3轴铣削加工案例分析
CAXA制造工程师二轴及三轴铣削加工实例教案
CAXA制造工程师2011二轴及三轴铣削加工实例教案_图文CAXA制造工程师2011二轴及三轴铣削加工实例【任务描述】多轴加工中，二轴加工最为简单和基础。
而数控三轴加工比二维加工略为复杂，实现原理是通过系统控制三个轴（X，Y，Z）进行加工产品。
由于三轴联动机床是多轴加工的标准配置，因此二轴、三轴铣削加工应用得最为广泛。
本次任务是学完二轴铣削加工后进入三轴铣削加工的一个过渡性的任务实例。
任务重点和难点是介绍三轴铣削加工的实例，学生通过学习，将能够掌握CAXA三轴铣削加工的一些基本方法和一般操作步骤。
同时，也通过学生的学习并独立完成精选的任务，对前面所讲的绘制平面图形、立体建模、二轴铣削加工的一些基本方法、步骤和各种前面命令的熟练使用等。
【学习目标】1、巩固和提高绘制平面图形、立体建模、二轴铣削加工的一些基本方法、步骤和各种命令的使用。
2、掌握先平面绘图到实体建模，再到依据三维实体进行加工工艺流程安排的逐步铣削加工，最后到生成刀具路径、实体验证和后处理的加工方法。
3、熟练掌握三轴铣削加工中的等高线粗加工、等高线精加工的加工形式以及专用参数的设置和步骤。
【任务图例】完成如下图所示的形状的零件的立体建模和加工。
图 1第 1 页共 30 页【任务分析】一、分析图纸，平面绘图，立体建模首先，让学生看图弄清零件的立体形状，然后构思出零件的建模思路，运用前面所学知识，绘制出零件的实体模型图。
二、加工方法选用本零件是由一个边长120×120×30mm正方体的板状零件，在坯料中间有一熊猫脸形的封闭槽，槽中上部份有熊猫2眼球的圆柱及半球体的凸起组合体，槽中下部份有1熊猫嘴形的椭圆柱及半椭球的组合体构成。
在对120×120×32.5mm的半成品坯料进行“平面区域粗加工”，保证零件30mm 的厚、平面光洁度及公差；采用“区域式粗加工”成型熊猫脸形的封闭槽及中间眼、嘴的圆柱形岛屿的粗加工，然后再分别采用“轮廓线精加工”铣削脸形轮廓及岛屿轮廓精加工余量；先后分别采用“等高线粗加工”、“等高线精加工”对2熊猫眼和1熊猫嘴进行先粗后精的成形加工。
现代数控编程技术(第04讲--数控铣削加工及编程--三轴)
刀位源文件(CLSF，Cutter Location Source File)
按照一定格式保存刀位点轨迹的文件。
几种常见的数控加工刀具的刀位点
钻头 立铣刀 端铣刀 面铣刀 指状铣刀 球头铣刀
车刀
切触点轨迹 刀位点轨迹
刀具偏置（tool offset）
切触点生成刀位点的计算过程。 三种典型刀具的参数
导动规则
指曲面上切触点曲线的生成方法（如参数线法、截 平面法）及一些有关加工精度的参数，如步长、行 距、两切削行间的残余高度、曲面加工的盈余容差 （out tolerance）和过切容差（inner tolerance）等。
t2 CS
t1
DS
PS
步长 (Step forward)
同一条刀位轨迹线上相邻两刀位点间的距离称为加 工步长。步长是由给定的加工容差确定的。
h≈ R−
⎛P⎞ R −⎜ ⎟ ⎝2⎠− h 2
影响因素
刀具形状与尺寸 零件表面几何形状与安装方位 走刀进给方向 允许的表面残余高度要求
优化措施
合理选择刀具 合理选择工件安装方位 合理选择进给方向
加工阶段
粗加工(rough)：切除毛坯中的大部分余量。 (半精加工(semi-finish)) 精加工(finish)：这里主要介绍精加工的一些算法。 (补加工(clean up))：切除精加工中没加工到部分。 去毛刺 （打磨或磨削）
Z-map法
Z-map法 Z-map法用离散的点阵表示曲面从而计算刀具轨 迹。也称G-buffer法。它利用反转刀具法（Inverse Tool Method）计算刀位点。
• 基本思想 – 在初始刀位点处，判断 刀具表面与Z-map模型 中所有点的干涉关系， 计算干涉量并根据干涉 量调整刀具，生成无干 涉的刀位点。 – 即刀具由上向下运动 ，当与Z-map模型发生 接触时刀具所在的位 置。
三轴数控铣削加工的进刀方式与应用
工 参 数 表 中 设 B+.D +P0RO （螺 旋 进 刀 角 度 ） 参 数 值 大
于 " 后 ， 就 可 以 产 生 螺 旋 进 刀 方 式 ； 而 在 K0 中 ， 在 进 刀
方 法 为 自 动 的 前 提 下 ， 设 置 【B5I< /T<8】 ! 【V8;G=5;】
可实现螺旋进刀。
（$） 斜 线 进 刀
大 学 出 版 社 ，!""$E
第 一 作 者 简 介 ： 王 达 斌 ， 男 ，’=G$ 年 生 ， 广 东 化 州 人 ， 大 学 本 科，助工。研究领域：./H I ./( 技术应用。已发表论文 $ 篇。
J编辑：向 飞K
’!#
用户选用，后者产生
的移动路径跟随型腔
形状而作变化。
（(） 零 件
（’） 智 能 进 刀 这 是 一 种 由 ./0 1
./2 软 件 根 据 工 件 的
特征智能判断与选择
最佳方法进刀的进刀
方式。如图 $ 所示零
件，当切削侧壁缺口
台阶面以上的坯料时，
采取毛坯外垂直进刀，
（)） 毛 坯 外 垂 直 进 刀
（Q） 法 向 进 刀
刀具沿着被加工表面的法向以直线运动进刀切削，如
图 ’ 所示，这种进刀方式产生的进刀痕较为严重，一般用
于粗加工。
（!） 切 向 进 刀 刀具沿着被加工
表面的切向以直线或
圆弧运动进刀切削，
如图 % 所示，这种进
刀方式产生的进刀痕
较为轻微，多用于精
加工。
’ 曲面精加工的 进刀方式及应用
斜线进刀是刀具作
向下的斜直线运动，靠
铣刀的侧刃逐渐向下切
削而实现向下进刀。这
数控机床加工工艺实例分析
刀具 专用车刀T01 内螺纹车刀T02
车刀T03
审定
文件编号
第页
工序名称 精车大端 面各部
设备型号 CNC6132
走刀次数
7 1 批准
材料
HPb59-1
夹具
专用夹 具
量具及 检具 游标卡
尺 螺纹塞
规 塞规
3.数控加工走刀路线图
表9—9 数控加工走刀路线图
数控加 工走刀 路线图
零件图 号
CFAD316Z0
图9—7 盖板钻孔走刀路线
9.2.3 加工工序卡片和刀具使用卡片
盖板零件数控铣加工工序卡片和刀具使用卡片见表9—10和表6—11。
表9—10 盖板零件数控铣加工工序卡片
（单位名称）
0 工艺序号 2
数控加工工序卡 02
夹具名称
工 步 号
加工内 容
粗 铣
1
平 面
精
铣粗
2
外 轮精
廓
3
挖槽
程序号
刀具名称
刀具规 格 /mm
2．选择装夹和定位
该零件在生产时，可采用“一面、两销”的定位方式，以工件底面为第 一定位基准，定位元件采用支撑面，限制工件在X、y方向的旋转运动和Z 方向的直线运动，两个φ22mm的孔作为第二定位基准，定位元件采用带螺 纹的两个圆柱定位销，进行定位和压紧。限制工件在X、y方向的直线运动 和Z方向的旋转运动。挖φ2.5mm深的中心槽时，先用压板压紧工件，再松 开定位销螺母。在批量生产加工过程中，应保证定位销与工作台相对位置 的稳定。
此外，零件上不得有毛刺伤痕及油污，未注公差±0.1。φ6.8孔P处 不得有毛刺，但倒角不得大于0.3。零件上φ11外圆、φG1/2螺纹、Rc1/2 内螺纹6.8孔与G1/2螺纹、Rc1/2内螺纹有同轴度要求，φ6.8与G1/2一次 装夹加工，以保证同心。
铣削刨削磨削加工案例
一铣削工艺实操案例1.三面刃铣刀铣直角沟槽现以图1所示工件为例，介绍在X6132卧式万能铣床上铣削直角沟槽的操作方法。
图1 铣直角沟槽图例（1）铣刀的选择及安装1）选择铣刀根据沟槽宽度要求，选用φ80mm×14mm直齿三面刃铣刀，并用千分尺测量铣刀宽度在14.05—14mm以内。
2）安装铣刀将铣刀安装在φ27mm长刀杆的中间位置后扳紧，为了防止铣刀安装后径向和端面圆跳动过大影响加工质量，可用百分表校正铣刀的径向和端面圆跳动在0.05mm之内。
校正时，将主轴转速调整到750r/min左右，主轴换向开关转换到停止位置，使百分表测头与铣刀的周边齿刃接触（约0.2mm），转动表盘使指针对准“0”位，用手逆时针方向转动刀杆，观看每一齿刃的最高点，其读数差值即为径向圆跳动量。
用同样方法校正端面圆跳动，若圆跳动过大，可松开刀杆螺母，检查刀杆及垫圈并擦净，重新安装后再进行校正。
直至端面、径向圆跳动在0.05mm以内。
3）选择铣削用量调整主轴转速n=75r/min；每分钟进给量υf=37.5mm/min。
（2）工件的装夹及找正1）安装及校正虎钳工件采用平口虎钳装夹，将虎钳安放在工作台中间位置，用百分表校正固定钳口与横向工作台进给方向平行后压紧。
2）装夹工件a 划线装夹前先用高度尺在工件上划出14mm对称槽宽线及12mm槽深线，并打上样冲眼。
b 装夹工件工件以左侧面为基准，靠在固定钳口上，垫适当高度的平行垫铁，使工件高出钳口约14mm，夹紧后用铜棒轻轻敲击工件，使之与平行垫铁贴紧。
（3）直角沟槽铣削步骤1）对刀a 按划线对刀移动工作台，使铣刀处于铣削部位，目测铣刀两侧刃与槽宽线相切。
开动机床，垂向缓缓上升，切出刀痕。
停机后，下降垂向工作台，观看切痕是否与两线重合，若有偏差则调整横向工作台。
b 侧面对刀在侧面上贴一张薄纸，移动工作台，使工件处于铣刀端面刃齿位置，开动机床，缓缓移动横向工作台使铣刀刚好擦到薄纸。
数控车床项目三 轴类零件的加工
4.加工操作步骤 按照表3-7的操作流程,操作数控车床,完成阶梯轴的加工。
表3-7 数控车床加工操作流程
1.相关工艺知识 阶梯轴的加工主要是外圆和平面的车削组合,故在加工时必须兼顾外圆 尺寸精度和台阶长度的要求。 (1)阶梯轴的技术要求 阶梯轴通常与其他零件配合使用,因此它的技术 要求一般有以下几点。 1)各段外圆的同轴度。
车刀安装时伸出刀架长度控制在1.5倍刀厚,以 保证足够的刀具刚性满足较大的背吃刀量与 进给速度要求。除93°外圆车刀外,根据阶梯轴 上的结构特点一般还要用到45°偏刀、车槽(断 )刀等。
(3)切削用量的选择
图3-3 车刀的装夹
1)背吃刀量(ap)。选用机夹数控车刀时,参考刀片切削性能表,查取即可。 粗车时一般在综合考虑机床功率和工艺系统刚性后,尽量取大值,根据经 验取ap=2~3mm,精车时的背吃刀量取ap=0.2~0.5mm。
数控车削加工与实训一体化教程
项目三 轴类零件的加工
通过本项目内容的学习,会简单轴类零件的加工工艺分析;掌握常 用编程指令的应用及台阶,圆弧,圆锥等的加工方法。会操作数控 车床加工出合格的轴类零件。
1.掌握典型轴类零件加工工艺及工艺准备。 2.掌握直线插补G01、圆弧插补G02、G03的指令格式及应用。 3.掌握G71、G73、G70循环指令的用法。 4.能根据轮廓形状合理选择刀具。 5.掌握从编程到加工的整个过程及其注意事项。
路线为A→B→C→D→E。当工件上相邻两圆柱直径差较大时,应采用分 层切削,如图3-4b所示,粗加工路线为A1→B1、A2→B2、A3→B3,精加工 路线为A→B→C→D→E。
图3-4 台阶的车削方法示意 a)低台阶车削法 b)高台阶车削法
2.相关编程知识 阶梯轴的形状基本上由直线和45°倒角连接组成,工件形状简单且加工余 量不多,故可以使用G00、G01基本插补指令编程,这些指令的详细用法 说明如下。 (1)快速定位G00(模态01组,开机状态) 指令格式:G00 X(U) Z(W) ;
三轴-ppt-项目五(模块3)
根据零件的图样要求，应选择合适的数控铣刀，采用符合加工精度的加 工方案，以提高经济性和生产的效率。
该零件分型面处的表面粗糙度为Ra1.6，可采用φ50的面铣刀粗、精加 工；零件的其余曲面表面粗糙度为Ra3.2，可采用粗铣、半精铣、精铣加工方 案。粗加工时，受底部φ8圆及凹圆角的影响不能使用较大直接刀具，否则半 精加工的余量就会很大，容易出现跳刀、断刀等情况，可首先选用φ20的平底 铣刀粗加工，再选用φ10的球头铣刀半精加工，最后选用φ3的球头铣刀精加 工。
同学们工艺分析中……？
4.工艺卡的制定 表5-3-2“ 反光镜后盖凹模”零件加工工艺卡
单位：苏州工业职业技术学院
编制：shenxiaoqiang
审核：YinMing
零件名称 工序号
反光镜后盖凹模 14
加工中心加工工艺卡
机床型号 机床编号
刀具表
量具表
工具表
T01
Ф 50面铣刀
1 游标卡尺(0~150mm)
1
平口钳
T02
Ф 20立铣刀（粗）2 千分Leabharlann (0~25mm)2扳手
T03
Ф 10球刀（半精）
3 千分尺(25~50mm)
3
垫块
T04
Ф 3球刀（精）
4 深度游标卡尺
4
寻边器
T05
5
5
Z轴设定器
序号
工艺内容
S-r/min
切削用量 F-mm/r
ap--mm
1
粗铣零件平面
2000
150
1
2
零件翻身第二次装夹
开始图纸分析吧！
零件图样分析？
1．结构特点 该“反光镜后盖凹模”零件形状比较规则，主要由内凹曲面、锥平面和
Solidworks集成软件CAMWorks 学习资料 3轴铣削
CAMWorks
创建操作计划
为三轴特征生成加工操作：
1. 在 CAMWorks 工具条上点击生成操作计划（Generate Operation Plan）按钮或在特征树上右击零件 设置 1（Part Setup 1）并选择生成操作计划（Generate Operation Plan）。
2. 点击 CAMWorks 操作树下的操作树（Operation Tree）标签。 操作树列出三轴粗精铣削操作（3 Axis Rough and Finish Mill）
- 点击控制器（Controller）标签，确认 FANTUTM 被选中，然后点击ＯＫ退出机床对话框。
定义毛坯：
4.
在树上右击毛坯管理器（Stock manager），
在快捷菜单上，选择编辑定义(Edit Definition)。
5. 在毛坯定义(Define Stock)对话框上，点击延伸草
图（Extruded Sketch）按钮。
3－2 版权所有·南京东大软件工程有 Nhomakorabea公司东大软件
插入三轴特征的对话框允许您产生和修改一个多面的特征。 在这个例子中，您将加工所有的 面。 2. 在被加工面（Faces To Cut）区域 的下面，点击全部选择(Select All) 按钮。 被加工面（Faces To Cut）编辑框 显示出有 30 个面。 3. 把属性（Attribute）设置为凸模 （Core）。 这个属性在工艺技术数据库中定 义，用来产生粗加工和精加工操 作。 4. 点击ＯＫ。 三轴特征被列表在特征树上。
5. 在树上右击粗铣（Rough Mill 1），选择参数(Parameters)。
6. 点击转塔（Turret）标签。 7. 点击过滤器左边的检查按钮，然
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精加工20°斜面
精加工R15弧面
1.刀具大小选择会导致过切或加工不到位 2.将整个斜面作为加工范围
6、粗、精加工R5曲面
8（R4）球刀，流线加工方式，粗加工进给500，转速2800， 步距0.5，余量0.15；精加工采用同样方式、加大进给和转速，步 余量大
精加工R5曲面
7. 8合金平刀精加工各底平面和侧面
总原则：若深度较大的侧壁与底面的组合加工，先精加工底面（留 侧壁加工余量）到尺寸，然后加工侧壁到底。
8.钻孔
1. 3中心钻定位，进给30，转速1000，注意装刀长度 2. 7.7钻头钻底孔，进给50，转速550 3. 8钻头扩孔，进给75，转速600
6. 尽可能合理安排加工工艺和加工路线安排，如斜面上 的孔、薄壁等；
7. 通过零件的表面粗糙度要求去限制刀具选择、加工参 数设臵（如步距等）。
三、零件加工工艺分析
1.钻下刀孔
13钻头，进给50，转速450，钻深-40。
钻下刀孔
2. 16（R1）圆刀外形轮廓开粗
（1）16（R1）圆刀，进给1200，转速2800，每刀切深 0.8mm，余量0.15/s，由轮廓外切线进退刀
（2）粗加工R15弧面和20°斜面
刀具和切削参数设臵与（1）相同
粗加工R15弧面
粗加工20°斜面
1．开粗尽量选用平底刀或圆角刀 2．刀径大小选择应遵守 “大刀开粗，小刀清角” 原则 3. 区域尺寸差异较大时，分区域进行加工
3. 8合金平刀开粗
8合金平刀，进给750，转速2600，每刀切深0.5mm，留 余量0.15/s，切削范围外下刀和螺旋下刀
数控铣削加工案例分析
周智敏 友嘉机电学院数控教研室
一、零件图
二、审图、工艺分析初步
1. 造型方面部分曲面有难度，如扫描、变半径倒圆角等，另 外还要考虑到不要给模拟仿真软件设臵得分点的时候带来 太大麻烦
2. 将在实际生产中经常使用的加工坐标系变换作为考点之 一，如2面、3面加工，在CAXA、Mastercam、UG、 Cimatrom等软件中均有此加工坐标系变换功能。
中心钻定位
钻底孔
扩孔
9.背面加工
1.变换加工坐标系 2. 轮廓加工16平刀，进给75，转速450，每刀切深5mm，由 16孔中心进刀，侧向最后一刀0.15mm精加工到尺寸
谢谢大家！
3. 应考虑刀具类型、刀径大小的选择方面（例如某些曲面 凹的部分、椭圆，需通过曲率半径分析才能确定所使用刀 径的大小）； 4. 有一些一次加工不能达到要求、需增加1次甚至多次补 （半精）加工的地方，如曲率变化跨度大，选择小刀可减 少编程工作量但实际加工效率低； 5. 尽可能增强加工方式选择的能力，如采用平行、等高铣 削方式，在陡斜面、坡度变化大的地方加工会有其弱点， 需进行补加工或相应的设臵才合理；
粗加工中间部位
粗加工槽位
*注意刀径大小选择
4.精加工 16（R1）粗加工过的轮廓部位
16平刀，进给100，转速450，每刀切深5mm，余量0，由轮 廓外切线进退刀
*注意进退刀方式
精加工外轮廓
5.精加工20°斜面和R15弧面
8（R4）球刀，采用流线加工方式以保证光洁度，进给750，转 速2800，步距0.12，余量0