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1、*1数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*24.14.1数控铣床程序编制的基础数控铣床程序编制的基础4.24.2数控铣床程序编制的基本方法数控铣床程序编制的基本方法第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*34.14.1数控铣床程序编制的基础数控铣床程序编制的基础 数控铣床具有丰富的加工功能和较宽的加工工艺范围 ，面对的工艺性问题也较多。在开始编制
2、铣削加工程序 前，一定要仔细分析数控铣削加工工艺性，掌握铣削加 工工艺装备的特点，以保证充分发挥数控铣床的加工功 能。 各种类型数控铣床所配置的数控系统虽然各有 不同，但各种数控系统的功能，除一些特殊功能不 尽相同外，其主要功能基本相同。1、 点位控制功能 2、 连续轮廓控制功能 3、 刀具半径补偿功能 4、 刀具长度补偿功能 5、 比例及镜像加工功能 6、 旋转功能 7、 子程序调用功能 8、 宏程序功能4.1.14.1.1数控铣床的主要功能数控铣床的主要功能第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*44.1.24.1.2数控铣床的加工工艺范围数控铣床的加工工艺范围铣削加工是机械
3、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。a)轮廓面A b)轮廓面B c)轮廓面C 第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*52、 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。 直纹曲面第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*63、 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
4、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 而铣伤邻近表面。加工立体曲面类零件一般使用三坐标数控 铣床，采用以下两种加工方法。(1) 行切加工法采用三坐标数控铣床进行二 轴半坐标控制加工，即行切 加工法。如图所示:(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 第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*74.1.34.1.3数控铣床的工艺装备数控铣床的工艺装备 数控铣床的工艺装备较多，这里主要分析夹具和刀具 。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
5、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。对有一定批量的零件来说，可选用结构较简单的夹 具。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*82、 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 的刀具。常见刀具 见右图第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*9（1 1）铣刀类型选择）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
6、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。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 采用刀片镶嵌式盘形铣 刀，如图所示。3） 铣小平面或台 阶面时一般采用 通用铣刀，如图 所示。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。 5）孔加工时，可 采用钻头、镗刀 等孔加工类刀具 ，如图所示。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*10（2 2）铣刀结构选择）铣刀结构选择铣刀一般由
7、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。平装结构铣刀（如图所示）的刀体结 构工艺性好，容易加工，并可采用无 孔刀片(刀片价格较低，可重磨)。由 于需要夹紧元件，刀片的一部分被覆 盖，容屑空间较小，且在切削力方向 上的硬质合金截面较小，故平装结构 的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削 加工 2)立装结构(刀片切向排列)立装结构铣刀 （如图所示）的刀片只用一个螺钉固定 在刀槽上，结构简单，转位方便。虽然 刀具零件
8、较少，但刀体的加工难度较大 ，一般需用五坐标加工中心进行加工。 由于刀片采用切削力夹紧，夹紧力随切 削力的增大而增大，因此可省去夹紧元 件，增大了容屑空间。由于刀片切向安 装，在切削力方向的硬质合金截面较大 ，因而可进行大切深、大走刀量切削， 这种铣刀适用于重型和中量型的铣削加 工。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*11(3)(3)铣刀角度的选择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， 有多种角度组合型式。各种角 度中最主要的是主偏角和前角 (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)。主偏角铣刀的主偏角有
9、90、88、75、 70、60、45等几种。 1)主偏角Kr主偏角对径向切削力和切 削深度影响很大。径向切削力 的大小直接影响切削功率和刀 具的抗振性能。铣刀的主偏角 越小，其径向切削力越小，抗 振性也越好，但切削深度也随 之减小。 第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*122)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 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。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*13(4)(4)铣刀的齿数铣刀的齿数( (齿
10、距齿距) ) 选择选择铣刀齿数多，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。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。为防止工艺系统出现共振，使切削平稳，还有一种不等分 齿距铣
11、刀。在铸钢、铸铁件的大余量粗加工中建议优先选用不 等分齿距的铣刀。 第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*14(5)(5)铣刀直径的选择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。 1)平面铣刀选择平面铣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
12、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。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*15（6 6）铣刀的最大切削深度）铣刀的最大切削深度不同系列的可转位面铣刀有不同的最大切削深度。最大切削深度越大的刀具所用刀片的尺寸越大，价格也越高，因此从节约费用、降低成本的角度考虑，选择刀具时一般应按加工的最大余量和刀具的最大切削深度选择合适的规格。当然，还需要考虑机床的额定功率和刚性应能满足刀具使用最大切削深度时的需要。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控
13、铣床的程序编制*16断屑槽代号应用范围刀 尖 半 径英制公制来源于ISO工程制图 表面光洁度符号M PF - 精加工 M - 中等加工 R - 粗加工 U - 通用加工N - 负前角 P - 正前角 S - 锋利刃 W -修光刃 H 重加工英制：2代表2/64in.1/32in.0.79mm公制：08代表0.8mm粗加工中等加工精加工超精加工（7 7 ） 刀刀 片片 牌牌 号号 的的 选选 择择各厂生产的硬质合金虽然 有各自编制的牌号，但都 有对应国际标准的分类号 ，选用十分方便。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*174.1.44.1.4数控铣削的工艺性分析数控铣削的工艺性
14、分析数控铣削加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一，根据加工实践，数控铣削加工工艺分析所要解决的主要问题大致可归纳为以下几个方面。1、选择并确定数控铣削加工部位及工序内容在选择数控铣削加工内容时，应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。主要选择的加工内容有： 第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*18（1）工件上的曲线轮廓，特别是由数学表达式给出的非圆曲线 与列表曲线等曲线轮廓，如图所示的正弦曲线。 （2）已给出数学模型的空间曲面,如图4.18所示的球面。 （3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位； （4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽 ； （5）以
15、尺寸协调的高精度孔和面； （6）能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状； （7）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。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*19（2 2）统一内壁圆弧的尺寸）统一内壁圆弧的尺寸加工轮廓上内壁圆弧的尺寸往往限制刀具的尺寸。2、零件图样的工艺性分析根据数控铣削加工的特点，对零件图样进行工艺性分 析时，应主要分析与考虑以下一些问题（1 1）零件图样尺寸的正确标注）零件图样尺寸的正确标注由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，各图形几何元 素间的相互关系（如相切、相交、垂直和平行等）应明确，各种几 何元素的条件要
16、充分，应无引起矛盾的多余尺寸或者影响工序安排 的封闭尺寸等。一个零件上内壁转接圆弧半径尺寸的大小和一致性，影响着加 工能力、加工质量和换刀次数等。因此，转接圆弧半径尺寸大小 要力求合理，半径尺寸尽可能一致，至少要力求半径尺寸分组靠 拢，以改善铣削工艺性。第第4 4章章 数控铣床的程序编制数控铣床的程序编制*203、保证基准统一的原则有些工件需要在铣削完一面后，再重新安装铣削另一 面，由于数控铣削时，不能使用通用铣床加工时常用的试 切方法来接刀，因此，最好采用统一基准定位。 4、分析零件的变形情况铣削工件在加工时的变形，将影响加工质量。这时， 可采用常规方法如粗、精加工分开及对称去余量法等，也 可采用热处理的方法，如对钢件进行调
