第六章-数控铣床及铣削加工工艺资料讲解

1、第第6章章 数控铣床与铣削数控铣床与铣削(x xu)加工工艺加工工艺 61 数控铣床简介数控铣床简介 一、数控铣床概述一、数控铣床概述 二、数控铣削刀具及切削用量的选择二、数控铣削刀具及切削用量的选择62 数控铣床加工工艺分析数控铣床加工工艺分析 一、主要加工对象一、主要加工对象 二、数控机床铣削加工内容的选择二、数控机床铣削加工内容的选择 三、结构三、结构(jigu)工艺性分析工艺性分析 四、零件毛坯的工艺性分析四、零件毛坯的工艺性分析 63 数控铣床加工工艺路线的拟订数控铣床加工工艺路线的拟订 一、加工方案的选择一、加工方案的选择 二、进给路线的确定二、进给路线的确定 64 典型零件的数控

2、铣削加工工艺分析典型零件的数控铣削加工工艺分析第一页，共43页。一、数控铣床概述(i sh)（一）、数控铣床分类1、按主轴位置（1）立式（2）卧式（3）立卧两用2、按系统(xtng)功能分（1）经济型（2）全功能（3）高速第二页，共43页。（二）、数控铣床特点(tdin) 半封闭或全封闭防护，主轴无级调速，转速范围宽，手动换刀，刀具装夹方便，一般三坐标(zubio)联动第三页，共43页。（三）、数控铣床主要(zhyo)功能A、点位控制功能(gngnng)B、连续轮廓控制功能(gngnng)C、刀具半径补偿功能(gngnng)D、刀具长度补偿功能(gngnng)E、比例及镜像加工功能(gngnn

3、g)F、旋转功能(gngnng)G、子程序调用功能(gngnng)H、宏程序功能(gngnng)I、自动加减速控制J、数据输入输出及DNC功能(gngnng)K、自诊断功能(gngnng)第四页，共43页。二、数控铣削刀具(doj)及切削用量的选择（一）铣刀类型的选择(xunz)（1） A、加工较大平面选面铣刀 B、加工凹槽、较小的凸台及平面轮廓选立铣刀 C、加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等选模具铣刀 D、加工封闭的键槽选键槽铣刀 E、加工变斜角面选鼓形铣刀 F、加工各种直的或圆弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等选成形铣刀第五页，共43页。（2）被加工零件的几何形状是选择(xunz)刀具类型的

4、主要依据。（结合课本的图讲授） A、加工曲面：球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀 B、较大平面时，为了提高生产效率和降低加工表面粗糙度值，用刀片镶嵌式盘形铣刀 C、铣键槽的尺寸精度，用两刃铣刀 D、孔加工时，用钻头、镗刀等孔加工类刀具第六页，共43页。(3)可转位铣刀的选用A、刀片排列方式：a、平装结构(jigu)（径向）优点：刀体结构(jigu)工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片，可重磨缺点：容屑空间小运用：轻型和中量型的铣削加工b、立装结构(jigu)（切向）优点：用一个螺钉固定，结构(jigu)简单，转位方便，夹紧力随切削力增大而增大，省去夹紧元件，容屑空间大，缺点：

5、刀体加工难度大，一般要五坐标加工中心进行加工运用：重型和中量型的铣削加工第七页，共43页。B、角度选择a、主偏角Kr（径向切削力和切削深度影响大）b、前角r。（径向前角影响切削功率(gngl)，轴向前角影响切屑的形成和轴向力的方向）c、齿数d、直径e、最大背吃刀量f、刀片牌号第八页，共43页。（4）切削用量的选择(xunz) 原则：先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。A、背吃刀量（端铣）ap或侧吃刀量ae注：端铣和周铣： 端铣是指用铣刀端面刃进行铣削。端铣时刀具参加切削的刀齿多，切削力平稳，不易产生冲击和振动。 周铣是指用铣刀周边的齿刃进行铣削。周铣时1-2个齿参加切

6、削，在切入和切出时切削力变化大，采用螺旋形刀齿补救。端铣由铣刀外圆排列齿缘完成，端面切削刃起修光作用，可获得较高的粗糙度。周铣刀尖工作负荷大，易磨损，刀具寿命低。 端铣刀杆粗而短，刚度好，可进行强力切削。 周铣平面一般采用卧式铣床。 端铣法铣出的平面，其平面度的好坏主要决定(judng)于铣床主轴轴线与进给方向的垂直度。 周铣法铣出的平面，其平面度的好坏主要决定(judng)于铣刀的圆柱度，因此在精铣平面时，要保证铣刀的圆柱度。a、端铣时， ap为切削层深度ae为被加工表面的宽度b、周铣时，ap为被加工表面的宽度ae为切削层深度第九页，共43页。1）Ra12.5-25,周铣加工余量小于5，端铣

7、小于6，一次进给完成(wn chng)或两次完成(wn chng)2)Ra3.2-12.5，分粗铣和半精铣(0.5-1.0)两步进行3)Ra0.8-3.2，分粗铣、半精铣（1.5-2)和精铣(0.3-0.5)三步进行第十页，共43页。B、主轴转速 主轴转速n根据允许的切削速度c来确定：n=1000c/d 理论上，c越大越好，这样可以提高生产率，而且可以避开生成积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具(doj)等的限制，使用国内机床、刀具(doj)时允许的切削速度常常只能在100200m/min范围内选取。（表6-4） 第十一页，共43页。C、切削进给速度 切削进给速度应

8、根据所采用机床的性能、刀具材料和尺寸、被加工材料的切削加工性能和加工余量的大小 一般原则(yunz)是：工件表面的加工余量大，切削进给速度低；反之相反。 切削进给速度可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手工调整，以获得最佳切削状态。切削进给速度不能超过按逼近误差和插补周期计算所允许的进给速度。 fz为每齿进给量，它的选取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。（表6-5） 第十二页，共43页。62 数控铣床加工工艺数控铣床加工工艺(gngy)分析分析 621 数控铣削的主要数控铣削的主要(zhyo)加工对象加工对象 1 1平面类零件平面类零件 加工面平行或垂直于水平面

9、，或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件加工面平行或垂直于水平面，或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件( (见图见图6 66)6)。其特点是各个加工面是平面，或可以展开成平面。一般只需用三坐标数控铣床的两坐。其特点是各个加工面是平面，或可以展开成平面。一般只需用三坐标数控铣床的两坐标联动标联动( (即两轴半坐标联动即两轴半坐标联动) )就可以把它们加工出来。就可以把它们加工出来。 2.2.变斜角类零件变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈连续变化加工面与水平面的夹角呈连续变化(bi(bi nhunhu ) )的零件称为变斜角类零件（图的零件称为变斜角类零件（图6 67 7）。变

10、斜角）。变斜角类零件的变斜角加工面不能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条类零件的变斜角加工面不能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条线。最好采用四坐标或五坐标数控铣床摆角加工，在没有上述机床时，可采用三坐标数控铣线。最好采用四坐标或五坐标数控铣床摆角加工，在没有上述机床时，可采用三坐标数控铣床，进行两轴半坐标近似加工。床，进行两轴半坐标近似加工。3 3曲面类零件曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件( (如图如图6 68)8)。曲面类零件的加工面不能展开为平。曲面类零件的加工面不能展开为平面，加工时，加工面

11、与铣刀始终为点接触。常用两轴半联动数控铣床来加工精度要求不高的面，加工时，加工面与铣刀始终为点接触。常用两轴半联动数控铣床来加工精度要求不高的曲面；精度要求高的曲面类零件一般采用三轴联动数控铣床加工；当曲面较复杂、通道较狭曲面；精度要求高的曲面类零件一般采用三轴联动数控铣床加工；当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时，要采用四轴甚至五轴联动数控铣床加工。窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时，要采用四轴甚至五轴联动数控铣床加工。第十三页，共43页。a)带平面(pngmin)轮廓的平面(pngmin)零件 b)带斜平面(pngmin)的平面(pngmin)零件 c)带正圆台和斜筋的平面

12、(pngmin)零件 图66 平面(pngmin)类零件 图图67 变斜角变斜角(xi jio)零件零件 图图68 叶轮叶轮 return第十四页，共43页。6 62 22 2 数控机床铣削数控机床铣削(x xu)(x xu)加工内加工内容的选择容的选择 1 1采用数控铣削加工内容采用数控铣削加工内容 (1)(1)工件上的曲线轮廓内、外形工件上的曲线轮廓内、外形(w(w i xn)i xn)，特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲，特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓。线等曲线轮廓。 (2)(2)已给出数学模型的空间曲线。已给出数学模型的空间曲线。 (3)(3)形状复杂，尺寸

13、繁多，划线与检测困难的部位。形状复杂，尺寸繁多，划线与检测困难的部位。 (4)(4)用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内、外凹槽。用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内、外凹槽。 (5)(5)以尺寸协调的高精度孔或面。以尺寸协调的高精度孔或面。 (6)(6)能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状。能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状。 (7)(7)采用数控铣削能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动的一般加工内容。采用数控铣削能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动的一般加工内容。 2 2不宜采用数控铣削加工内容不宜采用数控铣削加工内容 (1)(1)需要进行长时间占机和进行人工调整的粗

14、加工内容，如以毛坯粗基准定位划线找正的加工。需要进行长时间占机和进行人工调整的粗加工内容，如以毛坯粗基准定位划线找正的加工。 (2)(2)必须按专用工装协调的加工内容必须按专用工装协调的加工内容( (如标准样件、协调平板、模胎等如标准样件、协调平板、模胎等) )。 (3)(3)毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位。毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位。 (4)(4)简单的粗加工面。简单的粗加工面。 (5)(5)必须用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽或高筋板小转接圆弧部位。必须用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽或高筋板小转接圆弧部位。 第十五页，共43页。6 62 23 3 数控铣床

15、加工数控铣床加工(ji gng)(ji gng)零件的结构工艺零件的结构工艺性分析性分析 1 1零件图样尺寸的正确标注零件图样尺寸的正确标注 构成零件轮廓的几何元素构成零件轮廓的几何元素( (点、线、面点、线、面) )的相互关系的相互关系( (如相切、相交、垂直和平行等如相切、相交、垂直和平行等) )，的给定条件是否，的给定条件是否充分，应无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。充分，应无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。 2 2保证获得要求的加工精度保证获得要求的加工精度 检查零件的加工要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在现有的加工条件下是否可以得到保检查零件的加

16、工要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在现有的加工条件下是否可以得到保证，是否还有更经济的加工方法或方案。对一些特殊情况，如面积较大的薄板，当其厚度小于证，是否还有更经济的加工方法或方案。对一些特殊情况，如面积较大的薄板，当其厚度小于3mm3mm时，时，就应在工艺上充分重视这一问题。就应在工艺上充分重视这一问题。3 3零件内腔外形的尺寸统一零件内腔外形的尺寸统一4 4尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸 （1 1）内槽圆弧半径）内槽圆弧半径R R的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆弧半径的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆弧半径R R不应太小。（图不应太小

17、。（图6 69 9）。一般，）。一般，当当R0.2H(HR0.2H(H为被加工轮廓面的最大高度为被加工轮廓面的最大高度) )时，可以判定零件上该部位时，可以判定零件上该部位(bwi)(bwi)的工艺性不好。的工艺性不好。 （2 2）零件铣削槽底平面时，槽底面圆角或底板与肋板相交处的圆角半径）零件铣削槽底平面时，槽底面圆角或底板与肋板相交处的圆角半径r r不要过大（图不要过大（图6-106-10）。）。R R越大，越大，端刀刃铣削平面的能力越差端刀刃铣削平面的能力越差. .因为铣刀与铣削平面接触的最大直径因为铣刀与铣削平面接触的最大直径d=Dd=D2r(D2r(D为铣刀直径为铣刀直径) )，当，

18、当D D越大而越大而r r越小时，铣刀端刃铣削平面的面积越大，加工平面的能力越强，铣削工艺性当然也越好。越小时，铣刀端刃铣削平面的面积越大，加工平面的能力越强，铣削工艺性当然也越好。5 5保证基准统保证基准统 最好采用统一基准定位，因此零件上应有合适的孔作为定位基准孔，也可以专门设置工艺孔作为定位最好采用统一基准定位，因此零件上应有合适的孔作为定位基准孔，也可以专门设置工艺孔作为定位基准基准( (如在毛坯上增加工艺凸台或在后继工序要铣去的余量上设基准孔如在毛坯上增加工艺凸台或在后继工序要铣去的余量上设基准孔) )。若无法制出工艺孔，最起码也。若无法制出工艺孔，最起码也要用精加工表面作为统一基准

19、，以减少二次装夹产生的误差。要用精加工表面作为统一基准，以减少二次装夹产生的误差。6 6分析零件的变形情况分析零件的变形情况 零件在数控铣削加工时的变形较大时，就应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防。零件在数控铣削加工时的变形较大时，就应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防。 第十六页，共43页。图图6-9 肋板高度与内孔转接圆肋板高度与内孔转接圆 弧弧对零件铣削对零件铣削(x xu)工艺性的影响工艺性的影响 图图610 零件零件(ln jin)底面与肋板的转接底面与肋板的转接圆弧对零件圆弧对零件(ln jin)铣削工艺性的影响铣削工艺性的影响 return第十七页，共43页。6 62 24

20、 4 数控铣削零件数控铣削零件(ln ji(ln ji n)n)毛坯的工艺性毛坯的工艺性分析分析 1 1毛坯应有充分的加工余量，稳定的加工质量毛坯应有充分的加工余量，稳定的加工质量 毛坯主要指锻、铸件，因模锻时的久压量与允许的错模量会造成余量多少不等，铸造毛坯主要指锻、铸件，因模锻时的久压量与允许的错模量会造成余量多少不等，铸造(zhz(zhz o)o)时也会时也会因砂型误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量不等。另外，锻造、铸造因砂型误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量不等。另外，锻造、铸造(zhz(zhz o)o)后，毛坯的翘曲与扭曲变形量的不同也会造成加

21、工余量不充分、不稳定。因此，除板料外，不管是锻件、后，毛坯的翘曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定。因此，除板料外，不管是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控铣削加工，其加工面均应有较充分的余量。铸件还是型材，只要准备采用数控铣削加工，其加工面均应有较充分的余量。2 2分析毛坯的装夹适应性分析毛坯的装夹适应性 主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性，以便充分发挥数控铣削在一次安装中加工出主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性，以便充分发挥数控铣削在一次安装中加工出较多待加工面。对于不便装夹的毛坯，可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台来定位与夹紧，也较多待加工面

22、。对于不便装夹的毛坯，可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台来定位与夹紧，也可以制出工艺孔或另外准备工艺凸耳来特制工艺孔作定位基准（图可以制出工艺孔或另外准备工艺凸耳来特制工艺孔作定位基准（图6 61111）。）。3 3分析毛坯的余量大小及均匀性分析毛坯的余量大小及均匀性 4 4尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸主要是考虑在加工时要不要分层切削，分几层切削。也要分析加工中与加工后的变形程度，考虑是否应主要是考虑在加工时要不要分层切削，分几层切削。也要分析加工中与加工后的变形程度，考虑是否应采取预防性措施与补救措施。采取预防性措施与补救措施。图图611 增加增加(

23、zngji)毛坯辅助基准毛坯辅助基准示例示例 第十八页，共43页。63 数控铣床加工数控铣床加工(ji gng)工艺路线的工艺路线的拟订拟订 631 数控铣削加工方案的选择数控铣削加工方案的选择 1平面轮廓平面轮廓(lnku)的加工方法的加工方法 这类零件的表面多由直线和圆弧或各种曲线构成(guchng)，通常采用3坐标数控铣床进行两轴半坐标加工（图612）。 图图612 平面轮廓铣削平面轮廓铣削 第十九页，共43页。2固定固定(gdng)斜角平面的加工方法斜角平面的加工方法 图图6 613 13 主轴主轴(zhzhu)(zhzhu)摆角加工固定斜面摆角加工固定斜面 固定斜角平面是与水平面成一

24、固定夹角的斜面，常用的加工方法如下： （1）当零件尺寸不大时，可用斜垫板垫平后加工；如果机床主轴可以摆角，则可以摆成适当的定角，用不同(b tn)的刀具来加工(见图613)。当零件尺寸很大，斜面斜度又较小时，常用行切法加工，但加工后，会在加工面上留下残留面积，需要用钳修方法加以清除，用3坐标数控立铣加工飞机整体壁板零件时常用此法。当然，加工斜面的最佳方法是采用5坐标数控铣床，主轴摆角后加工，可以不留残留面积。 （2）对于图66c所示的正圆台和斜筋表面，一般可用专用的角度成型铣刀加工。其效果比采用5坐标数控铣床摆角加工好。 第二十页，共43页。3变斜角变斜角(xi jio)面的加工面的加工 图图

25、6 614 414 4、5 5坐标数控铣床加工零件变斜角坐标数控铣床加工零件变斜角(xi jio)(xi jio)面面 图图6 615 15 用鼓形铣刀分层铣削变斜用鼓形铣刀分层铣削变斜角角(xi jio) (xi jio) （1）对曲率变化较小的变斜角面，用 4坐标(zubio)联动的数控铣床，采用立铣刀(但当零件斜角过大，超过机床主轴摆角范围时，可用角度成型铣刀加以弥补)以插补方式摆角加工（图614a)。 （2）对曲率变化较大的变斜角面，用4坐标(zubio)联动加工难以满足加工要求，最好用5坐标(zubio)联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加工（图614b）。 （3）采用3坐标(zubi

26、o)数控铣床两坐标(zubio)联动，利用球头铣刀和鼓形铣刀，以直线或圆弧插补方式进行分层铣削加工，加工后的残留面积用钳修方法清除（图615）。第二十一页，共43页。4曲面轮廓的加工曲面轮廓的加工(ji gng)方法方法 （1）对曲率变化不大和精度要求不高的曲面(qmin)的粗加工，常用两轴半坐标的行切法加工，即x、y、z 3轴中任意两轴作联动插补，第三轴作单独的周期进给。 如图616所示 。两轴半坐标加工曲面(qmin)的刀心轨迹O1O2和切削点轨迹ab，如图617所示。（2）对曲率变化较大和精度要求较高的曲面(qmin)的精加工，常用z、y、z 3坐标联动插补的行切法加工。如图618所示。

27、 （3）对像叶轮、螺旋桨这样的零件，因其叶片形状复杂，刀具容易与相邻表面干涉，常用5坐标联动加工。其加工原理如图619所示。 第二十二页，共43页。图图616 616 两轴半坐标两轴半坐标(zubio)(zubio)行切法加工曲面行切法加工曲面 图图617 617 两轴半坐标两轴半坐标(zubio)(zubio)行切法加工行切法加工曲面的切削点轨迹曲面的切削点轨迹 图图418 3轴联动行切法轴联动行切法加工曲面加工曲面(qmin)的切削点轨的切削点轨迹迹 图图419 曲面的曲面的5坐标坐标(zubio)联动加工联动加工 return第二十三页，共43页。6 63 32 2 进给路线的确定进给路

28、线的确定(qudng) (qudng) 1 1顺铣和逆铣的选择顺铣和逆铣的选择 铣削有顺铣和逆铣两种方式（图620）。当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时，应选用顺铣，按照顺铣安排进给路线。因为采用顺铣加工后，零件已加工表面质量好，刀齿磨损小。精铣时，尤其是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量采用顺铣。当工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣，按照逆铣安排进给路线。因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩刀；机床进给机构的间隙不会引起(ynq)振动和爬行。图图620 顺铣与逆铣顺铣与逆铣 a) 顺铣 b) 逆铣 顺顺 铣铣逆逆 铣铣第二十四页，共43页。2铣削外轮廓铣

29、削外轮廓(lnku)的进给路线的进给路线 （1）铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件外轮廓的法向切入，而应沿切削起始点的延伸线逐渐切入工件，保证零件曲线的平滑过渡。同哩，在切离工件时，也应避免在切削终点处直接抬刀，要沿着切削终点延伸线逐渐切离工件，如图621所示。 （2）当用圆弧插补方式铣削外整圆时（图622），要安排刀具从切向进入圆周铣削加工，当整圆加工完毕后，不要在切点(qidin)处直接退刀，而应让刀具沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面相碰，造成工件报废。图图621 621 外轮廓加工刀具的切入外轮廓加工刀具的切入(qi r)(

30、qi r)和切出和切出 图图622 622 外圆铣削外圆铣削 第二十五页，共43页。3 3铣削内轮廓铣削内轮廓(lnku)(lnku)的进给路线的进给路线 （1）铣削封闭的内轮廓表面，若内轮廓曲线不允许外延（图623所示），刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入、切出，此时刀具的切入、切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时（图624所示），为防止刀补取消时在轮廓拐角处留下凹口（图a）,刀具切入、切出点应远离拐角（图b）。 （2）当用圆弧插补铣削内圆弧时也要遵循(zn xn)从切向切入、切出的原则，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线（图625所示）提高内孔表面的加工精度

31、和质量。图图623 623 内轮廓加工刀内轮廓加工刀具具(doj)(doj)的的切入和切出切入和切出 图图624 624 无交点内轮无交点内轮廓加工刀具廓加工刀具的切入和切的切入和切出出 图图625 625 内圆铣削内圆铣削 第二十六页，共43页。4 4铣削铣削(x xu)(x xu)内槽的进给路线内槽的进给路线 所谓内槽是指以封闭曲线为边界的平底凹槽。一律用平底立铣刀加工，刀具圆角半径应符合内槽的图纸要求(yoqi)。图626所示为加工内槽的三种进给路线。图626a和图626b分别为用行切法和环切法加工内槽。两种进给路线的共同点是都能切净内腔中的全部面积，不留死角，不伤轮廓，同时尽量减少重复

32、进给的搭接量。不同点是行切法的进给路线比环切法短，但行切法将在每两次进给的起点与终点间留下残留面积，而达不到所要求(yoqi)的表面粗糙度；用环切法获得的表面粗糙度要好于行切法，但环切法需要逐次向外扩展轮廓线，刀位点计算稍微复杂一些。采用图626c所示的进给路线，即先用行切法切去中间部分余量，最后用环切法环切一刀光整轮廓表面，既能使总的进给路线较短，又能获得较好的表面粗糙度。图图626 626 凹槽加工凹槽加工(ji gng)(ji gng)进给路线进给路线 行切法在两次走刀行切法在两次走刀的起点和终点间留的起点和终点间留下残留高度，达不下残留高度，达不到要求的表面粗糙到要求的表面粗糙度。度。

33、先用行切法，最后沿先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整周向环切一刀，光整轮廓表面，轮廓表面，能获得较能获得较好的效果。好的效果。环切法，效果环切法，效果也较好，但加也较好，但加工时间较长。工时间较长。第二十七页，共43页。5 5铣削曲面轮廓铣削曲面轮廓(lnku)(lnku)的进给路线的进给路线 铣削曲面时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。对于边界敞开的曲面加工，可采用两种加工路线，如图627所示发动机大叶片，当采用图a所示的加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算(j sun)简单，程序少，加工过程

34、符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。当采用图b所示的加工方案时，符合这类零件数据给出情况，便于加工后检验，叶形的准确度较高，但程序较多。由于曲面零件的边界是敞开的，没有其他表面限制，所以曲面边界可以延伸，球头刀应由边界外开始加工。图图6 627 27 曲面曲面(qmi(qmi n)n)加工的进给路线加工的进给路线 第二十八页，共43页。注意注意(zh y)(zh y)： 轮廓加工中应避免(bmin)进给停顿，否则会在轮廓表面留下刀痕；若在被加工表面范围内垂直下刀和抬刀，也会划伤表面。 为提高工件表面的精度和减小粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般以0.20.5mm为宜。 选择

35、工件在加工后变形小的走刀路线。对横截面积小的细长零件或薄板零件，应采用多次走刀加工达到最后尺寸；或采用对称去余量法安排走刀路线。 第二十九页，共43页。6 64 4 典型零件的数控铣削加工典型零件的数控铣削加工(ji gng)(ji gng)工艺分析工艺分析 641平面槽形凸轮零件加工工艺(gngy)分析 图649所示为平面槽形凸轮零件(ln jin)，其外部轮廓尺寸已经由前道工序加工完，本工序的任务是在铣床上加工槽与孔。零件(ln jin)材料为HT200，其数控铣床加工工艺分析如下。 图图6649 49 平平面面槽槽形形凸凸轮轮零零件件图图 第三十页，共43页。1零件图工艺分析零件图工艺分

36、析(fnx) 凸轮槽形内、外轮廓由直线和圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整，凸轮槽侧面与凸轮槽形内、外轮廓由直线和圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整，凸轮槽侧面与20、12两个内孔表面粗糙度要求较高，为两个内孔表面粗糙度要求较高，为Ra1.6。凸轮槽内外轮廓面和。凸轮槽内外轮廓面和20孔与底面有垂直孔与底面有垂直度要求。零件材料为度要求。零件材料为HT200，切削加工性能较好。，切削加工性能较好。 根据上述分析根据上述分析(fnx)，凸轮槽内、外轮廓及，凸轮槽内、外轮廓及20、12两个孔的加工应分粗、精加工两个阶两个孔的加工应分粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度要求。同时以底面段

37、进行，以保证表面粗糙度要求。同时以底面A定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。2确定装夹方案确定装夹方案 根据零件的结构特点，加工根据零件的结构特点，加工20、12两个孔时，以底面两个孔时，以底面A定位定位(必要时可设工艺孔必要时可设工艺孔)，采用螺，采用螺旋压板机构夹紧。加工凸轮槽内外轮廓时，采用旋压板机构夹紧。加工凸轮槽内外轮廓时，采用“一面两孔一面两孔”方式定位，即以底面方式定位，即以底面A和和20、12两个孔为定位基准。为此，设计一两个孔为定位基准。为此，设计一“一面两销一面两销”专用夹具，在一垫块上分别精镗专用夹具，在一垫块上分别精镗20、12两个定

38、位销安装孔，孔距为两个定位销安装孔，孔距为35mm，垫块平面度为，垫块平面度为0.04mm。装夹示意如图。装夹示意如图650所示。采所示。采用双螺母夹紧，提高装夹刚性，防止铣削时振动。用双螺母夹紧，提高装夹刚性，防止铣削时振动。 图图650 650 凸轮槽加凸轮槽加工装夹示意图工装夹示意图 l-l-开口垫圈开口垫圈(din (din qun) qun) 2-2-带螺纹圆柱销带螺纹圆柱销 3-3-压紧螺母压紧螺母 4-4-带螺纹削边销带螺纹削边销 5-5-垫圈垫圈(din qun) (din qun) 6-6-工件工件 7-7-垫块垫块 第三十一页，共43页。3确定加工顺序及进给路线确定加工顺序

39、及进给路线(lxin) 加工顺序的拟定按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此应先加工用作定位基准的加工顺序的拟定按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此应先加工用作定位基准的20、12两个孔，两个孔，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。为保证加工精度，粗、精加工应分开，其中然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。为保证加工精度，粗、精加工应分开，其中20、12两个孔的加工采两个孔的加工采用钻孔用钻孔-粗铰粗铰-精铰方案。精铰方案。 进给路线进给路线(lxin)包括平面进给和深度进给两部分。平面进给时，外凸轮廓从切线方向切入，内凹轮包括平面进给和深度进给两部分。平面进给时，外凸轮廓从切线方向切入，内凹轮廓从过渡圆

40、弧切入。为使凸轮槽表面具有较好的表面质量，采用顺铣方式铣削，对外凸轮廓，按顺时针廓从过渡圆弧切入。为使凸轮槽表面具有较好的表面质量，采用顺铣方式铣削，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凹轮廓逆时针方向铣削，图方向铣削，对内凹轮廓逆时针方向铣削，图651所示即为铣刀在水平面内的切入进给路线所示即为铣刀在水平面内的切入进给路线(lxin)。深。深度进给有两种方法：一种是在度进给有两种方法：一种是在XOZ平面平面(或或YOZ平面平面)来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种方法是先打来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。

41、 图图651 651 平面槽形凸轮的平面槽形凸轮的切入进给路线切入进给路线 a a） 直线直线(zhxin)(zhxin)切入外凸切入外凸轮廓轮廓 b b）过度圆弧切入）过度圆弧切入内凹轮廓内凹轮廓 第三十二页，共43页。4刀具选择刀具选择 根据零件的结构特点，铣削根据零件的结构特点，铣削(x xu)凸轮槽内、外轮廓时，铣刀直径受槽宽限制，取为凸轮槽内、外轮廓时，铣刀直径受槽宽限制，取为6mm。粗加工选用粗加工选用6高速钢立铣刀，精加工选用高速钢立铣刀，精加工选用6硬质合金立铣刀。所选刀具及其加工表面见表硬质合金立铣刀。所选刀具及其加工表面见表67平平面槽形凸轮数控加工刀具卡片。面槽形凸轮数控

42、加工刀具卡片。 表表67 67 平面槽形凸轮平面槽形凸轮(tln)(tln)数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 产品名称或代号 零件名称平面槽形凸轮零件图号 序号刀具号刀 具加工表面备 注规格名称数量刀长mm1T015中心钻 钻5mm中心孔 2T02内19.6钻头14520孔粗加工 3T0311.6钻头13012孔粗加工 4T0420铰刀14520孔精加工 5T0512铰刀13012孔精加工 6T0690倒角铣刀1 20孔倒角1.545 7T076高速钢立铣刀120粗加工凸轮槽内外轮廓底圆角RO.58T086硬质合金立铣刀120精加工凸化槽内外轮廓 编制 审核批 年月日共 页第 页 第三十三页，

43、共43页。5 5切削用量的选择切削用量的选择 凸轮槽内、外轮廓精加工时留凸轮槽内、外轮廓精加工时留0.1mm0.1mm铣削余量，精铰铣削余量，精铰2020、1212两个孔时留两个孔时留0.lmm0.lmm铰削余量。铰削余量。选择主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，然后按式选择主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，然后按式vc=dn/1000vc=dn/1000，vf=nZfzvf=nZfz计算主轴转速与进给速度计算主轴转速与进给速度( (计算过程计算过程(guchng)(guchng)从略从略) )。6 6填写数控加工工序卡片填写数控加

44、工工序卡片 将各工步的加工内容、所用刀具和切削用量填入表将各工步的加工内容、所用刀具和切削用量填入表6868平面槽形凸轮数控加工工序卡片。平面槽形凸轮数控加工工序卡片。 第三十四页，共43页。表表68 68 平面平面(pngmin)(pngmin)槽形巴轮数控加工工序卡片槽形巴轮数控加工工序卡片 单位名称 产品名称或代号零件名称零件图号卡 子工序号程序编号夹具名称使用设备车 间螺旋压板XK50254数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速 rmin-1进给速度mmmin1背吃刀量/mm备注1 A面定位钻5中心孔 (2处) T015755 手动2钻19.6孔 T0219.640240 自

45、动3钻11.6孔 T0311.640240 自动4铰20孔 T0420130200.2自动5铰12孔 T0512130200.2自动620孔倒角1.545 T069040220 手动7一面两孔定位，粗铣凸轮槽内轮廓 T076l100404自动8粗铣凸轮槽外轮廓T0761100404自动9精铣凸轮槽内轮廓T08614952014自动10精铣凸轮槽外轮廓T08614952014自动11翻面装夹，铣20孔另一侧倒角1.545T069040220 手动编制审核批准年 月 日共 页第 页第三十五页，共43页。6 64 42 2 箱盖类零件箱盖类零件(ln jin) (ln jin) 图652所示的泵盖零

46、件，材料为HT200，毛坯尺寸(ch cun)(长宽高)为170mm110mm30mm，小批量生产，试分析其数控铣床加工工艺过程。 图图652 652 泵盖零件图泵盖零件图 第三十六页，共43页。1.零件工艺分析零件工艺分析 该零件主要该零件主要(zhyo)由平面、外轮廓以及孔系组成。其中由平面、外轮廓以及孔系组成。其中32H7和和2-6H8三个内孔的表三个内孔的表面粗糙度要求较高，为面粗糙度要求较高，为Ra1.6；而；而12H7内孔的表面粗糙度要求更高，为内孔的表面粗糙度要求更高，为Ra0.8；32H7内内孔表面对孔表面对A面有垂直度要求，上表面对面有垂直度要求，上表面对A面有平行度要求。该

47、零件材料为铸铁，切削加工面有平行度要求。该零件材料为铸铁，切削加工性能较好。性能较好。 根据上述分析，根据上述分析，32H7孔、孔、2-6H8孔与孔与12H7孔的粗、精加工应分开进行，以保证表面孔的粗、精加工应分开进行，以保证表面粗糙度要求。同时以底面粗糙度要求。同时以底面A定位，提高装夹刚度以满足定位，提高装夹刚度以满足32H7内孔表面的垂直度要求。内孔表面的垂直度要求。 2选择加工方法选择加工方法 (1)上、下表面及台阶面的粗糙度要求为上、下表面及台阶面的粗糙度要求为Ra3.2，可选择，可选择“粗铣粗铣-精铣精铣”方案。方案。 (2)孔加工方法的选择孔加工方法的选择 孔孔32H7，表面粗糙

48、度为，表面粗糙度为Ra1.6，选择，选择“钻钻-粗镗粗镗-半精镗半精镗-精镗精镗”方案。方案。 孔孔12H7，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra0.8，选择，选择“钻钻-粗铰粗铰-精铰精铰”方案。方案。 孔孔6-7，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra3.2，无尺寸公差要求，选择，无尺寸公差要求，选择“钻钻-铰铰”方案。方案。 孔孔2-6H8，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ral.6，选择，选择“钻钻-铰铰”方案。方案。 孔孔18和和6-10，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra12.5，无尺寸公差要求，选择，无尺寸公差要求，选择“钻孔钻孔-锪孔锪孔”方案。方案。 螺纹孔螺纹孔2-M16-H7，采用先钻底孔，后攻

49、螺纹的加工方法。，采用先钻底孔，后攻螺纹的加工方法。 第三十七页，共43页。3. 3. 确定装夹方案确定装夹方案 该零件毛坯的外形比较规则，因此在加工上下表面、台阶面及孔系时，选用平口虎钳夹紧；在铣该零件毛坯的外形比较规则，因此在加工上下表面、台阶面及孔系时，选用平口虎钳夹紧；在铣削外轮廓时，采用削外轮廓时，采用“一面一面(y min)(y min)两孔两孔”定位方式，即以底面定位方式，即以底面A A、32H732H7孔和孔和12H712H7孔定位。孔定位。 4. 4. 确定加工顺序及走刀路线确定加工顺序及走刀路线 按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序，详见表按照基面先行、先面后

50、孔、先粗后精的原则确定加工顺序，详见表610610泵盖零件数控加工工序泵盖零件数控加工工序卡。外轮廓加工采用顺铣方式，刀具沿切线方向切入与切出。卡。外轮廓加工采用顺铣方式，刀具沿切线方向切入与切出。5. 5. 刀具选择刀具选择 （1 1）零件上、下表面采用端铣刀加工，根据侧吃刀量选择端铣刀直径，使铣刀工作时有合理的切）零件上、下表面采用端铣刀加工，根据侧吃刀量选择端铣刀直径，使铣刀工作时有合理的切入切出角；且铣刀直径应尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并减小相邻两次进入切出角；且铣刀直径应尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。给之间的接

51、刀痕迹。 （2 2）台阶面及其轮廓采用立铣刀加工，铣刀半径只受轮廓最小曲率半径限制，取）台阶面及其轮廓采用立铣刀加工，铣刀半径只受轮廓最小曲率半径限制，取R=6mmR=6mm。 （3 3）孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。）孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。 该零件加工所选刀具详见表该零件加工所选刀具详见表6969泵盖零件数控加工刀具卡片。泵盖零件数控加工刀具卡片。 第三十八页，共43页。表表69 69 泵盖零件数控加工刀具泵盖零件数控加工刀具(doj)(doj)卡片卡片 产品名称或代号 零 件 名 称泵 盖零件图号序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面备注lT01125

52、硬质合金端面铣刀 1铣削上、下表面 2T0212硬质合金立铣刀 1铣削台阶面及其轮廓 3T033中心钻 1钻中心孔 4T0427钻头 1钻32H7底孔 5T05内孔镗刀 1粗镗半精镗和精镗32H7 6T0611.8钻头 1钻12H7底孔 7T07811锪钻 l锪18孔 8T0812铰刀 l铰12H7孔 9T0914钻头 1钻2-M16螺纹底孔 10T1090倒角铣刀 l2-M16螺孔倒角 11T11M16机用丝锥 1攻2-M16螺纹孔 12T126.8钻头 1钻6-7底孔 13T13105.5锪钻 1锪6-10孔 14T147铰刀1铰6-7孔 15T155.8钻头1钻2-6H8底孔 16T166铰刀 l铰2-6H8孔 17T1735硬质合金立铣刀 l铣削外轮廓 编制 审核 批 准 年 月 日共 页第 页第三十九页，共43页