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第5章 数控铣床和加工中心加工及其程序编制 5.1 加工工艺基础 一、数控铣床与加工中心工艺特点 1、三坐标数控铣床与加工中心 三坐标数控铣床与加工中心的共同特点是除了具有普通铣床的工艺性能外，还具有加工形状复杂的二维和三维轮廓的能力。是最常用的一类数控铣床。 2、四坐标数控铣床与加工中心 四坐标是指在 X、Y和Z三个平动坐标轴基础上增加一个坐标轴（A轴或B轴），且可以四轴联动。 5.1 加工工艺基础 3、五坐标数控铣床与加工中心 五轴坐标机床，不管那种类型都具有两个回转坐标。 5.1 加工工艺基础 4 、数控铣床加工的主要对象 （1）平面类零件 加工面平行或垂直于水平面，或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件。 特点是各个加工面是平面，或可以展开成平面。一般只需用三坐标数控铣床的两坐标联动(即两轴半坐标联动)就可以把它们加工出来。 5.1 加工工艺基础 （2）变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件。 变斜角类零件的变斜角加工面不能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条线。最好采用四坐标或五坐标数控铣床摆角加工，在没有上述机床时，可采用三坐标数控铣床，进行两轴半坐标近似加工。 5.1 加工工艺基础 （3）曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。 曲面类零件的加工面不能展开为平面，加工时，加工面与铣刀始终为点接触。常用两轴半联动数控铣床来加工精度要求不高的曲面； 精度要求高的曲面类零件一般采用三轴联动数控铣床加工；当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时，要采用四轴甚至五轴联动数控铣床加工。 5.1 加工工艺基础 二、刀具及其工艺特点 数控铣床和加工中心使用的刀具主要有铣削用刀具和孔加工用刀具两大类。 1、铣刀的种类和工艺特点 （1）面铣刀 面铣刀主要用于面积较大的平面铣削和较平坦的立体轮廓的加工。 5.1 加工工艺基础 5.1 加工工艺基础 （2）立铣刀 立铣刀按照端部切削刃的不同可分为过中心刃和不过中心刃； 按照螺旋角大小可分为30 °、40 °、60 °等几种； 按照齿数可分为粗齿、中齿、细齿三种。 常见的结构形式有： 1）整体式立铣刀 2）可转位立铣刀 3）波纹立铣刀 5.1 加工工艺基础 （3）模具铣刀 圆锥铣刀、球头铣刀、圆锥球头铣刀； 5.1 加工工艺基础 （4）键槽铣刀 （5）鼓形铣刀 （6）成形铣刀 （7）锯片铣刀 5.1 加工工艺基础 5.1 加工工艺基础 5.1 加工工艺基础 5.1 加工工艺基础 5.1 加工工艺基础 2、孔加工刀具的类型与工艺特点 （1）数控钻头 ①整体式钻头 ②机夹式钻头 （2）数控铰刀 （3）镗刀 （4）丝锥 （5）扩孔刀 （6）复合孔加工数控刀具 5.1 加工工艺基础 3、铣削刀具的选用特点 （1）刀具断屑槽型的选择 5.1 加工工艺基础 （2）刀具齿数的选择 铣刀齿数多，可提高生产效率，同直径的可转位铣刀的齿数均有相应规定，一般有粗齿、中齿、密齿三种。 1）粗齿铣刀 适用于大余量粗加工，或材质较软或切削宽度较大的铣削加工； 2）中齿铣刀 常用的类型； 3）密齿铣刀 主要用于铸铁和有色金属的大进给速度加工；生产线上使用； 4）不等分齿刀具 有防止共振的作用； 5.1 加工工艺基础 （3）铣刀直径的选择 1）面铣刀 2）立铣刀 5.1 加工工艺基础 （4）主偏角的选择 机夹铣刀的主偏角是由刀片和刀体形成的，主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。 5.1 加工工艺基础 4、刀柄的种类和选用 数控铣床和加工中心常用的刀柄有面铣刀刀柄、钻夹头刀柄、莫氏锥孔刀柄、弹簧卡头刀柄、套式立铣刀刀柄、侧面锁紧式刀柄、丝锥刀柄及镗刀刀柄等。 5、刀具的管理 （1）一种工件采用一组刀具； （2）部分刀具更换及部分刀具共用； （3）数种工件使用同一组刀具； （4）所有刀具为一组机床所共用； 5.1 加工工艺基础 三、加工工艺分析 数控铣或加工中心加工零件的表面主要是平面、轮廓、曲面、孔和内螺纹等。 轮廓、曲面尺寸精度可达12级，表面粗糙度12.5； 平面精度可达7级，表面粗糙度1.6； 1、二维轮廓加工 （1）刀具选择 1）刀具半径R小于凹轮廓的最小曲率半径r。一般可取 R=(0.8~0.9)r ； 5.1 加工工艺基础 2）刀具与零件的接触长度（切削深度） H(1/4~1/6)R，以保证刀具的刚度。 （2）走刀路线的选择 1）保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。 2）缩短走刀路线，减少进、退刀时间和其他辅助时间。 3）方便数值计算，减少编程工作量。 4）减少程序段数量。 5）增加进退刀路径。（切向进刀） 5.1 加工工艺基础 2、二维型腔加工（挖槽） （1）切内腔