《铣削工艺》课件

铣削工艺课程大纲与学习目标课程大纲学习目标•铣削加工概论•掌握铣削加工的基本原理和操作方法•铣削机床•了解铣削机床、铣刀的类型和选用原则•铣刀及其选择•能够选择合理的铣削加工参数•铣削参数选择•掌握铣削加工的工艺流程和质量控制方法•铣削加工工艺•铣削加工夹具•铣削加工精度与质量•铣削加工的自动化•新型铣削加工技术•环保与安全措施铣削加工的定义与特点定义1铣削加工是指用多齿铣刀旋转切割工件，使工件表面形成各种形状的加工方法特点铣削加工的应用领域机械制造模具加工铣削加工在机械制造领域应用广泛，例如加工各种机械零件的平铣削加工在模具制造中应用于加工各种模具的型腔、型芯、分型面、台阶、沟槽、轮廓等形状面等复杂形状航空航天电子制造铣削加工在航空航天领域应用于加工各种航空发动机部件、机身铣削加工在电子制造领域应用于加工各种电路板、电子元件等精结构件等高精度、高强度零件密零件铣削机床的发展历史世纪末181第一台手动铣床诞生世纪中期192蒸汽动力铣床出现世纪初203电动铣床普及世纪中期204数控铣床问世世纪215高速铣削、五轴联动加工技术等新技术不断发展铣床的基本类型立式铣床卧式铣床万能铣床铣床的主轴垂直于工作铣床的主轴平行于工作工作台可倾斜，可加工台，适用于加工平面、台，适用于加工较大的各种复杂形状，精度较台阶、沟槽等形状工件，如轮廓、曲面高等数控铣床由计算机控制，加工精度高、效率高，可实现复杂形状的加工立式铣床的结构特点立柱工作台连接主轴箱和工作台底座放置工件，可移动支撑整个机床主轴箱进给机构承载主轴，带动铣刀旋3转控制工作台的移动2415卧式铣床的结构特点床身支撑工作台，连接主轴工作台箱立柱放置工件，可移动支撑主轴箱主轴箱进给机构承载主轴，带动铣刀旋3转控制工作台的移动2415万能铣床的结构与应用结构特点应用领域•工作台可倾斜适用于加工各种复杂形状的工件，如斜面、曲面、螺旋面等，精度较高•主轴可倾斜•具备横向、纵向和垂直三个方向的进给运动数控铣床的特点与优势特点数控铣床由计算机控制，可实现自动编程、自动加工、自动测量等功能，加工精度高、效率高优势加工精度高•效率高••自动化程度高•适用范围广•可加工复杂形状铣刀的基本类型立铣刀端铣刀铣刀的轴线垂直于工件表面，适用于加工平面、台阶、沟槽等形铣刀的轴线平行于工件表面，适用于加工轮廓、曲面等形状状面铣刀球头铣刀铣刀的刀体呈圆盘形，适用于加工平面，加工效率高铣刀的刀头呈球形，适用于加工曲面，可获得较好的表面质量立铣刀的结构与特点结构特点刀柄切削刃多••刀体切削效率高•••刀齿•适用于加工平面、台阶、沟槽等形状端铣刀的结构与特点结构特点刀柄切削刃位于刀体端面•••刀体•适用于加工轮廓、曲面等形状•刀齿•可加工较小的孔面铣刀的结构与特点结构特点•刀体•刀体呈圆盘形•刀齿•切削刃位于刀体外圆周•适用于加工平面，加工效率高球头铣刀的结构与特点结构特点•刀柄•刀头呈球形•刀体•适用于加工曲面•刀齿•可获得较好的表面质量铣刀材料的选择高速钢1价格便宜，韧性好，耐磨性一般，适用于加工普通材料硬质合金2硬度高、耐磨性好，但韧性较差，适用于加工高硬度材料陶瓷3硬度高、耐磨性好，但脆性大，适用于加工高温、高速条件下的工件金刚石4硬度最高、耐磨性最好，但成本高，适用于加工超硬材料高速钢铣刀的特点特点价格便宜••韧性好耐磨性一般••适用于加工普通材料硬质合金铣刀的特点特点硬度高•耐磨性好••韧性较差•适用于加工高硬度材料陶瓷铣刀的特点特点硬度高•耐磨性好•脆性大••适用于加工高温、高速条件下的工件金刚石铣刀的特点特点硬度最高•耐磨性最好•成本高••适用于加工超硬材料铣削参数的选择切削速度根据刀具材料、工件材料和加工要求选择进给量根据刀具类型、工件材料和切削深度选择切削深度根据工件材料和加工要求选择铣削方式根据工件形状和加工要求选择顺铣或逆铣切削速度的确定公式影响因素刀具材料V=πDN•工件材料•其中为切削速度（）、为铣刀直径（）、为V m/min Dmm N加工要求铣刀转速（）•r/min进给量的选择影响因素选择原则•刀具类型进给量应选择在保证加工质量的前提下，尽量提高生产效率工件材料•切削深度•切削深度的确定影响因素选择原则工件材料切削深度应根据工件材料和加工要求选择，一般情况下，应尽量•选择较小的切削深度，以保证加工质量加工要求•铣削方式的选择顺铣逆铣铣刀旋转方向与工件进给方向一致，切削力方向与工件进给方向铣刀旋转方向与工件进给方向相反，切削力方向与工件进给方向相反，加工效率高，但易产生振动一致，加工稳定性好，但加工效率低顺铣与逆铣的比较切削力方向与工件进给方向相反与工件进给方向一致加工效率高低加工稳定性差好表面质量一般好适用范围加工效率要求高的场合加工精度要求高的场合铣削加工的工艺规程工艺分析分析工件的结构、材料、精度要求等，确定加工方法和工艺路线基准选择选择合适的加工基准，保证工件的定位精度工序安排根据工艺分析结果，合理安排加工工序，保证加工质量和效率夹具设计设计合适的夹具，保证工件的定位和夹紧精度加工过程按照工艺规程进行加工，并进行过程监控，确保加工质量质量检测对加工后的工件进行质量检测，确保加工质量符合要求工艺分析方法结构分析材料分析12分析工件的形状、尺寸、材料等，确定加工方法和工艺路分析工件的材料特性，确定切削速度、进给量、切削深度线等加工参数精度分析工艺路线分析34分析工件的精度要求，确定加工精度和表面质量控制方确定加工工序的顺序和加工方法，保证加工质量和效率法基准选择原则稳定性1基准应选择在工件上稳定、不易变形的位置可测性2基准应便于测量，保证加工精度易加工性3基准应便于加工，保证加工效率一致性4基准应与后续加工工序的基准一致，保证加工精度工序安排原则从粗到精1先进行粗加工，再进行精加工，保证加工质量由易到难2先加工简单的工序，再加工复杂的工序，提高加工效率先定位后夹紧3保证工件的定位精度，再进行夹紧，防止工件松动安全优先4在保证加工质量和效率的前提下，优先考虑安全问题平面铣削加工工艺工艺流程注意事项•定位•选择合适的铣刀和切削参数•夹紧•控制进给速度，防止振动•铣削•保证刀具的锋利度检测•台阶面铣削加工工艺工艺流程注意事项•定位•选择合适的铣刀和切削参数•夹紧•保证台阶面的精度•铣削台阶面•控制刀具的切削深度•铣削平面检测•沟槽铣削加工工艺工艺流程注意事项•定位•选择合适的铣刀和切削参数•夹紧•保证沟槽的尺寸和形状精度•铣削沟槽•控制刀具的进给速度检测•轮廓铣削加工工艺工艺流程注意事项•定位•选择合适的铣刀和切削参数•夹紧•保证轮廓的尺寸和形状精度•铣削轮廓•控制刀具的进给路线检测•曲面铣削加工工艺工艺流程注意事项•定位•选择合适的铣刀和切削参数•夹紧•保证曲面的形状和光洁度•铣削曲面•控制刀具的进给路径检测•铣削加工的夹具设计目的夹具用于固定工件，保证工件的定位精度和夹紧强度，提高加工效率和质量内容定位原理与方法••夹紧装置的选择•夹具结构设计定位原理与方法定位原理1定位是指将工件在夹具中固定，使其相对于刀具的位置和姿态保持不变定位方法2常用的定位方法包括点定位、线定位、面定位等夹紧装置的选择夹紧方式夹紧力夹紧均匀性123常用的夹紧方式包括螺钉夹紧、液夹紧力应足够大，保证工件在加工夹紧力应均匀分布，避免工件变压夹紧、气动夹紧等过程中不会松动形常用铣削夹具介绍虎钳分度头夹具基座专用夹具用于固定小型工件，结构简用于加工具有多个相同形状的作为夹具的底座，用于支撑整专门为某个工件或工序设计，单，使用方便工件，可精确控制工件的角个夹具，并提供定位和夹紧功精度高、效率高度能专用夹具设计要点定位精度1保证工件的定位精度，防止加工误差夹紧强度2保证工件在加工过程中不会松动结构合理3结构紧凑、牢固、便于操作易于加工4便于加工和装配，降低制造成本铣削加工的精度保证目的保证铣削加工的精度，是铣削加工质量的重要指标方法几何精度控制•尺寸精度控制••表面粗糙度控制•加工变形控制几何精度控制方法选择合适的铣刀1根据工件的形状和精度要求，选择合适的铣刀控制刀具的安装精度2保证刀具的安装精度，防止加工误差控制刀具的磨损3定期磨刀，保证刀具的锋利度，提高加工精度控制机床的精度4定期检查机床的精度，保证机床的精度尺寸精度控制方法选择合适的切削参数1根据工件的材料、尺寸和精度要求，选择合适的切削参数控制刀具的切削深度2保证切削深度的均匀性，防止尺寸误差控制刀具的进给速度3保证进给速度的均匀性，防止尺寸误差控制工件的定位精度4保证工件的定位精度，防止尺寸误差表面粗糙度控制选择合适的铣刀1根据工件的表面粗糙度要求，选择合适的铣刀控制切削速度2切削速度过高，容易产生表面粗糙度控制进给速度3进给速度过快，容易产生表面粗糙度控制切削液4切削液可以润滑刀具，降低切削温度，改善表面粗糙度加工变形控制控制夹紧力1夹紧力过大，容易产生工件变形控制切削温度2切削温度过高，容易产生工件变形选择合适的刀具3刀具的切削刃越锋利，越不容易产生工件变形使用切削液4切削液可以降低切削温度，减少工件变形铣削加工的质量检测目的检测加工后的工件是否符合加工要求，保证加工质量方法•在线检测•成品检验在线检测方法尺寸测量表面粗糙度测量12利用测量仪器在线测量工件的利用表面粗糙度仪测量工件的尺寸，确保加工精度表面粗糙度，确保表面质量形状测量3利用三坐标测量机等设备测量工件的形状，确保加工精度成品检验标准尺寸精度1根据设计图纸和加工要求，确定工件的尺寸公差表面粗糙度2根据设计图纸和加工要求，确定工件的表面粗糙度等级形状精度3根据设计图纸和加工要求，确定工件的形状公差其他指标4根据具体要求，可能还包括硬度、抗拉强度等指标常见质量问题分析尺寸误差表面粗糙度不合格形状误差123可能是由于刀具磨损、切削参数选可能是由于刀具磨损、切削速度过可能是由于刀具磨损、刀具安装不择不当、工件定位不准确等原因导高、进给速度过快等原因导致准确、工件定位不准确等原因导致致铣削加工的自动化目的提高生产效率、降低生产成本、保证加工质量方法•数控编程•加工中心应用•多轴联动加工数控编程基础概念步骤数控编程是指用编程语言编写指令，控制数控机床进行加工•分析工件图纸•编写加工程序•模拟加工过程•进行机床加工代码与代码G M代码代码G M代码是用于控制机床运动方式和辅助功能的指令代码是用于控制机床的辅助功能的指令，如刀具更换、程序结G M束等刀具补偿与设置刀具补偿刀具设置为了补偿刀具磨损或刀具长度的变化，在数控编程中需要进行刀在数控编程中需要设置刀具参数，如刀具直径、刀具长度等具补偿加工中心应用技术特点加工中心是一种多功能数控机床，可以进行铣削、钻孔、攻丝等多种加工操作应用加工中心适用于加工复杂形状、高精度、高效率的工件多轴联动加工技术概念多轴联动加工技术是指利用多个轴的同步运动，加工复杂形状的工件应用多轴联动加工技术适用于加工航空航天、汽车制造等领域的高精度、复杂形状的工件新型铣削加工技术高速铣削技术干式加工技术利用高速切削刀具和高速切削液，提高切削速度，提高生产不使用切削液，减少环境污染，提高加工效率效率，改善表面质量高速铣削技术原理优势高速铣削技术是指以超过传统铣削加工速度几倍甚至几十倍的速加工效率高•度进行铣削加工其原理是利用高速切削刀具和高速切削液，在•表面质量好高速切削条件下，利用高速切削刀具的切削刃和切削液的冷却润加工精度高•滑作用，提高切削速度，改善表面质量•刀具寿命长干式加工技术原理优势干式加工技术是指不使用切削液，利用刀具材料的耐磨性、切削•环保刃的锋利度以及合理的切削参数，在干态条件下进行铣削加工安全•其原理是通过优化刀具材料、刀具设计、切削参数以及工件表面效率高•处理等方面，减少切削热和切削摩擦，使工件表面能够在干态条成本低•件下获得良好的加工质量环保与安全措施环保尽量减少切削液的使用，选择环保型切削液，并对废液进行回收处理安全•操作人员必须佩戴防护眼镜、手套等安全防护用品•定期检查机床和刀具的安全性能•操作前应仔细阅读操作说明书•工作区域应保持清洁实际案例分析案例一某工厂采用高速铣削技术加工航空发动机叶片，提高了加工效率，改善了表面质量1案例二2某模具厂采用干式加工技术加工模具，减少了环境污染，降低了生产成本案例三3某汽车制造厂采用数控铣床加工汽车零部件，提高了加工精度，保证了产品质量。