铣削加工——复杂零件轮廓加工
数控铣削加工工艺范围及铣削方式
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。
第3章数控铣削加工工艺(教案9)
第3章 数控铣削加工工艺
(3） 铣刀端刃圆角半径r的选择。铣刀端刃圆角半径 r的大小一般应与零件上的要求一致。但粗加工铣刀因尚 未切削到工件的最终轮廓尺寸，故可适当选得小些，有 时甚至可选为“清角” （即r＝0～0.5mm），但不要造 成根部“过切”的现象。
（4） 立铣刀几何角度的选择。对于立铣刀，主要
第3章 数控铣削加工工艺 2. 夹具的选择 (1) 为了保持零件安装位置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，同时还要
求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸关系。
(2) 在加工过程中，为了保证夹具与铣床主轴套筒或刀套、
刀具不发生干涉，夹具在设计和制造时应尽可能开敞， 使待加 工面充分暴露在外，同时夹紧机构元件与加工面之间应保持一
5) 鼓形铣刀
如图3-20所示的鼓形铣刀，它的切削刃分布在半径 为R的圆弧面上，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
还可用负前角。前角的数值主要根据工件材料和刀具材料来选择，
5°。主偏角κr 在45°～90°范围内选取，铣削铸铁时取κr=45°，
第3章 数控铣削加工工艺
· 立铣刀主要参数的选择
（1） 铣刀直径D的选择。一般情况下，为减少走刀次数， 提高铣削速度和铣削量，保证铣刀有足够的刚性以及良好的散热 条件，应尽量选择直径较大的铣刀。但选择铣刀直径往往受到零 件材料，刚性，加工部位的几何形状、尺寸及工艺要求等因素的 限制。图3-22所示零件的内轮廓转接凹圆弧半径R较小时， 铣刀 直径D也随之较小，一般选择D=2R。 若槽深或壁板高度H较大， 则应采用细长刀具，从而使刀具的刚性变差。 铣刀的刚性以铣刀 直径D与刃长l的比值来表示，一般取D／l＞0.4～0.5。 当铣刀的 刚性不能满足D／l＞0.4～0.5的条件（即刚性较差）时，可采用直 径大小不同的两把铣刀进行粗、精加工。先选用直径较大的铣刀 进行粗加工，然后再选用D、l均符合图样要求的铣刀进行精加工。
轮廓铣削总结
轮廓铣削总结一、概述轮廓铣削是一种常见的加工方法，通过铣刀在工件表面来回移动，以消除工件上不规则的凸起或凹陷，使工件表面平整，达到指定的尺寸和精度要求。
本文将对轮廓铣削的原理、工具和操作方法进行总结，并提供一些注意事项和优化建议。
二、轮廓铣削的原理轮廓铣削的基本原理是通过铣刀的旋转和工件的相对运动，切削掉工件上的材料。
具体来说，当铣刀接触工件时，切削刃会切削掉工件上的一层材料，并将其排出切削区域。
随着铣刀的移动，不断地进行切削，最终实现对工件轮廓的加工。
三、轮廓铣削工具轮廓铣削需要使用铣刀和铣床等专用设备。
以下是常见的轮廓铣削工具：1.铣刀：铣刀是轮廓铣削的核心工具，一般由硬质合金材料制成，可分为高速钢刀和硬质合金刀两种。
根据加工需求，可选择不同的刀具材料和刀具几何形状，如平面铣刀、球头铣刀等。
2.铣床：铣床是进行轮廓铣削的专用机床，通过电机驱动铣刀的旋转和工作台的移动，实现工件的加工。
铣床具有较高的刚性和精度，适用于不同形状和尺寸的工件加工。
四、轮廓铣削操作方法轮廓铣削的操作方法包括以下几个步骤：1.准备工作：检查铣刀和工件，确保刀具安装正确，并清除工件上的杂质和脏物。
根据加工要求，设置好铣床的工作参数，如转速、进给速度等。
2.定位和夹紧：将工件放置在铣床的工作台上，并使用夹紧装置固定工件，确保工件的位置和姿态准确。
3.粗加工：根据零件的轮廓要求，选择合适的切削刀具和切削参数，进行粗加工。
粗加工时，切削深度应逐渐增加，以确保切削过程稳定，并提高加工效率。
4.精加工：在粗加工的基础上，调整刀具和切削参数，进行精加工。
精加工时，切削深度较小，切削速度较慢，以保证工件表面质量和尺寸精度。
5.清洁和检查：在轮廓铣削完成后，及时清理工作区域和铣床，检查工件表面是否平整、尺寸是否符合要求，并进行必要的修整。
五、注意事项和优化建议在进行轮廓铣削时，需要注意以下事项，并根据需要进行优化：1.刀具选择：根据工件的材料和加工要求，选择合适的铣刀材料和刀具几何形状。
典型零件的数控铣削加工工艺ppt课件
数量 刀长/mm
加工表面
Φ6高速钢立铣刀 1
20
粗加工凸轮槽内外轮廓
2 T02 Φ6硬质合金立铣刀 1
20
精加工凸轮槽内外轮廓
编制
审核
批准
共页 第页
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
六、确定切削用量
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
二、制定工艺过程
• ①普通铣床：铣底平面。GO • ②立式钻床：钻中心孔，钻、镗Φ20、
Φ12两个孔。GO • ③数控铣床：粗铣凸轮槽内外轮廓。GO • ④数控铣床：精铣凸轮槽内外轮廓。GO • ⑤钳工：矫平底面、表面光整、尖边倒
角。 • ⑥表面处理
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
三、确定装夹方案
• 根据零件的结构特点，加工 Φ20、Φ12两个孔时，以底面A 定位（必要时可设工艺孔）， 采用螺旋压板机构夹紧。
• 加工凸轮槽内外轮廓时，采用 “一面两孔”方式定位，即以 底面A和Φ20、Φ12两个孔为定 位基准，装夹示意图如下图所 示。
主轴转速 进给速度 背吃刀量 /(r/min) /(mm/min) /mm
1 一面两孔定位，粗 T07 铣凸轮槽内轮廓
2 粗铣凸轮槽外轮廓 T07
3 精铣凸轮槽内轮廓 T08
4 精铣凸轮槽外轮廓 T08
编制
审核
Φ6
Φ6 Φ6 Φ6 批准
典型零件的数控铣削加工工艺讲解材料
确定零件在机床上的定位基准，以保 证加工精度和稳定性。通常选择零件 的重要表面或孔作为定位基准。
加工方法选择及切削用量确定
加工方法选择
根据零件的加工要求和机床性能，选择合适的加工方法，如铣削、钻孔、镗孔等。
切削用量确定
根据零件材料、刀具类型和机床性能等因素，确定合适的切削速度、进给量和切削深度等切削用量。
80%
Mastercam
具有强大的CAD/CAM功能，支 持2D、3D图形设计，提供多种 加工策略，适用于复杂零件的加 工。
100%
UG NX
集CAD/CAM/CAE于一体的高端 软件，具有灵活的建模、高效的 编程和精确的仿真功能。
80%
PowerMILL
专注于五轴加工、高速切削和多 轴机床编程，提供全面的加工策 略和刀具路径优化。
数控铣床的常见故障包括机械故障、电气故障、液压故障等，需要针对
不同故障类型采取相应的排查和处理措施。
02 03
故障排查方法
通过观察设备运行状态、听取异常声响、检查故障代码等方式，及时发 现并定位故障点。同时，利用专业检测仪器对设备进行详细检测，以便 更准确地找出故障原因。
处理技巧
根据故障原因，采取相应的处理措施，如更换损坏部件、调整设备参数、 清洗油路等。在处理过程中，要注意安全，避免对设备造成二次损坏。
箱体类零件
箱体类零件概述
箱体类零件是指具有复杂内腔和外形结 构的零件，如机床床身、汽车发动机缸 体等。
VS
加工特点
箱体类零件的加工需要综合考虑零件的刚 性、热变形等因素，选择合适的切削参数 和刀具。同时，还需要采用先进的加工技 术和工艺方法，如高速切削、复合加工等 ，以提高加工效率和质量。
平面轮廓零件铣削的一般方法
平面轮廓零件铣削的一般方法发表时间：2017-08-07T11:24:08.543Z 来源：《高等教育》2016年10月作者：刘腾飞[导读] 平面轮廓零件是数控加工的常见对象，该类零件有轮廓形状复杂，难以控制尺寸。
菏泽技师学院刘腾飞随着科学技术的发展，数控加工在机械制造中的作用越来越大，平面轮廓零件是数控加工的常见对象，该类零件有轮廓形状复杂，难以控制尺寸，不易得到理想的表面粗糙度和形状精度要求等特点，因此，对零件工艺性分析，刀具的选择，程序的编制等均有较高的要求。
下图零件为平面类零件，可以看出该零件由平面、凸台、凹槽和孔组成。
一、根据零件的外型制定加工方案粗精铣外轮廓→钻2×Φ10通孔→钻Φ30通孔→粗精铣腰形槽。
毛坯选用100mm×80mm×20mm，六面已加工的方形45#钢。
因为该零件由平面、圆弧、凸台、凹槽和孔组成，而且该零件的表面粗糙度和加工精度有一定的要求，为了减少因多次换刀而带来的人为误差，避免多次装夹引起的定位误差，因此选择数控铣削加工中心KVC650加工。
该零件形状规则，四个侧面较光整，加工面与加工面之间的位置精度要求不高，因此采用平口钳装夹零件。
二、按照要求确定加工工艺1、加工准备。
用平口钳装夹工件，伸出钳口8mm左右，用百分表找正。
安装寻边器，设置零点偏置。
根据编程时刀具的使用情况编制刀具及切削参数表，对应刀具表依次装入刀具库，并设定各长度补偿。
2、先粗精铣外轮廓。
使用T1号刀具粗铣外轮廓，留0.3mm单边余量，粗铣时可采用增大刀补值来区分粗精加工（即刀具半径10+精加工余量+0.3）。
安装T2Φ20mm精四刃立铣刀，设定刀具参数，半精铣外轮廓，留0.10mm单边余量。
实测工件尺寸，调整刀具参数，精铣外轮廓至要求尺寸。
3、然后加工精度较高的孔。
采用中心钻先钻出两个Φ 10+0.022 0的中心孔。
调用T4号Φ9.7的钻头，钻出2×Φ10孔。
内外轮廓零件的铣削加工仿真
内外轮廓零件的铣削加工仿真作者：邵冬军来源：《城市建设理论研究》2013年第32期摘要：利用VNUC仿真软件，对内外轮廓零件进行数控铣削加工仿真，实践证明，数控仿真软件在数控编程与加工的教学中能起到很好的桥梁作用。
关键词： VNUC；数控铣削；仿真加工中图分类号：C37 文献标识码：A数控机床作为典型的机电一体化产品，是高新技术的重要组成部分，采用数控机床提高机械工业的数控化率，已成为当前机械制造技术更新的必由之路。
近年来，随着企业数控机床应用率的大幅度提高，数控机床的操作技能培养成为各类院校一个急待解决的问题。
而数控机床是高技术产品，价格较昂贵，许多院校受场地和资金的限制，无法购置大量的数控机床来供学生实训。
另一方面，学生直接在数控机床上进行操作练习，容易因为培训中的误操作而导致设备的损坏，造成严重的经济损失。
因此，如何根据各院校的具体情况，在满足数控专业教学和实训需要的同时，做到“少花钱，办大事”，是各类院校迫切需要解决的问题。
为了缓解学生多，数控设备少的局面，很多院校都利用仿真软件进行数控教学与实习操作，本文以VNUC仿真软件对内外轮廓零件进行数控铣削的仿真加工为例，发现数控仿真软件在数控编程与加工的教学中能起到很好的桥梁作用。
将毛坯加工成图1所示的模型，零件尺寸如图2所示。
毛坯为φ80铝棒料，完成数控铣削。
一、零件图纸及工艺分析1.零件图纸分析如图2所示阶梯台零件图，分析图纸零件加工内容包括长方形的加工、十字花槽加工和圆槽的加工，长方形长、宽分别为58mm和50mm尺寸公差为±0.05mm，十字花槽宽度长度和圆槽直径尺寸均有较高的精度要求，所以应分粗精加工。
毛坯为φ80铝棒料。
图1图2（1）加工方式由零件图纸分析和所给毛坯可知，该零件需要进行铣削加工。
（2）工件的装夹与定位该零件装夹选用通用夹具平口钳。
为了在一次装夹后能完成所有的加工内容，首先应该在毛坯上加工出两个工艺平面作为工艺装夹面，依此进行装夹，然后进行加工。
零件上多个相同轮廓的数控铣削加工方法浅议
选择 不合理时 ，又会造 成首件加 工的报废 。
应用 科掌
弘
渊
器
羹鎏§
三、 方案 三： 极坐 标编 程实现 相同 轮囊 的加 工
以 实例一 为例 进行 分析 。加 工方 案同 上。 数控 程序 见程 序清 单， 其子
程亦为01000。
编程指令 ：FANUc系统、华中 系统：
000XOY0
G02 5 0 ．
Z20 ．
XOYO
M98P1000
X1 8．
G68XOYOR4 5．
Z1．
M98P1000
G16GOY45．
G6 9
M98P1000
G68XOYORl 3 5． GOYl 35．
M98P1000
M98P1000
G6 9
GoY225．
G68 XOYOR225． M98P1000
混淆出错。另外，我们以汉川机床为例，当系统参数No．0012 为1时，镜像
指令 G51． 1、G5 0．1编 程无效 。这又 要求 编程人 员或操 作人员 熟练 掌握系 统
参 数， 对编 程操 作 人员 具有 较高 要求 。 最后 ，当 我们 采 用镜 像和 旋转 指令
进 行编 程和 加工 时， 其刀 具路 线同 时 被镜 像或 旋转 ，当 下刀 点、 进退 刀点
中受 力过 大和 过度地 增加 刀具 磨损． 应在 图中 1位置 打中 心孔并 用如 14的 钻
头钻深度为20的孔。分析零件图，宽18的键槽底部有R2 的圆角，应采用由
4球 刀进 行精 铣侧壁 ，另 用由 4的立 铣刀 精铣 23× 17× 20． 5的槽 。为 突出 重
点。这 里省略了 精加工程序 及钻孔程 序。
在xY平面上加工四个如图l 所示的内轮廓。各轮廓之间相互成45度，尺寸
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
第5章-固定轴曲面轮廓铣
图5-14 边界驱动方法
1. 驱动几何体驱动几何选项，用于选择和编辑驱动几何边界。选择图标，弹出如图5-16所示的“边界几何”对话框。该对话框中“模式”包含曲线/边、边界、面或点，用来定义驱功几何边界。每一个边界成员与刀具位置的关系，可以指定为“对中”、“相切”或“接触”属性。一条边界中，当一个边界成员设为“接触”属性后，其它边界成员就不能再设置为对中或相切属性，而且“接触“属性的边界必须封闭。不像“对中”与“相切”属性，如果使用“接触”属性，则刀具沿轮廓表面移动时，刀端与表面的接触位置是变化的。
2.创建操作采用与创建平面铣和型腔铣操作相似的步骤，在“加工配置”对话框中选择“通用”（cam general）加工配置，指定子模板为“轮廓铣”（mill_contour），初始化加工环境。在“创建”工具栏中单击“创建操作”图标图标，弹出如图5-2所示“创建工序”对话框。在“类型”下拉列表框中选择“轮廓铣”（mill_contour），在“子类型”中选择“固定轴曲面轮廓铣”图标，指定4个父节点组，输入操作名称，单击【确定】按钮进入固定轴铣操作对话框。
5.3.4 区域铣削驱动区域铣削驱动是最常用的一种精加工操作方式，通过指定切削区域、设定陡峭空间范围共同定义操作。这种驱动方法与边界驱动方法类似，不同的是区域铣削驱动不需要指定驱动几何，同时创建的刀轨可靠性更好，并且可以有陡峭区域判断，故优先选用区域铣削。切削区域可以用表面区域、片体或表面来定义。如果不指定切削区域，系统会使用定义的整个零件几何作为切削区域。1. 陡峭空间范围陡峭空间范围是通过设定陡峭度来确定零件切削区域，陡峭度是刀轴与零件表面法矢量的夹角。陡峭区域是指零件几何上陡峭度大于等于指定陡峭角度的区域，即陡峭角度把切削区域分隔成陡峭区域与非陡峭区域。陡峭约束包含无、非陡峭与定向陡峭3个选项。2. 切削模式区域驱动方法中的切削方法与边界驱动方法中的相似，需要说明的是“往复上升”走刀方法。
选择最佳刀具铣削加工轮廓
加工余量 系数 （． ≤ ≤ ． ） ＝ ． ０ ３ ０８ ： ０５ 中间刀具端刃 圆角半径 （ ： ＝ ．ｒ ｒ ） １６ ｍ ａ
中 间刀 具 端 刃 圆角 半 径 （２ ：ｒ ＝１２ ｍ ／） ． ｍ －
角” 需 重新 编程补 充走 刀 ；同时 ，留给精加 工 的余量 ，
精加工刀具半径 系数 （ ． ≤ｔ ） ＝ ． ０ ８ ≤１ ：ｔ ０ ８ 工件凹轮廓面最小 曲率半径 （ Ｒ≤２ ） ０ ：Ｒ＝ ．ｍｍ ７５ 工件轮廓面与腹板 面的转接 圆弧半径 （ ≤Ｒ） ＝ ｒ ：ｒ
２ｒｍ ａ
类 又有不 同的型式 、规格和尺 寸 ，每改变一 个尺寸就
需要重新查表 、计算 ，十分繁琐 ，因此 编程人 员编制加
３ ．程序运 行 实例
运行该刀具选 择程 序 ，计算加工 某一工件 凹轮廓转
接处 的刀具参数。输入 以下参数 ： 工件 凹轮廓加工最 小角度 （ｔ ８ ） ／ ６ 。 Ｏ＜１０ ：Ｏ＝ ０
刀可分为整体式立铣刀和机夹式 可转位立铣 刀两类 ，每
一
精加工所 留单边余量 （ ． ≤ ０ ５ ≤１ ：６： ． ｍ ） ０５ ｍ
立铣刀为例 ，根据图 ２ ，铣刀直径计算式为
定 ，因此对编程人员的水平和经验要求较高 。
Ｄ … ： ［ 精一 精一 余一（粗＋ 搭 ）ｉ（ ／ ）／ 粗 ２Ｄ 占 ｒ ６ … ｓ ２ ］ ｎ
［ ｓ （Ｊ ） １一 ｉ ｏ ２ ］ ｎ
６ ㈨ ＝Ｄ ／ 搭 精 ２＋（ 精 ２一 情） ｓ （ ／ ）一 允 Ｄ ／ ／ｉ ａ ２ ６ ｎ
立铣 刀是在数控铣床和加工中心上 对工件轮廓进行
铣削加工 的常用刀具 ，编程前需对其直径 、刃长 、端刃
圆角半径等几何参数进行选择。由于大多数工件都需进
铣削零件的数控加工工艺及编程设计
毕业设计说明书题目典型铣削零件的数控加工工艺及编程专业班级学生姓名指导教师年月日此零件为一平面槽形零件，本文主要通过分析零件图纸，找出所需的数据，确定零件形状；然后确定加工的装夹方案，设计合理的夹具；接着就是根据分析图纸所得的数据，以及装夹的方法，编写加工工艺路线及设定铣削参数与铣削用量；最后就是根据前面的分析，编写加工程序，进行零件加工。
关键词：工艺路线切削用量数控编程1 零件图 (5)1.1 零件图的分析 (6)1.2 技术要求分析 (6)2 设备的选择 (6)3 工件的装夹 (7)3.1 毛坯的选择 (7)3.2 零件的装夹 (7)4 工艺路线 (7)4.1 表面加工方法的选择 (8)4.2 加工阶段的划分 (8)4.3 加工顺序的安排 (8)4.4 工序的集中和分散 (9)5 合理的选择刀具 (10)5.1 刀具的选择原则 (10)5.2 数控铣削刀具的选择 (10)6 切削用量的选择 (11)6.1 切削用量的具体参数 (12)6.2 切削用量的选取 (13)7 拟定数控加工工艺卡 (14)8 数控编程 (14)8.1 数控编程的分类 (14)8.2 加工程序清单 (14)9 走刀路线图 (21)设计总结 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录 (25)典型铣削零件的数控加工工艺及编程前言数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。
这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。
因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。
在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。
特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。
但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。
在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。
4轮廓铣削
➢注意：若没有定义毛坯几何体时， 如果修剪方式为无，将不能生成刀具 路径，此时系统将提示在没有岛的周 围定义要切削的材料；若设置为轮廓 线或者外部边，则可以生成刀具路径。
❖ 单步向上：指定控制切削层数的值。 ❖ 最大切削宽度：是刀具可切削的最大宽度
（俯视刀轴时）。如果比刀具半径小，则刀 具的底部中央位置有一个未切削部分。对于 对中切削刀具，将最大切削宽度设为50%或 更高，以使切削量达到最大。对非对中切削 刀具，设置为50%以下。
3.1 插铣刀轨设置
❖ 点：该选项用来设置预钻孔进刀点和切削区 域起点。
➢ 等高轮廓铣、清根加工、角落粗铣等操作是轮廓铣中常用的 铣削方式。
➢ 轮廓铣操作可移除平面层中的大量材料，由于在铣削后会残 留余料，因此轮廓铣最常用于在精加工操作之前对材料进行 粗铣。
轮廓成形铣概述
➢ 轮廓铣的加工过程与平面铣类似，都是用平面的切削层（垂 直于刀轴）去除大量材料。
➢ 二者不同的是定义几何体的方法，平面铣使用边界定义加工 几何体，而轮廓铣可以使用边界、面、曲线和实体，并且常 用实体来定义模具的型腔和型芯。
3.2 插铣粗加工设置
❖ 用于粗加工的插削几何体与型腔铣非常相似， 支持部件、毛坯、检查、切削区域和修剪几 何体；
❖ 使用指定的切削区域、切削区域之上的毛坯 量和切削区域延伸量，以便确定要切削的量；
❖ 使用插削层对话框确定插削层，与切削层 （单个范围）类似。
❖ 毛坯不是粗加工操作所必须的。如果型腔是 封闭的并且没有毛坯，则从假定的毛坯顶部 开始插入。
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实训六、铣削加工——复杂零件轮廓加工
一、实训目的与要求
通过较复杂零件轮廓的加工，进一步熟悉和掌握数控系统常用指令的编程与加工工艺，加深对数控铣床工作原理的了解。
二、实训仪器与设备
(1)配备华中世纪星(HNC—21M)数控系统的ZJK7532A-4立式钻铣床。
(2)毛坯一件(材料为石蜡)，90×83×30如图4—4所示。
(3)Φ12立铣刀一把，Φ6麻花钻一根。
三、相关知识概述
数控铣床的主要加工对象为平面类零件、箱体类零件和曲面类零件。
如果换上孔加工刀具，还能进行数控钻、镗、锪、铰及攻螺纹等孔加工操作。
由于数控铣床没有刀具库，不具有自动换刀功能，所以其加工程序的编制比较简单；通常数值计算量不大的平面轮廓加工程序或孔加工程序可直接通过手工编程完成。
编程时选择合适的坐标位置编程方式可使程序简化，减少数值计算工作量。
坐标位置编程方式有绝对指令方式和相对指令方式两种，主要根据图纸上尺寸的标注方式来选择。
当加工尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对指令方式编程较为方便。
当加工尺寸是以轮廓o顶点之间的间距给出时，采用相对指令方式编程较为方便。
(1)绝对值编程指令(G90)和相对值编程指令(G91)。
格式：
式中，G90为绝对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于程序原点的；G91为·相对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿坐标轴移动的距离。
G90、G91为模态功能指令，G90为缺省值。
(2)固定循环指令(G98，G99)
固定循环指令的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。
数据形式(G90或G91)，在程序开始时就已指定，因此，在固定循环指令的程序格式中可不注出。
格式
图6—1 G73指令动作图图6—2 G74指令动作图
式中，第一个G代码(G98或者G99)为返回点平面G代码，G98为返回初始平面，G99为返回R点平面；第二个G代码为孔加工方式，即固定循环代码G73(高速深孔加工指令)，G74，G76和G81～G89中的任一个(G73、G74指令动作图，如图6—l、图6—2所示)；X、Y为孔位数据，指被加工孔的坐标位置；Z为R 点到孔底的距离(G9l时)或孔底坐标(G90时)；R为初始点到R点的距离(G91时)或R点的坐标值(G90时)；Q为每次进给深度(G73或G83时)，增量值，Q<0；K为每次退刀(G73或G83：、时)刀具的位移增量，K>0；I、J为刀尖向反方向的移动量(分别在X、y轴向上)；P为刀具在孔底的暂停时间；F为刀具切削进给速度；L为固定循环的次数。
四、实训内容
(1)根据HNC一21M数控系统的程序格式，编制如图6一3所示零件的加工程序。
6—3 加工零件图
(2)根据上述加工零件制定加工工艺。
1)工艺分析。
①技术要求。
本实验加工零件的毛坯如图6—4所示，毛坯的大平面经过预先铣削加工，材料为石蜡。
图6—4 零件毛坯图
②加工工艺的确定。
加工方式：由零件图和毛坯图可知，该零件需要进行铣削和钻削加工。
装夹定位的确定：为了在一次装夹后完成所有的加工，所准备的毛坯增加了一个工艺厚度，可以利用它将其装夹在乎口钳上，在加工完零件形状后再设法去除。
③加工刀具的确定，立铣刀(Φ16、Φ8)各1把，麻花钻(Φ6)一把。
④切削用量：主轴转速300r／min，进给速度150mm／min。
、
2)数学计算。
①以中心点为程序原点，建立工件坐标系。
②根据零件图中的尺寸标注，程序中有些基点的绝对坐标位置可直接读出，另外些基点间的相对位置也可直接读出，所以在编程时可用绝对坐标位置和相对坐标位置这两种坐标值方式。
3)参考程序如下(外形加工程序中D01指令调用01号刀的半径值8mm，内腔清角加工程序中D02指令调用02号的半径值4mm，该值应在运行程序前设置在刀具表中)。
％0001 ；外形加工程序
N01 G54G90G00X55Y55Z100.0
N02 S300M03
N03 Z10
N04 G01Z-5F150
N05 G41X31D01
N06 Y-31
N07 X-31
N08 Y31
N09 X31
N10 X30Y0
N11 G02X30Y0I-30J0
N12 G01Y-5
N13 G40
N14 G00Z5
N15 X55Y55
N16 Z-5
N17 G01Z-15F150
N18 G41X40D01
N19 Y-30
N20 G03X30Y-40R10
N21 G01X-30
N22 G03X-40Y-30R10
N23 G01Y30
N24 G03X-30Y40R10
N25 G01X30
N26 G03X40Y30R10
N27 G01X42
N28 G40
N29 G00Z5
N30 X0Y0
N31 G01Z-10F150
N32 G41X15D01
N33 Y15
N34 X-15
N35 Y-15
N36 X15
N37 Y1
N38 G40
N39 G00Z100
N40 M30
%0002 ；内腔清角加工程序N01 G54G00G90X0Y0Z50
N02 S300M03Z-5
N03 G01Z-10F150
N04 G41X15D02
N05 Y15
N06 X-15
N07 Y-15
N08 X15
N09 Y1
N10 G40
N11 G00Z100
N12 M30
%0003 ；钻孔加工程序
N01 G54G00G90X28Y28Z100
N02 S300M03Z10
N03 G98G73X28Y28Z-18R-4Q-1.5K0.5F50
N04 X-28
N05Y-28
N06 X28
N07 G80
N08 G00Z100
M30
在HNC—21M数控系统中输入程序进行校验和仿真，并加工。
五、实训总结
根据零件图中的尺寸标注，程序中有些基点的绝对坐标位置可直接读出，另外一些基点间的相对位置也可直接读出。
所以在编程时可用绝对坐标位置和相对坐标位置两种坐标值方式。
这样减少不必要的数学计算。
该程序用到高速深孔加工循环指令，应使Z轴进行间歇进给，以便深孔加工时容易排屑。
六、实训报告
(1)零件加工设备概述(设备名称、型号、加工能力）。
(2)零件加工工艺分析(零件图、刀具运行轨迹、加工程序及过程概述)。
(3)根据本实验，总结数控铣床加工零件的全过程。