第4章数控铣床的程序编制
(4)镶硬质合金立铣刀可用于加工凹槽、窗口面 、凸台面和毛坯表面。
(5)镶硬质合金的“玉米”铣刀可以进行强力切 削,铣削毛坯表面和用于孔的粗加工。
(6)加工精度要求较高的凹槽时,可采用直径比 槽宽小一些的立铣刀。
(7)在数控铣床上钻孔,一般不采用钻模,钻孔 深度为直径的5倍左右的深孔加工容易折断钻 头,可采用固定循环程序,多次自动进退,以 利于冷却和排屑。
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2、 刀具
选用数控铣刀时应注意以下几点。 (1)在数控机床上铣削平面时,应采用可转位硬质合金刀 片铣刀。一般采用两次走刀,一次粗铣,一次精铣。当 连续切削时,粗铣刀直径要小些以减少切削扭矩 (2)高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽,最好不要用于 加工毛坯面 (3)加工余量较小,并且要求表面粗糙度较低时,应采用 立方氮化硼(CBN)刀片端铣刀或陶瓷刀片端铣刀。
(1) 行切加工法 (2) 环切法加工
行切加工法
行切法
环切法
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(2) 三坐标联动加工
三坐标联动加工
第4章 数控铣床的程序编制 4.1.3数控铣床的工艺装备
1、 夹具 凸轮夹具
(1)数控铣床在铣削加工时用的夹具都有哪些?
平口钳、三爪卡盘、四爪卡盘、螺钉压板以及专用 夹具。
(2)数控铣床的分类
A、按主轴的位置分类:
数控立式铣床 数控卧式铣床 立卧两用数控铣床
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前言 2、数控铣床的命名、分类及应用 (2)数控铣床的分类 B、按构造上分类: 工作台升降式数控铣床、主轴头升降式数 控铣床、龙门式数控铣床
主轴头升降式数控铣床
龙门数控铣床
工作台升降式数控铣床
凡能采用双负前角刀具加工时建议优先选用双负前角铣 刀,以便充分利用和节省刀片。当采用双正前角铣刀产生崩 刃(即冲击载荷大)时,在机床允许的条件下亦应优先选用双 负前角铣刀。
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双正前角 双正前角铣刀采用带有后角的刀片,这种铣刀楔角 小,具有锋利的切削刃。由于切屑收缩比小,所耗切削功率 较小,切屑成螺旋状排出,不易形成积屑瘤。这种铣刀最宜 用于软材料和不锈钢、耐热钢等材料的切削加工。对于刚性 差(如主轴悬伸较长的镗铣床)、功率小的机床和加工焊接结 构件时,也应优先选用双正前角铣刀。 正负前角(轴向正前角、径向负前角) 这种铣刀综合了 双正前角和双负前角铣刀的优点,轴向正前角有利于切屑的 形成和排出;径向负前角可提高刀刃强度,改善抗冲击性能。 此种铣刀切削平稳,排屑顺利,金属切除率高,适用于大余 量铣削加工。WALTER公司的切向布齿重切削铣刀F2265就 是采用轴向正前角、径向负前角结构的铣刀。
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2、 刀具 (1)铣刀类型选择
1) 加工曲面类零件时.
加工曲面类铣刀
球头铣刀
机夹式球头铣刀
球头铣刀曲面铣削方式
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球头立铣刀
通用性:仿形铣 和曲面铣,以坡
旋 走铣或螺旋插补 转 铣加工型腔适用
于高速加工
刀 具 的 选 择
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2) 铣较大平面时,为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度, 一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀。
的大小直接影响切削功率和刀具的抗振性能。铣刀的主偏角 越小,其径向切削力越小,抗振性也越好,但切削深度也随 之减小。
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主偏角
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2)前角γ 铣刀的前角可分解为径向前角γf 和轴向前角γp,径向前角γf主要
影响切削功率;轴向前角γp则影响切屑的形成和轴向力的方 向,当γp为正值时切屑即飞离加工面。径向前角γf和轴向前
多功能圆刀片铣刀
刀片可多次转位,切削刃强
度高,切削刃强度高;随切
旋 转
深不同,其主偏角和切屑负 载均会变化,切屑很薄,最 适合加工耐热合金
刀
具
的
选
择
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5)孔加工时,可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具。
(2)铣刀结构选择
1)平装结构(刀片径向排列)
平装结构铣刀
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K类合金用于加工产生短切屑的黑色金属、有色金属及 非金属材料,如铸铁、铝合金、铜合金、塑料、硬胶木等。 其中,组号越大,则可选用越大的进给量和切削深度,而切 削速度则应越小。
直线铣削 斜线铣削 立铣刀切削方式 圆弧铣削 螺旋铣削 钻式铣削
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4.1.4数控铣削的工艺性分析
1、选择并确定数控铣削加工部位及工序内容 在选择数控铣削加工内容时,应充分发挥数控铣床的优势和关
中齿铣刀 系通用系列,使用范围广泛,具有较高的 金属切除率和切削稳定性。
密齿铣刀 主要用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给 速度切削加工。在专业化生产(如流水线加工)中,为充分利 用设备功率和满足生产节奏要求,也常选用密齿铣刀(此时 多为专用非标铣刀)。
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(5)铣刀直径的选择
2)立装结构(刀片切向排列)
立装结构铣刀
刀片的安装:
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(3)铣刀角度的选择
铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。为满 足不同的加工需要,有多种角度组合型式。各种角度中最主
要的是主偏角和前角
1)主偏角Kr 主偏角为切削刃与切削平面的夹角,如图。铣刀的主偏
角有90°、88°、75°、70°、60°、45°等几种。 主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。径向切削力
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(4)铣刀的齿数(齿距) 选择
铣刀齿数多,可提高生产效率,但受容屑空间、刀齿强 度、机床功率及刚性等的限制,不同直径的铣刀的齿数均有 相应规定。为满足不同用户的需要,同一直径的铣刀一般有 粗齿、中齿、密齿三种类型。
粗齿铣刀 适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或 切削宽度较大的铣削加工;当机床功率较小时,为使切削稳 定,也常选用粗齿铣刀。
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4.1数控铣床程序编制的基础 4.1.1数控铣床的主要功能 1、 点位控制功能 2、 连续轮廓控制功能 3、 刀具半径补偿功能 4、 刀具长度补偿功能 5、 比例及镜像加工功能 6、 旋转功能 7、 子程序调用功能 8、 宏程序功能
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4.1.2数控铣床的加工工艺范围 1、平面类零件 2、 直纹曲面类零件 3、 立体曲面类零件
P类合金(包括金属陶瓷)用于加工产生长切屑的金属材料, 如钢、铸钢、可锻铸铁、不锈钢、耐热钢等。其中,组号越 大,则可选用越大的进给量和切削深度,而切削速度则应越 小。
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M类合金用于加工产生长切屑和短切屑的黑色金属或有色 金属,如钢、铸钢、奥氏体不锈钢、耐热钢、可锻铸铁、合 金铸铁等。其中,组号越大,则可选用越大的进给量和切削 深度,而切削速度则应越小。
槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件尺寸选择,并保证 其切削功率在机床允许的功率范围之内
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(6)铣刀的最大切削深度 不同系列的可转位面铣刀有不同的最大切削深度。最大
切削深度越大的刀具所用刀片的尺寸越大,价格也越高,因 此从节约费用、降低成本的角度考虑,选择刀具时一般应按 加工的最大余量和刀具的最大切削深度选择合适的规格。当 然,还需要考虑机床的额定功率和刚性应能满足刀具使用最 大切削深度时的需要。 (7)刀片牌号的选择
角γp正负的判别见图4.16。 常用的前角组合形式如下:
前角
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双负前角 双负前角的铣刀通常均采用方形(或长方形)无后 角的刀片,刀具切削刃多(一般为8个),且强度高、抗冲击性 好,适用于铸钢、铸铁的粗加工。由于切屑收缩比大,需要 较大的切削力,因此要求机床具有较大功率和较高刚性。由 于轴向前角为负值,切屑不能自动流出,当切削韧性材料时 易出现积屑瘤和刀具振动。
1)平面铣刀 选择平面铣刀直径时主要需考虑刀具所需功率应在机床
功率范围之内,也可将机床主轴直径作为选取的依据。平面 铣刀直径可按D=1.5d(d为主轴直径)选取。在批量生产时, 也可按工件切削宽度的1.6倍选择刀具直径。 2)立铣刀
立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求,并 保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内。如系小直径立 铣刀,则应主要考虑机床的最高转数能否达到刀具的最低切 削速度(60m/min)。 3)槽铣刀
气动卡盘
铣削用三爪卡盘
用螺钉压板装夹零件
铣削用四爪卡盘
(2)对零件的定位、夹紧方式需要注意的:
(a)选用夹具要综合考虑产品的生产批量、生产效 率、质量保证及经济性等问题。 (b)零件定位、夹紧的部位应不妨碍各部位的加工、 刀具更换以及重要部位的测量。 (c)夹紧力应力求通过靠近主要支撑点或在支撑点 所组成的三角形区域内。 (d)零件的装卡、定位要考虑到重复安装的一致性, 以减少对刀时间,提高同一批零件加工的一致性。
保证刀具所需功率在机床额定
刀
功率范围以内。如系小直径立 铣刀,的最低切
的
削速度要求
选
择
面铣刀的直径应比 切宽大20%~50%
两次走刀铣削平面,轨迹之间须有重叠部分
90°面铣刀 适用于薄壁零件、装夹较
差的零件和要求准确90 °
旋
成形场合,进给力等于切
转
削力,进给抗力大,易振 动,要求机床具有较大功
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2、选择工件坐标系时应注意:
1)工件零点应选在零件的尺寸基准上,这样便于坐标值 的计算,并减少错误;
2)工件零点尽量选在精度较高的工件表面,以提高被加 工零件的加工精度;
3)对于对称零件,工件零点设在对称中心上; 4)对于一般零件,工件零点设在工件轮廓某一角上; 5)Z轴方向上零点一般设在工件表面; 6)对于卧式加工中心最好把工件零点设在回转中心上, 即设置在工作台回转中心与Z轴连线适当位置上; 7)编程时,应将刀具起点和程序原点设在同一处,这样 可以简化程序,便于计算。