毕业设计（论文）-数控铣削基本编程及其操作应用.doc

摘 要 数控编程是目前 cad/capp/cam 系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设 计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要的作 用。在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。由于生产实际的强烈需求， 国内外都对数控编程及操作技术进行了广泛的研究，并取得了丰硕成果。本文主要介 绍了数控铣削编程与操作的一些基本知识、基本功能、基本方法，数控铣床的加工特 点，夹具的使用，加工工艺范围的确定以及数控铣削工艺分析，数控铣床零件加工基 本操作。并且结合实例中具体零件的工艺分析、编程、操作进行较全面的剖析，以探 索它们之间的联系，让我们更好地了解、掌握这些知识。 关键词关键词：数控铣床 编程 操作设计 abstract cnc programming is current cad/cam system in capp/most significantly benefit of its realization design process automation, the improvement of the machining accuracy and processing quality and shorten the development cycle, etc products plays an important role. in the airline industry, such as automobile industry has a lot of application. because of strong demand in the actual production of cnc programming, both at home and abroad and technology research, and made great achievements. this article mainly introduced nc milling operation and programming of some basic knowledge, basic function and basic methods, cnc milling machine processing characteristics, the use of fixture, processing and cnc milling scope of process analysis, cnc milling machine parts processing operation. the specific examples and the analysis of the technology of parts, programming, operation conducted a comprehensive analysis, so as to explore the relationship between them, let us to better understand and master the knowledge. keywords: cnc milling machine programming design 目 录 引言1 第一章 数控铣床基础知识2 1.1 数控铣床的结构及其主要功能 2 1.2 数控铣床的加工特点 3 1.3 数控铣床使用的夹具 3 1.4 数控铣床刀具的选用 3 第二章 数控铣床的程序编制.5 2.1 数控铣床程序编制的基础 5 2.2 数控铣床程序编制的基本方法 7 2.3 数控铣削加工综合举例 .12 第三章 数控铣床的操作过程20 3.1 数控铣削的工艺性分析 .20 3.2 数控铣削加工顺序 22 3.3 数控铣床零件加工基本操作 .23 结论.25 致谢.26 参考文献.27 1 引 言 随着生产和科学技术的飞速发展，社会对机械产品多样化的要求日益强烈，产品 更新越来越快，多品种、中小批量生产的比重明显增加，同时随着汽车工业和轻工业 消费品的高速增长，机械产品的结构日趋复杂，其精度日趋提高，性能不断改善，激 烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难以适 应这种多样化、柔性化、高效和高质量复杂零件加工要求。因此，就产生了高效率、 高精度和高自动化的机械产品生产设备数控机床。 数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有 些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区 别。数控铣床具有数控系统、检测装置、驱动装置、机床传动链、伺服电动机五大要 素，而普通铣床没有这五大要素，操作检测都要靠人工一步一步地进行。不便于机械 自动化生产。为了提高生产效率，数控铣床在机械制造方面得到了进一步得推广。 2 第一章 数控铣床基础知识 1.1 数控铣床的结构及其主要功能 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 转速范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。如 图 1.1 所示为数控铣床实体图。 图 1.1 数控铣床实体图 3 各种类型数控铣床所配置的数控系统虽然各有不同，但各种数控系统的功能，除 一些特殊功能不尽相同外，其主要功能基本相同。其主要功能包括：点位控制功能、 连续轮廓控制功能、刀具半径补偿功能、刀具长度补偿功能、比例及镜像加工功能、 旋转功能、子程序调用功能、宏程序功能。 1.21.2 数控铣床的加工特点数控铣床的加工特点 数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点： 1. 零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的 零件，如模具类零件、壳体类零件等。 2. 能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如数字模型描述的复杂曲线零件 以及三维空间曲面类零件。 3. 能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 4. 加工精度高、加工质量稳定可靠。 5. 生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。 6. 生产效率高。 7. 从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样 连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切 削状况下，还要求有良好有红硬性。 1.31.3 数控铣床使用的夹具数控铣床使用的夹具 1. 数控机床主要用于加工形状复杂的零件，但所使用夹具的结构往往并不复杂， 数控铣订夹具的选用可首先根据生产零件的批量来确定。对单件、小批量、工作量较 大的模具加工来说，一般可直接在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧，然后通 过加工坐标系的设定来确定零件的位置。 2. 对有一定批量的零件来说，可选用结构较简单的夹具。 1.41.4 数控铣床刀具的选用数控铣床刀具的选用 （1）镶装不重磨可转位硬质合金刀片的铣刀主要用于铣削平面，粗铣时铣刀直径 4 选小一些，精铣时铣刀直径选大一些，当加工余量大且余量不均匀时，刀具直径选小 一些，否则会造成因接刀刀痕过深而影响工件的加工质量。 （2） 对立体曲面或变斜角轮廓外形工件加工时，常采用球头铣刀、环形铣刀、 鼓形铣刀、锥形铣刀、盘形铣刀。 （3） 高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽。如果加工余量较小，表面粗糙度要 求较高时，可选用镶立方氮化硼刀片或镶陶瓷刀片的端面铣刀。 （4） 毛坯表面或孔的粗加工，可选用镶硬质合金的玉米铣刀进行强力切削。 （5） 加工精度要求较高的凹槽，可选用直径比槽宽小的立铣刀，先铣槽的中间 部分，然后利用刀具半径补偿功能铣削槽的两边。 5 第二章 数控铣床的程序编制 2.12.1 数控铣床程序编制的基础数控铣床程序编制的基础 数控铣床具有丰富的加工功能和较宽的加工工艺范围，面对的工艺性问题也较多。 在开始编制铣削加工程序前，一定要仔细分析数控铣削加工工艺性，掌握铣削加工工 艺装备的特点，以保证充分发挥数控铣床的加工功能。 1. 数控铣床的加工工艺范围 铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削， 也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪及螺纹加工等。数控铣削主要适合于下列几类 零件的加工： (1) 平面类零件 平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面与水平的夹角为一定值 的零件，这类加工面可展开为平面。如图 2.1 所示的零件，就是平面类零件。 图 2.1 平面类零件 (2) 直纹曲面类零件 直纹曲面类零件是指由直线依某种规律移动所产生的曲面类零件（直纹曲面类零 件的加工面不能展开为平面） ，当采用四坐标或五坐标数控铣床加工直纹曲面类零件时， 加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条直线，这类零件也可以在三坐标数控铣床上采用 6 行切加工法实现近似加工。如图 2.2 所示零件，即为直纹曲面类零件。 图 2.2 直纹曲面类零件 (3) 立体曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为立体曲面类零件。如图 2.3 所示的零件，即为立体 曲面类零件。 图 2.3 立体曲面类零件 这类零件的加工面不能展开成平面，一般使用球头铣刀切削，加工面与铣刀始终 为点接触，若采用其它刀具加工，易于产生干涉而铣伤邻近表面。加工立体曲面类零 件一般使用三坐标数控铣床，采用以下两种加工方法： 行切加工法：采用三坐标数控铣床进行二轴半坐标控制加工，即行切加工法。 三坐标联动加工：采用三坐标数控铣床三轴联动加工，即进行空间直线插补。 （如 半球形，可用行切加工法加工，也可以用三坐标联动的方法加工） 2.22.2 数控铣床程序编制的基本方法数控铣床程序编制的基本方法 1.加工坐标系的建立 7 (1) g92设置加工坐标系：g92 指令是将加工原点设定在相对于刀具起点的某一 空间点上。 编程格式:g92 x y z 若程序格式为：g92 xa yb zc，则将加工原点设定到距刀具起始点距离为 x=- a,y=-b,z=-c 的位置上。 (2) g53选择机床坐标系：g53 指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置 上，其中 x,y,z 后的值为机床坐标系中的坐标值，其尺寸均为负值。 (3) g54,g55,g56,g57,g58,g59:这些指令可以分别用来选择相应的加工坐标系。 编程格式:g54 g90 g00 (g01) x y z (f) 该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系改变的。 g54g59 的修改 g54g59 指令是通过 mdi 在设置参数方式下设定工件加工坐标系的，一旦设定， 加工原点在机床坐标系中的位置是不变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过 mdi 方式修改。当系统在执行程序时，从存储器中读取数值，并按照工件坐标系中的坐标 值运动。如图 2.4 所示为工件坐标系与机床坐标系之间的关系。 图 2.4 工件坐标系与机床坐标系 图 3 所示工件坐标系的程序段为： n1 g90 g54 g00 x100.0 y50.0 z200.0 其中 g54 为设定工件坐标系，其原点与机床坐标系原点的偏置值已输入数控系统 的存储器中，其后执行 g00 x100.0 y50.0 z200.0 时，刀具就移到 g54 所设的工件 坐标系中 x100.0 y50.0 z200.0 的位置上。 8 常见错误 当执行程序段“g92 x10 y10”时， 常会认为是刀中的位置。 (4) 注意事项 g54 与 g55g59 的区别 g54g59 设置加工坐标系的方法是一样的，但在实际情况下，机床厂家为了用户 的不同需要，在使用中有以下区别：利用 g54 设置机床原点的情况下，进行回参考点 操作时机床坐标值显示为 g54 的设定值，且符号均为正；利用 g55g59 设置加工坐标 系的情况下，进行回参考点操作时机床坐标值显示零值。 g92 与 g54g59 的区别 g92 指令与 g54g59 指令都是用于设定工件加工坐标系的，但在使用中是有区别 的。g92 指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当 前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不 同而具在运行程序后到达 x10 y10 点上。其实，g92 指令程序段只是设定加工坐标系， 并不产生任何动作，这时刀具已在加工坐标系中的 x10 y10 点上。 g54g59 指令程序段可以和 g00、g01 指令组合，如 g54 g90 g01 x10 y10 时，运 动部件在选定的加工坐标系中进行移动。程序段运行后，无论刀具当前点在哪里，它 都会移动到加工坐标系中的 x10,y10 点上。 2. 刀具半径补偿功能 g40,g41,g42 数控机床在实际加工过程中是通过控制刀具中心轨迹来实现切削加工任务的。在 编程过程中，为了避免复杂的数值计算，一般按零件的实际轮廓来编写数控程序，但 刀具具有一定的半径尺寸，如果不考虑刀具半径尺寸，那么加工出来的实际轮廓就会 与图纸所要求的轮廓相差一个刀具半径值。因此，采用刀具半径补偿功能来解决这一 问题。 3. 坐标系旋转功能 g68,g69 该指令可使编程图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度，g68 表示开始 坐标系旋转，g69 用于撤消旋转功能。 编程格式：g68 x y r g69 9 4. 子程序调用 编程时，为了简化程序的编制，当一个工件上有相同的加工内容时，常用调子程 序的方法进行编程。调用子程序的程序叫做主程序。子程序的编号与一般程序基本相 同，只是程序结束字为 m99 表示子程序结束，并返回到调用子程序的主程序中。其中： x 和 y旋转中心的坐标值（可以是 x,y,z 中的任意两个，它们由当前平面选择指令 g17,g18,g19 中的一个确定） ，当 x、y 省略时，g68 指令认为当前的位置即为旋转中心； r旋转角度，逆时针旋转定义为正方向，顺时针旋转定义为负方向。 当程序在绝对方式下时，g68 程序段后的第一个程序段必须使用绝对方式移动指令， 才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量方式移动指令，那么系统将以当前位置为 旋转中心，按 g68 给定的角度旋转坐 编程格式：m98 p 其中：p 表示子程序调用情况。p 后共有八位数字，前四位为调用次数，省略时为 调用一次；后四位为所调用的子程序。 5.比例及镜像功能 比例及镜像功能可使原编程尺寸按指定比例缩小或放大；也可以让图形按指定规 律产生镜像变换。g51 为比例编程指令；g50 为撤消比例编程指令。g50、g51 均为模式 g 代码。 编程格式：（各轴按相同比例编程）g51 x y z p g50 其中：x,y,z比例中心坐标(绝对方式)；p比例系数，最小输入量为 0.001，比例系数的范围为：0.001999.999。该指令以后的移动指令，从比例中心点 开始，实际移动量为原数值的 p 倍。p 值对偏移量无影响。 （各轴按相同比例编程）g51 x y z i j k g50 其中：x,y,z比例中心坐标；i,j,k对应 x,y,z 轴的比例系数，在 0.0019.999 范围内。本系统设定 i,j,z 不能带小数点，比例为 1 时，应输入 1000，并在程序中都应输入，不能省略。 注意事项： 10 1）镜像加工指令不可作为整个加工程序的最后一段，若位于最后时，则再写一句 mo2 程序段。 2）循环次数若为 1 次可省略不写。 3）g11、g12、g13 所定义的镜像加工程序段号内，不得发生其他转移加工指令， 如子程序、跳转移加工等。 例：如图 2.5 所示，刀心轨迹是 y 轴、x 轴、原点对称的图形，z 向深度分别为 2mm，试用镜像加工指令编程。 图 2.5 零件毛坯图 解： 计算 a、b 两点坐标值 a 点：x=16mm；y=60mm b 点：x=60mm；y=16mm 2)编程 o35 n0010 g92 x0 y0 z100 s1000 m03； n0020 z2； n0030 g01 z-2 f100； n0040 x16 y60； n0050 g03 x60 y16 i44 j0； 11 n0060 g01 x0 y0； n0070 g11 n0040.0060； n0080 g12 n0040.0060； n0090 g13 n0040.0060； n0100 g00 z100； n0110 m02； 2.32.3 数控铣削加工综合举例数控铣削加工综合举例 毛坯为 707018板材，六面已粗加工过，要求数控铣出如图 2.6 所示的 槽，工件材料为 45 钢。 图 2.6 毛坯零件图 1根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 1）以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固 定于铣床工作台上。 2）工步顺序 铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工 5050四角倒圆的正 方形。 每次切深为 2，分二次加工完。 12 2选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用 xkn7125 型数控 立式铣床。 3选择刀具 现采用 10的平底立铣刀，定义为 t01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。 4确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见 加工程序。 5确定工件坐标系和对刀点 在 xoy 平面内确定以工件中心为工件原点，z 方向以工件表面为工件原点，建立工 件坐标系，如图 2-23 所示。 采用手动对刀方法（操作与前面介绍的数控铣床对刀方法相同）把点 o 作为对刀 点。 6编写程序 按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序 清单。 考虑到加工图示的槽，深为 4，每次切深为 2，分二次加工完，则为编程方便， 同时减少指令条数，可采用子程序。该工件的加工程序如下（该程序用于 xkn7125 铣 床）： n0010 g00 z2 s800 t1 m03 n0020 x15 y0 m08 n0030 g20 n01 p1.-2 ；调一次子程序，槽深为 2 n0040 g20 n01 p1.-4 ；再调一次子程序，槽深为 4 n0050 g01 z2 m09 n0060 g00 x0 y0 z150 n0070 m02 ；主程序结束 n0010 g22 n01 ；子程序开始 n0020 g01 zp1 f80 n0030 g03 x15 y0 i-15 j0 13 n0040 g01 x20 n0050 g03 x20 yo i-20 j0 n0060 g41 g01 x25 y15 ；左刀补铣四角倒圆的正方形 n0070 g03 x15 y25 i-10 j0 n0080 g01 x-15 n0090 g03 x-25 y15 i0 j-10 n0100 g01 y-15 n0110 g03 x-15 y-25 i10 j0 n0120 g01 x15 n0130 g03 x25 y-15 i0 j10 n0140 g01 y0 n0150 g40 g01 x15 y0 ；左刀补取消 n0160 g24 ；主程序结束 毛坯为 1206010板材，5深的外轮廓已粗加工过，周边留 2余量， 要求加工出如图 2.7 所示的外轮廓及 20的孔。工件材料为铝。 图 2.7 零件外轮廓图 1根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 1）以底面为定位基准，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上 2）工步顺序 14 钻孔 20。 按 oabcdefg 线路铣削轮廓。 2选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用华中型 （zjk7532a 型）数控钻铣床。 3选择刀具 现采用 20的钻头，定义为 t02,5的平底立铣刀，定义为 t01，并把该刀具 的直径输入刀具参数表中。 由于华中型数控钻铣床没有自动换刀功能，按照零件加工要求，只能手动换刀。 4确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见 加工程序。 5确定工件坐标系和对刀点 在 xoy 平面内确定以 0 点为工件原点，z 方向以工件表面为工件原点，建立工件坐 标系，如图 3-24 所示。 采用手动对刀方法把 0 点作为对刀点。 6编写程序（用于华中 i 型铣床） 按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序 清单。该工件的加工程序如下： 1）加工 20孔程序(手工安装好 20钻头) %1337 n0010 g92 x5 y5 z5 ；设置对刀点 n0020 g91 ；相对坐标编程 n0030 g17 g00 x40 y30 ；在 xoy 平面内加工 n0040 g98 g81 x40 y30 z-5 r15 f150 ；钻孔循环 n0050 g00 x5 y5 z50 n0060 m05 n0070 m02 2）铣轮廓程序(手工安装好 5立铣刀,不考虑刀具长度补偿) 15 %1338 n0010 g92 x5 y5 z50 n0020 g90 g41 g00 x-20 y-10 z-5 d01 n0030 g01 x5 y-10 f150 n0040 g01 y35 f150 n0050 g91 n0060 g01 x10 y10 f150 n0070 g01 x11.8 y0 n0080 g02 x30.5 y-5 r20 n0090 g03 x17.3 y-10 r20 n0100 g01 x10.4 y0 n0110 g03 x0 y-25 n0120 g01 x-90 y0 n0130 g90 g00 x5 y5 z10 n0140 g40 n0150 m05 n0160 m30 毛坯为 1507020块料，要求铣出如图 9 所示的椭球面，工件材料为蜡块。 图 2.8 零件示意图 1根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 16 1）以底面为主要定位基准，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上。 2）加工路线 y 方向以行距小于球头铣刀逐步行切形成椭球形成。 2选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用华中型 （zjk7532a 型）数控钻铣床。 3选择刀具 球头铣刀大小 6mm。 4确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见 加工程序。 5确定工件坐标系和对刀点 在 xoy 平面内确定以工件中心为工件原点，z 方向以工件表面为工件原点，建立工 件坐标系，如图 2-25 所示。 采用手动对刀方法把 0 点作为对刀点。 6编写程序（用于华中 i 型铣床） 按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序 清单。该工件的加工程序如下： %8005（用行切法加工椭园台块，x，y 按行距增量进给） #10=100；毛坯 x 方向长度 #11=70；毛坯 y 方向长度 #12=50；椭圆长轴 #13=20；椭圆短轴 #14=10；椭园台高度 #15=2；行距步长 g92 x0 y0 z#13+20 g90g00 x#10/2 y#11/2 m03 g01 z0 x-#10/2 y#11/2 g17g01 x-#10/2 y-#11/2 17 x#10/2 y#11/2 #0=#10/2 #1=-#0 #2=#13-#14 #5=#12*sqrt1-#2*#2/#13/#13 g01 z#14 while #0 ge #1 if abs#0 lt #5 #3=#13*sqrt1-#0*#0/#12*#12 if #3 gt #2 #4=sqrt#3*#3-#2*#2 g01 y#4 f400 g19 g03 y-#4 j-#4 k-#2 endif endif g01 y-#11/2 f400 #0=#0-#15 g01 x#0 if abs#0 lt #5 #3=#13*sqrt1-#0*#0/#12*#12 if #3 gt #2 #4=sqrt#3*#3-#2*#2 g01 y-#4 f400 g19 g02 y#4 j#4 k-#2 endif endif g01 y#11/2 f1500 #0=#0-#15 g01 x#0 18 endw g00 z#13+20 m05 g00 x0 y0 m02 19 第三章 数控铣床的操作过程 3.13.1 数控铣削的工艺性分析数控铣削的工艺性分析 1. 选择并确定数控铣削加工部位及工序内容 在选择数控铣削加工内容时，应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。主要选择 的加工内容有： (1) 工件上的曲线轮廓，特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮 廓。 (2) 形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位； (3) 用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽； (4) 以尺寸协调的高精度孔和面； (5) 能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状； (6) 用数控铣削方式加工后，能成倍提高生产率，大大减轻劳动强度的一般加工内 容。 2. 零件图样的工艺性分析 根据数控铣削加工的特点，对零件图样进行工艺性分析时，应主要分析与考虑以 下一些问题。 (1) 零件图样尺寸的正确标注， 由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，各图形几何元素间的相互关系 （如相切、相交、垂直和平行等）应明确，各种几何元素的条件要充分，应无引起矛 盾的多余尺寸或者影响工序安排的封闭尺寸等。 (2) 统一内壁圆弧的尺寸 加工轮廓上内壁圆弧的尺寸往往限制刀具的尺寸。 内壁转接圆弧半径 r。 当工件的被加工轮廓高度 h 较小，内壁转接圆弧半径 r 较大时，则可采用刀具切 削刃长度 l 较小，直径 d 较大的铣刀加工。这样，底面 a 的走刀次数较少，表面质量 较好，因此，工艺性较好。反之铣削工艺性则较差。 内壁与底面转接圆弧半径 r 20 铣刀直径 d 一定时，工件的内壁与底面转接圆弧半径 r 越小，铣刀与铣削平面接 触的最大直径 d=d-2r 也越大，铣刀端刃铣削平面的面积越大，则加工平面的能力越强， 因而，铣削工艺性越好。反之，工艺性越差。当底面铣削面积大，转接圆弧半径 r 也 较大时，只能先用一把 r 较小的铣刀加工，再用符合要求 r 的刀具加工，分两次完成切 削。 总之，一个零件上内壁转接圆弧半径尺寸的大小和一致性，影响着加工能力、加 工质量和换刀次数等。因此，转接圆弧半径尺寸大小要力求合理，半径尺寸尽可能一 致，至少要力求半径尺寸分组靠拢，以改善铣削工艺性。 3. 保证基准统一的原则 有些工件需要在铣削完一面后，再重新安装铣削另一面，由于数控铣削时，不能 使用通用铣床加工时常用的试切方法来接刀，因此，最好采用统一基准定位。 4. 分析零件的变形情况 铣削工件在加工时的变形，将影响加工质量。这时，可采用常规方法如粗、精加 工分开及对称去余量法等，也可采用热处理的方法，如对钢件进行调质处理，对铸铝 件进行退火处理等。加工薄板时，切削力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动， 使薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度难以保证，这时，应考虑合适的工件装夹方式。 总之，加工工艺取决于产品零件的结构形状，尺寸和技术要求等。 5. 零件的加工路线 (1) 铣削轮廓表面 在铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切削。对于二维轮廓加工， 通常采用的加工路线为： 从起刀点下刀到下刀点 沿切向切入工件； 轮廓切削； 刀具向上抬刀，退离工件； 返回起刀点。 (2) 顺铣和逆铣对加工影响 在铣削加工中，采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度的重要因素之一。 逆铣时切削力 f 的水平分力 fx 的方向与进给运动 vf 方向相反，顺铣时切削力 f 的水 平分力 fx 的方向与进给运动 vf 的方向相同。铣削方式的选择应视零件图样的加工要 21 求，工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件综合考虑。通常，由于数控机床传 动采用滚珠丝杠结构，其进给传动间隙很小，顺铣的工艺性就优于逆铣。 同时，为了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，对于铝镁合金、钛合金和耐热 合金等材料，尽量采用顺铣加工。但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬而 且余量一般较大，这时采用逆铣较为合理。 3.23.2 数控铣削加工顺序数控铣削加工顺序 加工顺序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序等，工序安排的科学与 否将直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。切削加工工序通常按以下原则 安排： 1. 先粗后精 当加工零件精度要求较高时都要经过粗加工、半精加工、精加工阶段，如果精度 要求更高，还包括光整加工等几个阶段。 2. 基准面先行原则 用作精基准的表面应先加工，任何零件的加工过程总是先对定位基准进行粗加工 和精加工，例如轴类零件总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆和端面； 箱体类零件总是先加工定位用的平面及两个定位孔，再以平面和定位孔为精基准加工 孔系和其他平面。 3. 先面后孔 对于箱体、支架等零件，平面尺寸轮廓较大，用平面定位比较稳定，而且孔的深 度尺寸