1、 掌握数控加工工艺的制定；掌握加工中心常用夹具的使用方法；能够根据数控加工工艺卡选择、安装和调整加工中心常用刀具，能根据加工中心特性、零件材料、加工精度和工作效率等选择刀具和刀具几何参数，并确定数控加工需要的切削参数和切削用量，能够使用刀具预调仪或者在机内测量刀具的半径及长度，能够选择、安装、使用刀柄，能够刃磨常用刀具。目目 录录一、数控铣床与加工中心的适宜加工对象二、数控加工工艺的主要内容三、数控加工工艺的特点四、数控加工工艺文件一、顺铣和逆铣二、数控铣削加工工序的划分三、典型零件的铣削四、切削用量的选择五、加工方法的选择目目 录录一、常用数控刀具刀柄二、数控刀具选择一、加工中心用对刀仪二、
2、加工中心用对刀器三、找正器一、用机用平口虎钳装夹工件二、机用平口虎钳在铣削加工中的应用三、用压板装夹工件目目 录录四、压板装夹在铣削加工中的应用五、其他装夹在铣削加工中的应用（1）平面类零件图2-1 平面类零件a）带平面轮廓的平面零件 b）带斜平面的平面零件 c）带圆台和斜肋的平面零件图2-2 飞机上变斜角梁缘条（2）变斜角类零件（3）曲面类零件2.加工中心的适宜加工对象（1）既有平面又有孔系的零件1）箱体类零件。2）盘、套、板类零件。（2）结构形状复杂、普通机床难加工的零件1）凸轮类。2）整体叶轮类。图2-3 十字盘图2-4 轴向压缩机涡轮3）模具类。图2-5 连杆锻压模简图（3）外形不规则
3、的异形零件图2-6 支架（4）周期性投产的零件（5）加工精度要求较高的中小批量零件（6）新产品试制中的零件1）选择适合在数控机床上加工的零件。2）分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求。3）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。4）加工工序的设计。5）数控加工程序的调整。6）分配数控加工中的公差。7）处理数控机床上的部分工艺指令。数控加工的程序是数控机床的指令性文件。数控机床受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令自动进行的。数控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量、进给路线、刀具尺寸以及机床的运动过程。1.数控加工编程任务书表2-1 数控加工编程任务书 年
4、月 日2.工序卡表2-2 数控加工工序卡片3.数控刀具调整单表2-3 数控刀具卡片表2-4 数控刀具明细表4.工件安装和零点设定卡片表2-5 工件安装图和零点设定卡片5.数控加工程序单表2-6 加工程序单1.周边铣削时的顺铣和逆铣（1）顺铣（2）逆铣2.端面铣削时的顺铣和逆铣（1）对称铣削（2）非对称铣削 1）非对称逆铣铣削时，逆铣部分占的比例大。2）非对称顺铣铣削时，顺铣部分占的比例大。（1）加工阶段1）粗加工阶段。2）半精加工阶段。3）精加工阶段。4）光整加工阶段。（2）数控铣加工工序的划分原则1）按所用刀具划分。2）按安装次数划分。3）按粗、精加工划分。4）按加工部位划分。（3）数控铣削
5、加工顺序的安排1）基面先行原则。2）先粗后精原则。3）先主后次原则。4）先面后孔原则。（4）数控加工工序与普通工序的衔接 建立相互状态要求，其目的是达到相互能满足加工需要，且质量目标与技术要求明确，交接验收有依据。（1）平面的铣削1）周边铣削。2）端面铣削。图2-12 端面铣削图2-11 周边铣削（2）沟槽的加工图2-14 铣通键槽1）直角沟槽的铣削。铣封闭键槽。2）键槽的铣削方法 铣通键槽。图2-15 铣封闭键槽图2-16 T形槽工件3）铣T形槽的铣削。铣T形槽的步骤 a.铣直角槽。b.铣T形槽。c.槽口倒角。（3）孔加工的进给路线1）保证加工精度。铣T形槽应注意的事项 a.应经常清除切屑。
6、b.避免铣刀因受到过大的铣削 力和突然的冲击力而折断。c.在铣钢件时，应充分浇注切 削液。d.T形槽铣刀不能用得太钝。e.采用较小的进给量和较低的 切削速度。f.可把直角槽稍铣深些。图2-19 镗孔加工示意图 方案A影响孔与孔的位置精度。方案B从而提高了孔与孔的孔距精度。图2-20 镗孔加工路线示意图a）方案A b）方案B2）应使进给路线最短。图2-21 最短进给路线选择图2-24 无交点内轮廓加工刀具的切入和切出（4）铣削内外轮廓的进给路线图2-22 外轮廓加工刀具的切入和切出图2-23 内轮廓加工刀具的切入和切出图2-25 铣削外圆加工路线图2-26 铣削内圆加工路线（5）曲面轮廓加工图2
7、-27 曲面轮廓加工进给路线（6）型腔加工 加工平底型腔时一律用平底铣刀，且刀具边缘部分的圆角半径应符合型腔的图样要求。型腔的切削分两步，第一步切内腔，第二步切轮廓。图2-29 凹槽加工进给路线图2-30 型腔区域加工进给路线图2-28 型腔轮廓粗加工图（1）背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择 背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。（2）进给量f和进给速度vf的选择 进给量与进给速度是衡量切削用量的重要参数，根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考有关切削用量手册选取。1）在工件表面粗糙度值要求较大时，粗铣一次进给就可以达到要求。2）在工件
8、表面粗糙度值要求较小时，可分粗铣和半精铣两步进行。3）在工件表面粗糙度值要求很小时，可分粗铣、半精铣和精铣三步进行。图2-31 轮廓拐角处的超程现象表2-7 每齿进给量fz的推荐值表2-7 每齿进给量fz的推荐值（续）表2-8 铣削速度 的推荐数值 （单位：m/min）cv1.孔加工方法的选择（1）孔加工方法的选择原则图2-32 数控铣床加工内孔方案（2）内孔表面加工方法选择实例图2-33 典型零件孔加工方法选择 f40内孔可选择钻孔粗镗（或扩孔）半精镗精镗方案。阶梯孔f13和f22没有尺寸公差要求，因而可选择钻孔锪孔方案。2.平面加工方法的选择 主要采用面铣刀和立铣刀加工。粗铣的尺寸精度和表
9、面粗糙度一般可达IT11IT13，Ra6.325m；精铣的尺寸精度和表面粗糙度一般可达IT8IT10，Ra 1.66.3m。需要注意的是：当零件表面粗糙度值要求较低时，应采用顺铣方式。图2-34 平面轮廓铣削3.平面轮廓加工方法的选择 1）当零件尺寸不大时，可用斜垫板垫平后加工。当零件尺寸很大，斜面斜度又较小时，常用行切法加工。最佳方法是采用五坐标数控铣床，主轴摆角后加工。2）对于正圆台和斜肋表面，一般可用专用的角度成形铣刀加工。4.固定斜角平面加工方法的选择 表2-9 数控加工刀具的种类图2-36 中国标准锥柄结构常规数控刀具刀柄均采用7:24圆锥工具柄。1.常规数控刀柄及拉钉结构国家标准G
10、BT1094419892.典型刀具系统的种类及使用范围（1）整体式数控刀具系统（2）模块式数控刀具系统1）主柄模块2）中间模块（联接杆）：3）工作模块（工作头）：图2-37 中国标准刀柄拉钉结构a）A型拉钉结构 b）B型拉钉结构图2-40 镗铣数控机床刀具系统刀柄系列图2-41 模块式数控刀具系统1.数控刀具刀柄的选择方法（1）直柄工具的刀柄主要有立铣刀刀柄和弹簧夹头刀柄。（2）各种铣刀刀柄 三面刃铣刀选用三面刃铣刀刀柄（XS）系列，套式立铣刀选用套式立铣刀刀柄（XM）系列，可转位面铣刀选用可转位面铣刀刀柄（XD）系列。莫氏柄立铣刀应选用无扁尾莫氏孔刀柄。（3）钻孔工具刀柄 有钻夹头刀柄，配上
11、相应的钻夹头，可夹持直柄钻头、中心钻等。莫氏锥柄钻头可选用带扁尾莫氏孔刀柄。套式扩孔钻选用套扩、铰刀柄。（4）攻螺纹工具刀柄选用攻螺纹夹头。2.孔加工刀具的选择（1）钻孔刀具及其选择 在加工中心上钻孔，大多是采用普通麻花钻。图2-42 麻花钻的组成图2-43 可转位浅孔钻图2-45 装配式扁钻 喷吸钻一般用于加工直径在f65180mm的深孔。钻削大直径孔时，可采用刚性较好的硬质合金扁钻。钻削直径在f2060mm、孔的深径比小于等于3的中等浅孔时，可选用图2-43所示的可转位浅孔钻。图2-44 喷吸钻1工件 2夹爪 3中心架 4支持座5联接套 6内管 7外管 8钻头图2-47 可转位扩孔钻图2-
12、46 扩孔钻扩孔多采用扩孔钻，也有采用镗刀扩孔的。（2）扩孔刀具及其选择（3）镗孔刀具及其选择图2-48 单刃镗刀a）通孔镗刀 b）阶梯孔镗刀 c）不通孔镗刀1调节螺钉 2紧固螺钉图2-49 微调镗刀1刀体 2刀片 3调整螺母 4刀杆5螺母 6拉紧螺钉 7导向键图2-50 大直径不重磨可调镗刀（4）铰孔刀具及其选择图2-51 机用铰刀a）直柄机用铰刀 b）锥柄机用铰刀c）套式机用铰刀 d）切削校准部分角度表2-10 铰刀齿数的选择图2-52 硬质合金单刃铰刀1、7螺钉 2导向块 3刀片 4楔套 5刀体 6销子图2-53 加工中心上使用的浮动铰刀1刀杆体 2可调式浮动铰刀体 3圆锥端螺钉 4螺母
13、 5定位滑块 6螺钉3.铣刀的种类与选择（1）面铣刀 面铣刀的圆周表面和端正上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。图2-54 面铣刀图2-55 硬质合金面铣刀a）整体焊接式 b）机夹焊接式 c）可转位式表2-11 面铣刀的前角（2）立铣刀 立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。图2-56 立铣刀a）硬质合金立铣刀 b）高速钢立铣刀（3）模具铣刀 模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀（圆锥半角a/2=3、5、7、10）、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种。图2-57 高速钢模具铣刀a)圆锥形立铣刀 b)圆柱形球头立铣刀c)圆锥形球头立铣刀图2-58
14、硬质合金模具铣刀（4）键槽铣刀 它有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心既像立铣刀，又像钻头。图2-59 键槽铣刀（5）鼓形铣刀它的切削刃分布在半径为R的圆弧面上，端面无切削刃。图2-60 鼓形铣刀图2-61 几种常见的成形铣刀（6）成形铣刀 一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，如角度面、凹槽、特形孔或台等。1.综合对刀仪（图2-62）（1）刀柄定位机构图2-62 加工中心对刀仪（2）测头部分 （3）Z、X轴尺寸测量机构 （4）测量数据处理装置2.机械式对刀仪图2-63 机械式对刀仪 对刀器是用于测定刀具与工件的相对位置仪器。常用的对刀器具有：对刀量块（芯棒），机械式找正
15、器,机械偏心式寻边器；电子式对刀器,电子式寻边器,机械式Z向对刀器。图2-64 加工中心常用对刀仪器a）机械偏心式寻边器 b）电子式寻边器c）机械式Z向对刀器图2-65 电子式对刀器 找正器的作用是确定工件在机床上的位置，即确定工作坐标系，它有机械式及电子式两种。图2-66 找正器1.利用百分表或划针来校正2.利用定位键安装机用平口虎钳3.把工件装夹在机用平口虎钳内 4.斜面工件在机用平口虎钳内的安装 图2-68 在虎钳内夹斜面工件1.铣削垂直面（1）基准面没有与固定钳口贴合图2-69 用虎钳装夹铣垂直面a）钳口与铣床主轴垂直 b）钳口与铣床主轴平行 1）工件基准面与固定钳口之间有切屑等杂物，
16、因此在装夹时必须将基准面与固定钳口擦拭清洁。2）工件的两对面不平行，可在活动钳口处轧一圆棒（或窄长的铜皮）。图2-70 在活动钳口处安放圆棒（2）固定钳口与工作台面不垂直1）在固定钳口处垫铜皮或纸片。2）在虎钳底平面垫铜皮或纸片。3）校正固定钳口的钳口铁（又称护片）。（3）铣刀圆柱度超差2.铣削平行面 铣平行面时要求铣出的平面与基准面平行，铣平行面时也要求平面具有较好的平面度精度。图2-71 校正固定钳口的垂直度图2-72 用平行垫铁装夹工件铣平行面用周边铣削法加工产生平行度精度不佳的原因有以下三个方面：（1）基准面与机用平口虎钳导轨面不平行 1）平行垫铁的厚度不相等。2）平行垫铁的上下表面与
17、工件和导轨之间有杂物。3）活动钳口在夹紧时产生上挠。4）工件贴住固定钳口的平面与基准面不垂直。（2）机用平口虎钳的导轨面与工作台面不平行（3）铣刀圆柱度超差在铣平行面3.在立式铣床上铣两端面图2-73 铣两端面4.在卧式铣床上铣两端面 图2-74 在卧式铣床上端面铣削两端面图2-75 用平口虎钳装夹轴类零件5.铣削沟槽 1）压板的位置要安排得适当。2）垫铁必须正确地放在压板下，高度要与工件相同或略高于工件。3）压板螺栓必须尽量靠近工件，并且螺栓到工件的距离应小于螺栓到垫铁的距离。4）螺栓要拧紧。5）在工件的光洁表面与压板之间，必须安置垫片。6）在铣床的工作台面上，不能拖拉粗糙的铸件、锻件毛坯。
18、图2-76 在卧式铣床上用面铣刀铣垂直铣面2.端面铣削平行面（1）在立式铣床上铣平行面1.端面铣削垂直面图2-77 在立式铣床上用面铣刀铣削平行面（2）在卧式铣床上铣平行面图2-78 卧式铣床上用面铣刀铣削平行面 1.以直角铁装夹进行铣削平面 图2-79 铣宽而薄的垂直面2.用V形块装夹铣削键槽图2-80 用V形块装夹工件铣键槽3.用轴用虎钳装夹铣削键槽图2-81 用轴用虎钳装夹轴类零件4.定中心装夹铣削键槽5.用自定心虎钳装夹图2-82 定中心装夹a）用三爪自定心卡盘装夹 b）用两顶尖装夹c）用自定心虎钳装夹1.数控切削用刀具有哪几种?2.怎样选择数控铣削刀具?3.加工图2-83所示的具有三个台阶的型腔零件。试编制型腔的数控铣削加工工艺（其余表面已加工）。图2-83 题3图5.图2-85所示零件的A、B面已加工好，在加工中心上加工其余表面，试确定定位、夹紧方案。图2-84 题4图图2-85 题5图4.零件如图2-84所示，分别按“定位迅速”和“定位准确”的原则确定XY平面内的孔加工进给路线。
