数控铣削加工工艺教案

课题3 数控铣削加工工艺

数控铣削加工工艺分析是数控铣削加工的一项重要工作，工艺分析的合理与否，直接影响到零件的加工质量，生产效率和加工成本。在编制数控程序时，根据零件图纸要求首先应该考虑的几个问题：

3.1 零件图样的工艺分析

在数控工艺分析时，首先要对零件图样进行工艺分析，分析零件各加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点，其主要内容包括：1）零件图样尺寸标注应符合编程的方便

在数控加工图上，宜采用以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这

种标注方法，既便于编程，也便于协调设计基准、工艺基准、检测基准与编

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程零点

．．．的设置和计算。

2）零件轮廓结构的几何元素条件应充分

在编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。在分析零件图时，要分析各种几何元素的条件是否充分，如果不充分，则无法对被加工的零件进行编程或造型。

3）零件所要求的加工精度、尺寸公差应能否得到保证

虽然数控机床加工精度很高，但对一些特殊情况，例如薄壁零件的加工，由于薄壁件的刚性较差，加工时产生的切削力及薄壁的弹性退让极易产生切削面的振动，使得薄壁厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也随之增大，根据实践经验，对于面积较大的薄壁，当其厚度小于3mm时，应在工艺上充分重视这一问题。

4）零件内轮廓和外形轮廓的几何类型和尺寸是否统一

在数控编程，如果零件的内轮廓与外轮廓几何类型相同或相似，考虑是

否可以编在同一个程序，尽可能减少刀具规格和换刀次数，以减少辅助时间，提高加工效率。需要注意的是，刀具的直径常常受内轮廓圆弧半径R限制。

5）零件的工艺结构设计能否采用较大直径的刀具进行加工

采用较大直径铣刀来加工，可以减少刀具的走刀次数，提高刀具的刚性系统，不但加工效率得到提高，而且工件表面和底面的加工质量也相应的得到提高。

6）零件铣削面的槽底圆角半径或底板与缘板相交处的圆角半径r不宜太大

图（3-1）

由于铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D-2r，其中D为铣刀直径。当D 一定时，圆角半径r（如图（3-1）所示）越大，铣刀端刃铣削平面的能力越差，效率也就越低，工艺性也越差。。当r大到一定程度时甚至必须用球头铣刀加工，这是应当避免的。当D越大而r越小，铣刀端刃铣削平面的面积就越大，加工平面的能力越强，

铣削工艺性当然也越好。有时，铣削的底面面积较大，底部圆弧r也较大时，可以用两把r不同的铣刀分两次进行切削。

5）保证基准统一原则

若零件在铣削完一面后再重新安装铣削面的另一面，由于基准不统一，

往往会因为零件重新安装而接不好刀，加工结束后正反两面上的轮廓位置及尺寸的不协调。因此，尽量利用零件本身具有的合适的孔或以零件轮廓的基准边或专门设置工艺孔（如在毛坯上增加工艺凸台或在后续工序要去除余量上设置基准孔）等作为定位基准，保证两次装夹加工后相对位置的准确性。

6）考虑零件的变形情况

当零件在数控铣削过程中有变形情况时，不但影响零件的加工质量，有时，还会出现蹦刀的现象。这时就应该考虑铣削的加工工艺问题，尽可能把粗、精加工分开或采用对称去余量的方法。当然也可以采用热处理的方法来解决。

3.2 加工方法选择及加工方案的确定

1）加工方法选择

根据零件的种类和加工内容选择合适的数控机床和加工方法。

(1)机床的选择

平面轮廓零件的轮廓多由直线、圆弧和曲线组成，一般在两坐标联动的数控铣床上加工；具有三维曲面轮廓的零件，多采用三坐标或三坐标以上联动的数控铣床。

(2)粗、精加工的选择

经粗铣的平面，尺寸精度可达IT11～IT13级（指两平面之间的尺寸），表面粗糙度（或Ｒａ值）可达6.3μm～25μm。

经粗、精铣的平面，尺寸精度可达IT8～IT10级，表面粗糙度Ｒａ值可达1.6μm～6.3μm。

（3）孔的加工方法选择

在数控机床上孔加工的方法一般有钻削、扩削、铰削和镗削等。孔加工方案的确定，应根据加工孔的加工要求，尺寸、具体的生产条件，批量的大小以及毛坯上有无预加孔合理选用。

1）加工精度为IT9级，当孔径小于10ｍｍ时，可采用钻→铰加工方案；

当孔径小于30mm时，可采用钻→扩加工方案；当孔径大于30mm时，

可采用钻→镗加工方案。工件材料为淬火钢以外的金属。

2）加工精度为IT8级，当孔径小于20mm时，可采用钻→铰加工方案；

当孔径小于20mm时，可采用钻→扩→铰加工方案，同时也可以采

用最终工序为精镗的方案。此方案适用于加工除工件材料为淬火钢

以外的金属，

3）加工精度为IT7级，当孔径小于12mm时，可采用钻→粗铰→精铰加工方案；当孔径在12mm至60mm之间时，可采用钻→扩→粗铰→

精铰加工方案。对于加工毛坯己铸出或锻出毛坯孔的孔加工，一般

采用粗镗→半精镗→孔口倒角一精镗加工方案。

4）孔精度要求较低且孔径较大时，可采用立铣刀粗铣→精铣加工方案。有空刀槽时可用锯片铣刀在半精镗之后、精镗之前铣削完成，也可用镗刀进行单刃螳削，但单刃镗削效率低。

5）有同轴度要求的小孔，须采用饶平端面→打中心孔→钻→半精镗→孔口倒角→精镗（或铰）加工方案。为提高孔的位置精度，在钻孔工步前须安排锪平端面和打中心孔工步。孔口倒角安排在半精加工之后、精加工之前，以防孔内产生毛刺。

（4）螺纹的加工

螺纹的加工根据孔径大小而定，一般情况下，直径在Ｍ５ｍｍ～Ｍ２０ｍｍ之间的螺纹，通常采用攻螺纹的方法加工。直径在Ｍ６mm以下的螺纹，在数控机床上完成底孔加工后，通过其他手段来完成攻螺纹。因为在数控机床上攻螺纹不能随机控制加工状态，小直径丝锥容易拆断。直径在Ｍ２５mm以上的螺纹，可采用镗刀片镗削加工或采用圆弧插补（G02或G03）指令来完成。