數控機床加工工藝及設備

1、數控機床加工工藝及設備數控機床加工工藝及設備（第（第2版）版）電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社電機與電氣控制電機與電氣控制第第6章章 數控銑床與銑削加工工藝數控銑床與銑削加工工藝 內容提要及學習要求：內容提要及學習要求：v 數控銑床是主要采用銑削方式加工工件的數控機床。數控銑床是主要采用銑削方式加工工件的數控機床。數控銑削加工內容與加工中心加工內容有許多相似數控銑削加工內容與加工中心加工內容有許多相似之處，但從實際應用效果看，數控銑削加工更多地之處，但從實際應用效果看，數控銑削加工更多地用于復雜曲面的加工，而加工中心更多地用于有多用于復雜曲面的加工，而加工中心更多地用于有多工序內容零件的加工。數控

2、銑削的工藝問題是數控工序內容零件的加工。數控銑削的工藝問題是數控加工中最復雜的，數控銑削加工也是應用最廣泛的加工中最復雜的，數控銑削加工也是應用最廣泛的加工方法。工藝設計應從普通加工出發(fā)，結合數控加工方法。工藝設計應從普通加工出發(fā)，結合數控加工的特點進行學習。加工的特點進行學習。v 本章主要了解數控銑床的功能、分類和主要加工對本章主要了解數控銑床的功能、分類和主要加工對象、機械結構、工藝裝備；能制訂典型零件的數控象、機械結構、工藝裝備；能制訂典型零件的數控銑削加工工藝。銑削加工工藝。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.1 數控銑床簡介數

3、控銑床簡介 6.1.1 數控銑床的用途數控銑床的用途 數控銑床是一種用途廣泛的機床。一般的數控銑床是指規(guī)格數控銑床是一種用途廣泛的機床。一般的數控銑床是指規(guī)格較小的升降臺式數控銑床，其工作臺寬度多在較小的升降臺式數控銑床，其工作臺寬度多在400mm400mm以下，規(guī)格較以下，規(guī)格較大的數控銑床（如工作臺寬度在大的數控銑床（如工作臺寬度在500mm500mm以上的），其功能已向加工以上的），其功能已向加工中心靠近，進而演變成柔性加工單元。數控銑床多為三坐標、兩中心靠近，進而演變成柔性加工單元。數控銑床多為三坐標、兩軸聯動的機床，也稱兩軸半控制，即在軸聯動的機床，也稱兩軸半控制，即在X X、Y Y

4、、Z Z三個坐標軸中，任三個坐標軸中，任意兩軸都可以聯動。意兩軸都可以聯動。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.1 數控銑床簡介數控銑床簡介 6.1.2 數控銑床的分類數控銑床的分類6.1.2.1 6.1.2.1 數控銑床按其主軸位置的不同分類數控銑床按其主軸位置的不同分類1 1數控立式銑床數控立式銑床2 2臥式數控銑床臥式數控銑床3 3立、臥兩用數控銑床立、臥兩用數控銑床6.1.2.2 6.1.2.2 從機床數控系統(tǒng)控制的坐標軸數量分類從機床數控系統(tǒng)控制的坐標軸數量分類1 12.52.5坐標聯動數控銑床坐標聯動數控銑床2 23 3坐標

5、聯動數控銑床坐標聯動數控銑床3 34 4坐標聯動數控銑床坐標聯動數控銑床4 45 5坐標聯動數控銑床坐標聯動數控銑床 數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.1 數控銑床簡介數控銑床簡介 6.1.2 數控銑床的分類數控銑床的分類6.1.2.1 6.1.2.1 數控銑床按其主軸位置的不同分類數控銑床按其主軸位置的不同分類1 1數控立式銑床數控立式銑床2 2臥式數控銑床臥式數控銑床3 3立、臥兩用數控銑床立、臥兩用數控銑床6.1.2.2 6.1.2.2 從機床數控系統(tǒng)控制的坐標軸數量分類從機床數控系統(tǒng)控制的坐標軸數量分類1 12.52.5坐標聯

6、動數控銑床坐標聯動數控銑床2 23 3坐標聯動數控銑床坐標聯動數控銑床3 34 4坐標聯動數控銑床坐標聯動數控銑床4 45 5坐標聯動數控銑床坐標聯動數控銑床 數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.1 數控銑床簡介數控銑床簡介 6.1.2 數控銑床的分類數控銑床的分類數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.1 數控銑床簡介數控銑床簡介 6.1.3 數控銑床的傳動系統(tǒng)與主軸部件數控銑床的傳動系統(tǒng)與主軸部件6.1.3.1 6.1.3.1 數控銑床主傳動系統(tǒng)數控銑床主傳動系統(tǒng)1 1主傳動主傳

7、動數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.1 數控銑床簡介數控銑床簡介 6.1.3 數控銑床的傳動系統(tǒng)與主軸部件數控銑床的傳動系統(tǒng)與主軸部件6.1.3.1 6.1.3.1 數控銑床主傳動系統(tǒng)數控銑床主傳動系統(tǒng)1 1主傳動主傳動數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.1 數控銑床簡介數控銑床簡介 6.1.3 數控銑床的傳動系統(tǒng)與主軸部件數控銑床的傳動系統(tǒng)與主軸部件6.1.3.1 6.1.3.1 數控銑床主傳動系統(tǒng)數控銑床主傳動系統(tǒng)2 2進給運動進給運動數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工

8、工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.1 數控銑床簡介數控銑床簡介 6.1.3.2 升降臺自動平衡裝置升降臺自動平衡裝置XK5040AXK5040A型數控銑床升降臺自動平衡裝置如圖型數控銑床升降臺自動平衡裝置如圖6.56.5所示。伺服電動所示。伺服電動機機1 1經過錐環(huán)連接帶動十字聯軸節(jié)以及圓錐齒輪經過錐環(huán)連接帶動十字聯軸節(jié)以及圓錐齒輪2 2、3 3，使升降絲杠，使升降絲杠轉動，工作臺上升或下降。同時圓錐齒輪轉動，工作臺上升或下降。同時圓錐齒輪3 3帶動圓錐齒輪帶動圓錐齒輪4 4，經超，經超越離合器和摩擦離合器相連，這一部分稱為升降臺自動平衡裝置。越離合器和摩擦離合器相連，這

9、一部分稱為升降臺自動平衡裝置。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.2 數控銑床加工工藝分析數控銑床加工工藝分析6.2.1 數控銑削的主要加工對象數控銑削的主要加工對象1 1平面類零件平面類零件2 2變斜角類零件變斜角類零件3 3曲面類零件曲面類零件數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.2 數控銑床加工工藝分析數控銑床加工工藝分析6.2.2 數控銑床銑削加工內容的選擇數控銑床銑削加工內容的選擇1 1采用數控銑削加工的內容采用數控銑削加工的內容（1 1）工件上的曲線輪廓內、外形，特別是

10、由數學表達式給出的非）工件上的曲線輪廓內、外形，特別是由數學表達式給出的非 圓曲線與列表曲線等曲線輪廓。圓曲線與列表曲線等曲線輪廓。（2 2）已給出數學模型的空間曲線。）已給出數學模型的空間曲線。（3 3）形狀復雜、尺寸繁多、劃線與檢測困難的部位。）形狀復雜、尺寸繁多、劃線與檢測困難的部位。（4 4）用通用銑床加工時難以觀察、測量和控制進給的內、外凹槽。）用通用銑床加工時難以觀察、測量和控制進給的內、外凹槽。（5 5）以尺寸協(xié)調的高精度孔或面。）以尺寸協(xié)調的高精度孔或面。（6 6）能在一次安裝中順帶銑出來的簡單表面或形狀。）能在一次安裝中順帶銑出來的簡單表面或形狀。（7 7）采用數控銑削能成倍

11、提高生產率，大大減輕體力勞動的一般）采用數控銑削能成倍提高生產率，大大減輕體力勞動的一般 加工內容。加工內容。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.2 數控銑床加工工藝分析數控銑床加工工藝分析6.2.2 數控銑床銑削加工內容的選擇數控銑床銑削加工內容的選擇2 2不宜采用數控銑削加工的內容不宜采用數控銑削加工的內容（1 1）需要進行長時間占機和進行人工調整的粗加工內容，如以毛）需要進行長時間占機和進行人工調整的粗加工內容，如以毛坯粗基準定位劃線找正的加工。坯粗基準定位劃線找正的加工。（2 2）必須按專用工裝協(xié)調的加工內容（如標準樣件、協(xié)調平

12、板、）必須按專用工裝協(xié)調的加工內容（如標準樣件、協(xié)調平板、模胎等）。模胎等）。（3 3）毛坯上的加工余量不太充分或不太穩(wěn)定的部位。）毛坯上的加工余量不太充分或不太穩(wěn)定的部位。（4 4）簡單的粗加工面。）簡單的粗加工面。（5 5）必須用細長銑刀加工的部位，一般指狹長深槽或高筋板小轉）必須用細長銑刀加工的部位，一般指狹長深槽或高筋板小轉接圓弧部位。接圓弧部位。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.2 數控銑床加工工藝分析數控銑床加工工藝分析6.2.3 數控銑床加工零件的結構工藝性分析數控銑床加工零件的結構工藝性分析1 1零件圖樣尺寸的正確標注

13、零件圖樣尺寸的正確標注2 2保證獲得要求的加工精度保證獲得要求的加工精度3 3零件內腔外形的尺寸統(tǒng)一零件內腔外形的尺寸統(tǒng)一4 4盡量統(tǒng)一零件輪廓內圓弧的有關尺寸盡量統(tǒng)一零件輪廓內圓弧的有關尺寸（1 1）內槽圓弧半徑）內槽圓弧半徑R R的大小決定著刀具直徑的大小，所以內槽圓的大小決定著刀具直徑的大小，所以內槽圓弧半徑弧半徑R R不應太小。不應太小。（2 2）零件銑削槽底平面時，槽底面圓角或底板與肋板相交處的圓）零件銑削槽底平面時，槽底面圓角或底板與肋板相交處的圓角半徑角半徑r r不要過大，如圖不要過大，如圖6.106.10所示。所示。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）

14、電機與電氣控制電機與電氣控制6.2 數控銑床加工工藝分析數控銑床加工工藝分析6.2.3 數控銑床加工零件的結構工藝性分析數控銑床加工零件的結構工藝性分析5 5保證基準統(tǒng)一保證基準統(tǒng)一6 6分析零件的變形情況分析零件的變形情況數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.2 數控銑床加工工藝分析數控銑床加工工藝分析6.2.4 數控銑削零件毛坯的工藝性分析數控銑削零件毛坯的工藝性分析1 1毛坯應有充分的加工余量，穩(wěn)定的加工質量毛坯應有充分的加工余量，穩(wěn)定的加工質量2 2分析毛坯的裝夾適應性分析毛坯的裝夾適應性3 3分析毛坯的余量大小及均勻性分析毛坯的

15、余量大小及均勻性數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.1 數控銑削加工方案的選擇數控銑削加工方案的選擇1 1平面輪廓的加工方法平面輪廓的加工方法2 2固定斜角平面的加工方法固定斜角平面的加工方法3 3變斜角面的加工變斜角面的加工數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.1 數控銑削加工方案的選擇數控銑削加工方案的選擇4 4曲面輪廓的加工方法曲面輪廓的加工方法數控

16、機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.1 數控銑削加工方案的選擇數控銑削加工方案的選擇4 4曲面輪廓的加工方法曲面輪廓的加工方法數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.2 加工順序的安排加工順序的安排 在數控銑床上加工零件，工序應比較集中，在一次裝夾中應盡在數控銑床上加工零件，工序應比較集中，在一次裝夾中應盡可能完成大部分工序。在安排加工順序時同樣要遵循可能完成大

17、部分工序。在安排加工順序時同樣要遵循“基面先行，基面先行，先粗后精，先主后次，先面后孔，先內后外。先粗后精，先主后次，先面后孔，先內后外。”的一般工藝原則。的一般工藝原則。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.3 進給路線的確定進給路線的確定1順銑和逆銑的選擇順銑和逆銑的選擇2銑削外輪廓的進給路線銑削外輪廓的進給路線數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.3

18、進給路線的確定進給路線的確定3銑削內輪廓的進給路線銑削內輪廓的進給路線數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.3 進給路線的確定進給路線的確定4 4銑削內槽的進給路線銑削內槽的進給路線5 5銑削曲面輪廓的進給路線銑削曲面輪廓的進給路線數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.4 夾具的選擇夾具的選擇6.3.4.1 6.3.4.1 對夾具的基本要求對夾具的基本要求（

19、1 1）為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在）為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機構元件與加工面之間應外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機構元件與加工面之間應保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構元件能低則低，以防止保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。（2 2）為保持零件安裝方位與機床坐標系及編程坐標系方向的一致）為保持零件安裝方位與機床坐標系及編程坐標系方向的一致性，夾具應能保證在機床上實現定向安裝，還要

20、求能協(xié)調零件定性，夾具應能保證在機床上實現定向安裝，還要求能協(xié)調零件定位面與機床之間保持一定的坐標聯系。位面與機床之間保持一定的坐標聯系。（3 3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點的設計，當非要在加工過程中更換夾緊點不可時，要特別注緊點的設計，當非要在加工過程中更換夾緊點不可時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件定位精度。意不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件定位精度。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的

21、擬訂6.3.4.2 6.3.4.2 常用夾具種類常用夾具種類1 1萬能組合夾具萬能組合夾具2 2專用銑削夾具專用銑削夾具3 3多工位夾具多工位夾具4 4氣動或液壓夾具氣動或液壓夾具數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.4.2 6.3.4.2 常用夾具種類常用夾具種類5 5通用銑削夾具通用銑削夾具數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.4.3 6.3.4.3 數

22、控銑削夾具的選用原則數控銑削夾具的選用原則在選用夾具時，通常需要考慮產品的生產批量、生產效率、質量保在選用夾具時，通常需要考慮產品的生產批量、生產效率、質量保證及經濟性，選用時可參照下列原則：證及經濟性，選用時可參照下列原則：（1 1）在生產量小或研制時，應廣泛采用萬能組合夾具，只有在組）在生產量小或研制時，應廣泛采用萬能組合夾具，只有在組 合夾具無法解決工件裝夾時才考慮采用其他夾具。合夾具無法解決工件裝夾時才考慮采用其他夾具。（2 2）小批量或成批生產時可考慮采用專用夾具，但應盡量簡單。）小批量或成批生產時可考慮采用專用夾具，但應盡量簡單。（3 3）在生產批量較大時可考慮采用多工位夾具和氣動

23、、液壓夾具。）在生產批量較大時可考慮采用多工位夾具和氣動、液壓夾具。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5 刀具的選擇刀具的選擇6.3.5.1 6.3.5.1 數控銑削刀具的基本要求數控銑削刀具的基本要求1 1銑刀剛性要好銑刀剛性要好目的有二：一是為提高生產率而采用大切削用量的需要；二是為適目的有二：一是為提高生產率而采用大切削用量的需要；二是為適應數控銑床加工過程中難以調整切削用量的特點。應數控銑床加工過程中難以調整切削用量的特點。2 2銑刀的耐用度要高銑刀的耐用度要高尤

24、其是當一把銑刀加工的內容很多時，如刀具不耐用而磨損很快，尤其是當一把銑刀加工的內容很多時，如刀具不耐用而磨損很快，就會影響工件的表面質量與加工精度，而且會增加換刀引起的調刀就會影響工件的表面質量與加工精度，而且會增加換刀引起的調刀與對刀次數，也會使工件表面留下因對刀誤差而形成的接刀臺階，與對刀次數，也會使工件表面留下因對刀誤差而形成的接刀臺階，降低了工件的表面質量。降低了工件的表面質量。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5.2 6.3.5.2 常用銑刀的種類常用銑刀的種類

25、1 1面銑刀面銑刀數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5.2 6.3.5.2 常用銑刀的種類常用銑刀的種類2 2立銑刀立銑刀3 3模具銑刀模具銑刀數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5.2 6.3.5.2 常用銑刀的種類常用銑刀的種類2 2立銑刀立銑刀3 3模具銑刀模具銑刀數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與

26、電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5.2 6.3.5.2 常用銑刀的種類常用銑刀的種類4 4鍵槽銑刀鍵槽銑刀 數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5.2 6.3.5.2 常用銑刀的種類常用銑刀的種類4 4鍵槽銑刀鍵槽銑刀5 5鼓形銑刀鼓形銑刀6 6成形銑刀成形銑刀數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5.2 6.3

27、.5.2 常用銑刀的種類常用銑刀的種類7 7鋸片銑刀鋸片銑刀數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5.3 6.3.5.3 銑削刀具的選擇銑削刀具的選擇1 1銑刀類型的選擇銑刀類型的選擇2 2銑刀主要參數的選擇銑刀主要參數的選擇數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.5.3 6.3.5.3 銑削刀具的選擇銑削刀具的選擇2 2銑刀主要參數的選擇銑刀主要參數的選擇

28、D D粗粗= += +D D數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）2/sin1)2/sin(21電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂6.3.6 切削用量的選擇切削用量的選擇切削用量包括：切削速度、進給速度、背吃刀量和側吃刀量，如圖切削用量包括：切削速度、進給速度、背吃刀量和側吃刀量，如圖6.476.47所示。所示。數控機床加工工藝及設備（第數控機床加工工藝及設備（第2版）版）電機與電氣控制電機與電氣控制6.3 數控銑床加工工藝路線的擬訂數控銑床加工工藝路線的擬訂1 1背吃刀量（端銑）或側吃刀量（圓周銑）背吃刀量（端銑）或側吃刀量（圓周銑）（1 1）在工件表面