第8章数控铣床加工工艺
- 格式：ppt
- 大小：1.53 MB
- 文档页数：64
下载文档原格式
合集下载
数控加工工艺
26
2.1 数控加工工艺基础
（4）在同—次安装中进行的多个工步，应先安排对工件 刚性破坏较小的工步。
（5）为了提高机床的使道工序。
（6）加工中容易损伤的表面(如螺纹等)，应放在加工路线 的后面。
（7）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中 间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。
3）加工顺序的安排
25
2.1 数控加工工艺基础
（1）尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更 换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度 和生产率。
（2）先内后外原则，即先进行内型内腔加工，后进行外 形加工。
（3）为了及时发现毛坯的内在缺陷，精度要求较高的主 要表面的粗加工一般应安排在次要表面粗加工之前； 大表面加工时，因内应力和热变形对工件影响较大， 一般 也需先加工。
（2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。按 此方法划分工步，可以提高孔的精度。因为铣削时切 削力较大，工主件要易内容发生变形。先铣面后镗孔，使其有 一段时间恢复，减少由变形引起的对孔的精度的影响。
（3）按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时 间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提 高加工效率。
2.1 数控加工工艺基础
2）零件各加工部位的结构工艺性应符合 数控加工的特点 （1）统一几何类型或尺寸。 （2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角 半径不应过小。
16
2.1 数控加工工艺基础
（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。
图2.6 零件底面圆弧对结构工艺性的影响
（4）应采用统一的基准定位。
数控技术及应用
1
数控技术及应用
目录
第一章 绪论 第二章 数控加工工艺 第三章 数控加工编程 第四章 数字控制原理 第五章 计算机数控装置 第六章 数控机床检测装置 第七章 数控机床伺服系统 第八章 数控机床的机械结构 第九章 数控机床故障诊断与维修
2.1 数控加工工艺基础
（4）在同—次安装中进行的多个工步，应先安排对工件 刚性破坏较小的工步。
（5）为了提高机床的使道工序。
（6）加工中容易损伤的表面(如螺纹等)，应放在加工路线 的后面。
（7）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中 间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。
3）加工顺序的安排
25
2.1 数控加工工艺基础
（1）尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更 换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度 和生产率。
（2）先内后外原则，即先进行内型内腔加工，后进行外 形加工。
（3）为了及时发现毛坯的内在缺陷，精度要求较高的主 要表面的粗加工一般应安排在次要表面粗加工之前； 大表面加工时，因内应力和热变形对工件影响较大， 一般 也需先加工。
（2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。按 此方法划分工步，可以提高孔的精度。因为铣削时切 削力较大，工主件要易内容发生变形。先铣面后镗孔，使其有 一段时间恢复，减少由变形引起的对孔的精度的影响。
（3）按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时 间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提 高加工效率。
2.1 数控加工工艺基础
2）零件各加工部位的结构工艺性应符合 数控加工的特点 （1）统一几何类型或尺寸。 （2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角 半径不应过小。
16
2.1 数控加工工艺基础
（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。
图2.6 零件底面圆弧对结构工艺性的影响
（4）应采用统一的基准定位。
数控技术及应用
1
数控技术及应用
目录
第一章 绪论 第二章 数控加工工艺 第三章 数控加工编程 第四章 数字控制原理 第五章 计算机数控装置 第六章 数控机床检测装置 第七章 数控机床伺服系统 第八章 数控机床的机械结构 第九章 数控机床故障诊断与维修
数控铣床编程与技能训练教学
{ 定位基准
粗基准
精基准
毛配在开始加工时，都是以未加工的表 面定位
用已加工的表面作为基准面
1.粗基准的选择
（1）应保证所有加工表面都有足够的加工余量 （2）应保证工件加工表面和不加工表面之间具有一定的位置精度
2020/5/3
2. 精基准的选择
精基准选择时应尽可能采用设计基准或装配基准作 为定位基准，即基准重合原则。采用基准重合原则可以 避免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。 同一零件除第一道工序外，其余加工表面尽量采用同一 个精基准，即基准同一原则。基准同一后，可减少定位 误差，提高加工精度，使装夹方便。应选择精度较高、 形状简单和尺寸较大的表面作为精基准。这样就可以减 少定位误差，使定位稳定，还可使工件减少变形。
（c)球头铣刀的刀位点
2020/5/3
2.常用的对刀方法
定心锥轴
定心锥轴找孔中心
磁性表座
主轴
百分表 工件
表头
百分表找孔中心
2020/5/3
Y1
Y1
Y1＋Y2 2
Y1＋Y2
X1
X2
X1
2
X2
X1＋X 2
X1＋X 2
2
2
Y2
Y2
寻边器找对称中心
2020/5/3
4.3 工件在数控机床上的定位与装夹 4.3.1 定 位
若按数控装置控制的轴数，可有两坐标联动和三 坐标联动之分。若有特定要求，还可考虑加进一个回 转的A坐标或C坐标，即增加一个数控分度头或数控 回转工作台。这时机床应相应地配制成四坐标控制系 统。
2020/5/3
2.1.2数控铣床的结构组成 数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺
《数控加工工艺》第五至八章课后题
数控车削加工工艺思考与练习题1、普通车床加工螺纹与数控车床加工螺纹有何区别？答：普通车床所能车削的螺纹相当有限，它只能车等导程的直、锥面公、英制螺纹，而且一台车床只能限定加工若干种导程的螺纹。
数控车床不但能车削任何等导程的直、锥和端面螺纹，而且能车增导程、减导程及要求等导程与变导程之间平滑过渡的螺纹，还可以车高精度的模数螺旋零件（如圆柱、圆弧蜗杆）和端面（盘形）螺旋零件等。
数控车床可以配备精密螺纹切削功能，再加上一般采用硬质合金成型刀具以及可以使用较高的转速，所以车削出来的螺纹精度高、表面粗糙度小。
2、车削螺纹时，为何要有引入距离与超越距离?答:在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系，因此应避免在进给机构加速或减速的过程中切削，为此要有引入距离和超越距离。
3、车削加工台阶轴、凹形轮廓时，对刀具主、副偏角有何要求？答：加工阶梯轴时，主偏角 >90°加工凹形轮廓时，若主、副偏角选得太小，会导致加工时刀具主后刀面、副后刀面与工件发生干涉，因此，必要时可作图检验。
4、加工路线的选择应遵循什么原则？答：加工路线的确定首先必须保持被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单、走刀路线尽量短、效率较高等。
因精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此确定进给路线的工作重点是确定粗加工及空行程的进给路线模拟自测题一、单项选择题1、车削加工适合于加工（A ）类零件。
（A）回转体（B）箱体（C）任何形状（D）平面轮廓2、车削加工的主运动是（A ）。
（A）工件回转运动（B）刀具横向进给运动（C）刀具纵向进给运动（D）三者都是3、车细长轴时，使用中心架和跟刀架可以增加工件的（C ）。
（A）韧性（B）强度（C）刚性（D）稳定性4、影响刀具寿命的根本因素是（A ）o（A ）刀具材料的性能（B ）切削速度（C）背吃刀量（D）工件材料的性能5、车床切削精度检查实质上是对车床（D ）和定位精度在切削加工条件下的一项综合检查。
项目五数控铣床加工工艺与加工
于从诸多风动机械零件实际加工中精选典型的案例，来介绍数控铣床加工工艺所涉及的工艺性分析、加工工艺、安装定位、刀具应用及典型零件加工的基础知识任务一数控铣削加工工艺任务目标◇会分析简单零件的加工工艺；◇会划分简单零件的加工工序；◇能确定零件定位及装夹方法；◇能确定简单零件的走刀路线；◇会选择合理的加工刀具和切削用量；◇会编写加工工艺卡；任务内容如果要加工下图所示活塞式空压机曲轴箱，数控铣床加工工艺准备工作步骤是什么？活塞式空压机曲轴箱一、加工工艺分析1.零件图的分析分析项目分析内容尺寸标注方法分析注意基准统一原则，减少累积误差。
零件图的完整性与正确性分析几何图素条件要求充分。
零件技术要求分析尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、热处理等都会影响工艺方案。
同时考虑安装、刀具、切削用量。
零件材料分析材料影响价格、切削用量、工艺方案。
零件图形的数学处理计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。
尺寸链的计算。
2.零件的结构工艺性分析（1）采用统一的几何类型和尺寸，减少换刀，提高效率，减少成本。
（2）零件的工艺结构设计应确保能采用较大直径的刀具进行加工。
采用大直径铣刀加工，能减少加工次数，提高表面加工质量。
内槽圆角影响刀具的选择，应大些，如图5-1所示。
图5-1知识链接（3）当铣刀直径D一定时，圆角半径r越大，铣刀端刃铣削平面的面积就越小，铣刀端刃铣削平面的能力就越差，效率越低，工艺性也越差。
所以槽底圆角半径r不宜太大，如图5-2所示。
（4）统一基准定位，减少定位误差。
（5）减少刀具数量，降低成本和减少定位误差。
图5-2（6）审查与分析定位基准的可靠性。
（7）对于薄壁件、刚性差的零件，注意加强零件加工部位的刚性，防止变形的产生。
（8）分析毛坯余量的大小及均匀性。
二、数控加工工艺过程设计1.加工工序的划分（1）刀具集中分序法按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完所有可以加工的部位,再用第二、三把刀完成它们可以完成的其他部位。
2数控铣床加工工艺
（1）准备功能及辅助功能 （2）机床坐标系及工件坐标系
1.机床坐标系 机床上固有的坐标系。机床坐标系的原点由设计厂家在设
计机床时确定。 一般情况下，铣床原点的位置可在启动机床后，使机床三
个坐标轴的坐标依次运动到其正方向的极限位置确定，机 床三个坐标轴所达到的这个位置就是机床坐标系原点 2.工件坐标系 工件坐标系原点在工件上或在夹具的某一点上，由编程人 员设定，其位置随工件和夹具在机床工作台上的安装位置 而定，所以又叫浮动原点或编程原点，一般在程序开头设 置。
序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面 进行加工。 为了便于分析和描述较复杂的工序；在工序内又细分为工 步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则： 1) 同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成全部加工 表面，按先粗后精加工分开进行。 2) 对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。 3) 某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划 分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。 总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技 术要求等情况综合考虑。
参考平面
R
工件上表面
主轴顺时针转动 Z
主轴逆时针转动
G85：镗孔循环
• 指令格式：G85 X_ Y_ Z_ R_ F_ K_ LF • G85与G84相同，只是在孔底主轴不反转
G98 初始平面
工件平面
G99 参考平面 Z点
G86：镗削循环
指令格式：G86 X_ Y_ Z_ R_ F_ K_ LF 和G81相同，只是在孔底主轴停，然后用快速返回
二、数控加工零件的工艺性分析
1. 零件图的几何尺寸标注及轮廓的几何要素 （1）要彻底读董图样 （2）要分析透零件的加工工艺性 （3）研究分析零件的精度 （4）研究分析零件的刚性 （5）研究分析零件的定位基准 （6）研究零件的毛坯和材料
数控铣床加工
数控铣床加工数控铣床是出现对比早和使用对比早的数控机床，在制造中具有非常重要的地位，在汽车，航天，军工，模具等行业得到了广泛的应用。
一数控铣床按构造上分类⑴工作台升落式数控铣床这类数控铣床采纳工作台移动、升落，而主轴不动的方式。
小型数控铣床一般采纳此种方式。
⑵主轴头升落式数控铣床这类数控铣床采纳工作台纵向和横向移动，且主轴沿垂向溜板上下运动；主轴头升落式数控铣床在精度维持、承载重量、系统构成等方面具有许多优点，已成为数控铣床的主流。
⑶龙门式数控铣床这类数控铣床主轴能够在龙门架的横向与垂向溜板上运动，而龙门架那么沿床身作纵向运动。
大型数控铣床，因要考虑到扩大行程，缩小占地面积及刚性等技术上的咨询题，往往采纳龙门架移动式。
二数控铣床也能够按通用铣床的分类方法分类⑴数控立式铣床数控立式铣床在数量上一直占据数控铣床的大多数，应用范围也最广。
从机床数控系绕操纵的坐标数量来瞧，目前3坐标数控立铣仍占大多数；一般可进行3坐标联动加工，但也有局部机床只能进行3个坐标中的任意两个坐标联动加工(常称为2.5坐标加工)。
此外，还有机床主轴能够绕X、Y、Z坐标轴中的其中一个或两个轴作数控摆角运动的4坐标和5坐标数控立铣。
⑵卧式数控铣床与通用卧式铣床相同，其主轴轴线平行于水平面。
为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采纳增加数控转盘或万能数控转盘来实现4、5坐标加工。
如此，不但工件侧面上的连续回转轮廓能够加工出来，而且能够实现在一次安装中，通过转盘改变工位，进行“四面加工〞。
⑶立卧两用数控铣床目前，这类数控铣床已不多见，由于这类铣床的主轴方向能够更换，能到达在一台机床上既能够进行立式加工，又能够进行卧式加工，而同时具备上述两类机床的功能，其使用范围更广，功能更全，选择加工对象的余地更大，且给用户带来很多方便。
特殊是生产批量小，品种较多，又需要立、卧两种方式加工时，用户只需买一台如此的机床就行了。
1.1.2数控铣床的组成，工作原理及特点数控铣床的全然组成见图1，它由床身、立柱、主轴箱、工作台、滑鞍、滚珠丝杠、伺服电机、伺服装置、数控系统等组成。
数控铣床零件加工工艺设计说明书
数控铣床零件加⼯⼯艺设计说明书技师学院毕业论⽂题⽬：数控铣床零件加⼯⼯艺设计系部：机电⼯程系专业：数控加⼯姓名：指导教师：摘要随着科学技术飞速发展和经济竞争的⽇趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加⼯技术作为先进⽣产⼒的代表，在机械及相关⾏业领域发挥着重要的作⽤，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。
数控编程技术是数控技术重要的组成部分。
从数控机床诞⽣之⽇起，数控编程技术就受到了⼴泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分。
以数控编程中的加⼯⼯艺分析及设计为出发点，着⼒分析零件图，从数控加⼯的实际⾓度出发，以数控加⼯的实际⽣产为基础，以掌握数控加⼯⼯艺为⽬标，在了解数控加⼯铣削基础、数控铣床⼑具的选⽤、数控加⼯⼯件的定位与装夹、拟定加⼯⽅案、确定加⼯路线和加⼯内容以及对⼀些特殊的⼯艺问题处理的基础上，控制数控编程过程中的误差，从⽽⼤⼤缩短了加⼯时间，提⾼了效率，降低了成本。
本⽂主要研究了轮廓和孔的数控铣削⼯艺、⼯装以及在此基础上的数控铣床的程序编制。
侧重于设计该零件的数控加⼯夹具，主要设计内容有：完成该零件的⼯艺规程（包括⼯艺简卡、⼯序卡和数控⼑具卡）和主要⼯序的⼯装设计。
并绘制零件图。
⽤G代码编制该零件的数控加⼯程序。
关键词：FANUC、数控加⼯、数控编程⽬录摘要 (2)⽬录 (3)引⾔ (4)1.数控铣 (5)2.FANUC系统 (6)2.1 FANUC系统简介 (6)2.2G代码 (10)2.3M代码....... . . (12)3零件图⼯艺分析 (14)3.1零件结构和加⼯ (14)3.2基准选择 (14)3.3⽑坯和材料的选择 (15)3.4加⼯路线的设计 (16)3.5⼑具选择 (16)3.6切削⽤量的选择 (17)3.7拟定数控切削加⼯⼯序卡 (18)3.8⼯序设计 (19)4加⼯⼯序 (20)4.1确⽴编程原点 (20)4.2编辑程序 (22)5操作步骤 (24)5.1先开机床 (24)5.2回参考点 (25)5.3参数设定 (25)结束语 (26)致谢 (27)参考⽂献 (28)引⾔毕业实践⼯作对于每⼀个即将毕业的毕业⽣来说都是⾮常重要的,它对我们以后⾛上⼯作岗位很有帮助。
数控铣削加工工艺
确定对刀点与换刀点
刀具与工件原点 X 轴方向之距离
刀具与工件原点 Z 轴方向之距离
刀具与工件原点 Y 轴方向之距离
确定对刀点与换刀点
对刀点的选择原则 便于用数字处理和简化程序编制 在机床上找正容易，加工中便于检查 引起的加工误差小
确定对刀点与换刀点
对刀点与加工原点重合
确定对削加工工艺分析
数控铣削加工的工艺性分析是编程前的重 要工艺准备工作之一，关系到机械加工的效果 和成败，不容忽视。由于数控机床是按照程序 来工作的，因此对零件加工中所有的要求都要 体现在加工中，如加工顺序、加工路线、切削 用量、加工余量、刀具的尺寸及是否需要切削 液等都要预先确定好并编入程序中 。
粗、精加工分开及对称去除余量等措施来 减小或消除变形的影响
零件结构的工艺性分析
提高工艺性的措施 ：
减少薄壁零件或薄板零件 尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸
保证基准统一原则
零件图形的数学处理
数控加工的数值计算是程序编制中一个关键的环节。
编程尺寸确定的步骤：
基本尺寸换算成平均尺寸
保持原重要的几何关系不变并修改一般尺寸
车螺纹的引入和超越距离
超越距 离
引入距 离
避免刀具干涉
在连续切削的数控机床上，多数是使用立 铣刀且几乎都是用侧刃进行切削，往往会产生 刀具的干涉现象。
为了避免刀具的干涉，一般采用小直径的 铣刀来加工，但在加工时则受力变形而产生的 刀具弯斜量直接影响加工精度
避免刀具干涉
虽然可把刀具的倒锥磨好以减轻刀具的弯斜量， 但也不能最好地解决问题，特别在加工三维曲面更 明显出现加工干涉区或加工盲区。
制定数控铣削加工工艺
典型零件的数控加工工艺
知识点 数控铣床的主要加工对象 数控铣床的结构及类型 数控铣床的坐标系统 数控铣削加工工件的安装 数控铣削加工的对刀与换刀 选择并确定数控铣削加工的内容 零件结构的工艺性分析 零件图形的数学处理 加工工序的划分 确定对刀点与换刀点 选择走刀路线 切入切出点 切入切出路径 避免引入反向间隙误差 刀具补偿的设置 顺铣和逆铣的加工 车螺纹的引入和超越距离 避免刀具干涉 数控铣削加工工艺参数的确定 自动编程加工工艺
(数控加工)数控铣床教案
（数控加工）数控铣床教案第一章：数控铣床概述1.1 课程目标：了解数控铣床的定义、分类、特点和应用范围，掌握数控铣床的基本组成和操作方法。
1.2 教学内容：1.2.1 数控铣床的定义与发展历程1.2.2 数控铣床的分类与特点1.2.3 数控铣床的应用范围1.2.4 数控铣床的基本组成1.2.5 数控铣床的操作方法1.3 教学方法：采用讲授、演示、实操相结合的方式进行教学。
1.4 教学资源：教材、PPT、数控铣床实物或模型、操作演示视频。
1.5 教学评价：通过课堂问答、实操考核等方式评价学生对数控铣床基本知识的掌握程度。
第二章：数控铣床编程基础2.1 课程目标：掌握数控铣床编程的基本原理和方法，熟悉数控铣床编程的常用指令和功能代码。
2.2 教学内容：2.2.1 数控铣床编程的基本原理2.2.2 数控铣床编程的方法与步骤2.2.3 数控铣床编程的常用指令2.2.4 数控铣床编程的功能代码2.3 教学方法：采用讲授、实操、案例分析相结合的方式进行教学。
2.4 教学资源：教材、PPT、数控铣床编程软件、实操案例。
2.5 教学评价：通过课堂问答、编程实操和案例分析等方式评价学生对数控铣床编程知识的掌握程度。
第三章：数控铣床操作3.1 课程目标：掌握数控铣床的操作步骤和技巧，能够独立完成简单零件的数控铣削加工。
3.2 教学内容：3.2.1 数控铣床操作的基本步骤3.2.2 数控铣床操作的注意事项3.2.3 数控铣床加工参数的选择与调整3.2.4 数控铣床刀具选择与更换3.2.5 数控铣床加工过程中的故障处理3.3 教学方法：采用讲授、演示、实操相结合的方式进行教学。
3.4 教学资源：教材、PPT、数控铣床实物或模型、操作演示视频、实操案例。
3.5 教学评价：通过实操考核、故障处理案例分析等方式评价学生对数控铣床操作技能的掌握程度。
第四章：数控铣床加工工艺4.1 课程目标：掌握数控铣床加工工艺的基本原则和方法，能够根据零件特点和加工要求制定合理的数控铣削工艺。
数控铣削加工工艺
批量加工时，工件采用夹具定位安装，刀具一次对刀建立工件坐标系后加工一批工件，建立工件坐标系的对刀基准与零件定位基准重合可直接按定位基准对刀，减少定位误差。
（6）当必须多次安装时，应遵从基准统一原则。
数控铣削加工工件的安装练习
1、对刀点与换刀点的确定
对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。“对刀点”是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。在程序编制时，不管实际上是刀具相对工件移动，还是工件相对刀具移动，都把工件看作静止，而刀具在运动。对刀点往往也是零件的加工原点。
二、教学安排：
（一）旧课复习内容：
1、数控铣床的坐标系统遵循右手笛卡尔直角坐标系原则，立式升降台铣床的坐标方向（2分钟）
2、数控铣削加工中，应尽量选择零件上的设计基准作为定位基准（2分钟）
（二）新课教学知识点与重点、难点：
第一节数控铣削的主要加工对象（理解）
第二节数控铣削加工工件的安装（掌握）（中、高级数控铣考证要求知识点）
数控铣削加工工艺性分析
（一）零件图形分析
1、检查零件图的完整性和正确性
由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此
（1）各图形几何要素间的相互关系（如相切、相交、垂直、平行和同心等）应明确。
（2）各种几何要素的条件要充分，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、检查自动编程时的零件数学模型
第三节数控铣削加工的对刀与换刀（重点掌握）（中、高级数控铣考证要求知识点）
第四节制定数控铣削加工工艺
选择并确定数控铣削加工的内容（掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）
数控铣削加工工艺性分析（重点掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）
（6）当必须多次安装时，应遵从基准统一原则。
数控铣削加工工件的安装练习
1、对刀点与换刀点的确定
对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。“对刀点”是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。在程序编制时，不管实际上是刀具相对工件移动，还是工件相对刀具移动，都把工件看作静止，而刀具在运动。对刀点往往也是零件的加工原点。
二、教学安排：
（一）旧课复习内容：
1、数控铣床的坐标系统遵循右手笛卡尔直角坐标系原则，立式升降台铣床的坐标方向（2分钟）
2、数控铣削加工中，应尽量选择零件上的设计基准作为定位基准（2分钟）
（二）新课教学知识点与重点、难点：
第一节数控铣削的主要加工对象（理解）
第二节数控铣削加工工件的安装（掌握）（中、高级数控铣考证要求知识点）
数控铣削加工工艺性分析
（一）零件图形分析
1、检查零件图的完整性和正确性
由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此
（1）各图形几何要素间的相互关系（如相切、相交、垂直、平行和同心等）应明确。
（2）各种几何要素的条件要充分，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、检查自动编程时的零件数学模型
第三节数控铣削加工的对刀与换刀（重点掌握）（中、高级数控铣考证要求知识点）
第四节制定数控铣削加工工艺
选择并确定数控铣削加工的内容（掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）
数控铣削加工工艺性分析（重点掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 曲面加工的进给路线
注意：
轮廓加工中应避免进给停顿，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0.2～0.5mm为宜。
选择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。
8．3．3 夹具的选择
1．对夹具的基本要求
（1）为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外， 夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安 全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或 刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。
（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。
图a 两轴半坐标行切法加工曲面
图b 两轴半坐标行切法加工曲面的切削点轨迹
图c 3轴联动行切法 加工曲面的切削点轨迹
图d 曲面的5坐标联动加工源自return8．3．2 进给路线的确定
1．顺铣和逆铣的选择
（2）为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性， 夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之 间保持一定的坐标联系。
（3）夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点 的设计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换 夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。
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。
图 主轴摆角加工固定斜面
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（图Aa)。
铣削有顺铣和逆铣两种方式（见图）。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振动和爬行。
4．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。
5．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。
用3坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。
图 平面轮廓铣削
2．固定斜角平面的加工方法 固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面，常用的加
工方法如下： 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，
3．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。（见图）。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（见图）。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。
数控铣削的工艺问题是数控加工中最复杂的，也是应用 最广泛的加工方法。工艺设计应从普通加工出发，结合数控 加工的特点进行学习。
8．1 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(见图)。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。 2.变斜角类零件
图 肋板高度与内孔转接圆 弧对零件铣削工艺性的影响
图 零件底面与肋板的转接圆弧 对零件铣削工艺性的影响
return
8.2.3 数控铣削零件毛坯的工艺性分析
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。另外，锻造、 铸造后，毛坯的挠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。 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。
图a和图b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。
图 增加毛坯辅助基准示例
3．分析毛坯的余量大小及均匀性 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。 4．尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸
8.3 数控铣床加工工艺路线的拟订 8.3.1 数控铣削加工方案的选择
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
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（见图）。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。
3．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)。 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。
图a 外轮廓加工刀具的切入和切出
（2）当用圆弧插补方式铣削外整圆时（图b），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b 外圆铣削
3．铣削内轮廓的进给路线
（1）铣削封闭的内轮廓表面，若内轮廓曲线不允许外延 （图A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（B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）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（图Ab）。
（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清 除（图B）。
图A 4、5坐标数控铣床加工零件变斜角面
2．不宜采用数控铣削加工内容 (1)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)必须按专用工装协调的加工内容(如标准样件、协调平 板等)。 (3)毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位。 (4)简单的粗加工面。 (5)必须用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽或高肋板 小转接圆弧部位。
图B 用鼓形铣刀分层铣削变斜角
4．曲面轮廓的加工方法 （1）对曲率变化不大和精度要求不高的曲面的粗加工，
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a所示 。
（2）对曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工， 常用x、y、z 3坐标联动插补的行切法加工。
采用图c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 凹槽加工进给路线
5．铣削曲面轮廓的进给路线
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，刀位点计算简单，程序少，加工过程符合 直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。
2．常用夹具种类
（2）当用圆弧插补铣削内圆弧时也要遵循从切向切入、切 出的原则，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线（图C所示 ）提高内孔表面的加工精度和质量。
图A 内轮廓加工刀具的切入和切出
图C 内圆铣削
图B 无交点内轮廓加工刀具的切入和切出
4．铣削内槽的进给路线
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。图所示为加工内槽的三种进给路线。
图 曲面加工的进给路线
注意：
轮廓加工中应避免进给停顿，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0.2～0.5mm为宜。
选择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。
8．3．3 夹具的选择
1．对夹具的基本要求
（1）为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外， 夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安 全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或 刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。
（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。
图a 两轴半坐标行切法加工曲面
图b 两轴半坐标行切法加工曲面的切削点轨迹
图c 3轴联动行切法 加工曲面的切削点轨迹
图d 曲面的5坐标联动加工源自return8．3．2 进给路线的确定
1．顺铣和逆铣的选择
（2）为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性， 夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之 间保持一定的坐标联系。
（3）夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点 的设计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换 夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。
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。
图 主轴摆角加工固定斜面
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（图Aa)。
铣削有顺铣和逆铣两种方式（见图）。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振动和爬行。
4．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。
5．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。
用3坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。
图 平面轮廓铣削
2．固定斜角平面的加工方法 固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面，常用的加
工方法如下： 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，
3．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。（见图）。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（见图）。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。
数控铣削的工艺问题是数控加工中最复杂的，也是应用 最广泛的加工方法。工艺设计应从普通加工出发，结合数控 加工的特点进行学习。
8．1 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(见图)。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。 2.变斜角类零件
图 肋板高度与内孔转接圆 弧对零件铣削工艺性的影响
图 零件底面与肋板的转接圆弧 对零件铣削工艺性的影响
return
8.2.3 数控铣削零件毛坯的工艺性分析
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。另外，锻造、 铸造后，毛坯的挠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。 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。
图a和图b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。
图 增加毛坯辅助基准示例
3．分析毛坯的余量大小及均匀性 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。 4．尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸
8.3 数控铣床加工工艺路线的拟订 8.3.1 数控铣削加工方案的选择
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
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（见图）。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。
3．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)。 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。
图a 外轮廓加工刀具的切入和切出
（2）当用圆弧插补方式铣削外整圆时（图b），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b 外圆铣削
3．铣削内轮廓的进给路线
（1）铣削封闭的内轮廓表面，若内轮廓曲线不允许外延 （图A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（B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）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（图Ab）。
（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清 除（图B）。
图A 4、5坐标数控铣床加工零件变斜角面
2．不宜采用数控铣削加工内容 (1)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)必须按专用工装协调的加工内容(如标准样件、协调平 板等)。 (3)毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位。 (4)简单的粗加工面。 (5)必须用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽或高肋板 小转接圆弧部位。
图B 用鼓形铣刀分层铣削变斜角
4．曲面轮廓的加工方法 （1）对曲率变化不大和精度要求不高的曲面的粗加工，
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a所示 。
（2）对曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工， 常用x、y、z 3坐标联动插补的行切法加工。
采用图c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 凹槽加工进给路线
5．铣削曲面轮廓的进给路线
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，刀位点计算简单，程序少，加工过程符合 直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。
2．常用夹具种类
（2）当用圆弧插补铣削内圆弧时也要遵循从切向切入、切 出的原则，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线（图C所示 ）提高内孔表面的加工精度和质量。
图A 内轮廓加工刀具的切入和切出
图C 内圆铣削
图B 无交点内轮廓加工刀具的切入和切出
4．铣削内槽的进给路线
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。图所示为加工内槽的三种进给路线。