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1、数控加工工艺与编程,高等教育出版社,数控加工工艺与编程,第5章 数控镗铣床和加工中心工艺与编程,数控镗铣床和加工中心工艺与编程,第7章 宏程序应用,学习目标 了解用户宏程序和普通数控程序的主要区别。 了解FANUC 0i系统用户宏程序变量的格式、类型及其应用。 了解宏程序主要的应用领域。 掌握FANUC 0i系统宏程序编制方法，并能正确应用。,数控镗铣床与加工中心工艺特点 三坐标数控镗铣床与加工中心,加工模具示意图,技术数据,粗加工,半精加工,精加工,数控镗铣床和加工中心工艺,数控镗铣床和加工中心工艺,数控镗铣床与加工中心工艺特点 四坐标数控镗铣床与加工中心,四坐标卧式加工中心,柔性制造单元（
2、FMC）,四坐标是指在X、Y和Z三个平动坐标轴基础上增加一个转动坐标轴(A或B)，且四个轴一般可以联动。 相对于静止的工件来说，刀具的运动位置不仅是任意可控的，而且刀具轴线的方向在刀具摆动平面内也是可以控制的。 四坐标加工可以获得比三坐标加工更广的工艺范围和更好的加工效果。,数控镗铣床与加工中心工艺特点 五坐标数控镗铣床与加工中心,五坐标卧式加工中心,数控镗铣床和加工中心工艺,数控镗铣床与加工中心工艺特点 五坐标数控镗铣床与加工中心 五坐标类型及加工实例,主轴头旋转型,工作台旋转型,复合型主轴和工作台旋转型,实例1,实例2,实例3,数控镗铣床和加工中心工艺,数控镗铣床与加工中心工艺特点 五坐标
3、数控镗铣床与加工中心 五坐标类型及加工实例,数控镗铣床和加工中心工艺,数控镗铣床与加工中心工艺特点 五坐标数控镗铣床与加工中心 三坐标加工与五坐标加工比较,数控镗铣床和加工中心工艺,数控镗铣床与加工中心工艺特点 五坐标数控镗铣床与加工中心 五坐标加工优点,毛坯尺寸：260mm220mm185mm,数控镗铣床和加工中心工艺,数控镗铣床与加工中心工艺特点 五坐标数控镗铣床与加工中心 五坐标加工优点,毛坯尺寸：260mm220mm185mm,数控镗铣床和加工中心工艺,可转位铣刀 的选用特点,可转位铣 刀的选用,类型的选择,可转位面铣刀、立铣刀、槽铣刀、专用铣刀等,可转位铣刀的角度有前角、后角、主偏角
4、、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,刀片牌号和断 屑槽形的选择,可转位铣刀直径的选用主要取决于设备的规格和工件的 加工尺寸,为满足不同用户的需要，同一直径的可转位铣刀一般有 粗齿、中齿、密齿三种类型,齿数的选择,角度的选择,直径的选择,合理选择刀片硬质合金牌号的主要依据是被加工材料的 性能和硬质合金的性能。用于铣削的刀片槽形一般有轻 型、中型和重型,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,可转位铣刀类型的选择,可转位铣 刀的类型,可转位面铣刀：主要用于加工较大平面选择，主要有平面粗 铣刀、平面精铣刀、平面粗精复合铣刀三种,可转位槽铣刀：主要有三面刃铣
5、刀、两面刃铣刀、精切槽铣刀,可转位立铣刀：主要用于加工凸台、凹槽、小平面、曲面等。 主要有立铣刀、孔槽铣刀、球头立铣刀、R立铣刀、T型槽铣 刀、倒角铣刀、螺旋立铣刀、套式螺旋立铣刀等,可转位专用铣刀：用于加工某些特定零件，其型式和尺寸取决 于所用机床和零件的加工要求,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,可转位铣刀齿数（齿距）的选择,可转位铣 刀的齿数,粗齿铣刀：大余量粗加工、软材料、切削 宽度较大、机床功率较小,中齿铣刀：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：用于铸铁、铝合金和有色金属 的大进给速度切削加工,不等分齿距铣刀：防止工艺系统出现共
6、振， 使切削平稳 ，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,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,可转位铣刀角度的选择,可转位铣 刀的角度,主偏角：可转位铣刀的主偏角有90、88、75、 70、60、45等几种,前角：铣刀的前角可分解为径向前角和轴向前角。 常用的前角组合形式如下：双负前角、双正前角、 正负前角(轴向正前角、径向负前角)三种,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),铣刀角度 的功能,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工
7、中心工艺,刀片牌号和断 屑槽形的选择,可转位铣刀 刀片牌号和 断屑槽形,一般用户选用可 转位铣刀时，均 由刀具制造厂根 据用户加工的材 料及加工条件配 备相应牌号的硬 质合金刀片,P类合金（含金属陶瓷）：P01 P05 P10 P15 P20 P25 P30 P40 P50,M类合金：M10 M20 M30 M40,K类合金：K01 K10 K20 K30 K40,断屑槽形的选择,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,45面铣刀,为一般加工首选，背向力大， 约等于进给力。加工薄壁零件 时，工件会发生挠曲，导致加 工精度下降。切削铸铁时，有 利于防止工件边缘产生崩落,数控镗铣床
8、与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,90面铣刀,适用于薄壁零件、装夹较 差的零件和要求准确90 成形场合，进给力等于切 削力，进给抗力大，易振 动，要求机床具有较大功 率和刚性,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,方肩铣刀,铣削开放或封闭 的槽、面或孔时 均有上佳表现,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,各种高效铣削方法,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,多功能圆刀片铣刀,刀片可多次转位，切削刃强 度高，切削刃强度高；随切 深不同，其主偏角和切屑负 载均会变化，切屑很薄，最 适合加工耐热合金,数控镗铣床与加工中心刀具选择,
9、数控镗铣床和加工中心工艺,球头立铣刀,通用性：仿形铣 和曲面铣，以坡 走铣或螺旋插补 铣加工型腔适用 于高速加工,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,各种整体硬质合金铣刀,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,螺纹铣刀,数控镗铣床与加工中心刀具选择,螺纹铣削的优点： 螺纹铣削免去了采用大量不同类型丝锥的必要性； 加工具有相同螺距的任意螺纹直径； 加工始终产生的是短切屑，因此不存在切屑处置方面的问题； 刀具破损的部分可以很容易地从零件中去除； 不受加工材料限制，那些无法用传统方法加工的材料可以用螺纹铣刀进行加工； 采用螺纹铣刀，可以按所需公差要求加工，螺纹尺
10、寸是由加工循环控制的； 与传统HSS(高速钢)攻丝相比，采用硬质合金螺纹铣削可以提高生产率,数控镗铣床和加工中心工艺,螺纹铣刀分类,圆柱螺纹铣刀： 它的螺纹切削刃与丝锥不同，刀 具上无螺旋升程，加工中的螺旋 升程靠机床运动实现； 该刀具既可加工右旋螺纹，也可 加工左旋螺纹； 适用于钢、铸铁和有色金属材料 的中小直径螺纹铣削，切削平稳， 耐用度高。缺点是刀具制造成本 较高，结构复杂，价格昂贵,机夹螺纹铣刀： 适用于较大直径(如D25mm)的内、外 螺纹加工； 刀片易于制造，价格较低，有的螺纹 刀片可双面切削； 抗冲击性能较整体螺纹铣刀稍差,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,
11、丝锥,攻螺纹是在数控铣床 和加工中心上加工小 螺纹孔最常用的方法,数控镗铣床与加工中心刀具选择,数控镗铣床和加工中心工艺,数控车床 工具系统,镗铣类整体式工具系统,工具系统是针对数控 机床要求与之配套的 刀具必须可快换和高 效切削而发展起来的， 是刀具与机床的接口。,工具系统分类,镗式 铣工 类具 模系 块统,模块式刀柄通过将基本刀柄、接杆和 加长杆（如需要）进行组合，可以用 很少的组件组装成非常多种类的刀柄。 整体式刀柄用于刀具装配中装夹不改 变，或不宜使用模块式刀柄的场合。,数控镗铣床与加工中心工具系统,数控镗铣床和加工中心工艺,工具系统型号表示方法,1.柄部型式及尺寸 JT：表示采用国际
12、标准ISO7388号 加工中心机床用锥柄柄部； BT：表 示采用日本标准MAS403号加工中心 机床用锥柄柄部；其后数字为相应的 ISO锥度号：如 50和40分别代表大端 直径69.85和44.45的7:24锥度。 2.刀柄用途及主参数 XD 装三面铣刀刀柄 MW -无扁尾氏锥柄刀柄 XS 装三面刃铣刀刀柄 M 有扁尾氏锥柄刀柄 Z（J）-装钻夹头刀柄（贾式锥度加J） XP 装削平柄铣刀刀柄 用途后的数字表示工具的工作特性， 其含义随工具不同而异。 3.工作长度,数控镗铣床与加工中心工具系统,数控镗铣床和加工中心工艺,常用刀柄,面铣刀刀柄,整体钻夹头刀柄,数控镗铣床与加工中心工具系统,数控镗铣
13、床和加工中心工艺,常用刀柄,镗刀柄,数控镗铣床与加工中心工具系统,数控镗铣床和加工中心工艺,常用刀柄,莫式锥度刀柄,快换式丝锥刀柄,钻夹头刀柄,数控镗铣床与加工中心工具系统,数控镗铣床和加工中心工艺,常用刀柄,ER弹簧夹头刀柄,ER弹簧夹头,侧压式立铣刀柄,数控镗铣床与加工中心工具系统,数控镗铣床和加工中心工艺,数控镗铣床与加工中心工具系统,ISO 7388及DIN 69871的A型拉钉,ISO 7388及DIN 69871的B型拉钉,MAS BT的拉钉,拉钉是带螺纹的零件，常固定在各 种工具柄的尾端。机床主轴内的拉 紧机构借助它把刀柄拉紧在主轴中。 数控机床刀柄有不同的标准，机床 刀柄拉紧机
14、构也不统一，故拉钉有 多种型号和规格,拉钉的选择： 根据数控机床说明书选择； 对机床自带的拉钉进行测量后来确定,注意： 如果拉钉选择不当，装在刀 柄上使用可能会造成事故。,拉钉的种类及选择,数控镗铣床和加工中心工艺,加工工艺分析,数控镗铣或加工中心加工零件的表面不外乎平面、轮廓、曲面、孔 和螺纹等，主要要考虑到所选加工方法要与零件的表面特征、所要 求达到的精度及表面粗糙度相适应。 在数控镗铣床及加工中心上可铣削平面、平面轮廓及曲面。 孔加工的方法有钻削、扩削、铰削、铣削和镗削等； 螺纹的加工可采用攻螺纹、铣螺纹等方法。,数控镗铣床和加工中心工艺 加工工艺分析,数控镗铣床和加工中心工艺,平面轮廓
15、加工,铣削平面类零件周边轮廓一般采用立铣刀。刀具的尺寸应满足： 刀具半径R小于朝轮廓内侧弯曲的最小曲率半径min， 一般 可取R=(0.80.9) min； 如果min过小，为提高加工效率，可先采用大直径刀具进行 粗加工，然后按上述要求选择刀具对轮廓上残留余量过大的局 部区域处理后再对整个轮廓进行精加工。,刀具的选择,加工工艺分析,数控镗铣床和加工中心工艺,平面轮廓加工,确定走刀路线的一般原则是： 保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。 缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间。 方便数值计算，减少编程工作量。 尽量减少程序段数。 注意：对于平面轮廓的铣削，无论是外轮廓或内轮 廓，要安排刀具从
16、切向进入轮廓进行加工，当轮廓 加工完毕之后，要安排一段沿切线方向继续运动的 距离退刀，这样可以避免刀具在工件上的切人点和 退出点处留下接刀痕。,走刀路线的确定,加工工艺分析,数控镗铣床和加工中心工艺,铣削圆的切入切出路径,切入切出路径,平面轮廓加工,加工工艺分析,数控镗铣床和加工中心工艺,型腔加工,型腔三种走刀路线,环切法,行切法,行切+环切法,型腔加工,加工工艺分析,数控镗铣床和加工中心工艺,顺铣与逆铣,顺 铣,逆 铣,在铣削加工中，当铣刀的旋转方向和切削进给方向相同时称之为顺铣,在铣削加工中，当铣刀的旋转方向和切削进给方向方向相反。,加工工艺分析,数控镗铣床和加工中心工艺,顺铣与逆铣,顺铣与逆铣比较： 一般来说，在逆铣中刀具寿命比在顺铣中 短，这是因为在逆铣中产生的热量比在顺铣 中明显的高。在逆铣中当切屑厚度从零增加 到最大时，由于切削刃受到的摩擦比在
