项目四、铣削加工方法

北京市自动化工程学校

课程名称普通铣床加工零件2013-2014 学年第一学期教案编号3-9

北京市自动化工程学校教案用纸No 1

北京市自动化工程学校教案尾页

UG_CAM多轴铣削加工教程

多轴加工的优点 1.减少零件的装夹次数，缩短辅助时间，提高定位精度 2.可以加工三轴无法加工的斜角和倒勾等区域 3.用更短的刀具从不同的方位去接近零件，增加刀具刚性 4.让刀具沿零件面法向倾斜，改善切削条件，避免球头切削 5.使用侧刃切削，获得较好表面，提高加工效率 6.可用锥度刀代替圆柱刀，柱面铣刀代替球头刀加工 m_axis.avi

多轴加工的关键因素?机床：不同的结构的机床具有不同的优缺点，应跟据特定的任务选 取合适的机床? 控制系统：多数有名的控制系统都提供了很好的功能，但也有其特定领域的强项? CAM系统：NX是最好的系统之一,以丰富的功能满足不同的需要,尤其是刀轴控制选项?人员：具备必要的知识和经验 X Z B C X Z

多轴加工的方式 用固定轴功能实行定位加工：机床的旋转轴先转到一固 定的方位后加工，转轴不与ＸＹＺ联动，ＮＸ各固定轴 加工方式都可指定刀具轴实现多轴加工 用可变轴曲面铣实行联动加工：在实际切削过程中，至少有一个旋转轴同时参加ＸＹＺ的运动，ＮＸ提供强大的刀轴控制，走刀方式选择，刀路驱动 用顺序铣实行多轴联动清根：适用于需要完全控制刀路生成过程的每一步骤的情况，支持２－５轴的铣削编程，交互地一段段生成刀路

曲面轮廓铣原理 曲面轮廓铣：刀具跟随零件的表面形状进行加工，有效的清除其它刀具加工后的残余，完成零件的精加工 刀轨创建需要2个步骤: 第1步从驱动几何体上产生驱动点 第2步将驱动点沿投射方向投射到零件几何体上,刀具跟随这些点进行加工

ＮＸ多轴编程的注意点 1.编制刀路时总需指定刀轴方向，默认为加工座标系的Ｚ轴 2.在固定轴编程中将刀轴设定为非Ｚ轴可实现多轴定位加工 3.可变轴编程中，大多情况下，刀轴是非(0,0,1) 4.利用可变轴功能，一定要正确设定刀具轴方向 5.多轴加工时需确保在刀具或工作台旋转中不发生干涉 6.建议在每一操作结束时，将刀轴回复到(0,0,1)

切削加工常用计算公式

附录3：切削加工常用计算公式 1. 切削速度Vc (m/min) 1000n D Vc ?π?= 主轴转速n (r/min) D 1000 Vc n ?π?= 金属切除率Q (cm 3/min) Q = V c ×a p ×f 净功率P (KW) 3p 1060Kc f a Vc P ????= 每次纵走刀时间t (min) n f l t w ?= 以上公式中符号说明 D — 工件直径 (mm) ap — 背吃刀量（切削深度） (mm) f — 每转进给量 （mm/r ） lw — 工件长度 (mm)

铣削速度Vc (m/min) 1000n D Vc ?π?= 主轴转速n (r/min) D 1000 Vc n ?π?= 每齿进给量fz (mm) z n Vf fz ?= 工作台进给速度Vf (mm/min) z n fz Vf ??= 金属去除率Q (cm 3/min) 1000Vf ae ap Q ??= 净功率P (KW) 61060Kc Vf ae ap P ????= 扭矩M (Nm) n 10 30P M 3 ?π??= 以上公式中符号说明 D — 实际切削深度处的铣刀直径 （mm ） Z — 铣刀齿数 a p — 轴向切深 (mm) a e — 径向切深 (mm)

切削速度Vc (m/min) 1000n d Vc ?π?= 主轴转速n (r/min) d 1000 Vc n ?π?= 每转进给量f (mm/r) n Vf f = 进给速度Vf (mm/min) n f Vf ?= 金属切除率Q (cm 3/min) 4Vc f d Q ??= 净功率P (KW) 310240kc d Vc f P ????= 扭矩M (Nm) n 10 30P M 3?π??= 以上公式中符号说明： d — 钻头直径 (mm) kc1 — 为前角γo=0、切削厚度hm=1mm 、切削面积为1mm 2时所需的切 削力。 (N/mm 2) mc — 为切削厚度指数，表示切削厚度对切削力的影响程度，mc 值越 大表示切削厚度的变化对切削力的影响越大，反之，则越小 γo — 前角 （度）

型腔加工工艺规程

型腔零件加工工艺规程设计 一、设计任务 1.设计课题：型腔的机械加工工艺规程设计 2.生产纲领：中批量生产 3.设计要求： 1)零件图1张 2)毛坯图1张 3)综合的机械加工工序的工序卡片1份 4)设计说明书1份 二、设计说明书

序言 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的大部分基础课和专业课之后进行的一门综合的课程设计。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的复习。 我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为后续课程的学习打下良好的基础。 一、零件的分析 （一）零件的作用 型腔。毛坯由石蜡铸造而成 （二）零件的工艺分析 35mm、10mm、5mm三个尺寸是以B面为设计基准，100mm、90mm、80mm、60mm则是以原点O为设计基准。型腔有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1、以100*100面为基准的加工表面 这一组加工表面包括：四个尺寸100*30mm的与基面相垂直的平面，90*90mm的平面，80*80mm的凹槽以及40*35mm的凸台

2、4*φ10深的孔 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： φ10的两孔之间的位置要求是60±0.025 由以上分析可知，对于两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证他们的位置精度要求。 二、工艺规程设计 （一）确定生产类型 已知此零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：在加工过程划分阶段，工序应适当集中，机床设备可采用专用设备，但以使用通用设备为主。 （二）确定毛坯的制造形式 材料为石蜡，由于零件毛坯尺寸不大，形状简单,石蜡不能承受力矩，所以要选铸件做为毛胚，铸件可以一次性成型，适合石蜡这种材质材料的加工，且零件属于中批量生产，故可采用铸造成型，精加工采用铣削。这从提高生产、保证加工精度上考虑，也是应该的（三）基面的选择 合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

第四章 切削加工基础知识教案

课时授课计划 课程机制工艺教师赵太荧课次第周第次

§4-1 切削运动与切削用量 一：切削运动与切削用量 1.1.1 切削运动 金属切削加工是用切削工具将坯料或工件上的多余材料切除，以获得合乎设计要求的工件的一种加工方法。 （复习金属切削加工和数控加工在机械制造中的地位） 1.1 切削运动及切削要素 机床为实现切削加工所必需具有的加工工件与工件间的相对运动。它包括主运动和进给运动。 主运动 主运动的速度即切削速度:主运动的线速度。 （分析推导过程，分析根据工件材料查表时只能查到切削速度，而不能直接查到转速的原因） 进给运动： 进给运动速度：指切削刃选定点相对于工件进给运动的瞬时速度，用v f 表示 例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量f 来表述，单位：mm / r 刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述，单位为mm / str 。 铣削时，进给运动速度常用每齿进给量f 来表述，单位：mm/z 进给速度v f 、进给量f 、每齿进给量f z 和刀具齿数Z 之间的关系如下： v f = nf 1.1.2 切削时形成的表面 车削加工过程中工件上有三个不断变化着的表面： （1）待加工表面 （2）已加工表面 （3）过渡表面 1.1.3 切削用量 （1）切削速度vc （2）背吃刀量ap （分析车削和铣削的ap 有什么不同） （3）进给量f （解释切削用量三要素对加工的影响。） 1000c w n d v π=

§4-2 刀具几何形状和材料 一. 刀具切削部分的组成要素 1. 刀具切削部分的几何形状 刀杆：起夹持作用 刀头:(三面) 前刀面：切屑流过的表面 主后刀面：刀具上与加工表面相对的表面 副后刀面：刀具上与已加工表面相对的表面 (两刃) 主切削刃：刀具上前刀面与主后刀面的交线 副切削刃：刀具上前刀面与副后刀面的交线 (一尖) 主切削刃与副切削刃的交点 ２．车刀切削角度的坐标平面 基面Pr：通过主切削刃上的某一点，与主运动方向相垂直的平面。 车刀的基面平行于刀体底面。 切削平面Ps：通过主切削刃上的某一点，与过渡表面相切并垂直于基面的平面。正交平面Po：通过主切削刃上的某一点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。 3. 刀具的主要标注角度 1) 前角（γ0） 前刀面和基面之间的夹角。 2）后角（α0） 主后刀面和切削平面之间的夹角。 （直接分析出前角和后角的正、负、零。并要求学生在车刀上分析出前角和后角的正、负时的形状，及其大、小对加工的影响。） 3）主偏角（kr） 主切削刃与进给方向间的夹角 4）副偏角（kr’） 负切削刃与进给方向的夹角 5）刃倾角（λS） 主切削刃与基面之间的夹角。在切削平面内度量 4、刀具的工作角度 ?进给运动对刀具工作角度的影响 使刀具实际工作后角减小，工作前角增大 ?刀具安装高低对刀具工作角度的影响 ?刀杆中心面（线）不垂直于进给运动方向的影响 由此分析出刀具的安装方法：1、刀尖的高度应与工件中心的高度一致。 2、刀杆中心面（线）应垂直于进给运动方向。 1.4 刀具材料 概述：刀具材料是指刀具上参与切削部分的材料。 1.4.1 刀具材料的基本要求 （1）高硬度（2）高强度与强韧性

UG型腔铣加工

第3单元型腔铣加工型腔铣加工是指在型腔铣加工模板所提供的环境下，创建曲顶面、外轮廓曲面、内型槽曲面、曲面孔等铣加工操作。型腔铣可用于加工侧面与底面不垂直的几何体形面，即加工出的形面可以是非直壁型的。主要内容 3－1 蛋托模芯的加工 返回目录 退出3－2 连杆锻模的加工 知识梳理 实战演练3：手机凸模的加工

项目3-1 蛋托模芯的加工项目目标： 在“型腔铣”模板加工环境 下，运用精铣座盘侧面、粗铣球 形曲面、精铣球形和圆角曲面、 球形曲面清根铣等操作，完成图 3-1所示“蛋托模芯”零件的加 工。 学习内容： 构建曲面工件模型、设置型 腔铣加工环境、创建加工坐标系、 创建几何体、创建刀具组；创建 平面铣、铣削球形曲面、平面轮 廓铣等加工操作；生成刀具轨迹、 检验刀轨；后处理操作、生成加 工程序等。 图3-1 蛋托模芯

学习内容： 构建曲面工件模型、设置型腔铣加工环境、创建加工坐标系、创建几何体、创建刀具组；创建平面铣、铣削球形曲面、平面轮廓铣等加工操作；生成刀具轨迹、检验刀轨；后处理操作、生成加工程序等。任务分析： 1．加工条件 根据工艺要求，该加工件在立式加工中心机床上加工。工件的毛坯为150×100×30板料，矩形体的所有表面都已经加工完毕，工件材料为65钢。使用专用夹具从侧面定位和装夹，固定在机床的工作台上。2．工序安排 要求该加工件在一次装夹中完成所有的形面加工，4个沉头孔不加工。共安排4个加工工步，即精铣座盘侧面、粗铣球形曲面、精铣球形和圆角曲面、球形曲面清根铣。【工步1】精铣座盘侧面 采用“平面铣”方式，精铣座盘侧面，选用?30端铣刀加工，一次铣削到位。 【工步2】粗铣球形曲面 采用“型腔铣”方式，粗铣6个球形曲面，选用?16下部圆角R3鼓形铣刀，侧面和底面留有0.5mm加工余量。 【工步3】精铣球形和圆角曲面 采用“型腔铣”方式，精铣6个球形曲面、座盘表面和周边圆角曲面，选用?12下部圆角R3鼓形铣刀，一次铣削到位。 【工步4】球形曲面清根铣 采用“等高轮廓铣”方式，精铣6个球形曲面与座盘表面的根部，选用?10端铣刀，一次铣削到位。

高速铣削加工效率的一般计算与分析

高速铣削加工效率的一般计算与分析(转) 随着高速切削技术的发展，高速铣削工艺的应用日益广泛，越来越受到制造企业和科研工作者的关注。信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士MIKRON公司购进第一台HSM-700型高速立式铣削中心后，2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用于生产。笔者通过对这批先进高速铣床的加工效率进行深入、细致的调查研究，对比了不同铣床的加工效率，推导了高速铣削加工效率的计算公式。 1.加工效率的计算 按照传统切削理论，切削加工效率Zw(cm3/min)可通过下列公式计算： Zw＝v×f×ap （1） 式中:v——切削速度，f——进给量，ap——切削深度 根据分析与研究，我们认为式（1）不适用于高速铣削加工效率的计算，原因主要有两点： ①高速铣床的主轴转速相当高（如HSM-700型高速铣床最高转速达42000r/min，加工平面时转速也在35000r/min以上），如此高的转速使刀具并非每一转都在切削金属； ②在实际加工中，设定的转速和进给量只是最大转速和最大进给量，实际的刀具转速和进给量时刻都在变化（HSM-700机床的自测功能可以显示整个切削过程中的变化情况），切削过程中的实际转速和进给量总是从较低值迅速达到较高值又很快降到较低值，如此反复变化，这是铣削过程的客观反映，而不像车削过程中可以保持转速和进给量恒定不变。 因此，我们提出用单位时间内的金属去除量Z(cm3/min)表示加工效率，即： Z＝W/t （2） 式中:W——切削过程总的金属去除量(cm3)，t——切削时间(min)(＞0) 式（2）更符合高速铣削的实际情况，用式（2）很容易实现对高速铣削加工效率的计算，同时也便于不同铣床加工效率的比较。例如，原来在普通铣床上加工某零件，为了缩短生产周期，一部分零件现采用高速铣床加工。这样，可通过该零件的加工来比较两种加工设备的加工效率。

复合型腔零件的铣削加工

1.任务描述： 应用加工中心机床完成如图生 产规模：批量生产。 2.应用“六步法”完成此工作任务 完成该项加工任务的工作过程如下： 1)资讯一一分析零件图，明确加工内容。 图6-3-13所示零件的主要加工部位为腰形槽和开放槽，其中包括直线轮廓及圆弧轮廓， 尺寸13 00027、14 00'027、46°0.039、5 00'08是本次加工重点保证的尺寸，同时轮廓侧面的表面粗糙度为Ra3.2,要求比较高。 2)决策一一确定加工方案 (1)机床及装夹方式选择：由于零件轮廓尺寸不大，且为批量生产，根据车间设备状 况，决定选择XH714型加工中心完成本次任务。由于零件毛坯为①50mm圆形钢件，且为批 量生产，故决定选择专用夹具装夹工件。 (2)刀具选择及刀路设计：选用一把直径为① 12mm三刃高速钢立铳刀对零件轮廓进 行粗铳，为提高表面质量，降低刀具磨损，选用另一把直径为①12mm三刃整体硬质合金立 铳刀进行轮廓半精铳、精铳。 为有效保护刀具，提高加工表面质量，采用顺铳方式铳削工件。 零件的外轮廓和开口槽的XY向铳削刀路设计参见前面任务所述，为保证铳削轮廓的垂 直度，Z向刀路采用啄钻下刀方式铳削工件，每层深度为0.5mm ,同时下刀点设置在工件毛 坯外部。 腰型槽XY向刀路设计如图6-3-14所示(A T B T S i A), A点为下刀点，选 图6-3-13复合型腔零件 6-3-13所示复合型腔零件的铳削加工，零件材料为45钢。 图6-3-14腰形槽轮廓铳削刀路示意图

(3)切削用量选择

详见表6-3-5，在此略写。 (4)工件原点的选择：零件三个轮廓的工件坐标系原点都选取在工件上表面中心处。 3)计划一一制定加工过程文件 1)加工工序卡 本次加工任务的工序卡内容见表6-3-5。 2)NC程序单 (1)复合型腔零件NC程序见表6-3-6 —6-3-7。 表6-3-6 :复合型腔零件主程序

切削加工常用计算公式(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】 附录3：切削加工常用计算公式 1. 车削加工 切削速度Vc (m/min) 1000 n D Vc ?π?= 主轴转速n (r/min) D 1000Vc n ?π?= 金属切除率Q (cm 3/min) Q = Vc ×a p ×f 净功率P (KW) 3p 1060Kc f a V c P ????= 每次纵走刀时间t (min) n f l t w ?= 以上公式中符号说明

D — 工件直径 (mm) ap — 背吃刀量（切削深度） (mm) f — 每转进给量 （mm/r ） lw — 工件长度 (mm) 2. 铣削加工 铣削速度Vc (m/min) 1000 n D Vc ?π?= 主轴转速n (r/min) D 1000Vc n ?π?= 每齿进给量fz (mm) z n Vf fz ?= 工作台进给速度Vf (mm/min) z n fz Vf ??= 金属去除率Q (cm 3/min) 1000Vf ae ap Q ??= 净功率P (KW) 610 60Kc Vf ae ap P ????=

扭矩M (Nm) n 1030P M 3 ?π??= 以上公式中符号说明 D — 实际切削深度处的铣刀直径 （mm ） Z — 铣刀齿数 ap — 轴向切深 (mm) ae — 径向切深 (mm) 3. 钻削加工 切削速度Vc (m/min) 1000 n d Vc ?π?= 主轴转速n (r/min) d 1000Vc n ?π?= 每转进给量f (mm/r) n Vf f = 进给速度Vf (mm/min) n f Vf ?= 金属切除率Q (cm 3/min)

第四章 型腔铣(Cavity Milling)

第四章型腔铣（Cavity Milling） 本节重点讲解【型腔铣】操作的参数功能，让用户学会如何用型腔铣削对复杂的模型工件进行操作加工，进一步加深学者对NX编程的了解，也为后面讲固定轴曲面加工墓定基础。 为了让学者更容易的学好【型腔铣】，下面用插头面盖腔体例子（Cavity_Milling_1.prt）如图4-1所示，说明型腔铣加工方法，具体操作步骤如下： 图4-1 Cavity_Milling_1.prt插头面盖 一．定义加工几何 打开文件（Cavity _mill_1.prt）并进入加工模块→加工环境（CAM设置为mill_planar）点击【确定】→进入加工界面。 ⑴．设定加工坐标和安全平面 在操作导航器“几何视图”中，双击节点MCS_MILL进行编辑，弹出【Mill Orient】对话框，设置〖机 床坐标系〗选项卡中的“指定MCS”→点击CSYS会话图标并进入到【CSYS】对话框→设置参考CSYS 为“WCS”然后点击〖确定〗退回到【Mill Orient】对话框。定义安全平面，〖间隙〗选项卡→安全设置选项为“平面”→指定平面点击图标进入【平面构造器】对话框，选择模型顶平面，设置〖偏置〗＝10，连点击【确定】按钮完成“加工坐标”与“安全平面”的设置。如图4-2所示。 ⑵．指定加工几何体 在操作导航器几何视图中，双击节点进行编辑，弹出【铣削几何体】对话框，〖指定部件〗为模型工件，〖指定毛坯〗为毛坯材料，毛坯材料使用“自动块”，跟部件几何一样大小。所定义的几何体如图4-3所示。

图4-2 加工坐标与安全平面图4-3指定部件和毛坯几何体二．设定加工方法 在模型的编程NC程序时，很多情况都要编很多的加工操作才可以完成把模型加工出来，在此当中，会反复出现不同的加工方法。为了方便，一般我们都要预先设定好加工方法参数。按下表4-1所示设定加工方法参数。 表4-1 加工方法参数 三．创建刀具 从【加工创建】工具条点击【创建刀具】图标，弹出【创建刀具】创建对话，按表4-2所示尺寸创建3把刀具。在操作导航器视图，就可以看到所创建的刀具。 表4-2 刀具参数表 四．创建型腔铣粗加工操作 在加工创建工具条点击【创建操作】，弹出【创建操作】对话框，选项组的〖类型〗默认选择mill_contour，

铣削加工——复杂零件轮廓加工

实训六、铣削加工——复杂零件轮廓加工 一、实训目的与要求 通过较复杂零件轮廓的加工，进一步熟悉和掌握数控系统常用指令的编程与加工工艺，加深对数控铣床工作原理的了解。 二、实训仪器与设备 (1)配备华中世纪星(HNC—21M)数控系统的ZJK7532A-4立式钻铣床。 (2)毛坯一件(材料为石蜡)，90×83×30如图4—4所示。 (3)Φ12立铣刀一把，Φ6麻花钻一根。 三、相关知识概述 数控铣床的主要加工对象为平面类零件、箱体类零件和曲面类零件。如果换上孔加工刀具，还能进行数控钻、镗、锪、铰及攻螺纹等孔加工操作。由于数控铣床没有刀具库，不具有自动换刀功能，所以其加工程序的编制比较简单；通常数值计算量不大的平面轮廓加工程序或孔加工程序可直接通过手工编程完成。 编程时选择合适的坐标位置编程方式可使程序简化，减少数值计算工作量。坐标位置编程方式有绝对指令方式和相对指令方式两种，主要根据图纸上尺寸的标注方式来选择。当加工尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对指令方式编程较为方便。当加工尺寸是以轮廓o顶点之间的间距给出时，采用相对指令方式编程较为方便。 (1)绝对值编程指令(G90)和相对值编程指令(G91)。 格式： 式中，G90为绝对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于程序原点的；G91为·相对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿坐标轴移动的距离。 G90、G91为模态功能指令，G90为缺省值。 (2)固定循环指令(G98，G99) 固定循环指令的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。数据形式(G90或G91)，在程序开始时就已指定，因此，在固定循环指令的程序格式中可不注出。 格式

课题 型腔铣削加工

课题5：型腔铣削加工 理论：1.掌握型腔铣削加工的工艺知识； 2.掌握型腔铣削加工的编程指令。 技能：1.能编制型腔加工的加工程序； 2.能熟练使用数控铣床仿真软件； 3.能完成型腔加工仿真加工。 1. 型腔铣削工艺知识； 2. 型腔铣削的编程指令。 型腔铣削的编程 专业课（理实一体）讲授法、引导文教学法、案例教多媒体、网络或投影仪 8/32杨丰 回顾：铣削台阶时编程 1.任务：加工要求、零件图 2.相关知识：（1）工艺知识 （2）编程知识 3.项目实施

4.练习

课题5：型腔铣削加工 任务：矩形型腔零件的铣削 矩形型腔零件如图5-1所示，毛坯外形各基准面已加工完毕，已经形成精毛坯。要求完成零件上型腔的粗、精加工，零件材料为45钢。 型腔加工的工艺知识 1.刀具切入方法 刀具引入到型腔有三种方法： （1）使用键槽铣刀沿Z向直接下刀，切入工件。 （2）先用钻头钻孔，立铣刀通过孔垂向进入再用圆周铣削。 （3）使用立铣刀螺旋下刀或者斜插式下刀 ①使用立铣刀斜插式下刀 使用立铣刀时，由于端面刃不过中心，一般不宜垂直下刀，可以采用斜插式下刀。斜插式下刀，即在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜线以渐近的方式切入工件，直到下一层的高度，然后开始正式切削，如图7-2所示。

采用斜插式下刀时要注意斜向切入的位置和角度的选择应适当，一般进刀角度为5°～10°。 ②螺旋下刀 螺旋下刀,即在两个切削层之间,刀具从上一层的高度沿螺旋线以渐近的方式切入工件,直到下一层的高度,然后开始正式切削。 2.加工刀路设计 立铣刀斜插式下刀

精加工刀具路径 3.刀具 图5-4精加工刀具路径

型腔铣

型腔铣 本节重点讲解【型腔铣】操作的参数功能，让用户学会如何用型腔铣削对复杂的模型工件进行操作加工，进一步加深学者对NX编程的了解，也为后面讲固定轴曲面加工墓定基础。 为了让学者更容易的学好【型腔铣】，下面用插头面盖腔体例子 （Cavity_Milling_1.prt）如图4-1所示，说明型腔铣加工方法，具体操作步骤如下： 图4-1 Cavity_Milling_1.prt插头面盖 定义加工几何 打开文件（Cavity _mill_1.prt）并进入加工模块→加工环境（CAM设置为 mill_planar）点击【确定】→进入加工界面。 ⑴．设定加工坐标和安全平面 在操作导航器“几何视图”中，双击节点MCS_MILL进行编辑，弹出【Mill Orient】对话框，设置〖机床坐标系〗选项卡中的“指定MCS”→点击CSYS会话图标并进入到【CSYS】对话框→设置参考CSYS为“WCS”然后点击〖确定〗退回到【Mill Orient】对话框。定义安全平面，〖间隙〗选项卡→安全设置选项为“平面”→指定平面点击图标进入【平面构造器】对话框，选择模型顶平面，设置〖偏置〗＝10，连点击【确定】按钮完成“加工坐标”与“安全平面”的设置。如图4-2所示。 ⑵．指定加工几何体 在操作导航器几何视图中，双击节点进行编辑，弹出【铣削几何体】对话框，〖指定部件〗为模型工件，〖指定毛坯〗为毛坯材料，毛坯材料使用“自动块”，跟部件几何一样大小。所定义的几何体如图4-3所示。

图4-2 加工坐标与安全平面图4-3指定部件和毛坯几何体 设定加工方法 在模型的编程NC程序时，很多情况都要编很多的加工操作才可以完成把模型加工出来，在此当中，会反复出现不同的加工方法。为了方便，一般我们都要预先设定好加工方法参数。按下表4-1所示设定加工方法参数。 4-1 加工方法参数 加工方法余量公差内公差外公差MILL_ROUGH 0.35 0.03 0.05 MILL_SEMI_FINISH 0.15 0.03 0.03 MILL_FINISH 0 0.01 0.01 创建刀具 从【加工创建】工具条点击【创建刀具】图标，弹出【创建刀具】创建对话，按表4-2所示尺寸创建3把刀具。在操作导航器视图，就可以看到所创建的刀具。 4-2 刀具参数表 序号刀具名称刀具直径圆角半径刀具号长度补偿 1 JMSK_D12R1 1 2 1 1 1 2 JMSK_D6R1 6 1 2 2 3 JMSK_D4R0.5 4 0. 5 3 3 创建型腔铣粗加工操作

模具型腔的数控铣削法电解加工

模具型腔的数控铣削法电解加工 张 春 李 毅 （湖北汽车工业学院材料工程系，湖北十堰442002） 摘要：提出了一种利用旋转电极数控电解加工模具型腔的方法。这种方法具有加工柔性好、精度高、电极不用更换及设备较简单的优点。 关键词：电解加工；模具型腔；数控铣削；电极模具型腔的加工方法很多，目前较多使用数控铣削加工、电火花加工等方法。有些精度要求不高的（如锻模型腔）也可使用电解加工的方法。传统的电解加工的方法因存在加工精度较低的缺点而限制了它在模具型腔加工中的应用。但是，电解加工的许多优点是其他很多加工方法所不能及的，如加工效率高、工件表面质量好、几乎所有的金属都可加工、工具电极不损耗、材料硬度不限等。此外电解加工没有磨削加工和电火花加工后的表面应力集中， 因此，电解加工有很大的用武之地［1］。 传统的电解加工需制造一个与型腔形状相反的阴极，然后用阴极来反拷出模具的型腔。工件和电极都浸在电解液中，工件接正极，工具电极接负极，同时要使电解液在阴极与工件的间隙中高速流动以带走电解产物，保证电解加工的正常进行，因此这种 基金项目：湖北汽车工业学院科研基金项目（GY 2001-2）收稿日期：2004-03-05第一作者简介：张春，男，1976年生，助教、硕士研究生。 加工方法对设备要求高。此外在加工过程中杂散腐蚀大，使工件的精度不能精确保证，为使各处间隙得到补偿，对电极的形状也有特殊的要求。 随着相关技术、工艺的发展，借鉴数控铣削技术，将数控加工引入电解加工中，使电解加工模具型 腔呈现出可喜的应用前景［2］。 1 铣削法电解加工原理 铣削法电解加工就是使用简单形状的通液工具 电极，由数控系统驱动电极作旋转多维运动，逐渐加工出模具型腔的复杂形状。它将电解加工的众多优点与数控加工的柔性化、自动化结合在一起，开创出一种崭新的加工方法。使用这种方法，不需要针对不同工件制造特殊的电极，只需用简单、通用的棒状、指形、球头等形状的电极，即可完成复杂型腔的加工，因而可缩短加工准备时间。此外由于电极面积显著缩小，加工区域在加工过程中基本上是恒定!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 的，也使加工过程中的各项参数变得简单。 4 结论 （1）延性去除模式下的材料去除呈现出塑性流动现象。 （2）当振幅或磨料粒度减小时，材料去除率呈下降趋势。 （3）当静压力或转速增加时，材料去除率也增加。（4）当静压力、 振幅和磨料粒度超过一定范围时，材料去除模式将由延性去除向脆性去除转变，其中静压力因素的影响最为显著。参考文献： ［1］轧钢， 秦伟华，许永华，等.旋转超声波加工的实验研究.航空制造技术，2000（6） ［2］赵福令， 冯东菊，史俊才，等.陶瓷材料超声旋转加工技术.电加工与模具，2001（1） ［3］Pe i Z J ，F erre ira P M ，H ase l kor m M.P lastic flowi n ro tar y ultra-son ic m ach i n i n g of cera m ics.Journal of M aterials P rocess i n g T echno lo gy ，1995，48：771!777 ［4］Pe i Z J ，F erre ira P M.M ode li n g of ductile-m ode m aterial re m oval i n ro tar y ultrason ic m ach i n i n g .I nternational Journal o f M ach i ne T oo ls &M anuf acture ， 1998，38：1399!1418［5］史兴宽， 滕霖，李雅卿，等.硬脆材料延性域磨削的临界条件.航空精密制造技术，1996，32（4） ［6］纳米尔， 林滨，关强，等.几种工程陶瓷的延性域磨削.天津大学学报，1999，32（4） ［7］H u P ，Zhan g J M ，Pe i Z J ，et al .M ode li n g o f m aterial re m ove rate i n ro tar y ultrason ic m ach i n i n g ： des i g ned ex p eri m ents.Journal o f M aterials P rocess i n g T echno lo gy ，2002，129：339!344 — 3—《电加工与模具》2004年第4期 设计?研究

第4章(精简)数控铣床及加工中心的程序编制

第4章数控铣床及加工中心的程序编制 4.1 概述 1．数控镗铣床和加工中心(MC，Machine Center)区别主要在于数控镗铣床没有自动刀具交换装置( ATC , Automatic Toos Changer )及刀具库。 2．数控铣床与加工中心工艺特点P.102 加工中心是一种功能较全的数控机床，它集铣削、钻削、铰削、镗削、攻螺纹和切螺纹于一身。 出现的新问题： 如，刀具应具有更高的强度、硬度和耐磨性和良好的刚性；易造成切屑堆积，会缠绕在工件或刀具上，影响加工顺利进行，需要采取断屑措施和及时清理切屑；加工中心机床价格高，一次性投资大，机床的加工台时费用高，零件的加工成本高。 3．数控铣床与加工中心分类及主要加工对象 4.2 数控铣床及加工中心工艺处理 数控铣削需要考虑机床的运动过程、工件的加工工艺过程、刀具的选择、切削用量的选择、走刀路线等多方面的工艺问题。 1．数控刀具的选择 ●车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等 ●铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等 ●钻削刀具：钻头、铰刀、丝锥等 ●镗削刀具：粗镗刀、精镗刀等 2. 加工路线的确定P.117 确定走刀路线的一般原则是：

（1）保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。 （2）缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间。 （3）方便数值计算，减少编程工作量。 （4）尽量减少程序段数。 孔和内螺纹加工p.119 孔加工的方法比较多，有钻削、扩削、铰削、铣削和镗削等。 对于直径大于φ30mm的已铸出或锻出的毛坯孔的孔加工，一般采用粗镗→半精镗→孔口倒角→精镗的加工方案，孔径较大的可采用立铣刀粗铣—精铣加工方案。孔内的退刀槽可用锯片铣刀在孔半精镗之后、精镗之前铣削完成，也可用镗刀进行单刀镗削，但单刀镗削效率较低。 对于直径小于φ30mm无底孔的孔加工，通常采用锪平端面→打中心孔→钻→扩→孔口倒角→铰加工方案，对有同轴度要求的小孔，需采用锪平端面→打中心孔→钻→半精镗→孔口倒角→精镗（或铰）加工方案。为提高孔的位置精度，在钻孔工步前需安排打中心孔工步。孔口倒角一般安排在半精加工之后、精加工之前，以防孔内产生毛刺。 内螺纹的加工根据孔径的大小，一般情况下，M6～M20之间的螺纹，通常采用攻螺纹的方法加工。M20以上的内螺纹，可采用铣削（或镗削）加工。另外，还可铣外螺纹。 3. 切削用量的选择 切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。具体的选择原则与普通铣削相同。 合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大，这在实际加工中往往是很难掌握的，必须要有丰富的实践经验才能够掌握好切削用量的选择。因此，在编程时只能根据一般情况，根据加工条件大致选择切削用量。在实际加工中，根据具体加工情况进行调整。

第四章参考答案

第四章参考答案 一、填空题 1．轮廓曲面 2.小于或等于 3.较小 4.统一基准 5.G49 6.调用A类宏程序 7.刀具快速移动到相对于前一点的坐标为(30,-20)的位置处 8.G43、G44 9.数控 10.回转中心坐标 二、判断题 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.× 7.√ 8.√ 9.× 10.√ 11.× 12.× 13.√ 14.× 15.√ 16.× 17.√ 三、选择题 1.A 2.B 3.D 4.D 5.B 6.B 7.A 8.B 9.B 10.A 11.A 12.B 13.C 14.C 15.A 16.B 17.B 四、简答题 1.数控铣削适用于哪些加工场合？ 答：数控铣削的加工场合十分广泛，主要用于各种较复杂的平面、曲面和壳体类零件的加工。如各类凸轮、模具、连杆、叶片、螺旋桨、和箱体等零件的铣削加工，同时还可以进行钻、扩、绞、攻螺纹、镗孔等加工。 2. 何谓加工路线？在数控铣削加工中确定加工路线应注意哪几方面的问题？答：所谓加工路线，就是指数控机床在加工过程中刀具运动的轨迹和方向。加工路线的确定应考虑以下几点： 1）尽量减少进退刀时间和其他辅助时间。 2）在铣削零件轮廓时，尽量采用顺铣加工方式。 3）选择合理的进、退刀位置，尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中停顿。 4）先加工外轮廓，再加工内轮廓。 3.数控铣削时如何确定对刀点？选择对刀点的原则是什么？ 答：选择对刀点的原则： 1）所选的对刀点应使程序编制简单； 2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置； 3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置； ）对刀点的选择应有利于提高加工精度 4． 4.数控铣削加工工艺性分析包括哪些内容？ 答：包括加工对象的选择，加工内容的确定，零件工艺性的分析，机床的切削用量，工步的安排、，给路线，加工余量及刀具的尺寸和型号等。 5.数控铣削加工中工艺参数的内容涉及哪些？ 答：主要有切削用量三要素（切削速度、进给量、切削深度）和刀具几何参数。 6. 数控铣床的加工编程中为何要用到平面选择？如何利用零点偏置和坐标轴旋转编程？ 答：在数控铣床上进行零件的加工，首先加工平面，因此编程时要先确定平面即（G17、G18、G19）的选择。当一个零件上有多处加工或多处相同的加工时，应该用零点偏置或坐标轴旋转来编程。用零点偏置或坐标轴旋转来编程可以简化数据处理和编程。 7.顺铣和逆铣的概念是什么？顺铣和逆铣对加工质量有什么影响？如何在加工

第六章 固定轮廓铣【Fixed Contour】(一)讲解

第六章固定轮廓铣【Fixed Contour】（一） 【简述】 本章节重点讲述固定轴铣区域铣削驱动操作的参数功能，掌握固定轴加工的原理，对于复杂的曲面加工奠定基础；让学者往能够使用固定轴轮廓加工操作编写任意工件的程序。在固定轴轮廓加工中，先由驱动几何体产生驱动点，并按投影方向投影到部件几何体上，得到投影点，刀具在该点处与部件几何体接触点，然后系统根据接触点位置的表面曲率半径、刀具半径等因素，计算得到刀具定位点，如图6-1所示。最后后，当刀具在部件几何体表面从一个接触点移动到下一个接触点，如此重复，就形成了刀轨，这就是固定轴铣刀轨产生的原理。固定轴区域铣削适用于加工平坦的曲面操作，常用于复杂曲面的半精加工与精加工。 图6-1 固定轴加工的刀轨驱动原理 一. 固定轴轮廓区域功能选项的介绍 在插入工具条里，点击创建操作图标，并进入到【创建操作】对话框，设置〖类型〗为“mill_contour”， 在操作子类型里选择【轮廓区域】操作图标，点击【确定】便可创建【轮廓区域】操作，如图6-2所示。下面针对固定轴轮廓区域操作，还讲述在固定轴轮廓铣里专有的参数选项。

图6-2 固定轴轮廓区域操作 1.驱动方法 在固定轴轮廓铣有多种驱动方法，应用于不同类型的加工，驱动如：曲线/点、螺旋式、边界、区域铣削、曲面、流线、刀轨、径向切削、清根和文本等10种驱动方法。在本章编写中，主要讲解“区域铣削”、“曲线/点”与“清根”驱动，其他驱动作为一般的介绍。各驱动如图6-3所示。每个驱动在创建操作的时候，操作子类型里也有相应驱动选项。 图6-3 固定轴驱动方法 此操作在创建的时候选项了操作子类型为“区域铣削”，固操作里驱动方法所显示的也是“区域铣削”驱动。每种驱动都有不同的参数选项，如需要编辑驱动参数的时候，可以点击驱动方法旁边的编辑图标。相对“区域铣削”驱动的参数编辑，点击编辑图标，弹出【区域铣削驱动方法】对话框，如图6-4所示。

型腔铣削工艺、编程

5．8 型腔铣削工艺、编程 5．8．1型腔铣削加工的内容、要求 型腔是CNC 铣床、加工中心中常见的铣削加 工内结构。铣削型腔时，需要在由边界线确定的 一个封闭区域内去除材料，该区域由侧壁和底面 围成，其侧壁和底面可以是斜面、凸台、球面以 及其他形状。型腔内部可以全空或有孤岛。对于 形状比较复杂或内部有孤岛的型腔则需要使用计 算机辅助（CAM ）编程。 本节讨论的型腔加工指由垂直侧壁轮廓和水 平底面围成的规则型腔，如图5-8-1。 型腔的主要加工要求有：侧壁和底面的尺寸 精度，表面粗糙度，二维平面内轮廓的尺寸精度。 5．8．2 型腔铣削方法 对于较浅的型腔，可用键槽铣刀插削到底面深度，先铣型腔的中间部分，然后再利用刀具半径补偿对垂直侧壁轮廓进行精铣加工。 对于较深的内部型腔，宜在深度方向分层切削，常用的方法是预先钻削一个到所需深度孔，然后再使用比孔尺寸小的平底立铣刀从Z 向进入预定深度，随后进行侧面铣削加工，将型腔扩大到所需的尺寸、形状。 型腔铣削时有两个重要的工艺考虑： ①刀具切入工件的方法； ②刀具粗、精加工的刀路设计。 5．8．3 刀具选用 适合于型腔铣削的刀具有平底立铣刀、键槽铣刀，型腔的斜面、曲面区域要用R 刀或球头刀加工。 型腔铣削时，立铣刀是在封闭边界内进行加工。立铣刀加工方法受到内结构特点的限制。 立铣刀对内轮廓精铣削加工中，其刀具半径一定要小于零件内轮廓的最小曲率半径，刀具半径一般取内轮廓最小曲率半径的0.8～0.9倍。粗加工时，在不干涉内轮廓的前提下，尽量选用直径较大的刀具，直径大的刀具比直径小的刀具的抗弯强度大，加工中不容易引起受力弯曲和振动。 在刀具切削刃（螺旋槽长度）满足最大深度的前提下，尽量缩短刀具从主轴伸出的长度和立铣刀从刀柄夹持工具的工作部分中伸出的长度，立铣刀的长度越长， 抗弯强度减小，

型腔铣

UG CAM教程 第三章形腔铣 本章主要内容： ●型腔铣操作的特点 ●创建型腔铣操作 ●型腔铣操作的几何体设置 ●型腔铣操作的参数 ●型腔铣操作的加工示例 一、形腔铣操作的特点 1．型腔铣加工的切削原理 形腔铣的加工特征是在刀具路径的同一高度内完成一层切削，遇到曲面时将绕过，再下降一个高度进行下一层的切削。系统按照零件在不同深度的截面形状计算各层的刀路轨迹。如图3-1所示的零件，分四层切削，如图3-2所示；图3-3显示了4个不同层的刀路轨迹示意图。 图3-1 型腔铣加工零件 图3-2 切削层

(a) (b) (c) (d) 图3-3 切削层的刀具轨迹 2．型腔铣与平面铣的区别 平面铣和型腔铣操作都是在水平切削层上创建的刀位轨迹，用来去除工件上的材料余量。 这两种操作的相同点有： ●两者的刀具轴都垂直于切削层平面。 ●刀具路径的所有切削方法相同，都包含切削区域和轮廓的铣削（注：型腔铣中没有 标准驱动铣）。 ●切削区域的开始点控制选项以及进刀/退刀选项相同。可以定义每层的切削切削区域 开始点。提供多种方式的进刀/退刀功能。 ●其他参数选项，如切削参数选项、拐角控制选项、避让几何体选项等基本相同。 这两种操作的不同点有： ●平面铣用边界定义零件材料；边界是一种几何实体，可用曲线/边界、面（平面的边 界）、点定义临时边界以及选用永久边界。而型腔铣可用任何几何体以及曲面区域和 小面模型来定义零件材料。 ●切削层深度的定义二者不相同。平面铣通过所指定的边界和底面的高度差来定义总 的切削深度，并且有5种方式定义切削深度；而型腔铣通过毛坯几何体和零件几何 体来定义切削深度，通过切削层选项可以定义最多10个不同切削深度的切削区间。3．型腔铣与平面铣的选用 正因为平面铣和型腔铣操作有一些相同点和不同点，故他们的用途也有许多不同之处。平面铣用于直壁的、并且岛屿的顶面和槽腔的底面为平面零件的加工。而型腔铣适用于非直壁的、岛屿的顶面和槽腔的底面为平面或曲面零件的加工。在很多情形下，特别是粗加工，型腔铣可以替代平面铣。而对于模具的型腔或型芯以及其他带有复杂曲面的零件的粗加工，多选用岛屿的顶平面和槽腔的底平面之间为切削层，在每一个切削层上，根据切削层平面与毛坯和零件几何体的交线来定义切削范围。因此，型腔铣在数控加工应用中最为广泛，可用于大部分的粗加工以及直壁或者斜度不大的侧壁的精加工；通过限定高度值，只做一层切削，

简单轮廓零件的数控铣削加工

学习领域: 零件的数控铣削加工 学习情境: 简单轮廓零件的数控铣削加工 学习单元: 平面凸轮零件的加工 学习任务：分组进行平面凸轮零件的加工要求： 1、编制平面凸轮零件的数控加工工艺； 2、编制程序并进行仿真加工； 3、填写工艺规程文件（工艺卡片、刀具清单），用数控铣床加工零件； 4、各组展示汇报自己加工的零件。 学习目标 （1）、掌握平面凸轮零件的数控加工工艺方案 （2）、掌握常用的数控铣床指令的结构和格式，掌握数控铣床的编程规则，运用数控编程的知识，进行零件的实际编程与操作。 （3）、掌握数控铣床的工艺分析方法，能够正确填写并修订工艺规程文件，增强分析问题与解决问题的能力。 （4）、能熟练使用仿真系统，进行仿真加工。 （5）、掌握数控铣床常用系统的面板操作，正确使用数控铣床加工零件。（6）、能够拓展性的对同类型零件进行加工工艺设计。 具体教学内容： 一、凸轮的数控铣削工艺分析及程序编制 平面凸轮如图4.45所示。 图4.45平面凸轮 1、工艺分析 从图上要求看出，凸轮曲线分别由几段圆弧组成，Φ30孔为设计基准，其余表面包括4-Φ13H7孔均已加工。故取Φ30孔和一个端面作为主要定位面，在联接孔Φ13的一个孔内增加削边销，在端面上用螺母垫圈压紧。因为孔是设计和定位的基准，所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上，这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。 2、加工调整

加工坐标系在X和Y方向上的位置设在工作台中间，在G53坐标系中取X＝-400，Y ＝-100。Z坐标可以按刀具长度和夹具、零件高度决定，如选用Φ20的立铣刀，零件上端面为Z向坐标零点，该点在G53坐标系中的位置为Z＝-80处，将上述三个数值设置到G54加工坐标系中。加工工序卡如表4.8所示。 表4.8 数控加工工序卡