数控铣削加工工艺

教学目的： 教学目的：
了解数控铣削中要解决的主要工艺问题以 及各种问题的解决方法。 及各种问题的解决方法。掌握数控铣削工艺拟 定的过程、工序的划分方法、 定的过程、工序的划分方法、工序顺序的安排 和进给路线的确定等工艺知识， 和进给路线的确定等工艺知识，对数控铣削工 艺知识有一个系统的了解， 艺知识有一个系统的了解，并学会对一般数控 铣削零件加工工艺进行分析及制定加工方案。 铣削零件加工工艺进行分析及制定加工方案。
选择走刀路线
走刀路线是数控加工过程中刀具相对于被 加工件的的运动轨迹和方向。走刀路线的确定 加工件的的运动轨迹和方向。 非常重要， 非常重要，因为它与零件的加工精度和表面质 量密切相关。 量密切相关。
选择走刀路线
确定走刀路线的一般原则
保证零件的加工精度和表面粗糙度 方便数值计算，减少编程工作量 方便数值计算， 缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间 缩短走刀路线， 尽量减少程序段数
特点： 这种分序法可以减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必 特点： 这种分序法可以减少换刀次数，压缩空程时间， 要的定位误差。 要的定位误差。
工序的划分
粗精加工分序法 这种分序法是根据零件的形状、尺寸精度等因 这种分序法是根据零件的形状、 按照粗、精加工分开的原则进行分序。 素，按照粗、精加工分开的原则进行分序。对 单个零件或一批零件先进行粗加工、半精加工， 单个零件或一批零件先进行粗加工、半精加工， 而后精加工。 而后精加工。 注意： 粗精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的 注意： 粗精加工之间，最好隔一段时间， 变形得到充分恢复，再进行精加工， 变形得到充分恢复，再进行精加工，以提高零件的加工 精度。 精度。
零件结构的工艺性分析
预防零件变形措施： 预防零件变形措施：பைடு நூலகம்
对于大面积的薄板零件，改进装夹方式， 对于大面积的薄板零件，改进装夹方式， 采用合适的加工顺序和刀具 采用适当的热处理方法 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
工序的划分
按加工部位分序法 即先加工平面、定位面，再加工孔； 即先加工平面、定位面，再加工孔； 先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状； 先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状； 先加工精度比较低的部位，再加工精度要求较高的部位。 先加工精度比较低的部位，再加工精度要求较高的部位。
工序的划分
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。 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： 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 计算未知结点坐标尺寸 编程尺寸的最后形成
工序的划分
在数控机床上特别是在加工中心上加工零件， 在数控机床上特别是在加工中心上加工零件，工序 十分集中， 十分集中，许多零件只需在一次装卡中就能完成全部 工序。 工序。 但是零件的粗加工，特别是铸、锻毛坯零件的基 但是零件的粗加工，特别是铸、 准平面、定位面等的加工应在普通机床上完成之后， 准平面、定位面等的加工应在普通机床上完成之后， 再装卡到数控机床上进行加工。 再装卡到数控机床上进行加工。这样可以发挥数控机 床的特点，保持数控机床的精度， 床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使 用寿命，降低数控机床的使用成本。 用寿命，降低数控机床的使用成本。
例如： 例如： 零件材料变形小，加工余量均匀，可以采用刀 零件材料变形小，加工余量均匀， 具集中分序法，以减少换刀时间和定位误差； 具集中分序法，以减少换刀时间和定位误差； 若零件材料变形较大，加工余量不均匀，且精 若零件材料变形较大，加工余量不均匀， 度要求较高，则应采用粗精加工分序法。 度要求较高，则应采用粗精加工分序法。
数控铣削加工工件
掌握 重点掌握
第1节 数控铣床的主要加工对象
数控铣床是一种加工功能很强的数控机床， 数控铣床是一种加工功能很强的数控机床， 在数控加工中占据了重要地位。 在数控加工中占据了重要地位。世界上首台数控 机床就是一部三坐标铣床， 机床就是一部三坐标铣床，这主要因于铣床具有 三轴向可移动的特性，更加灵活， X、Y、Z三轴向可移动的特性，更加灵活，且可 完成较多的加工工序。 完成较多的加工工序。现在数控铣床已全面向多 轴化发展。 轴化发展。目前迅速发展的加工中心和柔性制造 单元也是在数控铣床和数控镗床的基础上产生的。 单元也是在数控铣床和数控镗床的基础上产生的。
确定对刀点与换刀点
对刀时应使对刀点与刀位点重合。 对刀时应使对刀点与刀位点重合。
刀位点
是指确定刀具位置的基准点
如： 平头立铣刀的刀位点一般为端面中心； 平头立铣刀的刀位点一般为端面中心；球头铣刀的刀位点 取为球心；钻头为钻尖。 取为球心；钻头为钻尖。
确定对刀点与换刀点
换刀点
应根据工序内容来作安排，为了防止 应根据工序内容来作安排， 换刀时刀具碰伤工件， 换刀时刀具碰伤工件，换刀点往往设 在距离零件较远的地方。 在距离零件较远的地方。
确定对刀点与换刀点
对刀点与加工原点重合
确定对刀点与换刀点
铣削加工零件
确定对刀点与换刀点
对 刀 点 与 加 工 原 点 重 合
确定对刀点与换刀点
对刀点在几何对称中心
确定对刀点与换刀点
×
对刀点
对刀点在加工过程中便于检查
确定对刀点与换刀点
对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零 对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上， 件的定位基准有已知的准确关系。 件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高 对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。 时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。 对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。 对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。
学习内容与知识点： 学习内容与知识点：
内容 概述 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 的装夹与对刀 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 制定数控铣削加工工艺 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 典型零件的数控加工工艺 掌握 掌握 掌握 4 2 重点掌握 2 掌握 2 了解 4 学习要求 建议学时
工序的划分
加工床脚
以导轨面 为粗基准
以加工后的 床脚为基准 加工导轨面
导轨粗基准的加工
工序的划分
数控铣削加工工序的划分
刀具集中分序法 粗、精加工分序法 按加工部位分序法
工序的划分
刀具集中分序法 即按所用刀具划分工序，用同一把刀加工完零 即按所用刀具划分工序， 件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、 件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第 三把刀完成它们可以完成的其它部位。 三把刀完成它们可以完成的其它部位。
数控铣削加工工件的安装
加工内轮廓时的安装
数控铣削加工工件的安装
加工外轮廓时的安装
数控铣削加工工件的安装
不影响进给的装夹示例
数控铣削加工的对刀
对刀方式
标准芯轴和块规对刀
数控铣削加工的对刀
对刀方式
寻边器对刀
第4节 数控铣削加工工艺分析
数控铣削加工工艺分析
数控铣削加工的工艺性分析是编程前的重 要工艺准备工作之一， 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。 和成败，不容忽视。由于数控机床是按照程序 来工作的， 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、 体现在加工中，如加工顺序、加工路线、切削 用量、加工余量、 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 。
选择并确定进行数控加工的内容
数控加工内容的选择: 数控加工内容的选择:
工件上的曲线轮廓 已给出数学模型的空间曲面 形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位 形状复杂、尺寸繁多、 通用机床加工时难以测量和控制进给的内外凹槽
选择并确定进行数控加工的内容
数控加工内容的选择: 数控加工内容的选择:
以尺寸协调的高精度孔或面
数控铣床的主要加工对象
数控铣床是用来加工工件的平面、，内外轮廓、 数控铣床是用来加工工件的平面、，内外轮廓、孔、攻螺纹等工 、，内外轮廓 并可通过两轴联动加工零件的平面轮廓，通过两轴半控制、 序，并可通过两轴联动加工零件的平面轮廓，通过两轴半控制、 三轴或多轴联动来加工空间曲面零件。 三轴或多轴联动来加工空间曲面零件。 配点位、直线数控装置——用同一刀具进行多道工序的直线切 配点位、直线数控装置——用同一刀具进行多道工序的直线切 削而且需要进行大余量重切削的工件或用同一刀具又有定位精 度要求的加工。 度要求的加工。 配轮廓数控装置——平面轮廓 配轮廓数控装置——平面轮廓（特别是由圆弧和直线形成的形 平面轮廓（ 的加工及立体曲面形状的铣削（凸轮、样板、冲模、压模、 状）的加工及立体曲面形状的铣削（凸轮、样板、冲模、压模、 铸模）。 铸模）。
3.2 数控铣削加工工艺
第一节： 第一节：数控铣床的主要加工对象 第二节： 第二节：数控铣削加工工件的安装
第三节： 第三节： 数控铣削加工的对刀 第四节： 第四节： 数控铣削加工工艺分析
作为一名数控加工技术人员， 作为一名数控加工技术人员，不但要 了解数控机床、数控系统的功能， 了解数控机床、数控系统的功能，而且要 掌握零件加工工艺的有关知识，否则， 掌握零件加工工艺的有关知识，否则，编 制出来的程序就不一定能正确、 制出来的程序就不一定能正确、合理地加 工出我们需要的零件来。 工出我们需要的零件来。
数控铣削加工工件的安装
数控铣削加工选择定位基准应遵循的原则： 数控铣削加工选择定位基准应遵循的原则：
尽量选择零件上的设计基准作为定位基准 定位基准选择要能完成尽可能多的加工内容 定位基准应尽量与工件坐标系的对刀基准重合 必须多次安装时，应遵从基准统一原则 必须多次安装时，
数控铣削加工工件的安装
加工面的安装
对刀点
指通过对刀确定刀具与工件相对位置 的基准点。 的基准点。
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 在机床上找正容易， 引起的加工误差小
能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状 采用数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻 采用数控铣削后能成倍提高生产率， 体力劳动强度的一般加工内容
选择并确定进行数控加工的内容
数控加工内容的选择: 数控加工内容的选择:
立式数控 铣床 卧式数控 铣床 多坐标联 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、 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。 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。 适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。
工序的划分
总之，在数控机床上加工零件，其加工 总之，在数控机床上加工零件， 工序的划分要视加工零件的具体情况具体分 析,许多工序的安排是综合了上述各分序方法 的。
确定对刀点与换刀点
对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件 对于数控机床来说，在加工开始时， 的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。 的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。
用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。 用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。
零件结构的工艺性分析
零件结构工艺性分析的主要内容： 零件结构工艺性分析的主要内容： 审查与分析零件图纸中尺寸标注方法是否适合数控加工； 审查与分析零件图纸中尺寸标注方法是否适合数控加工； 审查与分析图纸中几何元素的条件是否充分、正确； 审查与分析图纸中几何元素的条件是否充分、正确； 审查与分析数控加工零件的结构合理性； 审查与分析数控加工零件的结构合理性；