数控铣床及加工中心工艺

课堂讨论
（装夹一加工）
三轴加工
（三次装夹加工）
（装夹二加工）
（装夹三加工）
（加工第一面） （坐标轴旋转后加工） （坐标轴旋转后加工）
五轴加工
（一次装夹加工）
2020/12/29
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第四节 数控镗、铣及加工中心加工工艺
数 控 镗 铣 、 特加 点工 中 心 的 工 艺
高速加工技术是当代先进制造技术的重要组成部分，拥有高效率、高 精度及高表面质量等特征。有关高速加工的含义，通常有如下几种观点： 切削速度很高，通常认为其速度超过普通切削的5-10倍；机床主轴转速很 高，一般将主轴转速在10000-20000r/min以上定为高速切削；进给速度很 高，通常达15-50m/min，最高可达90m/min；对于不同的切削材料和所 釆用的刀具材料，高速切削的含义也不尽相同。其优点在于： 加工时间短，效率高。高速切削的材料去除率通常是常规的3～5倍。 刀具切削状况好，切削力小，主轴轴承、刀具和工件受力均小。切削力 降低大概30%~90%，提高了加工质量。 刀具和工件受热影响小。切削产生的热量大部分被高速流出的切屑所带 走，故工件和刀具热变形小，有效地提高了加工精度。 工件表面质量好。首先ap与ae小，工件粗糙度好，其次切削线速度高， 机床激振频率远高于工艺系统的固有频率，因而工艺系统振动很小。
数 控 镗 铣 、 特加 点工 中 心 的 工 艺
课堂讨论
2020/12/29
对于如图所示形状零 件上三个直槽，比较分别 采用三坐标和五坐标加工 中心加工对零件加工的影 响（从装夹、加工精度和 效率等方面比较）。
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第四节 数控镗、铣及加工中心加工工艺
数 控 镗 铣 、 特加 点工 中 心 的 工 艺
第四节 数控镗、铣及加工中心加工工艺
通常数控镗铣床和加工中心(MC，Machine Center)在结构、工艺和编程等方面有许多相似之 处。特别是全功能型数控镗铣床与加工中心相比， 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，只 能用手动方式换刀，而加工中心因具备ATC及刀具 库，故可将使用的刀具预先安排存放于刀具库内， 需要时再通过换刀指令，由ATC自动换刀。数控镗 铣床和加工中心都能够进行铣削、钻削、镗削及攻 螺纹等加工。
因此，四坐标加工可以获得比三坐标加工更广的工艺范围和更好的加工效果。
柔性制造单元（FMC）
2020/12/29
四坐标卧式加工中心
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第四节 数控镗、铣及加工中心加工工艺
数 控 镗 铣 、 特加 点工 中 心 的 工 艺
对于五坐标机床，都具有两个回转坐标。相对于静止的工件来说，其 运动合成可使刀具轴线的方向在一定的空间内(受机构结构限制)任意控制 ，从而具有保持最佳切削状态及有效避免刀具干涉的能力。因此，五坐标 加工又可以获得比四坐标加工更广的工艺范围和更好的加工效果，特别适 宜于三维曲面零件的高效高质量加工以及异型复杂零件的加工。采用五轴 联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅加工 表面粗糙度低，而且效率也大幅度提高。一般认为，一台五轴联动机床的 效率可以等于两台三轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀 进行高速铣削淬硬钢零件时，五轴联动加工可比三轴联动加工发挥更高的 效益。
进给率
200 2520 2000
加工 时间
58min 32min 130min
2020/12/29
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第五章 数控镗、铣床及加工中心加工工艺
数 控 镗 铣 、 特加 点工 中 心 的 工 艺
四坐标是指在X、Y和Z三个平动坐标轴基础上增加一个转动坐标轴(A或B)，且四个 轴一般可以联动。其中，转动轴既可以作用于刀具(刀具摆动型)，也可以作用于工件(工 作台回转／摆动型)；机床既可以是立式的也可以是卧式的；此外，转动轴既可以是A轴( 绕X轴转动)也可以是B轴(绕Y轴转动)。由此可以看出，四坐标数控机床可具有多种结构 类型，但除大型龙门式机床上采用刀具摆动外，实际中多以工作台旋转／摆动的结构居 多。但不管是哪种类型，其共同特点是相对于静止的工件来说，刀具的运动位置不仅是 任意可控的，而且刀具轴线的方向在刀具摆动平面内也是可以控制的，从而可根据加工 对象的几何特征按保持有效切削状态或根据避免刀具干涉等需要来调整刀具相对零件表 面的姿态。
五坐标卧式加工中心
2020/12/29
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数 控 镗 铣 、 特加 点工 中 心 的 工 艺
第四节 数控镗、铣及加工中心加工工艺
五坐标机床的类型及加工实例
主轴头旋转型
工作台旋转型
复合型——主轴 和工作台旋转型
实例1
2020/12/29
实例2
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实例3
7百度文库
第四节 数控镗、铣及加工中心加工工艺
2020/12/29
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第四节 数控镗、铣及加工中心加工工艺
➢数控镗铣、加工中心的工艺特点 ➢数控镗铣、加工中心加工的典型零件 ➢数控镗铣、加工中心加工工艺的制定
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第四节 数控镗、铣及加工中心加工工艺
数 控 镗 铣 、 特加 点工 中 心 的 工 艺
三坐标数控镗铣床与加工中心的共同特点是除具有普通铣床的工艺 性能外，还具有加工形状复杂的二维以至三维复杂轮廓的能力。这些复 杂轮廓零件的加工有的只需二轴联动(如二维曲线、二维轮廓和二维区域 加工)，有的则需三轴联动(如三维曲面加工)，它们所对应的加工一般相 应称为二轴(或2.5轴)加工与三轴加工。 对于三坐标加工中心(无论是立 式还是卧式)，由于具有自动换刀功能，适于多工序加工，如箱体等需要 铣、钻、铰及攻螺纹等多工序加工的零件。特别是在卧式加工中心上， 加装数控分度转台后，可实现四面加工，而若主轴方向可换，则可实现 五面加工，因而能够一次装夹完成更多表面的加工，特别适合于加工复 杂的箱体类、泵体、阀体、壳体等零件。
2020/12/29
三坐标立式加工中心
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加工实例
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第四节 数控镗、铣及加工中心加工工艺
数 控 镗 铣 、 特加 点工 中 心 的 工 艺
粗加工 半精加工
精加工
加工模具示意图
三轴加工实例
技术数据
工步
粗加工 半精加工
精加工
使用刀具
Ø66 立铣刀 Ø50 x R8 Ø10 球头
rpm
850 1850 6500