数控铣削加工工艺范围及铣削方式
数控铣削加工工艺与编程实例
（3）工、量、刃具选择
（4）合理选择切削用量
2.编制参考程序 1）认真阅读零件图，确定工件坐标系。根据工件坐标系 建立原则，X、Y向加工原点选在φ60H7mm孔的中心， Z向加工原点选在B面（不是毛坯表面）。工件加工原点 与设计基准重合，有利于编程计算的方便，且易保证零 件的加工精度。Z向对刀基准面选择底面A，与工件的定 位基准重合，X、Y向对刀基准面可选择φ60H7mm毛坯 孔表面或四个侧面。 2）计算各基点（节点）坐标值。如图3-112所示各圆的 圆心坐标值见表3-32。
子程序:
3.6.4 加工中心零件的编程与操作
图3-105所示为端盖零件，其材料为45钢，毛坯尺寸为 160mm×160mm×19mm。试编写该端盖零件的加工 程序并在XH714加工中心上加工出来。
（1）加工方法 由图3-105可知，该盖板材料为铸铁，故毛坯为铸件，四 个侧面为不加工表面，上下面、四个孔、四个螺纹孔、 直径为φ60mm的孔为加工面，且加工内容都集中在A、 B面上。从定位、工序集中和便于加工考虑，选择A面为 定位基准，并在前道工序中加工好，选择B面及位于B面 上的全部孔在加工中心上一次装夹完成加工。 该盖板零件形状较简单，尺寸较小，四个侧面较光滑， 加工面与非加工面之间的位置精度要求不高，故可选机 用平口钳，以盖板底面A和两个侧面定位，用机用平口 钳的钳口从侧面夹紧。
3）参考程序：数控加工程序单见表3-33。
加工φ160mm中心线上孔的子程序的数控加工程序单见 表3-33。
加工φ100mm中心线上孔的子程序的数控加工程序单见 表3-33。
3.操作步骤及内容 1）机床上电。合上空气开关，按“NC启动”。 2）回参考点。选择“机械回零”方式，按下“循环启动”按钮，完成 回参考点操作。返回零点后，X、Y、Z三轴向负向移动适当距离。 3）刀具安装。按要求将所有刀具安装到刀库，注意刀具号是否正 确。 4）清洁工作台，安装夹具和工件。检查坯料的尺寸，确定工件的 装夹方式（用机用虎钳夹紧）。将机用虎钳清理干净装在干净的工 作台上，通过百分表找正、找平机用虎钳并夹紧，再将工件装正在 机用虎钳上，工件伸出钳口8mm左右。
数控铣削加工工艺与编程
数控铣削加工工艺与编程一、数控铣削主要加工对象数控铣削是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，还可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及攻螺纹等。
数控铣床有立式、卧式、龙门式三类，数控铣床加工工艺以普通铣床加工工艺为基础，数控加工中心从结构上看是带刀库的镗铣床，除铣削加工外，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及攻螺纹等，因此数控铣床与数控加工中心从工艺上看加工工艺类似，主要适用于下列几类零件的加工。
1、平面类零件平面类零件是指加工面平行、垂直于水平面或其加工面与水平面的夹角为定角的零件，这类零件的特点是，各个加工表面是平面，或展开为平面。
如图4-1所示的三个零件都属于平面类零件，其中的曲线轮廓面M和正圆台面N，展开后均为平面。
图4-1 平面类零件2、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。
图4-2是飞机上的一种变斜角梁缘条，该零件在第②肋至第⑤肋的斜角α从3°10′均匀变12肋又均匀化为2°32′，从第⑤肋至第⑨肋再均匀变化为1°20′，最后到第○变化至0°。
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直线。
加工变斜角类零件最好采用四坐标和五坐标数控铣床摆角加工，在没有上述机床时，也可在三坐标数控铣床上进行二轴半控制的近似加工。
图4-2 变斜角零件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仅不能展开为平面，而且它的加工面与铣刀始终为点接触。
加工曲面类零件一般采用三坐标数控铣床。
加工曲面类零件的刀具一般使用球头刀具，因为其他刀具加工曲面时更容易产生干涉而过切邻近表面。
加工立体曲面类零件一般使用三坐标数控铣床，采用以下两种加工方法。
(1)行切加工法采用三坐标数控铣床进行二轴半坐标控制加工，即行切加工法。
如图4-3所示，球头铣刀沿XY平面的曲线进行直线插补加工，当一段曲线加工完后，沿X方向进给ΔX再加工相邻的另一曲线，如此依次用平面曲线来逼近整个曲面。
数控铣削加工工艺与编程
第三章数控铣削加工工艺与编程第一节数控铣削加工工艺序号：19要紧内容：一、数控铣床的要紧加工对象数控铣床的要紧加工对象有：1．平面类零件2.变歪角类零件3．曲曲折折曲曲折折折折面类(立体类)零件。
二、数控铣削加工工艺规程的制订数控加工程序不仅包括零件的工艺规程，还包括切削用量、走刀路线、刀具尺寸和铣床的运动过程等，因此必须对数控铣削加工工艺方案进行具体的制定。
1．数控铣削加工的内容〔1〕零件上的曲曲折折曲曲折折折折线轮廓，特别是由数学表达式描绘的非圆曲曲折折曲曲折折折折线和列表曲曲折折曲曲折折折折线等曲曲折折曲曲折折折折线轮廓；〔2〕已给出数学模型的空间曲曲折折曲曲折折折折面；〔3〕外形复杂、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瞧瞧、测量和操纵进给的内外凹槽；〔5〕以尺寸协调的高精度孔或面；〔6〕能在一次安装中顺带铣出来的简单外表；〔7〕采纳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。
2．零件的工艺性分析〔1〕零件图样分析1〕零件图样尺寸的正确标注；2〕零件技术要求分析；3〕零件图上尺寸标注是否符合数控加工的特点。
〔2〕零件结构工艺性分析1〕保证获得要求的加工精度；2〕尽量统一零件外轮廓、内腔的几何类型和有关尺寸；3〕选择较大的轮廓内圆弧半径；4〕零件槽底部圆角半径不宜过大；5〕保证基准统一原那么；6〕分析零件的变形情况。
〔3〕零件毛坯的工艺性分析1〕毛坯应有充分、稳定的加工余量；2〕分析毛坯的装夹适应性；3〕分析毛坯的余量大小及均匀性。
小结：数控铣床要紧加工对象的特点、零件的工艺性分析。
序号：20课题课题二数控铣削工艺路线课时 2目的要求具体了解制定数控铣削工艺路线的各个环节，明确各项细那么，掌握“合理〞度。
知识点加工方法、工序、加工顺序、装夹方案、进给路线、切进、切出、行切、环切。
要害点加工方法、加工顺序、进给路线、切进、切出教学进程设计1．具体介绍数控铣削工艺路线的各个环节；2．强调合理性；3．举例引证。
数控铣床概述
数控铣床概述图1-1 立式数控数控铣床概述一．数控铣床的工艺范围数控铣床(Numerical Control Milling Machine)适合于各种箱体类和板类零件的加工。
它的机械结构除基础部件外，还包括主传动系统和进给传动系统，实现工件回转、定位的装置和附件，实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、冷却等系统和排屑、防护等装置，特殊功能装置，如刀具破损监视、精度检测和监控装置，为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。
铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、锪及螺纹加工等。
二．数控铣床的分类1．按主轴布置形式分类按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类，可分为数控立式铣床、数控卧式铣床和数控龙门铣床等。
（1) 立式数控铣床一般可进行三坐标联动加工，目前三坐标数控立式铣床占大多数。
如图1-1所示，数控立式铣床主轴与机床工作台面垂直，工件装夹方便，加工时便于观察，但不便于排屑。
一般采用固定式立柱结构，工作台不升降。
主轴箱做上下运动，并通过立柱内的重锤平衡主轴箱的质量。
为保证机床的刚性，主轴中心线距立柱导轨面的距离不能太大，因此，这种结构主要用于中小尺寸的数控铣床。
此外，还有的机床主轴可以绕X 、Y 、Z 坐标轴中其中一个或两个做数控回转运动的四坐标和五坐标数控立式铣床。
通常，机床控制的坐标轴越多，尤其是要求联动的坐标轴越多，机床的功能、加工范围及可选择的加工对象也越多。
但随之而来的就是机床结构更加复杂，对数控系的要求更高，编程难度更大，设备的价格也更高。
数控立式铣床也可以附加数控转盘，采用自动交换台，增加靠模装置来扩大它的功能、加工范围及加工对象，进一步提高生产效率。
（2) 卧式数控铣床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。
如图1-2所示，数控卧式铣床的主轴与机床工作台面平行，加工时不便于观察，但排屑顺畅。
数控加工零件的工艺分析与数控铣削加工工艺
数控加工零件的工艺分析与数控铣削加工工艺数控加工是指利用计算机数控系统，通过编写程序控制机床工作来加工零件的一种加工方式。
在工业生产中，数控加工因其高精度、高效率、高灵活性等优点而被广泛应用。
其中数控铣削是一种常见的数控加工方式，本文将从工艺分析、数控铣削加工工艺等方面进行探讨。
一、数控加工零件的工艺分析工艺分析是数控加工的一项前置工作，它的目的是确定加工工艺，选择合适的加工设备和刀具，制定加工程序等，从而保证加工质量和效率。
具体而言，工艺分析主要包括以下几个方面：1. 零件的材质和形状：不同材质的加工性能不同，加工时需要选择相应的切削参数和刀具；而零件的形状和结构也会影响加工难度和精度，需要对其进行全面分析和评估。
2. 加工精度和表面质量要求：根据零件的要求，确定加工精度和表面质量目标，制定相应的切削参数和工艺措施。
3. 工序分析：对零件进行逐个工序分析，确定加工顺序、加工方向、加工路径和刀具选择等重要内容，同时把握好每个工序的加工质量和效率。
4. 刀具选择：根据加工材料、零件形状和要求，选择合适的刀具和刀具尺寸，保证零件的加工质量和加工效率。
5. 加工程序制定：通过数控编程软件，编写机床加工程序，包括各种切削参数、刀具路径、指令参数等信息，为数控加工提供参考。
二、数控铣削加工工艺数控铣削是一种高速旋转的刀具在工件表面上进行切削的加工方式，它广泛应用于金属、塑料等材料制件的加工中。
数控铣削在工件制作中具有大量价值和应用，且数控铣削加工工艺也是半自动化和自动化制造中的重要工艺之一。
要把好铣削的关，需要具备以下几点：1. 刀具选择：刀具的选择是影响加工效率和加工质量的重要因素之一。
首先需要考虑切削材料，选择高速钢、硬质合金、陶瓷等材质的刀具；其次要考虑刀具尺寸和形状，根据零件的要求选择合适的刀具。
2. 切削参数：切削参数包括切削速度、进给量和切削深度等，这些参数的选定与零件材料、刀具材料、刀具尺寸和表面质量等因素密切相关。
数控加工工艺 (3)
背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm 。端铣时ap为切削层深度；而圆周铣时，ap为被加工表面的宽度
。
侧吃刀量ae为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。 端铣时ae为被加工表面的宽度；而圆周铣时为切削层的深度。
背吃刀量或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。
4.铣削内外轮廓的进给路线
当内部几何元素相切无交点时，为防止刀补取消时在轮廓拐角处 留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角。
当整圆加工完毕时，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。
铣削外圆的切入切出路径
从拐角切入切 出，容易产 生过切现象。
(1)直角沟槽的铣削 直角通槽主要用三面刃铣刀来铣削，也可用立铣刀、槽铣刀和
合成铣刀来铣削。对封闭的沟槽则都采用立铣刀或键槽铣刀。 (2)键槽的铣削方法 ①铣通键槽 ②铣封闭键槽 (3)T形槽的铣削 ①铣T形槽的步骤 ②铣T形槽应注意的事项
T形槽的铣削步骤
22
数控加工工艺
二、常见零件的数控铣削方法
二、数控铣削加工工序的划分 1.加工阶段的划分
(1)加工阶段 (2)数控铣加工工序的划分原则
按所用刀具划分。如加工中心，减少换刀次数。 按安装次数划分。减少定位误差。 按粗、精加工划分。减少误差复映，提高加工精度。 按加工部位划分。减少空行程，提高效率。
30
数控加工工艺
二、数控铣削加工工序的划分
14
数控加工工艺
三、铣刀的选择
1.铣刀形式的选择
铣刀的选择必须符合铣刀使用的规范；超规范的使用会损坏铣刀， 造成废品。
数控铣床的加工范围
数控铣床的加工范围
数控铣削除了能铣削普通铣床所能铣削的各种零件表面外，还能铣削普通铣床不能铣削的需要2-5坐标联动的各种平面轮廓和立体轮廓。
根据数控铣床的特点，从铣削加工角度考虑，适合数控铣削的主要加工对象有以下几类。
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(图2-1)。
目前在数控铣床上加工的大多数零件属于平面类零件，其特点是各个加工面是平面，或可以展开成平面。
图2-1中的曲线轮廓面M和正回台面N，展开后均为平面。
平面类零件是数控铣削加工中最简单的一类零件，一般只需用3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、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零件，如图2-2所示的飞机变斜角梁缘条
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，加工面与铣刀圆周的瞬时接触为一条线。
最好采用4坐标、5坐标数控铣床摆角加工，若没有上述机床，也可采用3坐标数控铣床进行两轴半近似加工。
3、曲面类零件。
加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，如模具、叶片、螺旋桨等。
曲面类零件不能展开为平面。
加工时，铣刀与加工面始终为点接触，一般采用球头刀在3
轴数控铣床上加工。
当曲面较复杂、通道较狭窄、加工中会伤及相邻表面及需要刀具摆动时，要采用4坐标或5坐标铣床加工。
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数控铣削加工工艺分析
数控铣削加工工艺分析数控铣削加工是现代制造业中常见的加工方式之一，它使用数控铣床进行金属材料的削除加工。
与传统的手工和半自动铣削相比，数控铣削具有高效、精度高、重复性好等优点。
本文将从工艺流程、工艺参数和加工工具选择等方面，对数控铣削加工的工艺进行详细的分析。
一、工艺流程1.加工准备：明确加工件的尺寸要求、材料和加工工艺要求，并选择合适的加工刀具和夹具。
2.编写加工程序：根据零件的几何形状和加工要求，编写数控机床可识别的加工程序。
3.加工装夹：根据加工程序，选择适当的夹具和装夹方式，在数控铣床上夹紧工件。
4.设定工艺参数：根据加工材料的性质和加工要求，设置合理的切削速度、进给速度和切削深度等参数。
5.加工加工：启动数控机床，进行自动化加工，监控加工过程的稳定性和正确性。
6.加工检验：对加工后的零件进行检验，检查尺寸精度和表面质量是否符合要求。
7.加工记录：记录加工过程中的工艺参数和检验结果，以备后续生产参考。
二、工艺参数1.切削速度：是指刀具在单位时间内切削的长度。
根据加工材料的硬度和切削性能，合理选择切削速度，既能保证加工效率，又能保证刀具寿命。
2.进给速度：是指刀具在单位时间内在加工方向上移动的距离。
进给速度的选择应考虑切削力和切削表面的要求。
3.切削深度：是指刀具在一次进给过程中所削除的材料层厚度。
切削深度的选择应使得切削力合理，既能保证加工效率，又能避免切削表面的质量。
4.刀具半径补偿：数控铣床会自动根据刀具半径补偿值进行补偿，使得加工轮廓与设计轮廓一致。
5.加工顺序：根据零件的几何形状和切削力的分布情况，合理选择加工顺序，避免零件变形和加工过程中的切削力过大。
三、加工工具选择1.刀具材料：刀具材料应具有一定的硬度、耐磨性和耐冲击性，常用的刀具材料有硬质合金、高速钢和陶瓷等。
2.刀具形状：根据零件的几何形状和加工要求，选择合适的刀具形状，如平面铣刀、立铣刀、球头铣刀等。
3.切削刃数：根据加工材料的硬度和切削性能，选择合适的刀具刃数，既能保证加工效率，又能保证刀具寿命。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺
典型薄壁零件数控铣削加工工艺
随着数控技术的不断发展和普及，传统的机械加工方式已逐渐被数控加工所取代。
具
有复杂形状的零件加工越来越受到重视，薄壁零件的加工也成为数控铣削加工中的一个重
要领域。
本文将介绍几种常见的典型薄壁零件数控铣削加工工艺。
一、空间曲面薄壁零件的加工
1. 先导铣削法：先导铣削法是指在进行数控铣削之前，通过手工或其他加工方式，
先将工件的主要外形进行加工，以便在数控铣削中能够准确定位和定位，确保加工精度。
这种方法通常适用于工件的结构单一，不涉及过多曲面的薄壁零件。
2. 内壁铣削法：对于空间曲面薄壁零件的加工，往往会涉及到一些内壁的加工。
内
壁铣削法是指利用特殊形状的刀具进行内壁加工，通常采用搅拌刀或球头刀进行加工。
这
种方法相比传统的刀具在内壁加工过程中更容易掌握，提高加工质量和效率。
3. 全固定装夹法：对于薄壁零件的加工来说，固定装夹是一个非常关键的环节，直
接关系到加工精度和质量。
全固定装夹法是指在加工过程中，将工件的切削力用于装夹上，使其实现稳定加工。
这种方法适用于一些形状复杂、精度要求高的薄壁零件。
典型薄壁零件的数控铣削加工工艺有很多种，根据不同的零件形状和要求，选择合适
的加工工艺能够提高加工效率和质量，满足工程的需求。
随着数控技术的不断发展和应用，相信在将来的发展中，还会出现更多的创新加工工艺，以适应各种需要。
数控铣削加工工艺及编程实例
（2）加工过程 1）粗、精铣B面。平面B采用铣削加工，表面粗糙度Ra 值为6.3μm，依据经济加工精度，选用粗铣→精铣加工 方案。B面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径 （φ100mm），确定为沿X方向两次进刀。
2）粗镗、半精镗、精镗φ60H7孔镗孔。φ60H7孔采用镗 削加工，精度等级IT7，表面粗糙度 Ra 值为0.8μm，依 据经济加工精度，选用粗镗→半精镗→精镗三次镗削加 工方案。所有孔加工进给路线按最短路线确定，孔的位 置精度要求不高，所以机床的定位精度完全能保证。
4.评分标准
3.6.2 平面内轮廓零件的编程与操作
平面内轮廓零件如图3-101所 示。已知毛坯尺寸为 70mm×70mm×20mm的长方 料，材料为45钢，按单件生产 安排其数控加工工艺，试编写 出该型腔加工程序并利用数控 铣床加工出该工件。
1.加工工艺方案 （1）加工工艺路线 1）切入、切出方式选择。铣削封闭内轮廓表面时，刀具 无法沿轮廓线的延长线方向切入、切出，只有沿法线方 向切入、切出或圆弧切入、切出。切入、切出点应选在 零件轮廓两几何要素的交点上，而且进给过程中要避免 停顿。 2）铣削方向选择。一般采用顺铣，即在铣削内轮廓时采 用沿内轮廓逆时针的铣削方向比较好。 3）铣削路线。凸台轮廓的粗加工采用分层铣削的方式。 由中心位置处下刀，采用环切的切削方法进行铣削，去 除多余材料。粗加工与精加工的切削路线相同。
图3-103所示为零件，已 知材料为45钢，毛坯尺 寸为 80mm×80mm×20mm， 所有加工面的表面粗糙 度值为Ra1.6μm。试编 写此工件的加工程序并 在数控铣床上加工出来。
1.确定加工工艺 （1）加工工艺分析 按长径比的大小，孔可分为深孔和浅孔两类。 （2）加工过程 确定加工顺序时，按照先粗后精、先面后孔的原则，其 加工顺序为： 1）编程加工前，应首先钻孔前校平工件、用中心钻钻 6×φ8mm的中心孔； 2）同φ10mm铣刀铣削型腔； 3）用φ8mm钻头钻6×φ8mm的通孔，加工路线： L→M→N→I→J→K；
数控铣削加工工艺与编程
数控铣削加工工艺与编程一、数控铣削加工工艺数控铣削加工是一种以金属材料为对象，利用铣削刀具和高速旋转的主轴，在数控机床上进行精密的加工技术。
它相较于传统的手工铣削和普通铣床加工，具有更高的自动化程度、更高的精度和更大的生产效率。
同时，它可以实现对复杂曲面零件的加工，提高了产品精度和质量，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等行业。
数控铣削加工工艺的关键在于精确的编程和合理的刀具选择，这决定了加工的效率和产品质量。
首先，需要进行零件的CAD三维建模设计，然后通过CAM软件进行加工路线规划和工艺分析，最后生成NC代码并将其传输到数控机床上进行加工。
在加工的过程中，需要不断地根据实际情况调整刀具和参数，以保证加工的效果。
常用的刀具有铣刀、钻刀、车刀等，需要根据具体的加工要求选择合适的刀具和切削参数，以达到最佳的加工效果。
二、数控铣削加工编程数控铣削加工编程是利用计算机编写加工程序，以指导数控机床进行准确的零件加工。
在编程之前，需要进行零件CAD 设计和CAM工艺分析，确定加工路线和切削参数。
在编程的过程中，需要熟悉数控机床编程的语法和指令格式，掌握加工过程中常用的切削参数和刀具补偿等技巧。
编程的第一步是确定加工坐标系和切削速度。
加工坐标系是数控机床的工作坐标系，其坐标轴的方向和位置需要与零件CAD设计的坐标系一致，才能使零件加工的精度和效率最佳。
切削速度是在加工过程中刀具和工件的相对速度，需要根据刀具的刃口材料、硬度和工件材料进行调整，以达到最佳的加工效果。
其次，需要编写切削路径和刀具指令。
切削路径是指刀具在工件表面上的运动轨迹，要尽可能地减少切削时间和切削力，以保证零件表面的精度和质量。
刀具指令是指对刀具运动的详细描述，包括切削深度、切削速度、切削方向、回刀位置等。
最后，需要进行NC程序的调试和参数优化。
调试是指通过模拟运行和实物测试等手段，不断检查和调整程序的正确性和合理性，确保加工过程的稳定性和精度。
数控铣削加工工艺的主要内容
数控铣削加工工艺
数控铣削加工工艺的实质，就是在分析零件精度和表面 粗糙度的基础上，对数控铣削的加工方法、装夹方式、切削 加工进给路线、刀具选择和切削用量等工艺内容进行正确而 合理的选择。
下列加工内容比较适宜采用数控铣削加工： ① 零件上的平面曲线轮廓表面（如图所示）特别是由数学表达
① 需要进行长时间占机人工进行调整的加工和粗加工。
② 零件毛坯上的加工余量不大或者不太稳定的加工部位。
③ 必须使用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽和加工精 度要求不高的筋板处连接曲线。
数控机床编程与操作
式给出的非圆曲线和列表曲线建立的空间曲线。 ② 由给出数学模型的空间曲面或通过测量数据建立起来的空间
曲面。 ③形状复杂、尺寸繁多、零件画线和检测都比较困难的零件加
工部位。
数控铣削加工工艺
④ 能够在一次装夹中铣削加工出多部位的零件表面或零件 形状。
⑤ 用普通的铣床进行加工的观察、检测困难的零件加工， 以及各种内、外凹凸槽形状的零件的加工。 ★下列内容不适宜采用数控铣削加工：
数控铣削加工工艺与编程
数控铣削加工工艺与编程数控铣削加工工艺是先进的金属加工方法之一，它通过计算机编程控制铣床进行精密切削工作，以生产出高精度、高质量的金属零部件。
本文主要讨论数控铣削加工工艺和编程相关的知识和技术。
一、数控铣削加工工艺1. 铣削加工工艺过程数控铣削加工工艺过程包括以下几个步骤：① 选择合适的材料和刀具，将工件和刀具夹紧在铣床上。
② 根据需要进行加工参数的预设和测试。
③ 设计刀具路径和切削参数，编写数控程序。
④ 启动数控系统，进行自动加工工作。
⑤ 完成后卸下零部件，进行质量检测和加工效果评估。
2. 铣床加工的切削参数数控铣床加工需要根据不同的材料、刀具和工件大小等要素，确定合适的切削参数。
常见的切削参数包括：① 切削速度：铣削加工时，刀具在工件表面移动时的速度，通常用米/分钟、英尺/分钟、英寸/分钟等单位表示。
② 进给速度：工件表面切割定量移动的速度，通常用每个齿口的距离表示，例如每分钟5毫米或每分钟0.2英寸。
③ 切削深度：刀具与工件表面之间的垂直距离，通常用米或英寸表示。
④ 切削角度：刀具与工件表面之间的斜角度数。
⑤ 切削力：在切削过程中对工件的力量，常用牛顿或磅表示。
3. 铣削加工的梳理方法铣削切削过程会产生切屑，不同的方法可以梳理它们以避免对加工造成影响。
常见的梳理方法包括：① 顺向梳理：切屑在与铣削方向平行的方向上梳理。
② 逆向梳理：切屑沿与铣削方向相反的方向梳理。
③ 中央梳理：将切削方向改为靠近工件中心的位置，即在工件的两侧同时进行铣削加工，将切削屑梳理到中央位置进行清理。
二、数控铣削加工编程1. 编程语言和软件数控铣削加工编程需要使用特定的编程语言和软件，如G代码和CAM软件。
G代码是用于数控铣削加工的标准指令语言，它包含了控制铣床加工参数和运动轴的指令。
CAM软件是一种计算机辅助制造软件，可以帮助设计师进行实体建模、刀路规划、程序生成等工作。
2. 数控铣削加工编程过程数控铣削加工编程过程需要遵循以下几个步骤：① 设计零部件，确定加工路径和切削参数。
数控加工工艺及编程 外形铣削
外形铣削为了更好的讲解外形铣削的参数相关设置情况，下面我们以一个简单的外形铣削的加工过程来介绍外形铣削的操作步骤。
【案例11-1】已知毛坯的尺寸为60mm×35mm×20mm的立方体，要在毛坯上铣出一个对称的外形，外形的尺寸为50mm×25mm的矩形（四个角均倒半径为5的的圆角），铣削深度为0.5mm，铣削宽度为2mm，外形尺寸和铣削效果如图11-29所示。
（a）外形尺寸（b）加工效果图11-29 外形尺寸及铣削效果图步骤1：选择铣削加工模块打开MasterCAM X6软件，选择主菜单中的【机床类型】→【铣床】→【默认】命令，系统进入到铣削加工模块，并自动初始化加工环境。
此时【刀具操作管理器】的【刀具路径】选项卡中新增了一个机床群组，如图11-30所示。
图11-30 【刀具操作管理器】界面步骤2：设置加工工件在图11-30所示的【刀具路径】选项卡中展开【属性】节点，单击【素材设置】子节点，弹出【机器群组属性】对话框，然后切换到【素材设置】选项卡。
选择工件的形状为【立方体】，在工件尺寸中X方向输入“60”，Y方向输入“35”，Z方向输入“20”，如图11-31所示，其余接受缺省值，单击确定按钮完成工件设置。
图11-31 【材料设置】选项卡步骤3：绘图在俯视图上绘出如图11-29（a）所示50mm×25mm的矩形，四个角都倒半径为5mm 的圆角，矩形的中心落在坐标原点。
步骤4：选择【外形铣削】加工方式通过加工效果分析，刀具只沿着外形进行运动，适用于外形铣削加工。
选择主菜单中的【刀具路径】→【外形铣削】命令，系统弹出【输入新的NC名称】对话框，如图11-32所示，输入“11-1”为刀具路径的新名称（也可以采用默认名称），单击确定按钮。
图11-32 【输入新的NC名称】对话框NC文件的名称取好之后，系统会在弹出【串联选项】对话框，用串联的方式选取绘出的外形，然后单击确定按钮，弹出【2D刀具路径－外形参数】对话框，如图11-33所示。
数控铣削加工工艺
立式数控 铣床
卧式数控 铣床
多坐标联 动的卧式 加工中心
适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂 的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等。 适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。
用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。
6.2.2 数控铣削加工零件的工艺性分析
零件的工艺性分析是制定数控铣削加工工艺 的前提，主要内容包括： （1）零件图及其结构工艺性分析 ① 分析零件的形状、结构及尺寸特点 零件上是否有妨碍刀具运动的部位 是否有会产生加工干涉或加工不到的区域 零件外形尺寸是否超过机床行程范围 零件刚性在加工过程中是否太有大的变化
数控铣床简介
1.数控铣床的用途 一般的数控铣床是指规格较小的升降台式数
控铣床，数控铣床多为三坐标、两轴联动的机 床。
一般情况下，在数控铣床上只能用来加工平 面曲线的轮廓。
与普通铣床相比，数控铣床的加工精度高， 精度稳定性好，适应性强，操作劳动强度低， 特别适应于板类、盘类、壳具类、模具类等复 杂形状的零件或对精度保持性要求较高的中、 小批量零件的加工。
6.1 数控铣削加工的主要对象
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)带平面轮廓的平面零件 b)带斜平面的平面零件 c)带正圆台和斜筋的平面零件
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。
数控铣削加工工艺
第四章 数控铣削加工工艺
(4) 角铁 适用于加工基准面比较宽而加工面比较窄的工件。
角铁装夹宽而薄的垂直面
第四章 数控铣削加工工艺
(5) V形架 常用来加工圆柱形工件。
a)V形架装夹下 立铣键槽
第四章 数控铣削加工工艺
5．模具铣刀
圆柱形球头铣刀
圆锥形球头铣刀
圆锥形立铣刀
第四章 数控铣削加工工艺
6．角度铣刀
主要用于卧式铣床上加工各种角度槽、斜面等。 （1）单角铣刀
圆锥面上切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切 削刃。
第四章 数控铣削加工工艺
（2）不对称双角铣刀 两圆锥面上切削刃是主切削刃，无副切削刃。
3) 定位件。 它用来确定各元件之间的相对位置, 以保证夹具的组
装精度, 包括定位键、 定位销、 定位盘以及各类定位支 座、 定位支撑等。
定位件
第四章 数控铣削加工工艺
4) 导向件 它主要起引导刀具的作用, 包括各种结构形式和规格
尺寸的模板、 导向套及导向支撑等。
导向件
第四章 数控铣削加工工艺
5) 压紧件。 它是指各种形状和尺寸的压板。其作用是压紧工
组合夹具的基本特点是满足标准化、 系列化、 通 用化的要求，具有组合性、 可调性、 柔性、 应急性和 经济性，使用寿命长，能适应产品加工中的周期短、 成本低等要求，比较适合在加工中心上应用。
(1) 组合夹具的元件及作用
一套组合夹具主要由基础件、 支撑件、 定位件、 导向件、 压紧件、 紧固件、 其他元件及组合件八大类 元件所组成。
第四章 数控铣削加工工艺
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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加工面平行或垂直水平面，或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件。
目前，在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。
（2）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斜角类零件。
这类零件多为飞机零件，如飞机上的整体梁、框、橡条与肋等。
（3）曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。
如模具、叶片、螺旋桨等。
加工曲面类零件一般采用三坐标数控铣床。
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，要采用四坐标或五坐标铣床。
数控铣削的刀具与选用对数控铣削刀具的基本要求（1）铣刀刚性要好（2）铣刀的耐用度要高此外，铣刀切削刃的几何参数的选择及排屑性能也非常重要。
铣刀的种类（1）面（端）铣刀面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。
由于面铣刀的直径一般较大，为直径50~500mm，故常制成套式镶齿结构，即将刀齿和刀体分开，刀齿为高速或硬质合金，刀体采用40cr制作，可长期使用。
高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=直径80~250mm，螺旋页脚内容3角β＝10度，刀齿数Z＝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，加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。
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、机夹一焊接式和可转位式三种（见图6-4）。
面铣刀主要以端齿为主加工各种平面，主偏角为90度的面铣刀还能用时加工出与平面垂直的直角面，但这个面的高度受到刀片长度的限制。
面铣刀齿数对铣削生产率和加工质量有直接影响，齿数越多，同时工作齿数也多，生产率高。
铣削过程平稳，加工质量好。
可转拉面铣刀的齿数根据直径不同可分为粗齿，细齿，密齿三种（参见下表）。
粗齿铣刀主要用于粗加工；细齿铣刀用于平稳条件下的铣削加工；密齿铣刀的每齿进给量较小，主要用于薄壁铸铁件加工。
（2）立铣刀立铣刀是数控铣床上用得最多的一种刀具，主要有高页脚内容4速钢立铣刀和硬质合金立铣刀两种类型，其结构如图6-5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，主要用于加工凸轮、台阶面、凹槽和箱口面。
为了能加工较深的沟槽，并保证有足够的备磨量，立铣刀的轴向长度一般较长。
为了改善切屑卷曲情况，增大容屑空间，防止切屑堵塞，刀齿数比较少，容屑槽圆弧半径则较大。
一般粗齿立铣刀具数Z＝3~4，细齿立铣刀齿数Z＝5~8，套式结构Z＝10~20。
容屑槽圆弧半径r=2-5cm。
直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。
（3）模具铣刀模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。
（4）键槽铣刀键槽铣刀有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，可以短距离的轴向进给，既像立铣刀，又类似钻头。
加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长，如图所示：按国家标准规定，直柄键槽铣刀直径d=2~22mm，锥柄键槽铣刀直径d=14~50mm。
键槽铣刀直径偏差有e8t和d8两种。
（5）鼓形铣刀如图所示是一种典型的鼓形铣刀，它的切削刃分布在半径为R的圆弧上，端面无切削刃。
加工时控制刀具上下位置，相应改变刀刃的切削部位，可以在工件上切出从负到正的不同斜角。
R越小，鼓形铣刀所能加工的斜角范围越广，但所页脚内容5获得的表面质量也越差。
这种刀具的缺点是刃磨困难，切削条件差，而且不适于加工有底的轮廓表面。
（6）成形铣刀图6-10是常见的几种成形铣刀，一般都是为特定的工件结构或加工内容专门设计制造的，如角度面、凹槽、特形孔或特形台等。
除了上述几种典型的铣刀类型外，数控铣刀的结构还在不断发展和更新中，例如图6-11所示铣刀（俗称牛鼻铣刀）的刚度、刀具而用度和切削性能都较好。
铣刀的选择（1）铣刀类型的选择铣刀类型应与工件表面形状与尺寸相适应，加工较大的平面应选择面铣刀；加工凹槽、较小的台阶面及平面轮廓应选择立铣刀；加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等多选用模具铣刀；加工封闭的键槽选择键槽铣刀；加工变斜角零件的变斜角面应选用鼓形铣刀；加工各种直的或圆弧的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成形铣刀。
（2）铣刀参数的选择1.面铣刀主要参数的选择标准可转位面铣刀直径为16~630mm。
铣刀的直径应根据铣削宽度、深度选择，一般铣前深度、宽度越大、越深，铣刀直径也应越大。
精铣时，铣刀直径要大些，尽量包容工件整个加工面宽度，以提高加工精度和生产效页脚内容6率，并减小相邻两次进给之间的接刀痕。
铣刀齿数应根据工件材料和加工要求选择，一般铣削塑性材料或粗加工时，选用粗齿铣刀；铣削脆性材料或半精加工、精加工时，选用中、细齿铣刀。
面铣刀几何角度的标注见图。
前角的选择原则与车刀基本相同，只是由于铣削时有冲击，故前角数值一般比车刀略小，尤其是硬质合金面铣刀，前角数值一般减小得更多些。
铣削强度和硬度都高的材料时可选用负前角。
前角的数值主要根据工件材料和刀具材料来选择。
铣刀的磨损主要发生在后刀面上，因此适当加大后角可减少铣刀磨损。
常取a=50~120，工件材料较软时取大值，工件材料硬取小值，细齿铣刀取大值。
铣削时冲击力大，为了保护刀尖，硬质合金面铣刀的刃倾角常取λS= -50~ -150。
只有在铣削低强度材料时，取λS= 50。
主偏角κγ在450~900范围内选取，铣削铸铁常用450，铣削一般钢材常用750，铣削带凸肩的平面或薄壁零件时要用900。
2.立铣刀主要参数的选择立铣刀主切削刃的前角在法剖面内测量，后角在端剖面内测量，前、后角的标注如图（6-5b）所示。
前、后角都为正值，根据工件材料和铣刀直径选取，其具体数值可分别参考表6.3和表6.4。
立铣刀的有关尺寸参数如图6.13所示，推荐按下述经验数据选取。
刀具半径R小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般取R＝(0.8~0.9)Rmin.零件的加工高度H小于等于1/4~1/6 R，以保证刀具有足够的刚度。
对不通孔（深槽），选取1＝H+（5~10）mm（1为刀具切削部分长度，H为零件高度）。
页脚内容7页脚内容8加工外型及通槽时，选择1＝H+r+(5~10)mm （r 为端刃圆角半径）。
加工助时，刀具直径为D ＝（5~10）b（b 为肋的厚）。
粗加工内轮廓面时，立铣刀最大直径D可按下式计算（见图6-14）。
式中：D 轮廓的最小凹圆角半径；δ 圆角邻边夹角等分线上的精加工余量； δ1 精加工余量；φ 圆角两邻边的最小夹角。
切削用量的选择切削用量的基本选择原则，在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，使生产率达到最大，从而获得最大的切削效益。
切削用量的确定顺序，粗加工时，先选取尽可能大的背吃刀量或侧吃刀量，其次选定尽可能大的进给速度，最后根据刀具耐用度确定最佳切削速度。
精加工时，先根据粗加工后的余量确定背吃刀量，其次根据零件表面粗糙度要求，选取较小的进给速度，最后在保证刀具而用度的前提下尽可能选取大的切削速度。
背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）如图所示，背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸。
端铣时，ap为切削层深度；而圆周铣削时，ap为被加工表面的宽度。
侧吃刀量ap为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。
端铣时，ap为被加固工表面宽度；圆周铣削时，ap为切削层深度。
背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量的多少和对表面质量的要求决定。
当侧吃刀量ac小于d/2（d为铣刀直径）时，取ap-(1/3~1/2)d当侧吃刀量d/2小于等于d时，取ap=（1/4~1/3）d;当侧吃刀量ac=d（即满刀切削）时，取ap－（1/5~1/4）d。
当机床的刚性较好，且刀具的直径较大时，ap可取得更大。
粗加工的铣削宽度一般取0.6~0.8倍刀具的直径，精加工的铣削宽度由精加工余量确定。
进给速度进给速度vf是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移。
对铣削一般采用每齿进给量fz表示。
每齿进给量fz的选取主要取决于工件材料和刀具材料的力学性能、工件表面粗糙度值等因素。
工件材料的强度、硬度较高，fz越小；反之则取大值。
刀具材料的硬度越高，fz可取大值；反之则fz越小，硬质合金铣刀的每齿进给量一般高于同结构高速钢铣刀的每齿进给量。
工件表面粗糙度值要求越小，fz 就应越小。
页脚内容9工件刚性差或刀具强底低时，应取小值。
每齿进给量的确定可参考下表选取。
进给速度vf与铣刀每齿进给量fz、铣刀齿数Z及主轴转速n（r/min）的关系为：fv=f.z（min/ r）或vf=n.f.z（mm/min）切削速度铣削的切削速度计算公式为：由上式可知铣削的切削速度与刀具耐用度T，每齿进给量fz，背吃刀量ap，侧吃力量ac以及铣刀齿数Z成反比，而与铣刀直径成正比。
此外，铣削的切削速度也可参考下表选取。