1、数控铣削加工工艺基础 一、 数控铣床加工的 内容和工艺特点 数控铣床 除具有普通铣床所具 有 的功能外，由于控制方式实现数控化自动控制加工过程，同时与加工中心相比，数控铣床除了缺少自动换刀功能以及刀库外，其他方面均与加工中心类似 ， 主要用于加工平面和曲面轮廓的零件 进行铣削加工 ，还可以加工复杂型面的零件，如凸轮、样板、模具、螺旋槽等。同时也可以对零件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工。 1 一般下列加工内容常采用数控铣削加工 1） 工件上的 圆弧 曲线轮廓内、外形 的加工 ，特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等轮廓 ，通过 插补功能和宏程程序能实现较高精度的形状拟合 。 2） 由 数学模
2、型 给出 的 三维 空间曲线。 3） 形状复杂，尺寸繁多，划线与检测困难的 零件 部位。 4） 用通用铣床加工时难以观察，测量和控制进给的内、外凹槽。 5） 以尺寸协调的高精度孔与面。 6） 能在一次安装中一起铣削出来的简单表面或形状。 7） 采用数控铣削能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动的一般加工内容。 2 而下列加工内容不宜采用数控铣削加工 1） 简单的粗加工面及 需要长时间占机人工调整的粗加工内容。 2） 毛坯上加工余量不充分或不太稳定的部位。 3） 必须按专用工装协调 的加工内容，如标准样件、协调平板、模胎。 3.数控铣床加工 工艺 的特点 数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还
3、有如下特点： ） 对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。 ） 能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。 ） 能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件，如在卧式铣床上可方便地对箱体类零件进行钻孔、铰孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削端面、挖槽等多道工序的加工。 ） 加工精度高 、加工质量稳定可靠。 ） 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。 ） 生产效率高。一般可省去划线、中间检验等工作，可省去复杂的工装，减少对零件的安装、调整等工作。能通过选用最佳
4、工艺线路和切削用量，有效地减少加工中的辅助时间，从而提高生产效率。 二、 数控铣削加工中心的内容和工艺特点 1.数控铣削加工中心的内容 加工中心适用于复杂、工序多、精度要求高、需用多种类型普通机床和繁多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的具有适当批量的零件。其主要加工对象有以下四类： 1） 箱体类零 件 箱体类零件是指具有一个以上的孔系，并有较多型腔的零件，这类零件在机械、汽车、飞机等行业较多，如汽车的发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱、主轴箱，柴油机缸体，齿轮泵壳体等。 箱体类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床 60 95 的工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时
5、可缩短生产周期，降低成本。对于加工工位较多，工作台需多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心；当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。 2） 复杂曲面 在航空航天、汽车、 船舶、国防等领域的产品中，复杂曲面类占有较大的比重，如叶轮、螺旋桨、各种曲面成型模具等。 就加工的可能性而言，在不出现加工干涉区或加工盲区时，复杂曲面一般可以采用球头铣刀进行三坐标联动加工，加工精度较高，但效率较低。如果工件存在加工干涉区或加工盲区，就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的机床。 3） 异形件 异形件是外形不规则的零件，大多需要点、线、面多工位混合加工，如支架、基座、样板、靠模等。
6、异形件的刚性一般较差，夹压及切削变形难以控制，加工精度也难以保证，这时可充分发挥加工中心工序集中的特点，采用合理的 工艺措施，一次或两次装夹，完成多道工序或全部的加工内容。 4） 盘、套、板类零件 带有键槽、径向孔或端面有分布孔系以及有曲面的盘套或轴类零件，还有具有较多孔加工的板类零件，适宜采用加工中心加工。端面有分布孔系、曲面的零件宜选用立式加工中心，有径向孔的可选卧式加工中心。 2 加工中心的工艺特点 与普通机床加工相比，加工中心具有许多显著的工艺特点。 1） 工艺范围宽，能加工复杂曲面 与数控铣床一样，加工中心也能实现多坐标轴联动而容易实现许多普通机床难以完成或无法加工的空间曲线、曲面的
7、加工， 大大增加了机床的工艺范围。 2） 具有高度柔性，便于研制、开发新产品 所谓柔性即 “ 灵活 ” 、 “ 可变 ” ，是相对 “ 刚性 ” 而言的。过去，许多企业采用组合机床、专用机床 或专用靠模进行高效、自动化生产，但这些组合机床、专用机床是专门针对某种零件的某道工序而设计的，适用于产品稳定的大批量生产，无法适应多品种、小批量生产。现在，即便是大批量生产的产品，品种多年一成不变的历史也已一去不复返，一旦品种发生变化，这些组合机床、专用机床基本就无法继续使用，组合机床、专用机床的应用越来越少，正在被数控设备所取代。一般的机械 仿形加工机床能加工一些较复杂的零件，但产品变型后，必须重新设计
8、和制造凸轮、靠模、样板或钻模等，生产准备周期较长。而加工中心当加工对象改变后，只需变换加工程序、调整刀具参数等即可进行新零件加工，生产准备周期大大缩短，给新产品的研制开发产品的改进、改型提供了捷径。同时，由于加工中心具有自动换刀功能，右加工各种不同种类的零件、各种各样的表面方面比数控铣床更有优势。 3） 加工精度高，表面质量好 加工的零件一致 性 好，质量稳定，加工中心的脉冲当量一般为 lm，高精度的加工中心可达。 1m 其运动分辨率远高于普 通机床。加工中心多采用半闭环甚至全闭环的位置补偿功能，有较高的定位精度和重复定位精度，在加工过程中产生的尺寸误差能及时得到补偿，能获得较高的尺寸精度；加工中心采用插补原理确定加工轨迹，加工的零件形状精度高；在加 工中心上加工，工序高度集中，一次装夹即可加工出零件上大部分表面，精度要求高、表面质量要求好的零件宜选用加工中心加工。 另外，加工中心的整个加工过程由程序自动控制，不受操作者人为因素的影响，同时，没有凸轮、靠模等硬件，省去了制造和使用中磨损等所造成的的
