数控车铣加工实操教程（中级）教学课件4.pptxVIP

;本章节课程学习内容：;4.1 目的与要求;4.3 相关知识概述概述; 由加工变形理论可知，切削要素及辅助支撑等因素对工艺系统刚度有一定的影响。在薄壁结构件加工系统中，薄壁件的特 性和结构是本质要素，刀具结构和走刀变化是改进的优先选择，夹具和机床的变化是工艺系统得到保障的两大要点，切削力 的控制也不可或缺。只有协调一致，才能把薄壁结构件的变形量控制在理想范围内。; 切削开始时，选择适当的切入方式可有效控制工件变形。刀轨切入方式的不同直接关系到加工质量的差异，这种变化在薄壁 结构件的加工中变得尤为明显。直接切入法：以全切深、满进给方式的法向进刀方式，影响刀具寿命（见图4-2a） ；切向进刀 式： 平缓切入工件、平稳增加切削载荷、靠侧刃逐渐向下 铣削而实现进刀，该切向进刀方式内含的斜线式和螺旋式路径图如图 4-2b 所示。经对比可知，切向切入优于法向切入。其优点表现为：①对刀具的常规化保护；②进一步提高加工质量：切入切出 时不会残留驻刀痕迹；③可掌控变形量并得到缩减。采用步进进刀的方式是另一种不改变法向切入方式而达到控制变形的方法 。通过控制全切深尺寸的变化，将原有工艺方案的一次下刀改变为n次下刀，每次切入深度为 此方法对刀具和加工表面质 量具有保护成效，但加工效率大幅降低，且多次加工致使加工精度有所差异。; 薄壁结构件的加工路径不同导致工件内残余应力不同，通过各种作用力耦合造成不同的变形情况。修正走刀路径可达到 控制变形的目的。在设计好的走刀路径下根据各工步变形分析和误差分析来确定数控偏移量，得到优化刀路后的编程加工， 可有效减小变形量。图4-3为薄壁件走刀路径修正步骤图。;4）残余应力的消除与均匀化。 薄壁切削过程中，残余应力也随同变化。工件原有的应力随着切削余量不断减少得到释放和重新分布，新的残余应力随着工艺 系统各种作用力的耦合而产生，并通过变形达到静态平衡。为了消除和均匀化残余应力以解决超型问题，可通过多种渠道解决： ①化学成分的定量控制； ②时效回火???喷丸等处理，解除残余应力； ③机械拉伸板材件矫正变形，除去残余应力； ④通过深冷处理模锻件，内应力得到消除。; 高精度的效果； ②电控永磁吸盘装夹：电控永磁吸盘（EPChuck）是把强力稀土磁钢沿X轴和Y轴方向按N极和S极交替着以方格形式 布置，产生强大的磁力，保证吸盘的刚性及紧凑结构，具有稳定、精准和不易产生热变形等优点，主要应用于高速 加工中。 机床的选择也很重要，选择定位精度和重复定位精度高的机床加工薄壁结构件，可更有效地控制加工变形。对于齿 形面和不易控制的曲面，可由五轴加工中心替代三轴加工中心。与三轴加工中心相比，五轴联动更利于减小切削力 和控制变形量。设计特殊机床也是方法之一，如可以设计双轴结构在结构件两端同步加工，同步抵消受力不均带来 的变形。;过大、刀具的磨损、保证加工质量极为重要，另一方面则是要在优化过程中重视加工效率，但合理参数的选择往往是 以激增工时和加工成本为代价的。实际加工中需要兼顾两者选择需要的部分。②刀具刚度的优化：刀具材料和角度的 选择对加工变形都有一定的影响，但刀具刚度的影响更为明显。由加工变形理论可知，工艺系统的刚度和刀具刚度成 正比关系。选择刀杆较细和每齿进给量较小的铣刀进行薄壁加工，可减小切削力，降低切削颤振，增加刀具刚度，对 控制加工变形具有一定的效果。③切削热的控制：切削热的产生不可避免，在固定工件、选择合理加工参数后，采用 有效的冷却手段尤为重要。选取与加工要求相匹配的切削液，能够减小切削力，保证加工质量，抑制切削热。 在控制复杂薄壁结构件的变形时，还可采用添加辅助支承的方法来增强刚性和保证工件加工定位时的稳定性，利用 Ansys、Nastran等CAE软件进行多角度变形预测解析，合理安排加工的各个阶段，采用工序集中的原则，选择合理定位 基准等措施都可对减小加工变形有一定的作用。 ;2.CAM软件编程功能的比较;3.高速切削的编程;2）尽量保持刀具负载不变。高速加工时，建议尽可能地保持一个稳定的切削参数，包括保持切削厚度、进给量 和切削线速度的一致性。如图4-7所示，分层切削要优于仿形加工。摆线式加工这是一种专门针对高速加工的刀位 轨迹策略，所谓“摆线”即为圆上一固定点随着圆沿曲线滚动时生成的轨迹，由于切削过程中总是沿一条具有固定 曲率的曲线运动，使得 刀具运动总能保持一致的进给率。如图4-8所示，在曲面切槽加工中，当用螺旋下刀切入 工件后，利用摆线切削摆动前进切开一道或两道通槽，而不是直接直线走刀切削通槽，在通槽切削出来后，再使 用直线走刀进行切削。这样就有效地避免了全刃径的切削，使得整个曲面切槽加工的每刀的切削负荷