数控铣床及加工中心工艺

通 常 数 控 镗 铣 床 和 加 工 中 心 (MC， Machine Center)在 结 构 、 工 艺 和 编 程 等 方 面 有 许 多 相 似 之处 。 特 别 是 全 功 能 型 数 控 镗 铣 床 与 加 工 中 心 相 比 ，区 别 主 要 在 于 数 控 镗 铣 床 没 有 自 动 刀 具 交 换 装 置( ATC , Automatic Toos Changer )及 刀 具 库 ， 只能 用 手 动 方 式 换 刀 ， 而 加 工 中 心 因 具 备 ATC及 刀 具库 ， 故 可 将 使 用 的 刀 具 预 先 安 排 存 放 于 刀 具 库 内 ，需 要 时 再 通 过 换 刀 指 令 ， 由 ATC自 动 换 刀 。 数 控 镗铣 床 和 加 工 中 心 都 能 够 进 行 铣 削 、 钻 削 、 镗 削 及 攻螺 纹 等 加 工 。 数 控 镗 铣 、 加 工 中 心 的 工 艺 特 点数 控 镗 铣 、 加 工 中 心 加 工 的 典 型 零 件数 控 镗 铣 、 加 工 中 心 加 工 工 艺 的 制 定 数控镗铣、加工中心的工艺特点 三 坐 标 数 控 镗 铣 床 与 加 工 中 心 的 共 同 特 点 是 除 具 有 普 通 铣 床 的 工 艺性 能 外 ， 还 具 有 加 工 形 状 复 杂 的 二 维 以 至 三 维 复 杂 轮 廓 的 能 力 。 这 些 复杂 轮 廓 零 件 的 加 工 有 的 只 需 二 轴 联 动 (如 二 维 曲 线 、 二 维 轮 廓 和 二 维 区域 加 工 )， 有 的 则 需 三 轴 联 动 (如 三 维 曲 面 加 工 )， 它 们 所 对 应 的 加 工 一 般相 应 称 为 二 轴 (或 2.5轴 )加 工 与 三 轴 加 工 。 对 于 三 坐 标 加 工 中 心 (无 论 是立 式 还 是 卧 式 )， 由 于 具 有 自 动 换 刀 功 能 ， 适 于 多 工 序 加 工 ， 如 箱 体 等需 要 铣 、 钻 、 铰 及 攻 螺 纹 等 多 工 序 加 工 的 零 件 。 特 别 是 在 卧 式 加 工 中 心上 ， 加 装 数 控 分 度 转 台 后 ， 可 实 现 四 面 加 工 ， 而 若 主 轴 方 向 可 换 ， 则 可实 现 五 面 加 工 ， 因 而 能 够 一 次 装 夹 完 成 更 多 表 面 的 加 工 ， 特 别 适 合 于 加工 复 杂 的 箱 体 类 、 泵 体 、 阀 体 、 壳 体 等 零 件 。 加 工 实 例 三 坐 标 立 式 加 工 中 心 三 轴 加 工 实 例加 工 模 具 示 意 图 技 术 数 据数控镗铣、加工中心的工艺特点 粗 加 工 半 精 加 工 精 加 工 工 步 使 用 刀 具 rpm 进 给 率 加 工时 间粗 加 工 66 立 铣 刀 850 200 58min半 精 加 工 50 x R8 1850 2520 32min精 加 工 10 球 头 6500 2000 130min 数控镗铣、加工中心的工艺特点 四 坐 标 是 指 在 X、 Y和 Z三 个 平 动 坐 标 轴 基 础 上 增 加 一 个 转 动 坐 标 轴 (A或 B)， 且 四 个轴 一 般 可 以 联 动 。 其 中 ， 转 动 轴 既 可 以 作 用 于 刀 具 (刀 具 摆 动 型 )， 也 可 以 作 用 于 工 件 (工作 台 回 转 摆 动 型 )； 机 床 既 可 以 是 立 式 的 也 可 以 是 卧 式 的 ； 此 外 ， 转 动 轴 既 可 以 是 A轴 (绕 X轴 转 动 )也 可 以 是 B轴 (绕 Y轴 转 动 )。 由 此 可 以 看 出 ， 四 坐 标 数 控 机 床 可 具 有 多 种 结 构类 型 ， 但 除 大 型 龙 门 式 机 床 上 采 用 刀 具 摆 动 外 ， 实 际 中 多 以 工 作 台 旋 转 摆 动 的 结 构 居多 。 但 不 管 是 哪 种 类 型 ， 其 共 同 特 点 是 相 对 于 静 止 的 工 件 来 说 ， 刀 具 的 运 动 位 置 不 仅 是任 意 可 控 的 ， 而 且 刀 具 轴 线 的 方 向 在 刀 具 摆 动 平 面 内 也 是 可 以 控 制 的 ， 从 而 可 根 据 加 工对 象 的 几 何 特 征 按 保 持 有 效 切 削 状 态 或 根 据 避 免 刀 具 干 涉 等 需 要 来 调 整 刀 具 相 对 零 件 表面 的 姿 态 。 因 此 ， 四 坐 标 加 工 可 以 获 得 比 三 坐 标 加 工 更 广 的 工 艺 范 围 和 更 好 的 加 工 效 果 。 四 坐 标 卧 式 加 工 中 心柔 性 制 造 单 元 （ FMC） 数控镗铣、加工中心的工艺特点 对 于 五 坐 标 机 床 ， 都 具 有 两 个 回 转 坐 标 。 相 对 于 静 止 的 工 件 来 说 ， 其运 动 合 成 可 使 刀 具 轴 线 的 方 向 在 一 定 的 空 间 内 (受 机 构 结 构 限 制 )任 意 控 制， 从 而 具 有 保 持 最 佳 切 削 状 态 及 有 效 避 免 刀 具 干 涉 的 能 力 。 因 此 ， 五 坐 标加 工 又 可 以 获 得 比 四 坐 标 加 工 更 广 的 工 艺 范 围 和 更 好 的 加 工 效 果 ， 特 别 适宜 于 三 维 曲 面 零 件 的 高 效 高 质 量 加 工 以 及 异 型 复 杂 零 件 的 加 工 。 采 用 五 轴联 动 对 三 维 曲 面 零 件 的 加 工 ， 可 用 刀 具 最 佳 几 何 形 状 进 行 切 削 ， 不 仅 加 工表 面 粗 糙 度 低 ， 而 且 效 率 也 大 幅 度 提 高 。 一 般 认 为 ， 一 台 五 轴 联 动 机 床 的效 率 可 以 等 于 两 台 三 轴 联 动 机 床 ， 特 别 是 使 用 立 方 氮 化 硼 等 超 硬 材 料 铣 刀进 行 高 速 铣 削 淬 硬 钢 零 件 时 ， 五 轴 联 动 加 工 可 比 三 轴 联 动 加 工 发 挥 更 高 的效 益 。 五 坐 标 卧 式 加 工 中 心 数控镗铣、加工中心的工艺特点 主 轴 头 旋 转 型 工 作 台 旋 转 型 复 合 型 主 轴和 工 作 台 旋 转 型五 坐 标 机 床 的 类 型 及 加 工 实 例 实 例 1 实 例 2 实 例 3 数控镗铣、加工中心的工艺特点 课 堂 讨 论 对于如图所示形状零件上三个直槽，比较分别采用三坐标和五坐标加工中心加工对零件加工的影响（从装夹、加工精度和效率等方面比较）。 数控镗铣、加工中心的工艺特点 课 堂 讨 论三 轴 加 工（ 三 次 装 夹 加 工 ） （ 装 夹 一 加 工 ） （ 装 夹 二 加 工 ） （ 装 夹 三 加 工 ）五 轴 加 工 （ 一 次 装 夹 加 工 ） （ 加 工 第 一 面 ） （ 坐 标 轴 旋 转 后 加 工 ） （ 坐 标 轴 旋 转 后 加 工 ） 数控镗铣、加工中心的工艺特点 高 速 加 工 技 术 是 当 代 先 进 制 造 技 术 的 重 要 组 成 部 分 ， 拥 有 高 效 率 、高 精 度 及 高 表 面 质 量 等 特 征 。 有 关 高 速 加 工 的 含 义 ， 通 常 有 如 下 几 种 观 点： 切 削 速 度 很 高 ， 通 常 认 为 其 速 度 超 过 普 通 切 削 的 5-10倍 ； 机 床 主 轴 转 速很 高 ， 一 般 将 主 轴 转 速 在 10000-20000r/min以 上 定 为 高 速 切 削 ； 进 给 速度 很 高 ， 通 常 达 15-50m/min， 最 高 可 达 90m/min； 对 于 不 同 的 切 削 材 料和 所 釆 用 的 刀 具 材 料 ， 高 速 切 削 的 含 义 也 不 尽 相 同 。 其 优 点 在 于 ： l加 工 时 间 短 ， 效 率 高 。 高 速 切 削 的 材 料 去 除 率 通 常 是 常 规 的 3 5倍 。l 刀 具 切 削 状 况 好 ， 切 削 力 小 ， 主 轴 轴 承 、 刀 具 和 工 件 受 力 均 小 。 切 削 力降 低 大 概 30%90%， 提 高 了 加 工 质 量 。l刀 具 和 工 件 受 热 影 响 小 。 切 削 产 生 的 热 量 大 部 分 被 高 速 流 出 的 切 屑 所 带走 ， 故 工 件 和 刀 具 热 变 形 小 ， 有 效 地 提 高 了 加 工 精 度 。l工 件 表 面 质 量 好 。 首 先 ap与 ae小 ， 工 件 粗 糙 度 好 ， 其 次 切 削 线 速 度 高 ，机 床 激 振 频 率 远 高 于 工 艺 系 统 的 固 有 频 率 ， 因 而 工 艺 系 统 振 动 很 小 。 加 工 实 例 高 速 加工 实 例 1毛 坯 材 料 使 用 刀 具 主 轴 转 速(r/min) 进 给 速 度(mm/min)NAK 80 (HRC40) 4 球 头 14000 1500加 工 零 件 示 意 图 高 速 加 工 切 削 条 件数控镗铣、加工中心的工艺特点 高 速 加工 实 例 2毛 坯 材 料 使 用 刀 具 主 轴 转 速(r/min) 进 给 速 度(mm/min)NAK 80 (HRC40) R2X50（ CBN） 15000 2100加 工 零 件 示 意 图 高 速 加 工 切 削 条 件数控镗铣、加工中心的工艺特点 高 速 加工 实 例 3毛 坯 材 料 使 用 刀 具 主 轴 转 速(r/min) 进 给 速 度(mm/min)NAK 80 (HRC40) R2X50（ CBN） 20000 6000加 工 零 件 示 意 图 高 速 加 工 切 削 条 件数控镗铣、加工中心的工艺特点 平 面 类 零 件 ： 直 纹 曲 面 类 零 件 ： 立 体 曲 面 类 零 件 : 箱 体 类 零 件 ： 异 型 件 ： 工 艺 分 析 n 在 数 控 镗 铣 及 加 工 中 心 机 床 上 ， 要 想 合 理 应 用 好 夹 具 ， 首 先 要 对机 床 的 加 工 特 点 有 比 较 深 刻 的 理 解 和 掌 握 ， 同 时 还 要 考 虑 加 工 零件 的 精 度 、 批 量 大 小 、 制 造 周 期 和 制 造 成 本 ；n 根 据 数 控 镗 铣 及 加 工 中 心 特 点 和 加 工 需 要 ， 目 前 常 用 的 夹 具 类 型有 专 用 夹 具 、 组 合 夹 具 、 可 调 夹 具 和 成 组 夹 具 。 一 般 的 选 择 顺 序是 单 件 生 产 中 尽 量 用 虎 钳 、 压 板 螺 钉 等 通 用 夹 具 ， 批 量 生 产 时 优先 考 虑 组 合 夹 具 ， 其 次 考 虑 可 调 夹 具 ， 最 后 选 用 专 用 夹 具 和 成 组夹 具 。 在 生 产 批 量 较 大 时 可 考 虑 采 用 多 工 位 夹 具 和 气 动 、 液 压 夹具 。 在 选 择 时 要 综 合 考 虑 各 种 因 素 ， 选 择 最 经 济 的 、 最 合 理 的 夹具 形 式 。 工 件 的 装 夹 数 控 夹 具 选 择 的 一 般 规 律 l 为 了 简 化 定 位 与 夹 紧 ， 夹 具 的 每 个 定 位 面 相 对 加 工 中 心 的 加 工 原 点 ， 都应 有 精 确 的 坐 标 尺 寸 ；l 为 保 证 零 件 装 夹 方 位 与 编 程 中 所 选 定 的 工 件 坐 标 系 及 机 床 坐 标 系 方 向 一致 性 ， 及 定 向 装 夹 ；l 能 经 短 时 间 的 拆 卸 ， 改 成 适 合 新 工 件 的 夹 具 ；l 夹 具 应 具 有 尽 可 能 少 的 元 件 和 较 高 的 刚 度 ；l 夹 具 要 尽 量 敞 开 ， 夹 紧 元 件 的 空 间 位 置 能 低 则 低 ， 夹 具 不 能 和 工 步 刀 具轨 迹 发 生 干 涉 ；l 保 证 在 主 轴 的 行 程 范 围 内 使 工 件 的 加 工 内 容 全 部 完 成 ；l 对 于 有 交 互 工 作 台 的 加 工 中 心 ， 由 于 工 作 台 的 移 动 、 上 托 、 下 托 和 旋 转等 动 作 ， 夹 具 设 计 必 须 防 止 夹 具 和 机 床 的 空 间 干 涉 ； l 尽 量 在 一 次 装 夹 中 完 成 所 有 的 加 工 内 容 。 当 非 要 更 换 夹 紧 点 时 ， 要 特 别注 意 不 能 因 更 换 夹 紧 点 而 破 坏 定 位 精 度 ， 必 要 时 在 工 艺 文 件 中 说 明 ；l 夹 具 底 面 与 工 作 台 的 接 触 ， 夹 具 的 底 面 平 面 度 必 须 保 证 在 0.010.02mm以 内 ， 表 面 粗 糙 度 不 大 于 Ra3.2um。 工 件 的 装 夹 数 控 夹 具 设 计 及 组 装 时 应 注 意 的 问 题 三 维 效 果 图零 件 图 样 工 件 的 装 夹 实 例 1 工 作 台 工 作 台定 位 销 低 于 加 工 面 定 位 销 （ 3个 ）装 夹 方 案 1： 找 正 法 装 夹 方 案 2： 用 夹 具 装 夹 工 件 的 装 夹 实 例 1 工 件 装 夹 时 必 须 使 工 件在 机 床 上 占 有 正 确 位 置 工 件 装 夹 时 找 正 过 程工 作 台 工 作 台 工 件 的 装 夹 实 例 1 工 件 装 夹 时 必 须 使 工 件在 机 床 上 占 有 正 确 位 置 工 件 装 夹 时 找 正 过 程工 作 台 工 作 台 工 件 的 装 夹 实 例 1 工 件 的 装 夹 实 例 2组 合 夹 具 装 夹 应 用工 步 1装 夹 示 意 图 工 步 2装 夹 示 意 图 工 步 3装 夹 示 意 图工 步 1加 工 完 成 工 步 2加 工 完 成 工 步 3加 工 完 成加 工 中 心 加 工 工 序 的 工 步 内 容 ： l工 步 1： 粗 铣 表 面 1及 槽 、 钻 扩 铰 孔 ； l工 步 2： 粗 精 铣 表 面 2型 面 ；l工 步 3： 精 铣 表 面 1型 面 。表 面 1表 面 1 表 面 2表 面 2 表 面 1表 面 1 常 用 对 刀 方 式 对 刀 光 电 式 寻 边 器 对 刀 心 轴 块 规 对 刀 偏 心 式 寻 边 器 对 刀工 件 原 点 块 规 X Y 常 用 对 刀 方 式 偏 心 式 寻 边 器 对 刀主 要 特 点 ：l 对 刀 时 寻 边 器 不 需 回 转 ；l 可 快 速 对 工 件 边 缘 定 位 ；l 对 刀 精 度 可 达 0.005mm；l 应 用 范 围 包 括 表 面 边 缘 、 内 孔 及 外 圆的 高 效 对 刀 。 常 用 对 刀 方 式 偏 心 式 寻 边 器 对 刀对 刀 过 程 ：l 10mm的 直 柄 可 安 装 于 弹 簧 夹 头 刀 柄 或 钻 夹 头 刀 柄 上 ；l 请 以 手 指 轻 压 测 测 头 的 侧 边 ， 使 其 偏 心 0.5mm；l 使 其 以 400-600rpm的 速 度 转 动 ；l 如 图 2所 示 使 测 头 与 工 件 的 端 面 相 接 触 ， 慢 慢 地 碰 触 移 动 ，就 会 变 成 如 图 3所 示 ， 测 头 不 再 振 动 ， 宛 如 静 止 的 状 态 接 触 ，以 更 细 微 的 进 给 来 碰 触 移 动 的 话 ， 测 头 就 会 如 图 4所 示 ， 开 始朝 一 定 的 方 向 滑 动 。 这 个 滑 动 起 点 就 是 所 要 寻 求 的 基 准 位 置 ； l 工 件 端 面 所 在 的 位 置 ， 就 是 加 上 测 头 半 径 5mm的 坐 标 位 置 。 图 1 图 2图 3 图 4 Z轴 设 定 器 自 动 对 刀 器 刀 具 长 度 方 向 的 对 刀 ：lZ轴 设 定 器 ： 是 用 以 对 刀 具 长 度 补 偿 的 一 种 测 量 装 置 。 对 刀 准 确 、 效率 高 等 特 点 ； 缩 短 了 加 工 准 备 时 间 。 采 用 手 动 方 式 工 作 ， 即 ： 对 刀 时 ，机 床 的 运 动 由 操 作 者 手 动 控 制 ， 特 别 适 合 单 件 、 小 批 量 生 产 ；l自 动 对 刀 器 ： 能 在 对 刀 时 将 对 刀 器 产 生 的 信 号 通 过 电 缆 输 出 至 机 床 的数 控 系 统 ， 以 便 结 合 专 用 的 控 制 程 序 实 现 自 动 对 刀 、 自 动 设 定 或 更 新 刀具 的 半 径 和 长 度 补 偿 值 ；l对 刀 仪 ： 用 于 机 外 对 刀 ， 在 使 用 前 就 可 测 量 出 刀 具 的 准 确 尺 寸 数 据 。 对 刀 仪刀 具 长 度 测 量 刀 具 直 径 测 量 加 工 工 艺 分 析数 控 镗 铣 或 加 工 中 心 加 工 零 件 的 表 面 不 外 乎 平 面 、 轮 廓 、 曲 面 、 孔和 螺 纹 等 ， 主 要 要 考 虑 到 所 选 加 工 方 法 要 与 零 件 的 表 面 特 征 、 所 要求 达 到 的 精 度 及 表 面 粗 糙 度 相 适 应 。l在 数 控 镗 铣 床 及 加 工 中 心 上 可 铣 削 平 面 、 平 面 轮 廓 及 曲 面 。l孔 加 工 的 方 法 有 钻 削 、 扩 削 、 铰 削 、 铣 削 和 镗 削 等 ；l螺 纹 的 加 工 可 采 用 攻 螺 纹 、 铣 螺 纹 等 方 法 。 平 面 轮 廓 加 工铣 削 平 面 类 零 件 周 边 轮 廓 一 般 采 用 立 铣 刀 。 刀 具 的 尺 寸 应 满 足 ：l刀 具 半 径 R小 于 朝 轮 廓 内 侧 弯 曲 的 最 小 曲 率 半 径 min， 一 般可 取 R=(0.8 0.9) min； l如 果 min过 小 ， 为 提 高 加 工 效 率 ， 可 先 采 用 大 直 径 刀 具 进 行粗 加 工 ， 然 后 按 上 述 要 求 选 择 刀 具 对 轮 廓 上 残 留 余 量 过 大 的 局部 区 域 处 理 后 再 对 整 个 轮 廓 进 行 精 加 工 。 刀 具 的 选 择 平 面 轮 廓 加 工确 定 走 刀 路 线 的 一 般 原 则 是 ： l保 证 零 件 的 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 。l缩 短 走 刀 路 线 ， 减 少 进 退 刀 时 间 和 其 他 辅 助 时 间 。l方 便 数 值 计 算 ， 减 少 编 程 工 作 量 。l尽 量 减 少 程 序 段 数 。注 意 ： 对 于 平 面 轮 廓 的 铣 削 ， 无 论 是 外 轮 廓 或 内 轮廓 ， 要 安 排 刀 具 从 切 向 进 入 轮 廓 进 行 加 工 ， 当 轮 廓加 工 完 毕 之 后 ， 要 安 排 一 段 沿 切 线 方 向 继 续 运 动 的距 离 退 刀 ， 这 样 可 以 避 免 刀 具 在 工 件 上 的 切 人 点 和退 出 点 处 留 下 接 刀 痕 。 走 刀 路 线 的 确 定 原 点 刀 具 运 动 轨 迹取 消 刀 具 补 偿 点圆 弧 切 入 点 原 点 切 入 点切 出 点刀 具 运 动 轨 迹(a)铣 削 外 圆 加 工 路 径 (b)铣 削 内 圆 加 工 路 径铣 削 圆 的 切 入 切 出 路 径切 入 切 出 路 径 平 面 轮 廓 加 工 课 堂 讨 论 请 仔 细 观 察 如 下 视 频 ， 说 明 刀具 走 刀 路 径 是 否 合 理 ？ 为 什 么 ？ 平 面 轮 廓 加 工 走 刀 路 线 对 切 削 加 工 影 响 实 例铣 削 夹 紧 不 良 的 工 件 时 刀 具 的 路 径 ： 对 于 长 刀 具 长 度 （ 大于 3倍 直 径 ） ， 在 由 于 振 动 不可 能 侧 铣 的 情 况 下 推 荐 使 用 插铣 （ 轴 向 铣 削 ） 。 插 铣 加 工刀 具 悬 伸 长 时 将产 生 振 动 和 变 形此 时 插 铣 可 能 是唯 一 可 行 的 方 案侧 铣 加 工 侧 铣 加 工 型 腔 加 工 型 腔 三 种 走 刀 路 线环 切 法 行 切 法 行 切 +环 切 法 型 腔 加 工 型 腔 加 工 开 始 切 削 型 腔 的 方 法主 要 有 以 下 三 种 方 法 ：l预 钻 削 起 始 孔 。 不 推 荐 这 种 方 法 ： 这 需 要 增 加 一 种 刀 具 ， 从 切 削 的 观点 看 ， 刀 具 通 过 预 钻 削 孔 时 因 切 削 力 而 产 生 不 利 的 振 动 。 当 使 用 预 钻 削孔 时 ， 常 常 会 导 致 刀 具 损 坏 ；l最 佳 的 方 法 之 一 是 使 用 X/Y和 Z方 向 的 线 性 坡 走 切 削 ， 以 达 到 全 部 轴 向深 度 的 切 削 ； l可 以 以 螺 旋 形 式 进 行 圆 插 补 铣 。 这 是 一 种 非 常 好 的 方 法 ， 因 为 它 可 产 生 光 滑 的 切 削 作 用 ， 而 只 要 求 很 小 的 开 始 空 间 。 坡 走 铣螺 旋 插 补 铣 传 统 切 削 型 腔 角 方 法 的 不 足 ：传 统 的 切 削 角 的 方 法 是 使 用 直 线 插 补 （ G01） ,在 角 的 过 渡 不 连 续 。这 就 是 说 ， 当 刀 具 到 达 角 落 时 ， 由 于 线 性 轴 的 动 力 特 性 限 制 ， 刀具 必 须 减 速 。 在 电 机 改 变 进 给 方 向 前 ， 有 一 短 暂 的 停 顿 ， 这 会 产生 大 量 的 热 量 和 摩 擦 。 很 长 的 接 触 长 度 会 导 致 切 削 力 的 不 稳 定 ，并 常 常 使 角 落 切 削 不 足 。 典 型 的 结 果 是 振 动 刀 具 越 大 和 越 长 ，或 刀 具 总 悬 伸 越 大 ， 振 动 越 强 。 课 堂 讨 论 ： 加 工 型 腔 角 落 的 方 法 解 决 方 案 ? 问 题 的 最 佳 解 决 方 案 ： l使 用 圆 角 半 径 比 角 圆 角 半 径 小 的 刀 具 。 用 圆 插 补加 工 角 落 。 这 种 加 工 方 法 通 过 刀 具 的 运 动 产 生 了 光滑 和 连 续 的 过 渡 ， 产 生 振 动 的 可 能 性 大 大 地 降 低 了 。l另 一 种 解 决 方 案 是 通 过 圆 插 补 产 生 比 图 样 上 的 规定 稍 大 些 的 圆 角 半 径 。 这 是 很 有 利 的 ， 这 样 ， 有 时就 可 在 粗 加 工 中 使 用 较 大 的 刀 具 ， 以 保 持 高 生 产 率 。在 角 落 处 余 下 的 加 工 余 量 可 以 采 用 较 小 的 刀 具 进 行固 定 铣 削 或 圆 插 补 切 削 。 课 堂 讨 论 ： 加 工 型 腔 角 落 的 方 法 曲 面 加 工 走 刀 路 线 的 选 择 2轴 半 联 动 加 工 3轴 联 动 加 工 5轴 联 动 加 工刀 具 轴 线补 偿 平 面 实 际 刀 具 轨 迹编 程 轨 迹 加 工 工 件适 用 于 曲 率 半 径 变 化 不 大 和 精度 要 求 不 高 的 曲 面 的 粗 加 工 。 各 种 曲 面 类 零 件 最 理 想 的 加 工方 法 。适 用 于 曲 率 半 径 变 化 较 大 和 精度 要 求 较 高 的 曲 面 的 精 加 工 。 顺 铣 与 逆 铣顺 铣 逆 铣 顺 铣 与 逆 铣顺 铣 与 逆 铣 比 较 ：l一 般 来 说 ， 在 逆 铣 中 刀 具 寿 命 比 在 顺 铣 中短 ， 这 是 因 为 在 逆 铣 中 产 生 的 热 量 比 在 顺 铣中 明 显 的 高 。 在 逆 铣 中 当 切 屑 厚 度 从 零 增 加到 最 大 时 ， 由 于 切 削 刃 受 到 的 摩 擦 比 在 顺 铣中 强 ， 因 此 会 产 生 更 多 的 热 量 。l逆 铣 中 径 向 力 也 明 显 高 ， 这 对 主 轴 轴 承 有不 利 影 响 。 在 顺 铣 中 ， 切 削 刃 主 要 受 到 的 是压 缩 应 力 ， 这 与 逆 铣 中 产 生 的 拉 力 相 比 ， 对硬 质 合 金 刀 具 或 整 体 硬 质 合 金 刀 具 的 影 响 有利 得 多 。 顺 铣 与 逆 铣 的 选 择 ：l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 。l如 果 零 件 毛 坯 为 黑 色 金 属 锻件 或 铸 件 ， 表 皮 硬 而 余 量 一 般较 大 ， 这 时 采 用 逆 铣 较 为 合 理 。 孔 加 工 孔 加 工 方 法 的 选 择孔 加 工 的 常 用 方 法 选 择 ：l对 于 直 径 大 于 30mm的 已 铸 出 或 锻 出 的 毛 坯 孔 的 孔 加 工 ， 一 般采 用 粗 镗 半 精 镗 孔 口 倒 角 精 镗 的 加 工 方 案 ；l孔 径 较 大 的 可 采 用 立 铣 刀 粗 铣 精 铣 加 工 方 案 ；l孔 中 空 刀 槽 可 用 锯 片 铣 刀 在 孔 半 精 镗 之 后 、 精 镗 之 前 铣 削 完 成 ，也 可 用 镗 刀 进 行 单 刀 镗 削 ， 但 单 刀 镗 削 效 率 较 低 ；l对 于 直 径 小 于 30mm无 底 孔 的 孔 加 工 ， 通 常 采 用 锪 平 端 面 打 中 心 孔 钻 扩 孔 口 倒 角 铰 加 工 方 案 ， 对 有 同 轴 度要 求 的 小 孔 ， 需 采 用 锪 平 端 面 打 中 心 孔 钻 半 精 镗 孔 口 倒 角 精 镗 (或 铰 )加 工 方 案 。 孔 加 工 主 要 方 法 ：钻 削 、 扩 削 、 铰 削 、铣 削 和 镗 削 螺 纹 加 工 螺 纹 加 工 方 法 的 选 择螺 纹 加 工 方 法 选 择 ：内 螺 纹 的 加 工 根 据 孔 径 的 大 小 ， 一 般 情 况 下 ， M6 M20之 间 的 螺 纹 ，通 常 采 用 攻 螺 纹 的 方 法 加 工 。 因 为 加 工 中 心 上 攻 小 直 径 螺 纹 丝 锥 容 易折 断 ， M6以 下 的 螺 纹 ， 可 在 加 工 中 心 上 完 成 底 孔 加 工 再 通 过 其 他 手 段攻 螺 纹 。 对 于 外 螺 纹 或 M20以 上 的 内 螺 纹 ， 一 般 采 用 铣 削 加 工 方 法 。 螺 纹 加 工 主 要 方 法 ：攻 螺 纹 、 铣 螺 纹 攻 螺 纹 铣 螺 纹 切 削 用 量 的 确 定 粗 加 工 时 ， 一 般 以 提 高 生 产 率 为 主 ， 但 也 应 考 虑 经 济 性 和 加 工 成 本 ；半 精 加 工 和 精 加 工 时 ， 应 在 保 证 加 工 质 量 的 前 提 下 ， 兼 顾 切 削 效 率 、经 济 性 和 加 工 成 本 。 具 体 数 值 应 根 据 机 床 说 明 书 、 切 削 用 量 手 册 ，并 结 合 经 验 而 定 。 切 削 速 度 的 选 择 主 要 取 决 于 被 加 工 工 件 的 材 质 ；进 给 速 度 的 选 择 主 要 取 决 于 被 加 工 工 件 的 材 质 及 刀 具 的 直 径 。 刀 具生 产 厂 家 的 刀 具 样 本 附 有 刀 具 切 削 参 数 选 用 表 ， 可 供 参 考 。但 切 削 参 数 的 选 用 同 时 又 受 机 床 、 刀 具 系 统 、 被 加 工 工 件 形 状 以 及装 夹 方 式 等 多 方 面 因 素 的 影 响 ， 应 根 据 实 际 情 况 适 当 调 整 切 削 速 度和 进 给 速 度 。 当 以 刀 具 寿 命 为 优 先 考 虑 因 素 时 ， 可 适 当 降 低 切 削 速 度和 进 给 速 度 ； 当 切 屑 的 离 刃 状 况 不 好 时 ， 则 可 适 当 增 大 切 削 速 度 。 。 合 理 选 择 切 削 用 量 的 原 则 切 削 用 量 的 确 定切 削 速 度 (vc) D1(mm);铣 刀 直 径(3.14):圆 周 率n(min-1):主 轴 转 速vc(m/min):切 削 速 度 (例 题 )主 轴 转 速 350min -1、 铣 刀 直 径 125， 求 此 时 的 切 削 速度 。(答 ） =3.14、 D1=125、 n=350代 入 公 式vc=( D1 n) 1000=(3.14 125 350) 1000=137.4(m/min)切 削 速 度 为 137.4m/min 平 面 铣 削 加 工 的 计 算 式 (例 题 )每 刃 进 给 量 0.1mm/齿 ， 铣 刀 刃 数 10齿 、主 轴 转 速 500min-1,求 工 作 台 进 给 速度 ?(答 ） 由 公 式 、vf=fz z n=0.1 10 500=500mm/min，求 出 工 作 台 进 给 速 度 为 500mm/min。 切 削 用 量 的 确 定每 齿 进 给 量 (fz)、 工 作 台 进 给 速 度 (Vf) vf(mm/min):每 分 钟 工 作 台 进 给 速 度z:刃 数n(min-1):主 轴 转 速 (每 转 进 给 量 f z fz)fz(mm/tooth):每 齿 进 给 量 (例 题 )主 轴 转 速 500min-1、 铣 刀 刃 数 10刃 ，工 作 台 进 给 速 度 500mm/min， 求 此 时每 齿 进 给 量 。(答 ）由 公 式 、 fz=Vf (z n)=500 (10 500)=0.1mm/tooth求 出 每 齿 进 给 量 为 0.1mm/齿平 面 铣 削 加 工 的 计 算 式 切 削 用 量 的 确 定用 计 算 P点 切 削 速 度 。(倾 斜 面 加 工 时 ， 切 深 边 界 部 的 切 削 速 度 ) n（ min -1） 刀 具 转 速 用 ap 计 算 Q点 切 削 速 度 。(切 深 边 界 部 的 切 削 速 度 ) n（ min-1） 刀 具 转 速 实 际 切 削 速 度 的 计 算 方 法 (例 题 )主 轴 转 速 1350min-1、 钻 头 直 径12， 求 切 削 速 度 。(答 )将 =3.14 D1=12 n=1350代 入公 式vc= D1 n 1000=3.14 12 1350=50.9m/min据 此 ， 得 出 切 削 速 度 为50.9m/min。 切 削 用 量 的 确 定 孔 加 工 的 计 算 式 vc(m/min)： 切 削 速 度(3.14)： 圆 周 率D1 (mm)： 钻 头 直 径n(min-1) ： 主 軸 转 速 用 1000去 除 ， 为 将 mm换 算 成 m vf(mm/min)： 主 轴 （ Z轴 ）进 给 速 度 fr(mm/rev)： 每 转 进 给 量n(min-1) ： 主 轴 转 速 (例 题 )主 轴 转 速 1350min-1、 钻 头 直径 12， 求 切 削 速 度 。(答 )代 入 公 式vf=fr n=0.2 1350=270mm/min由 此 得 出 主 轴 每 分 钟 进 给 量为 270mm/min。主 轴 每 分 钟 进 给 量 (vf) 切 削 速 度 (vc)