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1、数控机床原理及应用,第四十三讲,本讲内容提要,简单二维轮廓零件的数控铣削加工手工编程实例 简单二维轮廓零件数控挖糟铣削加工手工编程实例,简单二维轮廓零件编程实例,一般来说，轮廓加工是指用圆柱形铣刀的侧刃来切削工件，成形一定尺寸和形状的轮廓。轮廓加工一般根据工件轮廓的坐标来编程，使用刀具半径补偿的方法使刀具向工件轮廓一侧偏移，以切削成形准确的轮廓轨迹。如果要实现粗、精切削，可以粗、精切削分开编程进行加工，也可以用同一程序段，通过改变刀具半径补偿值来实现粗切削和精切削。如果切削工件的外轮廓，刀具切入和切出时要注意避让夹具，并使切入点的位置和方向尽可能是切削轮廓的切线方向，以利于刀具切入时受力平稳。
2、如果是切削工件的内轮廓，要更合理选择切入点、,简单二维轮廓零件编程实例,切入方向和下刀位置，避免刀具碰伤工件上不该切削的部位。 在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动中与夹具、工件等发生意外的碰撞。为此，必须设法告诉操作者程编中的刀具运动路线(如从哪里下刀，在哪里让刀等)，使操作者在加工前就有所了解，计划好夹紧位置及控制好夹紧元件的高度，这样就可以避免上述事故的发生。同时，走刀路线图也有利于程编人员编程和进行程序分析。在绘制走刀路线图时往往还需进行必要的坐标值计算。,简单二维轮廓零件编程实例,实例：工件毛坯为45mm35mm10mm的长方体零件，材料为硬铝，上下表面和12 mm的中心孔已加工
3、完成，工件如图所示。加工其上部轮廓后形成如图所示的二阶凸台，图中未注明公差，故不考虑尺寸精度问题。刀具用20mm立铣刀，在数控立铣床上加工，凸轮的加工数量为1件。,凸轮加工实例,走刀路线图,简单二维轮廓零件编程实例,程序起始点坐标是(0、0、100)，使用刀具半径补偿功能和刀具长度补偿功能。20mm立铣刀刀具半径补偿值存放在D01中，刀具长度补偿值存放在H01中。 首先加工凸台下侧面，然后加工顶部凸台上侧面。下侧面加工时，先安排粗加工，进给量为120mmmin，后安排精加工，进给量60mm/min。粗加工又分两次完成。第一次粗加工后，前后平面间距离为41mm，第二次粗加工的切削量为2mm，加工
4、后，前后平面间距离37mm，两边各留1mm精加工余量。用同一把铣刀完成粗精加工切削。精加工结束后，刀具移至中间点(0，0，5)，同时除消半径补偿。,简单二维轮廓零件编程实例,顶部凸台四角各有半径r=2mm的小圆弧。加工顶部凸台上侧面时，重新设定半径补偿值，并存入D02。两部位加工采用不同的补偿值，主要原因是铣削力不同，刀具变形不同。分别设定补偿值有利于加工精度的提高。工件坐标系的原点设在顶部凸台面中心。 编写加工程序，首先应当计算基点。凸台是前后及左右对称，所以，只要计算出第一象限的基点值，就可以确定其它象限的基点值。首先讨论加工下侧面时的基点计算，然后讨论上侧面的基点计算。,简单二维轮廓零件
5、编程实例,(1)下侧面的基点计算 第一象限基点的坐标分别为：,式中 R侧圆弧面半径； A两圆弧侧面在水平轴上的距离； B前后侧面距离。,下侧面时的基点计算,简单二维轮廓零件编程实例,下侧面基点计算结果见下表。因为加工路线是从第二象限开始顺时针方向连续加工，故每次循环至第二象限时的X坐标值应按上面公式单独计算。,简单二维轮廓零件编程实例,上测面的基点计算 因凸台拐角有小圆弧r，所以在第一象限内应有两个基点A和B。为计算方便，先解出小圆弧圆心的坐标XP，YP和角度。,上侧面时的基点计算,简单二维轮廓零件编程实例,凸台数控加工程序如下： %0813 N010 G54 G90 G00 X0 Y0 Z1
6、00 N020 S500 M03 N030 G00 G43 Z5 H01 N040 G41 X-25 Y20.5 D01 N050 G01 Z-10 F80 N060 X17.00 N070 G02 Y-20.5 R38 N080 G01 X-17 N090 G02 X-18.19 Y18.5 R38,简单二维轮廓零件编程实例,N100 G01 X15.88 N110 G02 Y-18.5 R36 N120 G01 X-15.88 N130 G02 X-16.46 Y17.5 R36 N140 G01 X15.31 F60 N150 G02 Y-17.5 R35 N160 G01 X-15.3
7、1 N170 G02 X-13.36 Y20.5 R35 N180 G01 Z5 N190 G00 G40 X0 Y0,简单二维轮廓零件编程实例,N200 G41 X-20.0 Y15 D02 N210 G01 Z-3 N220 X12.59 F60 N230 G02 X14.40 Y13.85 R2 N240 Y-13.85 R32.5 N250 X12.59 Y-15 R2 N260 G01 X-12.59 N270 G02 X-14.4 Y-13.85 R2 N280 Y13.85 R32.5,N290 X-12.59 Y15 R2 N300 G01 Z5 N310 G00 G40 X0
8、 Y0 N320 G49 Z100 M05 N330 M30,简单二维轮廓零件挖槽编程,挖槽加工是轮廓加工的扩展，它既要保证轮廓边界， 又要将轮廓内(或外)的多余材料铣掉，如下图所示。,挖槽加工的常见形式,简单二维轮廓零件挖槽编程,对于挖槽的编程和加工要选择合适的刀具直径，刀具 直径太小将影响加工效率，刀具直径太大可能使某些 转角处难以切削，或由于岛屿的存在形成不必要的区 域。由于圆柱形铣刀垂直切削时受力情况不好，因此 要选择合适的刀具类型，一般可选择双刃的键槽铣 刀，并注意下刀时的方式，可选择斜线下刀或螺旋线 下刀，以改善下刀切削时刀具的受力情况。当刀具在 一个连续的轮廓上切削时使用一次刀具
9、半径补偿，刀 具在另一个连续的轮廓上切削时应重新使用一次刀具 半径补偿，以避免过切或留下多余的凸台。,简单二维轮廓零件挖槽编程,挖槽加工实例,加工右图所示工件，工件毛坯为80mm60mm20mm的长方体零件，材料为45号钢，上下表面已加工完成，要加工成形中间的环形槽。,简单二维轮廓零件挖槽编程,根据零件图分析，要加工的部位是一个环形槽，中间的凸台作为槽的岛屿，外轮廓转角处的半径是5mm，槽最窄处的宽度是15mm，所以选用直径10mm的直柄键槽铣刀较合适。工件安装时可直接用平口钳来装夹。切削用量选择主轴转速S设为500r/min，切削用量F设为Z方向20mm/min，X、Y方向40mm/min。
10、,简单二维轮廓零件挖槽编程,首先加工外侧面，然后加工内侧面，用同一把铣刀完成内、外侧面的加工。图中未注明公差，故不考虑尺寸精度问题，粗精加工一次完成。外侧面加工时，从起刀点A螺旋下刀进行加工，加工完成后刀具在B点。然后再进行内侧面加工，加工时刀具由B点加左偏切削进给至E点，接着加工到F、G、H、E，最后向Z轴正方向提刀，快速回到初始点，同时取消刀具半径补偿。在内侧面加工时，10mm立铣刀刀具半径补偿值存放在D01中，刀具长度补偿值存放在H01中。工件坐标系的原点设在,简单二维轮廓零件挖槽编程,顶部凸台面中心。 编写加工程序，首先 应当计算基点。由右 图可知，走刀路径是 前后及左右对称，所 以，
11、只要计算出第一 象限的基点值，就可 以确定其它象限的基 点值。,走刀路线图,简单二维轮廓零件挖槽编程,外侧面基点计算结果： XA= 25.83mm YA= 20mm 四个象限基点坐标值为：,简单二维轮廓零件挖槽编程,内侧面四个象限基点坐标值为：,简单二维轮廓零件挖槽编程,零件数控加工程序如下： %0814 N010 G54 G90 G00 X0 Y0 Z200 N020 S500 M03 N030 G43 Z5 H01 N040 G00 X25.83 Y20 N050 G02 Y-20 Z-5 R45 F120 N060 G01 X-25.83 N070 G02 Y15 R45 N080 G01 X22.08,简单二维轮廓零件挖槽编程,N090 G02 Y-15 R45 N100 G01 G41 X-18.99 Y-10 D01 N110 G02 Y10 R50 N120 G01 X18.99 N130 G02 Y-10 R50 N140 G01 X-18.99 N150 G00 Z200 N160 G40 X0 Y0 N170 G49 N180 M05 N190 M30,本讲小结,简单二维轮廓零件的数控铣削加工手工编程实例 简单二维轮廓零件数控挖糟铣削加工手工编程实例,作业,编程过程中，如何计算基点？ 挖槽加工有哪几种常见形式？刀具半径、刀具类型、下刀方式分别怎样确定？,
