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1、数控编程,长江师范学院机械工程学院 主讲教师：何仁琪,第5章 数控铣床编程,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.2 数控铣床编程基础 5.3 数控铣床基本编程方法 5.4 A类宏功能应用 5.5 数控铣床编程要点及实例 思考题与习题,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.1 数控铣床的用途与组成 1.主轴箱：刀具及动力。 2.进给伺服系统：执行运动 3.控制系统：运算程序 4.辅助装置： 液压、气压、冷却、排屑、防护。 5.铣床基础件：支撑,第5章 数控铣床编程,立式数控铣床,卧式数控铣床,5.1 数控铣床概述 5.1.2 数控铣床的分类,第5章 数控铣床编程,龙门数
2、控铣床,全功能立式数控铣床,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.3 数控铣床的用途 平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削和三维及三维以上复杂型面铣削；钻削、镗削、螺纹切削等。,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.4 数控铣床的主要功能 1.点位控制功能：实现对相互位置精度要求高的孔系加工。,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.4 数控铣床的主要功能 2.直线插补功能： （1）平面直线 （2）空间直线 （3）逼近直线,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.4 数控铣床的主要功能 3.圆弧插补功能： （1）平面圆弧 （2）逼近圆弧,第5
3、章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.4 数控铣床的主要功能 4.孔加工固定循环：,（1）钻孔（2）铰孔（3）锪孔（3）镗孔（4）攻丝,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.4 数控铣床的主要功能 5.刀具补偿：,（1）刀具半径补偿平面轮廓加工：减少数学处理、同程粗精加工； （2）刀具长度补偿设置及调整刀具长度； （3）刀具空间位置补偿曲面加工。,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.4 数控铣床的主要功能 6.镜向、旋转、缩放、平移：,对加工程序的控制，简化程序编制。,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.4 数控铣床的主要功能 7.子程序
4、功能：,不同位置相同轮廓形状的加工，子程序可简化程序编制。,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.4 数控铣床的主要功能 8.宏程序功能：,该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令，并能对变量进行运算，使程序更具灵活性和方便性。,9.自动加减速功能： 自动调整进给速度，保持正常而良好的加工状态。,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.4 数控铣床的主要功能,10.数据输入输出及DNC功能：,（1）输入输出数据 （2）执行大的加工程序 （3）计算机直接数控,11.自诊断功能,自诊断是数控系统在运转中的自我诊断，它是数控系统的一项重要功能，对数控机床的维修具有重
5、要的作用。,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.5 数控铣床加工的主要对象,铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及螺纹加工等。数控铣削主要适合于下列几类零件的加工。,1.平面类零件,平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面与水平面的夹角为一定值的零件，这类加工面可展开为平面。图示,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.5 数控铣床加工的主要对象,2.直纹曲面类零件,直纹曲面类零件是指由直线依某种规律移动所产生的曲面类零件。如图所示零件的加工面就是一种直纹曲面，当直纹曲面从截面(1)
6、至截面(2)变化时，其与水平面间的夹角从310均匀变化为232，从截面(2)到截面(3)时，又均匀变化为120，最后到截面(4)，斜角均匀变化为0。直纹曲面类零件的加工面不能展开为平面。,当采用四坐标或五坐标数控铣床加工直纹曲面类零件时，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条直线。这类零件也可在三坐标数控铣床上采用行切加工法实现近似加工。,直纹曲面,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.5 数控铣床加工的主要对象,3.立体曲面类零件,加工面为空间曲面的零件称为立体曲面类零件。这类零件的加工面不能展成平面，一般使用球头铣刀切削，加工面与铣刀始终为点接触，若采用其它刀具加工，易于产生干涉而
7、铣伤邻近表面。加工立体曲面类零件一般使用数控铣床，采用以下三种加工方法。,(2) 三坐标联动加工 采用三坐标数控铣床三轴联动加工 即进行空间直线插补。,(1) 行切加工法 采用三坐标数控铣床进行二轴半 控制加工，即行切加工法。,(2) 三坐标联动加工 用五坐标数控铣床五轴联动加工 即进行空间曲线插补。,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.5 数控铣床加工的主要对象,4.箱体类零件,箱体类零件一般指具有一个以上孔系，内部有一定型腔或空腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件。此类零件一般都需要进行孔系、轮廓、平面加工。,第5章 数控铣床编程,5.1 数控铣床概述 5.1.6 数控铣床
8、的主要技术参数,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,1.夹具,数控机床主要用于加工形状复杂的零件，但所使用夹具的结构往往并不复杂，数控铣床夹具的选用可首先根据生产零件的批量来确定。对单件、小批量、工作量较大的模具加工来说，一般可直接在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧，然后通过加工坐标系的设定来确定零件的位置。,凸轮零件图,凸轮夹具,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,数控铣床上所采用的刀具要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、切削性能及加工余量等，选择刚性好、耐用度高的刀
9、具。常见刀具见图。,常见刀具,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,（1）铣刀类型选择 被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据. 1） 加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀,如图所示。,加工曲面类铣刀,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,（1）铣刀类型选择 被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据. 2） 铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀
10、片镶嵌式盘形铣刀，如图所示。,加工大平面铣刀,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,（1）铣刀类型选择 被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据. 3） 铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀，如图所示。,加工台阶面铣刀,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,（1）铣刀类型选择 被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据. 4） 铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀，如图所示。,加工槽类铣刀,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备：,2
11、.刀具,（1）铣刀类型选择 被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据. 5）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图所示。,镗刀,钻头,孔加工刀具,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,（2）铣刀结构选择 铣刀一般由刀片、定位元件、夹紧元件和刀体组成。由于刀片在刀体上有多种定位与夹紧方式，刀片定位元件的结构又有不同类型，因此铣刀的结构形式有多种，分类方法也较多。选用时，主要可根据刀片排列方式。刀片排列方式可分为平装结构和立装结构两大类。 1)平装结构(刀片径向排列)平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工。,平装结构铣刀,第5章
12、 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,（2）铣刀结构选择 铣刀一般由刀片、定位元件、夹紧元件和刀体组成。由于刀片在刀体上有多种定位与夹紧方式，刀片定位元件的结构又有不同类型，因此铣刀的结构形式有多种，分类方法也较多。选用时，主要可根据刀片排列方式。刀片排列方式可分为平装结构和立装结构两大类。 2)立装结构(刀片切向排列):适用于重型和中量型的铣削加工。,立装结构铣刀,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,(3)铣刀角度的选择铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。为满足不同的加工需要，有
13、多种角度组合型式。各种角度中最主要的是主偏角和a)径向前角； b)轴向前角图示 前角前角(制造厂的产品样本中对刀具的主偏角和前角一般都有明确说明)。1)主偏角Kr 主偏角为切削刃与切削平面的夹角，如图4.15所示。铣刀的主偏角有90、88、75、70、60、45等几种 。,主偏角,90主偏角，铣削带凸肩的平面； 6075主偏角，适用于平面铣削的粗加工； 45主偏角，具有很好的抗振性，适用于镗铣床主轴悬伸较长的加工场合。,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,(3)铣刀角度的选择2)前角铣刀的前角可分解为径向前角f (图 a)和轴向前角p(图
14、b)，径向前角f主要影响切削功率；轴向前角p则影响切屑的形成和轴向力的方向，当p为正值时切屑即飞离加工面。径向前角f和轴向前角p正负的判别见图。 常用的前角组合形式如下：,双负前角 ：适用于铸钢、铸铁的粗加工。 双正前角 ：最宜用于软材料和不锈钢、耐热钢等材料的切削加工。 正负前角(轴向正前角、径向负前角) ：此种铣刀切削平稳，排屑顺利，金属切除率高，适用于大余量铣削加工。,a)径向前角,b)轴向前角,前角,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,粗齿铣刀 ：适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工；当机床功率较小时，为使切
15、削稳定，也常选用粗齿铣刀。 中齿铣刀：系通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性。 密齿铣刀：主要用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工。在专业化生产(如流水线加工)中，为充分利用设备功率和满足生产节奏要求，也常选用密齿铣刀(此时多为专用非标铣刀)。,(4)铣刀的齿数(齿距) 选择铣刀齿数多，可提高生产效率，但受容屑空间、刀齿强度、机床功率及刚性等的限制，不同直径的铣刀的齿数均有相应规定。为满足不同用户的需要，同一直径的铣刀一般有粗齿、中齿、密齿三种类型。,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数控铣床的工艺装备,2.刀具,1)平面铣刀：选择平面铣
16、刀直径时主要需考虑刀具所需功率应在机床功率范围之内，也可将机床主轴直径作为选取的依据。平面铣刀直径可按D1.5d（d为主轴直径）选取。在批量生产时，也可按工件切削宽度的1.6倍选择刀具直径。2）立铣刀：立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求，并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内。如系小直径立铣刀，则应主要考虑机床的最高转数能否达到刀具的最低切削速度(60m/min)。3）槽铣刀：槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件尺寸选择，并保证其切削功率在机床允许的功率范围之内。,(5)铣刀直径的选择铣刀直径的选用视产品及生产批量的不同差异较大，刀具直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸。,第5章 数控铣床编程,5.2 数控铣床编程基础 5.2.1 数
