任务二铣削加工工艺基础
铣削加工基础知识
铣削加工基础知识铣削是机械加工中的一种常见方法，它可以在工件上切削出各种形状和几何结构，例如平面、凸面、凹面、齿轮等。
铣削加工是先将工件夹紧在铣刀刀架上，然后通过刀头的旋转运动，将工件上的材料切削下来，以达到所需的加工要求。
铣削加工是一项技术含量较高的机械加工工艺，需要较强的技术力量和经验，尤其是在机床配置、铣刀选择、切削参数调整和工件夹持等方面，都需要工程师有很高的技能和知识储备。
以下是一些铣削加工的基础知识，有助于了解这一技术的本质和基本原理。
1. 铣床结构和分类铣床是常用的铣削加工设备，根据设计结构和使用特点，可分为平面铣床、立式铣床、龙门铣床等。
平面铣床主要用于加工平面，立式铣床用于加工各种零件，操作机台方便，加工效率较高，而龙门铣床则主要用于加工大型工件。
铣床的结构特点也各有不同，根据横梁构造的不同，可分为固定横梁式和移动横梁式等。
固定横梁式铣床因采用了单向运动结构，使得刀具的移动范围受到限制，当工件过宽时，无法加工，而移动横梁式则具有多向运动的优点，可适应不同的加工工件大小和材质。
2. 铣刀的选择和使用铣刀是铣削加工中最常见的主要切削工具，可以根据不同材质和工件的加工需要，选择不同形状和尺寸的铣刀进行切削。
铣刀品种繁多，有单刃、双刃、三刃、四刃、六刃等，还有HSS、硬质合金、PCD和CBN等不同材质，不同形状的铣刀，还有钻立铣刀、球头铣刀、齿轮铣刀，甚至有专用于削铝、削钛合金等不同的高端铣刀。
铣刀的使用要注意刀具与工件的匹配和切削条件的合理设置，一方面需要保证刀具尺寸和精度符合要求，另一方面，切削速度、进给量和切削深度也要根据材料和工件特性进行测算和调整，以达到良好的加工效果。
3. 加工参数设置铣削加工中的切削力、切削温度、表面粗糙度、加工精度等都受到切削参数的影响，因此，设置正确的加工参数对加工精度和表面质量影响很大。
加工参数包括切削速度、进给量、切削深度等三个方面。
切削速度是铣削加工中影响切削力和热量传递的最重要因素之一，不同材料和铣刀材质需要采用不同的切削速度，通常速度范围为20-200m/min，速度过低时表面粗糙度会增加，速度过高时则容易损伤刀具和工件。
教学计划(数控加工中心)
学期教学进度计划数控加工中心编程与操作总课时：293 理论课时：102 实训课时：191 授课：魏超周次理论课时授课内容实训项目实训课时备注第1周11 安全教育根据学校统一安排进行第2周2任务一：认识数控机床及其操作面板1、数控机床的分类72、FANUC系统操作面3、数控机床的组成2任务二：认识数控机床及其操作面板1、数控系统介绍2、数控系统面板功能介绍3、数控机床操作面板各功能按第3周2 任务一：数控机床的手动操作1、机床坐标系72、机床原点、机床参考点3、工件坐标系2 任务二：数控机床的手动操作1、数控机床安全操作规程2、建立工件坐标系3、与编程相关的安全操作第4周2 任务一：数控程序输入与编辑1、数控编程的定义72、数控编程的分类3、数控手工编程的内容与步骤2 任务二：数控程序输入与编辑1、数控铣床编程特点2、数控加工程序的格式3、数控系统常用功能、铣平面第5周2 任务一：平面槽铣削加工1、数控加工的概念72、数控加工的内容3、数控加工的特点2 任务二：平面槽铣削加工1、数控加工零件的选择要求2、数控加工的对象3、数控编程的规则、凸台编程第6周2 任务一：平面槽铣削加工1、绝对坐标与增量坐标指令72、常用编程指令含义3、简单凹编程2 任务二：平面槽铣削加工1、数控程序的开始与结束2、数控铣用刀柄3、编制平面槽加工程序第7周2任务一：平面铣削加工及基本操作检测1、学生分组进行试题工艺分析72、学生分组进行试题程序编写2任务二：平面铣削加工及基本操作检测1、学生分组进行工件加工2、统一进行工件测量打分第8周2 任务一：外形轮廓铣削加工1、刀具补偿功能72、刀位点3、刀具半径补偿指令格式2 任务二：外形轮廓铣削加工1、刀具半径左补偿2、补偿值的存储3、凸台简单编程第9周 4 任务一：期末考试检测1、学生分组进行试题工艺分析72、学生分组进行试题程序编写3、学生分组进行工件加工4、统一进行工件测量打分第二学期第1周2 任务一：外形轮廓铣削加工1、刀具半径左、右补偿的选用72、刀具半径补偿注意事项3、刀具半径补偿的编程实例2 任务二：外形轮廓铣削加工1、刀具半径补偿的应用2、刀具半径补偿加工实例3、刀具半径补偿在工件外形轮第2周2 任务一：外形轮廓铣削加工1、槽类件刀具半径补偿过程72、槽类件刀具半径补偿的注意3、取消刀具半径补偿的方法2 任务二：外形轮廓铣削加工1、数控铣床常用刀具2、切削用量的选用3、刀具半径补偿编程第3周2 任务一：外形轮廓铣削加工检测1、学生分组进行试题工艺分析72、学生分组进行试题程序编写2 任务二：外形轮廓铣削加工检测1、学生分组进行工件加工2、统一进行工件测量打分第4周2任务一：子程序编程与外形轮廓铣削加工1、子程序定义72、子程序的格式3、子程序的调用方法2任务二：子程序编程与外形轮廓铣削加工1、子程序的返回方法2、子程序分层加工3、子程序分层简单编程第5周2任务一：子程序编程与外形轮廓铣削加工1、子程序的特殊用法72、同平面相同轮廓工件的编程3、程序的优化2任务二：子程序编程与外形轮廓铣削加工1、子程序下刀方法的选择2、刀具半径补偿在子程序中的3、子程序应用实例第6周2任务一：子程序编程与外形轮廓铣削加工1、G90与G91模式的变换72、同平面相同轮廓工件的编程3、子程序编程实例2任务二：子程序编程与外形轮廓铣削加工1、使用子程序注意事项2、精加工余量的确定、铣床夹3、子程序综合编程应用第7周2任务一：子程序编程与外形轮廓铣削加工检测1、学生分组进行试题工艺分析72、学生分组进行试题程序编写2任务二：子程序编程与外形轮廓铣削加工检测1、学生分组进行工件加工2、统一进行工件测量打分第8周2 任务一：组合件加工1、数控加工工艺的基本特点72、数控加工工艺分析的主要内3、组合件技术要求2 任务二：组合件加工1、数控铣床加工零件结构工艺2、轮廓最小圆弧对刀具选用的影响3、组合件一（凸件）编程第9周 4 任务一：期末考试检测1、学生分组进行试题工艺分析72、学生分组进行试题程序编写3、学生分组进行工件加工4、统一进行工件测量打分第三学期第1周2 任务一：组合件加工1、确定加工路线的原则72、轮廓铣削加工路线的确定3、组合件二（凹件）编程2 任务二：组合件加工1、轮廓铣削加工路线的确定2、顺逆铣的选用3、组合件综合编程第2周2 任务一：组合件加工检测1、学生分组进行试题工艺分析72、学生分组进行试题程序编写2 任务二：组合件加工检测1、学生分组进行工件加工2、统一进行工件测量打分第3周2 任务一：极坐标系与局部坐标系1、极坐标编程指令及说明72、极坐标的应用3、局部坐标编程2任务二：比例缩放与坐标镜像任务三：坐标旋转编程1、比例缩放、坐标旋转2、坐标镜像3、坐标变换编程第4周2 任务一：钻、锪与铰孔加工1、固定循环72、固定循环指令3、孔加工固定循环动作、固定2 任务二：钻、锪与铰孔加工1、G98与G99指令方式2、G90与G91指令方式3、固定循环钻孔编程第5周2 任务一：镗孔与攻螺纹加工1、镗孔的关键技术72、螺纹的加工工艺3、固定循环镗孔编程2 任务二：镗孔与攻螺纹加工1、固定循环指令（综合）2、固定循环指令编程的注意事3、固定循环综合编程第6周2 任务一：孔类螺纹零件加工检测1、学生分组进行试题工艺分析72、学生分组进行试题程序编写2 任务二：孔类螺纹零件加工检测1、学生分组进行工件加工2、统一进行工件测量打分第7周2任务一：数控铣床/加工中心中级工综合练习（一）1、加工阶段的性质72、划分加工分段的目的3、安排加工顺序的原则2任务一：数控铣床/加工中心中级工综合练习（一）1、工序的定义2、工序的划分原则与方法3、中级工综合练习一第8周2任务二：数控铣床/加工中心中级工综合练习（二）1、数控加工工艺文件72、数控加工编程任务书3、数控加工工序卡2 任务二：数控铣床/加工中心中级1、数控加工刀具调整单、机床工综合练习（二）2、数控加工程序单3、中级工综合练习二第9周 4 任务一：结业考试检测1、学生分组进行试题工艺分析72、学生分组进行试题程序编写3、学生分组进行工件加工4、统一进行工件测量打分注：具体课程安排依据学校课程表安排，如有集体活动课程时间依次顺延并备注注明。
铣工实训(知识讲座)
项目四铣工实训铣工实训基本要求基本知识要求了解常用铣床型号、规格及加工范围，了解GS—3S型立式铣床的组成及传动系统，了解铣刀常用材料几何角度，熟悉铣床常用的工件装夹方法，掌握铣削平面、沟槽、键槽的方法及刀具。
了解铣工工艺编制。
基本技能要求具备独立完成一般零件平面、沟槽、键槽的铣削加工的能力，具备用正确装夹零件的能力，能正确使用游标卡尺、百分尺等量具对零件进行测量。
能根据工件的技术要求编制加工工艺。
能安全文明生产。
4﹒1 铣工实训任务实例4﹒1﹒1 任务实例一六面体如图4-1的零件，材料为45号钢，未注外表粗糙度Ra6.3，尺寸符合图纸要求。
图4—1 六面体4﹒1﹒2 任务实例一 V型铁如图4-2的零件，材料为45号钢，未注外表粗糙度Ra6.3，尺寸符合图纸要求。
图4—2 V型铁4﹒1﹒3 任务实例一传动轴如图2-4的零件，材料为HT200，未注外表粗糙度Ra6.3，尺寸符合图纸要求。
图4—3燕尾槽4﹒2 车削加工工艺基础知识4﹒2﹒1 铣削加工工艺范围一、铣削运动与铣削用量铣削是在铣床上利用铣刀的旋转主运动和工件(或铣刀)的进给运动进行切削的加工方法。
在铣削中，铣刀的旋转运动和工件的移动(或转动)是铣削的基本运动。
1、主运动与切削速度Vc铣刀的旋转运动为主运动。
切削速度一般指外圆上切削刃的线速度，一般用以下公式计算：Vc＝πDn/1000 (m/min)＝πDn/(1000×60) (m/s)式中，D是铣刀直径(㎜)；n是铣刀每分钟转速(r／min)。
2、进给运动与进给量不断地把切削层投入切削，以逐渐切出整个工件的轮廓运动。
铣削的进给运动为工件的移动。
进给量有以下三种表示方法。
①、进给速度V f即每分钟工件在进给运动方向上的位移量，单位是mm／min，也称每分钟进给量。
②、每齿进给量f z 即铣刀每转一个齿时，工件在进给运动方向上的相对位移量，单位是mm／z(即毫米／f齿)。
③、每转进给量 f 即铣刀每转一周时，工件在进给运动方向上的相对位移量，单位是mm／r。
《机械制造基础》铣刨磨
三、内圆磨削
1．内圆磨削方法
图7－19内圆磨削方法
2．内圆磨削工艺特点
砂轮直径必须小于工件孔径，砂轮必须用相对应的接长杆与主轴连接； 砂轮的转速很高，磨耗大，系统刚性较差，精度较低 、表面粗糙度较大 、生产效率低。
3．内圆磨床
图7－20 M2120型普通内圆磨床 1—床身 2—头架 3—砂轮修整器 4—砂轮 5—砂轮架 6—工作台 7—径向手轮 8——纵向手轮
中小型零件。平口钳用梯形螺栓固定在铣床工作台上。
图7-3 平口钳 1-虎钳体 2、5-钳口 3、4-钳口铁 6、7-丝杠螺母
（3）分度头
分度头来装夹轴类、盘套类零件并实现分度。它是铣床加工齿轮、
花键、离合器、螺旋槽等零件时必不可少的工艺装备。
图7-4 FW100分度头及其传动原理 1.顶尖 2-主轴 3-刻度盘 4-回转体 5-分度叉 6-挂轮轴
四、平面铣削
周铣和端铣
图7-12 平面铣削方式 a) 周铣 b) 端铣
顺铣和逆铣
顺铣和逆铣
图7-13 周铣法及顺铣与逆铣
比较项目 工件装夹可靠性
工作台窜动 刀具磨损 应用场合
顺铣 好 有 小 精加工
逆铣 差 无 大 粗加工
对称铣和不对称铣
图7-14 端铣的对称铣和不对称铣 a) 对称铣 b) 不对称顺铣 c) 不对称逆铣
图7-17 M1432型万能外圆磨床 1—床身 ２—工作台 ３—头架 ４—砂轮架
５—内圆磨具 ６—尾座 ７、８—手轮
砂轮架4 ： 头架3与尾座6： 工作台2 ： 内圆磨具5 ： 床身1：
（2）万能外圆磨床的典型工艺方法及其操作要点
图7－18 万能外圆磨床的典型工艺方法 ａ—纵磨外圆柱面 ｂ—纵磨长锥面 ｃ—横磨短锥面 ｄ—磨锥孔
任务二、垂直面和平行面的铣削
任务二、垂直面和平行面的铣削图9-11 平面、平行面零件图相关知识点一、平面和垂直面铣削工艺准备根据图9-11平面与垂直面零件图进行工艺准备1、分析图样（1）加工基准和精度分析1）平面的尺寸为(50×100)mm、(40×100)mm，平面度公差为0.1mm。
2）平行面之间的尺寸为5001.0-mm、4001.0-mm，垂直面垂直度公差为0.05mm。
3）毛坯件为100mm×60mm×50mm的矩形毛坯。
（2）表面粗糙度分析工件各表面粗糙度值均为Ra3.2μm，铣削加工能达到要求。
（3）材料分析HT200，切削性能好，加工时可选用高速钢铣刀，也可选用硬质合金铣刀。
（4）形体分析矩形工件，外形尺寸不大，宜采用机用虎钳装夹。
2、制定加工工艺与工艺准备（1）制定平面、垂直面加工工序过程根据图样的精度要求，可在立式或万能铣床上用套式或机夹端铣刀加工。
平面和垂直面加工工序过程为：毛坯检验→安装机用虎钳→装夹工件→安装套式面铣刀→粗铣四面→精铣50mm×100mm基准平面→预检平面度→精铣5001.0-mm两垂直面→精铣4001.0-mm平行面→平面、垂直面铣削工序检验。
（2）选用X5032型立式铣床、X6132型卧式万能铣床或类似的铣床。
（3）选择刀具根据图样给定的平面宽度尺寸选择套式面铣刀规格。
现选用外径为80mm、宽度为45mm、孔径为32mm、齿数为10的套式面铣刀。
（4）选择工件装夹方式选用机用虎钳装夹工件。
（5）选择检验测量方法1）平面度采用刀口形直尺检验；2）平行面之间的尺寸和平行度用外径千分尺测量；3）垂直度用90°角尺检验；3）表面粗糙度采用目测样板类比检验。
二、工件加工1、加工准备（1）毛坯件检验1）用钢直尺检验毛坯件的尺寸，并结合各表面的垂直度、平行度情况，检验毛坯件是否有加工余量。
2）综合考虑平面的粗糙度、平面度以及相邻面的垂直度，在两个50mm ×100mm 的平面中选择一个作为基准平面。
铣削加工工艺基础知识概述
铣削加工工艺基础知识概述1. 引言铣削加工是一种常见的金属加工方式，广泛应用于制造业中。
本文将介绍铣削加工的基础知识，包括铣削的定义、分类、工艺流程、工具选择、加工参数和常见问题等方面。
2. 铣削的定义铣削是通过旋转刀具在工件表面切削材料，从而获得所需形状的加工方法。
它是利用刀具的旋转运动和工件的移动来完成加工过程。
铣削加工可以实现多种复杂形状的加工，如平面、曲面、沟槽等。
3. 铣削的分类根据刀具的位置和工件的位置关系，铣削可以分为面铣和端铣两种基本形式。
•面铣：刀具的轴线与工件表面垂直，切削面与工件表面平行。
面铣适用于平面加工和表面精加工。
•端铣：刀具的轴线与工件表面平行，切削面与工件表面垂直。
端铣适用于沟槽加工和形状精加工。
4. 铣削的工艺流程铣削加工的工艺流程通常包括以下几个环节：1.刀具安装：选择合适的刀具，将其安装在铣床或加工中心的主轴上。
2.工件夹紧：将待加工工件固定在工作台上，以确保工件在加工中的稳定性。
3.加工准备：根据加工要求，调整刀具位置、切削速度和进给速度等加工参数。
4.铣削加工：启动铣床或加工中心，开始加工。
根据需要进行多次切削，直至得到所需形状。
5.检验与修整：对加工后的工件进行检验，如平面度、粗糙度等指标的测量。
如有需要，可对工件进行修整。
6.清洁与保养：清洁铣床、刀具和工作台等设备，进行常规保养，以确保设备的正常运行。
5. 刀具选择在铣削加工中，刀具的选择对加工质量和效率起着重要作用。
常见的刀具类型有平面铣刀、球头铣刀、立铣刀、多齿铣刀等。
刀具的选择应根据加工要求、工件材料和加工方式等因素来确定。
6. 加工参数在铣削加工中，一些重要的加工参数包括切削速度、进给速度和切削深度等。
•切削速度：是指刀具表面单位时间内与工件相对运动的速度。
切削速度的选择应根据工件材料、刀具材料和切削方式等因素来确定。
•进给速度：是指单位时间内工件相对于刀具的移动距离。
进给速度的选择应根据切削深度和切削速度等参数来确定。
数控加工程序编制-铣削编程-2平面轮廓类零件的程序编制
大值，但最大不能超过3/4d。
二、相关知识
（五）切削参数的选择
2．进给量F的选择
进给速度F与铣刀每齿进给量f、铣刀齿数z及主轴转速n（r/min）的
关系为：F＝f×z（mm/r）或F＝n×f×z（mm/min）
工件材料
低碳钢 中、高碳钢 灰铸铁 可锻铸铁 合金钢 工具钢 镁合金铝
0.2～0.8 0.006～0.1
适用范围
适用于工件的端面加工
一般不淬硬平面(端铣的 表面粗糙度可较小)
精度要求较高的不淬硬平 面，批量较大时宜采用宽
刃精刨方案
精度要求较高的淬硬平面 或不淬硬平面
适用于大量生产中加工较 小的不淬硬平面
适用于高精度平面的加工
二、相关知识
（二）平面加工方法的选择
加工平面时，尽可能选择进刀点在工件外，加工完 毕后刀具退至工件外。
定一个坐标平面，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。
编程格式：G17/（G18/G19） 其中：G17表示指定XY坐标平面，G18表示指定XZ坐标平 面，G19表示指定YZ坐标平面。 G17为系统默认状态，在编程时G17可省略。
二、相关知识
（六）功能指令
在三个平面上圆弧插补G2／G3的方向规定
二、相关知识
（六）功能指令
X／Y平面G2／G3圆弧编程的几种方式
二、相关知识
（六）功能指令
编程格式 在XY平面内的圆弧： G17 G2/G3 X… Y… I… J… ；圆心和终点 G2/G3 CR=… X… Y… ；半径和终点 G2/G3 AR=… I… J… ；张角和圆心 G2/G3 AR=… X… J… ；张角和终点 在XZ平面内的圆弧： G18 G2/G3 X… Z… I… K… ；圆心和终 G2/G3 CR=… X… Z… ；半径和终点 G2/G3 AR=… I… K… ；张角和圆心 G2/G3 AR=… X… K… ；张角和终点
精品课件-精品课件--数控加工工艺核-第2章
模块二 数控铣削加工工艺
(1) 铣削粗基准平面。 (2) 将粗铣过底面的零件翻身装夹，铣削上表面(先粗后 精)。 (3) 粗铣深8 mm的内槽。 (4) 精铣深8 mm的内槽底面；精铣深8 mm的内槽侧壁。 (5) 粗铣深13 mm的内槽和Φ20 mm孔。 (6) 精铣深13 mm的内槽和Φ20 mm孔。 (7) 钻中心孔。 (8) 钻M10螺纹底孔。 (9) 攻M10螺纹。 (10) 去尖边毛刺。 3. 拟定刀具卡 4．拟定加工工序卡
模块二 数控铣削加工工艺
加工工艺分析 该零件材料为钢，切削加工性能较好。根据分析，先粗铣加 工四个凹槽后再对其进行精加工，完成后再加工通孔。同时以 底面定位，提高装夹刚度以满足通孔表面的垂直度要求。 加工工艺制定 1. 确定装夹方案 该零件外形为规则的长方体，可选用机用平口虎钳装夹。 2．选择刀具并确定切削参数 3．安排工步顺序及工艺 工序设计如下： (1) 准备一个毛坯，四侧面已加工过，长、宽已满足图中 尺寸要求。 (2) 粗铣定位基准面(底面)。
1.4 数控铣削加工工艺的制定 工序和装夹方案的确定 1．加工工序的划分 经常使用的有以下几种方法：刀具集中分序法，粗、精加工 分序法，加工部位分序法。 2．零件装夹和夹具的选择 在数控加工中，既要保证加工质量，又要减少辅助时间，提
模块二 数控铣削加工工艺
2. 常用铣刀的种类 数控铣削常用铣刀有：面铣刀、立铣刀、模具铣刀、键槽铣 刀、鼓形铣刀、玉米铣刀、成形铣刀等。 3. 铣刀的选择 铣刀类型应与被加工工件的表面形状与尺寸相适应。加工较 大的平面应该选择面铣刀；加工凹槽、较小的台阶面及平面轮 廓应选择立铣刀；曲面加工常采用球头铣刀；加工曲面较平坦 的部位常采用环形铣刀；加工空间曲面、模具型腔或凸模成形 表面多选用模具铣刀；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形 的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成形铣刀；加工毛坯表面或 粗加工孔可选择镶硬质合金的玉米铣刀。数控铣床上使用最多 的是可转位面铣刀和立铣刀。
第5章零件2D外形轮廓铣削
5.1 单一外形轮廓铣削
• 5.1.2 程序指令准备
• 1. FANUC0i-MC系统的G02/G03——圆弧插补指令 • 该指令控制刀具从当前点按指定的圆弧轨迹运动至圆弧终点，主要适
用于圆弧轮廓的铣削加工。FANUC0i-MC系统主要有以下几种指令 格式。 • （1）在XY平面内圆弧插补 • G17 G02/G03 X___Y___R___(I___J___)F___ • 其中， • ① X___Y___为圆弧终点坐标； • ② I___J___为圆心相对于圆弧起点的坐标增量值，即I=X圆心-X圆弧 起点；J=Y圆心-Y圆弧起点；
拐”的变形趋势，工件处于“欠切”状态，如图5-5（a）所示。 • ● 顺铣时，刀齿处于受压状态，刀具此时无滑移，因而其耐用度高
，所加工的表面质量好。
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5.1 单一外形轮廓铣削
• ② 逆铣就是在切削区域内，刀具的旋转方向与刀具的进给方向相同 时的铣削，如图5-5（b）所示。逆铣加工有以下几个特点。
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5.1 单一外形轮廓铣削
• ③ R__为圆弧半径，当圆弧圆心角≤180°时，圆弧半径取正值；当 180°≤圆弧圆心角＜360°时，圆弧半径取负值；当圆弧圆心角 =360°，即插补轨迹为一整圆时，此时只能用I、J格式编程；当同时 输入R与I、J时，R有效。
• ④ F为圆弧插补时进给速度； • ⑤ G02为顺圆插补，G03为逆圆插补。 • （2）在XZ平面内圆弧插补 • G18 G02/G03 X___Z___R___(I___K___)F___ • （3）在YZ平面内圆弧插补 • G19 G02/G03 Y___Z___R___(J___K___)F___ • 圆弧顺、逆方向的判别方法是：逆着圆弧插补坐标平面的矢量正方向
数控铣削编程的工艺基础
程序编制人员在进行工艺分析时，需借助机床说明书、编程手册、切削用 量表、标准工具和夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、 加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工 序所用刀具，夹具和切削用量等。
工件
铸铁 转速 进给速度 (r/min) (mm/min) 转速 (r/min)
3、 加工顺序的安排 、
（1）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应综合考虑； （2）先进行外形加工，后进行内腔加工。 （3）以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加 工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与改变装夹次数；
4、 数控加工工序与普通工序的衔接 、 概念：普通工序是指常规的加工工序、热处理工序和检验等辅助工序。 例如是否预留加工余量，留多少、定位基准的要求、零件的热处理等 辅助工序的安排 检验工序是主要的辅助工序 需要检验的地方 重要工序 之后
（２）从制造所采用的材料上 ① 高 速 钢 刀 具 ② 硬 质 合 金 刀 具 ③ 陶 瓷 刀 具 ④ 立 方 氮 化 硼 刀 具 ⑤ 金 刚 石 刀 具
（ ３ ） 从 切 削 工 艺 上
①车削刀具 ②钻削刀具
外圆、内孔、外螺纹、 外圆、内孔、外螺纹、 内螺纹，切槽、切端面、 内螺纹，切槽、切端面、 切端面环槽、 切端面环槽、切断
程中中
攻攻弹弹刀弹攻攻
套套立立刀直攻攻
图3-7 钻铣常用刀具构成
（１）从结构上 数 控 加 工 刀 具 （２）从制造所采用的材料上 （３）从切削工艺上 （４）特殊型刀具
①整体式
焊接式
②镶嵌式 （１）从结构上 ③减振式 ④内冷式 ⑤特殊型式
数控加工技术铣削加工课程设计
数控加工技术铣削加工课程设计一、课程背景数控加工技术是现代制造技术的重要组成部分。
而铣削加工是数控加工技术中的核心技术之一。
因此，铣削加工的理论与实践掌握对于数控加工技术的学习和研究具有重要意义。
本课程旨在通过铣削加工的理论学习和实践操作来提高学生的职业能力和实践技能，为学生未来的就业和研究打下坚实的基础。
二、课程目标•掌握铣削加工的基本理论知识，包括铣削加工工艺、加工精度、加工表面质量等。
•熟悉铣床的基本结构、操作方法和保养维护知识。
•掌握铣削加工的基本操作技能，包括铣削刀具的选择、夹紧、工件夹紧、程序编写和机床操作等。
•能够独立完成简单的铣削加工任务，为未来的就业和研究提供实践基础。
三、课程大纲1. 铣削加工基础•铣削加工的定义和分类•铣削加工工艺流程•铣削刀具和刀杆的结构及其影响因素•加工表面质量与加工精度2. 铣床的结构与工作原理•铣床的组成结构及其功能•铣床的工作原理和机床运动•铣床的控制系统•铣削刀具的固定方式和刀具避免碰撞设置3. 铣削加工实验操作•铣床安全操作规程和保养维护知识•可编程控制系统的基本组成、功能和操作方法•铣削加工操作示范和实验练习•铣削加工程序编写和优化处理四、课程设计任务设计一个数控铣削加工课程实验项目，要求如下：1. 项目功能通过实验操作，加深学生对铣削加工理论和实践技能的理解和掌握，提高其实践能力和动手能力，为未来的就业和研究打下坚实的基础。
2. 项目要求•基于课程内容，设计一个适合学生实践操作的铣削加工项目。
•设计实验内容包括机加工工艺规程编制、铣削加工程序设计和实验加工操作等。
•使用适当的材料和合理的工艺参数进行实验操作。
•能够正确评定加工表面质量和加工精度，及时进行处理。
•对实验结果进行分析总结，提出改进建议，并进行课程实验报告撰写。
3. 项目实施流程•实验前学生需预习课件，掌握相关操作知识和理论知识。
•按照实验设计要求完成实验操作，并记录整个实验过程。
机械制造与自动化专业《项目七、任务2 掌握齿轮加工方法》
任务2 掌握齿轮加工方法一、齿形的铣削加工铣削加工是用成形法加工齿轮齿形的一种方法，这种方法简单，但生产率不高，加工精度较低〔9～11级〕，齿面外表粗糙度数值较大〔～〕，适用于单件小批生产。
〔一〕工作原理一般在普通卧式铣床或立式铣床上用成形法加工齿轮，此时铣刀的旋转是主运动，被切齿的毛坯随工作台作纵向进给运动。
当一个齿槽切好后利用分度头进行分度，再依次加工另一个齿槽，直到切完所有齿槽为止，如图7-9所示。
-齿轮滚刀 2-工件图7-9齿形的铣削加工图7-10 用滚刀加工齿轮〔二〕铣削过程以m =3mm ，=24直齿圆柱齿轮为例，其铣削过程如下。
1．铣刀的选定。
m =3mm ，=24，按表7-1对应的所铣齿轮齿数21~25，应选用4号铣刀。
2．分度头计算。
按简单分度法计算分度头手柄的转数n ：n = z40=2440=12416即铣完一齿后，分度头手柄摇一圈，再在24的孔圈上转过16个孔距3．工件的装夹与校正。
加工直齿圆柱齿轮时，应配制相应的心轴，将工件锁紧在心轴上后，用分度头夹紧心轴一端，尾座顶尖顶另一端。
夹紧后应对工件进行以下校正：①校正工件的径向和端面的圆跳动；②校正分度头和尾座顶尖的等高；③校正工件对铣床导轨的平行。
4．对刀及背吃刀量的控制。
刀具对正工件中心一般采用切痕法。
即将铣刀转动后，先升高工作台使齿坯接近铣刀，再横向来回移开工作台让铣刀圆周切削刃轻擦工件顶部，擦出椭圆形刀痕，接着调整铣刀廓形对称线对准椭圆中心即可。
背吃刀量应按2.25m计算。
即×3=6.75mm。
为了保证齿面的外表粗糙度，应分粗、精铣两次进行。
一般粗铣后要留~2mm再精铣。
本例中可先铣去~5mm，再对好齿轮所要求的尺寸铣第二刀。
用成形法可加工直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮等。
二、齿形的滚齿加工滚齿是在滚齿机上用与被切齿轮同模数的齿轮滚刀来加工齿轮，如图7-11所示。
〔一〕工作原理滚齿是利用齿轮与齿条啮合原理来加工齿轮的。
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（二）表面质量分析
影响表面质量的因素： 1 、 影响表面粗糙度的的因素 1) 刀具切削刃的几何形状 刀具相对工件作进给运动时，在 加工表面上留下了切削层残留面积，其形状完全是刀具切削刃形 状在加工过程中的复映。残留面积越大，表面粗糙度越大。在减 小切削层残留面积可以采取减小刀具主、副偏角和增大刀尖圆弧 半径等措施。 2)工件材料的性质 切削塑性材料时，切削变形大，切屑与
6) 必须多次安装时应遵从基准统一原则。
第二节 工艺规程
一、走刀路线和加工顺序的确定
走刀路线是刀具在整个加工工序中相对于工件 的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，而且也反 映出工步加工的顺序。工步顺序是指同一道工序中， 各个表面加工的先后顺序。它对零件的加工质量、 加工效率和数控加工中的走刀路线有直接影响，应 根据零件的结构特点和工序的加工要求等合理安排。
任务二铣削加工工艺基础
4．工件内应力所引起的变形
所谓内应力是指当外部的载荷去除以后，仍然残存在工件 内部的应力。
引起内应力的主要原因是热变形和冷变形。在铸、锻、焊、 热处理等热加工过程中，由于毛坯各部分冷却收缩不均匀而引 起的应力称为热应力。在进行冷轧、冷校直和切削时，由于毛 坯或工件受力不均匀，产生局部变形所引起的内应力称为塑变 应力。
3) 当无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时，要考虑 用所选基准定位后，一次装夹能够完成全部关键精度部位的加工。
4) 定位基准的选择要保证完成尽可能多的加工内容，为此，要考 虑便于各个表面都能被加工的定位方式。
5) 批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀 基准重合。可直接按定位基准对刀，减少对刀误差。但在单件加工（每加工 一件对一次刀）时，工件坐标系原点和对刀基准的选择主要考虑便于编程和 测量，可不与定位基准重合。
2) 影响表面残余应力的因素 如切削温度不高，表面层以冷 塑变形为主，将产生残余压应力；如切削温度高，表面层产生热 塑变形，将产生残余拉应力，表面残余应力将引起工件变形，尤 其是表面拉应力将会降低其疲劳强度。
表面残余应力可通过光整加工、表面强化、表面热处理和时 效处理等方法消除。
第二节 工件的装夹与定位基准的选择
3)切削用量 在一定的切削速度范围内，加工塑性材料 容易产生积屑瘤或鳞刺，应避开这个切削速度范围（一般为小于 80m/min时）。适当减小进给量可减小残留面积，减小粗糙度值。 一般背吃刀量对表面粗糙度值影响不大。
4) 工艺系统的振动 工艺系统的振动分为强迫振动和自激振 动两类。强迫振动是由外界周期性干扰力的作用而引起的，如断 续切削，旋转零、部件不平衡，以及传动系统的制造和装配误差 等引起的振动是强迫振动。自激振动是在切削过程中，由工艺系 统本身激发的，自激振动伴随整个切削过程。
工件分离产生的撕裂作用，加大了表面粗糙度。所以在切削中、 低碳钢时，为改善切削性能可在加工前进行调质或正火处理。一 般情况下，硬度在HB170-230范围内的材料切削性能较好。切脆
性材料进，切屑呈碎粒状，由于切屑崩碎时会在表面留下麻点， 使表面粗糙。如果降低切削用量，使用煤油润滑冷却，则可减轻 切屑崩碎现象，减小表面粗糙度。
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，还要求能使零件 定位面与机床之间保持一定的坐标联系。
3) 夹具的刚性和稳定性要好。 夹紧力应尽量靠近主要支撑 点，尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计。
二、定位基准的选择
选择定位基准的机床上的安装大多
采用一面两销定位，直接在工 件上找正，有夹具则在夹具上 找正。所谓找正，是指把千分 表或百分表固定在机床床身某 个位置，表针压在工件或夹具 的定位基准面上，然后使机床 工作台沿垂直于表针的方向移 动，调整工件或夹具的位置使 指针基本保持不动，则说明工 件的定位基准面与机床该方向 的导轨平行。如图2-1所示。
1) 尽量选择零件上的设计基准作为定位基准。这样不仅可以避免因基 准不重合引起的定位误差，保证加工精度，而且可以简化程序编制。
2) 当零件的定位基准与设计基准不能重合且加工面与基设计基准又不 能在一次安装内同时加工时，应认真分析装配图纸，确定该零件设计基准的 设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围， 确保加工精度。
去除工件内应力的方法是进行时效处理，时效处理分为自 然时效和人工时效两种，自然时效是在大气温度变化的影响下 使内应力逐渐消失的时效处理方法，一般需要二、三个月甚至 半年以上的时间。人工时效是使毛坯或半成品加热后随加热炉 缓慢冷却，达到加快内应力消失的时效处理方法，用时效短。 大型零件、精度要求高的零件在粗加工后要经过时效处理才能 进行精加工；精度要求特别高的工件要经过几次时效处理。
减小强迫振动的主要途径是消除振源，采取隔振措施和提高 系统刚度等。抑制自激振动的主要措施是合理地确定切削用量和 刀具的几何角度，提高工艺系统各环节的抗振性（如增加接触刚 度，加工时增加工件的辅助支承）以及采用减振器等措施。
2、影响表面冷硬、残余应力的因素
1)影响表面冷硬的因素 影响表面冷硬的主要因素是刀具的几 何形状和切削用量。刀具的刃口圆弧半径大，对表面层的挤压作 用大，使冷作硬化现象严重。增大刀具前角，可减小切削层塑性 变形程度，冷硬现象减小。切削速度适当增大，切削层塑性变形 增大，冷硬严重，此外，工件材料塑性大，冷硬也严重。
图2-1 在工作台上找正工件
对加工内容多的零件应利用夹具采用一面两销的方式装夹，对夹 具的基本要求是：
1)夹紧机构或其他元件不能影响进给，加工部位要开敞。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 具要尽可能开敞，因此要求夹持工件后夹具上一些组成件（如定 位块、压块和螺栓等）不能与刀具运动轨迹发生干涉。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，以防止夹具与机床主轴套筒或刀套、刀具在加工过 程中发生碰撞。