数控铣床的铣技术
数控铣床加工基础知识
1.数控铣床的分类自从工业革命以来，机床工业发生了翻天覆地的变化。
大多数人了解的是铣床、车床和钻床，也就是所说的普通机床，这些设备通过技术工人操作手轮移动刀架使刀具沿正确的方向走刀到零件所加工的位置。
普通机床需要通过接受过较长时间的专业培训并且具有一定操作技能的操作者在具备一定条件的环境下才能加工出高质量的零件。
相对来说，普通设备的加工效率较低，成本较高。
数控设备在相当多的领域已经完全或逐渐取代了普通设备，与普通机床不同，数控机床加工零件的过程完全自动地进行，加工过程中人工不能干预。
因此，首先必须将所要加工件的全部信息，包括工艺过程、刀具运动轨迹及走刀方向、位移量、工艺参数(主轴转速、进给量、切削深度)以及辅助动作(换刀、变速、冷却、夹紧、松开)等，按加工顺序采用标准或规定的程序指令编写出正确的数控加工程序，然后输入到数控设备的控制系统中，随后控制系统按数控程序的要求控制数控机床对零件进行加工。
所谓数控编程，一般指包括零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验的全部工作过程。
数控编程可分为手工编程和自动编程两种方式。
数控铣床可进行钻孔、镗孔、攻螺纹、轮廓铣削、平面铣削、平面型腔铣削及空间三维复杂型面的铣削加工。
加工中心、柔性加工单元是在数控铣床的基础上产生和发展起来的，其主要加工方式也是铣加工方式。
数控铣床可按通用铣床的分类方法分为以下3类：(1)数控立式铣床数控立式铣床主轴轴线垂直于水平面，这种铣床占数控铣床的大多数，应用范围也最广。
目前三坐标数控立式铣床占数控铣床的大多数，一般可进行三轴联动加工。
(2)卧式数控铣床卧式数控铣床的主轴轴线平行于水平面。
为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转台或万能数控转台的方式来实现四轴和五轴联动加工。
这样既可以加工工件侧面的连续回转轮廓，又可以实现在一次装夹中通过转台改变零件的加工位置也就是通常所说的工位，进行多个位置或工作面的加工。
铣削加工工艺讲解
切入切出路径
铣削内轮廓的切入切出路径
铣削内圆的切入切出路径
切入切出路径
铣削内轮廓的切入切出路径
从尖点切入铣削内轮廓
切入切出路径
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
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。
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
数控铣床的坐标系统
立式升降台铣床的 坐标方向为：Z轴垂 直（与主轴轴线重 合），向上为正方向； 面对机床立柱的左右 移动方向为X轴，将 刀具向右移动（工作 台向左移动）定义为 正方向；根据右手笛 卡尔坐标系的原则， Y轴应同时与Z轴和X 轴垂直，且正方向指 向床身立柱。
立式铣床的坐标系统
数控铣床的坐标系统
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 件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高 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。
切入切出路径
铣削外圆的切入切出路径
切入切出路径
铣削外轮廓的切入切出路径
切入切出路径
当铣切内表面轮廓形状时，也应该尽量遵循 从切向切入的方法，但此时切入无法外延，最好 安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线。当实在无法 沿零件曲线的切向切入、切出时，铣刀只有沿法 线方向切入和切出，在这种情况下，切入切出点 应选在零件轮廓两几何要素的交点上，而且进给 过程中要避免停顿。
项目五数控铣床加工工艺与加工
于从诸多风动机械零件实际加工中精选典型的案例，来介绍数控铣床加工工艺所涉及的工艺性分析、加工工艺、安装定位、刀具应用及典型零件加工的基础知识任务一数控铣削加工工艺任务目标◇会分析简单零件的加工工艺；◇会划分简单零件的加工工序；◇能确定零件定位及装夹方法；◇能确定简单零件的走刀路线；◇会选择合理的加工刀具和切削用量；◇会编写加工工艺卡；任务内容如果要加工下图所示活塞式空压机曲轴箱，数控铣床加工工艺准备工作步骤是什么？活塞式空压机曲轴箱一、加工工艺分析1.零件图的分析分析项目分析内容尺寸标注方法分析注意基准统一原则，减少累积误差。
零件图的完整性与正确性分析几何图素条件要求充分。
零件技术要求分析尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、热处理等都会影响工艺方案。
同时考虑安装、刀具、切削用量。
零件材料分析材料影响价格、切削用量、工艺方案。
零件图形的数学处理计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。
尺寸链的计算。
2.零件的结构工艺性分析（1）采用统一的几何类型和尺寸，减少换刀，提高效率，减少成本。
（2）零件的工艺结构设计应确保能采用较大直径的刀具进行加工。
采用大直径铣刀加工，能减少加工次数，提高表面加工质量。
内槽圆角影响刀具的选择，应大些，如图5-1所示。
图5-1知识链接（3）当铣刀直径D一定时，圆角半径r越大，铣刀端刃铣削平面的面积就越小，铣刀端刃铣削平面的能力就越差，效率越低，工艺性也越差。
所以槽底圆角半径r不宜太大，如图5-2所示。
（4）统一基准定位，减少定位误差。
（5）减少刀具数量，降低成本和减少定位误差。
图5-2（6）审查与分析定位基准的可靠性。
（7）对于薄壁件、刚性差的零件，注意加强零件加工部位的刚性，防止变形的产生。
（8）分析毛坯余量的大小及均匀性。
二、数控加工工艺过程设计1.加工工序的划分（1）刀具集中分序法按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完所有可以加工的部位,再用第二、三把刀完成它们可以完成的其他部位。
数控铣削编程与加工技术 教案
内蒙古化工职业学院
－学年第学期
数控铣削编程与加工技术课程教案
课程编码：
总学时／周学时：
开课时间：年月日第周至第周
授课班级：数控
使用教材：数控铣削编程与加工技术
授课教师：杨胜军
开课院系：测控与机电工程系
（教室、实验室、计算机房、数控实训基地）
章节第四章华中世纪星数控系统编程指令－１３备注教学目的掌握华中数控系统编程知识
－工件坐标系选择
教学重点
工作坐标系的定义与其它坐标系的区别
教学难点
教学方式及手段多媒体教学
教学时数２学时
复习上讲内容，导入本节主要内容
教学过程及内容
课堂小结，布置作业
作业布置随常讲解练，习题见课件。
数控铣床的结构与简单操作
数控铣床的结构及简单操作一、实习目的1．了解数控铣床的基本特点和机床坐标系。
2．熟悉FANUC 0i-MD 数控系统应用。
3．掌握数控铣床常规操作方法，重点学习数控铣床回零操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、自动加工等操作。
二、实习设备1．CGM4300B数控铣床2．XK714D数控铣床3．FANUC 0i-MD 数控系统三、基础知识1.数控铣床的加工对象（1）平面类零件加工面平行、垂直于水平面或与水平面成定角的零件称为平面类零件，这一类零件的特点是：加工单元面为平面或可展开成平面。
其数控铣削相对比较简单，一般用两坐标联动就可以加工出来。
（2）曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，其特点是加工面不能展开成平面，加工中铣刀与零件表面始终是点接触示。
（3）变斜角类零件加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件，以飞机零部件常见。
其特点是加工面不能展开成平面，加工中加工面与铣刀周围接触的瞬间为一条直线。
（4）孔及螺纹采用定尺寸刀具进行钻、扩、铰、镗及攻丝等，一般数控铣都有镗、钻、铰功能。
2.XK714D数控铣床的结构如图1-11所示，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成：（1）主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速围和输出扭矩对加工有直接的影响。
（2）进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。
（3）控制系统数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。
（4）辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
（5）机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。
图1-11 数控铣床的组成下面具体介绍一下主轴部件和进给传动装置：（1）主轴部件主轴部件是数控铣床上的重要部件之一，它带动刀具旋转完成切削，其精度、抗振性和热变形对加工质量有直接的影响。
数控技术铣床实训报告(3篇)
第1篇一、实训目的数控技术铣床实训是机械加工专业学生掌握数控铣床操作技能、熟悉数控铣床编程和加工工艺的重要实践环节。
通过本次实训，使学生能够：1. 熟悉数控铣床的结构、性能和操作方法；2. 掌握数控铣床编程的基本方法和技巧；3. 熟悉数控铣床加工工艺，提高加工精度；4. 培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
二、实训内容1. 数控铣床概述数控铣床是一种采用数字控制技术的机床，通过计算机编程实现对铣削过程的自动化控制。
它具有高精度、高效率、自动化程度高等特点。
本次实训主要涉及数控铣床的结构、性能、操作方法及编程。
2. 数控铣床结构及性能（1）结构数控铣床主要由以下几个部分组成：1）床身：床身是机床的基础，承受机床的重量和切削力，保证机床的稳定性；2）主轴箱：主轴箱包括主轴、传动系统、润滑系统等，负责将电力转化为切削力；3）进给系统：进给系统包括进给电机、丝杠、导轨等，负责实现铣刀的进给运动；4）数控系统：数控系统是机床的大脑，负责接收编程指令、控制机床的运动和加工过程；5）工作台：工作台是放置工件的地方，可以安装夹具和工件。
（2）性能数控铣床具有以下性能特点：1）高精度：数控铣床加工精度高，可以达到0.01mm；2）高效率：数控铣床加工速度快，效率高；3）自动化程度高：数控铣床可以自动完成加工过程，减少人工干预；4）加工范围广：数控铣床可以加工各种复杂形状的工件。
3. 数控铣床操作方法（1）开机准备1）检查机床电源、气源是否正常；2）检查机床各部件是否完好，润滑系统是否正常；3）检查数控系统是否正常，程序是否正确。
（2）装夹工件1）选择合适的夹具；2）根据工件形状和加工要求，调整夹具；3）将工件放置在夹具上，并拧紧夹具。
（3）设置参数1）根据加工要求，设置主轴转速、进给速度等参数；2）设置刀具补偿、工件坐标系等参数。
（4）启动机床1）按下启动按钮，机床开始运行；2）观察机床运行情况，确保机床运行正常。
数控铣床的编程与操作(231页)
由对刀操作建立三者之间的相互联系
数控铣床的编程与操作
工件坐标系 原点
机床坐标系 原点
数控铣床的编程与操作
工件坐标系
• 用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标 系，工件坐标系的原点即为工件零点。
• 工件零点的位置是任意的，它是由编程人员在编制程 序时根据零件的特点选定的。
• 考虑到编程的方便性，工件坐标系中各轴的方向应该 与所使用的数控机床的坐标轴方向一致。
平面指定代码不能省略。
数控铣床的编程与操作
例. 见下图所示，用Φ8的刀具，沿双点画线加工距离 工件上表面3mm深凹槽
80 60
8
8 R10
10
15
70
100
数控铣床的编程与操作
%5002
N1 G92 X0 Y0 Z50
N2 M03 S500
N3 G00 X19 Y24
N4 Z5
N5 G01 Z-3 F40
X1 机床原点
Y机
M
D
35
Z
Y
W
X
工件
原点
X2
Z2 Z1
机床原点
Y1
M
X机
Y 59
35 Y
Y 92
Y 54
30 15
B 20
C
G 52 35
X
Y2
40
A
G 59 30 45
X 59
G 54 X 54
30
G 92
X 92
数控铣床的编程与操作
返回参考点（机床原点）指令（ G28 ） 格式： G28 X _ Y _ Z _
通过本章节的教学：使学生掌握数 控铣床加工程序的编制方法；数控铣加 工的特点；刀具补偿的设置及其他指令 代码；固定循环代码。
数控铣床技术参数
数控铣床技术参数备注：1、重要参数红色标记2、主轴锥孔主流为BT40 7:24。
3、三轴行程越大越好；工作台面积越大越好；主轴转速越大越好；扭矩越大越好；电机功率、容量越大越好；承重越大越好；净重越大越好。
4、铣床型号X开头，车床型号C开头。
5、铣床的外围尺寸是每个厂商自定义的。
6、目前运用的最广的铣床是600系列、800系列。
600系列铣床尺寸(毫米)大概在长：2200——2500 宽：2200——2500 高：1800——2000（不计主轴电机高度）7、铣床工作台承重也是重要参数，单位是KG，专业术语是公斤而不是千克。
8、普通铣床才会分立式和卧式，卧式一般用于大工件的粗加工。
9、加工中心的刀库分为斗笠式和机械式，机械式比斗笠式跟贵，同等机床，加工中心比普通数铣贵3——4万元。
10、驱动方式：伺服机比步进电机精密度更高、价格更高、更省电。
数控铣床技术参数产品名称型号铣头回转角度(度)矩形工件台面积宽×长(毫米)主轴锥孔主轴转速(转/分)主轴中心至垂直导轨面距离(毫米)工作精度(毫米)电机功率（KW）数控装置重量(吨)外形尺寸高×宽×长(毫米)生产厂X轴Y轴Z轴定位精度重复定位可控轴数驱动方式系统承重净重数控立式XK5012250100250125×500莫氏3号120-1830155±0.02±0.015 1.53步进电机单板机0.6830×870×1630江苏省宿迁机床厂升降台铣床数控铣床XK5025680350400250×1120307:2460-4200360±0.013/350±0.005 1.54伺服微机 1.51381×1720×2196南通机床厂XK5032750350400320×1220bt407:2445-4500495±0.013/250±0.005 3.73伺服微机 2.21830×1880×2060数控立式铣床XK5032A800350主轴箱430320×1320ISO5025-2500 3.7步进电机1900×1900×2500江东机床厂XK5032650240330320×1250ISO5030-15007.53直流伺服2.72050×1779×2099自贡长征机床数字化仿型铣床XKF5032650240330320×125030-15007.53 2.92050×2183×1950厂立式数控铣床XK5040A900375410400×160030-15007.5 3.82350×2100×2640齐齐哈尔第二机床厂数控立式升降台铣床XK5040-1900350400400×1650NO.507:2412-15004000.03/300±0.017.53SCR连续 4.51964×2190×2673北京第一机床厂简易数控立式升降台铣床XKJ5040-I900350400400×1650NO.507:2412-5504000.03±0.017.53SCR点位直线4.82177×2091×2673数控双轴立式铣床XK5142500400100400×80090-1340300:±0.0253长度量仪开发公司卧式数控铣床XK6040900375400400×160030-15007.5FANUC3MA 3.42040×2100×1220齐齐哈尔第二机床厂数控立式升降台铣床RAM8762362406330×1066350±0.015±0.00752.23DC伺服1.51866×1500×1979自贡长征机床厂数控立式铣床S8J4800400机200手328381×965100-4510±0.015±0.00755.54或3AC伺服4.52000×1980×2800三座标数控仿形铣床FNC-3D555504203201500×40040#12级96-23000.03/300±0.0133电液微机 3.51520×2000×1960上海申江机械厂FNC-3D555504203201500×40040#12级96-23000.03/300±0.0133电液微机 3.51520×2000×1960数控铣床NT-J320A760297444270×122030#7:2450-2750305±0.013/250±0.005 1.53伺服微机 1.92150×1900×2200南通机床厂数控万能工具铣床AM-443390330380垂直250×600水平315×70062-2800全长0.043青海第一机床厂VF-411000700750840×11004闭环南京第二机床厂数控立式无升降台铣床XMK7151000500800500×1200NO.507:2435-3500700±0.005±0.0025153SCR连续123700×2900×3600北京第一机床厂数控立式床身铣床XK715B1320550600500×200036-18006201142830×3013×3284上海第四机床厂数控床身铣床XK7161600630700630×200037.5-1800113600×2690×3500江东机床厂数控工作台不升降立式铣床XKA7161600630650630×200030-1620全长0.047.5青海第一机床厂精密仿形数控工作台不升降铣床XKAMA-7161200630750630×200020-2000全长0.0511数控仿形立式铣床XKFM-7161000630630630×14007:2410-2800±0.01±0.005113AC伺服122808×3748×3129自贡长征机床厂XKF7181600800800×20007:2436-360015/18.53AC伺服163750×3787×3080数控转塔工作台不升降铣床XKF7261500630600630×200063-1250全长0.04青海第一机床厂数控立式立柱移动铣床XK7341200500450400×120060-300040:00.015数控立式无升降台铣床XKA7362000630650630×2500NO.507:2425-2200700±0.02/300±0.01153SCR连续185800×3300×3510北京第一机床厂XKA7382500900800900×2500NO.507:2430-30001050X:0.04Y0.025E:0.0250.02153SCR连续267220×4135×4415数控立式立柱移动铣床XKA7382500800780800×300020-1700全长0.0417青海第一机床厂数控立式无升降台铣床XKA-7310250010008001000×2500NO.507:2430-30001150Y0.025E:0.0250.02153SCR连续297220×5345×3900北京第一机床厂数控卧式床身铣床XK7541050400600(900)400×160032-16007.5 4.52220×2100×2560(2860)上海第四机床厂。
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数控铣床的铣技术
线路板数控铣床的铣技术包括选择走刀方向、补偿方法、定位方法、框架
的结构、下刀点。都是保证铣加工精度的重要方面。
走刀方向、补偿方法：
当铣刀切入板材时，有一个被切削面总是迎着铣刀的切削刃，而另一面总
是逆着铣刀的切削刃。前者，被加工面光洁，尺寸精度高。主轴总是顺时针
方向转动。所以不论是主轴固定工作台运动或是工作台固定主轴运动的数控
铣床，在铣印制板的外部轮廓时，要采用逆时针方向走刀。这就是通常所说
的逆铣。而在线路板内部铣框或槽时采用顺铣方式。铣板补偿是在铣板时机
床自动安照设定值让铣刀自动以铣切线路的中心偏移所设定的铣刀直径的
一半，即半径距离，使铣切的外形与程序设定保持一致。同时如机床有补偿
的功能必需注意补偿的方向和使用程序的命令，如使用补偿命令错误会使线
路板的外形多或少了相当于铣刀直径的长度和宽度的尺寸。
定位方法和下刀点：
定位方法可分为两种；一是内定位，二是外定位。定位对于工艺制定人员
也十分重要，一般在线路板前期制作时就应确定定位的方案。
内定位是通用的方法。所谓内定位是选择印制板内的安装孔，插拨孔或其
它非金属化孔作为定位孔。孔的相对位置力求在对角线上并尽可能挑选大直
径的孔。不能使用金属化孔。因为孔内镀层厚度的差异会影响你所选定位孔
的一致性，同时在取板时很容易造成孔内和孔表面边缘的镀层损坏，在保证
印制板定位的条件下，销钉数量愈少愈好。一般小的板使用2枚销钉，大板
使用3枚销钉，其优点是定位准确，板外形变形小精确度高外形好，铣切速
度快。其缺点板内各种孔径种类多需备齐各种直径的销钉，如板内没有可用
的定位孔，在先期制作时需要与客户商讨在板内加定位孔较，较为烦琐。同
时每一种板的铣板模板不同管理较为麻烦，费用较高。
外定位是另一种定位方法，是采用在板子外部加定位孔作为铣板的定位
孔。其优点是便于管理，如果先期制作规范好的话，铣板模板一般在十五种
左右。由于使用外定位所以不能一次将板铣切下来，否则线路板十分容易损
坏，特别是拼板，因铣刀和吸尘装置会将板子带出造成线路板损坏和铣刀折
断。而采用分段铣切留结合点的方法，先铣板当铣板完了以后程序暂停然后
将板用胶带固定，执行程序的第二段，使用3mm至4mm的钻头将结合点
钻掉。其优点是模板少费用小易于管理，可铣切所有板内无安装孔和定位孔
的线路板，小工艺人员管理方便，特别是CAM等先期制作人员的制作可简
单化，同时可优化基材的利用率。缺点是由于使用钻头，线路板外形留有至
少2－3个凸起点不美观，可能不符合客户要求，铣切时间长，工人劳动强
度稍大。
框架及下刀点：
框架的制作是属于线路板先期的制作，框架设计不但对电镀的均匀性等有
影响，同时对铣板也有影响，如设计不好框架易变形或在铣板时产生部份小
的块装的小废块，产生的废块会堵塞吸尘管或碰断高速旋转的铣刀，框架变
形特别是对外定位铣板时造成成品板变形，另外下刀点和加工顺序选择的
好，能使框架保持最大的强度最快的速度。选择的不好，框架容易变形而使
印制板报废。
铣的工艺参数：
用硬质合金铣刀铣印制板外形，铣刀的切削速度一般为180～270m/mi
n。计算公式如下（仅供参考）：
S=pdn/1000(m/min)
式中：p：PI（3.1415927）
d：铣刀直径，mm
n；铣刀转速，r/min
与切削速度相匹配的是进给速度。若进给速度太低，由于磨擦热使印
制板材料软化甚至溶化或烧焦，堵塞铣刀的排屑槽，切削无法进行。如果进
给太快，铣刀磨损快，承受的径向负荷大，让刀量大，工作质量差，尺寸不
一致。如何判断进给的快慢呢？要考虑下述诸项：印制板材料，厚度，每叠
块数，铁刀直径、排屑槽。一般可根据刀具供应商提供的技术资料设定，由
于刀具的材料质量品牌和制造工艺的区别，不同厂商的刀具工艺参数有区
别。
只有低于额定负载，主轴马达的转速才能保持。负载增大，转速下降，
直至铣刀折断。铣板时产生断刀问题一般有这几种情况造成此结果：一：是
主轴马达功率不足，需要维修更换。二：是每叠板数太多，切削负荷太大或
铣切长度超过了铣刀的有效长度。三：铣刀质量问题。四：转速和进刀速度
设置问题。五：转轴的钻夹头夹持力下降，吃负载时达不到所要求的转速。
六：转轴旋转时同心度有问题产生跳动。七：程序的设计有问题，如使用了
错误的命令。