铣削工艺与刀具设计
数控铣削加工工艺范围及铣削方式
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。
典型零件的加工工艺
典型零件的加工工艺1. 引言典型零件的加工工艺是指对常见的机械零件进行加工的工艺流程和方法。
随着制造业的发展，加工工艺也不断发展和创新，以提高产品的质量和生产效率。
本文将介绍几种典型零件的加工工艺，包括铣削、车削、钻孔和焊接等。
2. 铣削工艺铣削是现代制造业中最常用的加工工艺之一，用于加工各种形状复杂的零件。
其基本原理是利用旋转的刀具对工件进行切削。
铣削工艺包括以下几个步骤：•工件固定：将待加工的工件固定在铣床上。
•刀具选择：根据工件材料和形状选择合适的刀具。
•加工参数设置：包括切削速度、进给速度和轴向进给量等。
•铣削操作：根据零件的要求进行铣削操作，包括平面铣削、立体铣削和孔加工等。
•完成后的处理：对加工好的零件进行检查和清洁。
3. 车削工艺车削是将工件固定在车床上，利用刀具对工件进行旋转切削的加工工艺。
车削工艺适用于加工外圆、内圆和螺纹等形状的零件。
车削工艺的步骤如下：•工件固定：将工件用卡盘或卡钳固定在车床上。
•选择刀具：根据工件的材质和形状选择合适的刀具。
•加工参数设置：包括转速、进给速度和切削深度等参数的设定。
•车削操作：根据零件的要求进行车削操作，包括外圆车削、内圆车削和螺纹车削等。
•检查和修整：对加工好的零件进行检查和修整，确保质量要求。
4. 钻孔工艺钻孔是在工件上使用钻床或钻头进行孔加工的一种工艺。
钻孔工艺的步骤如下：•工件固定：将待加工的工件固定在钻床工作台上。
•选择合适的钻头：根据孔径和材质选择合适的钻头。
•加工参数设置：设置钻削转速、进给速度和冷却液的使用等。
•钻孔操作：用钻头对工件进行孔加工，按照要求进行孔的深度和直径的控制。
•清洁和检查：对加工好的孔进行清理和检查，确保孔的质量。
5. 焊接工艺焊接是将两个或多个工件通过熔化和凝固的过程连接在一起的工艺。
焊接工艺的步骤如下：•工件准备：准备待焊接的工件，包括清洁和坡口处理等。
•焊接机器设置：根据材料和焊接方式设置焊接机器的参数，包括电流、电压和焊接速度等。
数控铣床零件加工工艺分析与程序设计毕业论文
数控铣床零件加工工艺分析与程序设计毕业论文数控铣床是一种用数控技术控制刀具在工件上进行铣削加工的设备。
在数控铣床零件加工过程中，合理的工艺分析和程序设计对于保证加工精度和提高加工效率至关重要。
本文将以数控铣床零件加工工艺分析与程序设计为研究内容，分析其重要性并提出相应的设计方法。
首先，工艺分析对于数控铣床零件加工至关重要。
工艺分析是指通过对零件特点、材料性能等进行分析，确定合理的加工方法和加工工艺参数。
在数控铣床零件加工过程中，不同的零件要求不同的加工方法和参数，只有通过工艺分析才能确定最佳的加工工艺路线和参数，以保证零件的加工质量和效率。
工艺分析还可以提前预测可能出现的问题，如加工难度较大的区域、切削力较大的位置等，从而采取相应的措施，保证加工的顺利进行。
其次，程序设计是数控铣床零件加工的核心环节。
程序设计是指根据工艺分析的结果，编写数控程序，以实现对数控铣床的控制。
程序设计的质量直接影响加工结果，良好的程序设计可以提高加工精度和效率。
在程序设计过程中，需要根据零件的几何形状、尺寸和加工要求，确定数控刀具的刀补和补偿方案，编写合理的切削路径和切削轨迹，以保证零件的尺寸精度和表面质量。
此外，程序设计还需要考虑加工过程中可能出现的问题，如加工力的控制、材料的选择等，以提高加工的效率和稳定性。
在数控铣床零件加工工艺分析与程序设计过程中，可以采取以下方法：1.对零件进行全面的分析。
包括几何形状、尺寸、材料特性等方面的分析，确定加工目标和要求。
2.根据零件的特点和加工目标，选择合适的加工方法和加工工艺参数。
如铣床的进给速度、主轴转速、切削进给量等。
3.根据工艺分析结果，编写数控程序。
程序要考虑到零件的几何形状、加工道具的特点和刀具的路径。
4.在程序设计过程中，需要进行模拟实验和试加工。
通过试验和实际加工，检验程序的准确性和可行性。
5.对程序进行评估和调整。
根据试加工和实际情况，对程序进行调整和改进，以提高加工效率和质量。
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制造业的发展，数控加工技术逐渐成为最常用的加工方法之一。
而在数控加工领域中，数控铣削技术是常见的加工方法之一。
本文将介绍典型薄壁零件数控铣削加工工艺，包括工艺准备、加工流程、刀具选择和切削参数等方面的内容。
一、工艺准备1.1 材料选择因为薄壁零件通常是轻型结构件，所以材料一般选择铝合金、镁合金、不锈钢等轻质、高强度的材料。
1.2 工件夹紧在加工薄壁零件时，一定要保证工件夹紧牢固。
否则，易造成加工过程中工件的振动或位移，导致加工精度降低。
1.3 加工精度要求由于薄壁零件的厚度较小，所以在加工过程中要保证加工精度高，以防加工出错或造成损失。
二、加工流程2.1 预处理将所选材料进行预处理，包括去表面氧化层、去毛刺等。
2.2 下刀编制好数控加工程序后，进行下刀和切割。
2.3 清洗清洗零件，以便检查和测试。
2.4 检测检测零件的精度、结构、特性等。
如果不合格，要重新加工。
进行表面处理，包括抛光、喷漆、防锈等。
三、刀具选择在加工薄壁零件时，需要选用比较特殊的刀具。
常用的刀具主要包括切割刀具、削铣刀具、倒角刀具、钻头等。
3.1 切割刀具为了保证零件表面的质量和精度，需要选用切割刀具。
切割刀具的作用是将零件中的材料割离，形成所需的几何形状。
在进行倒角时，需要选用倒角刀具。
倒角刀具能够将薄壁零件边缘处的角进行倒角处理，使其具有更好的平滑度和美观度。
3.4 钻头在加工薄壁零件时，常常需要进行孔加工。
钻头是一种常用的刀具，在加工孔时经常被使用。
四、切削参数在加工薄壁零件时，需要注意切削参数的选择。
切削参数对加工质量起着重要的影响。
4.1 切削速度切削速度是指刀具在切割过程中移动的速度。
切削速度过快，容易导致刀具磨损、表面质量差等问题。
切削速度过慢，加工效率低下。
切削深度是指刀具在一次切削过程中切入材料的深度。
切削深度过大，会导致切屑对切削影响的加重，影响加工质量和效率。
总之，在加工薄壁零件时需要注意工艺准备、加工流程、刀具选择和切削参数等方面的内容。
铣削加工与刀具
三、铣削加工与刀具铣削是广泛使用的切削加工方法之一，它适用于加工平面、阶台面、沟槽、成形表面以及切断等。
铣刀的每一个刀齿都相当于一把车刀，它的切削基本规律与车削相似，但铣削是断续切削，切削厚度和切削面积随时在变化，所以铣削过程具有一些特殊规律。
以圆柱铣刀和面铣刀为例，介绍铣刀的几何参数和铣削过程特点，分析常用尖齿铣刀的结构特点、应用范围，为掌握常用标准铣刀的合理选用打下初步基础。
1. 铣刀的类型和几何参数（1）铣刀的类型铣刀是刀齿分布在旋转表面上或端面上的多刃刀具。
按刀齿齿背形状可分为尖齿铣刀和铲齿铣刀。
尖齿铣刀与铲齿铣刀相比，具有加工表面质量好，耐用度髙，切削效率髙等优点，因此得到广泛的使用。
铲齿铣刀沿前刀面可以重磨，重磨后铣刀刃形能保持不变，当铣刀具有复杂刃形时，铣刀制造容易、重磨简单，主要用于加工成形表面。
（2）铣刀的几何参数以圆柱铣刀和面铣刀为例来分析铣刀的几何参数。
铣削时，铣刀旋转是主运动，工件与铣刀沿进给方向相对运动是进给运动。
铣刀的主剖面标注坐标系由pr 、ps和p三平面组成：基面pr是过切削刃上的选定点且包含铣刀轴线的平面，即垂直于主运动速度方向的平面；切削平面ps是过切削刃上选定点与切削刃相切且垂直于基面的平面；主剖面p是通过切削刃上选定点，同时垂直于基面与切削平面的平面。
圆柱铣刀的主剖面p0与进给剖面pf；切削平面ps与切深剖面pp相互重合。
铣刀的主剖面p亦即为铣刀的端平面。
由于设计和制造的需要，铣刀的标注几何角度除规定在主剖面系外，还分别规定法剖面系和进给切深剖面系。
2）铣刀的几何角度车刀几何角度的定义也适用于铣刀。
①圆柱铣刀的几何角度圆柱铣刀的主剖面和进给剖面相重合，所以前角γ0和后角a分别等于进给前角γf和进给后角αf ，图纸上应标注γn和a。
主剖面、法剖面之间前角、后角关系可用下式换算：ββγγc o sc o satgatgtgtgnn==……………………4-13 4-14式中：β－螺旋角，相当于车刀上的刃倾角λs。
铣削加工工艺
铣削加工工艺1. 简介铣削加工是一种常见的机械加工方法，常用于在工件表面上切削出各种形状的凹凸槽、平面、齿轮等。
本文将介绍铣削加工的流程、工艺参数、工具选择和注意事项。
2. 流程铣削加工的基本流程如下：1.选择合适的铣床。
2.设计加工方案，并准备铣削刀具。
3.夹紧工件，并将其固定在铣床工作台上。
4.调整铣床的加工参数，如转速、进给速度等。
5.运行铣削加工程序，开始加工。
6.检查加工质量，并对工件进行修整。
7.收尾工作和清洁。
3. 工艺参数铣削加工的工艺参数对于加工质量和效率具有重要影响，以下是常见的工艺参数：•切削速度（Cutting Speed）：切削刀具在单位时间内通过工件的线速度，一般使用米/分钟（m/min）作为单位。
•进给速度（Feed Rate）：每次切割刀具移动的距离。
通常用毫米/转（mm/tooth）表示。
•切削深度（Cutting Depth）：切削刀具在每次进给完成后，切入工件的深度。
•切削宽度（Cutting Width）：切削刀具在每次进给完成后，切削工件的宽度。
•刀具半径补偿（Tool Radius Compensation）：针对切削刀具的尺寸进行补偿，保证加工尺寸的精确度。
4. 工具选择选择合适的铣刀工具对于加工质量和效率至关重要。
以下是常见的铣刀工具类型：•端铣刀：用于切削平面和轮廓。
•刀柄铣刀：用于开槽、切割等操作。
•高铣刀：用于深孔加工。
•槽铣刀：用于加工凹槽和槽口。
具体选择何种铣刀工具需要根据加工要求、工件材料和加工量来进行评估。
5. 注意事项在进行铣削加工时，需要注意以下事项：•安全操作：操作人员应戴上安全帽、眼镜等防护用品。
避免手部接触刀具，确保操作安全。
•刀具使用寿命：定期检查铣刀刃口的磨损情况，及时更换刀具，以确保加工质量。
•清洁工作：加工完成后，注意清理铣床、工作台和周围空间，保持工作环境整洁。
结论铣削加工是一种常见的机械加工方法，本文介绍了铣削加工的流程、工艺参数、工具选择和注意事项。
工件的平面铣削与对刀及设置
实训项目三工件的平面铣削与对刀、刀具补偿及工件坐标系设置实训目的与要求：1.掌握用面铣刀在MDI（A）方法下对工件进行水平面的铣削加工；2.了解各种对刀方法，掌握用试切法进行对刀操纵；3.掌握刀具补偿及工件坐标系的设置。
课题一工件的平面铣削模块一水平平面的铣削一、教学目标通过学习能对大平面进行数控铣削。
二、终极学习目标1.会制定大平面加工方案；2.会选用大平面加工刀具。
三、工作任务编制如图3-1所示大平面铣削程序，并进行铣削加工。
四、相关实践知识（一）填写加工工艺卡片图3-1 平面铣削练习1.分析零件工艺性能图3-1所示零件，外形尺寸长×宽×高=100×80×20，属于小零件。
高度尺寸为自由公差，大平面表面粗超度为Ra3.2。
2.选用毛坯或明确来料状况 所用材料：45半成品外形尺寸：101×81×21，六面全部进行粗加工。
3.确定装夹方案选用机用平口虎钳装夹工件。
底面朝下垫平，工件毛坯面高出钳口12mm ，夹80两侧面；100任一侧面与虎钳侧面取平夹紧，实际上限制六个自由度，工件处于完全定位状态。
4.确定加工方案由于该零件已进行粗加工，因此采用端面铣刀直接进行精加工。
加工方案及选用刀具见表3-1。
表3-1 加工方案与刀具选择5.填写工艺卡片 工艺卡片见表3-2。
表3-2 凸块数控加工工序卡片高速钢面铣刀一般用于加工中等宽度的平面，标准铣刀直径范围为mm 250~80φφ，硬质合金面铣刀的切削效率及加工质量均比高速钢铣刀高，故目前广泛使用硬质合金面铣刀加工平面。
图3-2所示为整体焊接式面铣刀。
该刀结构紧凑，较易制造。
但刀齿磨损后整把刀将报废，故已较少使用。
图3-3为机夹焊接式面铣刀。
该铣刀是将硬质合金刀片焊接在小刀头上，再采用机械夹固的方法将刀装夹在刀体槽中。
刀头报废后可换上新刀头，因此延长了刀体的使用寿命。
图2-38a 为可转位面铣刀。
铣削加工加工方法
铣削加工加工方法铣削加工是一种常用的机械加工方法，通过铣床、加工中心等设备，利用刀具在工件表面切削去除材料，从而得到所需的形状和尺寸。
这种加工方法广泛应用于金属、塑料、复合材料等材料的加工领域。
下面将详细介绍铣削加工的基本原理、设备和工艺。
铣削加工的基本原理是利用刀具进行切削，刀具在工件表面移动过程中，刀具的刀齿将工件上的材料切削到一定深度或完全切削掉，形成所需的形状。
切削过程中，刀具刀齿与工件表面之间的相对运动产生切削力，切削力作用下，刀具刀齿与工件材料之间的接触区域发生塑性变形和剪切断裂，从而去除材料。
刀具的刀齿形状、刀具进给速度和主轴转速等参数决定切削过程中的切削力大小和切削效果。
铣削加工所使用的设备包括铣床、加工中心和数控铣床等。
铣床是最常见的铣削设备，其结构包括床身、滑台和主轴箱等部分。
床身上固定有滑台，滑台可以沿床身的横向和纵向移动，以实现刀具在工件表面的切削。
滑台上装有主轴箱，主轴箱内设置有主轴和刀库，主轴可以高速旋转，刀库装有不同种类的刀具，通过刀库的换刀机构可以实现不同的刀具选择和换刀。
加工中心是一种集铣削、钻削、镗削、攻丝等多种功能于一体的综合性机床，主轴箱上还配备了进给轴和进给伺服系统，以实现刀具沿工件的其他方向进行切削。
数控铣床是在传统铣床基础上加上数控系统，可以实现自动化的加工过程，提高加工精度和生产效率。
铣削加工的基本工艺包括刀具选择、刀具装夹、工件装夹、刀具路径规划和切削参数设置等。
刀具的选择要根据工件材料和加工要求进行，包括刀具的材料、刀齿形状和刀具直径等。
刀具的装夹要保证刀具牢固固定，以防止在切削过程中的脱落和振动。
工件的装夹要保持工件的稳定位置，以保证加工质量。
刀具路径规划是根据工件形状和加工要求确定刀具的移动轨迹，一般包括顺铣、逆铣和横向铣削等方式。
切削参数的设置是根据工件材料和加工要求确定切削速度、进给速度和切削深度等参数，以保证切削过程中的切削力和加工效果。
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金属切除率zw： zw = ap * ae * vf = ap * ae * af *z*n
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铣削时切削厚度的变化
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铣削时切削层参数的计算（周铣）
大螺旋角铣刀 λs=60o （切钢材） λs=40o （切铸铁）
增加刀齿强度和容屑空间 可以增加切削深度，提高生产率。
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采用分屑措施
采用高性能刀片材料 涂层硬质合金 CBN 金刚石
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7 硬质合金端铣刀设计
精品课件
（1）硬质合金端铣刀的结构
铣削原理与刀具
燕山大学机械工程学院 胡占齐
精品课件
主要内容
1. 铣刀的种类和用途 2. 铣刀的几何角度 3. 铣削的切削参数和切削面积 4. 铣削的切削力 5. 铣削的切削用量 6. 尖齿铣刀设计 7. 硬质合金端铣刀设计 8. 铣刀制造过程中的基本问题 9. 仿形齿轮铣刀设计与制造 10. 铣刀的正确使用
a c f z sin
aw B
a c max f z sin 1
a cav
f z sin
1 2
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铣削时切削层参数的计算（端铣）
a c f z cos sin r
aw
ap sin
r
a cav
f z a e sin r d 0
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球头铣刀的切削数
副切削平面与假定工作平面 减小副切削刃、副后面与工件 间的夹角，在基面中测量 已加工表面的摩擦，影响 表面粗糙度。
后面与切削平面间的夹角， 在正交平面中测量。
减小后面与工作表面间的摩擦， 并与前角决定切削刃的锋 利和强度。
精品课件
各参考系几何角度间的关系
主剖面参考系 几何角度
进给切深面参考系 几何角度
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铣削方式 左：周铣 下：端铣
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4 铣刀的切削力
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铣削力的分解 切向铣削分力Fc：作用在铣刀切线方向 径向铣削分力Fp：作用于铣刀半径方向 轴向铣削分力Fo：作用于铣刀轴线方向
纵向铣削分力Fx：作用于机床纵向工作台方向 横向铣削分力Fy：作用于机床横向工作台方向 垂直铣削分力Fz：作用于机床升降工作台方向
f： 铣刀转过一转，铣刀与工件的相对位移(mm/rev)； vf ：铣刀沿进给运动方向的运动速度(mm/min)。
vf =f*n= af *z*n 铣削深度ap: 平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸
铣削宽度ae: 垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸
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铣削用量
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(2) 切削层参数 切削厚度ac:在基面内测量的相邻刀齿主切削刃运动轨迹间的距离。 切削宽度aw:在基面内测量的 铣刀主切削刃的工作长度。
对于不同的研究内容，采用不同的分解方法。
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铣削力的计算
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5 铣刀的切削用量
铣削用量的选择原则是：“在保证加工质量的前提 下，充分发挥机床工作效能和刀具切削性能”。
在工艺系统刚性所允许的条件下，首先应尽可能选择 较给大量的fz；铣最削后深根度据ap所和选铣定削的宽耐度用ac度；计其算次铣选削择速较度大v的c 。每齿进
法剖面参考系 几何角度
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工程图中角度标注原则： 1 尽量按照参考系标注； 2 考虑加工调整方便。
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3 铣刀用量和切削层参数
(1)铣削用量四要素 铣削速度v: 切削刃上指定点的线速度
v=πd0n/(1000*60) (m/s) 进给量af： 铣刀转过一个刀齿，铣刀与工件的相对位移（mm/z）；
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1 铣刀的种类和用途
铣刀的 种类 特点和 用途
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立铣刀的变形
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立铣刀的变形
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立铣刀的变形
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盘铣刀的变形
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铣刀的应用
1.粗铣刀Ⅰ2.粗铣刀Ⅱ3.加深立铣 刀
4.半精铣刀Ⅱ5.半精铣刀Ⅱ6.精铣刀
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2 铣刀的几何角度
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圆柱铣刀的几何角度
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其中的指数和系数查表。
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查表法： 铣削速度的确定可查铣削用量手册，如《机械加工工
艺手册》第l卷等
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6 尖齿铣刀设计
（1）尖齿铣刀的主要结构参数 直径和孔径：d0=d+2m+2H 齿数 z<0.12 d0 （粗齿）
z>0.12 d0 （密齿） 刀齿及容屑槽
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（2）尖齿铣刀的改进设计
（1）铣削深度ap和铣削宽度ac的选择 对于端铣刀，选择吃刀量的原则是：当加工余量
≤8mm，且工艺系统刚度大，机床功率足够时，留出半精 铣余量0.5~2mm以后，应尽可能一次去除多余余量；当 余量＞8mm时，可分两次或多次走刀。铣削宽度和端铣 刀直径应保持以下关系：
d0=(l.l~1.6) ac（mm） 度ac对的于选圆择柱原铣则刀与，端铣铣削刀深铣度削a深p应度小的于选铣择刀原长则度相，同铣。削宽
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（2）进给量的选择
每齿进给量fz是衡量铣削加工效率水平的重要指标。 粗铣时fz主要受切削力的限制，半精铣和精铣时，fz主要受
表面粗糙度限制。
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(3) 铣削速度vc的确定
公式法：
vc TmfCzxavDpyqBrzn (m/min)
使用方法： 初选铣削深度和铣削宽度； 计算切削速度； 调整切削参数以满足切削速度的要求。
前面与基面间的夹角，在背 平面中测量
决定切削刃的强度和切 屑的流向，影响切削分 力的大小和表面质量。
侧前角 γ f （径向前
角）
前面与基面间的夹角，在假 决定刀齿的强度和切削力的
定工作平面中测量。
大小。
精品课件
名称 符号 定义
作用
主偏角 kr
副偏角 kr'
后角
a0
主切削平面与假定工作平面 影响刀尖部分的强度、切削分 间的夹角，在基面中测量。 力之间的比例、工件表面 的形状和切削刃参加切削 的长度。
端铣刀的几何角度
精品课件
精品课件
名称 符号 定义
作用
前角
γ0
刃倾角 λs
背前角 γ p （轴向前
角）
前面与基面间的夹角，在主 剖面中测量。
决定切削刃的锋利程度和强 度。增大前角可减小切 屑变形，减小切削力和 切削功率。tr>
主切削刃与基面间的夹角， 控制切屑流向，影响切削刃
在切削平面中测量。
强度和切削分力的大小。