《数控铣床加工工艺》课件

数控铣床加工工艺课程介绍与学习目标课程简介学习目标本课程全面讲解数控铣床加工工艺，涵盖数控铣床的基本结构、操作、编程和加工技术，并结合实际案例进行分析什么是数控铣床数控铣床的发展历史1952年1美国麻省理工学院研制出第一台数控铣床，标志着数控加工时代的开启1960年代2数控铣床技术迅速发展，并开始应用于工业生产1970年代3微处理器控制技术的应用，使数控铣床更加智能化1980年代至今4数控铣床的基本结构床身主轴箱进给机构控制系统床身是数控铣床的主要承主轴箱是连接主轴和床身进给机构负责控制刀具在重部件，支撑机床的各个的部件，负责传动主轴旋三轴方向上的移动，实现主要部件，并提供稳定的转，并承载刀具精密的加工轨迹加工平台数控铣床的类型立式数控铣床1主轴垂直于工作台，适用于加工平面、槽、孔等卧式数控铣床2主轴平行于工作台，适用于加工大型零件、曲面等龙门式数控铣床3主轴移动范围大，适用于加工大型工件、复杂形状零件加工中心立式数控铣床的特点立式数控铣床是应用最广泛的一种类型，其特点如下结构紧凑，占地面积小

1.操作方便，易于维护

2.加工精度高，适用于各种小型零件的加工

3.适用于加工平面、槽、孔等形状

4.卧式数控铣床的特点卧式数控铣床主要用于加工大型工件，其特点如下结构稳固，承载能力强

1.可加工大型零件，并能实现复杂形状的加工

2.通常具有较大的工作台尺寸，可加工大型工件

3.适用于加工曲面、轮廓等形状

4.龙门式数控铣床的特点龙门式数控铣床的特点如下移动范围大，可加工大型工件

1.结构坚固，承载能力强，适用于加工大型工件

2.可实现高精度加工，适用于各种复杂形状零件的加工

3.适用于加工大型零件、复杂形状零件，以及需要在较大范围内进行加

4.工的工件加工中心的特点加工中心集铣削、钻孔、镗孔等功能于一体，可进行多工序加工，其特点如下多功能，可进行多种加工

1.自动化程度高，可实现无人化生产

2.加工效率高，可以大幅度提高生产效率

3.适用于加工各种复杂形状的零件，可进行多工序加工，并能提高生产

4.效率数控铣床的坐标系统数控铣床采用笛卡尔坐标系进行运动控制，主要包括三种坐标系机床坐标系、工件坐标系和刀具坐标系每个坐标系都具有相互独立的坐标轴，并由三个相互垂直的坐标轴构成机床坐标系机床坐标系是固定于机床上的坐标系，以机床的固定点为原点，、、X Y三个轴分别代表机床的水平移动方向、垂直移动方向和主轴方向Z工件坐标系工件坐标系是固定于工件上的坐标系，以工件的某个特征点为原点，、X、三个轴分别代表工件的水平方向、垂直方向和深度方向Y Z刀具坐标系刀具坐标系是固定于刀具上的坐标系，以刀具的刀尖为原点，、、X YZ三个轴分别代表刀具的水平方向、垂直方向和深度方向数控铣床的主要部件主轴系统主轴系统负责驱动刀具旋转，并提供加工所需的切削力进给系统进给系统负责控制刀具在三轴方向上的移动，实现精密的加工轨迹控制系统控制系统是数控铣床的核心部件，负责接收加工程序，并控制机床的运动冷却系统冷却系统负责对刀具和工件进行冷却，以降低加工温度，防止刀具和工件因高温而损坏主轴系统主轴系统是数控铣床的核心部件之一，负责驱动刀具旋转主轴系统主要由电机、主轴、主轴轴承、主轴箱等组成主轴的转速、精度和稳定性对加工质量至关重要，高性能的主轴系统可以有效提高加工效率和精度进给系统进给系统负责控制刀具在三轴方向上的移动，实现精密的加工轨迹进给系统主要由电机、丝杠、滑台、导轨等组成进给系统的精度、速度和响应速度对加工质量和效率都至关重要控制系统控制系统是数控铣床的核心部件，负责接收加工程序，并控制机床的运动控制系统主要由控制器、伺服系统、数控软件等组成控制系统的性能直接影响机床的加工精度、效率和自动化程度冷却系统冷却系统负责对刀具和工件进行冷却，以降低加工温度，防止刀具和工件因高温而损坏冷却系统主要由冷却液泵、冷却液箱、冷却液管道等组成冷却液的选择和使用对于加工质量和效率至关重要数控铣床刀具概述刀具是数控铣床加工的核心工具，其种类繁多，选择合适的刀具对于加工质量和效率至关重要刀具的类型、材料、几何形状和安装方式都对加工结果有重大影响合理的刀具选择和使用是数控铣床加工工艺的重要组成部分刀具的分类立铣刀端铣刀球头铣刀用于铣削平面、槽和用于铣削平面、槽和用于铣削曲面、圆角轮廓轮廓，也可用于铣削和特殊形状深腔钻头用于钻孔刀具材料的选择刀具材料的选择取决于加工工件的材质、加工要求和加工条件常用的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷刀具和金刚石刀具高速钢刀具价格低廉，适用于加工一般材料；硬质合金刀具耐磨性强，适用于加工高硬度材料；陶瓷刀具耐高温，适用于高速加工；金刚石刀具硬度高，适用于加工超硬材料常用刀具介绍常用的数控铣床刀具包括立铣刀、端铣刀、球头铣刀、钻头、镗刀、铰刀、滚刀等每种刀具都有其独特的特点和应用范围在选择刀具时需要根据加工工件的材质、形状、尺寸和加工要求进行综合考虑立铣刀的特点与应用立铣刀的特点是刀体较短，刀刃较长，适用于加工平面、槽和轮廓立铣刀有多种类型，例如直柄立铣刀、圆柄立铣刀、型柄立铣刀等在选T择立铣刀时，需要根据加工工件的材质、形状和尺寸进行综合考虑端铣刀的特点与应用端铣刀的特点是刀体较长，刀刃较短，适用于加工平面、槽和轮廓，也可用于铣削深腔端铣刀有多种类型，例如直柄端铣刀、圆柄端铣刀、T型柄端铣刀等在选择端铣刀时，需要根据加工工件的材质、形状和尺寸进行综合考虑球头铣刀的特点与应用球头铣刀的特点是刀头呈球形，适用于加工曲面、圆角和特殊形状球头铣刀有多种类型，例如直柄球头铣刀、圆柄球头铣刀、型柄球头铣刀T等在选择球头铣刀时，需要根据加工工件的材质、形状和尺寸进行综合考虑刀具的安装与调试刀具的安装和调试是数控铣床加工的重要环节之一，需要保证刀具的正确安装和定位，以确保加工精度刀具安装完成后，需要进行刀具补偿的设置，以补偿刀具长度和半径的误差刀具补偿的设置刀具补偿是数控铣床编程中重要的技术，可以补偿刀具长度和半径的误差，提高加工精度常用的刀具补偿方式包括长度补偿和半径补偿长度补偿用于补偿刀具长度的误差，而半径补偿用于补偿刀具半径的误差工艺规程的制定工艺规程是数控铣床加工的重要文件，它详细描述了加工工件的具体步骤和加工参数工艺规程的制定需要根据工件的材质、形状、尺寸和加工要求进行综合考虑合理的工艺规程可以提高加工效率和质量，降低加工成本工艺分析方法工艺分析是数控铣床加工的重要环节之一，它可以帮助我们选择合适的加工方法、刀具和加工参数，提高加工效率和质量常用的工艺分析方法包括可加工性分析、刀具选择分析、加工参数选择分析等工序安排原则工序安排是数控铣床加工的重要环节之一，它可以有效提高加工效率和质量，降低加工成本工序安排需要遵循一定的原则，例如先粗后精、先平面后轮廓、先内孔后外形等合理的工序安排可以避免加工过程中出现干涉，提高加工效率加工准备工作加工准备工作是数控铣床加工的第一步，它包括清洗工件和刀具

1.检查刀具是否锋利，并根据加工需求进行调整

2.选择合适的刀具和夹具

3.选择合适的加工参数

4.校对加工程序

5.确认机床处于正常工作状态

6.对刀并进行试切

7.工件装夹方式工件装夹是数控铣床加工的重要环节之一，它需要保证工件的正确定位和夹紧，以确保加工精度常用的工件装夹方式包括垂直装夹

1.水平装夹

2.斜向装夹

3.特殊装夹

4.工件装夹方式的选择取决于工件的形状、尺寸和加工要求常用夹具介绍夹具是数控铣床加工中必不可少的工具，它可以帮助我们快速、准确地装夹工件，并提供加工所需的定位和夹紧力常用的夹具包括钳式夹具

1.爪式夹具

2.磁性夹具

3.真空夹具

4.夹具的选择取决于工件的形状、尺寸和加工要求对刀方法与步骤对刀是数控铣床加工中必不可少的步骤，它可以确定刀具相对于工件的实际位置，并进行补偿设置，以确保加工精度常用的对刀方法包括手动对刀

1.自动对刀

2.对刀步骤选择合适的对刀方法

1.确定对刀点

2.对刀并进行补偿设置

3.校对加工程序

4.加工参数的选择加工参数是影响数控铣床加工质量和效率的重要因素，需要根据工件的材质、形状、尺寸和加工要求进行综合考虑常用的加工参数包括切削速度

1.进给量

2.切削深度

3.切削方式

4.刀具半径补偿值

5.合理的加工参数可以提高加工效率和质量，降低加工成本切削速度的确定切削速度是指刀具在单位时间内相对工件的切削速度，通常以米分钟/为单位切削速度的选择取决于工件的材质、刀具材料和加工要m/min求切削速度过低，加工效率低；切削速度过高，容易导致刀具磨损或工件变形进给量的选择进给量是指刀具在单位时间内沿切削方向移动的距离，通常以毫米分钟为单位进给量的选择取决于工件的材质、/mm/min刀具材料、切削速度和加工要求进给量过小，加工效率低；进给量过大，容易导致刀具磨损或工件变形切削深度的确定切削深度是指刀具在一次切削过程中切入工件的深度，通常以毫米mm为单位切削深度的选择取决于工件的材质、刀具材料、切削速度和加工要求切削深度过小，加工效率低；切削深度过大，容易导致刀具磨损或工件变形常见加工方式数控铣床加工方式是指刀具进行切削运动的方式，常用的加工方式包括平面铣削

1.轮廓加工

2.槽类加工

3.孔类加工

4.曲面加工

5.平面铣削平面铣削是指刀具沿水平方向移动，对工件进行平面加工平面铣削是最基本的加工方式之一，适用于加工各种平面零件平面铣削时，需要选择合适的立铣刀和加工参数，以保证加工质量轮廓加工轮廓加工是指刀具沿工件的轮廓线移动，对工件进行轮廓加工轮廓加工通常采用端铣刀进行加工，需要根据工件的轮廓形状选择合适的加工参数槽类加工槽类加工是指刀具沿工件的槽线移动，对工件进行槽类加工槽类加工通常采用立铣刀或端铣刀进行加工，需要根据工件的槽型选择合适的加工参数孔类加工孔类加工是指刀具沿工件的孔径移动，对工件进行孔类加工孔类加工通常采用钻头或镗刀进行加工，需要根据孔的大小和位置选择合适的加工参数曲面加工曲面加工是指刀具沿工件的曲面移动，对工件进行曲面加工曲面加工通常采用球头铣刀或其他专用刀具进行加工，需要根据工件的曲面形状选择合适的加工参数数控编程基础数控编程是数控铣床加工的重要组成部分，它可以实现对刀具运动的精确控制数控编程语言主要使用代码和代码进行编G M写代码是用于控制刀具运动的指令，而代码是用于控制机床辅助功能的指令G M代码介绍G代码是数控编程语言中最重要的组成部分，它用于控制刀具运动代G G码通常由一个字母和一个数字组成，例如、、、等不G00G01G02G03同的代码代表不同的刀具运动方式，例如直线插补、圆弧插补、螺旋插G补等代码介绍M代码是数控编程语言中用于控制机床辅助功能的指令，例如主轴的启M动和停止、冷却液的开启和关闭、刀具更换等代码通常由一个字母M和一个数字组成，例如、、、等M03M05M06M30常用循环指令循环指令是数控编程中常用的指令，可以简化程序编写，提高编程效率常用的循环指令包括固定循环指令、、

1.G71G72G73可变循环指令、、

2.G74G75G76循环指令可以帮助我们快速完成重复性的加工操作，提高加工效率加工质量控制加工质量控制是数控铣床加工的重要环节之一，它可以确保加工出来的零件符合设计要求加工质量控制主要包括表面粗糙度控制

1.尺寸精度控制

2.形状精度控制

3.加工误差分析

4.质量检测方法

5.表面粗糙度控制表面粗糙度是指工件表面微观几何形状的偏差，它反映了工件表面的加工质量表面粗糙度控制是数控铣床加工质量控制的重要内容之一，它可以保证工件表面光洁度，提高工件的性能尺寸精度控制尺寸精度是指工件的实际尺寸与设计尺寸之间的偏差，它反映了工件的加工精度尺寸精度控制是数控铣床加工质量控制的重要内容之一，它可以保证工件的尺寸符合设计要求，提高工件的装配精度加工误差分析加工误差是指工件的实际尺寸、形状或表面粗糙度与设计要求之间的偏差，它反映了加工过程中的精度问题加工误差分析可以帮助我们找出造成加工误差的原因，并采取相应的措施进行改进，提高加工质量质量检测方法质量检测是数控铣床加工的重要环节之一，它可以保证加工出来的零件符合设计要求常用的质量检测方法包括手动测量

1.自动测量

2.三坐标测量

3.形状轮廓测量

4.表面粗糙度测量

5.合理的质量检测方法可以有效提高加工质量，降低加工成本故障诊断与维护数控铣床在使用过程中，可能会出现各种故障，需要及时进行故障诊断和维护，以确保机床的正常运行常用的故障诊断方法包括检查报警信息

1.检查机床运行状态

2.检查电气线路

3.检查机械部件

4.及时进行故障诊断和维护可以延长机床的使用寿命，提高加工效率常见故障分析数控铣床常见的故障包括主轴故障

1.进给系统故障

2.控制系统故障

3.冷却系统故障

4.电气系统故障

5.机械系统故障

6.对于不同的故障，需要采取不同的处理措施及时进行故障诊断和维修可以确保机床的正常运行日常维护要点数控铣床的日常维护非常重要，可以延长机床的使用寿命，提高加工效率日常维护要点包括定期清洁机床

1.定期检查机床各个部件

2.定期更换润滑油

3.定期检查冷却液

4.定期检查刀具和夹具

5.合理的日常维护可以有效提高机床的性能，降低加工成本安全操作规程数控铣床操作过程中需要注意安全，避免发生事故安全操作规程包括严格遵守机床操作说明书

1.操作前检查机床安全装置是否完好

2.加工过程中注意安全距离

3.加工结束后及时清理现场

4.注意防护，佩戴安全眼镜和工作服

5.严格遵守安全操作规程可以有效保障人身安全，防止事故发生实际加工案例分析本节课将通过分析实际加工案例，帮助大家理解数控铣床加工工艺的具体应用我们将介绍一些常见的数控铣床加工案例，并分析其加工流程、加工参数和加工难点，帮助大家掌握数控铣床加工工艺的实际应用典型零件加工工艺本节课将介绍一些典型零件的数控铣床加工工艺，例如齿轮加工

1.轴类零件加工

2.模具零件加工

3.通过分析典型零件的加工工艺，可以帮助大家掌握数控铣床加工工艺的具体应用。