LS1：平面铣削
平面铣削概述：
我们在实际生产中，平面铣削加工的应用是相当广泛的，比如模具底面、检具底板和零件基面等等。在机械加工里，经常会遇到平面铣削，其主要是粗糙度的要求，那么在我们机械加工中，怎样才能由快又好地把这些平面按要求加工出来呢？下面我们就这个问题来讨论一下平面铣削的加工。
学习目标：
1.掌握零件平面铣削工艺基本方法。
2.能正确选用刀具切削参数。
3.掌握零件平面铣削常用编程指令的应用。
4.熟练掌握机床操作及零件尺寸控制方法。
5.掌握机床安全操作及日常维护及相关知识。
LS1-T1：模具底座基面铣削
【工作任务】
应用数控铣床完成如图1-1-1所示汽车模具底座毛坯上平面的铣削，工件材料为45钢。生产规模：单件。
图1-1-1
一、平面铣削知识准备
（一）加工工艺
1．常用刀具
用于加工平面的刀具很多，这里只介绍几种在数控机床上常用的铣刀。
(1) 立铣刀：
立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀，其结构如图1-1-2所示。立铣刀的圆柱表面和端
面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。
立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削
刃。主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精
度。由于普通立铣刀端面中心处无切削刃，所以立铣刀不能做轴向进
给，端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。
直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。Φ2~Φ71mm的立铣刀
制成直柄；Φ6~Φ63mm的立铣刀制成莫氏锥柄；Φ25~Φ80mm的立
铣刀做成7：24锥柄，内有螺孔用来拉紧刀具。但是由于数控机床要
求铣刀能快速自动装卸，所以立铣刀柄部形式也有很大不同，一般是图1-1-2
由专业厂家按照一定的规范设计制造成统一形式、统一尺寸的刀柄。直径大于Φ40~Φ160mm的立铣刀可做成套式结构。
(2) 面铣刀：
如图1-1-3所示，面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。
高速钢面铣刀按国家标准规定，直径为80 ~250mm，螺旋角β为10°，刀齿数为10 ~26。
硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高、加工效率高，加工表面质量也比较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，所以得到了广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体焊接式、机夹—焊接式和可转位式3种。图1-1-3
数控加工中广泛使用可转位式面铣刀。目前先进的可转位式数控面铣刀的刀体趋向于用轻质高强度铝、镁合金制造，切削刃采用大前角、负刃倾角，可转位刀片带有三维断屑槽形，便于排屑。
2．平面铣削加工走刀路线的确定
数控铣削加工中进给路线的确定对零件的加工精度和表面质量有直接的影响，因此，缺确定好进给路线是保证铣削加工精度和表面这里的工艺措施之一。进给路线的确定与工件表面状况、要求的零件表面质量、机床进给机构的间隙、刀具耐用度以及零件轮廓形状等有关。
在平面加工中，能使用的进给路线也是多种多样的，比较常用的有两种。如图1-1-4(a)和图1-1-4(b)所示分别为平行加工和环绕加工。
图1-4(a) 1-4(b)
3．加工参数
（二）程序指令
1．辅助功能指令
辅助功能指令又称M指令，其主要是用来控制机床各种辅助动作及开关状态的，用地址字符M及两位数字表示的。如主轴的转动与停止、冷却液的开与关闭等等，通常是靠继电器的通断来实现控制过程。程序的每一个程序段中M代码只能出现一次。
常用辅助功能M指令及其说明见表1-1-1所列：
表1- 1-1 M功能代码：
（1）程序控制代码。
M00――程序停止指令，运行后自动运行暂停，当程序运行停止时，全部现存的模态信息保持不变。重新按下循环启动按键，CNC就继续运行后续程序。此功能便于操作者进行工件的手动测量等操作为模态指令。
M01 ――程序选择性停止，为模态指令。在运行时如已选定机床的选择性停止功能为开启状态，该指令等同于M00，否则该指令无效。通常用于关键尺寸的检验或临时暂停。
M30、M02――都是程序结束指令，使主轴、进给停止，冷却液关闭。在初期的数控系统中，M30会附加一个程序复位（使光标回到程序首）动作，M02则没有，现在的数控系统一般没有这个区别。
（2）其他M代码
M03――主轴正转，使主轴以当前指定的主轴转速顺时针（CCW）旋转（逆着Z轴正向观察）。
M04――主轴反转，使主轴以当前指定的主轴转速逆时针（CW）旋转（逆着Z轴正向观察）。
M05――主轴停止。
M08――冷却液开。
M09――冷却液关。
2．主轴转速功能指令
主轴转速功能指令也称S指令，其作用是指定机床主轴的转速，用字母S及后面若干位数字表示，单位为r/min。
主轴转速指令：指令格式：S___ 。指令主轴转速的大小，单位为r/min用字母S及其后面的若干位数字表示，一般是不能带小数点的。例如S1000表示1000r./min。该指令与M04（反转）、M03（正转）结合使用，M05为主轴停止转动。这四个都为模态指令，其中S及其指令的数值在重新指令后才改变。
3．进给速度功能指令
进给速度功能指令又称F指令，其作用是指定刀具的进给速度，用字母F加后面若干位数字表示。单位为mm/min（G94有效）或mm/r（G95有效）。
进给量指令：指令格式：F___ 。指令进给速度的大小。用字母F及其后面的若干位数字表示，单位为mm/min或mm/r。为模态指令，F及其指令的数值在重新指令后才改变。
1）进给状态指令G94：设置每分钟进给速度状态，G94可以与其他G功能指令同时存在一个程序段中，其指定F字段设置的切削进给速度的单位是mm/min,即每分钟进给速度。
2）进给状态指令G95：设置每转进给速度状态，G95可以与其他G功能指令同时存在一个程序段中，其指定F字段设置的切削进给速度的单位是mm/r,即每进给速度。
4．准备功能指令
准备功能指令也称G指令，是建立机床工作方式的一种指令。用字母G加数字构成。进行零件平面加工所需的G指令见表1-1-2。
表1-1-2 FANUC 0i Mate-MC/ SINUMERIK802D/802S数控铣床/加工中心准备功能指令（部分）
带“*”号的G指令表示接通电源时，即为G指令的状态。G00、G01；G17、G18、G19；G90、G91由参数设定选择。
(1) 编程平面指令(G17、G18、G19)
应用数控铣床/加工中心进行零件加工前，只有先指定一个坐标平面，即确定一个两坐标的坐
标平面，才能使机床在加工过程中正常执行刀具半径补偿及刀具长
度补偿功能，坐标平面选择指令的主要功能就是指定加工时所需的
坐标平面。
坐标平面规定如图1-1-5示，分述如下：
G17——之后的程序都是以XY平面为切削平面，本指令为模
态指令, G17为机床开机后系统默认状态，在编程时G17可省略。
G18——之后的程序都是以XZ平面为切削平面，本指令为模
态指令。
G19——之后的程序都是以YZ平面为切削平面，本指令为模
态指令。
图1-1-5 编程平面与坐标轴
(2) 工件坐标系的设置指令(G54~G59/G92)
G54～G59指令所设置加工坐标系为模态指令，其中任意一个坐标系指令作用和效果都是相同的,设定时可任选中一个,但设定后编程时使用的坐标系指令必须跟设定的一致。例如操作着在对刀设定的工件坐标系为G54，那么编写的加工程序中坐标系指令也应相应地使用G54指令来设置工件坐标系。一般情况下，机床开机并回零后，G54为系统默认工件坐标系。
[例1]：工件坐标系的应用
N10 G54 G00 Z100
N20 M03S500
N30 G00 X0 Y0
……………..
N90 G00 Z100
N100 G55
N110 G00 X0 Y0
……………..
N200 M30
上例的N10~N90段程序，通过G54设定O1作为工件坐标原点来完成轮廓1的加工，N100~N200段程序，通过G55设定O2作为另一工件坐标原点最终完成轮廓2的加工。由此看出，我们编写加工程序时，可根据需要设定工件上任一点作为工件坐标原点。
G92为可编程偏置指令
指令格式：G92X___ Y___ Z___
指定程序自动执行加工零件时编程坐标系原点在加工中的位置。“X___ Y___ Z___”为刀具当前点（执行G92程序段时，刀具所处的位置）偏离工件编程原点的方向和距离，为模态指令。该坐标系指令在断电、重新上上电后消失。程序必须在G92程序段起点处结束，否则程序将不能循环加工。
G92与G54～G59的区别
G92指令与G54～G59指令都是用于设定工件加工坐标系的，但在使用中是有区别的。G92指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。
[例2]：如图1-1-6所示刀具在当前点使用可编程偏置指令G92 X40 Y20 Z15表示确立的加工原点在距离刀具起始点X=-40,Y=-20,Z=-15的位置上。
图1-1-6 G92设定加工原点图1-1-7 G00的走刀路径
(3) 单位输入设定指令（FANUC：G20/G21；SINUMERIK：G70/G71）
单位输入设定指令是用来设置加工程序中坐标值单位是使用英制还是米制，FANUC系统采用G20/G21来进行英制、米制的切换，而SINUMERIK系统则用G70/G71来进行英制、米制的切换。
其中：
①英制单位输入，G20（FANUC）/G70（SINUMERIK）；
②米制单位输入，G21（FANUC）/G71（SINUMERIK）。
机床出厂前，机床生产厂商通常将米制单位输入设定为系统参数缺省状态。
(4) 绝对值编程与增量值编程指令（G90/G91）
编程格式：G90/（G91）
其中：G90指令按绝对值编程方式设定坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z都是以当前
坐标系原点为基准来计算。
G91指令按增量值编程方式设定坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z都是以当前点为基准来计算的，当前点到终点的方向与坐标轴同向取正，反向取负。
(5) 坐标轴运动功能指令
①快速定位指令G00
指令格式：G00 X___ Y___ Z___
执行该指令可使刀具以系统内定的移动速度快速移动到“X___ Y___ Z___”点。如图1-7示，G00有两种刀具路径：第一，先顺着正方体的空间对角线三轴联合移动，接着以正方形的对角线双轴联合移动，最后单轴移动；第二，从起点到终点的空间直线三轴联合移动。采用哪一种路径，在系统参数中设定，加工的NC程序是不能控制的。为模态指令。
一般SIEMENS系统多采用第二种方式，FANUC系统多采用第一种方式。
注意：为了确保安全、避免浪费过多的时间在考虑G00路径与工件（或毛坯）、夹具的安全关系，禁止编程时采用三轴联动进行快速定位！
[例3]：将刀具由坐标系原点1(X0,Y0,Z0)移动至(45,30,20)点，则输入程序:G00 X45 Y30 Z20。第一种刀具路径为图1-1-7所示路径①，第二种路径为图1-1-7所示路径②。
②直线插补指令G01。
指令格式：G01 X__Y__Z__F__
X、Y：目标点坐标
F：进给速度
[例4]：编程实例，图1-1-8
绝对值方式编程：
G90 G01 X40 Y30 F100
增量值方式编程：图1-1-8 G01指令应用
G91 G01 X30 Y20 F100
执行该指令可使刀具顺着起点到终点的直线进行切削。“X___ Y___ Z___”为走刀的终点坐标。“F___”为刀具的进给速度单位为mm/min或mm/r。该指令必须指令或已经指令了“F___”。
编程注意：
①G01指令为模态指令，即如果上一段程序和本段程序均为G01,则本段中的G01可以不写。
②X___ Y___ Z___坐标值为模态值，即如果本段程序的X（Y、 Z）坐标值与上一段程序的X （Y、 Z）坐标值相同，则本段程序可以不写X（Y、 Z）的坐标。
③指令中的进给速度F___为模态指令。
④G01指令的应用与坐标平面的选择无关。
二、模具底座平面铣削
平面铣削一般工作过程
分析零件图，明确加工内容——确定平面加工方案——制订加工计划——实施零件平面加工——监测加工过程——评估加工质量。
（一）分析零件图，明确加工内容
图1-1-1零件的加工部分仅为模具的上表面，既适于在普通铣床上加工，也适于数控铣床上加和Ra6.3为重点保证的尺寸和表面质量。
工；其中80
.0
036
（二）确定加工方案
机床：立式数控铣床
夹具：平口钳定位和夹紧
铣削参数的选择：
铣削参数一般包括切削速度V、进给量F、铣削宽度a p、铣削深度a p四个要素。参数的
选用由工艺条件决定。
铣削时采用的切削用量，应在保证工件加工精度和刀
具耐用度、不超过铣床允许的动力和扭矩前提下，获得最
高的生产率和最低的成本。铣削过程中，如果能在一定的
时间内切除较多的金属，就有较高的生产率，从刀具耐用
度的角度考虑，切削用量选择的次序是：根据侧吃刀量a e
先选大的背吃刀量a p (见右图)，再选大的进给速度F，最
后再选大的铣削速度V（最后转换为主轴转速S）。
立铣刀的铣削深度与铣削宽度对于高速铣床（主轴转速在10000r/min以上），为发挥其高速旋转的特性、减少主轴的重载磨损，其切削用量选择的次序应是：V→F→a p（a e）。
1. 铣削深度a p的选择
铣削宽度a e＜d/2（d为铣刀直径）时，取a p＝（1/3～1/2）d；铣削宽度d/2≤a e＜d时，取a p＝（1/4～1/3）d；铣削宽度a e＝d（即全径切削）时，取a p＝（1/5～1/4）d。
当机床的刚性较好，且刀具的直径较大时，a p可取得更大。
2. 铣削速度V的选择
在背吃刀量选好后，铣削速度V应在保证合理的刀具耐用度、机床功率等因素的前提下确定，具体参见表1-1-3。主轴转速n（r/min）与铣削速度V（m/min）及铣刀直径D（mm）的关系为：
n=1000V/(πD)
表1-1-3 铣刀的铣削速度V(m/min)
铣削参数的选择是一项经验性极强的技术，一般情况下，上述列举的数据只能作为参考。通常，粗铣时选用较小的数值、精铣是采用较大的数值，具体作业时应该优先考虑采用带班老师建议的数据，再根据实际切削情况进行调整。这样可保证加工的安全、顺利进行，保证较高的加工效率、较高的加工质量、较高的刀具寿命。
3. 进给量F的选择
粗铣时铣削力大，进给量的提高主要受刀具强度、机床、夹具等工艺系统刚性的限制，根据刀具形状、材料以及被加工工件材质的不同，在强度刚度许可的条件下，进给量应尽量取大；精铣时限制进给量的主要因素是加工表面的粗糙度，为了减小工艺系统的弹性变形，减小已加工表面的粗糙度，一般采用较小的进给量，具体参见表1-1-4。进给速度F与铣刀每齿进给量f z、铣刀齿数Z及主轴转速S（r/min）的关系为：
F＝f z×z（mm/r）或F＝n×f z×z（mm/min）
表1 -1- 4 铣刀每齿进给量f Z推荐值（mm/Z）
铣削参数的确定：
根据以上铣削参数的选择，我们主要需要确定铣削速度V（主轴转速n）和进给量F的参数，现在我们加工的材料为45钢（属于中碳钢），所用刀具为高速钢立铣刀，查表得出以下参数：
铣刀的铣削速度V＝15～25（m/min）；铣刀每齿进给量f z＝0.03～0.15 （mm/Z）
由以上参数，确定直径D＝12mm的3刃立铣刀的主要铣削参数为：
n=1000V/(πD)＝400～660（m/min）
F＝n×f z×z＝36～300（mm/min）
由此，可以制作出以下的加工工序单，见表1-1-5
表1-1- 5
精加工时应该适当提高转速和进给量，提高加工效率。
量具：三用游标卡尺和深度千分尺。
刀具路径：采用平行加工方法，如图1-1-4(a)所示；采用降低工件坐标系原点或修改程序控制深度尺寸精度。
（三）制订加工计划
本步骤要完成如下文字材料
1. 编制工艺方案和编制NC加工程序：
⑴工艺方案：在立式数控铣床用立铣刀加工，使用通用量具测量控制尺寸精度，通过降低工件坐标系原点或修改程序控制加工余量。
⑵NC加工程序编制
①选择编程原点：跟据基准统一原则，编程坐标系原点选择在零件上表面的中心。
②工程图样的NC编程处理：根据图纸和毛坯，确定进刀、退刀位置。加工时，尽可能选择进刀点在工件外，加工完毕后刀具退至工件外，如图1-1-9所示为铣刀铣平面轨迹。
③坐标计算：计算并标示各个基点、节点坐标。
④编写程序单：编写并检查加工程序单，如表1-1-6
图1-1-9
表1-1-5 加工程序单
2. 领取和检查毛坯材料：
60×60×25的45钢。
3. 借领和检查完成工作所需的工、夹、量具及劳保用品：
刀具及配套的刀柄；
平口钳及扳手、平行等高垫铁；
游标卡尺、深度千分尺；
毛巾（或纱头）、手套、平光眼镜等。
4. 工作场地的准备工作：
检查工作场地的附属设施，如工具台、工件储运架、空气压缩机及气管路等；
检查选用机器设备并查看使用记录；
检查机器设备是否运转良好。
（四）实施零件加工
1.开启机床
注意事项：
（1）检查机器设备是否运转良好；
（2）检查工作台是否在合适位置；
（3）检查按键是否完好。
2. 安装夹紧平口钳，利用平行垫铁定位、夹紧工件
注意事项：
①安装平口钳时，机床工作台面与平口钳底面必须擦拭干净；
②紧固平口钳时，扳手只能拉不能推；
③安装工件时，平口钳钳口工作面及导轨面、平行垫铁工作面必须擦拭干净；
④安装平口钳和工件时，必须轻拿轻放，防止碰伤手脚和机床工作台面；
⑤扳手、铁块等不能放在工作台面。
3. 安装夹紧刀具和刀柄
注意事项：
①刀具、弹簧夹、强力铣夹头三者的配合接触部位必须擦拭和高压气吹干净才可装配夹紧；
②一般情况下，刀具柄部光滑部分应尽量没入弹簧夹孔；
③强力铣夹头安装到主轴前，检查拉钉是否紧固；
④刀具装夹到主轴后，启动主轴，检查刀具是否有跳动；加工精密零件的精加工刀具，必须用千分表（或百分表）检查刀尖的圆跳动和端面跳动；
4. 对刀，设定工件坐标系G54
注意事项：
①手轮的×100档用来快速靠近工件，碰触工件必须用×1档；
②观察刀具与工件的细小距离时，刀具必须停止移动；
③刀具碰触到工件侧边后，建议先提高刀具到离开工件，才进行下一步操作；
④ FANUC-0i系统在测量G54时，要看清是否在G54、G55都显示的界面；SIEMENS802D系统要记得给G54或基本零偏清零；
⑤检验对刀设定是否正确，建议首先独立检验X、Y轴，移动刀具到安全空间后再单独检验Z 轴；
5. 录入程序，人工作图检查程序
6. 抬刀试运行程序，测试、调试程序的可行性
7. 撤消抬刀和空运行，在毛坯表层试切，检验加工程序及相关数据设定是否正确
8. 加工零件
注意事项：加工时，应确保持冷却充分和排屑顺利。
9. 控制零件尺寸
注意事项：需正确使用量具。
10. 结束工作
加工完毕后将工件取出，去除毛刺，同时清扫机床，擦净刀具、量具等相关工件，并按规定摆放整齐。
（五）监测加工过程
1．记录加工过程
2．加工过程控制（保证冷却液畅通，判断加工是否正常等，视、听结合，确保加工正常）
（六）评估
完成工件的加工后，我们可从以下几方面评估整个加工过程，达到不断优化的目的。
（1）对工件尺寸精度进行评估，找出尺寸超差是工艺系统因素还是测量因素，为工件后续加工的尺寸精度控制提出解决办法、合理化建议及有益的经验。
（2）对工件的加工表面质量进行评估，总结经验或找出表面质量缺陷之原因，提出刀路优化设计方法和更好铣削参数。
（3）对加工效率、刀具寿命等方面进行评估，找出加工效率与刀具寿命的内在规律，为进一步优化刀具切削参数夯实基础。
（4）评估整个加工过程，是否有需要改进的工艺方法和操作。
（5）评估团队成员在工作过程表现的知识技能、安全文明、协作能力、语言表达能力等。
（6）形成文书材料的评估报告。
三、任务拓展
在数控铣床上完成如图1-1-10所示零件的上下表面的加工，工件材料为45钢。生产规模：单件。试尝试不同加工方案。
图1-1-10
LS1-T2：模具底座凸台平面铣削
【工作任务】
应用数控铣床完成如图1-2-1所示汽车模具底座凸台平面的铣削，工件材料为45钢。生产规
模：单件。
图1-2-1
一、平面铣削知识准备
详细内容参见LS1-T1中的相关部分。
二、模具底座凸台平面铣削
平面铣削一般工作过程
分析零件图，明确加工内容——确定平面加工方案——制订加工计划——实施零件平面加工——监测加工过程——评估加工质量。
（一）分析零件图，明确加工内容
图1-2-1零件的加工部分为零件的凸台表面和零件的底平面，其中底平面适于在普通铣床上加
工，而凸台表面则适于数控铣床上加工，其中250
052
.0
-、350
062
.0
-
、450
062
.0
-
和Ra6.3为重点保证的
尺寸和表面质量。
（二）确定加工方案
机床：立式数控铣床
夹具：平口钳定位和夹紧
铣削参数的选择：
详细内容参见LS1-T1中的相关部分。
铣削参数的确定：见表1-2-1
表1-2-1
精加工时应该适当提高转速和进给量，提高加工效率。
量具：三用游标卡尺和深度千分尺。
刀具路径：采用平行加工方法，如图1-1-4(a)所示；采用降低工件坐标系原点或修改程序控制深度尺寸精度。
（三）制订加工计划
本步骤要完成如下文字材料
1. 编制工艺方案和编制NC加工程序：
⑴工艺方案：在立式数控铣床用立铣刀加工，使用通用量具测量控制尺寸精度，通过降低
工件坐标系原点或修改程序控制加工余量。
⑵NC加工程序编制
①选择编程原点：跟据基准统一原则，编程坐标系原点选择在零件下表面的中心。
②工程图样的NC编程处理：根据图纸和毛坯，确定进刀、退刀位置。加工时，尽可能选择进刀点在工件外，加工完毕后刀具退至工件外，如图1-2-2所示为铣刀铣平面轨迹。
③坐标计算：计算并标示各个基点、节点坐标。
④编写程序单：编写并检查加工程序单，如表1-2-2
图1-2-2
表1-2-2 加工程序单
2. 领取和检查毛坯材料：
3. 借领和检查完成工作所需的工、夹、量具及劳保用品：
刀具及配套的刀柄；
平口钳及扳手、平行等高垫铁；
游标卡尺、深度千分尺；
毛巾（或纱头）、手套、平光眼镜等。
4. 工作场地的准备工作：
检查工作场地的附属设施，如工具台、工件储运架、空气压缩机及气管路等；
检查选用机器设备并查看使用记录；
检查机器设备是否运转良好。
（四）实施零件加工
1.开启机床
注意事项：
（1）检查机器设备是否运转良好；
（2）检查工作台是否在合适位置；
（3）检查按键是否完好。
2. 安装夹紧平口钳，利用平行垫铁定位、夹紧工件
注意事项：
①安装平口钳时，机床工作台面与平口钳底面必须擦拭干净；
②紧固平口钳时，扳手只能拉不能推；
③安装工件时，平口钳钳口工作面及导轨面、平行垫铁工作面必须擦拭干净；
④安装平口钳和工件时，必须轻拿轻放，防止碰伤手脚和机床工作台面；
⑤扳手、铁块等不能放在工作台面。
3. 安装夹紧刀具和刀柄
注意事项：
①刀具、弹簧夹、强力铣夹头三者的配合接触部位必须擦拭和高压气吹干净才可装配夹紧；
②一般情况下，刀具柄部光滑部分应尽量没入弹簧夹孔；
③强力铣夹头安装到主轴前，检查拉钉是否紧固；
④刀具装夹到主轴后，启动主轴，检查刀具是否有跳动；加工精密零件的精加工刀具，必须用千分表（或百分表）检查刀尖的圆跳动和端面跳动；
4. 对刀，设定工件坐标系G54
注意事项：
①手轮的×100档用来快速靠近工件，碰触工件必须用×1档；
②观察刀具与工件的细小距离时，刀具必须停止移动；
③刀具碰触到工件侧边后，建议先提高刀具到离开工件，才进行下一步操作；
④ FANUC-0i系统在测量G54时，要看清是否在G54、G55都显示的界面；SIEMENS802D系统要记得给G54或基本零偏清零；
⑤检验对刀设定是否正确，建议首先独立检验X、Y轴，移动刀具到安全空间后再单独检验Z 轴；
5. 录入程序，人工作图检查程序
6. 抬刀试运行程序，测试、调试程序的可行性
7. 撤消抬刀和空运行，在毛坯表层试切，检验加工程序及相关数据设定是否正确
8. 加工零件
注意事项：加工时，应确保持冷却充分和排屑顺利。
9. 控制零件尺寸
注意事项：需正确使用量具。
10. 结束工作
加工完毕后将工件取出，去除毛刺，同时清扫机床，擦净刀具、量具等相关工件，并按规定摆放整齐。
（五）监测加工过程
1．记录加工过程
2．加工过程控制（保证冷却液畅通，判断加工是否正常等，视、听结合，确保加工正常）
（六）评估
完成工件的加工后，我们可从以下几方面评估整个加工过程，达到不断优化的目的。
（1）对工件尺寸精度进行评估，找出尺寸超差是工艺系统因素还是测量因素，为工件后续加工的尺寸精度控制提出解决办法、合理化建议及有益的经验。
（2）对工件的加工表面质量进行评估，总结经验或找出表面质量缺陷之原因，提出刀路优化设计方法和更好铣削参数。
（3）对加工效率、刀具寿命等方面进行评估，找出加工效率与刀具寿命的内在规律，为进一步优化刀具切削参数夯实基础。
（4）评估整个加工过程，是否有需要改进的工艺方法和操作。
（5）评估团队成员在工作过程表现的知识技能、安全文明、协作能力、语言表达能力等。
（6）形成文书材料的评估报告。
三、任务拓展
在数控铣床上完成如图1-2-3所示零件的上下表面的加工，工件材料为45钢。生产规模：单
件。试尝试不同加工方案。
图1-2-3
课题2：平面铣削加工
课题2：平面铣削加工 2.1 任务 加工如图4-1所示零件的上表面及台阶面（其余表面已加工）。毛坯为100mm×80mm ×32mm长方块，材料为45钢，单件生产。 图4-1 平面铣削零件1.1 数控加工概述 2.2知识链接 2.2.1 平面铣削的工艺知识 1.平面铣削的加工方法 平面铣削的加工方法主要有周铣和端铣两种。 a) b) 周铣和端铣 a) 周铣 b) 端铣 2.平面铣削的刀具 1）立铣刀 立铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，圆周切削刃为主切削刃，主要用来铣削台
阶面。一般￠20mm ～￠40mm 的立铣刀铣削台阶面的质量较好。 2）面铣刀 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为主切削刃，主要用来铣削大平面，以提高加工效率。 3.平面铣削的切削参数 1)背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择 背吃刀量和侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定： ①在要求工件表面粗糙度值Ra 为12.5～25微米时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm ，端铣的加工余量小于6mm ，粗铣一次进给就可以达到要求。但余量较大、数控铣床刚性较差或功率较小时，可分两次进给完成。 ②在要求工件表面粗糙度值Ra 为3.2～12.5微米时，可分粗铣和半精铣两步进行，粗铣的背吃刀量与侧吃刀量取同。粗铣后留0.5～1mm 的余量，在半精铣时完成。 ③在要求工件表面粗糙度值Ra 为0.8～3.2微米时，可分为粗铣、半精铣和精铣三步进行。半精铣时背吃刀量与侧吃刀量取1.5～2mm ，精铣时，圆周侧吃刀量可取0.3～0.5mm ，端铣背吃刀量取0.5～1mm 。 2)进给速度υf 的选择 进给速度υf 与每齿进给量fz 有关。即 υf = nZfz 工件材料 每齿进给量/(mm/z) 粗铣 精铣 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 钢 0.1～0.15 0.10～0.25 0.02～0.05 0.10～0.15 铸铁 0.12～0.20 0.15～0.30 表4-4为铣削速度υc 的推荐范围。 a) b) 图4-3 铣削用量
页脚内容1 数控铣削加工工艺范围及铣削方式 铣削是铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。铣削的主要工作及刀具与工件的运动形式如图所示。 在铣削过程中，根据铣床，铣刀及运动形式的不同可将铣削分为如下几种： （1）根据铣床分类 根据铣床的结构将铣削方式分为 立铣和卧铣。由于数控铣削一个工序中一般要加工多个表面，所以常见的数控铣床多为立式铣床。 （2）根据铣刀分类 根据铣刀切削刃的形式和方位将铣削方式分为周铣和端铣。用分布于铣刀圆柱面上的刀齿铣削工作表面，称为周铣，如图6-2（a ）所示；用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣，如图6-2 （b ）所示。 图中平行于铣刀轴线测量的切削层参数ap 为背吃刀量。垂直于铣刀轴线测量的切削层参数ac 为切削宽度，fz 是每齿进给
量。单独的周铣和端铣主要用于加工平面类零件，数控铣削中常用周、端铣组合加工曲面和型腔。 （3）根据铣刀和工件的运动形式公类 根据铣刀和工作的相对运动将铣削方式分为顺铣和逆铣。铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，称为顺铣如图（6-3）a 所示；铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向 与工件进给方向相反，称为逆铣，如图（6-3）b所示。 顺铣与逆铣比较：顺铣加工可以提高铣刀耐用度2~3倍， 工件表面粗糙度值较小，尤其在铣削难加工材料时，效果更 加明显。铣床工作台的纵向进给运动一般由丝杠和螺母来实 现，采用顺铣法加工时，对普通铣床首先要求铣床有消除进 给丝杠螺母副间隙的装置，避免工作台窜动；其次要求毛坯 表面没有破皮，工艺系统有足够的刚度。如果具备这样的条件，应当优先考虑采用顺铣，否则应采用逆铣。目前生产中采用逆铣加工方式的比较多。数控铣床采用无间隙的滚球丝杠传动，因此数控铣床均可采用顺铣加工。 数控铣削主要特点 （1）生产率高 （2）可选用不同的铣削方式 （3）断续切削 （4）半封闭切削 数控铣削主要加工对象 （1）平面类零件 页脚内容2
项目一（促成）成果报告 项目名称：项目一数控铣削平面 模块名称： 装订次序 排序内容备注 1 生产图纸及生产纲领 2 成果报告 1 确定机床型号 2 确定加工方案及顺序 3 确定编程方案 4 建立工件坐标系、绘制刀具路径、标注基点坐标 5 填写程序卡片 班级：数控1232 班内序号：11220215 姓名：胡冬 成绩： 注：1．提交文件时，红色字反黑 2．题目的书写方式：加工方式·图号零件·名称3．按顺序装订，提供电子、A4纸质档各1份
成果报告 一、确定加工方案及顺序，填写工艺卡片 1．选用毛坯或明确来料状况 来料是锻铝、100×80×30的半成品，上下表面已磨平、四侧面两两平行且与上下表面垂直，表面粗糙度为Ra3.2,这些面可以做定位基准。零件材料切削性能较好。 2．确定加工方案 根据零件形状及加工精度要求，用面铣刀与立式铣刀铣削至图样要求。 3．选择刀具及切削用量，填写刀具卡片 （1）刀具卡片
刀具卡片数控铣削平面LX-4凹7字模刀具卡片。(见表1-1) （2）切削用量 选用φ100的面铣刀与φ16mm立铣刀，， 4．填写工艺卡片 见数控铣削平面LX-4凹7字模工序卡片。（见表1-2） 二、建立工件坐标系、绘制刀具路径、标注基点坐标（绘图） 1．建立工件坐标系 为了便于计算基点坐标及对刀操作等，在由图LX-4凹7字模工件形状规则、对称，故将工件坐标系建立在工件顶面中心。，见数控加工定位夹紧方式编程路径基点坐标图。 2．绘制刀具路径 铣刀从足够高的空间位置开始在XY平面内快速定位至程序开始点，从程序开始点分两段程序段下刀，前一段段用G00下刀至安全平面，以提高效率，后一段用G01下降到要求高度以安全。 铣削外轮廓时，铣刀应沿轮廓曲线的切线、辅助圆弧或延长线切入/切出，以避免加工表面产生接刀痕，保证零件轮廓光滑。 3．计算编程尺寸 根据刀具路径计算各基点坐标值见图数控加工定位夹紧方式编程路径基点。
第二十讲 铣削加工基础知识 一、铣削用量： 铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量(铣削深度)和侧吃刀量(铣削宽度)四要素组成。其铣削用量如下图所示。 a)在卧铣上铣平面 b)在立铣上铣平面 铣削运运及铣削用量 1.切削速Vc ，切削速度Vc 即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算： 式中： —切削速度(m/min) d —铣刀直径（mm ）； n —铣刀每分钟转数（r/min ）。 2.进给量?，铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削时的进给量。由于铣刀为多刃刀具，计算时按单位时间不同，有以下三种度量方法。 1000dn π=
⑴每齿进给量? (mm/z)指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即 Z 铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿mm/z。 ⑵每转进给量?，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r。 ⑶每分钟进给量vf，又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min。上述三者的关系为， 式中Z—铣刀齿数 n—铣刀每分钟转速（r/min）， 3.背吃刀量(又称铣削深度ap)，铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm。因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。 侧吃刀量(又称铣削宽度a )，铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层 e 尺寸，单位为mm。 铣削用量选择的原则：通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了抑制积屑瘤的产生。对于硬质合金铣刀应采用较高的切削速度，对高速钢铣刀应采用较低的切削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的切削速度。 二、铣削的应用
UG数控加工讲义（一） 一、平面铣与型腔铣操作流程 1、创建程序、刀具、几何体以及加工方法节点； 2、创建操作，选择操作子类型，选择程序、刀具、几何体以及加工方法父节点。 3、在操作对话框中指定零件几何体/边界、毛坯几何体/边界、检查几何体/边界和底面等对象。 4、设置切削方法、步进、切削深度、切削层、切削参数、进给率及避让几何体等参数。 5、生成刀轨。 6、通过切削仿真进行刀轨校验、过切及干涉检查。 7、输出CLSF文件，进行后处理，生成NC程序。 二、操作导航器介绍 1、程序节点 NC_PROGRAM：根节点，所有其他的节点都是它的子节点； NONE：用于存储暂时不需要的操作； PROGRAM：初始程序节点，用户可以添加操作节点。 2、刀具节点 一个操作只能包含一把刀具；换刀需要创建不同的操作；刀具之间是平等关系，不互相包含。GENERIC_MACHINE：根节点； None：根节点，暂时刀具。 3、几何体节点：刀轨生成的几何载体。 毛坯几何体（blank geometry） 零件几何体（part geometry） 加工坐标系(msc) 检查几何体（check geometry） 4、加工方法节点 定义切削类型，切削类型包括粗加工、半精加工、精加工等。 实例：铣削planar.prt 步骤： 1、启动UG NX，进入加工，选择cam_general，初始化； 2、创建刀具：MILL，设定刀具5参数； 3、设置刀具直径10；可以看刀具视图； 4、创建几何体：workpice，选择零件与毛坯； 5、加工坐标系：双击操作导航器的MCS，把加工坐标系移到后上角。 6、创建操作：选择第一行粗加工随形铣，选择上面和中间的表面为加工表面；选择毛坯上 表面为加工毛坯表面；选择中间的表面为底面；切削方式选择“仿行零件铣”。 7、单击生成刀轨按钮生成刀轨。 8、模拟显示。
5. 5平面铳削工艺、编程 5. 5. 1平面铣削加工的内容、要求 平面铳削通常是把工件表面加工到某一高度并达到一定表面质量要 求的加工。 分析平面铳削加工的内容应考虑：加工平面区域大小，加工面相对 基准面的位置；分析平面铳削加工要求应考虑：加工平面的表面粗糙度要 求，加工面相对基准面的定位尺寸精度，平行度，垂直度等要求。 如图5-5-1所示工件的上表面，区域大小为80 X 120 矩形，距基准 面40 mm高度位置，并相对基准面A有0.08 伽的平行度要求，形状公 差0.04 m平面度要求，Ra3.2表面质量要求。 平面铳削加工内容、要求的正确分析是进行平面铳削工艺设计的前 提。 5. 5. 2平面铣削方法 (a)立铳刀周铳平面图(b )面铳刀端铳平面 图5-5-2平面铳削方法 对平面的铳削加工，存在用立铳刀周铳和面铳刀端铳两种方式，如图端铳有如下 特点： 1、用端铳的方法铳出的平面，其平面度的好坏主要取决于铳床主轴轴线与进给方向的垂直度。面铳刀加工时，它的轴线垂直于工件的加工表面。 2、端铳用的面铳刀其装夹刚性较好，铳削时振动较小。 那申08卜| ■ Jf 7 ISO 图5-5-1工平面加工工件 5-5-2。用面铳刀
3、端铳时，同时工作的刀齿数比较周铳时多，工作较平稳。这时因为端铳时刀齿在铳削层宽度的范围内工作。 4、端铳用面铳刀切削，其刀齿的主、副切削刃同时工作，由主切削刃切去大部分余量， 副切削刃则可起到修光作用，铳刀齿刃负荷分配也较合理，铳刀使用寿命较长，且加工表面 的表面粗糙度值也比较小。 5、端铳的面铳刀，便于镶装硬质合金刀片进行高速铳削和阶梯铳削，生产效率高，铳削表面质量也比较好。 一般情况下，铳平面时，端铳的生产效率和铳削质量都比周铳高，所以平面铳削应尽量端铳方法。一般大面积的平面铳削使用面铳刀，在小面积平面铳削也可使用立铳刀端铳。 5. 5. 3面铣刀及选用 面铳刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。由于面铳刀的直径一 般较大，为0 50?500mm,故常制成套式镶齿结构，即将刀齿和刀体分开，刀体采用40Cr 制作，可长期使用。硬质合金面铳刀与高速钢面铳刀相比，铳削速度较高、加工效率高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，在数控面铳削时得到广泛应用。 图5-5-3可转位面铳刀 1.硬质合金可转位式面铣刀 硬质合金可转位式面铳刀（可转位式端铳刀），如图5-5-3所示。这种结构成本低，制作方便，刀刃用钝后，可直接在机床上转换刀刃和更换刀片。 可转位式面铳刀要求刀片定位精度高、夹紧可靠、排屑容易、更换刀片迅速等，同时各定位、夹紧元件通用性要好，制造要方便，降低成本，操作使用方便。 硬质合金面铳刀与高速钢面铳刀相比，铳削速度较高、加工效率高、加工表面质量也较 好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，在提高产品质量和加工效率等方面都具有明显的优
（a ）立铣刀周铣平面图 （b ）面铣刀端铣平面 图5-5-2平面铣削方法 5．5 平面铣削工艺、编程 5．5．1 平面铣削加工的内容、要求 平面铣削通常是把工件表面加工到某一高度并达到 一定表面质量要求的加工。 分析平面铣削加工的内容应考虑：加工平面区域大 小，加工面相对基准面的位置；分析平面铣削加工要求应 考虑：加工平面的表面粗糙度要求，加工面相对基准面的 定位尺寸精度，平行度，垂直度等要求。 如图5-5-1所示工件的上表面，区域大小为80×120 矩形，距基准面40㎜高度位置，并相对基准面A 有0.08 ㎜的平行度要求，形状公差0.04㎜平面度要求，Ra3.2表 面质量要求。 平面铣削加工内容、要求的正确分析是进行平面铣削 工艺设计的前提。 5．5．2 平面铣削方法 对平面的铣削加工，存在用立铣刀周铣和面铣刀端铣两种方式，如图5-5-2。用面铣刀端铣有如下特点： 1、用端铣的方法铣出的平面，其平面度的好坏主要取决于铣床主轴轴线与进给方向的垂直度。面铣刀加工时，它的轴线垂直于工件的加工表面。 2、端铣用的面铣刀其装夹刚性较好，铣削时振动较小。 3、端铣时，同时工作的刀齿数比较周铣时多，工作较平稳。这时因为端铣时刀齿在铣削层宽度的范围内工作。 图5-5-1工平面加工工件
4、端铣用面铣刀切削，其刀齿的主、副切削刃同时工作，由主切削刃切去大部分余量，副切削刃则可起到修光作用，铣刀齿刃负荷分配也较合理，铣刀使用寿命较长，且加工表面的表面粗糙度值也比较小。 5、端铣的面铣刀，便于镶装硬质合金刀片进行高速铣削和阶梯铣削，生产效率高，铣削表面质量也比较好。 一般情况下，铣平面时，端铣的生产效率和铣削质量都比周铣高，所以平面铣削应尽量端铣方法。一般大面积的平面铣削使用面铣刀，在小面积平面铣削也可使用立铣刀端铣。 5．5．3 面铣刀及选用 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。由于面铣刀的直径一般较大，为φ50～500mm，故常制成套式镶齿结构，即将刀齿和刀体分开，刀体采用40Cr 制作，可长期使用。硬质合金面铣刀与高速钢面铣刀相比，铣削速度较高、加工效率高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，在数控面铣削时得到广泛应用。 1．硬质合金可转位式面铣刀 硬质合金可转位式面铣刀(可转位式端铣刀) ，如图5-5-3所示。这种结构成本低，制作方便，刀刃用钝后，可直接在机床上转换刀刃和更换刀片。 可转位式面铣刀要求刀片定位精度高、夹紧可靠、排屑容易、更换刀片迅速等，同时各定位、夹紧元件通用性要好，制造要方便，降低成本，操作使用方便。 硬质合金面铣刀与高速钢面铣刀相比，铣削速度较高、加工效率高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，在提高产品质量和加工效率等方面都具有明显的优越性。 2．直径选用 平面铣削时，面铣刀直径尺寸的选择是重点考虑问题之一。 图5-5-3可转位面铣刀
单元六数控铣削加工工艺习题 一判断题 1.数控铣床属于直线控制系统。（） 2.在卧式铣床上加工表面有硬皮的毛坯零件时，应采用逆铣切削。（） 3.执行程序铣削工件前，宜依程序容将刀具移至适当位置。（） 4.弹簧筒夹用于夹持直柄铣刀，亦可用于夹持斜柄铣刀。（） 5.端铣刀直径愈小，每分钟铣削回转数宜愈高。（） 6.铣削速度＝π×铣刀直径×每分钟回转数。（） 7.平铣刀的刀刃螺旋角愈大，同时铣削的刀刃数则愈少。（） 8.端铣刀之柄径须配合筒夹径方可确实夹紧。（） 9.安装或拆卸铣刀时，宜用抹布承接以防刀具伤及手指。（） 10.较硬工件宜以低速铣削。（） 11.铣削中发生紧急状况时，必须先按紧急停止开关。（） 12.使用螺旋铣刀可减少切削阻力，且较不易产生振动。（） 13.在可能情况下，铣削平面宜尽量采用较大直径铣刀。（） 14.球形端铣刀适用于重铣削。（） 15面铣刀的切除率多大于端铣刀。（） 16.端铣刀可以铣削盲孔。（） 17.T槽铣刀在铣削时，只有圆外围的刃口与工件接触。（） 18.端铣刀可采较大铣削深度，较小进给方式进行铣削。（） 19.端铣刀不仅可用端面刀刃铣削，亦可用柱面刀刃铣削。（） 20.铣刀材质一般常用高速钢或碳钢。（） 21.铸铁工件宜采用逆铣削。（） 22.顺铣削是铣刀回转方向和工件移动方向相同。（） 23.铣刀直径100㎜，以25m/min速度铣削，其每分钟转数为40。（） 24.铣刀直径50㎜，以30m/min切削速度铣削，其每分钟回转数为80。（） 25.刃之面铣刀，以80rpm铣削，如每一刀刃进刀为0.2㎜，则进给率为每分钟96㎜。（） 26.切削液之主要目的为冷却与润滑。（） 27.精铣削时，在不考虑螺杆背隙情况下，顺铣削法较不易产生振动。（） 28.铣刀寿命与每刃进给量无关。（）
LS1：平面铣削 平面铣削概述： 我们在实际生产中，平面铣削加工的应用是相当广泛的，比如模具底面、检具底板和零件基面等等。在机械加工里，经常会遇到平面铣削，其主要是粗糙度的要求，那么在我们机械加工中，怎样才能由快又好地把这些平面按要求加工出来呢？下面我们就这个问题来讨论一下平面铣削的加工。 学习目标： 1.掌握零件平面铣削工艺基本方法。 2.能正确选用刀具切削参数。 3.掌握零件平面铣削常用编程指令的应用。 4.熟练掌握机床操作及零件尺寸控制方法。 5.掌握机床安全操作及日常维护及相关知识。 LS1-T1：模具底座基面铣削 【工作任务】 应用数控铣床完成如图1-1-1所示汽车模具底座毛坯上平面的铣削，工件材料为45钢。生产规模：单件。 图1-1-1 一、平面铣削知识准备 （一）加工工艺 1．常用刀具 用于加工平面的刀具很多，这里只介绍几种在数控机床上常用的铣刀。 (1) 立铣刀：
立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀，其结构如图1-1-2所示。立铣刀的圆柱表面和端 面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。 立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削 刃。主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精 度。由于普通立铣刀端面中心处无切削刃，所以立铣刀不能做轴向进 给，端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。 直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。Φ2~Φ71mm的立铣刀 制成直柄；Φ6~Φ63mm的立铣刀制成莫氏锥柄；Φ25~Φ80mm的立 铣刀做成7：24锥柄，内有螺孔用来拉紧刀具。但是由于数控机床要 求铣刀能快速自动装卸，所以立铣刀柄部形式也有很大不同，一般是图1-1-2 由专业厂家按照一定的规范设计制造成统一形式、统一尺寸的刀柄。直径大于Φ40~Φ160mm的立铣刀可做成套式结构。 (2) 面铣刀： 如图1-1-3所示，面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。 高速钢面铣刀按国家标准规定，直径为80 ~250mm，螺旋角β为10°，刀齿数为10 ~26。 硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高、加工效率高，加工表面质量也比较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，所以得到了广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体焊接式、机夹—焊接式和可转位式3种。图1-1-3 数控加工中广泛使用可转位式面铣刀。目前先进的可转位式数控面铣刀的刀体趋向于用轻质高强度铝、镁合金制造，切削刃采用大前角、负刃倾角，可转位刀片带有三维断屑槽形，便于排屑。 2．平面铣削加工走刀路线的确定 数控铣削加工中进给路线的确定对零件的加工精度和表面质量有直接的影响，因此，缺确定好进给路线是保证铣削加工精度和表面这里的工艺措施之一。进给路线的确定与工件表面状况、要求的零件表面质量、机床进给机构的间隙、刀具耐用度以及零件轮廓形状等有关。 在平面加工中，能使用的进给路线也是多种多样的，比较常用的有两种。如图1-1-4(a)和图1-1-4(b)所示分别为平行加工和环绕加工。 图1-4(a) 1-4(b) 3．加工参数 （二）程序指令
5．5 平面铣削工艺、编程 5．5．1 平面铣削加工的内容、要求 平面铣削通常是把工件表面加工到某一高度并达到 一定表面质量要求的加工。 分析平面铣削加工的内容应考虑：加工平面区域大 小，加工面相对基准面的位置；分析平面铣削加工要求应 考虑：加工平面的表面粗糙度要求，加工面相对基准面的 定位尺寸精度，平行度，垂直度等要求。 如图5-5-1所示工件的上表面，区域大小为80×120 矩形，距基准面40㎜高度位置，并相对基准面A有㎜的 平行度要求，形状公差㎜平面度要求，表面质量要求。 平面铣削加工内容、要求的正确分析是进行平面铣削 工艺设计的前提。 图5-5-1工平面加工工件5．5．2 平面铣削方法 （a）立铣刀周铣平面图（b）面铣刀端铣平面 图5-5-2平面铣削方法 对平面的铣削加工，存在用立铣刀周铣和面铣刀端铣两种方式，如图5-5-2。用面铣刀端铣有如下特点： 1、用端铣的方法铣出的平面，其平面度的好坏主要取决于铣床主轴轴线与进给方向的垂直度。面铣刀加工时，它的轴线垂直于工件的加工表面。 2、端铣用的面铣刀其装夹刚性较好，铣削时振动较小。 3、端铣时，同时工作的刀齿数比较周铣时多，工作较平稳。这时因为端铣时刀齿在铣削层宽度的范围内工作。 4、端铣用面铣刀切削，其刀齿的主、副切削刃同时工作，由主切削刃切去大部分余量，
副切削刃则可起到修光作用，铣刀齿刃负荷分配也较合理，铣刀使用寿命较长，且加工表面的表面粗糙度值也比较小。 5、端铣的面铣刀，便于镶装硬质合金刀片进行高速铣削和阶梯铣削，生产效率高，铣削表面质量也比较好。 一般情况下，铣平面时，端铣的生产效率和铣削质量都比周铣高，所以平面铣削应尽量端铣方法。一般大面积的平面铣削使用面铣刀，在小面积平面铣削也可使用立铣刀端铣。 5．5．3 面铣刀及选用 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。由于面铣刀的直径一般较大，为φ50～500mm，故常制成套式镶齿结构，即将刀齿和刀体分开，刀体采用40Cr 制作，可长期使用。硬质合金面铣刀与高速钢面铣刀相比，铣削速度较高、加工效率高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，在数控面铣削时得到广泛应用。 1．硬质合金可转位式面铣刀 硬质合金可转位式面铣刀(可转位式端铣刀) ，如图5-5-3所示。这种结构成本低，制作方便，刀刃用钝后，可直接在机床上转换刀刃和更换刀片。 可转位式面铣刀要求刀片定位精度高、夹紧可靠、排屑容易、更换刀片迅速等，同时各定位、夹紧元件通用性要好，制造要方便，降低成本，操作使用方便。 硬质合金面铣刀与高速钢面铣刀相比，铣削速度较高、加工效率高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，在提高产品质量和加工效率等方面都具有明显的优越性。 2．直径选用 平面铣削时，面铣刀直径尺寸的选择是重点考虑问题之一。 对于面积不太大的平面，宜用直径比平面宽度大的面铣刀实现单次平面铣削，平面铣刀 图5-5-3可转位面铣刀
课题1：平面铣削加工
课题2：平面铣削加工 理论：1.掌握平面铣削的工艺知识； 2.平面铣削的编程指令。 技能：1. 能编制平面铣削的加工程序； 2.能熟练使用数控铣床仿真软件； 3.能完成平面铣削仿真加工。 1.平面铣削的工艺知识； 2.平面铣削的编程指令。 平面铣削仿真加工 专业课（理实一体）讲授法、引导文多媒体、网络或投影仪 4/10杨丰 1提问：普通铣削加工平面方法。 2.讲解：平面铣削的工艺知识； 3.讲解：M指令、G01、G00指令； 4.练习：实例加工； 5.小结。
课题2：平面铣削加工 2.1 任务 加工如图4-1所示零件的上表面及台阶面（其余表面已加工）。毛坯为100mm×80mm×32mm长方块，材料为45钢，单件生产。 图4-1 平面铣削零件1.1 数控加工概述 2.2知识链接 2.2.1 平面铣削的工艺知识 1.平面铣削的加工方法 平面铣削的加工方法主要有周铣和端铣两种。 1
a) b) 周铣和端铣 2.平面铣削的刀具 1）立铣刀 立铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，圆周切削刃为主切削刃，主要用来铣削台阶面。一般￠20mm～￠40mm的立铣刀铣削台阶面的质量较好。 2）面铣刀 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为主切削刃，主要用来铣削大平面，以提高加工效率。 3.平面铣削的切削参数 1)背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择 背吃刀量和侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定： ①在要求工件表面粗糙度值Ra为12.5～25微米时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，粗铣一次进给就可以达到要求。但余量较大、数控铣床刚性较差或功率较小时，可分两次进给完成。 2
课题2：平面铣削加工 2.1 任务 加工如图4-1所示零件的上表面及台阶面（其余表面已加工）。毛坯为100mm ×80mm ×32mm 长方块，材料为45钢，单件生产。 图4-1 平面铣削零件1.1 数控加工概述 2.2 知识链接 2.2.1 平面铣削的工艺知识 1.平面铣削的加工方法 平面铣削的加工方法主要有周铣和端铣两种。 2.平面铣削的刀具 1）立铣刀 立铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，圆周切削刃为主切削刃，主要用来铣削台 a) b) 周铣和端铣 a) 周铣 b) 端铣
阶面。一般￠20mm ～￠40mm 的立铣刀铣削台阶面的质量较好。 2）面铣刀 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为主切削刃，主要用来铣削大平面，以提高加工效率。 3.平面铣削的切削参数 1)背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择 背吃刀量和侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定： ①在要求工件表面粗糙度值Ra 为12.5～25微米时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm ，端铣的加工余量小于6mm ，粗铣一次进给就可以达到要求。但余量较大、数控铣床刚性较差或功率较小时，可分两次进给完成。 ②在要求工件表面粗糙度值Ra 为3.2～12.5微米时，可分粗铣和半精铣两步进行，粗铣的背吃刀量与侧吃刀量取同。粗铣后留0.5～1mm 的余量，在半精铣时完成。 ③在要求工件表面粗糙度值Ra 为0.8～3.2微米时，可分为粗铣、半精铣和精铣三步进行。半精铣时背吃刀量与侧吃刀量取1.5～2mm ，精铣时，圆周侧吃刀量可取0.3～0.5mm ，端铣背吃刀量取0.5～1mm 。 2)进给速度υf 的选择 进给速度υf 与每齿进给量fz 有关。即 υf = nZfz 表4-4为铣削速度υc 的推荐范围。 a) b) 图4-3 铣削用量