数控铣削加工工艺与编程

第三章数控铣削加工工艺与编程第一节数控铣削加工工艺序号：19要紧内容：一、数控铣床的要紧加工对象数控铣床的要紧加工对象有：1．平面类零件2.变歪角类零件3．曲曲折折曲曲折折折折面类(立体类)零件。

二、数控铣削加工工艺规程的制订数控加工程序不仅包括零件的工艺规程，还包括切削用量、走刀路线、刀具尺寸和铣床的运动过程等，因此必须对数控铣削加工工艺方案进行具体的制定。

1．数控铣削加工的内容〔1〕零件上的曲曲折折曲曲折折折折线轮廓，特别是由数学表达式描绘的非圆曲曲折折曲曲折折折折线和列表曲曲折折曲曲折折折折线等曲曲折折曲曲折折折折线轮廓；〔2〕已给出数学模型的空间曲曲折折曲曲折折折折面；〔3〕外形复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位；〔4〕用通用铣床加工时难以瞧瞧、测量和操纵进给的内外凹槽；〔5〕以尺寸协调的高精度孔或面；〔6〕能在一次安装中顺带铣出来的简单外表；〔7〕采纳数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内容。

2．零件的工艺性分析〔1〕零件图样分析1〕零件图样尺寸的正确标注；2〕零件技术要求分析；3〕零件图上尺寸标注是否符合数控加工的特点。

〔2〕零件结构工艺性分析1〕保证获得要求的加工精度；2〕尽量统一零件外轮廓、内腔的几何类型和有关尺寸；3〕选择较大的轮廓内圆弧半径；4〕零件槽底部圆角半径不宜过大；5〕保证基准统一原那么；6〕分析零件的变形情况。

〔3〕零件毛坯的工艺性分析1〕毛坯应有充分、稳定的加工余量；2〕分析毛坯的装夹适应性；3〕分析毛坯的余量大小及均匀性。

小结：数控铣床要紧加工对象的特点、零件的工艺性分析。

序号：20课题课题二数控铣削工艺路线课时 2目的要求具体了解制定数控铣削工艺路线的各个环节，明确各项细那么，掌握“合理〞度。

知识点加工方法、工序、加工顺序、装夹方案、进给路线、切进、切出、行切、环切。

要害点加工方法、加工顺序、进给路线、切进、切出教学进程设计1．具体介绍数控铣削工艺路线的各个环节；2．强调合理性；3．举例引证。

教学方法讲授、探究〔多媒体教学〕教具引用网络资源课后记述参考链接顺铣和逆铣要紧内容：二、数控铣削加工工艺规程的制订3．工艺路线确实定〔1〕加工方法的选择1〕内孔外表的加工方法2〕平面的加工方法3〕平面轮廓加工方法4〕曲曲折折曲曲折折折折面轮廓加工方法。

〔2〕加工时期的划分1〕有利于保证加工质量；2〕有利于及早发现毛坯的缺陷；3〕有利于设备的合理使用。

〔3〕工序的划分1〕按所用刀具划分工序的原那么；2〕按粗、精加工分开，先粗后精的原那么；3〕按先面后孔的原那么划分工序。

〔4〕加工顺序的安排1〕切削加工工序的安排a．基面先行原那么；b．先粗后精原那么；c．先主后次原那么；d．先面后孔原那么。

2〕热处理工序的安排a．预备热处理；b．消除剩余应力；c．最终热处理。

3〕辅助工序的安排4〕数控加工工序与一般工序的衔接〔5〕装夹方案确实定〔组合夹具的应用〕〔6〕进给路线确实定加工路线确实定原那么要紧有以下几点：1〕加工路线应保证被加工零件的精度和外表质量，且效率要高；2〕使数值计算简单，以减少编程运算量；3〕应使加工路线最短，如此既可简化程序段，又可减少空走刀时刻。

1〕顺铣和逆铣的选择2〕铣削外轮廓的进给路线〔切进、切出〕3〕铣削内槽的进给路线〔行切法、环切法〕4〕铣削曲曲折折曲曲折折折折面的进给路线小结加工顺序安排的原那么、加工路线确实定原那么。

要紧内容：二、数控铣削加工工艺规程的制订4．刀具选择〔1〕数控刀具材料：高速钢、硬质合金、陶瓷、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼、外表涂层。

〔2〕数控铣削对刀具的要求：刚性好、耐用度高。

〔3〕铣刀的种类：面铣刀、立铣刀、模具铣刀、键槽铣刀、鼓形铣刀、成形铣刀。

〔4〕铣刀的选择①减少刀具数量；②一把刀具完成其所能进行的所有加工部位；③粗精加工的刀具应分开使用；④先铣后钻；⑤先曲曲折折曲曲折折折折面精加工，后二维轮廓精加工。

1〕铣刀类型的选择2〕铣刀参数的选择a．面铣刀要紧参数的选择标准b．立铣刀要紧参数的选择3〕铣刀生产厂家的选择5．切削用量的选择切削用量包括：切削速度〔主轴转速〕、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。

粗加工时，首先选取尽可能大的背吃刀量；其次，依据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量，最后依据刀具耐用度确定最正确的切削速度；精加工时，首先依据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次，依据已加工外表的粗糙度要求，选择尽较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，选择较高的切削速度；〔1〕背吃刀量(端铣)或侧吃刀量(圆周铣)背吃刀量a p为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸；侧吃刀量a e为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。

〔2〕进给量与进给速度v f铣刀转速n、铣刀齿数Z及每齿进给量f z(单位为mm/z)的关系：〔3〕切削速度v c铣削的切削速度与刀具耐用度T、每齿进给量f z、背吃刀量a p、侧吃刀量a e以及铣刀齿数Z成反比，与铣刀直径d成正比。

小结铣刀的种类、切削用量的选择。

序号：22 课题 课题四 数控铣削工艺设计课时2目的要求 加强分析、解决咨询题的能力，提高工艺设计的水平。

知识点 工艺路线、合理设计 要害点 工艺路线教学进程 设计1．简述零件结构特点； 2．分析精度要求；3．提出咨询题，开拓思路，分组讨论，总结； 4．确认工艺方案。

教学方法 讨论、探究〔现场、多媒体教学〕 教具引用 挂图 课后记述 参考链接要紧内容：三、数控加工工艺路线设计实例1．零件分析〔1〕进口轴承止推块的结构特点：止推块两侧是圆弧边且均有两圆弧槽，止推块非合金端面有一与中心线偏离3°的凸台。

〔2〕精度要求1〕尺寸精度高，止推块厚度尺寸为12.9±0.008(mm)，非合金端面外表粗糙度R μm ； 2〕位置精度要求高，非合金端面对合金端面的平行度误差不超过m 。

加工难点：磨削时如何装夹工件；如何加工止推块的外形；铣两侧圆弧槽时如何装夹工件；铣两侧圆弧采纳何种刀具；圆弧槽尺寸如何测量。

2．加工工艺过程的制定 〔1〕下料 工艺路线：备料—锻造—加工。

工艺要求将材料锻成一整圆毛坯，加工后将整圆切开成块，整圆料的大小需依据加工要求确定，止推块工艺图尺寸再加上余量。

D=2R 0+20；D 1=2(R 0-H 3)-10；D 2=2R 0+10；H 1=H 4+5d 依据具体工件，考虑后续加工装夹来确定。

止推块厚度m ，整圆加工留出工艺夹头，h=H5+20，以便整圆加工易装夹。

〔2〕加工工艺止推块零件图止推块工艺图铣削加工夹具〔3〕加工—浇注合金—车外圆及合金面—磨非合金端面—检查合金结合面—铣凸台、铣外型—铣圆弧槽—检验。

1)按图加工后，将合金浇注在环型槽内。

2)将外圆及合金端面车至图样要求，内孔车光，加工非合金端面留磨量。

3)将非合金端面磨至图样要求，保证厚度(图样要求厚度12.9±0.008mm)，非合金面粗糙度Ra1.6μm，平行度m。

由于图样尺寸精度、位置精度及外表质量要求高，必须采纳磨削工序来操纵其加工精度，而合金面不能磨。

磨非合金端面时以合金面定位，由于合金面不导磁，不能被电磁盘吸住，可用在前序加工时，d和D1之间已留出的环形端面，将工件吸在电磁盘上，解决了磨削时的装夹咨询题。

4)检验合金与钢的结合面。

5)在数控立铣上钻径向孔，铣非合金端面上凸台。

凸台与中心线偏离3°，径向孔与中心线偏离6°11″。

止推块外形两侧圆弧边的加工在一般铣床上不易实现，假设按人工划线铣，手动操纵，将引进人为误差，而且圆弧形面不易保证，加工周期长。

将止推块外形加工安装在数控立铣上，将工件固定在回转工作台上，以外圆为基准寻正，编程零点为工件回转中心，按程序铣外形，解决了止推块外形加工咨询题。

6)加工两侧圆弧槽。

加工止推块两侧圆弧槽必须解决三个咨询题：a.如何装夹工件；b.采纳何种刀具；c.如何测量。

止推块外形尺寸小，外形不规那么，必须设计一种专用工装，保证工件在加工时相关于刀具及切削成形运动处于正确位置，不产生位移。

为此，可设计一定位夹具，将止推块固定在夹具上压紧，夹具在机床上寻正后固定，使工件在加工时处于正确的位置，加工时只需更换止推块，不再需要重复寻正，使工件迅速正确安装，缩短辅助时刻，提高劳动生产率。

设计时将止推块放进与止推块外形一致的槽内，以限制止推块的移动，再用小压板压紧，以夹具侧面为基准寻正、对刀，采纳专用铣刀铣槽。

夹具技术要求为槽形中心线与基准A平行度不超过m。

图样圆弧槽的尺寸R9.12，深m，加工时刀具不能与R7、深的槽发生干预，外购标准刀具中没有适宜的刀具能加工此槽，必须设计专用刀具。

依据图样结构与尺寸，设计专用铣刀。

实践证实，采纳此刀加工工件，效果特别好。

先加工完一侧的槽时，无法直截了当测量槽是否加工到图样要求，可将两侧槽距尺寸进行换算，计算出槽与工装A基准面的距离，通过测量槽与工装基准面的距离，来操纵槽尺寸是否到达图样要求。

通过尺寸换算，解决槽的测量咨询题。

小结毛坯加工—浇注合金—车外圆及合金面—磨非合金端面—检查合金结合面—铣凸台、铣外型—铣圆弧槽—检验。

第二节数控铣床的程序编制要紧内容：一、坐标系统及相关指令1．数控铣床的坐标系〔1〕机床坐标系〔2〕机床原点机床坐标系原点〔3〕参考点机床上的固定点，由机械挡块或行程开关确定；建立机床坐标系。

〔4〕工件坐标系编程坐标系，距机床原点之向量为零点偏置。

〔5〕工件原点工件坐标系原点，也喊程序零点。

2．工件坐标系设定指令〔1〕工件坐标系建立指令G92XYZX、Y、Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置，不产生位移。

〔2〕坐标系偏置指令G54〔G54-G59〕工件坐标系相关于机床原点的零点偏置，即坐标系的平移变换。

需设置偏置值到机床偏置页面中，在程序中直截了当调用。

3、坐标平面选择指令(G17、G18、G19)二、尺寸形式指令1．尽对和增量尺寸编程(G90/G91)2．公制尺寸/英制尺寸指令〔G20/G21〕三、常用的辅助功能四、刀具功能T、主轴转速功能S和进给功能F五、螺旋线插补指令该指令在进行圆弧插补的同时，沿垂直于插补平面的坐标方向做同步运动，构成螺旋线插补运动。

格式：G17G02/G03XYZR〔IJ〕KF其中：XYZ——螺旋线的终点坐标；IJ——圆心在X、Y轴上的坐标，是相对螺旋线起点的增量坐标；R——螺旋线半径，与I、J形式两者取其一；K——螺旋线的导程，为正值。

小结强调机床原点、工件原点的概念和本节课所介绍的各种指令的格式。

序号：24要紧内容：六、刀具补偿指令及其编程1．刀具半径补偿〔1〕刀具半径补偿指令(G41、G42、G40)格式G41(G42)G00(G01)X_Y_D__；G40 G00(G01)X_Y_；D__两位数：刀具半径补偿值所存放的地址，或刀具补偿值在刀具参数表中的编号；G40：刀具半径补偿取消，使用后，G41、G42指令无效。