2.3 数控铣床加工工艺基础（课件）《数控铣削编程与操作训练（第3版）》同步精品课堂（高教版）

2.3 数控铣床加工工艺基础 数控铣削编程与操作训练（第3版） (高教版） 同步精品课堂 1 目录 一、训练目的 二、训练仪器与设备 三、相关知识 四、训练内容 CONTENTS CONTENTS 问题导入 在视频中我们看到了各种各样的刀具，它们具体有哪些种类呢？在不同的加工场景中又该如何选择和使用呢？ 一、训练目的 1．掌握数控铣削加工的工艺过程。 2．能够进行一般零件图的工艺分析，包括零件尺寸标注的正确性、轮廓描述的完整性及必要的工艺措施。 二、训练仪器与设备 加工工序卡若干，配置FANUC 0i系统的数控铣床1台。 三、相关知识 1.确定零件装夹方案 (1) 选择定位基准 选择定位基准时，应注意减少装夹次数。 尽量做到在一次安装中能把零件上所有要加工的表面都加工出来。 多选择工件上不需数控铣削的平面和孔作定位基准。 对于薄板件，选择的定位基准应有利于提高工件的刚性，以减少切削变形。 定位基准应尽量与设计基准重合，以降低定位误差对尺寸精度的影响。 三、相关知识 1.确定零件装夹方案 (2)选择夹具 数控铣床可以加工形状复杂的零件，但数控铣床上工件的装夹方法与普通铣床一样，所使用的夹具往往并不很复杂，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了。 但要将加工部位敞开，不能因装夹工件而影响进给和切削加工。 三、相关知识 2.刀具的选择 (1)对刀具的基本要求 ① 刚性要好 ② 耐用度要高 三、相关知识 2.刀具的选择 (2)铣削刀具的选择 选择刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。 生产中，加工平面零件的周边轮廓常采用立铣刀，铣削平面采用硬质合金面铣刀，加工凸台、凹槽采用高速钢立铣刀，加工毛坯表面或粗加工孔可采用镶硬质合金的玉米铣刀。 三、相关知识 2.刀具的选择 (2)铣削刀具的选择 立铣刀的尺寸一般按下列经验数据选取： ①刀具半径R应小于零件内轮廓面的最小曲率半径ρ，一般取R=（0.8~0.9）ρ。 ②零件的加工高度H≤（1/4~1/6）R ，以保证刀具具有足够的刚度。 三、相关知识 2.刀具的选择 (2)铣削刀具的选择 立铣刀的尺寸一般按下列经验数据选取： ③对于不通孔（深槽），选取L=H +（5~10）mm （L为刀具切削部分长度，H为零件高度）。 ④加工外形及通槽时，选取L=H + r+（5~10）mm （r 为刀尖半径），如图所示。 三、相关知识 2.刀具的选择 (2)铣削刀具的选择 立铣刀的尺寸一般按下列经验数据选取： ⑤粗加工内轮廓面时（图2-34），铣刀最大直径D1可按式（1-1）来计算。 图2-34 粗加工铣刀直径估算法 三、相关知识 3.确定对刀点与换刀点 (1)对刀点的确定 对刀点是工件在机床上找正、装夹后，用于确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点。 为保证加工的正确，在编制程序时应合理设置对刀点。 三、相关知识 3.确定对刀点与换刀点 (1)对刀点的确定 对刀点可以设在被加工零件上，也可以设在夹具上，但都必须与零件的编程原点有一定的尺寸关系。 确定对刀点在机床坐标系中的位置的操作称为对刀。 三、相关知识 3.确定对刀点与换刀点 (2)换刀点的确定 在加工过程中进行手动或自动换刀时，要设置换刀点。 换刀点常常设在被加工零件的外面，换刀点位置应以换刀时与其他部件不发生干涉为原则。 三、相关知识 4.进给路线的确定 (1)顺铣和逆铣的选择 当工件表面有硬皮、机床进给机构有间隙时。因为逆铣时刀齿是从已加工表面切入的，不会崩刀。 逆铣 顺铣 当工件表面无硬皮、机床进给机构无间隙时；精铣时，尤其是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时 三、相关知识 4.进给路线的确定 (1)顺铣和逆铣的选择 精铣型腔轮廓、铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃进行切削。刀具切入零件时，应避免沿零件外轮廓的法向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕，而应沿切削起始点延长线（图2-36a）或切线（图2-36b）方向逐渐切入工件，保证零件曲线的平滑过渡。 （a） （b） 图2-36 刀具切入和切出外轮廓的进给路线 三、相关知识 4.进给路线的确定 (2)铣削内轮廓的进给路线 铣削封闭的内轮廓时，同铣削外轮廓一样，刀具同样不能沿零件外轮廓的法向切入和切出。此时，刀具可以沿一过渡圆弧切入和切出工件轮廓。 (3)铣削内槽的进给路线 所谓内槽是指以封闭曲线为边界的平底凹槽。这种凹槽一律用平底立铣刀来加工，且刀具圆角半径应同内槽圆角相对应。 三、相关知识 4.进给路线的确定 图2-38 铣削内槽的三种进给路线 三、相关知识 4.进给路线的确定 (4）寻求最短加工路线 确定进给路线的原则是在保证零件加工精度和表面质量的前提下，尽量缩短进给路线，以提高生产率。 （a)零件图样 （b)路线1 （c)路线2 图2-39 最短加工路线 三、相关知识 5.切削用量的选择 (1)切削深度ɑp（单位为 mm） 切削深度主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。在工艺系统刚度允许的情况下尽可能使ɑp 的值大一些，以减少走刀次数，最好一次切净余量，以便提高生产率。 数控机床的精加工余量可小于普通机床，一般取ɑp 为0.2~0.5 mm。 三、相关知识 5.切削用量的选择 (2)主轴转速n（单位为 r/min） 主轴转速n 主要根据允许的切削速度vc选取。 n=1000 vc /（πD） 式中： vc——切削速度，m/min； D——工件或刀具直径，mm。 三、相关知识 5.切削用量的选择 （3） 进给量（进给速度）vf（单位为mm/min 或mm/r） vf = nZfz 式中：n——主轴转速（r/min）； Z——铣刀齿数； fz ——每齿进给量（mm/齿） 当加工精度、表面粗糙度要求很高时，进给量的数值应选小些，一般在20~50 mm/min的范围内选取。 四、训练内容 1．如图2-40所示凸轮零件，材料为45退火钢，在立式数控铣床上加工2×R4的腰形凹槽、4±0.02凸台轮廓、孔φ14+0.043，在车床上加工φ62及长度28，完成工序安排，设计数控编程的工艺走刀路线。 图2-40 凸轮零件 四、训练内容 2. 图2-41所示的零件是具有三个台阶的型腔零件，试编写型腔的数控铣削加工工艺。 图2-41 型腔零件 练一练 刀具切入工件时，应避免沿______方向切入。 过渡圆弧可保证内轮廓加工的平滑性。（ ） 顺铣时刀齿从已加工表面切入。（ ） 答案：法向、√、× 练一练 刀具半径R应满足（ ） A. R＞零件内轮廓最小曲率半径 B. R=（0.8~0.9）零件内轮廓最小曲率半径 C. R=零件高度 D. R=刀具直径 答案：B 课堂小结 本节课围绕数控铣床加工工艺展开，系统讲解了装夹方案制定、刀具合理选用、进给路线优化及切削参数设定等核心内容。通过典型零件案例分析和实操训练，学生应掌握工艺分析方法与编程走刀路线设计技巧，强化"安全优先、精度为本"的职业意识。 作业布置 选择一个复杂零件图，完成其装夹方案制定、刀具选择及数控编程工艺走刀路线设计，并说明理由。 感谢观看 $