数控铣削加工工艺路线与对刀操作

数控铣削加工工艺及对刀操作一数控铣削加工工艺路线二铣刀的选择与切削用量三数控铣床工件的装夹与对刀四数控铣削工艺设计一、数控铣削工艺路线数控铣削加工工艺规程的制定制订零件的数控铣削加工工艺是数控铣削加工的一项首要任务。数控铣削加工工艺制订的合理与否，直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。数控铣削加工工艺规程的制定普通加工工艺数控加工工艺加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整。

自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑，否则导致严重的后果。数控铣削加工工艺规程的制定选择并确定数控加工的内容

数控加工的工艺分析

图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定

制定数控加工工艺方案确定工步和进给路线选择数控机床的类型

选择和设计刀具、夹具与量具确定切削参数编写、校验和修改加工程序首件试加工与现场问题处理

数控加工工艺技术文件的定型与归档

1．数控铣削加工内容的选择(1)适合数控铣床加工零件：

通用机床加工时难以测量和控制进给的内外凹槽

以尺寸协调的高精度孔或面

工件上的曲线轮廓

已给出数学模型的空间曲面

形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位

能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状

采用数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内容

(2)不适合数控铣床加工零件：１．数控铣削加工内容的选择毛坯上余量不太充分或不太稳定的部位

一次安装完成零星工位加工

简单粗加工

需长时间占机人工调整

必须采用细长刀具加工的零件

2．零件的工艺性分析(1)仔细阅读图样，明确加工内容。(2)详细了解图样所标注的几何尺寸、尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等技术要求；了解零件的材料、毛坯类型、生产批量等，这些都是合理安排数控车削加工工艺中各基本参数的主要依据。如果零件的某些加工部位经数控车削加工达不到精度要求时，还需要安排最后的精加工（如磨削），应注意为后续工序保留加工余量。［1］、零件图样的分析(4)分析工件图样上几何元素的给定条件是否充分，要保证编程时的数值计算能顺利进行。２．零件的工艺性分析(3)分析工件图样上尺寸标注方法是否适应数控加工的特点［2］、零件结构工艺性分析（零件制造的可行性和经济性分析）２．零件的工艺性分析零件槽底部圆角半径不宜过大

尽量统一内外轮廓的几何类型和有关尺寸选择较大的轮廓内圆弧半径保证获得要求的加工精度保证基准统一原则

分析零件的变形情况

a)R＞0.2Hb)R＜0.2H［３］、零件件毛坯的工艺艺分析２．零件的工工艺性分析分析毛坯的装装夹适应性（可适当增加加定位凸耳或或工艺凸台））分析毛坯的余余量大小及均均匀性（考虑零件的的切削次数以以及变形情况况）毛坯应有充分分、稳定的加加工余量（保证加工面面与非加工面面之间精度））数控工艺路线线的设计质量量会直接影响响零件的加工工质量和生产产效率，尽可可能设计的合合理一些。3．工艺路线线的确定3、工艺路线线的确定［1］、加工工方法的选择择（1）孔加工工主要的加工方方法有：钻削削、扩削、铰铰削、铣削和和镗削孔加工的常用用方法选择：：对于直径大于于φ30mm的已铸出或或锻出的毛坯坯孔的孔加工工，一般采用粗镗镗——半精镗镗——孔口倒倒角——精镗镗的加工方案案；孔径较大的可可采用立铣刀刀粗铣——精精铣加工方案案；对于直径小于于φ30mm无底孔的孔孔加工，通常常采用锪平端端面——打中心孔———钻——扩———孔口倒角角——铰加工工方案，对有有同轴度要求的小孔，需需采用锪平端端面——打中中心孔——钻钻——半精镗镗——孔口倒角——精镗镗(或铰)加加工方案（特特别是加工台台阶孔）。3.工艺路线线的确定（2）平面加加工主要采用铣削削方式，使用用立铣刀和端端铣刀。（3）曲面轮轮廓加工方法法曲面轮廓加工工主要方法：：多轴联动，，使用球头刀刀2轴半联动加工3轴联动加工5轴联动加工３．工艺路线线的确定［2］、加工工阶段的划分分工件的加工，，总是按照先先粗加工，后后精加工的顺顺序进行。粗加工：要求求时间短，除除去大部分余余量，生产效效率要求高。。精加工：在粗粗加工基础上上，通过加工工，满足零件件的精度要求求。划分意义：有有利于保证加加工质量；有利于及早发发现毛坯的缺缺陷；有利于设备的的合理使用。。３．工艺路线线的确定［3］、工序序的划分工序的划分原原则：在一次次装夹应尽可可能完成大部部分工序；尽尽可能在一台机床上上完成整个零零件的加工。。工序的划分的的几种方式３．工艺路线线的确定刀具集中分序序法即按所用刀具具划分工序，，用同一把刀刀加工完零件件上所有可以以完成的部位位，在用第二二把刀、第三三把刀完成它它们可以完成成的其它部位位。这种分序法可可以减少换刀刀次数，压缩缩空程时间，，减少不必要要的定位误差差。粗精加工分序序法这种分序法是是根据零件的的形状、尺寸寸精度等因素素，按照粗、、精加工分开开的原则进行行分序。对单单个零件或一一批零件先进进行粗加工、、半精加工，，而后精加工工。粗精加工之间间，最好隔一一段时间，以以使粗加工后后零件的变形形得到充分恢恢复，再进行行精加工，以以提高零件的的加工精度。。按加工部位分分序法即先加工平面面、定位面，，再加工孔；；先加工简单的的几何形状，，再加工复杂杂的几何形状状；先加工精度比比较低的部位位，再加工精精度要求较高高的部位。３．工艺路线线的确定［4］、加工工顺序的安排排（1）切削削加工工序的的安排B、先粗后精精原则；C、先主后次次原则；A、基面先行行原则；（原因：基准准的表面越精精确，装夹误误差越小。））D、先面后孔孔原则；３．工艺路线线的确定［4］、加工工顺序的安排排（2）热处处理工序安排排热处理作用及及安排位置：：a、预备热处处理：消除毛毛坯制造时的的残余应力，，改善组织。。时间安排：：多方切削加加工之前。b、消除残余余应力：消除除切削力引起起的变形。时间安排：：粗加工之后后，精加工之之前，可多次次。c、最终热处处理：提高零零件强度、表表面硬度和耐耐磨性。时间安排：：加工结束。。３．工艺路线线的确定4.4数控控加工工序与与普通工序衔衔接数控加工工序序前后一般都都穿插有其它它普通加工工工序，如衔接接得不好就容容易产生矛盾盾。因此在熟熟悉整个加工工工艺内容的的同时，要清清楚数控加工工工序与普通通加工工序各各自的技术要要求、加工目目的、加工特特点，如要不不要留加工余余量，留多少少；定位面与与孔的精度要要求及形位公公差；对校形形工序的技术术要求；对毛毛坯的热处理理状态等。辅助工序：a、内容：检检验、清洗、、去毛刺、去去磁、倒棱边边、涂油等。。b、作用：：保证产品质质量主要措施施之一。c、时间安排排：加工结束束。［4］、加工工顺序的安排排（3）辅助助工序安排３．工艺路线线的确定［5］、装夹夹方式的选择择定位基准、装装夹方案选择择：在确定定位和和夹紧方案时时应注意以下下几个问题：：（1）尽可能能做到设计基基准、工艺基基准与编程计计算基准的统统一；（2）尽量将将工序集中，，减少装夹次次数，尽可能能在一次装夹夹后能加工出全部待待加工表面；；（3）避免采采用占机人工工调整时间长长的装夹方案案；（4）夹紧力力的作用点应应落在工件刚刚性较好的部部位。３．工艺路线线的确定［5］、装夹夹方式的选择择夹具的选择：：夹具的分类通用夹具：适用于单件小批量生产。例如：平口钳、三爪卡盘等等。专用夹具：适用于大批大量生产。组合夹具：适用于单件小批量生产。定位夹紧使工件相对于于机床及刀具具处于正确的的位置工件定位后，，将工件紧固固，使工件在在加工过程中中不发生位置置变化工件安装的内内容３．工艺路线线的确定组合夹具：又又称为模组化化夹具。是夹具中一种种标准化、系系列化、通用用化程度很高高的工艺装备备。特点：组合性性、可调性、、模拟性、柔柔性、经济性性、寿命长、、周期短短、、成成本本低低。。新型数控夹具体３．．工工艺艺路路线线的的确确定定孔系系组组合合夹夹具具夹具具体体元元件件３．．工工艺艺路路线线的的确确定定［6］］、、进进给给路路线线选选择择重要要概概念念：：加工工路路线线：：刀刀具具刀刀位位点点相相对对于于工工件件运运动动的的轨轨迹迹和和方方向向，，即即刀刀具具从从起起刀刀点点开开始始运运动动，，直直至至加加工工结结束束所所经经过过的的路路径径，，包包括括切切削削加加工工的的路路径径及及刀刀具具引引入入、、返返回回等等非非切切削削空空行行程程。。确定定原原则则：：a、、加加工工路路线线应应保保证证被被加加工工零零件件的的精精度度和和表表面面质质量量，，且且效效率率要要高高；；b、、数数值值计计算算简简单单，，减减少少运运算算量量；；c、、应应使使加加工工加加工工路路线线最最短短。。３．．工工艺艺路路线线的的确确定定［6］］、、进进给给路路线线的的确确定定（1））顺顺铣铣和和逆逆铣铣的的选选择择顺铣铣：：从从表表面面切切入入，，铣铣刀刀受受冲冲击击负负荷荷较较大大；；发发热热量量少少；；表表面质质量量好好，，精精加加工工采采用用。。逆铣铣：：从从内内部部切切入入，，铣铣刀刀受受冲冲击击负负荷荷较较少少；；发发热热量量大大；；表表面质质量量不不好好，，粗粗加加工工采采用用。。３．．工工艺艺路路线线的的确确定定［6］］、、进进给给路路线线的的确确定定（2））铣铣削削外外轮轮廓廓的的进进给给路路线线切入入点点的的选选择择。。。ABC应尽尽量量避避免免在在连连续续几几何何图图素素的的中中间间切切入入×虽然然是是两两几几何何图图素素的的交交点点，，但但在在这这里里刀刀具具沿沿切切线线方方向向切切出出后后将将影影响响已已加加工工表表面面精精度度可沿沿图图形形轮轮廓廓切切向向切切入入切切出出，，且且保保证证轮轮廓廓封封闭闭×√铣削内轮廓的切入切出路径３．．工工艺艺路路线线的的确确定定［6］］、、进进给给路路线线的的确确定定铣削削外外轮轮廓廓的的进进给给路路线线铣削外轮廓的切入切出路径３．．工工艺艺路路线线的的确确定定［6］］、、进进给给路路线线的的确确定定（3））铣铣削削内内槽槽的的进进给给路路线线行切切(单单向向)环环切切（（往往复复））混混合合切切a.行行切切法法走走刀刀路路线线短短，，但但在在相相临临两两行行的的转转接接处处会会产产生生滞滞留留刀刀痕痕，，环环切切法法走走刀刀路路线线长长但但获获得得的的表表面面质质量量高高.b.精精加加工工中中，，零零件件的的最最终终轮轮廓廓应应由由最最后后一一刀刀连连续续加加工工而而成成，，要要避避免免在在连连续续的的轮轮廓廓中中安安排排切切入入、、切切出出、、换换刀刀及及停停顿顿，，以以免免因因切切削削力力突突然然变变化化而而造造成成弹弹性性变变形形，，致致使使光光滑滑连连接接轮轮廓廓上上产产生生表表面面划划伤伤、、形形状状突突变变、、或或滞滞留留刀刀痕痕等等弊弊病病。。c.环环切切主主要要用用于于精精加加工工，，行行切切用用于于粗粗加加工工。。d.混混合合切切综综合合了了二二者者的的优优点点，，先先用用行行切切去去处处中中间间的的大大多多数数余余量量，，最最后后环环切切一一刀刀，，使使总总的的刀刀具具路路径径较较短短，，又又获获得得较较好好的的表表面面质质量量。。［6］］、、进进给给路路线线的的确确定定（4)孔孔加加工工的的进进给给路路线线尽量量选选取取最最短短的的进进给给路路线线，，减减少少空空行行程程的的执执行行时时间间对对生生产产率率的的影影响响。。但对对于于位位置置精精度度要要求求较较高高的的孔孔系系加加工工，，则则要要综综合合考考虑虑加加工工顺顺序序的的安安排排，，以以避避免免机机床床丝丝杠杠的的反反向向间间隙隙对对位位置置精精度度的的影影响响。。采用用单单方方向向定定位位路路线线或或指指令令，，粗加加工工和和精精加加工工可可以以采采用用不不同同的的加加工工顺顺序序。。３．．工工艺艺路路线线的的确确定定［6］］、、进进给给路路线线的的确确定定（5））铣铣削削曲曲面面的的进进给给路路线线铣削曲面的进给路线总之之：：确确定定进进给给路路线线原原则则是是在在保保证证零零件件加加工工精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度的的条条件件下下，，尽尽量量缩缩短短进进给给路路线线，，以以提提高高生生产产效效率率。。二铣铣刀刀的的选选择择与与切切削削用用量量１．．刀刀具具选选择择1)、、数数控控刀刀具具材材料料数数数控控刀刀具具的的材材料料高速速钢钢钨钴钴类类钨钛钛钴钴类类Mo系系高高速速钢钢W系系高高速速钢钢硬质质合合金金钨钛钛钽钽（（铌铌））钴钴类类陶瓷瓷纯氧氧化化铝铝类类（（白白色色陶陶瓷瓷））TiC添添加加类类（（黑黑色色陶陶瓷瓷））立方方碳碳化化硼硼聚晶晶金金刚刚石石刀具选择2)、数控铣铣削对刀具的的要求a、铣刀的刚刚性要好，已已适用于大切切削用量的要要求，也可适适应切削加工中难难以调整切削削用量的特点点。b、铣刀的耐耐用度要高，，使磨损减少少，提高零件件的表面质量量与加工精度。刀具选择总的的原则：安装装调整方便，，刚性好，耐耐用度和精度度高。在满足加加工要求的前前提下，尽量量选择较短的的刀柄，提高高刀具加工的刚性。。刀具选择3)、铣刀的的种类按加工工艺来分

车刀

钻刀（钻头）

镗刀

铣刀

按结构来分

整体式镶嵌式内冷式

减振式机夹可转位式刀具选择数控铣床上常常用刀具：a、立铣刀b、面铣刀c、磨具铣刀刀d、键槽铣刀刀e、鼓形铣刀刀f、成型铣刀刀刀具选择4)、铣刀的的选择立铣刀的有关关尺寸参数，，推荐按下述述经验数据选选取。刀具半径R应应小于零件内内轮廓面的最最小曲率半径径ρ，一般取取R=(0.8～0.9)ρ；零件的加工高高度H≤（1/4-1/6）R，以以保证刀具具有足够的刚刚度；对不通孔(深深槽)，选取取l=H+(5～10)mm(l为为刀具切削部部分长度，H为零件高度度)；加工外型及通通槽时，选取取l=H+r+（5～10）mm（（r为端刃圆圆角半径）；；加工筋时，刀刀具直径为D=(5～10)b(b为筋的厚度度)；数控铣削加工工中的切削用用量包括背吃吃刀量ap、、切削速度vc和进给量量f，根据切切削速度和被被加工零件的的直径可以计计算出主轴的的转速n。选择切削用量量时，应该在在切削系统强强度、刚性允允许的条件下下充分利用机机床功率，最最大地发挥刀刀具的切削性性能。所选取取的数值要在在机床给定的的切削参数允允许范围内，，同时要使主主轴转速、背背吃刀量和进进给量三者都都能相互适应应，形成最佳佳的切削效果果。具体的原则是是：粗加工时时，在考虑加加工经济性的的前提下以提提高生产率为为主；半精加工和精加工时，在保证工工件加工精度度和表面粗糙糙度的前提下下兼顾提高加加工效率。２．切削用量量的选择２．切削用量量的选择1)、背吃刀刀量的选择一般是根据机机床、夹具、、刀具和工件件组成的工艺艺系统刚度来确定背吃刀刀量ap。在在工艺系统刚刚度允许的情情况下，应以以最少的进给次数切切除加工余量量，以提高加加工效率。当当零件的加工工精度要求较高时时，需要保留留0.2～0.5mm的的单边余量。。２．切削用量量的选择2)、主轴转转速的确定先要依据机床床的性能、被被加工零件的的材料和刀具具允许的切削削速度，查阅阅相关的数控控加工切削用用量资料，选选取切削速度度。在确定了了切削速度vc(m∕min)之后后,根据工件件直径D用下下面的公式便便可计算出主主轴转速n(r∕mim)。式中，D是工工件直径，单单位为mm。。２．切削用量量的选择3)、进给量量（进给速度度）的选择进给量是数控控机床切削用用量中的重要要参数，它直直接影响加工工表面的粗糙糙度和切削效效率。在确定定进给量时，，要考虑被加加工零件的加加工精度和表表面粗糙度要要求、刀具及及工件的材料料等因素，在在保证加工表表面质量要求求的前提下，，可选择较大大的进给量，，以提高加工工效率。３．数控铣床床工件的装夹夹与对刀（一）．长方方体零件的装装夹与对刀（二）．圆柱柱体工件的装装夹与对刀（一）、长方方体零件的装装夹与对刀如图所示长方方体工件，编编程坐标（工工件坐标）原原点在长方体体的顶面中心心位置，长度度方向为X方方向，宽度方方向为Y方向向，高度方向向为Z方向。。１、装夹与找找正步骤具体步骤如下下：（1）把平口口钳装在机床床上，钳口方方向与X轴方方向大约一致致。（2）把工件件装夹在平口口钳上，工件件长度方向与与X轴方向基基本一致，工工件底面用等高垫铁垫起，并使工工件加工部位位最低处高于于钳口顶面（（避免加工时时刀具撞到或铣到平口钳钳）。（3）夹紧工工件。（4）拖表使使工件长度方方向与X轴平平行后，将平平口钳锁紧在在工作台。（也可以先通通过拖表使钳钳口与X轴平平行，然后锁锁紧平口钳在在工作台上，，再把工件装夹在平口钳钳上。如果必必要可再对工工件拖表检查查长度方向与与X轴是否平平行）。（5）必要时时拖表检查工工件宽度方向向与Y轴是否否平行。（6）必要时时拖表检查工工件顶面与工工作台是否平平行。如图所示２、对刀（确确定工件坐标标系原点位置置）XY方向（寻边器对刀刀）：1．第一种方方法：基准边边碰数对刀图中长方体工工件左下角为为基准角，左左边为X方向的的基准边，下下边为Y方向向的基准边。通过过正确寻边，，寻边器与基基准边刚好接接触（误差不不超过机床的的最小手动进给单位位，一般为0.01，精精密机床可达0.001）。在左边寻边，，在机床控制制台显示屏上上读出机床坐标标值X0(即即寻边器中心心的机床坐标)。左边基准边的的机床坐标为为：X1=X0+R;（（Ｒ为寻边器器半径）工件坐标原点点的机床坐标标值为：X=X1+a/2=X0+R+a/2;（a/2为工工件坐标原点点离基准边的的距离）。Ｙ方向：在下侧边寻边边，在机床控制台显示屏屏上读出机床坐标值Y0(即寻边器器中心的机床坐坐标)。下侧基准边的的机床坐标为为：Y1=Y0+R;工件坐标原点点的机床坐标值为：Y=Y1+b/2=Y0+R+b/2;（b/2为工工件坐标原点点离基准边的的距离）。2．第二种方方法：双边碰碰数分中对刀刀双边碰数分中中对刀方法适适用于工件在在长宽两方向向的对边都经经过精加工（（如平面磨削削），并且工工件坐标原点点（编程原点点）在工件正正中间的情况况。左边正确寻边边读出机床床坐标X0,右边正确确寻边读出出机床坐标X0‘；下边正确寻边边读出机床床坐标Y0,上边正确确寻边读出出机床坐标Y0’。则工件坐标原原点的机床坐坐标值X、Y为：X=(X0+X0‘)/2;Y=(Y0+Y0’)/2；Z方向：可直直接碰刀对刀刀或Z向设定定器对刀。(1)基基准面在在顶面（如图图）：顶面正确寻边边读出机床床坐标Z0,则工件坐标标原点的机床床坐标值Z为为：Z=Z0-h;（（h为块规规或Z向设定定器的高度））(2)基基准面在底底面（如图））：底面正确寻边边读出机床床坐标Z0,则工件坐标标原点的机床床坐标值Z为为：Z=Z0-h+H;H为工工件坐标原点点离基准面（（底面）的距距离。对刀完成后，，把X、Y、、Z值输入到到G54中去去（或G55、G56、、G57G58、G59，依程序序所引用的代代码对应）。。二.圆柱体工工件的装夹与与对刀如图所示圆柱柱体工件，编编程坐标（工工件坐标）原原点在圆柱体体的顶面圆心心位置，左右右方向为X方方向，前后方方向为Y方向向，高度方向向为Z方向。。操作步骤：装装夹与找正（（三爪卡盘或或平口钳与ＶＶ型铁装夹））（1）把平平口钳装在机机床上，使钳钳口方向与X轴方向大约约一致(最好好拖平行)然然后锁紧。（2）把工件件装夹在平口口钳上，工件件底下用等高高垫铁垫起，，使工件加工工部位最低处处高于钳口顶顶面（避免加加工时刀具撞撞到或铣到虎虎钳）。（３）拖表使使工件高度方方向与Z轴平平行后夹紧工工件。（4）必要要时拖表检查查工件顶面与与工作台是否否平行。对刀：XY方方向对刀寻边器双边碰碰数分中对刀刀(同长方体体：寻边器双双边碰数分中中)，Z方向向对刀：(同同长方体Z方方向对刀)圆柱型零件对对刀后,可用用如下程序自自动计算出圆圆心坐标,并并自动存入零零点偏移(G54-G59)中需设设定的位置.SIEMENS802D系统:先在R参数中中设定R100=1，执执行：N10IFR100>2GOTOFYY;N20R[R100]=$AA_IM[X];N30R100=R100+1;N40GOTOFKK;N50YY:R[R100]=$AA_IM[Y];N60R100=R100+1;N70IFR100<=4GOTOFKK;N80R10=(R1+R2)/2;N90R11=(R3+R4)/2;N100$P_UIFR[1]=CTRANS(X,R10,Y,R11);N110R100=1;N120KK:M30;FANUC系系统使用程序序:N10IF[#100GT2]GOTO50;N20#[#100]=#5021;N30#100=#100+1;N40GOTO120;N50#[#100]=#5022;N60#100=#100+1;N70IF[#100LE4]GOTO120;N80#10=(#1+#2)/2;N90#11=(#3+#4)/2;N100#5221=#10;N115#5222=#11N110#100=1;N120M30;四数控铣削工艺艺设计数控铣削加工工编程具有如如下特点：1．首先进行行合理的工艺艺分析。2．尽量按照照刀具集中法法安排加工工工序，减少换换刀次数。3．合理设计计进、退刀辅辅助程序段，，选择换刀点点的位置。4．对于编好好的程序，必必须进行认真真检查，并于于加工开始前前进行试运运行，减少程程序出错率。。零件如图操作步骤及工工作要点1．加工准备备⑴用平口虎钳钳装夹工件，，伸出钳口10mm左右右，用百分表表找正；⑵安装寻边器器，确定工件件零点为坯料料上表面的中中心，设定零零点偏置；⑶安装φ20mm粗立立铣刀并对刀刀，建立工件件坐标系，设设定刀具参数数，选择自动动加工方式。。2．加工(1)粗铣外外轮廓。粗铣铣外轮廓，留留0.50mm单边余量量。(2)铣椭圆圆轮廓①选择程序，，粗铣椭圆轮轮廓，留0.50mm单单边余量；②安装φ20mm精立立铣刀并对刀刀，设定刀具具参数，半精精铣椭圆，留留0.10mm单边余量量；③测量椭圆尺尺寸，调整刀刀具参数，精精铣椭圆轮廓廓至要求尺寸寸；④测量外轮廓廓尺寸，调整整刀具参数，，精铣外轮廓廓至要求尺寸寸。(3)加工φ20孔①安装A2.5中心钻并并对刀，设定定刀具参数，，选择程序，，钻中心孔；；②安装φ19mm钻头头并