毕业论文：数控铣床加工工艺设计

此外，程序太长会增加出错与检索的困难。

因此程序不能太长，道工序的内容不能太多。

以加工部位划分工序。

对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔外形曲面或平面，并将每部分的加工作为道工序。

以粗精加工划分工序。

对于经加工后易发生变形的工件，由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故般来说，凡要进行粗精加工的过程，都要将工序分开。

顺序的安排顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑。

顺序安排般应按以下原则进行上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑先进行内腔加工，后进行外形加工以相同定位夹紧方式加工或用同把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数换刀次数与挪动压板次数数控加工工艺与普通工序的衔接数控加工工序前后般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。

因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求加工目的加工特点，如要不要留加工余量，留多少定位面与孔的精度要求及形位公差对校形工序的技术要求对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。

第三章数控加工工艺设计方法在选择了数控加工工艺内容和确定了零件加工路线后，即可进行数控加工工序的设计。

数控加工工序设计的主要任务是进步把本工序的加工内容切削用量工艺装备定位夹紧方式及刀具运动轨迹确定下来，为编制加工程序作好准备。

确定走刀路线和安排加工顺序走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。

走刀路线是编写程序的依据之。

确定走刀路线时应注意以下几点寻求最短加工路线如加工图所示零件上的孔系。

图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。

若改用图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近倍，提高了加工效率。

图进给路线图最终轮廓次走刀完成为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后次走刀中连续加工出来。

图走刀路线图如图为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。

但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度。

所以如采用图的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。

图也是种较好的走刀路线方式。

选择切入切出方向考虑刀具的进退刀切入切出路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑应避免在工件轮廓面上垂直上下刀而划伤工件表面尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停切削力突然变化造成弹性变形，以免留下刀痕。

图切入切出点的选择选择使工件在加工后变形小的路线对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。

安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。

确定定位和夹紧方案在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题尽可能做到设计基准工艺基准与编程计算基准的统尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在次装夹后能加工出全部待加工表面避免采用占机人工调整时间长的装夹方案夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。

如图薄壁套的轴向刚性比径向刚性好，用卡爪径向夹紧时工件变形大，若沿轴向施加夹紧力，变形会小得多。

在夹紧图所示的薄壁箱体时，夹紧力不应作用在箱体的顶面，而应作用在刚性较好的凸边上，或改为在顶面上三点夹紧，改变着力点位置，以减小夹紧变形，如图所示。

图夹紧力作用点与夹紧变形的关系确定刀具与工件的相对位置对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，这相对位置是通过确认对刀点来实现的。

对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。

对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有定尺寸联系的位置，对刀点往往就选择在零件的加工原点。

对刀点的选择原则所选的对刀点应使程序编制简单对刀点应选择在容易找正便于确定零件加工原点的位置对刀点应选在加工时检验方便可靠的位置对刀点的选择应有利于提高加工精度。

图对刀点例如，加工图所示零件时，当按照图示路线来编制数控加工程序时，选择夹具定位元件圆柱销的中心线与定位平面的交点作为加工的对使用设备数控实训中心工艺序号程序编号夹具名称夹具编号三爪自定心卡盘工步号工步作业内容刀具规格刀具号主轴转量进给量背吃刀量量具备注加的毛坯，伸出长度车端面光外圆，对刀外圆车刀见光打中心孔中心钻钻孔麻花钻粗镗孔内轮廓的内孔，锥孔，镗孔刀留精加工余量粗镗孔内轮廓的内孔，锥孔至尺寸要求镗孔刀粗车内轮廓和，留精加工余量外圆车刀精车外轮廓和至尺寸要求外圆车刀粗加工圆弧，留精加工余量外圆车刀精加工圆弧，至尺寸要求外圆车刀割两个槽至尺寸要求外割槽刀编制审核批准共页第页数控加工走刀路线图在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞，为此必须设法告诉操作者关于编程中的刀具运动路线如从哪里下刀在哪里抬刀哪里是斜下刀等。

为简化走刀路线图，般可采用统约定的符号来表示。

不同的机床可以采用不同的图例与格式如表表数控加工走刀路线图表数控加工走刀路线图零件图号序号工步号程序号机床型号程序段号加工内容铣轮廓周边共页第页编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切数控刀具卡片数控加工时，对刀具的要求十分严格，般要在机外对刀仪上预先调整刀具直径和长度。

刀具卡反映刀具编号刀具结构尾柄规格组合件名称代号刀片型号和材料等。

它是组装刀具和调整刀具的依据，详见表。

表数控刀具卡片零件图号数控刀具卡片使用设备刀具名称镗刀刀具编号换刀方式自动程序编号刀具组成序号编号刀具名称规格数量备注拉钉刀柄接杆镗刀杆镗刀组件刀片备注编制审校批准共页第页不同的机床或不同的加工目的可能会需要不同形式的数控加工专用技术文件。

在工作中，可根据具体情况设计文件格式。

第四章数控铣床加工的基本特点数控加工的工序内容比普通机加工的工序内容复杂。

数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程的编制复杂。

这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排对刀点换刀点及走刀路线的确定等问题，在编制数控加工工艺时却要认真考虑。

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。

能加工次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。

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。

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，还要求有良好的红硬性。

第五章数控铣床刀具的选择数控铣床切削加工具有高速高效的特点，与传统铣床切削加工相比较，数控铣床对切削加工刀具的要求更高，铣削刀具的刚性强度耐用度和安装调整方法都会直接影响切削加工的工作效率刀具的本身精度，尺寸稳定性都会直接影响工件的加工精度及表面的加工质量，合理选用切削刀具也是数控加工工艺中的重要内容之。

数控铣床对刀具的要求及铣刀的种类对刀具的要求铣刀刚性要好是为提高生产效率而采用大切削用量的需要二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。

当工件各处的加工余量相差悬殊时，通用铣床遇到这种情况很容易采取分层铣削方法加以解决，而数控铣削就必须按程序规定的走刀路线前进，遇到余量大时无法象通用铣床那样随机应变，除非在编程时能够预先考虑到，否则铣刀必须返回原点，用改变切削面高度或加大刀具半径补偿值的方法从头开始加工，多走几刀。

但这样势必造成余量少的地方经常走空刀，降低了生产效率，如刀具刚性较好就不必这么办。

铣刀的耐用度要高尤其是当把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面质量。

除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。

总之，根据被加工工件材料的热处理状态切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。

常用铣刀种类盘铣刀般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀头组成，常用于端铣较大的平面。

端铣刀端铣刀是数控铣加工中最常用的种铣刀，广泛用于加工平面类零件，图是两种最常见的端铣刀。

端铣刀除用其端刃铣削外，也常用其侧刃铣削，有时端刃侧刃同时进行铣削，端铣刀也可称为圆柱铣刀。

成型铣刀成型铣刀般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状如角度面凹槽面等，也适用于特形孔或台。

球头铣刀。

适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。

鼓形铣刀。

鼓形铣刀主要用于对变斜角类零件的变斜角面的近似加工。

除上述几种类型的铣刀外，数控铣床也可使用各种通用铣刀。

但因不少数控铣床的主轴内有特殊的拉刀装置，或因主轴内孔锥度有别，须配制过渡套和拉杆。

孔加工刀具的选用数控机床孔加工般无钻模，由于钻头的刚性和切削条件差，选用钻头直径应满足为钻孔深度的条件。

钻孔前先用中心钻定位，保证孔加工的定位精度。

精铰孔可选用浮动绞刀，铰孔前孔口要倒角。

镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削，以平衡径向力，减少镗削振动。

尽量选择较粗和较短的刀杆，以减少切削振动。

铣削加工刀具选用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，粗铣时铣刀直径选小些，精铣时铣刀直径选大些，当加工余量大且余量不均匀时，刀具直径选小些，否则会造成因接刀刀痕过深而影响工件的加工质量。

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