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1、数控铣床及铣削加工数控铣床及铣削加工(ji gng)工艺工艺第一页，共65页。6.1 6.1 数控铣床简介数控铣床简介数控铣床简介数控铣床简介(jin ji)(jin ji)6.1.1 6.1.1 数控铣床的用途数控铣床的用途数控铣床的用途数控铣床的用途(yngt)(yngt)一般的数控铣床是指规格较小的升降台式数控铣床，其工作台宽度多在400mm以下，规格较大的数控铣床（如工作台宽度在500mm以上的），其功能已向加工中心靠近，进而演变成荣幸加工单元。数控铣床多为三坐标、两轴联动的机床，也称两轴半控制，即在X、Y、Z三个坐标轴中，任意(rny)两轴都可以联动。一般情况下，在数控铣床上只能用来
2、加平面曲线的轮廓。对于有特殊要求的数控铣床，还可以加进一个回转的A坐标或C坐标，即增加一个数控分度头或数控回转工作台，它可安装在机床工作台的不同位置，这时机床的数控系统为四坐标的数控系统，可用来加工螺旋槽、叶片等立体曲面零件。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。第1页/共65页第二页，共65页。6 61 12 2 数控铣床的分类数控铣床的分类数控铣床的分类数控铣床的分类(fn li)(fn li)1数控铣床按其主轴位置的不同分三类（图数控铣床按其主轴位置的
3、不同分三类（图61）（1）数控立式铣床）数控立式铣床 其主轴垂直于水平面。小型数控铣床一般都采用工作台移动、升降及主其主轴垂直于水平面。小型数控铣床一般都采用工作台移动、升降及主轴不动方式，与普通立式升降台铣床结构相似；中型数控铣床一般采用纵向和横向工作台移动轴不动方式，与普通立式升降台铣床结构相似；中型数控铣床一般采用纵向和横向工作台移动方式，且主轴沿垂直溜板上下运动；大型数控铣床因要考虑到扩大行程，缩小占地面积及刚性方式，且主轴沿垂直溜板上下运动；大型数控铣床因要考虑到扩大行程，缩小占地面积及刚性等技术问题，往往采用龙门架移动方式，其主轴可以在龙门架的纵向与垂直溜板上运动，而龙等技术问题，
4、往往采用龙门架移动方式，其主轴可以在龙门架的纵向与垂直溜板上运动，而龙门架则沿床身作纵向移动，这类结构又称之为龙门数控铣床。数控立式铣床可以附加数控转盘，门架则沿床身作纵向移动，这类结构又称之为龙门数控铣床。数控立式铣床可以附加数控转盘，采用自动采用自动(zdng)交换台。增加靠模装置等来扩大数控立式铣床的功能、加工范围和加工对象，交换台。增加靠模装置等来扩大数控立式铣床的功能、加工范围和加工对象，进一步提高生产效率。进一步提高生产效率。（2）卧式数控铣床）卧式数控铣床 其主轴平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床其主轴平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常
5、采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4至至5坐标，进行坐标，进行“四面加工四面加工”。（3）立、卧两用数控铣床）立、卧两用数控铣床 它的主轴方向可以更换（有手动与自动它的主轴方向可以更换（有手动与自动(zdng)两种），既可以两种），既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，其使用范围更广，功能更全。当采用数控万能主轴头时，进行立式加工，又可以进行卧式加工，其使用范围更广，功能更全。当采用数控万能主轴头时，其主轴头可以任意转换方向，可以加工出与水平面呈各种不同角度的工件表面。当增加数控转其主轴头可以任意转换方向，可以加工出与水平面呈各种不同角度的工件表面。
6、当增加数控转盘后，就可以实现对工件的盘后，就可以实现对工件的“五面加工五面加工”。2从机床数控系统控制的坐标轴数量分类从机床数控系统控制的坐标轴数量分类 有有2.5坐标联动数控铣床（只能进行坐标联动数控铣床（只能进行X、Y、Z三个坐标中的任意三个坐标中的任意2个坐标轴联动加工）、个坐标轴联动加工）、3坐坐标联动数控铣床、标联动数控铣床、4坐标联动数控铣床、坐标联动数控铣床、5坐标联动数控铣床。坐标联动数控铣床。第2页/共65页第三页，共65页。图图6-1 各类数控铣床各类数控铣床(xchung)示意图示意图 a)卧式升降台铣床卧式升降台铣床(xchung)b)立式升降台铣床立式升降台铣床(xc
7、hung)c)龙门式轮廓铣床龙门式轮廓铣床(xchung)d)卧式镗铣床卧式镗铣床(xchung)return第3页/共65页第四页，共65页。6 61 13 3 数控铣床的传动系统与主轴数控铣床的传动系统与主轴数控铣床的传动系统与主轴数控铣床的传动系统与主轴(zhzhu)(zhzhu)部部部部件件件件 图图62 XK5040A62 XK5040A型数控铣床的布局图型数控铣床的布局图 1-1-底座底座 2-2-强电柜强电柜 3-3-变压器箱变压器箱 4-4-垂直升降进给伺服电动机垂直升降进给伺服电动机 5-5-主轴变速主轴变速(bin s)(bin s)手柄和按钮板手柄和按钮板 6-6-床身床
8、身 7-7-数控柜数控柜 8-8-保护开关保护开关 9-9-挡铁挡铁 10-10-操纵台操纵台 11-11-保护开关保护开关 12-12-横向溜板横向溜板 13-13-纵向进给伺服电动机纵向进给伺服电动机 14-14-横向进给伺服电动机横向进给伺服电动机 15-15-升降台升降台 16-16-纵向工作台纵向工作台 第4页/共65页第五页，共65页。1 1数控铣床主传动系统数控铣床主传动系统数控铣床主传动系统数控铣床主传动系统 图图63 XK5040A型数控铣床传动系统型数控铣床传动系统 第5页/共65页第六页，共65页。传动系统包括主运动传动系统包括主运动传动系统包括主运动传动系统包括主运动(
9、yndng)(yndng)和进给运动和进给运动和进给运动和进给运动(yndng)(yndng)两部分。两部分。两部分。两部分。图图64 XK5040A型数控铣床型数控铣床齿轮间隙齿轮间隙(jin x)消消除机构除机构 1螺母螺母 2弹簧弹簧 3电动机电动机 4齿轮齿轮（1）主传动XK5040A型数控铣床的主体运动是主轴的旋转运动。由7.5kW、1450rmin的主电动机驱动(如图63所示)，使之获得18级转速，转速范围为301500rmin。（2）进给运动进给运动有工作台纵向、横向和垂直三个方向的运动。进给系统传动齿轮间隙的消除，采用双片斜齿轮消除间隙机构（如图64所示）。调整螺母(lum)1
10、，即可靠弹簧2自动消除间隙。第6页/共65页第七页，共65页。2.2.升降台自动升降台自动升降台自动升降台自动(zdng)(zdng)平衡装置平衡装置平衡装置平衡装置 图图65 XK5040A型数控铣床升降台自动平衡装置型数控铣床升降台自动平衡装置1-伺服电动机伺服电动机 2-圆锥齿轮圆锥齿轮 3-圆锥齿轮圆锥齿轮 4-圆锥齿轮圆锥齿轮 5-星轮星轮 6-滚子滚子 7-超越超越(choyu)离合器的外壳离合器的外壳 8-螺母螺母 9-锁紧螺钉锁紧螺钉 XK5040A型数控铣床升降台自动平衡装置如图65所示。伺服电动机1经过锥环联接带动十字联轴节以及圆锥齿轮2、3，使升降丝杠转动，工作台上升或下
11、降。同时(tngsh)圆锥齿轮3带动圆锥齿轮4，经超越离合器和摩擦离合器相连，这一部分称作升降台自动平衡装置。第7页/共65页第八页，共65页。6 62 2 数控铣床加工工艺数控铣床加工工艺数控铣床加工工艺数控铣床加工工艺(gngy)(gngy)分析分析分析分析 6 62 21 1 数控铣削的主要加工数控铣削的主要加工数控铣削的主要加工数控铣削的主要加工(ji gng)(ji gng)对象对象对象对象 1 1平面类零件平面类零件 加加工工面面平平行行或或垂垂直直于于水水平平面面，或或加加工工面面与与水水平平面面的的夹夹角角为为定定角角的的零零件件为为平平面面类类零零件件(见见图图66)66)。
12、其其特特点点是是各各个个加加工工面面是是平平面面，或或可可以以展展开开成成平平面面。一一般般只只需需用用三三坐坐标标数数控控铣铣床床的的两两坐坐标标联联动动(即即两两轴轴半半坐坐标标联联动动)就就可可以以把把它它们们(t(t men)men)加加工工出出来。来。2.2.变斜角类零件变斜角类零件 加加工工面面与与水水平平面面的的夹夹角角呈呈连连续续变变化化的的零零件件称称为为变变斜斜角角类类零零件件（图图6767）。变变斜斜角角类类零零件件的的变变斜斜角角加加工工面面不不能能展展开开为为平平面面，但但在在加加工工中中，加加工工面面与与铣铣刀刀圆圆周周接接触触的的瞬瞬间间为为一一条条线线。最最好好
13、采采用用四四坐坐标标或或五五坐坐标标数数控控铣铣床床摆摆角角加加工工，在在没没有有上上述述机机床床时，可采用三坐标数控铣床，进行两轴半坐标近似加工。时，可采用三坐标数控铣床，进行两轴半坐标近似加工。3 3曲面类零件曲面类零件 加加工工面面为为空空间间曲曲面面的的零零件件称称为为曲曲面面类类零零件件(如如图图68)68)。曲曲面面类类零零件件的的加加工工面面不不能能展展开开为为平平面面，加加工工时时，加加工工面面与与铣铣刀刀始始终终为为点点接接触触。常常用用两两轴轴半半联联动动数数控控铣铣床床来来加加工工精精度度要要求求不不高高的的曲曲面面；精精度度要要求求高高的的曲曲面面类类零零件件一一般般采
14、采用用三三轴轴联联动动数数控控铣铣床床加加工工；当当曲曲面面较较复复杂杂、通通道道较较狭狭窄窄、会会伤伤及及毗毗邻邻表表面面及及需需刀刀具具摆摆动动时时，要要采采用用四轴甚至五轴联动数控铣床加工。四轴甚至五轴联动数控铣床加工。第8页/共65页第九页，共65页。a)带平面(pngmin)轮廓的平面(pngmin)零件b)带斜平面(pngmin)的平面(pngmin)零件c)带正圆台和斜筋的平面(pngmin)零件图66平面(pngmin)类零件 图图67 变斜角变斜角(xi jio)零件零件 图图68 叶轮叶轮 return第9页/共65页第十页，共65页。6 62 22 2 数控机床铣削加工数
15、控机床铣削加工内容内容(nirng)(nirng)的选择的选择 1 1采用数控铣削加工内容采用数控铣削加工内容 (1)(1)工件上的曲线轮廓内、外形，特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓。工件上的曲线轮廓内、外形，特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓。(2)(2)已给出数学模型的空间曲线。已给出数学模型的空间曲线。(3)(3)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，划线与检测困难的部位。(4)(4)用通用用通用(tngyng)(tngyng)铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内、外凹槽。铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内、外凹槽。(5
16、)(5)以尺寸协调的高精度孔或面。以尺寸协调的高精度孔或面。(6)(6)能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状。能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状。(7)(7)采用数控铣削能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动的一般加工内容。采用数控铣削能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动的一般加工内容。2 2不宜采用数控铣削加工内容不宜采用数控铣削加工内容 (1)(1)需要进行长时间占机和进行人工调整的粗加工内容，如以毛坯粗基准定位划线找正的加工。需要进行长时间占机和进行人工调整的粗加工内容，如以毛坯粗基准定位划线找正的加工。(2)(2)必须按专用工装协调的加工内容必须按专用工装协调的加工内容(如标准样件
17、、协调平板、模胎等如标准样件、协调平板、模胎等)。(3)(3)毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位。毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位。(4)(4)简单的粗加工面。简单的粗加工面。(5)(5)必须用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽或高筋板小转接圆弧部位。必须用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽或高筋板小转接圆弧部位。第10页/共65页第十一页，共65页。6 6 6 62 2 2 23 3 3 3 数控铣床加工零件的结构数控铣床加工零件的结构数控铣床加工零件的结构数控铣床加工零件的结构(jigu)(jigu)(jigu)(jigu)工艺工艺工艺工艺性分析性分析性分析性分析 1 1零件
18、图样尺寸的正确标注零件图样尺寸的正确标注 构构成成零零件件轮轮廓廓的的几几何何元元素素(点点、线线、面面)的的相相互互关关系系(如如相相切切、相相交交、垂垂直直和和平平行行等等)，的的给定条件是否充分，应无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。给定条件是否充分，应无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。2 2保证获得要求的加工精度保证获得要求的加工精度 检检查查零零件件的的加加工工要要求求，如如尺尺寸寸加加工工精精度度、形形位位公公差差及及表表面面粗粗糙糙度度在在现现有有的的加加工工条条件件下下是是否否可可以以得得到到保保证证，是是否否还还有有更更经经济济的的加加工工方方法法或
19、或方方案案。对对一一些些特特殊殊情情况况，如如面面积积较较大大的的薄薄板，当其厚度小于板，当其厚度小于3mm3mm时，就应在工艺上充分重视这一问题。时，就应在工艺上充分重视这一问题。3 3零件内腔外形的尺寸统一零件内腔外形的尺寸统一4 4尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸 （1 1）内内槽槽圆圆弧弧半半径径R R的的大大小小决决定定着着刀刀具具直直径径的的大大小小，所所以以内内槽槽圆圆弧弧半半径径R R不不应应太太小小。（图图6969）。一一般般，当当R0.2H(HR0.2H(H为为被被加加工工轮轮廓廓面面的的最最大大高高度度)时时，可可以以判判定定零零件件上上该
20、该部部位位的的工工艺艺性不好。性不好。（2 2）零零件件铣铣削削槽槽底底平平面面时时，槽槽底底面面圆圆角角或或底底板板与与肋肋板板相相交交处处的的圆圆角角半半径径r r不不要要过过大大（图图6-6-1010）。因因为为铣铣刀刀与与铣铣削削平平面面接接触触的的最最大大直直径径d=D2r(Dd=D2r(D为为铣铣刀刀直直径径)，当当D D越越大大而而r r越越小小时时，铣刀端刃铣削平面的面积越大，加工平面的能力越强，铣削工艺性当然也越好。铣刀端刃铣削平面的面积越大，加工平面的能力越强，铣削工艺性当然也越好。5 5保证基准统一保证基准统一 最最好好采采用用统统一一基基准准定定位位，因因此此零零件件上
21、上应应有有合合适适的的孔孔作作为为(zuwi)(zuwi)定定位位基基准准孔孔，也也可可以以专专门门设设置置工工艺艺孔孔作作为为(zuwi)(zuwi)定定位位基基准准(如如在在毛毛坯坯上上增增加加工工艺艺凸凸台台或或在在后后继继工工序序要要铣铣去去的的余余量量上上设设基基准准孔孔)。若若无无法法制制出出工工艺艺孔孔，最最起起码码也也要要用用精精加加工工表表面面作作为为(zuwi)(zuwi)统统一一基基准准，以以减减少二次装夹产生的误差。少二次装夹产生的误差。6 6分析零件的变形情况分析零件的变形情况 零件在数控铣削加工时的变形较大时，就应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防。零件在数控铣削
22、加工时的变形较大时，就应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防。第11页/共65页第十二页，共65页。图图6-9 肋板高度与内孔转接圆肋板高度与内孔转接圆 弧对零弧对零件铣削件铣削(x xu)工艺性的影响工艺性的影响 图图610 零件底面与肋板的转零件底面与肋板的转接接(zhun ji)圆弧对零件铣削工圆弧对零件铣削工艺性的影响艺性的影响 return第12页/共65页第十三页，共65页。6 6 6 62 2 2 24 4 4 4 数控铣削零件毛坯数控铣削零件毛坯数控铣削零件毛坯数控铣削零件毛坯(mop)(mop)(mop)(mop)的工艺性分析的工艺性分析的工艺性分析的工艺性分析 1 1毛坯应
23、有充分的加工余量，稳定的加工质量毛坯应有充分的加工余量，稳定的加工质量 毛毛坯坯主主要要指指锻锻、铸铸件件(zhjin)(zhjin)，因因模模锻锻时时的的久久压压量量与与允允许许的的错错模模量量会会造造成成余余量量多多少少不不等等，铸铸造造时时也也会会因因砂砂型型误误差差、收收缩缩量量及及金金属属液液体体的的流流动动性性差差不不能能充充满满型型腔腔等等造造成成余余量量不不等等。另另外外，锻锻造造、铸铸造造后后，毛毛坯坯的的翘翘曲曲与与扭扭曲曲变变形形量量的的不不同同也也会会造造成成加加工工余余量量不不充充分分、不不稳稳定定。因因此此，除除板板料料外外，不不管管是是锻锻件件、铸铸件件(zhji
24、n)(zhjin)还还是是型型材材，只只要要准准备备采采用用数数控控铣铣削削加加工工，其其加工面均应有较充分的余量。加工面均应有较充分的余量。2 2分析毛坯的装夹适应性分析毛坯的装夹适应性 主主要要考考虑虑毛毛坯坯在在加加工工时时定定位位和和夹夹紧紧的的可可靠靠性性与与方方便便性性，以以便便充充分分发发挥挥数数控控铣铣削削在在一一次次安安装装中中加加工工出出较较多多待待加加工工面面。对对于于不不便便装装夹夹的的毛毛坯坯，可可考考虑虑在在毛毛坯坯上上另另外外增增加加装装夹夹余余量量或或工工艺艺凸凸台台来来定定位位与与夹夹紧紧，也也可可以以制制出出工工艺艺孔孔或或另另外外准准备备工工艺艺凸凸耳耳来
25、来特特制制工工艺艺孔孔作作定定位位基基准准（图图611611）。）。3 3分析毛坯的余量大小及均匀性分析毛坯的余量大小及均匀性 4 4尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸主主要要是是考考虑虑在在加加工工时时要要不不要要分分层层切切削削，分分几几层层切切削削。也也要要分分析析加加工工中中与与加加工工后后的的变变形形程程度度，考虑是否应采取预防性措施与补救措施。考虑是否应采取预防性措施与补救措施。图图611 增加增加(zngji)毛坯辅助基准示例毛坯辅助基准示例 第13页/共65页第十四页，共65页。6 63 3 数控铣床加工工艺数控铣床加工工艺数控铣床加工工艺数控铣床
26、加工工艺(gngy)(gngy)路线的拟路线的拟路线的拟路线的拟订订订订 6 63 31 1 数控铣削加工方案的选择数控铣削加工方案的选择数控铣削加工方案的选择数控铣削加工方案的选择(xunz)(xunz)1 1平面轮廓的加工方法平面轮廓的加工方法平面轮廓的加工方法平面轮廓的加工方法 这类零件的表面多由直线和圆弧或各种曲线构成(guchng)，通常采用3坐标数控铣床进行两轴半坐标加工（图612）。图图612 平面轮廓铣削平面轮廓铣削第14页/共65页第十五页，共65页。2 2固定固定固定固定(gdng)(gdng)斜角平面的加工方法斜角平面的加工方法斜角平面的加工方法斜角平面的加工方法 图图6
27、13 613 主轴主轴(zhzhu)(zhzhu)摆角加工固定斜面摆角加工固定斜面固定斜角平面(pngmin)是与水平面(pngmin)成一固定夹角的斜面，常用的加工方法如下：（1）当零件尺寸不大时，可用斜垫板垫平后加工；如果机床主轴可以摆角，则可以摆成适当的定角，用不同的刀具来加工(见图613)。当零件尺寸很大，斜面斜度又较小时，常用行切法加工，但加工后，会在加工面上留下残留面积，需要用钳修方法加以清除，用3坐标数控立铣加工飞机整体壁板零件时常用此法。当然，加工斜面的最佳方法是采用5坐标数控铣床，主轴摆角后加工，可以不留残留面积。（2）对于图66c所示的正圆台和斜筋表面，一般可用专用的角度成
28、型铣刀加工。其效果比采用5坐标数控铣床摆角加工好。第15页/共65页第十六页，共65页。3 3变斜角变斜角变斜角变斜角(xi jio)(xi jio)面的加工面的加工面的加工面的加工 图图614 4614 4、5 5坐标坐标(zubio)(zubio)数控铣床加工零件变斜角面数控铣床加工零件变斜角面 图图615 615 用鼓形铣刀分层用鼓形铣刀分层铣削变斜角铣削变斜角 （1）对曲率变化较小的变斜角面，用4坐标联动的数控铣床，采用立铣刀(但当零件斜角过大，超过机床主轴摆角范围时，可用角度成型铣刀加以弥补)以插补方式摆角加工(jigng)（图614a)。（2）对曲率变化较大的变斜角面，用4坐标联动
29、加工(jigng)难以满足加工(jigng)要求，最好用5坐标联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加工(jigng)（图614b）。（3）采用3坐标数控铣床两坐标联动，利用球头铣刀和鼓形铣刀，以直线或圆弧插补方式进行分层铣削加工(jigng)，加工(jigng)后的残留面积用钳修方法清除（图615）。第16页/共65页第十七页，共65页。4 4曲面轮廓曲面轮廓曲面轮廓曲面轮廓(lnku)(lnku)的加工方法的加工方法的加工方法的加工方法（1）对曲率变化不大和精度要求不高的曲面的粗加工(jigng)，常用两轴半坐标的行切法加工(jigng)，即x、y、z3轴中任意两轴作联动插补，第三轴作单独的周期
30、进给。如图616所示。两轴半坐标加工(jigng)曲面的刀心轨迹O1O2和切削点轨迹ab，如图617所示。（2）对曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工(jigng)，常用z、y、z3坐标联动插补的行切法加工(jigng)。如图618所示。（3）对像叶轮、螺旋桨这样的零件，因其叶片形状复杂，刀具容易与相邻表面干涉，常用5坐标联动加工(jigng)。其加工(jigng)原理如图619所示。第17页/共65页第十八页，共65页。图图616 616 两轴半坐标行切法加工曲面两轴半坐标行切法加工曲面 图图617 617 两轴半坐标行切法加工曲面的切削两轴半坐标行切法加工曲面的切削(qixio)(qi
31、xio)点轨迹点轨迹 图图418 3轴联动轴联动(lin dn)行切法行切法加工曲面的切削点轨迹加工曲面的切削点轨迹 图图419 曲面曲面(qmin)的的5坐标联动加工坐标联动加工 return第18页/共65页第十九页，共65页。6 6 6 63 3 3 32 2 2 2 进给路线进给路线进给路线进给路线(lxin)(lxin)(lxin)(lxin)的确定的确定的确定的确定 1 1 1 1顺铣和逆铣的选择顺铣和逆铣的选择顺铣和逆铣的选择顺铣和逆铣的选择 铣削有顺铣和逆铣两种方式（图620）。当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时，应选用顺铣，按照顺铣安排进给路线。因为采用顺铣加工后，零件(
32、ln jin)已加工表面质量好，刀齿磨损小。精铣时，尤其是零件(ln jin)材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量采用顺铣。当工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣，按照逆铣安排进给路线。因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩刀；机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行。图图620 顺铣与逆铣顺铣与逆铣a)顺铣b)逆铣第19页/共65页第二十页，共65页。2 2铣削铣削铣削铣削(x xu)(x xu)外轮廓的进给路线外轮廓的进给路线外轮廓的进给路线外轮廓的进给路线 （1）铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件外轮廓的法向切入，而应沿切削起始
33、点的延伸线逐渐切入工件，保证零件曲线(qxin)的平滑过渡。同哩，在切离工件时，也应避免在切削终点处直接抬刀，要沿着切削终点延伸线逐渐切离工件，如图621所示。（2）当用圆弧插补方式铣削外整圆时（图622），要安排刀具从切向进入圆周铣削加工，当整圆加工完毕后，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。图图621 621 外轮廓加工外轮廓加工(ji gng)(ji gng)刀具的切入和切出刀具的切入和切出 图图622 622 外圆铣削外圆铣削 第20页/共65页第二十一页，共65页。3 3 3 3铣削内轮廓铣削内轮廓铣削内轮廓铣削
34、内轮廓(lnku)(lnku)(lnku)(lnku)的进给路线的进给路线的进给路线的进给路线 （1）铣削封闭的内轮廓表面，若内轮廓曲线不允许外延（图623所示），刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入、切出，此时(c sh)刀具的切入、切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时（图624所示），为防止刀补取消时在轮廓拐角处留下凹口（图a）,刀具切入、切出点应远离拐角（图b）。（2）当用圆弧插补铣削内圆弧时也要遵循从切向切入、切出的原则，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线（图625所示）提高内孔表面的加工精度和质量。图图623 623 内轮廓加工内轮廓加工(ji gng)
35、(ji gng)刀具的切入刀具的切入和切出和切出 图图6 624 24 无无交点内轮廓交点内轮廓加工刀具的加工刀具的切入和切出切入和切出图图6 625 25 内圆铣削内圆铣削第21页/共65页第二十二页，共65页。4 4 4 4铣削铣削铣削铣削(x xu)(x xu)(x xu)(x xu)内槽的进给路线内槽的进给路线内槽的进给路线内槽的进给路线 所谓内槽是指以封闭曲线为边界的平底凹槽。一律用平底立铣刀加工，刀具圆角半径应符合(fh)内槽的图纸要求。图626所示为加工内槽的三种进给路线。图626a和图626b分别为用行切法和环切法加工内槽。两种进给路线的共同点是都能切净内腔中的全部面积，不留死
36、角，不伤轮廓，同时尽量减少重复进给的搭接量。不同点是行切法的进给路线比环切法短，但行切法将在每两次进给的起点与终点间留下残留面积，而达不到所要求的表面粗糙度；用环切法获得的表面粗糙度要好于行切法，但环切法需要逐次向外扩展轮廓线，刀位点计算稍微复杂一些。采用图626c所示的进给路线，即先用行切法切去中间部分余量，最后用环切法环切一刀光整轮廓表面，既能使总的进给路线较短，又能获得较好的表面粗糙度。图图626 626 凹槽加工凹槽加工(ji gng)(ji gng)进给路线进给路线 第22页/共65页第二十三页，共65页。5 5 5 5铣削曲面轮廓铣削曲面轮廓铣削曲面轮廓铣削曲面轮廓(lnku)(l
37、nku)(lnku)(lnku)的进给路线的进给路线的进给路线的进给路线 铣削曲面时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行(yxng)一行(yxng)的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。对于边界敞开的曲面加工，可采用两种加工路线，如图627所示发动机大叶片，当采用图a所示的加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。当采用图b所示的加工方案时，符合这类零件数据给出情况，便于加工后检验，叶形的准确度较高，但程序较多。由于曲面零件的边界是敞开的，没有其他表面限制，所以曲面边界可以延伸，球
38、头刀应由边界外开始加工。图图627 627 曲面加工曲面加工(ji gng)(ji gng)的进给路线的进给路线 第23页/共65页第二十四页，共65页。注意注意注意注意(zh y)(zh y)(zh y)(zh y)：轮廓加工中应避免进给停顿，否则会在轮廓表面留下刀痕；若在被加工表面范围内垂直下刀和抬刀，也会划伤表面。为提高工件表面的精度和减小粗糙度，可以(ky)采用多次走刀的方法，精加工余量一般以0.20.5mm为宜。选择工件在加工后变形小的走刀路线。对横截面积小的细长零件或薄板零件，应采用多次走刀加工达到最后尺寸；或采用对称去余量法安排走刀路线。第24页/共65页第二十五页，共65页。6
39、 6 6 63 3 3 33 3 3 3 夹具夹具夹具夹具(jij)(jij)(jij)(jij)的选择的选择的选择的选择 1 1 1 1对夹具对夹具对夹具对夹具(jij)(jij)(jij)(jij)的基本要求的基本要求的基本要求的基本要求 （1）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，夹具要做得尽可能开敞，因此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，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞(pn zhun)。（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，还要求能协调零件定位
40、面与机床之间保持一定的坐标联系。（3）夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。第25页/共65页第二十六页，共65页。2 2 2 2常用夹具常用夹具常用夹具常用夹具(jij)(jij)(jij)(jij)种类种类种类种类 （1）万能组合夹具 适合于小批量生产或研制时的中、小型工件在数控铣床上进行铣削加工。如图628所示的槽系组合夹具。（2）专用铣削夹具 这是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在年产量较大或研制时非要不可时采用。其结构固定，仅适用于一个具体零件的具体工序，
41、这类夹具设计时应力求简化，使制造时间尽可能缩短。（3）多工位夹具 可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一面加工，一面装卸工件，有利于缩短辅助时间，提高生产率，较适宜于中批量生产。（4）气动或液压夹具 适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、费力的工件，能减轻工人劳动强度和提高生产率，但此类夹具结构较复杂，造价往往较高，而且制造周期较长。图629为数控气动立卧式分度工作台。端齿盘为分度元件，靠气动转位分度，可完成5为基数的整倍垂直(或水平)回转坐标的分度。（5）通用铣削夹具 图630为数控回转座。一次安装工件，同时可从四面加工坯料，图630(a)可作四面加工；图630b)、图630c
42、)可作圆柱凸轮的空间成型面和平面凸轮加工；图630d）为双回转台，可用于加工在表面上成不同角度布置的孔，可作五个方向的加工。图631为数控铣床上通用可调夹具系统。该系统由图示基础件和另外一套定位夹紧调整件组成，基础件1为内装立式油缸2和卧式油缸3的平板(pngbn)，通过销4与5和机床工作台的一个孔与槽对定；夹紧元件可从上或侧面把双头螺杆或螺栓旋入油缸活塞杆，对不用的对定孔用螺塞封盖。第26页/共65页第二十七页，共65页。图图628 628 槽系组合槽系组合(zh)(zh)夹具组装过程示意图夹具组装过程示意图 图图629 629 分度工作台分度工作台 图图631 631 通用通用(tngyn
43、g)(tngyng)可调夹具系统可调夹具系统 return第27页/共65页第二十八页，共65页。a）b）c)d)图图6 630 30 数控回转台数控回转台(座座)return第28页/共65页第二十九页，共65页。3 3 3 3数控铣削夹具的选用数控铣削夹具的选用数控铣削夹具的选用数控铣削夹具的选用(xunyng)(xunyng)(xunyng)(xunyng)原则原则原则原则 在选用夹具时，通常需要考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性，选用时可参照下列原则：（1）在生产量小或研制时，应广泛采用万能组合(zh)夹具，只有在组合(zh)夹具无法解决工件装夹时才考虑采用其他夹具。（2）
44、小批量或成批生产时可考虑采用专用夹具，但应尽量简单。（3）在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动、液压夹具。第29页/共65页第三十页，共65页。6 6 6 63 3 3 34 4 4 4 刀具刀具刀具刀具(doj)(doj)(doj)(doj)的选择的选择的选择的选择 1 1 1 1数控铣削刀具数控铣削刀具数控铣削刀具数控铣削刀具(doj)(doj)(doj)(doj)的基本要求的基本要求的基本要求的基本要求 （1）铣刀刚性要好 目的有二：一是为提高生产率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。（2）铣刀的耐用度要高 尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，
45、如刀具不耐用而磨损很快，就会影响工件(gngjin)的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工件(gngjin)表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件(gngjin)的表面质量。除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。总之，根据被加工工件(gngjin)材料的热处理状态，切削性能及加工余量选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。第30页/共65页第三十一页，共65页。2 2 2 2常用常用常用常用(chn yn)(chn yn)(chn yn)(
46、chn yn)铣刀的种类铣刀的种类铣刀的种类铣刀的种类 （1 1 1 1）面铣刀）面铣刀）面铣刀）面铣刀 如图632所示，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。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。面铣刀主要用于面积较大的平面铣削和较平坦的立体轮廓的多坐标加工。高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=80250mm，螺旋角=10，刀齿数Z=1026。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(d do)广泛应用。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-焊接
47、式和可转位式三种（见图633）。图图632 632 面铣刀面铣刀(x do)(x do)第31页/共65页第三十二页，共65页。图图633 633 硬质合金面铣刀硬质合金面铣刀 a)a)整体整体(zhngt)(zhngt)焊接式焊接式 b)b)机夹焊接式机夹焊接式 c)c)可转位式可转位式 return第32页/共65页第三十三页，共65页。（2 2 2 2）立铣刀）立铣刀）立铣刀）立铣刀 立铣刀也可称为圆柱铣刀，如图634，广泛用于加工平面类零件。立铣刀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。立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。主切削刃一般为
48、螺旋齿（图634a、b），这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。一种先进的结构为切削刃是波形的（图634c），其特点是排屑更流畅，切削厚度更大，利于刀具散热且提高了刀具寿命，刀具不易产生振动。立铣刀按端部切削刃的不同可分为过中心刃和不过中心刃两种。过中心刃立铣刀可直接轴向进刀。由于不过中心刃立铣刀端面中心处无切削刃，所以它不能作轴向进给，端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。立铣刀按齿数可分为粗齿、中齿、细齿三种。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。一般粗齿立铣刀齿数Z=34，细齿立铣刀齿数Z=58，套式结构Z=1020，容屑槽圆弧半径r=2
49、5mm。当立铣刀直径较大时，还可制成不等齿距结构，以增强抗振作用，使切削过程平稳。立铣刀按螺旋角大小可分为30、40、60等几种形式。标准(biozhn)立铣刀的螺旋角=4045（粗齿）和3035（细齿），套式结构立铣刀的为1525。直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。271mm的立铣刀制成直柄；663mm的立铣刀制成莫氏锥柄；2580mm的立铣刀做成7：24锥柄，内有螺孔用来拉紧刀具。直径大于40160mm的立铣刀可做成套式结构。第33页/共65页第三十四页，共65页。c)d)图图634 634 立铣刀立铣刀 a)a)硬质合金硬质合金(yn zh h jn)(yn zh h jn)立铣刀立铣
50、刀 b)b)高速钢立铣刀高速钢立铣刀 c)c)波形立铣刀波形立铣刀 d)d)波形立铣刀波形立铣刀 return第34页/共65页第三十五页，共65页。（3 3 3 3）模具）模具）模具）模具(mj)(mj)(mj)(mj)铣刀铣刀铣刀铣刀 模具铣刀由立铣刀发展而成，它是加工(ji gng)金属模具型面的铣刀的通称。可分为圆锥形立铣刀（圆锥半角3、5、7、10）、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。它的结构特点是球头或端面上布满了切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。国家标准规定直径d=463mm。（图6