教学目标 熟练掌握数控铣削加工工序安排的基本方法 教学重点 熟练掌握数控铣削加工工序安排的基本方法 教学难点 熟练掌握数控铣削加工工序安排的基本方法 教学手段、教具 讲述、举例、练习 参考课时 8课时 教学过程 例1：完成如图所示的特形凸轮数控加工工艺。说明：工件材料为不锈钢，加工数量为5件。 1.凸轮加工工艺分析 （1）零件图工艺分析 该凸轮工件，整体尺寸较精确，形状不规则，有三组特性的凸轮曲线，其中两组的曲线是互相对称的，曲线的外形以曲线方程的形式描述。凸轮组成几何元素之间关系清楚、条件充分，编程时，所需基点坐标很容易求得。 （2）确定零件的定位基准和装夹方法 本例凸轮为小型凸轮，定位基准的选择方法是：毛坯经普通车床加工后，用慢走丝线切割加工出特型凸轮中间的等六边形孔，作为数控铣削的定位基准； 制作使用六边形孔定位的夹具；在数控铣床上安放一个自定心三爪卡盘，夹持一个经过调质处理的直径合适的棒料，棒料端部车出螺纹，用数控铣床加工出六棱体，将毛坯固定在夹具上，两次装夹，多刀粗精铣出特型凸轮的三组曲线的整个形状。 （3）确定进给路线 （4）设备选择 根据加工要求，选择一般规格的数控铣床。 2.选择刀具及切削余量 铣刀材料和几何参数主要根据零件材料切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小选择；切削用量是依据零件材料特点、刀具性能及加工精度要求确定。通常为提高切削效率要尽量选用大直径的铣刀；侧吃刀量取刀具直径的三分之一到二分之一，背吃刀量应大于冷硬层厚度；切削速度和进给速度应通过试验选取效率和刀具寿命的综合最佳值。精铣时切削速度应高一些。本例零件材料(不锈钢)，切削加工性较差，选用φ12mm硬质合金立铣刀，主轴转速取150～235r／min，进给速度取25～45mm／min。铣削余量分三次完成，第一次加工后留余量1.5mm，第二次背吃刀量1.2mm，凸轮各面均留0.2-0.3mm精铣余量。在第二次进给完成之后，检测零件几何尺寸，依据检测结果决定进刀深度和刀具半径偏置量，分别对特性凸轮各曲面精铣一次，达到图样要求的尺寸。 编制刀具卡片如表6-7。 表6-7 刀具卡 编制人 年 月 日 3.加工工艺编制 表6-8 机械加工工艺过程卡 4.数控加工工序卡 编制数控加工工序卡见表6-9。 表6-9数控加工工序卡 编制人： 年 月 日 例二：图所示为平面槽形凸轮零件，其外部轮廓尺寸已经由前道工序加工完，本工序的任务是在铣床上加工槽与孔。零件材料为HT200，其数控铣床加工工艺分析如下。 1．零件图工艺分析 凸轮槽形内、外轮廓由直线和圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整，凸轮槽侧面与φ20、φ12两个内孔表面粗糙度要求较高，为Ra1.6。凸轮槽内外轮廓面和φ20孔与底面有垂直度要求。零件材料为HT200，切削加工性能较好。 根据上述分析，凸轮槽内、外轮廓及φ20、φ12两个孔的加工应分粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度要求。同时以底面A定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。 2．确定装夹方案 根据零件的结构特点，加工φ20、φ12两个孔时，以底面A定位(必要时可设工艺孔)，采用螺旋压板机构夹紧。加工凸轮槽内外轮廓时，采用“一面两孔”方式定位，即以底面A和φ20、φ12两个孔为定位基准。为此，设计一“一面两销”专用夹具，在一垫块上分别精镗φ20、φ12两个定位销安装孔，孔距为65mm，垫块平面度为0.04mm。装夹示意如图所示。采用双螺母夹紧，提高装夹刚性，防止铣削时振动。 l-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 3．确定加工顺序及进给路线 加工顺序的拟定按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此应先加工用作定位基准的φ20、φ12两个孔，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。为保证加工精度，粗、精加工应分开，其中φ20、φ12两个孔的加工采用钻孔-粗铰-精铰方案。 进给路线包括平面进给和深度进给两部分。平面进给时，外凸轮廓从切线方向切入，内凹轮廓从过渡圆弧切入。为使凸轮槽表面具有较好的表面质量，采用顺铣方式铣削，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凹轮廓逆时针方向铣削，图所示即为铣刀在水平面内的切入进给路线。深度进给有两种方法：一种是在XOZ平面(或YOZ平面)来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。 a） 直线切入外凸轮廓 b）过度圆弧切入内凹轮廓 4．刀具选择 根据零件的结构特点，铣削凸轮槽内、外轮廓时，铣刀直径受槽宽限制，取为φ6mm。粗