3轴铣削加工案例分析

CAXA制造工程师2011二轴及三轴铣削加工实例教案_图文CAXA制造工程师2011二轴及三轴铣削加工实例【任务描述】多轴加工中，二轴加工最为简单和基础。

而数控三轴加工比二维加工略为复杂，实现原理是通过系统控制三个轴（X，Y，Z）进行加工产品。

由于三轴联动机床是多轴加工的标准配置，因此二轴、三轴铣削加工应用得最为广泛。

本次任务是学完二轴铣削加工后进入三轴铣削加工的一个过渡性的任务实例。

任务重点和难点是介绍三轴铣削加工的实例，学生通过学习，将能够掌握CAXA三轴铣削加工的一些基本方法和一般操作步骤。

同时，也通过学生的学习并独立完成精选的任务，对前面所讲的绘制平面图形、立体建模、二轴铣削加工的一些基本方法、步骤和各种前面命令的熟练使用等。

【学习目标】1、巩固和提高绘制平面图形、立体建模、二轴铣削加工的一些基本方法、步骤和各种命令的使用。

2、掌握先平面绘图到实体建模，再到依据三维实体进行加工工艺流程安排的逐步铣削加工，最后到生成刀具路径、实体验证和后处理的加工方法。

3、熟练掌握三轴铣削加工中的等高线粗加工、等高线精加工的加工形式以及专用参数的设置和步骤。

【任务图例】完成如下图所示的形状的零件的立体建模和加工。

图 1第 1 页共 30 页【任务分析】一、分析图纸，平面绘图，立体建模首先，让学生看图弄清零件的立体形状，然后构思出零件的建模思路，运用前面所学知识，绘制出零件的实体模型图。

二、加工方法选用本零件是由一个边长120×120×30mm正方体的板状零件，在坯料中间有一熊猫脸形的封闭槽，槽中上部份有熊猫2眼球的圆柱及半球体的凸起组合体，槽中下部份有1熊猫嘴形的椭圆柱及半椭球的组合体构成。

在对120×120×32.5mm的半成品坯料进行“平面区域粗加工”，保证零件30mm 的厚、平面光洁度及公差；采用“区域式粗加工”成型熊猫脸形的封闭槽及中间眼、嘴的圆柱形岛屿的粗加工，然后再分别采用“轮廓线精加工”铣削脸形轮廓及岛屿轮廓精加工余量；先后分别采用“等高线粗加工”、“等高线精加工”对2熊猫眼和1熊猫嘴进行先粗后精的成形加工。

一铣削工艺实操案例1.三面刃铣刀铣直角沟槽现以图1所示工件为例，介绍在X6132卧式万能铣床上铣削直角沟槽的操作方法。

图1 铣直角沟槽图例（1）铣刀的选择及安装1）选择铣刀根据沟槽宽度要求，选用φ80mm×14mm直齿三面刃铣刀，并用千分尺测量铣刀宽度在14.05—14mm以内。

2）安装铣刀将铣刀安装在φ27mm长刀杆的中间位置后扳紧，为了防止铣刀安装后径向和端面圆跳动过大影响加工质量，可用百分表校正铣刀的径向和端面圆跳动在0.05mm之内。

校正时，将主轴转速调整到750r/min左右，主轴换向开关转换到停止位置，使百分表测头与铣刀的周边齿刃接触（约0.2mm），转动表盘使指针对准“0”位，用手逆时针方向转动刀杆，观看每一齿刃的最高点，其读数差值即为径向圆跳动量。

用同样方法校正端面圆跳动，若圆跳动过大，可松开刀杆螺母，检查刀杆及垫圈并擦净，重新安装后再进行校正。

直至端面、径向圆跳动在0.05mm以内。

3）选择铣削用量调整主轴转速n=75r/min；每分钟进给量υf=37.5mm/min。

（2）工件的装夹及找正1）安装及校正虎钳工件采用平口虎钳装夹，将虎钳安放在工作台中间位置，用百分表校正固定钳口与横向工作台进给方向平行后压紧。

2）装夹工件a 划线装夹前先用高度尺在工件上划出14mm对称槽宽线及12mm槽深线，并打上样冲眼。

b 装夹工件工件以左侧面为基准，靠在固定钳口上，垫适当高度的平行垫铁，使工件高出钳口约14mm，夹紧后用铜棒轻轻敲击工件，使之与平行垫铁贴紧。

（3）直角沟槽铣削步骤1）对刀a 按划线对刀移动工作台，使铣刀处于铣削部位，目测铣刀两侧刃与槽宽线相切。

开动机床，垂向缓缓上升，切出刀痕。

停机后，下降垂向工作台，观看切痕是否与两线重合，若有偏差则调整横向工作台。

b 侧面对刀在侧面上贴一张薄纸，移动工作台，使工件处于铣刀端面刃齿位置，开动机床，缓缓移动横向工作台使铣刀刚好擦到薄纸。

1 序言轴套组合件是由螺纹配合、圆锥配合、圆柱配合和偏心配合等组成的零件，在技能竞赛和考试中常常会遇到。

在数控车床上对组合件进行加工时，要求操作者必须具备某些特殊的技术以及扎实的基本功，因此是一种加工难度较大的技术。

图1所示轴套三组合件是由心轴、偏心锥轴和连接锥套3个零件装配组合而成的，为了保证各零件能够顺利组装，在加工过程中必须符合图样尺寸精度和组合技术要求。

当工艺和工序设计得不合理时，一是将直接影响零件的尺寸精度和装配效果，甚至造成一些零件无法加工；二是会增加辅助时间，导致无法在规定时间内完成加工组合工作。

因此，在组合件加工前，不仅要考虑单个零件尺寸精度和几何公差达到图样要求，而且应保证满足组装技术要求以及工艺路线的连贯性。

所以，加工前的工艺分析和对各零件之间的配合关系进行分析是关键，只有充分分析影响加工和精度的各种因素，并采取相应措施，设计出合理的加工工艺，才能确保该组合件的顺利加工和组装。

2 轴套三组合件加工工艺分析首先快速读图，分析图样，根据毛坯尺寸检查和分配好坯料；根据图样分析组合件各零件的配合类型和技术要求，通过工艺分析，判断此组合件的加工难点和关键技术，确定配合基准；拟定各零件的加工顺序，设计出一条最优的加工工艺路线。

具体分析如下。

1）首先看组装图（见图2），此组合套由心轴、偏心锥轴和连接锥套3件组成，根据毛坯材料尺寸进行分析，心轴使用φ65mm×150mm坯料，偏心锥轴使用φ85mm×95mm坯料，连接锥套使用φ85mm×105mm坯料。

2）轴套三组合包含了圆弧配合、偏心配合、锥度配合和螺纹配合，心轴与偏心锥轴锥度配合以及连接锥套与心轴圆弧配合的接触面积≥70%，组合后偏心锥轴台阶端面距离连接锥套左端面（1±0.05）mm，连接锥套左端与心轴圆弧配合后总长134mm。

连接锥套右端与心轴、偏心锥轴左端配合后总长188mm，且偏心锥轴与连接锥套左端配合间隙为0.05mm，该组合件的尺寸精度要求高，且所有尺寸精度和几何公差要求严格，各组成部件如图3～图5所示，共有5项形位要求。

SHANDONG UNIVEERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计说明书桌面立式3轴微细加工数控铣床设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：2014年6月摘要当今制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。

其形状结构的特意化、零件材料的多样化、尺寸及表面质量的高精度化成为三维微小零件以及其微型装备的显著特征。

因此，微型化制造技术啊的研究已经成为现在科学研究的前沿和热点。

微型机床系统与微细制造技术受到国内外学术界和工业界的广泛关。

传统的加工系统中，即使最终产品的尺寸很小，所使用的机床依然很大。

故而浪费的空间、资源和能源，并且效率低、灵活性差，加工难度大。

所谓微细加工，就是用微小机床来加工微小零件。

微小机床有助于提高空间利用率和降低成本。

同时由于惯性较小，容易达到高速加工和高精度运动控制。

微型铣削工艺具有加工任意材料、三维复杂形状零件的能力，而数控技术是是制造业实现自动化、柔性化、集成化的基础，因此对微细加工数控铣削机床的研究具有重要的理论意义和实际应用前景。

所以我设计了这种桌面立式3轴微细加工数控铣床。

关键词：桌面铣床微细加工数控In the modern manufacturing, especially in medical apparatus and instruments, microelectronics, aerospace, defense industry, represented by domain, for precision and ultra precision 3 d micro parts demand is increasingly urgent. The shape of the structure of the specially, the diversification of parts material, size and surface quality of high precision become 3 d micro parts and micro equipment characteristic. Therefore, miniaturization manufacturing technology research has become the forefront of scientific research and hot now. Miniature machine tool system with micro manufacturing technology widely held by academia and industry both at home and abroad.Traditional machining system, even if the final product size is small, the use of machine tool remains large. So the space of the waste, resources and energy, and low efficiency, poor flexibility, processing is difficult. The so-called micro machining, is the use of tiny machine tool for processing small parts. Small machine tools can help improve the space utilization and reduce cost. At the same time due to inertia is small, easy to achieve high-speed processing and high precision motion control. Micro milling technology with any material, capable of 3 d complex shape parts, and numerical control technology is the is the foundation of manufacturing automation, flexibility, integration, so the study of micro machining CNC milling machine has important theoretical significance and practical application. So I design this desktop 3 axis micro machining vertical CNC milling machine.Key words:Desktop milling machine Micro machining CNC摘要 (I)Abstract (II)目录： (III)第一章引言 (1)1.1微型铣床 (1)1.1.1微型铣床的意义 (1)1.1.2近年来微型铣床的国内外研究现状 (1)1.1.3微型铣床设计方案的可行性分析 (2)1.2数控机床 (2)第二章铣床总体设计 (4)2.1铣床的总体布局 (4)2.2控制系统 (5)2.3传动系统 (6)2.3.1主轴及其驱动传动系统 (6)2.3.2进给系统 (8)第三章传动系统的设计计算 (9)3.1电主轴的设计计算 (9)3.2 Y轴方向进给系统的设计计算 (10)3.2.1Y轴方向直线电机的设计 (10)3.2.2Y轴方向导轨的设计计算 (12)3.3 Z轴方向进给系统的设计计算 (14)3.3.1 Z轴方向直线电机的设计计算 (14)3.3.2 Z轴方向导轨的设计计算 (15)3.4 X轴方向进给系统的设计计算 (16)3.4.1 X轴方向直线电机设计计算 (16)3.4.2 X轴方向导轨的设计计算 (18)第四章总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章引言1.1微型铣床1.1.1微型铣床的意义在现代的制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。

第3章CATIA V5R20 三轴铣削加工实例本章按照由浅入深的原则，以3实例来具体讲解CA TIA V5R20中的三轴铣削加工在具体实际中的应用，目的是使读者熟悉CA TIA V5R20三轴铣削加工的基本方法和具体参数设置。

3.1 入门实例——鼠标凸模三轴数控加工3.1.1 实例描述鼠标凸模如图3-1所示，由分型面和凸台曲面组成，凸台曲面包括陡峭的侧面和顶面，两者之间圆角连接。

材料为高硬模具钢，工件底部安装在工作台上。

图3-1 鼠标凸模3.1.2 加工方法分析鼠标凸模根据数控加工工艺要求，采用工艺路线为“粗加工”→“半精加工”→“精加工”。

（1）粗加工首先采用较大直径的刀具进行粗加工以便于去除大量多余留量，粗加工采用等高线粗加工的方法，刀具直径为Φ10R2的圆角刀。

（2）半精加工利用半精加工来获得较为均匀的加工余量，半精加工采用先进精加工方式来加工所有表面，刀具直径为Φ6的球刀。

（3）精加工精加工采用分区方式进行。

对于顶面和圆角面采用轮廓驱动精加工，侧壁采用等高线精加工，刀具直径为Φ5的球刀。

平坦分型面采用型腔铣削加工，刀具直径为Φ5的圆角刀。

3.1.3 加工流程与所用知识点鼠标凸模数控加工具体的设计流程和知识点，见表3-2所示。

表3-2 鼠标凸模加工流程和知识点3.1.4 具体操作步骤1．打开模型文件进入加工模块（1）启动CA TIA V5R20后，单击“标准”工具栏上的“打开”按钮，打开“选择文件”对话框，选择“shubiao.catpart”（“随书光盘：\第3章\3.1\uncompleted\ shubiao.catpart”），单击“OK”按钮，文件打开后如图3-2所示。

图3-2 打开的模型文件（2）选择下拉菜单“开始”→“加工”→“Surface Machining”命令，进入曲面铣削加工环境。

2．创建毛坯零件（1）单击“Geometry Management”工具栏上的“Creates rough stock”按钮，系统弹出“Rough Stock”对话框，激活“Part body”编辑框，选择如图3-2所示的模型零件为目标加工零件。

3C行业铣削加工案例分享之横竖纹加工处理（二）
3C消费电子行业涉及到很多壳体及侧壁的加工，本期继续以实例的方式给大家介绍一些关于横竖纹的常见的加工问题及处理过程。

现场问题：
现场机床：V11立式加工中心
加工对象：加工标准件
实际问题：出现有规律的竖纹，如图所示
分析原因：
1. CAM工艺及程序因素
2. 夹具工装
3. 反向间隙（轴参数32450）/摩擦补偿（轴参数32500）
4. 伺服优化，惯量匹配
5. 齿槽转矩
处理思路及过程：
•由于客户使用的程序是标准程序，且使用虎钳夹持工件，所以排除了1和2因素对加工的影响；
•对于多条有规律竖纹，反向间隙不可能，检查参数未发现开启摩擦补偿；
•重新做各轴电机优化，发现电机惯量比不合理（如需了解更多伺服优化的信息可查看简明调试手册伺服优化章节），如X轴电机惯量比=（预估的总转动惯量-电机转动惯量）/电机转动惯量=3.22，Y轴电机惯量比=（预估的总转动惯量-电机转
动惯量）/电机转动惯量=4.37，一般建议惯量比要在3以内，查看此设备惯量比得出，电机惯量偏小；
•由于电机选型偏小，且低转速运行电机时竖纹越发明显，所以测试齿槽补偿功能，测试并开启此功能，再次加工竖纹完全消除，问题解决，效果如下图。

问题小结：
如发现竖纹在电机低速运行时越发明显，可以尝试通过齿槽补偿功能来测试。

三轴数控车等截面零件加工技术摘要：本文研究了三轴数控车等截面零件加工技术，分析了数控切削中的刀具补偿问题，针对等截面轮廓零件加工方式，设计了平切和环切两种加工方式，对算法理论进行初步介绍。

建立加工所用刀具的刀具模型，介绍了等截面粗加工和精加工方法，进一步理解三轴数控车等截面零件加工技术。

关键字：三维数控车，等截面零件，加工1.引言数控车床可以加工各种回转表面，当加工圆周表面或端面上的加工键槽或端面孔时，就要移动到其他机床上进行加工，实际中由于零件加工精度要求，需要零件在一次装夹中完成所有工序，因此普通车床显然不能满足这种以回转面为主要加工任务，兼有圆周表面或端面上加工的零件。

三轴数控车床在传统车床基础上增加了动力铣、钻、镗和辅主轴的功能，除了具有普通车床常规的X轴、Z轴控制，还有C轴功能，使工序在车床上一次完成，与铣削动力头的配合可以在工件上完成特殊型面的加工，，增加了机床的工艺加工范围。

1.数控车削中心发展现状三轴数控车床实现了多功能、复合化加工，在回转体类零件中有75%以上的零件在车削后要进行铣削、钻削或攻丝等工序，而且很多都存在背面二次加工问题。

这些加工工序在一台三轴数控车床上就可以实现，减少了工件多次周转和装夹，提高了零件加工精度。

三轴数控车床的发展经历了三个阶段，初始阶段，是高速度加工阶段，高速主轴将主轴和电机集成为一体，采用带装入式主轴电机的主轴套筒部件化结构等新技术，使主轴转速达到10*104-20*104r.min的水平。

多功能及复合化阶段，三轴数控车床将多种工艺集成到一台机床上，实现装夹工程的一次完全加工，使机床表现出多功能复合化趋势。

随着技术发展，抛光、磨削等高级工艺不断加入机床。

高功能与低价格结合的阶段，这一阶段带来机床的很多技术创新，如零部件模块化、通用化设计；出现数控和手动兼用的机床；经济型数控机床等。

1.三轴数控车等截面零件加工技术3.1零件轮廓的处理零件轮廓处理主要有样条轮廓的离散化处理和轮廓拐角的过渡处理。

序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课，技术基础课已经大部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练。

它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。

另外，也为今后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。

学生通过机械制造工艺学课程设计，在下述几个方面得到锻炼1.能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实践中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排.工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量2.学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。

因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。

由于能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请老师给予批评指正。

一、零件的分析(一)零件的工艺分析分析零件图可知，该三轴连杆的侧面端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在Ra6.3以上，故可用铣削加工。

Φ25H6的孔、Φ35H6的孔的粗糙度均为Ra1.6，所以采用钻-扩-粗铰-精铰的工艺过程在钻床上加工。

Φ90H6mm的孔的粗糙度为Ra1.6，所以采用粗镗-半精镗-精镗的工艺过程在钻床上加工。

各个内孔对精度要求较高，而端面为平面，可防止钻头钻偏以保证加工精度。

该零件除了内孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以铣床的粗加工就可达到要求。

(二)零件的技术要求分析三轴连杆零件图纸将该三轴连杆的全部加工表面及技术要求列于表中。

三轴连杆加工表面及技术要求表(三)确定三轴连杆的生产类型该三轴连杆的生产为中批生产。

二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式有零件技术要求知，零件材料为45钢，零件使用锻件，锻造拔模斜度不大于7°。

轴类零件的加工工艺分析与实例在职业学校机械加工实习课中，轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目，但学生最后完工工件的质量总是很不理想，经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理。

轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。

一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。

1.零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。

2.渗碳件加工工艺路线一般为：下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工（对不需提高硬度部分）→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。

3.粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。

对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。

且选择平整光滑表面，让开浇口处。

选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。

4.精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。

符合基准统一原则。

尽可能在多数工序中用同一个定位基准。

尽可能使定位基准与测量基准重合。

选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。

内圆磨具主轴针对上述要求，现举例说明如下。

一渗碳主轴（如上图），每批40件，材料20Cr，除内外螺纹外S0.9～C59。

渗碳件工艺比较复杂，必须对粗加工工艺绘制工艺草图（如图）。

工艺草图主轴加工工艺过程该轴类零件加工过程中几点说明：1．采用了二中心孔为定位基准，符合前述的基准重合及基准统一原则。

2．该零件先以外圆作为粗基准，车端面和钻中心孔，再以二中心孔为定位基准粗车外圆，又以粗车外圆为定位基准加工锥孔，此即为互为基准原则，使加工有一次比一次精度更高的定位基准面。

3号莫氏圆锥精度要求很高。

因此，需用V型夹具以2－ф30js5外圆为定位基准达到形位公差要求。

车内锥时，一端用卡爪夹住，一端搭中心架，亦是以外圆作为精基准。