数控铣削加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一,根据加工实践,数控铣削加工工艺分析所要解决的主要问题大致可归纳为以下几个方面。
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键作用。主要选择的加工内容有:
图4.17 y=sin(x)曲线
图4.18 球面
(3)形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位;
2、零件图样的工艺性分析
根据数控铣削加工的特点,对零件图样进行工艺性分析时,应主要分析与考虑以下一些问题。
图4.19 零件尺寸公差带的调整
由于加工程序是以准确的坐标点来编制的,因此,各图形几何元素间的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)应明确,各种几何元素的条件要充分,应无引起矛盾的多余尺寸或者影响工序安排的封闭尺寸等。例如,零件在用同一把铣刀、同一个刀具半径补偿值编程加工时,由于零件轮廓各处尺寸公差带不同,如在图4.19中,就很难同时保证各处尺寸在尺寸公差范围内。这时一般采取的方法是:兼顾各处尺寸公差,在编程计算时,改变轮廓尺寸并移动公差带,改为对称公差,采用同一把铣刀和同一个刀具半径补偿值加工,对图4.19中括号内的尺寸,其公差带均作了相应改变,计算与编程时用括号内尺寸来进行。
图4.20 r较大时
图4.21 r较小时
2)内壁与底面转接圆弧半径r
图4.22 r较小
图4.23 r较大
3、保证基准统一的原则
表4.2 改进零件结构提高工艺性
提高工艺性方法
结构
结果
改进前
改进后
铣 加 工
改进内壁形状
可采用较高刚性刀具
统一圆弧尺寸
减少刀具数和更换刀具次数,减少辅助时间
选择合适的圆弧半径r和r
提高生产效率
用两面对称结构
减少编程时间,简化编程
合理改进凸台分布
减少加工劳动量
改进结构形状
减少加工劳动量
减少加工劳动量
改进尺寸比例
可用较高刚度刀具加工,提高生产率
在加工和不加工表面间加入过渡
减少加工劳动量
改进零件几何形状
斜面筋代替阶梯筋,节约材料
5、零件的加工路线
(1)铣削轮廓表面
在铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切削。对于二维轮廓加工,通常采用的加工路线为:
(2)顺铣和逆铣对加工影响 x的方向与进给运动vf方向相反,顺铣时切削力f的水平分力fx的方向与进给运动vf的方向相同。铣削方式的选择应视零件图样的加工要求,工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件综合考虑。通常,由于数控机床传动采用滚珠丝杠结构,其进给传动间隙很小,顺铣的工艺性就优于逆铣。
a)顺铣
b)逆铣
c)切入和退刀区
图4.24 顺铣和逆铣切削方式
同时,为了降低表面粗糙度值,提高刀具耐用度,对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料,尽量采用顺铣加工。但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件,表皮硬而且余量一般较大,这时采用逆铣较为合理。