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1、LS3：槽、内腔的铣削槽、内腔的铣削概述：产品零件中常见的槽类有：直角沟槽、键槽、半圆键槽、T型槽、V形槽等。前两种槽一 般可以采用指状铣刀或盘状铣刀加工，后三种槽则采用特型铣刀加工具有更好的加工效率和 加工质量。这类槽一般对槽的侧壁有较高的尺寸精度、形状位置精度和较高的表面粗糙度要 求。如铳床的矩形导轨槽、车床的V形导轨槽等用于滑移导向，又如机床工作台的T型槽、 工装夹具的 V 形槽等用于定位导向和联结紧固，都要求具有很高的几何精度及很好的表面物 理机械性能。产品零件中常见的腔体有：各种成型模具的型腔、各种箱体的型腔、流体分流元件的内 腔等。腔体的加工一般可以采用指状铣刀加工或采用火花机上成
2、型加工，微细的槽类、型腔 则可以采用激光、电子束、离子束加工。根据使用功能的不同，腔体对侧壁尺寸、形状位置 腔体的容积有较高的要求。火花机上成型、激光、电子束、离子束加工不是本课程讨论的范围。下面仅就槽、腔体 的数控铣削加工进行讨论。学习目标：1. 学会槽、型腔数控铣削基本工艺方法。2. 能够正确选择铣刀及选用切削三用量。3. 掌握常用数控编程坐标功能指令、螺旋进刀指令。4. 熟练掌握槽、腔结构尺寸测量方法，加工质量分析。5. 掌握机床安全操作及日常维护及相关知识。LS3-T1 :直角通槽零件铣削工作任务】在数控铣床上完成如图3-1-1所示零件的直角通槽加工，工件材料为45 钢。生产规模 单件
3、。图 3-1-1 直角通槽件一、直角通槽的铣削加工知识准备（一）直角通槽技术要求： 直角通槽的侧面有较高的尺寸精度、直线度、平行度、位置度和表面粗糙度要求。本次 零件深度方向尺寸精度要求较低。（二）直角通槽加工的一般工艺：加工直角通槽，可以在卧式铣床或立式铣床上，采用指状铣刀（立铣刀、键槽铣刀）或 盘状铣刀（三面刃铣刀、槽铣刀）加工。在立式数控铣床上，采用立铣刀或键槽铣刀加工槽 结构时，由于机床刚性较普通铣床弱，一般不宜直接采用定尺寸刀具法控制槽侧尺寸，应该 采用沿着轮廓加工。1. 槽铣削加工常用刀具指状铣刀：立铣刀 键槽铣刀 立铣刀的精度与键槽铣刀相比，要差一些， 价格相对便宜；立铣刀的圆周
4、刃数一般一般 为奇数，键槽铣刀一般为偶数，前者切削时 利于消除振动，后者以引起振动；如图3-1-2示，立铳刀端面的刀刃不过中心，键槽铳刀图3-1-2指状铣刀端刃过中心，加工时前者不可用于钻孔，后者可以。加工槽类结构时，指状铣刀直径一般选择圆周刃长度尽可能大于槽的深度，刀具直径约图 3-1-3 盘状铣刀为槽宽的 0.8 倍。盘状铣刀：三面刃铣刀 槽铣刀 三面刃铣刀的端面有刃带，槽铣 刀的端面没有刃带而只有 1.5的副 偏角，前者切削时阻力较小，但易损 耗，后者切削阻力较大，刀具寿命较 长（能较长时间保障宽度b）,因此 后者一般用于定尺寸刀具法加工直角图3-1-4加工通槽常用路径槽。盘状铣刀加工槽
5、结构，铣刀直径（D-D）/22槽深，铳刀宽度bW槽宽。B、D、D1 参看图 3-1-3示。2. 指状铣刀加工槽常用刀路 加工通槽和半通槽，通常采用如图 3-1-4所示的刀具路径，跟据具体情况可以采用顺铣 或逆铣。通槽类结构编程的侧壁延伸示意图图 3-1-5加工半通槽或通槽，为保证槽形侧面的完整 在开口端延伸侧面一段，长度必须大于刀具半径 如图 3-1-5示。延伸后，可以按照图 3-1-4所 示的刀具路径方式加工。3. 加工参数 与外轮廓铣削加工相比较，槽类结构的加工排屑不畅，刀具工作环境不良，因此，切削 速度和进给量应该采用较小的数值，同时应该浇注大量的冷却液。（三）程序指令刀具长度补偿指令刀
6、具长度补偿指令一般用于刀具轴向（Z方向）的补偿，它使刀具在Z方向上的实际位 移量比程序给定值增加或减少一个偏置量，这样当刀具在长度方向的尺寸发生变化时（如钻 头刃磨后），可以在不改变程序的情况下，通过改变偏置量，加工出所要求的零件尺寸。1. 指令格式：G43 Z_ H_G44 Z_ H_ G492. 指令功能：对刀具的长度进行补偿3. 指令说明：（1）G43指令为刀具长度正补偿；（2）G44指令为刀具长度负补偿；（3）G49 指令为取消刀具长度补偿；（4）刀具长度补偿指刀具在Z方向的实际位移比程序给定值增加或减少一个偏置值；（5）格式中的Z值是指程序中的指令值，即目标点坐标；（6）H为刀具长度
7、补偿代码，后面两位数字是刀具长度补偿寄存器的地址符。H01指01 号寄存器，在该寄存器中存放对应刀具长度的补偿值。使用G43、G44时，不管用绝对尺寸还是用增量尺寸指令编程，程序中指定的Z轴移动 指令的终点坐标值，都要与H代码指令的存储器中的偏移量进行运算。执行G43时：Z实际值=Z指令值+H_中的偏置值执行G44时：Z实际值=Z指令值一H_中的偏置值例如图3-1-1所示。要求粗铳时给高度方向预留0.2mm余量（即粗铳铳深为4.8mm）, 则应首先将偏置量0.2mm存入地址为H01的寄存器中，并在抬刀时编写G43Z100H01 （见通 槽主程序 N40）。二、直角通槽铣削加工 直角通槽铣削一般
8、工作过程 分析零件图，明确加工内容确定直角通槽加工方案制订加工计划实施零件 直角通槽加工一一监测加工过程评估加工质量（用流程图表示，有反复过程）。（一）分析零件图，明确加工内容 图 3-1-1零件的加工部分为如图 3-1-6所示的蘑菇形部分，适于在数控铳床铳削加工；其中14 +0.04、5 +0.05和40 +0.04为重点保证的尺寸。0 0 0图 3-1-6 零件加工部分（二）确定加工方案机床：立式数控铣床夹具：V形块结合平口钳定位和夹紧加工参数选择：见表 3-1-1表 3-1-1序号加工内容刀具规格主轴转速（r/min）进给速度（m m/min）刀具半径补偿（mm）类型材料1粗、半精铣直角
9、通槽e 12三刃立铣刀高速钢300500下刀：2050铣轮廓：1002006.1 6.2（粗铣）6.05（半精铣）2精铣直角 诵槽e 12三刃立铣刀高速钢300500下刀：2050 铣轮廓：100200计算得出（精铣）半精加工和精加工应该适当提高转速和进给量，提高加工效率。半精加工和精加工应该 适当提高转速和进给量，提高加工效率。量具：三用游标卡尺和内测千分尺、深度千分尺。 刀具路径：沿内腔轮廓走刀，同时延伸如图 3-1-7 虚线所示；采用刀具半径补偿控制留加 工余量及控制加工精度。（三）制订加工计划 本步骤要完成如下文字材料1. 编制工艺方案和编制NC加工程序： 工艺方案：在立式数控铣床用立
10、铣刀加工，使用通用量具测量控制尺寸精度，通过 刀具半径补偿改变控制加工余量，采用顺铣走刀加工。 NC 加工程序编制 选择编程原点：跟据基准统一原则，编程坐标系原点选择R20 圆弧的圆心点 工程图样的NC编程处理：延伸14 0.04部位侧壁10毫米（参0看图 3-1-8），设定进退刀引线及刀具补偿线。 坐标计算：计算幷标示各个基点、节点坐标图 3-1-8 加工节点图 编写程序单：编写并检查加工程序,见表 3-1-23-1-3表 3-1-2 ：直角通槽主程序程序 段号FANUC oi系统程序SIMENS 802D系统程序程序说明O1FBC.MPF主程序名N10G54G90G40G17G64程序初始
11、化N20M03S500主轴正转，500r/minN30M08开冷却液N40G00G43Z100H01G00Z100T1Z轴快速定位，执行长度补偿N50X0Y-35下刀前定位（A点）N60Z5快速下刀N70G01Z0F100下刀至Z0高度N80M98P100002L2 P10调用子程序10次N90G00G49Z100G00Z100抬刀并撤销高度补偿N100M09关冷却液N110M30程序结束表 3-1-3 ：直角通槽子程序程序 段号FANUC oi系统程序SIMENS 802D系统程序程序说明O2L2.SPF子程序名N10G91G01Z-0.5F50增量编程Z向下刀0.5N20G90G41X7D
12、01F200法线执行刀具半径补偿至B点N30Y-11直线插补铣削至C点N40X20,R7X20RND=7采用导圆角指令铣削至D点N50Y0直线插补铣削至E点N60G03X-20Y0R20G03X-20Y0CR=20圆弧插补铣削至F点N70G01Y-11,R7G01Y-11RND=7采用导圆角指令铣削至G点N80X-7直线插补铣削至H点N90Y-35直线插补铣削至I点N100G40G01X0撤销刀具半径补偿回A点N110M99M17子程序结束2. 领取和检查毛坯材料：50X25的45钢3. 借领和检查完成工作所需的工、夹、量具及劳保用品 刀具及配套的强力铣夹头，平口钳及扳手、V形块、平行垫铁，游
13、标卡尺、千分尺、深度千分尺， 毛巾（或纱头）、手套、平光眼镜等。4. 工作场地的准备工作： 检查工作场地的附属设施，如工具台、工件储运架、空气压缩机及气管路等、 检查选用机器设备使用记录；检查机器设备是否运转良好。（四）实施零件加工1. 开启机床注意事项：（1）检查机器设备是否运转良好。（2）检查工作台是否在合适位置。（3）检查按键是否完好。2. 安装夹紧平口钳，利用V形块、平行垫铁定位夹紧工件圆钢毛坯 注意事项： 安装平口钳时，机床工作台面与平口钳底面必须擦拭干净； 紧固平口钳时，扳手只能拉不能推； 安装工件时，V形块工作面、平口钳钳口工作面及导轨面、平行垫铁工作面必须擦拭 干净； 安装平口
14、钳和工件时，必须轻拿轻放，防止碰伤机床工作台面；扳手、铁块等不能放 在工作台面。3. 安装夹紧刀具和刀柄注意事项： 刀具、弹簧夹、强力铣夹头三者的配合接触部位必须擦拭、高压气吹干净才可装配夹 紧； 一般情况下，刀具柄部光滑部分应该没入弹簧夹孔； 强力铣夹头安装到主轴前，检查拉钉是否紧固； 刀具装夹到主轴后，启动主轴，检查刀具是否有跳动；加工精密零件的精加工刀具， 必须用千分表（或百分表）检查刀尖的圆跳动和端面跳动；4. 对刀，设定工件坐标系 G54注意事项： 手轮的X100档用来快速靠近工件，碰触工件必须用XI档； 观察刀具与工件的细小距离时，刀具必须停止移动； 刀具碰触到工件侧边后，建议先提高刀具到离开工件，才进行下一步操作； FANUC-Oi系统在测量G54时，要看清是否在G54、G55都显示的界面；SIEMENS802D 系统要记得给G54或基本零偏清零； 检验对刀设定是否正确，建议首先独立检验X、Y轴，移动刀具到安全空间后再单独 检验 Z 轴；5. 录入程序，人工作图检查程序6. 空运行测试、调试程序7. 表层试切检验加工加工程序及相关数据设定是否正确8. 加工零件注意事项： 加工内腔时，应确保冷却充分和排屑顺利。 考虑内腔加工的排屑情况差，
