典型零件数控铣床加工工艺路线分析

曾凡毅 喻 涛 廖齐伟

(江西省化学工业高级技工学校机电教研组，江西 南昌 330039)

一、数控铣床简介

数控铣床就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、松夹工件、进刀和退刀、开车与停车、自动开停切削液等)和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过介质将数字信息送入数控装置，数控装置再对输入信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，自动加工出所需工件的机床。数控铣床按组成可以大致分为两部分：

1.机械部分及其参数

(1)工作台：加工零件的工作平台，尺寸由加工零件的大小决定，

(2)主轴：主轴的工作方式。转速，主轴电机的功率，

(3)进给部分：机床X、Y、Z三个坐标方向的可移动距离，速度大小，摆角范围及速度.

2.数控系统

数控系统由输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置。数控装置是数控系统的核心，数控装置有两种类型：一类是完全由硬件逻辑电路的专用硬件组成的数控装置即NC装置；二类是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置即CNC装置。由于计算机技术的不断发展，特别是微处理器和微型计算机广泛应用于数控装置后，现在NC装置已逐步被CNC装置所取代。

数控系统的硬件除了一般计算机具有的CPU、eprom、RAM接口外，还具有数控位置控制器、手动数据输入接口、视频显示接口和PLC接口等。

数控系统的软件分为管理软件和控制软件两类。管理软件用来管理零件程序的输入、输出、刀具位置、系统参数、零件程序显示、机床状态及报警，故障诊断等。控制软件由译码、插补运算、刀具补偿、速度控制、位置控制等软件组成。

系统程序存于计算机内存储器。所有的数控功能基本上都依靠该程序来实现。硬件是软件活动的物理基础。而软件则是整个系统的灵魂，整个CNC装置的活动均依靠系统软件来指挥。

二、数控铣床的特点

1.加工精度高，质量稳定

数控铣床一般不需要多次装夹，定位精度高；传递系统更紧凑，传递过程中的误差更小；一般数控铣床都有反馈装置，可以由数控装置进行补偿。所以，加工精度高。同一批零件，机床相同，程序相同，刀具一样，所以加工质量稳定。

2.生产率高

数控铣床一般不需要多次装夹，换刀时间短，会节约很多辅助时间；机床主轴转速和进给范围大，移动部件移动速度快。因此，生产效率高。

3.改善劳动条件，具有高度柔性，利于实现自动化

操作者只需完成前期准备工作后，机床能自动加工，劳动强度大大降低。更适合单件、小批量及新品的开发，缩短准备周期，节省大量工艺装备的费用。可预先估计加工时间，刀具、夹具、量具都可进行规范，所以生产管理易于实现现代化。

三、数控铣床典型零件加工工艺分析与程序编制

加工工艺：

在HNC-808数控铣床上加工上图所示零件，材料为铝合金，毛坯为100*100*30mm的长方体。

零件图工艺分析

该零件由平面、曲面和孔组成，其中孔的精度为7级，平面的尺寸误差为±0.03mm和±0.05mm，零件材料为铝合金，切削加工性能比较好。

确定装夹方式

根据零件结构特点，选用机用平口虎钳加紧，虎钳带有两个平行夹持平面的通用夹具，靠两工作面来保证工件的平行度、垂直度等形位公差，装夹过程简单快速。

图1 零件加工

确定加工顺序

加工时按照先粗后精的原则进行，先粗加工八边形，然后精加工带圆弧的外轮廓，最后钻孔、铰孔。

刀具选用：

T01为Ø20mm的立铣刀铣八边形，T02为Ø14mm的立铣刀铣带圆弧的外轮廓，T03为中心钻，T04为Ø13.8mm的钻头钻Ø14mm的孔，T05为Ø14mm的铰刀铰孔。

切削用量的选择

该零件材料为铝合金，切削性能较好，粗加工留0.5mm的余量，以保证精加工时能加工出符合要求的零件。选择主轴转速与进给速度时，查《切削用量手册》，确定切削速度，根据公式n=1000/d计算出进给速度值。