第5章 数控铣削加工工艺• 5.1 数控铣床的特点及功能 • 5.1.1 分类与结构特点 • (1)数控铣床的分类 • 1)工作台升降式数控铣床 • 2)主轴头升降式数控铣床 • 3)龙门式数控铣床 • 数控铣床也可以按通用铣床的分类方法分类 ： • ①数控立式铣床图5.1 XK4050A型工作台升降式数控铣床• ②卧式数控铣床 • ③立卧两用数控铣床 • (2)数控铣床的结构特点 • 1)控制机床运动的坐标特征 • 2)数控铣床的主轴特征 • 5.1.2 主要加工对象 • (1)平面类零件 • (2)变斜角类零件 • (3)空间曲面轮廓零件图5.2 平面类零件加工示例图5.3 飞机变斜角梁椽条• (4)孔 • (5)螺纹 • 5.2 数控铣削加工工艺概述 • 5.2.1 数控铣削加工工艺的基本特点图5.4 空间曲面轮廓零件• 5.2.2 数控铣削加工工艺的主要内容 • 数控铣床加工工艺主要包括如下内容： • ①选择适合在数控铣床上加工的零件，确定 工序内容 • ②分析被加工零件的图纸，明确加工内容及 技术要求 • ③确定零件的加工方案，制订数控铣削加工 工艺路线。
例如，划分工序、安排加工顺序 、处理与非数控加工工序的衔接等 • ④数控铣削加工工序的设计例如，选取零件的定位基准、夹具方案的确定、工步划 分、刀具选择和确定切削用量等 • ⑤数控铣削加工程序的调整例如，选取 对刀点和换刀点、确定刀具补偿及确定加 工路线等 • 5.3 数控铣削加工工艺分析 • 5.3.1 数控铣削加工部位及内容的选择 与确定 • 5.3.2 数控铣削加工零件的工艺性分析 • (1)零件图及其结构工艺性分析续表• (2)零件毛坯的工艺性分析• 5.3.3 数控铣削加工工艺路线的拟订 • (1)加工方法的选择图5.5 增加辅助基准示例• 1)平面加工方法的选择• 2)平面轮廓加工方法的选择• 3)固定斜角平面加工方法的选择图5.6 平面轮廓铣削图5.7 主轴摆角加工固定倾角平面• 4)变斜角面加工方法的选择图5.8 数控铣床加工变斜角面图5.9 用鼓形铣刀分层铣削变斜角面图5.10 两轴半坐标行切法加工曲面• 5)曲面轮廓加工方法的选择图5.11 两轴半坐标行切法加工曲面图5.12 三轴联动行切法加工曲面• (2)工序的划分 • (3)加工顺序的安排 • (4)加工路线的确定 • 1)应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求图5.13 曲面的五坐标联动加工图5.14 外轮廓加工刀具的切入和切出图5.15 内轮廓加工刀具的切入和切出图5.16 无交点内轮廓加工刀具的切入和切出图5.17 外圆铣削图5.18 内圆铣削图5.19 孔系加工路线方案比较图5.20 曲面加工的走刀路线• 2)为了提高加工效率应使走刀路线最短图5.21 最短加工路线• 5.3.4 数控铣削加工工序的设计 • (1)夹具的选择 • (2)刀具的选择 • 1)对刀具的基本要求 • ①铣刀刚性要好 • ②铣刀的耐用度要高 • 2)常用铣刀的种类 • ①面铣刀 • ②立铣刀 图5.22 面铣刀图5.23 硬质合金面铣刀图5.24 立铣刀• ③模具铣刀图5.25 高速钢模具铣刀• ④键槽铣刀 • ⑤鼓形铣刀图5.26 硬质合金模具铣刀图5.27 键槽铣刀• ⑥成型铣刀 • 3)铣刀的选择图5.28 鼓形铣刀图5.29 几种常用的成型铣刀• ①面铣刀主要参数的选择图5.30 面铣刀的角度标注• ②立铣刀主要参数的选择• 式中：D——轮廓的最小凹圆角直径； • δ——圆角邻边夹角等分线上的精加工余 量； • δ1——精加工余量； • φ——圆角两邻边的夹角。
• f.加工筋时，刀具直径为D=(5～10)b，b为 筋的厚度 • (3)切削用量的选择图5.31 立铣刀尺寸参数图5.32 粗加工立铣刀直径计算• 1)背吃刀量 • 2)进给量f与进给速度vf的选择图5.33 铣削用量• 3)切削速度vc的选择• 5.3.5 数控铣削加工中的装刀与对刀 • (1)对刀点的选择图5.34 对刀点的选择• (2)对刀方法 • (3)换刀点的选择图5.35 寻边器图5.36 对刀方法图5.37 工件坐标系显示画面• 5.4 典型零件的加工工艺分析 • 5.4.1 平面槽形凸轮零件• (1)零件图工艺分析 • (2)确定装夹方案 • (3)确定加工顺序及走刀路线 • (4)刀具的选择 • (5)切削用量的选择 • (6)填写数控加工工序卡片图5.38 平面槽形凸轮零件图图5.39 凸轮槽加工装夹示意 1—开口垫圈； 2—带螺纹圆柱销； 3—压紧螺母 4—带螺纹削边销； 5—垫圈；6—工件；7—垫块• 5.4.2 箱盖类零件 • (1)零件图工艺分析 • (2)选择加工方法 • (3)确定装夹方案 • (4)确定加工顺序及走刀路线 • (5)刀具选择 • (6)切削用量选择 • (7)拟定数控铣削加工工序卡片图5.40 泵盖零件图续表第6章 加工中心加工工艺• 6.1 加工中心的主要特点及功能 • 6.1.1 加工中心的特点 • (1)加工精度高 • (2)精度稳定 • (3)加工效率高 • (4)表面质量好 • ①机床的刚度高、抗震性好。
• ②机床的传动系统结构简单，传递精度高 ，速度快 • ③主轴系统结构简单，无齿轮箱变速系统( 特殊的只保留1～2级齿轮传动) • ④加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和 新结构，能长期地保持导轨的精度，在高 速切削下，保证运动部件不震动，低速进 给时不爬行及运动中的高灵敏度 • ⑤设置有刀库和换刀机构 • ⑥使用多个工作台，工作台自动交换• 6.1.2 加工中心的主要加工对象 • 主要加工对象有以下四类： • (1)箱体类零件 • (2)复杂曲面类零件 • 1)整体叶轮类 • 2)模具类 • 3)球面类 • (3)异形类零件 • (4)盘、套、板类零件 • 6.1.3 加工中心的分类图6.1 立式加工中心 1—数控柜；2—刀库；3—主轴箱；4—控制面板；5—驱动电源柜； 6—纵向工作台；7—滑座；8—床身；9—x轴进给伺服电动机；10—换刀机械手图6.2 卧式加工中心 1—工作台；2—主轴；3—刀库；4—数控柜• 6.1.4 加工中心的基本组成及主要技术参数• 6.2 加工中心的刀具、夹具及加工工艺 • 6.2.1 加工中心的刀具 • (1)对刀具的基本要求 • 1)切削性能 • 2)刀具精度 • 3)刀具材料 • (2)刀具的种类 • 1)平面加工类刀具 • 2)孔加工类刀具• (3)刀具的选择 • 1)刀柄的选择 • 2)刀头的选择 • 6.2.2 加工中心夹具 • (1)加工中心夹具的基本要求 • (2)加工中心常用夹具类型 • 1)通用夹具 • 2)专用夹具 • 3)多工位夹具• 4)气动或液压夹具 • (3)加工中心夹具的选用原则 • 6.2.3 加工中心加工工艺 • (1)零件的工艺分析 • (2)加工中心加工工艺路线 • 1)加工方法的选择 • 2)加工阶段的划分 • 3)加工工序的划分 • 4)加工顺序的安排 • 5)加工路线的确定图6.3 盖板零件图• 6.3 典型零件加工工艺分析 • 6.3.1 盖板零件加工 • (1)工艺分析 • (2)选择加工中心 • (3)加工工艺设计 • 1)选择加工方法 • 2)确定加工顺序 • 3)确定装夹方案和选择夹具 • 4)选择刀具• 5)确定进给路线图6.4 铣削B面进给路线图6.5 镗φ60H7孔进给路线图6.6 钻中心孔进给路线图6.7 钻、扩、铰φ12H8孔进给路线图6.8 锪φ16孔进给路线• 6)选择切削用量图6.9 钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线• 6.3.2 泵体的加工 • (1)零件工艺分析 • (2)工件的装夹 • (3)选择刀具 • (4)确定工艺参数图6.10 泵体零件图。