数控铣床及加工中心工艺

数 控 镗 铣
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
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。
艺
特
点
•加工实例
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数控铣床及加工中心工艺
•
数 控 镗
•高速加 •工实例1
铣
、
加
工
•加工零件示意图
中
•高速加工切削条件
心
毛坯材料 使用刀具 主轴转速 进给速度
的
(r/min) (mm/min)
工 艺 特
NAK 80 Ø 4 球头 (HRC40)
数控铣床及加工中心工艺
•
•高速加
数
•工实例3
控
镗
铣
、 加
•高速加工切削条件
、 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 加 面的姿态。
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。
中
心
的
工
艺
特 点
•柔性制造单元（FMC）
•四坐标卧式加工中心
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•
• 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，
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
工
降低大概30%~90%，提高了加工质量。
中
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
心
走，故工件和刀具热变形小，有效地提高了加工精度。
的
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，
14000
1500
点
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数控铣床及加工中心工艺
•wk.baidu.com
数
•高速加
控
•工实例2
镗
铣
、
•高速加工切削条件
加
工 中
•加工零件示意图 毛坯材料 使用刀具 主轴转速 进给速度
心
(r/min) (mm/min)
的
NAK 80 R2X50 15000 2100
工
(HRC40) （CBN）
艺
特
点
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130min
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数控铣床及加工中心工艺
•
•
• 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
数 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(
控 镗
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
铣 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
•三坐标立式加工中心
•加工实例
数控铣床及加工中心工艺
•
数
控
镗
•粗加工 •半精加工 •精加工
铣
、
加
•加工模具示意图
•三轴加工实例
工
中 心
•技术数据
的 工
工步
使用刀具
rpm 进给率
加工 时间
艺
粗加工
Ø66 立铣刀 850
200
58min
特
半精加工
Ø50 x R8 1850 2520
32min
点
精加工
Ø10 球头 6500 2000
、
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
加 •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
工
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
中
的效益。
心
的
工
艺
特
点
•五坐标卧式加工中心
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数控铣床及加工中心工艺
•
数
控
镗
铣
、
加
•主轴头旋转型
工
中
心
的
工
艺
特
•实例
点
1
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•五坐标机床的类型及加工实例
•工作台旋转 型
•复合型——主 轴和工作台旋转 型
•实例 2
•实例 3
数控铣床及加工中心工艺
•
数 控 镗 铣 、 加 工 中 心 的 工 艺 特 点
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•课堂讨论
• 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）。
数控铣床及加工中心工艺
•
•课堂讨论
数
控
•（装夹一加工）
•（装夹二加工）
•（装夹三加工）
镗
•三轴加工
铣
•（三次装夹加工）
、
加
工
中
心
•（加工第一面）
•（坐标轴旋转后加工 •（坐标轴旋转后加工
）
）
的
•五轴加工
工
•（一次装夹加工）
艺
特
点
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数控铣床及加工中心工艺
•
• 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、
数控铣床及加工中心工 艺
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2020/11/21
数控铣床及加工中心工艺
➢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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数控铣床及加工中心工艺
•
数 控 镗 铣 、 加 工 中 心 的 工 艺 特 点
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• 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。
数
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
控
：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
镗 铣 、 加
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：