數控加工工藝教案：曲面的加工

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..四 川 工 程 職 業(yè) 技 術 學 院 課 時 授 課 教 案/ 學年第 期課程名稱： 數控加工工藝 授課班級： （三專）數控 01-1、2 授課時間： 第 周星期 第 節(jié) 課 題： 曲面的加工 教學目的： 理解曲面特點掌握曲面加工方法重點、難點：曲面加工特點、方法 使用教具： 課件 課后作業(yè)： 1 課后記錄：年 月 日..授課主要內容一、變斜角面的加工方案1． 對曲率變化較小的變斜角面選用 x、y、z 和 A 四坐標聯動的數控銑床，采用立銑刀（但當零件斜角過大，超過機床主軸擺角范圍時，可用角度成型銑刀加以彌補）以插補方式擺角加工，如圖所示。加工時，為保證刀具與零件型面在全長上始終貼合，刀具繞 A 軸擺動角度 α。2． 對曲率變化較大的變斜角面用四坐標聯動加工難以滿足加工要求，最好用 x、y、z、A 和 B（或C 轉軸）的五坐標聯動數控銑床，以圓弧插補方式擺角加工，如圖所示。圖中夾角 A 和 B 分別是零件斜面母線與 z 坐標軸夾角 α 在 zOy 平面上和xOz 平面上的分夾角。四、五坐標數控銑床加工零件變斜角面a）四坐標數控銑床加工變斜角面 b）五坐標數控銑床加工變斜角面 3． 采用三坐標數控銑床進行 2.5 軸加工其刀具常球頭銑刀和鼓形銑刀，以直線或圓弧插補方式進行分層銑削加工，加工后的殘留面積用鉗修法清除，因為一般球頭銑刀的球徑較小，所以只能加工大于 90°的開斜角面；而鼓形銑刀的鼓徑較大（比球頭銑刀的球徑大） ，能加工小于 90°的閉斜角（指工件斜角 α＞90°）面，且加工后的疊刀刀峰較小，因此鼓形銑刀的加工效果比球頭刀好，圖所示是用鼓形銑刀銑削變斜角面的情形。由于鼓形銑刀的鼓徑可以做得比球頭銑刀的球徑大，所以加工后的殘留面積高度小，加工效果比球頭銑刀好。..二、曲面輪廓的加工方案 立體曲面的加工應根據曲面形狀、刀具形狀以及精度要求采用不同的銑削加工方法，如兩軸半、三軸、四軸及五軸等聯動加工。1． 對曲率變化不大和精度要求不高的曲面的粗加工常用兩軸半坐標的行切法加工，即x、y、z 三軸中任意兩軸作聯動插補，第三軸作單獨的周期進給。如圖所示，將x 向分成若干段，球頭銑刀沿 yz 面所截進行銑削，每一段加工完后進給 Δx，再加工另一相鄰曲線，如此依次切削即可加工出整個曲面。在行切法中，要根據輪廓表面粗糙度的要求及刀頭不干涉相鄰表面的原則選取 Δx。球頭銑刀的刀頭半徑應選得大一些， 。有利于散熱，但刀頭半徑應小于內凹曲面的最小曲率半徑。兩軸半坐標加工曲面的刀心軌跡 O O 和切削點軌跡 ab 如圖所示。圖12中 ABCD 為被加工曲面，P 平面為平行于 yz 坐標平面的一個行切面，刀yz心軌跡 O O 為曲面 ABCD 的等距面 IJKL 與行切面 P 的交線，顯然12 yzO O 是一條平面曲線。由于曲面的曲率變化，改變了球頭刀與曲面切削點的位置，使切削點的連線成為一條空間曲線，從而在曲面上形成扭曲的殘留溝紋。用鼓形銑刀分層銑削變斜角面兩軸半坐標行切法加工曲面..2． 對曲率變化較大和精度要求較高的曲面的精加工常用 x、y、z 三坐標聯動插補的行切法加工。如圖所示，P 平面為平y(tǒng)z行于坐標平面的一個行切面，它與曲面的交線為 ab。由于是三坐標聯動，球頭刀與曲面的切削點始終處在平面曲線 ab 上，可獲得較規(guī)則的殘留溝紋。但這時的刀心軌跡 O O 不在 P 平面上，而是一條空間曲線。12yz3． 對象葉輪、螺旋槳這樣的零件因其葉片形狀復雜，刀具易于相鄰表面干涉，常用五坐標聯動加工。其加工原理如圖所示。半徑為 R 的圓柱面與葉面的交線 AB 為螺旋線的一i部分，螺旋角為 ，葉片的徑向葉型線（軸向割線）EF 的傾角 α 為后傾i?角，螺旋線 AB 用極坐標加工方法，并且以折線段逼近。逼近段 mn 是由C 坐標旋轉 Δθ 與 z 坐標位移 Δz 的合成。當 AB 加工完后，刀具徑向位移 Δx。 （改變 R ） ，再加工相鄰的另一條葉型線，依次加工即可形成整個i葉面。由于葉面的曲率半徑較大，所以常采用立銑刀加工，以提高生產率并簡化程序。因此為保證銑刀端面始終與曲面貼合，銑刀還應作由坐標 A和坐標 B 形成的 的 的擺角運動。在擺角的同時，還應作直角坐標的附1??加運動，以保證銑刀端面中心始終位于編程值所規(guī)定的位置上，所以需要五坐標加工。這種加工的編程計算相當復雜，一般采用自動編程。兩軸半坐標行切法加工 兩軸半坐標行切法加工曲面的切削點軌跡 曲面的切削點軌跡..曲面的五坐標聯動加工