2012上数控加工工艺与编程讲义(铣)1.doc

目 录项目4 铣矩形槽 2A4-1 矩形槽的数控加工工艺设计与编程 2A4-2 数控铣床的基本操作 13A4-3矩形槽的加工 16项目A5铣凸轮凸模 18A5-1凸轮凸模的数控加工工艺设计与编程 18A5-2凸轮凸模的加工 23项目A6铣凸轮凹模 25A6-1凸轮凹模数控加工工艺设计与编程 25A6-2凸轮凹模的加工 28总 复 习 30项目4铣矩形槽一、学习目标：1、了解数控铣削加工的主要对象；2、掌握平面零件数控铣削加工工艺的制订方法；3、掌握平面零件数控铣削加工走刀路线的设计原则4、练习铣削加工基本指令的使用方法；5、熟悉数控铣床的基本操作方法二、项目任务：零件图如下，生产要求：1、确定工艺方案（编制数控加工工序卡）；2、编写加工程序；3、加工出零件并进行测量检验我们把项目A4 铣矩形槽分解成三个子项目来完成：A4-1矩形槽的数控加工工艺设计与编程A4-2数控铣床的基本操作A4-3矩形槽的加工A4-1 矩形槽的数控加工工艺设计与编程一、学习目标1、了解数控铣削加工的主要对象；2、掌握平面零件数控铣削加工工艺的制订方法；3、掌握平面零件数控铣削加工走刀路线的设计原则4、练习铣削加工基本指令的使用方法；二、项目任务1、确定该零件数控加工工艺方案（编制数控加工工序卡）；2、编写数控加工程序；三、相关知识点（一）数控铣削加工的工艺设计1、对零件图样进行分析2、选择加工用数控机床的类型3、工件的装夹及夹具的选择 4、加工顺序的安排数控加工工步对加工精度和效率有着很大的影响。

工步是指在一个安装或工位中，加工表面、切削刀具及切削用量都不变的情况下所进行的那部分加工因此工步是加工表面、切削刀具及切削用量三不变，变化其中一个就是另一个工步5、刀具的选择1)铣刀的种类：端面铣刀、立铣刀、模具铣刀、键槽铣刀等2)铣刀的选择：加工较大的平面用端面铣刀；加工侧面、台阶面、凹槽用立铣刀；加工空间曲面、模具型腔、凸模成形表面等选用模具铣刀；加工封闭的键槽、凹型平底型腔时应选用键槽铣刀图4.1铣削加工 图4.2 钻削加工图4.3 镗削加工图4.4 螺纹加工6、 数控加工路线的设计、计算加工路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的顺序，也反映出走刀的顺序加工路线有时也称之为走刀路线有些工件由于加工余量大，需要用同一把刀具，在同一转速及进给量下对同一表面进行多次切削，这每一次切削就称为走刀加工路线是编写程序的依据之一确定加工路线时应注意以下几点：①保证工件的加工精度和表面粗糙度要求为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，首先应选择好切入切出的方向：考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，如下图所示。

为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来如下图a为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度所以如采用b图的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果图c也是一种较好的走刀路线方式a)路线1b)路线2c)路线3 铣削内腔的三种走刀路线②尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间如加工下图a所示零件上的孔系图b的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔若改用图c的走刀路线，减少刀具空行程的时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率 图a 图b 图c ③使数值计算简单，程序段数量少例下面的三个路线图，数值计算是从简单到难，程序段数量也越来越多a)路线1b)路线2c)路线3 铣削内腔的三种走刀路线7、 数控铣床切削用量的选择方法1）背吃刀量(切削深度)的确定背吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。

2）主轴转速的确定与数控车床一样，在背吃刀量和进给速度选定后，可根据合理的刀具耐用度，用计算法或查表法选择数控铣床的切削速度Vc，根据主轴转速与切削速度的关系S=1000vc/πd，可算出主轴转速3）进给速度的确定：它与主轴转速S、铣刀齿数Z及进给吃刀量af的关系为F=afzs进给吃刀量af的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素工件材料的强度和硬度越高，af就越小；反之则越大具体可查表确定8、 数控机床坐标系的确定方法①坐标轴的命名Z坐标轴的规定:方位的规定：Z坐标∥主轴轴线若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标轴 若主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标轴；若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向X坐标轴的确定在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）如Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边如Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。

在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向Y坐标轴的确定利用已确定的X.Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y ②机床坐标系与机床原点、机床参考点机床坐标系是机床上固有的座标系，并设有固定的坐标原点，这就是机床原点，又称机械原点，即X=0、Y=0、Z=0的点它具有唯一性，一般在机床出厂时由厂家设定机床坐标系一般不作为编程坐标系，它仅作为建立工件坐标系的参考基准机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的极限点，其固定位置由各轴上的机械挡块来确定一般数控机床开机后，用控制面板上的“手动反回参考点”按钮使刀具或工作台退回到该点通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点上图所示为数控车床的参考点与机床原点③工件坐标系与工件原点：编程时为了编程的方便，需要在零件图样上选定一个适当的基准点，并以这个基准点作为坐标系的原点，建立一个新的坐标系，此坐标系称为工件坐标系（或编程坐标系）。

此工件坐标系的原点称为工件原点工件原点是人为设定的，设定的依据是既要符合图尺寸的标注习惯，以要便于编程零点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离现代数控机床均可设置多个工件座标系，在加工时通过G指令进行设定9、 数控加工走刀路线图在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞，为此必须设法告诉操作者关于编程中的刀具运动路线（如：从哪里下刀、在哪里抬刀、哪里是斜下刀等）为简化走刀路线图，一般可采用统一约定的符号来表示不同的机床可以采用不同的图例与格式，下表为一种常用格式数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图零件图号NC01工序号工步号程序号O100机床型号XK5032程序段号N10～N170加工内容铣轮廓周边共1页第 页编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切10、填写工艺文件（数控加工工序卡）：单位名称机电0921产品名称或代号零件名称零件图号阶梯轴图1工序号程序编号夹具名称使用设备加工车间001JD001.NC数控铣床数控实训室工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速S（r/min）进给速度F（mm/min）背吃刀量（mm）备注编制审核批准年 月 日第 页共 页（二）数控铣床编程的基本指令1、G指令——准备功能指令作用：用来规定机床坐标系、刀具和工件的相对运动轨迹、坐标平面、刀补、刀偏、暂停等多种操作。

组成：一般用G后带二位数字组成常用的FANUC O-MD Ⅱ 系统的准备功能指令见表5-1（P83）2、Ｍ指令——辅助功能指令M指令又称辅助功能指令，它可发出或接收多种信号，控制机床主轴、电动转位刀架或其它电气——机械装置的动作；M指令还用于其它辅助动作组成：M后跟两位数字组成从M00~M99共计100种常用的FANUC O-MD Ⅱ 系统的准备功能指令见表5-2（P85）SumperMan数控铣床常用的M指令如下：1）M00——程序暂停指令本指令使程序暂时停止执行（以便操作者做其它工作,按下启动键后，程序可继续向下执行注：² 只是进给停止，主轴仍然旋转² 程序暂停和暂停键的功能不同,区别在于前者为需要固定暂停的场合，后者为随机需要２）M02——程序结束指令本指令表示当前加工程序结束3）M03——主轴正转指令执行本指令，接口发出主轴正转信号，信号持续时间0.4秒4）M04——主轴反转指令执行本指令，接口发出主轴反转信号，信号持续时间0.4秒5）M05——主轴停转指令执行本指令，接口发出主轴停转信号，信号持续时间0.4秒6）M07、M08——1、2号冷却液打开指令7）M09——冷却液关闭指令8）M30——主轴停止、程序结束指令本指令表示某程序号程序结束，同时发出主轴停车信号。

3、其它功能指令1）F指令——指定进给速度指令（续效指令）F功能指令的组成：F后带若干位数字，如F150,F350等后面所带的数字表示实际的速度值，上述两个指令分别表示F=150mm/min；F=350mm/min2）S指令——指定主轴转速指令（续效指令）对于采用主轴变频器的机床可以用S指令来控制主轴转速,S指令属于模态指令,指令格式为S????,S后面直接给出主轴转速3）Ｔ指令——刀具选择功能指令一般用于多刀铣床系统中换刀使用，格式为T ？？（刀号）4）H指令——刀具补偿号指令作用：指令刀具的补偿号组成：H后加三位数字如H007，表示当前刀具用第W007号刀具补偿量 （三）与本题有关的G指令1、G92——工件坐标系设定指令该命令用来定义工件坐标系原点相对于当前点的位置，本指令执行时工件并不移动G92 H01——H08，8个默认的工件坐标系可通过P参数设定注意系统刚进入自动运行时默认为刀具处于坐标零点因进给长度与G92有关，建议在程序开。