《数控课件》-4.2.1数控铣削加工工艺

相关知识：一、数控铣床的结构数控铣床由输入装置、数控装置、伺服系统、检测及其辅助装置和机床本体等组成

数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。一、数控铣削的主要加工对象1．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。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(即两轴半坐标联动)就可以把它们加工出来。

a)轮廓面Ab)轮廓面Bc)轮廓面C2.变斜角类零件加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件。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。飞机变斜角梁椽条3．曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。曲面类零件的加工面不能展开为平面，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。三坐标联动加工法→行切加工法→（两轴半）叶轮1.采用数控铣削加工内容

(1)工件上的曲线轮廓内、外形，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。

(2)已给出数学模型的空间曲线。

(3)形状复杂，尺寸繁多，划线与检测困难的部位。

(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。

(5)高精度孔或面。

(6)能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状。

二、

数控铣削加工工艺分析2．零件图样尺寸的正确标注构成零件轮廓的几何元素(点、线、面)的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)应明确，应无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。3．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3mm时，就应在工艺上充分重视这一问题。4．尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸（1）内槽圆弧半径R的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆弧半径R不应太小。一般，当R<0.2H(H为被加工轮廓面的最大高度)时，可以判定零件上该部位的工艺性不好。（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r不要过大。因为铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D—2r(D为铣刀直径)，当D越大而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。

肋板高度与内孔转接圆弧对零件铣削工艺性的影响

零件底面与肋板的转接圆弧对零件铣削工艺性的影响

5．保证基准统一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(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．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。7．

数控铣削零件毛坯结构工艺性要求（1）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，因模锻时的欠压量与允许的错模量会造成余量多少不等，铸造时也会因砂型误差、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。（2）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。增加毛坯工艺凸耳三、

数控铣削加工工艺路线的拟订（1）平面轮廓的加工方法

这类零件的表面多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用3坐标数控铣床进行两轴半坐标加工

平面轮廓铣削

1、加工方法选择（2）固定斜角平面的加工方法

（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，用不同的刀具来加工。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。。（2）对于正圆台和斜筋表面，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。（3）变斜角面的加工

（1）对曲率变化较小的变斜角面，用4坐标联动的数控铣床，采用立铣刀以插补方式摆角加工。（2）对曲率变化较大的变斜角面，用4坐标联动加工难以满足加工要求，最好用5坐标联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加工。（3）采用3坐标数控铣床两坐标联动，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。两轴半坐标行切法加工曲面

3轴联动行切法加工曲面的切削点轨迹（4）曲面轮廓的加工方法2.加工顺序的安排任务实施:1.零件图工艺性分析（1）凸台零件的结构特点该零件主要由平面、内孔、螺纹孔、型腔、圆角等结构组成。（2）凸台零件的加工要求两个Ø20的光孔和四个沉头孔（Ø20和Ø12H7）貝有较高的尺寸精度（IT7级）。，底座的上表面对下表面（A面）有平行度要求（0.02mm），两个Ø20的光孔的轴线分别对底座的下表面（A面）有垂直度要求（0.02mm）。底座的上、下表面以及顶部的台阶面均为Ra3.2μm，两个Ø20光孔的表面粗糙度为Ra1.6μm。其余表面的粗糙度要求均为Ra6.3μm。显然，底座的上、下表面以及顶部的台阶面、型腔，两个Ø20的光孔和四个沉头孔（Ø20和Ø12H7）是该零件的重要加工表面，其余的则为一般加工表面。2.主要表面加工方法的选择①底座的上、下表面以及顶部的台阶面、型腔：粗铣→精铣。②Ø20光孔、Ø12H7孔：打中心孔→钻孔→粗铰→精铰。③M12螺纹孔：钻孔→扩孔→攻丝。④Ø60沉孔：鍃孔。3.零件的材料及毛坯选择该零件为铸铁HT150，选取金属模机器造型的砂型铸造来铸造毛坯。此凸台零件结构不复杂，图中孔径也不大，因此在毛坯设计时零件图中的孔都不铸造，待后续机加工成形。此外，零件各个表面都需留加工余量。查相关资料后，确定留加工余量3mm。故毛坯的尺寸取18610636（mm）。4.加工阶段的划分一般来说，对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。鉴于该凸台零件加工要求较高，尺寸精度达IT7级，有同轴度、垂直度要求，且表面粗糙度达到1.6μm。故将该凸台零件的加工划分为两大阶段：即粗加工(粗铣平面、打中心孔、钻