4、外形輪廓銑削加工

1、第四講第四講 外形輪廓的銑削加工外形輪廓的銑削加工一、任務(wù)描述一、任務(wù)描述2xR10YXZYYo5202 04 00 . 14060 0.170 0.1全部3.25 00 . 1加工下圖所示零件凸臺外輪廓,毛坯為70X50X20長方塊（其余面已加工），45#，單件生產(chǎn)二、工藝知識二、工藝知識1、刀具、刀具立銑刀2、輪廓銑削的進退刀方式（、輪廓銑削的進退刀方式（XY平面）平面）垂直方向進、退刀：進給路線短，表面有接痕XY工件刀具軌跡入刀、出刀軌跡刀具直線切向進、退刀：表面無接痕XY工件刀具軌跡入刀、軌跡刀具出刀二、工藝知識二、工藝知識圓弧切向進、退刀：表面無接痕二、工藝知識二、工藝知識入刀軌跡X

2、Y工件刀具軌跡刀具出刀二、工藝知識二、工藝知識二、工藝知識二、工藝知識3、順銑和逆銑、順銑和逆銑銑刀與工件接觸部位的旋轉(zhuǎn)方向銑刀與工件接觸部位的旋轉(zhuǎn)方向與工件進給方向與工件進給方向相同。相同。 在加工中，在加工中，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向銑刀的旋轉(zhuǎn)方向一般是一般是不變不變的，但的，但進給方進給方向是變化向是變化的。就出現(xiàn)了銑削加工中常見的兩種現(xiàn)象：的。就出現(xiàn)了銑削加工中常見的兩種現(xiàn)象：順銑與逆銑。順銑與逆銑。銑刀與工件接觸部位的旋轉(zhuǎn)方向銑刀與工件接觸部位的旋轉(zhuǎn)方向與工件進給方向與工件進給方向相反相反。二、工藝知識二、工藝知識順銑特點：順銑特點：順銑時，銑刀刀刃的切削厚度由最大到零，不存在滑行現(xiàn)象，刀具磨

3、損較小，工件冷硬程度較輕。垂直分力Fv向下，對工件有一個壓緊作用，有利于工件的裝夾。但是水平分力Fh方向與工件進給方向相同，不利于消除工件臺絲桿和螺母間的間隙，切削時振動大。但其表面光潔度較好，適合精加工。逆銑特點逆銑特點:逆銑時，銑刀刀刃不能立刻切入工件，而是在工件已加工表面滑行一段距離。刀具磨損加劇，工件表面產(chǎn)生冷硬現(xiàn)象，垂直分力Fv對工件有一個上抬作用，不利于工件的裝夾。但是水平分力Fh方向與工件進給方向相反，有利于消除工件臺絲桿和螺母間的間隙，切削平穩(wěn)，振動小。表面粗糙度較差，適合粗加工。順銑與逆銑對比表順銑與逆銑對比表 項目名稱切削厚度滑行現(xiàn)象刀具磨損工件表面冷硬現(xiàn)象對工件作用消除絲

4、桿與螺母間隙振動損耗能量表面光潔度適用場合順銑順銑從大從大到小到小無無慢慢無無壓壓緊緊否否大大小小好好精精加加工工逆銑逆銑從小從小到大到大有有快快有有抬抬起起是是小小大大5%至至15%差差粗粗加加工工順銑和逆銑的選擇原則順銑和逆銑的選擇原則:（1）機床精度好、剛性好、精加工，較適應(yīng)）機床精度好、剛性好、精加工，較適應(yīng)順銑。反之較適應(yīng)逆銑。順銑。反之較適應(yīng)逆銑。（2）零件）零件內(nèi)拐角處內(nèi)拐角處精加工強烈建議要用精加工強烈建議要用順銑順銑。（3）粗加工：逆銑較好。精加工：順銑較好）粗加工：逆銑較好。精加工：順銑較好 立銑刀順銑讓刀立銑刀順銑讓刀“欠切欠切”立銑刀逆銑啃刀立銑刀逆銑啃刀“過切過切”二

5、、工藝知識二、工藝知識盡量選大直徑刀具，刀桿伸出短盡量選大直徑刀具，刀桿伸出短 對于高效率的金屬切削機床加工來說，被加工材料、對于高效率的金屬切削機床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。經(jīng)濟的、有效的加工方切削刀具、切削用量是三大要素。經(jīng)濟的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。式，要求必須合理地選擇切削條件。 編程人員在確定每道工序的切削用量時，應(yīng)根據(jù)刀具編程人員在確定每道工序的切削用量時，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機床說明書中的規(guī)定去選擇。在選擇切削用量的耐用度和機床說明書中的規(guī)定去選擇。在選擇切削用量時要充分保證刀具能加工完一個零件，或保證刀具耐用度時要充分保證刀具能加

6、工完一個零件，或保證刀具耐用度不低于一個工作班，最少不低于半個工作班的工作時間。不低于一個工作班，最少不低于半個工作班的工作時間。4、切削用量的確定、切削用量的確定 二、工藝知識二、工藝知識 粗加工粗加工時時: :一般以提高生產(chǎn)率為主，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本； 半精加工和精加工半精加工和精加工時時: :應(yīng)在保證加應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。性和加工成本。 切削用量具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明切削用量具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而

7、定。 合理選擇切削用量的原則合理選擇切削用量的原則:二、工藝知識二、工藝知識 編程人員在確定切削用量時，要根據(jù)被加工工件材料、編程人員在確定切削用量時，要根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進給量，刀具耐用度，最后硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進給量，刀具耐用度，最后選擇合適的切削速度。選擇合適的切削速度。合理選擇切削用量，具體要考慮以下幾個因素：合理選擇切削用量，具體要考慮以下幾個因素： 切削深度切削深度t：為了保證零件的加工精度和表面粗糙為了保證零件的加工精度和表面粗糙 度，度，一般應(yīng)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量一般應(yīng)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小

8、于普通機床?？陕孕∮谄胀C床。 切削寬度切削寬度b：一般一般b與刀具直徑與刀具直徑d成正比，與切削深度成成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中，一般反比。經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中，一般b的取值范圍的取值范圍為：為：b=（0.60.9）d。 切削速度切削速度v：v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系。切削速度與加工材料也有很大關(guān)系。主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選來選定。計算公式為：定。計算公式為：n=1000v/d。 進給速度進給速度F。F應(yīng)根據(jù)零件的加工精度

9、和表面粗糙度要求應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。計算公式：以及刀具和工件材料來選擇。計算公式： 車削車削-F=nf； 銑削銑削- F=nfz 式中：式中：f-進給量進給量 ； z-銑刀齒數(shù)銑刀齒數(shù) 背吃刀量背吃刀量：主要受機床剛度的限制，在機床剛度允許的：主要受機床剛度的限制，在機床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。對于表面粗糙度和精度要求減少走刀次數(shù)，提高加工效率。對于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工較高的零件，要留

10、有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機床加工的余量小一些。余量可比通用機床加工的余量小一些。 預(yù)留精加工余量值為預(yù)留精加工余量值為0.10.5mm。1）刀具質(zhì)量差異）刀具質(zhì)量差異 2）機床特性）機床特性3）保證加工的連續(xù)性）保證加工的連續(xù)性 4）生產(chǎn)率）生產(chǎn)率 5）斷屑問題）斷屑問題 切削用量的確定除了遵循切削用量的確定除了遵循 “切削用量切削用量的選擇的選擇”的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)考慮如下因的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)考慮如下因素：素：二、工藝知識二、工藝知識三、編程指令三、編程指令刀具的半徑補償示意圖 由于刀具半徑的存在，刀具中心軌跡和工件輪廓不重合由于刀具半徑的存在，刀具中心軌跡和工件輪廓

11、不重合1、半徑補償功能、半徑補償功能刀具半徑補償?shù)毒甙霃窖a償?shù)毒唛L度補償?shù)毒唛L度補償?shù)毒吣p補償?shù)毒吣p補償?shù)毒哐a償?shù)毒哐a償2 2、刀具補償功能指令、刀具補償功能指令刀具半徑左補償：G41刀具半徑右補償：G42取消刀具半徑補償：G40三、編程指令三、編程指令在刀具前進方向左側(cè)進行補償，相當(dāng)于順銑在刀具前進方向左側(cè)進行補償，相當(dāng)于順銑在刀具前進方向右側(cè)進行補償，相當(dāng)于逆銑在刀具前進方向右側(cè)進行補償，相當(dāng)于逆銑刀具的補償方向 順銑順銑逆銑逆銑1.1.建立刀具半徑補償（建立刀具半徑補償（G41G41、G42G42）v指令格式：指令格式：v指令功能：數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓和刀具半徑指令功能：數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)

12、工件輪廓和刀具半徑自動計算刀具中心軌跡，控制刀具沿刀具中心軌自動計算刀具中心軌跡，控制刀具沿刀具中心軌跡移動，加工出所需要的工件輪廓，編程時避免跡移動，加工出所需要的工件輪廓，編程時避免計算復(fù)雜的刀心軌跡。計算復(fù)雜的刀心軌跡。ZYZXYX191817GGG4241GG0100GG_D；D刀具半徑補償號指令說明指令說明: : (1) (1)G41/G42G41/G42程序段中的程序段中的X X、Y Y值是建立補償直線段值是建立補償直線段的終點坐標(biāo)值；的終點坐標(biāo)值； (2)(2)通過通過G00G00或或G01G01運動指令建立刀具半徑補償。運動指令建立刀具半徑補償。 (3)D(3)D為刀具半徑補償

13、代號地址字，后面一般用兩為刀具半徑補償代號地址字，后面一般用兩位數(shù)字表示代號。刀具半徑值用位數(shù)字表示代號。刀具半徑值用CRT/MDICRT/MDI方式輸入。方式輸入。vG41G41為左偏刀具半徑補償，定義為假設(shè)工件不動，為左偏刀具半徑補償，定義為假設(shè)工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件左側(cè)的刀具半沿刀具運動方向向前看，刀具在零件左側(cè)的刀具半徑補償，見下圖徑補償，見下圖: :vG42G42為右偏刀具半徑補償，定義為假設(shè)工件不動，為右偏刀具半徑補償，定義為假設(shè)工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件右側(cè)的刀具半沿刀具運動方向向前看，刀具在零件右側(cè)的刀具半徑補償，見下圖徑補償，見下圖: :v

14、以以G42G42為例，刀具半徑補償為例，刀具半徑補償建立的過程建立的過程如下圖：如下圖：1）建立補償?shù)某绦蚨?，必須是在補償平面）建立補償?shù)某绦蚨?，必須是在補償平面 內(nèi)內(nèi)不為零的直線移動不為零的直線移動。2）建立補償?shù)某绦蚨?，一般?yīng)在切入工件）建立補償?shù)某绦蚨?，一般?yīng)在切入工件之前完成。之前完成。注意：注意：2.2.取消刀具半徑補償（取消刀具半徑補償（G40G40）v指令格式：指令格式： v指令功能指令功能 ： 取消刀具半徑補償取消刀具半徑補償 v指令說明指令說明 ： （1） 指令中的指令中的X_ Y_表示刀具軌跡中取消刀具半徑補償表示刀具軌跡中取消刀具半徑補償 點的坐標(biāo)值；點的坐標(biāo)值；（2）

15、通過通過G00或或G01運動指令取消刀具半徑補償；運動指令取消刀具半徑補償； （3） G40必須和必須和G41或或G42成對使用。成對使用。 40GZYZXYX0100GG；v取消刀具半徑補償過程如下圖取消刀具半徑補償過程如下圖: : 撤消刀具半徑補償?shù)某绦蚨?，一般?yīng)在切出工件之后完成。撤消刀具半徑補償?shù)某绦蚨?，一般?yīng)在切出工件之后完成。注意：注意：例：如下所示的刀具半徑補償程序。設(shè)加工開始時刀例：如下所示的刀具半徑補償程序。設(shè)加工開始時刀 具在機床參考點，切削深度為具在機床參考點，切削深度為10mm.10mm.O0001；G90 G94 G21 G17 G54；由由G17指定刀補平面指定刀補

16、平面G00 X0.0 Y0.0；Z5.0； M03 S500；G01 Z-10.0 F200；G41 G01 X20.0 Y10.0 D01 F100； P，刀補建立，刀補建立Y50.0； BX50.0； CY20.0； DX10.0； QG40 G01 X0.0 Y0.0； O ，刀補取消，刀補取消G00 Z50.0 ；M30； X O Y 20 10 30 40 50 10 20 30 40 50 N3 N5 N6 N4 C B A d c b a N2 N7 與 D01 對應(yīng)的補償量 圖 32 刀補動作 刀補執(zhí)行刀補執(zhí)行刀具軌跡CB編程軌跡ADPQ三、編程指令三、編程指令說明說明： （1

17、 1）刀補只能通過）刀補只能通過G00G00或或G01G01實現(xiàn)實現(xiàn), ,不能用不能用G02G02或或G03G03。 （2 2）建立和取消刀具半徑補償時）建立和取消刀具半徑補償時, ,刀具必須在所補償?shù)钠矫鎯?nèi)移動刀具必須在所補償?shù)钠矫鎯?nèi)移動, ,且且移動距離應(yīng)大于刀具補償值移動距離應(yīng)大于刀具補償值 （3 3）執(zhí)行）執(zhí)行G41G41或或G42G42前一定要將刀具半徑值存入?yún)?shù)表中，用前一定要將刀具半徑值存入?yún)?shù)表中，用D D代碼來指代碼來指定偏置值，即定偏置值，即D00D00D99D99。D D代碼是模態(tài)值，一經(jīng)指定后長期有效。代碼是模態(tài)值，一經(jīng)指定后長期有效。 （4 4）通過）通過D D代碼數(shù)

18、據(jù)正、負(fù)號的不同，可實現(xiàn)代碼數(shù)據(jù)正、負(fù)號的不同，可實現(xiàn)G41G41、G42G42功能轉(zhuǎn)換。功能轉(zhuǎn)換。 （5 5）加工小于刀具半徑的內(nèi)圓弧時，進行半徑補償會產(chǎn)生刀具干涉加工小于刀具半徑的內(nèi)圓弧時，進行半徑補償會產(chǎn)生刀具干涉。 （6 6）刀具半徑補償模式下）刀具半徑補償模式下, ,如存在連續(xù)兩段以上的非移動指令如存在連續(xù)兩段以上的非移動指令, ,有可能有可能產(chǎn)生過切現(xiàn)象。產(chǎn)生過切現(xiàn)象。 （7 7）先建好刀補再切削先建好刀補再切削, ,切削退刀后再取消刀補切削退刀后再取消刀補。 （8 8）刀具半徑補償建立與取消程序段的起始和終點位置最好與補償方）刀具半徑補償建立與取消程序段的起始和終點位置最好與補償

19、方向在同一側(cè)，防止刀補建立與取消過程中產(chǎn)生過切。向在同一側(cè)，防止刀補建立與取消過程中產(chǎn)生過切。三、編程指令三、編程指令u刀具因磨損、重磨、換新而刀具因磨損、重磨、換新而引起刀具直徑改變后，不必修引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數(shù)設(shè)置改程序，只需在刀具參數(shù)設(shè)置中輸入變化后刀具直徑。如右中輸入變化后刀具直徑。如右圖所示，圖所示，1 1為未磨損刀具，為未磨損刀具，2 2為為磨損后刀具，兩者直徑不同，磨損后刀具，兩者直徑不同，只需將刀具參數(shù)表中的刀具半只需將刀具參數(shù)表中的刀具半徑徑r r1 1改為改為r r2 2，即可適用同一程，即可適用同一程序。序。刀具直徑改變，加工程序不變 3、刀具

20、半徑補償功能的應(yīng)用、刀具半徑補償功能的應(yīng)用三、編程指令三、編程指令u用同一程序、同一尺寸用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補的刀具，利用刀具半徑補償，可進行粗、精加工。償，可進行粗、精加工。如右圖所示，刀具半徑為如右圖所示，刀具半徑為r，精加工余量為精加工余量為 。粗加工。粗加工時，輸入刀具半徑補償時，輸入刀具半徑補償D=r+ ，則加工出虛線輪，則加工出虛線輪廓。精加工時，用同一程廓。精加工時，用同一程序、同一刀具，但輸入刀序、同一刀具，但輸入刀具半徑具半徑r，則加工出實線輪，則加工出實線輪廓。廓。利用刀具半徑補償進行粗、精加工三、編程指令三、編程指令三、編程指令三、編程指令u用同一程序

21、加工同一公用同一程序加工同一公稱尺寸的凹、凸型面如稱尺寸的凹、凸型面如右圖所示，內(nèi)外輪廓編寫右圖所示，內(nèi)外輪廓編寫成同一程序，外輪廓取成同一程序，外輪廓取，內(nèi)輪廓取，在模，內(nèi)輪廓取，在模具加工中應(yīng)用較多。具加工中應(yīng)用較多。凹件凸件刀具刀具利用刀具半徑補償進行內(nèi)外輪廓加工三、編程指令三、編程指令例例：如圖所示，選用16鍵槽銑刀在80X80X20的毛坯上加工60X60X5的外形輪廓，試編寫加工程序6 08 06080YXO0001 ；G90 G94 G21 G17 G54 ；G00 X-60. Y-60. ;Z30. ;M03 S600 ;G01 Z-5. F50 ;G41 G01 X-30. Y-50. D01 F100 ;Y30. ;X30. ;Y-30. ;X-50. ;G40 G01 X-60. Y-60. ;G28 Z30. ;M30 ;三、編程指令三、編程指令A(yù)(-60,-60) B