数控加工技术：第4章数控铣削加工

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1、了解数控铣削设备了解数控铣削设备了解数控铣削夹具、刀具的选用了解数控铣削夹具、刀具的选用掌握数控铣削工艺制订的方法掌握数控铣削工艺制订的方法掌握数控铣削编程基础知识掌握数控铣削编程基础知识掌握数控铣床的基本操作掌握数控铣床的基本操作本章学习目标本章学习目标第第4章章数控铣削加工数控铣削加工本本 章章 大大 纲纲 4.1 数控铣削基础4.2 数控铣削编程 4.3 数控铣床操作 4.4 小结4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.1数控铣削设备数控铣削设备1数控铣床数控铣床是采用铣削方式加工工件的数控机床，能完成各种平面、沟槽、螺旋槽、成形表面、平面曲线、空间曲线等复杂型面的加工。配上相应的刀具后，

2、数控铣床还可以用来对零件进行钻、扩、铰、锪孔和镗孔加工及攻螺纹等。（1）按坐标轴分类的数控铣床。（2）按主轴布置分类的数控铣床。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.1数控铣削设备数控铣削设备2数控加工中心数控加工中心是在数控铣床的基础上发展起来的，从结构上看是带有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床，具有数控镗、铣、钻床的综合功能。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.2数控铣削装备数控铣削装备1数控铣削夹具单件生产中尽量用虎钳、压板螺钉等通用夹具，批量生产时优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后选用专用夹具和成组夹具。在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动、液压夹具。（1）通用铣削夹具。平

3、口虎钳。压板螺钉。铣床用卡盘。弯板。V型块。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.2数控铣削装备数控铣削装备（2）专用铣削夹具。这是为某一零件的某一工序专门设计制造的夹具，一般用在产量较大或研制需要时采用。（3）组合夹具。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.2数控铣削装备数控铣削装备（4）多工位夹具和气动、液压夹具。多工位夹具。气动或液压夹具。卧式加工中心用多工位夹具示意图卧式加工中心用多工位夹具示意图4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.2数控铣削装备数控铣削装备2数控铣削刀具（1）数控铣削刀具的基本要求。铣刀刚性要好。铣刀的耐用度要高。（2）常用数控铣削刀具。面铣刀。立铣刀。模具铣刀。键

4、槽铣刀。鼓型铣刀。锯片铣刀。其他成型铣刀。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.2数控铣削装备数控铣削装备（3）数控铣削刀具的选择。加工较大的平面应选择面铣刀。加工平面零件周边轮廓、凹槽、较小的台阶面应选择立铣刀。加工空间曲面、模具型腔或凸模成型表面等多选用模具铣刀；加工封闭的键槽选用键槽铣刀。加工变斜角零件的变斜角面应选用鼓型铣刀。加工立体型面和变斜角轮廓外形常采用球头铣刀、鼓型刀。加工各种直的或圆弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成型铣刀。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.2数控铣削装备数控铣削装备（4）切削用量的选择。背吃刀量或侧吃刀量。（a）端铣）端铣（b）圆周铣）圆周铣背吃刀量和

5、侧吃刀量背吃刀量和侧吃刀量4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.2数控铣削装备数控铣削装备进给速度。vf=fzzn切削速度。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.3数控铣削工艺数控铣削工艺1确定数控铣削加工内容工件上的曲线轮廓，特别是由数学表达式给出的非圆曲线、列表曲线等曲线轮廓。已给出数学模型的空间曲面。形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位。用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽。以尺寸协调的高精度孔和面。能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状。用数控铣削方式加工后，能成倍提高生产率，大大减轻劳动强度的一般加工内容。箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及

6、模具的内、外型腔等适合在立式数控铣床和立式加工中心加工。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.3数控铣削工艺数控铣削工艺1确定数控铣削加工内容工件上的曲线轮廓，特别是由数学表达式给出的非圆曲线、列表曲线等曲线轮廓。已给出数学模型的空间曲面。形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位。用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽。以尺寸协调的高精度孔和面。能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状。用数控铣削方式加工后，能成倍提高生产率，大大减轻劳动强度的一般加工内容。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.3数控铣削工艺数控铣削工艺箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具

7、的内、外型腔等适合在立式数控铣床和立式加工中心加工。复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等适合在卧式数控铣床和卧式加工中心加工。多坐标联动的卧式加工中心还可以用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.3数控铣削工艺数控铣削工艺2零件图样的工艺性分析（1）零件图样尺寸的正确标注。（2）内壁的转接圆弧半径R。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.3数控铣削工艺数控铣削工艺（3）内壁与底面的转接圆弧半径r。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.3数控铣削工艺数控铣削工艺（4）保证获得要求的加工精度。（5）保证基准的统一。（6）分析零件的变形情况。对于大面积的薄板

8、零件，改进装夹方式，采用合适的加工顺序和刀具。采用适当的热处理方法。如对钢件进行调质处理，对铸铝件进行退火处理。粗、精加工分开及对称去除余量等措施来减小或消除变形的影响。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.3数控铣削工艺数控铣削工艺3零件毛坯的工艺性分析（1）毛坯应有充分的加工余量，稳定的加工质量。（2）分析毛坯的余量大小及均匀性。（3）分析毛坯的装夹适应性。4.1数控铣削基础数控铣削基础4.1.3数控铣削工艺数控铣削工艺4确定数控铣削加工工艺（1）平面轮廓的加工。铣削平面零件外轮廓。用圆弧插补方式铣削外整圆。铣削内轮廓。（2）曲面零件的加工。直纹曲面的加工。复杂曲面轮廓的加工。4.1数控铣

9、削基础数控铣削基础4.1.3数控铣削工艺数控铣削工艺（3）顺铣和逆铣的选择对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料，为了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，尽量采用顺铣加工；对于黑色金属锻件或铸件等表皮硬而且余量一般较大的工件毛坯，采用逆铣较为合理。顺铣和逆铣顺铣和逆铣4.2数控铣削编程数控铣削编程4.2.1数控铣削编程基础数控铣削编程基础1开始部分（1）命名程序名。（2）建立工件坐标系。（3）建立长度刀具补偿。（4）建立径向刀具补偿。（5）设置切削用量和启动主轴。（6）设定绝对或相对（增量）坐标。（7）刀具定位。4.2数控铣削编程数控铣削编程4.2.1数控铣削编程基础数控铣削编程基础2加工部分是程

10、序的主体部分，从程序的第5或6程序段至倒数第4或第5程序段。主要是刀具的切削轨迹，为G01、G02、G03指令与基点、节点的X、Y、Z坐标组成的运动轨迹。这部分的工作量主要是基点、节点的坐标计算。3结束部分（1）取消刀具径向补偿。（2）取消刀具长度补偿。（3）确定刀具结束部分的运动路线。（4）主轴停止、抬刀、关冷却液。（5）孔加工循环用G80取消。（6）程序结束。4.2数控铣削编程数控铣削编程4.2.2数控铣削功能指令数控铣削功能指令1M功能M功能称为辅助功能，由M后面接2位数字组成。M功能指令的范围由M00至M99。2F功能F功能是进给速率功能，用于控制刀具移动时的速率，F后面所接数值代表每

11、分钟刀具进给量，单位为mm/min。图4-39所示即为刀具进给速率为50mm/min。在实际操作中也可由操作面板上的“切削进给率”旋钮来调整实际进给率。4.2数控铣削编程数控铣削编程4.2.2数控铣削功能指令数控铣削功能指令3T功能又称T机能，用于指定加工所用刀具，实现数控机床加工过程中自动换刀功能。只用于具有自动换刀的数控加工中心（MachiningCenter，MC），T指令由地址T后面接2位数字组成。4S功能S功能是主轴转速功能，用于指令主轴的转速（r/min），以地址S后面接4位数字组成。一般MC的转速为06000r/min。在实际操作中也可由操作面板上的“主轴转速调整率”旋钮来调整主

12、轴实际转速。4.2数控铣削编程数控铣削编程4.2.2数控铣削功能指令数控铣削功能指令5G功能G功能是命令机械准备以何种方式切削加工或移动的指令，以G后面接2位数字组成，其范围为G00G99。G功能代码分为两类，一类仅在被指定的程序段中有效，称为一般G代码，例如G04等；另一类称为模态代码，一经指定，一直有效，直到被新的模态G代码取代，如G00、G01等。4.2数控铣削编程数控铣削编程4.2.2数控铣削功能指令数控铣削功能指令5G功能G功能是命令机械准备以何种方式切削加工或移动的指令，以G后面接2位数字组成，其范围为G00G99。G功能代码分为两类，一类仅在被指定的程序段中有效，称为一般G代码，

13、例如G04等；另一类称为模态代码，一经指定，一直有效，直到被新的模态G代码取代，如G00、G01等。4.2数控铣削编程数控铣削编程4.2.3数控铣削编程实例数控铣削编程实例在数控铣床上对图所示零件进行内外轮廓加工，请分析工艺并编写出精加工程序。1以O点为编程原点，进行内腔节点计算。内外轮廓加工零内外轮廓加工零内腔节点计算内腔节点计算4.2数控铣削编程数控铣削编程4.2.3数控铣削编程实例数控铣削编程实例2从图分析，可先精加工100100的外轮廓，再加工内腔。3图4-51中，最小内凹圆弧为R5，可选用10的立铣刀（也可根据实际加工场地条件选用小于10立铣刀），根据刀具的大小与机床的自身情况，可选

14、用转速为1200r/min。4编写精加工程序。图图4-51刀具加工路线安排刀具加工路线安排4.3数控铣床操作数控铣床操作4.3.1数控铣床的控制面板数控铣床的控制面板1数控系统控制面板FANUC0iMC数控系统控制面板数控系统控制面板4.3数控铣床操作数控铣床操作4.3.1数控铣床的控制面板数控铣床的控制面板2数控铣床操作面板操作面板主要由操作模式开关、主轴倍率调整旋钮、进给速度调节旋钮、各种辅助功能选择开关、手轮、各种指示灯等组成。典型数控铣床控制面板（一）典型数控铣床控制面板（一）典型数控铣床控制面板（二）典型数控铣床控制面板（二）4.3数控铣床操作数控铣床操作4.3.2数控铣床的操作过程

15、及对刀数控铣床的操作过程及对刀1数控铣床的操作过程（1）开机前检查。（2）开机。（3）回原点。（4）装夹工件。（5）安装刀具。（6）对刀。（7）输入刀具补偿值。（8）输入及检查调试程序。（9）程序运行。（10）零件检测。（11）关机。4.3数控铣床操作数控铣床操作4.3.2数控铣床的操作过程及对刀数控铣床的操作过程及对刀2数控铣床的对刀（1）对刀工具。寻边器。Z轴设定器。对刀仪。对刀仪对刀仪4.3数控铣床操作数控铣床操作4.3.2数控铣床的操作过程及对刀数控铣床的操作过程及对刀（2）对刀操作。X、Y轴的对刀。以工件孔中心为对刀位置点以工件孔中心为对刀位置点寻边器找对称中心寻边器找对称中心对刀操

16、作时的坐标位置关系对刀操作时的坐标位置关系4.3数控铣床操作数控铣床操作4.3.2数控铣床的操作过程及对刀数控铣床的操作过程及对刀刀具Z向对刀。Z向对刀设定向对刀设定4.4小结小结数控铣削加工是数控加工中非回转体类零件加工的主要方式，加工设备主要有数控铣床和数控加工中心。数控铣削常用的夹具类型有通用夹具、专用夹具、组合夹具、可调夹具和成组夹具。夹具的一般选择顺序是单件生产中尽量用虎钳、压板螺钉等通用夹具，批量生产时优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后选用专用夹具和成组夹具。在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动、液压夹具。对零件的工艺性分析是数控铣削编程前的重要准备工作，因此要从图样、毛坯等多方面进行分析考虑。数控铣削程序模式一般由开始部分、加工部分、结束部分组成，其基本功能有M功能、F功能、T功能、S功能、G功能。数控铣床的控制面板由数控系统控制面板和数控铣床操作面板两部分组成。数控铣削的操作过程和对刀操作是所学知识的最终应用，一定要熟练掌握。