第6章數(shù)控銑削及加工中心加工工藝

案例引入

典型平面輪廓零件如圖6-1所示，材料為45鋼，單件生產(chǎn)，在前面的工序中已完成零件底面和側(cè)面的加工（尺寸80mm×80mm×19mm），試對(duì)該零件的頂面和內(nèi)外輪廓進(jìn)行數(shù)控銑削加工工藝分析。

任務(wù)制訂該零件的頂面和內(nèi)外輪廓的數(shù)控銑削加工工藝本章知識(shí)（或技能）要點(diǎn)1.數(shù)控銑削加工的主要對(duì)象；2.數(shù)控銑削加工工藝的主要內(nèi)容；3.數(shù)控銑削加工工藝文件編制；4.制訂數(shù)控銑削加工工序。圖6-1帶型腔的凸臺(tái)零件6.1數(shù)控銑削簡(jiǎn)介

6.1.1數(shù)控銑床的分類

數(shù)控銑床的種類很多，常用的分類方法有以下三種方式：1.按其主軸的布置形式分類（1）立式數(shù)控銑床

立式數(shù)控銑床的主軸軸線垂直于水平面，如圖6-2所示，它是數(shù)控銑床中數(shù)量最多的一種，應(yīng)用范圍也最廣。其各坐標(biāo)的控制方式有以下幾種。①工作臺(tái)縱向、橫向及上下向移動(dòng)，主軸不動(dòng)。②工作臺(tái)縱向、橫向移動(dòng)，主軸上下移動(dòng)。③龍門式數(shù)控銑床。

圖6-2立式數(shù)控銑床圖6-3龍門式數(shù)控銑床為了擴(kuò)大立式數(shù)控銑床的使用功能和加工范圍，可增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤來(lái)實(shí)現(xiàn)四、五軸聯(lián)動(dòng)加工，如圖6-4所示。圖6-4立式數(shù)控銑床配備數(shù)控轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)加工（2）臥式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床的主軸軸線平行于水平面，如圖6-5所示。圖6-5臥式數(shù)銑床（3）立臥兩用數(shù)控銑床

如圖6-6所示，也稱萬(wàn)能式數(shù)控銑床，主軸可以旋轉(zhuǎn)90o或工作臺(tái)帶著工件旋轉(zhuǎn)90o。圖6-6配萬(wàn)能數(shù)控主軸頭可任意方向轉(zhuǎn)換的立臥兩用數(shù)控銑床2.按數(shù)控系統(tǒng)控制的坐標(biāo)軸數(shù)量分類（1）兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床

（2）三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床（3）四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床

（4）五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床3.按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類按數(shù)控系統(tǒng)的功能分為經(jīng)濟(jì)型、全功能型和高速銑削數(shù)控銑床。6.1.2數(shù)控銑削的主要加工對(duì)象

數(shù)控銑床加工內(nèi)容與加工中心加工內(nèi)容有許多相似之處，都可以對(duì)工件進(jìn)行銑削、鉆削、擴(kuò)削、鉸削、锪削、鏜削以及攻螺紋等加工，但從實(shí)際應(yīng)用效果看，數(shù)控銑床更多地用于復(fù)雜曲面的加工，而加工中心更多地用于有多工序內(nèi)容零件的加工。適合數(shù)控銑床加工的零件主要有以下幾種。（1）平面曲線輪廓類零件平面曲線輪廓類零件是指有內(nèi)、外復(fù)雜曲線輪廓的零件，特別是由數(shù)學(xué)表達(dá)式等給出其輪廓為非圓曲線或列表曲線的零件。平面曲線輪廓零件的加工面平行或垂直于水平面，或加工面與水平面的夾角為一定值，各個(gè)加工面是平面，或可以展開(kāi)為平面，如圖所示。

平面類零件是數(shù)控銑削加工中最簡(jiǎn)單的一類零件，一般只需用三坐標(biāo)數(shù)控銑床的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)（兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)）就可以把它們加工出來(lái)。1.平面類零件2.變斜角類零件a）b）c）平面類零件a）帶平面輪廓的平面零件b）帶斜平面的平面零件c）帶正圓臺(tái)和斜筋的平面零件（3）曲面類（立體類）零件曲面類零件一般指具有三維空間曲面的零件，曲面通常由數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)出，因此往往要借助于計(jì)算機(jī)來(lái)編程，其加工面不能展開(kāi)為平面。加工時(shí)，銑刀與加工面始終為點(diǎn)接觸，一般用球頭銑刀采用兩軸半或三軸聯(lián)動(dòng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床加工。當(dāng)曲面較復(fù)雜、通道較狹窄、會(huì)傷及毗鄰表面及需刀具擺動(dòng)時(shí)，要采用四坐標(biāo)或五坐標(biāo)數(shù)控銑床加工，如模具類零件、葉片類零件、螺旋槳類零件等。

3.空間曲面輪廓零件

(1)行切加工法,(2)三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工4．箱體類零件箱體類零件的加工方法，主要有以下幾種：(1)當(dāng)既有面又有孔時(shí)，應(yīng)先銑面，后加工孔。(2)所有孔系都先完成全部孔的粗加工，再進(jìn)行精加工。(3)一般情況下，直徑大于Φ30mm的孔都應(yīng)鑄造出毛坯孔。在普通機(jī)床上先完成毛坯的粗加工，給加工中心加工工序的留量為4~6mm(直徑)，再上加工中心進(jìn)行面和孔的粗、精加工。通常分“粗鏜一半精鏜一孔端倒角一精鏜”四個(gè)工步完成。

(4)直徑小于Φ30mm的孔可以不鑄出毛坯孔，孔和孔的端面全部加工都在加工中心上完成。可分為“锪平端面一打中心孔一鉆一擴(kuò)一孔端倒角一鉸”等工步。有同軸度要求的小孔(小于Φ30mm)，須采用“锪平端面一打中心孔一鉆一半精鏜一孔端倒角一精鏜(或鉸)”工步來(lái)完成，其中打中心孔需視具體情況而定。(5)在孔系加工中，先加工大孔，再加工小孔，特別是在大小孔相距很近的情況下，更要采取這一措施。(6)對(duì)于跨距較大的箱體的同軸孔加工，盡量采取調(diào)頭加工的方法，以縮短刀輔具的長(zhǎng)徑比，增加刀具剛性，提高加工質(zhì)量。

(7)螺紋加工，一般情況下，M6mm以上、M20mm以下的螺紋孔可在加工中心上完成攻螺紋。M6mm以下、M20mm以上的螺紋可在加工中心上完成底孔加工，攻螺紋可通過(guò)其他手段加工。因加工中心的自動(dòng)加工方式在攻小螺紋時(shí)，不能隨機(jī)控制加工狀態(tài)，小絲錐容易折斷，從而產(chǎn)生廢品，由于刀具、輔具等因素影響，在加工中心上攻M20mm以上大螺紋有一定困難。但這也不是絕對(duì)的，可視具體情況而定，在某些機(jī)床上可用鏜刀片完成螺紋切削(用G33代碼)。

（4）其他在普通銑床上難加工的零件

①形狀復(fù)雜，尺寸繁多，劃線與檢測(cè)均較困難，在普通銑床上加工又難以觀察和控制的零件。②高精度零件③一致性要求好的零件

雖然數(shù)控銑床加工范圍廣泛，但是因受數(shù)控銑床自身特點(diǎn)的制約，某些零件仍不適合在數(shù)控銑床上加工。如簡(jiǎn)單的粗加工面，加工余量不太充分或很不均勻的毛坯零件，以及生產(chǎn)批量特別大，而精度要求又不高的零件等。

6.1.3數(shù)控銑削加工內(nèi)容的選擇

一般情況下，一個(gè)零件并非全部的銑削表面都要采用數(shù)控銑床加工，應(yīng)根據(jù)零件的加工要求和企業(yè)的生產(chǎn)條件來(lái)確定適合于數(shù)控銑床加工的表面和內(nèi)容。通常選用以下內(nèi)容進(jìn)行數(shù)控銑削加工：

①由直線、圓弧、非圓曲線及列表曲線構(gòu)成的平面輪廓；②空間的曲線和曲面；③形狀雖然簡(jiǎn)單，但尺寸繁多，劃線與檢測(cè)均較困難得部位；④用普通銑床加工時(shí)難以觀察、控制及檢測(cè)的內(nèi)腔、箱體內(nèi)部等；⑤有嚴(yán)格位置尺寸要求的孔或平面；⑥能夠在一次裝夾中順帶加工出來(lái)的簡(jiǎn)單表面或形狀；⑦采用數(shù)控銑削加工能有效提高生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容。而像一些加工余量大且又不均勻的表面，在機(jī)床上占機(jī)調(diào)整和準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)的加工內(nèi)容，簡(jiǎn)單粗加工表面，毛坯余量不充分或不太穩(wěn)定的部位等則不宜采用數(shù)控銑削加工。6.2數(shù)控銑削及加工中心加工工藝的制定

6.2.1零件圖的工藝性分析

關(guān)于數(shù)控加工的零件圖和結(jié)構(gòu)工藝性分析，在前面2.6節(jié)中已作介紹，下面結(jié)合數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)作進(jìn)一步說(shuō)明。1.零件圖分析①零件的形狀與結(jié)構(gòu)。檢查零件的形狀、結(jié)構(gòu)在加工中是否會(huì)產(chǎn)生干涉或無(wú)法加工，是否妨礙刀具的運(yùn)動(dòng)。②零件的尺寸標(biāo)注。檢查零件的尺寸標(biāo)注是否正確且完整，零件各幾何要素的關(guān)系是否明確且充分，是否有利于編程，尺寸標(biāo)注是否有矛盾，各項(xiàng)公差是否符合加工條件等。③零件的技術(shù)要求。分析零件的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等，確保在現(xiàn)有的加工條件下能達(dá)到零件的加工要求。④零件的材料。了解零件材料的牌號(hào)、切削性能及熱處理要求，以便合理地選擇刀具和切削參數(shù)，并合理地制定出加工工藝和加工順序等。2.零件結(jié)構(gòu)工藝性分析①零件的內(nèi)型和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀、對(duì)刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率。②內(nèi)槽圓角和內(nèi)輪廓圓弧不應(yīng)太小a）b）圖6-9內(nèi)槽圓角對(duì)加工工藝的影響a）工藝性不好（b）工藝性好③銑槽底平面時(shí)，槽底圓角半徑r不要過(guò)大

圖6-10槽底圓角對(duì)加工工藝的影響R越大，加工平面能力越差。6.2.2加工方法的選擇

數(shù)控銑削加工對(duì)象的主要加工表面一般可采用表6-2所列的加工方案。表6-2加工表面的加工方案

序號(hào)加工表面加工方案所使用的刀具1平面內(nèi)外輪廓X、Y、Z方向粗銑→內(nèi)外輪廓方向分層半精銑→輪廓高度方向分層半精銑→內(nèi)外輪廓精銑整體高速鋼或硬質(zhì)合金立銑刀；機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金立銑刀2空間曲面X、Y、Z方向粗銑→曲面Z方向分層粗銑→曲面半精銑→曲面精銑整體高速鋼或硬質(zhì)合金立銑刀、球頭銑刀；機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金立銑刀、球頭銑刀3孔定尺寸刀具加工銑削麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀整體高速鋼或硬質(zhì)合金立銑刀；機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金立銑刀4外螺紋螺紋銑刀銑削螺紋銑刀5內(nèi)螺紋攻絲螺紋銑刀銑削絲錐螺紋銑刀1.平面加工方法的選擇在數(shù)控銑床上加工平面主要采用面銑刀和立銑刀。經(jīng)粗銑的平面，尺寸精度可達(dá)IT10～I(xiàn)T12級(jí)，表面粗糙度Ra值可達(dá)6.3～25μm；經(jīng)粗銑—精銑或粗銑—半精銑—精銑的平面，尺寸精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T9級(jí)，表面粗糙度Ra值可達(dá)1.6～6.3μm；需要注意的是，當(dāng)零件表面粗糙度要求較高時(shí)，應(yīng)采用順銑方式。

2.平面輪廓加工方法的選擇平面輪廓多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工。圖5-11所示為由直線和圓弧構(gòu)成的零件平面輪廓ABCDEA，采用半徑為R的立銑刀沿周向加工，虛線A′B′C′D′E′A′為刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。為保證加工面光滑，刀具沿PA′切入，沿A′K′切出。

3.固定斜角平面的加工方法固定斜角平面是指與水平面成一固定夾角的斜面。當(dāng)零件尺寸不大時(shí)，可用斜墊板墊平后加工；如果機(jī)床主軸可以擺角，則可以擺成適當(dāng)?shù)亩ń?，用不同的刀具?lái)加工（如圖6-12）。

圖6-12主軸擺角加工固定斜角平面a）主軸垂直端刃加工b）主軸擺角后側(cè)刃加工c）主軸擺角后端刃加工d）主軸水平側(cè)刃加工4.變斜角面的加工（1）對(duì)曲率變化較小的變斜角面，用4坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，采用立銑刀(但當(dāng)零件斜角過(guò)大，超過(guò)機(jī)床主軸擺角范圍時(shí)，可用角度成型銑刀加以彌補(bǔ))以插補(bǔ)方式擺角加工，如圖6-13a）所示。（2）對(duì)曲率變化較大的變斜角面，用4坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工難以滿足加工要求，最好用5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床，以圓弧插補(bǔ)方式擺角加工，如下圖6-13b）所示。a）b）圖6-13數(shù)控銑床加工變斜角面a）四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)b）五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)（3）采用3坐標(biāo)數(shù)控銑床兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，利用球頭銑刀和鼓形銑刀，以直線或圓弧插補(bǔ)方式進(jìn)行分層銑削加工，加工后的殘留面積用鉗修方法清除，如圖6-14所示是用鼓形銑刀分層銑削變斜角面。圖6-14用鼓形銑刀分層銑削變斜角面5.曲面輪廓的加工方法

（1）對(duì)曲率變化不大和精度要求不高的曲面粗加工，常采用兩軸半坐標(biāo)行切法加工。

圖6-15行切法加工曲面圖6-16兩軸半坐標(biāo)行切法加工曲面（2）對(duì)曲率變化較大和精度要求較高的曲面精加工，常用X、Y、Z三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)的行切法加工，如圖6-17所示。圖6-17三軸聯(lián)動(dòng)行切法加工曲面的切削點(diǎn)軌跡（3）對(duì)于葉輪、螺旋槳這樣的零件，因其葉片形狀復(fù)雜，刀具容易與相鄰表面發(fā)生干涉，常用五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，其加工原理如圖6-18所示。圖6-18曲面的五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工6.2.3刀具的選擇

1.數(shù)控銑削刀具的基本要求

①銑刀剛性要好②銑刀的耐用度要高2.典型數(shù)控銑削加工刀具

數(shù)控銑削常用的刀具有面銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、模具銑刀、鼓形銑刀和成形銑刀等，在第一章中已對(duì)面銑刀、普通立銑刀、鍵槽銑刀和成形銑刀進(jìn)行了介紹，下面僅對(duì)幾種典型數(shù)控銑削刀具進(jìn)行說(shuō)明。

3.銑刀的選擇銑刀類型應(yīng)與工件的表面形狀和尺寸相適應(yīng)。加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀；加工凹槽、較小的臺(tái)階面及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成形表面等多選用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀；加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選用鼓形銑刀；加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應(yīng)選用成形銑刀。數(shù)控銑床上使用最多的是可轉(zhuǎn)位面銑刀和立銑刀，下面介紹這兩種銑刀參數(shù)的選擇。

（1）面銑刀主要參數(shù)的選擇面銑刀主要參數(shù)的選擇包括面銑刀的直徑、齒數(shù)和刀刃的幾何角度等。①面銑刀直徑的選擇對(duì)于單次平面銑削，面銑刀的直徑可參照下式選擇：D=(1.3～1.6)B式中：D—面銑刀直徑，mm；B—銑削寬度，mm。

對(duì)于面積太大的平面，由于受到多種因素的限制，如機(jī)床的功率等級(jí)、刀具和可轉(zhuǎn)位刀片幾何尺寸、安裝剛度、每次切削的深度和寬帶以及其他加工因素等，面銑刀的直徑不可能比平面寬度更大，這時(shí)可選擇直徑教小的面銑刀，采用多次銑削平面。②面銑刀齒數(shù)的選擇可轉(zhuǎn)位面銑刀有粗齒、中齒和細(xì)齒三種（如表5-3）。粗齒面銑刀容屑空間較大，適用于鋼件的粗銑，中齒面銑刀適用于銑削帶有斷續(xù)表面的鑄件或?qū)︿摷倪B續(xù)表面進(jìn)行粗銑及精銑，細(xì)齒面銑刀適宜于在機(jī)床功率足夠的情況下對(duì)鑄件進(jìn)行粗銑或精銑。

（2）立銑刀尺寸的選擇立銑刀的尺寸參數(shù)，如圖6-24所示，可按下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。①刀具半徑R應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑ρ，一般取R＝(0.8～0.9)ρ。②零件的加工高度H≤(1/4～1/6)R，以保證刀具具有足夠的剛度。③對(duì)不通孔(深槽)，選取L＝H+(5～10)mm(L為刀具切削部分長(zhǎng)度，H為零件高度)。④加工外形及通槽時(shí)，選取L=H+r+（5～10)mm(r為端刃圓角半徑)。⑤粗加工內(nèi)輪廓面時(shí)(見(jiàn)圖6-25)，銑刀最大直徑D粗可按下式計(jì)算：

式中D——輪廓的最小凹圓角直徑；δ——圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量；δ1——精加工余量；φ——圓角兩鄰邊的夾角。⑥加工筋時(shí)，刀具直徑為D＝(5～10)b(b為筋的厚度)。圖6-24立銑刀的尺寸參數(shù)圖6-25粗加工立銑刀直徑計(jì)算6.2.4工序的劃分和加工順序的安排

1.工序的劃分在確定完加工內(nèi)容和加工方法之后，就要根據(jù)被加工面的特征和要求、使用的刀具和現(xiàn)有的加工設(shè)備、條件進(jìn)行工序的劃分，把加工內(nèi)容劃分為一個(gè)或幾個(gè)工序。工序的劃分原則有工序集中和工序分散兩種原則。在數(shù)控機(jī)床加工中，一般按工序集中的原則劃分工序，劃分方法如下：

（1）刀具集中分序法

（2）粗、精加工分序法

（3）加工部位分序法

（4）安裝次數(shù)分序法2.加工順序的安排加工順序的安排應(yīng)遵循下列原則：①基面先行原則

②先粗后精原則

③先主后次原則

④先面后孔原則

⑤先內(nèi)后外原則6.2.5夾具的選擇

數(shù)控銑床上的工件裝夾方法與普通銑床一樣，所使用的夾具往往并不很復(fù)雜，只要求簡(jiǎn)單的定位、夾緊機(jī)構(gòu)就可以了。但要將加工部位敞開(kāi)，不能因裝夾工件而影響進(jìn)給和切削加工。一般選擇順序是：?jiǎn)渭a(chǎn)中盡量選用機(jī)床用平口虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具，批量生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具，最后考慮選用成組夾具和專用夾具。1.平口鉗圖6-26虎鉗1-底座2-固定鉗口3-活動(dòng)鉗口4-螺桿2.組合夾具6.2.6加工路線的確定

1.銑削方式的確定銑削過(guò)程是斷續(xù)切削，會(huì)引起沖擊振動(dòng)，切削層總面積是變化的，銑削均勻性差，銑削力的波動(dòng)較大。采用合適的銑削方式對(duì)提高銑刀耐用度、工件質(zhì)量、加工生產(chǎn)率關(guān)系很大。銑削方式有逆銑和順銑兩種方式，當(dāng)銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向相同時(shí)稱為順銑，相反時(shí)稱為逆銑，如圖6-29所示。a）b）圖6-29銑削方式

逆銑時(shí)，刀具從已加工表面切入，切削厚度從零逐漸增大，不會(huì)造成從毛坯面切入而打刀；其水平切削分力與工件進(jìn)給方向相反，使銑床工作臺(tái)進(jìn)給的絲杠與螺母?jìng)鲃?dòng)面始終是抵緊，不會(huì)受絲杠螺母副間隙的影響，銑削較平穩(wěn)。但刀齒在剛切入已加工表面時(shí)，會(huì)有一小段滑行、擠壓，使這段表面產(chǎn)生嚴(yán)重的冷硬層，下一個(gè)刀齒切入時(shí)，又在冷硬層表面滑行、擠壓，不僅使刀齒容易磨損，而且使工件的表面粗糙度增大；同時(shí)，刀齒垂直方向的切削分力向上，不僅會(huì)使工作臺(tái)與導(dǎo)軌間形成間隙，引起振動(dòng)，而且有把工件從工作臺(tái)上挑起的傾向，因此需較大的夾緊力。

順銑時(shí)，刀具從待加工表面切入，切削厚度從最大逐漸減小為零，切入時(shí)沖擊力較大，刀齒無(wú)滑行、擠壓現(xiàn)象，對(duì)刀具耐用度有利；其垂直方向的切削分力向下壓向工作臺(tái)，減小了工件上下的振動(dòng)，對(duì)提高銑刀加工表面質(zhì)量和工件的夾緊有利。但順銑的水平切削分力與工件進(jìn)給方向一致，當(dāng)水平切削分力大于工作臺(tái)摩擦力（例如遇到加工表面有硬皮或硬質(zhì)點(diǎn)）時(shí)，使工作臺(tái)帶動(dòng)絲杠向左竄動(dòng)，絲杠與螺母?jìng)鲃?dòng)副右側(cè)面出現(xiàn)間隙，硬點(diǎn)過(guò)后絲杠螺母副的間隙恢復(fù)正常，這種現(xiàn)象對(duì)加工極為不利，會(huì)引起“啃刀”或“打刀”，甚至損壞夾具或機(jī)床。

順銑與逆銑的確定，當(dāng)工件表面有硬皮、機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)有間隙時(shí)，應(yīng)選用逆銑。因逆銑時(shí)，刀齒從已加工表面切入的，不會(huì)崩刃，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙不會(huì)引起振動(dòng)和爬行，因此粗銑時(shí)盡量采用逆銑。當(dāng)工件表面無(wú)硬皮、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)無(wú)間隙時(shí)，應(yīng)選用順銑。因?yàn)轫樸娂庸ず螅慵砻尜|(zhì)量好，刀齒磨損小，刀具耐用度高（試驗(yàn)表明，順銑時(shí)刀具的耐用度比逆銑時(shí)提高2～3倍），因此精銑時(shí)，應(yīng)盡量采用順銑。另外，對(duì)于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料，為了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，盡量采用順銑加工。2.走刀路線的確定（1）平面銑削路線1）單次平面銑削的刀具路線單次平面銑削的刀具路線中，可用面銑刀進(jìn)入材料時(shí)的銑刀切入角來(lái)討論。面銑刀的切入角由刀心位置相對(duì)于工件邊緣的位置決定。如圖6-30a）所示刀心位置在工件內(nèi)（但不跟工件中心重合），切入角為負(fù)；如圖6-30b）所示刀具中心在工件外，切入角為正。刀心位置與工件邊緣重合時(shí)，切入角為零。

a）b）圖6-30切削切入角（W為切削寬度）a）負(fù)切入角b）正切入角①如果工件只需一次切削，應(yīng)該避免刀心軌跡與工件中心線重合。刀具中心處于工件中間位置時(shí)將容易引起顫振，從而加工質(zhì)量較差，因此，刀具軌跡應(yīng)偏離工件中心線。②當(dāng)?shù)缎能壽E與工件邊緣線重合時(shí)，切削鑲刀片進(jìn)人工件材料時(shí)的沖擊力最大，是最不利刀具加工的情況。因此應(yīng)該避免刀具中心線與工件邊緣線重合。③如果切入角為正，剛剛切人工件時(shí)，刀片相對(duì)于工件材料的沖擊速度大，引起碰撞力也較大。所以正切入角容易使刀具破損或產(chǎn)生缺口，基于此，擬定刀心軌跡時(shí)，應(yīng)避免正切入角。④使用負(fù)切入角時(shí)，已切入工件材料鑲刀片承受最大切削力，而剛切入(撞入)工件的刀片受力較小，引起碰撞力也較小，從而可延長(zhǎng)鑲刀片壽命，且引起的振動(dòng)也小一些。

因此使用負(fù)切入角是首選的方法。通常盡量應(yīng)該讓面銑刀中心在工件區(qū)域內(nèi)，這樣就可確保切入角為負(fù)，且工件只需一次切削時(shí)避免刀具中心線與工件中心線重合。比較如圖6-35所示兩個(gè)刀路，雖然都使用負(fù)切入角，但圖6-35(a)面銑刀整個(gè)寬度全部參與銑削，刀具容易磨損；圖6-35(b)所示的刀削路線是正確的。

圖6-31負(fù)切入角的兩種刀路的比較2）多次平面銑削的刀具路線銑削大面積工件平面時(shí)，銑刀不能一次切除所有材料，因此在同一深度需要多次走刀。分多次銑削的刀路有多種，每一種方法在特定環(huán)境下具有各自的優(yōu)點(diǎn)。最為常見(jiàn)的方法為同一深度上的單向多次切削和雙向多次切削（圖6-36所示）。

a）b）c）d）圖6-32平面銑削的多次刀路a)粗加工b)精加工c)粗加工d)精加工

單向多次切削時(shí)，切削起點(diǎn)在工件的同一側(cè)，另一側(cè)為終點(diǎn)的位置，每完成一次切削后，刀具從工件上方回到切削起點(diǎn)的一側(cè)，如圖6-32a）、b）所示，這是平面銑削中常見(jiàn)的方法，頻繁的快速返回運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致效率很低，但它能保證面銑刀的切削總是順銑。雙向多次切削也稱為Z形切削，如圖6-32c)、d）所示，它的應(yīng)用也很頻繁。它的效率比單向多次切削要高，但銑削中順銑、逆銑交替，從而在精銑平面時(shí)影響加工質(zhì)量，因此平面質(zhì)量要求高的平面精銑通常并不使用這種刀路。不管使用哪種切削方法，起點(diǎn)S和終點(diǎn)E與工件都有安全間隙，確保刀具安全和加工質(zhì)量。（2）輪廓銑削路線對(duì)于外輪廓銑削，一般按工件輪廓進(jìn)行走刀。若不能去除全部余量，可以先安排去除輪廓邊角料的走刀路線。在安排去除輪廓邊角料的走刀路線時(shí)，以保證輪廓的精加工余量為準(zhǔn)。在確定輪廓走刀路線時(shí)，應(yīng)使刀具切向切入和切向切出，如圖6-33所示。同時(shí)，切入點(diǎn)的選擇應(yīng)盡量選在幾何元素相交的位置。a）b）圖5-33輪廓加工走刀路線a）刀具以走直線的方式切向切入和切向切出b）刀具以走圓弧的方式切向切入和切向切出走刀路線確定原則：1、應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。銑削平面零件外輪廓時(shí)，刀具的切入、切出應(yīng)沿輪廓切線方向進(jìn)行，避免在工件表面形成接刀痕。且注意留有切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度。

銑削外輪廓的切入切出路徑銑削外圓的切入切出路徑銑削平面零件內(nèi)輪廓時(shí)，刀具切入、切出點(diǎn)應(yīng)選擇在輪廓兩幾何元素的交點(diǎn)處。若無(wú)交點(diǎn)，刀具切入、切出點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離拐角，或選擇圓弧切入、切出。

銑削內(nèi)圓的切入切出路徑銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑銑削無(wú)交點(diǎn)內(nèi)輪廓的切入切出路徑從拐角切入、切出，容易產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象。從直線中間圓弧切入、切出。（3）型腔銑削路線1）下刀方法的確定在型腔銑削中，由于是把坯件中間的材料去掉，刀具不可能象銑外輪廓一樣從外面下刀切入，而要從坯件的實(shí)體部位下刀切入，因此在型腔銑削中下刀方式的選擇很重要，常用以下三種方法：①使用鍵槽銑刀沿Z向直接下刀，切入工件。②先用鉆頭鉆下刀工藝孔，立銑刀通過(guò)下刀工藝孔垂向進(jìn)入再用圓周銑削。③使用立銑刀螺旋下刀或者斜插式下刀。螺旋下刀,即在兩個(gè)切削層之間,刀具從上一層的高度沿螺旋線以漸近的方式切入工件,直到下一層的高度,然后開(kāi)始正式切削。

2）型腔銑削路線的確定對(duì)于型腔加工的走刀路線常有行切、環(huán)切和綜合切削三種方法，如圖6-34所示。三種加工方法的特點(diǎn)是：①共同點(diǎn)是都能切凈內(nèi)腔中的全部面積，不留死角，不傷輪廓，同時(shí)盡量減少重復(fù)進(jìn)給的搭接量。②不同點(diǎn)是行切法（圖6-34a）)的進(jìn)給路線比環(huán)切法短，但行切法將在每?jī)纱芜M(jìn)給的起點(diǎn)與終點(diǎn)間留下殘留面積，而達(dá)不到所要求的表面粗糙度；用環(huán)切法（圖6-34b）)獲得的表面粗糙度要好于行切法，但環(huán)切法需要逐次向外擴(kuò)展輪廓線，刀位點(diǎn)計(jì)算稍微復(fù)雜一些。③采用圖6-34c）所示的進(jìn)給路線，即先用行切法切去中間部分余量，最后用環(huán)切法光整輪廓表面，既能使總的進(jìn)給路線較短，又能獲得較好的表面粗糙度。a）b）c）圖6-34型腔加工走刀路線a）行切法b）環(huán)切法c）綜合法行切法切削進(jìn)給路線環(huán)切法切削進(jìn)給路線最終輪廓應(yīng)一次走刀連續(xù)完成。

行切法在兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留高度，達(dá)不到要求的表面粗糙度。先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，能獲得較好的效果。

環(huán)切法，效果也較好，但加工時(shí)間較長(zhǎng)。銑削內(nèi)腔的三種走刀路線（4）曲面銑削路線銑削曲面時(shí)，常用球頭銑刀采用“行切法”進(jìn)行加工。對(duì)于邊界敞開(kāi)的曲面加工，可采用兩種加工路線。如圖6-35所示發(fā)動(dòng)機(jī)大葉片，當(dāng)采用圖6-35a）所示的加工方案時(shí)，每次沿直線加工，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序少，加工過(guò)程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。當(dāng)采用圖6-35b）所示的加工方案時(shí)，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度較高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開(kāi)的，沒(méi)有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭銑刀應(yīng)由邊界外開(kāi)始加工。a）b）圖6-35直紋曲面的進(jìn)給路線a）沿直線進(jìn)給b）沿曲線進(jìn)給尋求最短走刀路線，減少空行程，提高效率。先加工完外圈孔后，再加工內(nèi)圈孔，時(shí)間較長(zhǎng)。交錯(cuò)加工內(nèi)、外圈孔，減少空刀時(shí)間。

零件樣圖

孔加工最短走刀路線選擇

確定孔加工路線時(shí)，若孔的位置精度要求較高，加工路線的定位方向應(yīng)保持一致。無(wú)反向誤差的加工路線存在反向誤差的加工路線XXYY如圖6-36所示，銑削加工的切削參數(shù)包括切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量、和側(cè)吃刀量。切削用量的選擇標(biāo)準(zhǔn)是：保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。

6.2.7切削用量的選擇a)b)圖6-36銑削用量a)圓周銑；b)端銑

從保證刀具耐用度的角度出發(fā)，銑削切削用量的選擇方法是先選擇背吃刀量（或側(cè)吃刀量），其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。（1）背吃刀量ap（端銑）或側(cè)吃刀量ae（圓周銑）的選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決