數控銑床編程模塊3-內輪廓零件加工

3.1內輪廓零件加工工藝數控銑床常用夾具內輪廓銑削加工工藝一、內輪廓零件銑削加工工藝1.內輪廓加工方法2.

型腔銑削刀具的選擇3.型腔銑削用量4.內輪廓加工工藝分析舉例內輪廓加工方法1方法一垂直切深進刀方式（1）深度方向刀具切入方法鍵槽銑刀

采用垂直切深進刀時，須選擇切削刃過中心的鍵槽銑刀進行加工，由于采用這種進刀方式切削時，刀具中心切削速度為零，因此，應選用較低的切削進給速度。方法二先采用鍵槽銑刀(或鉆頭)垂直進刀，預鉆起始孔后，再換平底立銑刀加工型腔。

在工藝孔中進刀方式（1）深度方向刀具切入方法（1）深度方向刀具切入方法方法三斜線式進刀方式

該方式能有效的避免分層切削刀具中心處切削速度過低的缺點，改善了刀具的切削條件，提高了切削效率，廣泛應用于大尺寸的內輪廓粗加工.立銑刀斜線下刀（1）深度方向刀具切入方法方法三斜線式進刀方式①斜線下刀的角度斜線下刀的刀軌與工件上表面的夾角的極限（如右圖所示）的計算公式為：進一步考慮到斜線下刀為往返切削運動下刀角度應調整為：（1）深度方向刀具切入方法方法三斜線式進刀方式②斜線下刀的切削長度由右圖所示，切削行程必須大于等于d，即端刃移動軌跡必須覆蓋整個切削區(qū)，端刃的切削區(qū)域必須相接或重疊。（1）深度方向刀具切入方法方法四螺旋進刀方式

即在兩個切削層之間，刀具從上一層的高度沿螺旋線以漸進的方式切入工件，直到下一層的高度，然后正式切削。以螺旋下刀方式銑削型腔時，可使切削過程穩(wěn)定，能有效避免軸向垂直受力所造成的震動螺旋下刀（1）深度方向刀具切入方法方法四螺旋進刀方式①最小螺旋半徑的選擇刀具的最小螺旋半徑應大于刀具中心孔的半徑。螺旋半徑小于刀具中心孔的螺旋軌跡圖（1）深度方向刀具切入方法方法四螺旋進刀方式②最大螺旋半徑刀具最大螺旋半徑不能超過刀具半徑值。螺旋半徑大于刀具半徑時的螺旋軌跡圖圓形型腔粗加工刀路設計（2）水平方向刀路設計（2）水平方向刀路設計矩形型腔粗加工刀路設計環(huán)繞切削刀路

平行刀路粗加工和環(huán)繞半精加工特點：效率高，精度差特點：精度高，效率低特點：效率和精度兼顧（2）水平方向刀路設計精加工刀路設計銑削內圓加工路徑

矩形型腔加工路徑精加工刀路設計型腔銑削刀具的選擇2適合型腔銑削的刀具有：

鍵槽銑刀

牛鼻刀

平底立銑刀

球頭刀

1精銑型腔時，其刀具半徑一定小于型腔零件最小曲率半徑，刀具半徑一般取內輪廓最小曲率半徑的0.8～0.9倍，粗加工時，在不干涉內輪廓的前提下，盡量選取直徑較大的刀具。刀具使用需注意的問題2

在刀具切削刃（螺旋槽長度）滿足最大深度的前提下，盡量縮短刀具伸出的長度，立銑刀的長度越長，抗彎強度減小，受力彎曲程度大，會影響加工質量，并容易產生振動，加速切削刃的磨損。3當刀具在一個連續(xù)的輪廓上切削時使用一次刀具半徑補償，刀具在另一個連續(xù)的輪廓上切削時應重新使用一次刀具半徑補償，以避免過切或留下多余的凸臺。刀具使用需注意的問題型腔銑削用量3粗加工時粗加工時，為了得到較高的切削效率，選擇較大的切削用量，但刀具的切削深度與寬度應與加工條件（機床、工件、裝夾、刀具）相適應。實際應用中，一般讓Z方向的吃刀深度不超過刀具的半徑；直徑較小的立銑刀，切削深度一般不超過刀具直徑的1/3。切削寬度與刀具直徑大小成正比，與切削深度成反比，一般切削寬度取0.6～0.9刀具直徑。值得注意的是：型腔粗加工開始第一刀，刀具為全刃切削，切削力大，切削條件差，應適當減小進給量和切削速度。型腔銑削用量3精加工

精加工時，為了保證加工質量，就避免工藝系統(tǒng)受力變形和減小震動，精加工切深應小，數控機床的精加工余量可略小于普通機床，一般在深度、寬度方向留0.2～0.5mm余量進行精加工。精加工時，進給量大小主要受表面粗糙度要求限制，切削速度大小主要取決于刀具耐用度。內輪廓加工工藝分析舉例4以下圖所示矩形型腔為例進行討論。內輪廓加工工藝分析舉例4（1）刀具選擇粗加工：φ8的鍵槽銑刀精加工：φ6的鍵槽銑刀內輪廓加工工藝分析舉例4（2）加工方法及余量分析粗加工時，刀具運動采用平行切削路線，半精加工采用環(huán)繞切削。半精加工余量：0.5精加工余量：0.5Z形刀路粗加工

環(huán)繞刀路半精加工內輪廓加工工藝分析舉例4（3）切入方法及切入點切入點內輪廓加工工藝分析舉例4（4）Z形刀路間距值型腔粗加工中的間距就是刀具切入材料的寬度。刀路間距通常為刀具直徑的70%～90%左右,相鄰兩刀應有一定的重疊部分。Y向以Z形刀路間距Q為單位進行N次數進給，最終型腔粗加工區(qū)域被切除，則有：Q×N=38-2×4=30Y向以Z形刀路間距為單位的進給次數是5，Z形刀路間距為Q，則有：Q×5=(38-2×4)得：Q=6mm。間距6mm為Ф8的立銑刀直徑的75%，對于Ф8的立銑刀來說比較合適。內輪廓加工工藝分析舉例4（5）Z形刀路切削長度粗加工時Z形刀路的X向進給增量為：53-2×4＝45（6）精加工刀具路徑二、數控銑床常用夾具1.通用銑削夾具2.

專用夾具3.組合夾具通用銑削夾具1（1）機用平口鉗（又稱虎鉗）機械式平口鉗液壓式平口鉗

平口鉗屬于通用可調夾具，同時也可以作為組合夾具的一部分，適用于尺寸較小的方形工件的裝夾。由于其具有通用性強、夾緊快速、操作簡單、定位精度較高等特點，因此被廣泛應用。通用銑削夾具1（2）螺釘壓板

對于較大或四周不規(guī)則的工件，無法采用平口鉗或其他夾具裝夾時，可用壓板通過T形螺栓、螺母、墊鐵將工件壓緊在工作臺面上通用銑削夾具1（3）銑床用卡盤當需要在數控銑床上加工回轉體零件時，可以采用三爪卡盤裝夾，對于非回轉零件可采用四爪卡盤裝夾，在使用時，用T形槽螺栓將卡盤固定在機床工作臺上即可。通用銑削夾具1（4）分度頭許多機械零件，如花鍵、離合器、齒輪等零件在加工中心上加工時，常采用分度頭分度的方法來等分每一個齒槽，從而加工出合格的零件。分度頭是數控銑床或普通銑床的主要部件數控分度頭

數控分度頭的應用通用銑削夾具1（5）分度工作臺分度工作臺只能完成分度運動，不能實現圓周進給，它是按照數控系統(tǒng)的指令，在需要分度時將工作臺連同工件回轉一定的角度，分度時也可以采用手動分度，分度工作臺一般只能回轉規(guī)定的角度（如90°、60°和45°等）。通用銑削夾具1（6）數控回轉工作臺

數控回轉工作臺的主要作用是根據數控裝置發(fā)出的指令脈沖信號，完成圓周進給運動，進行各種圓弧加工或曲面加工，也可以進行分度工作。數控回轉工作臺可以使數控銑床增加一個或兩個回轉坐標，通過數控系統(tǒng)實現四坐標或五坐標聯(lián)動，可有效地擴大工藝范圍，加工更為復雜的工件。通用銑削夾具1（7）電永磁夾具

常規(guī)機床夾具的定位元件和夾緊元件占用空間較大，而電永磁夾具沒有這些占用空間的元件，因此與常規(guī)機床夾具相比，電永磁夾具的裝夾范圍更大，這有利于充分利用數控機床的工作臺和工作行程，有利于提高數控機床的綜合加工效能。專用夾具2連桿加工專用夾具該夾具靠工作臺T形槽和夾具體上定位鍵確定其在數控銑床上的位置，并用T形螺栓緊固。

專用夾具是專為某個零件的某道工序設計的。其特點是結構緊湊、操作迅速方便。但這類夾具的設計和制造的工作量大、周期長、投資大，只有在大批量生產中才能充分發(fā)揮它的經濟效益。組合夾具3

組合夾具所示是由一套預先制造好的標準元件組裝而成的專用夾具。它具有專用夾具的優(yōu)點，用完后可拆卸存放，從而縮短了生產準備周期，減少了加工成本。因此，組合夾具既適用于單件及中、小批量生產，又適用于大批量生產?？紫到M合夾具組裝示意圖孔系組合夾具的應用3.2內輪廓零件編程子程序的嵌套子程序的調用子程序的定義子程序的格式子程序的應用在編制加工程序時，有時會出現有規(guī)律、重復出現的程序段。將程序中重復的程序段單獨抽出，并按一定的格式單獨命名，稱為子程序。

子程序的應用1

子程序的格式2O0l00；……N10G91G01Z-2.0F100；......N80G9lG28Z0；N90M99；相同都是完整的程序，包括程序名、程序段、程序結束指令不同程序結束指令不同主程序：M02或M30子程序：M99格式一:

M98P×××××××；子程序名調用次數例:

M98P50010表示調用子程序O00105次例:

M98P510表示調用子程序O5101次思考？調用子程序O5105次怎么寫？M98P50510

子程序的調用3格式二:

M98P××××L×××；子程序名調用次數例:

M98P100L5例:

M98P100表示調用子程序O1005次表示調用子程序O1001次子程序的執(zhí)行過程可表示為：主程序子程序：O1234;O0200;N10……；N20M98P0200；......N30…...；

M99；O0200；O0300;N60M98P20300；......

............

M99；N100M30；

子程序的嵌套4為了進一步簡化程序，可以讓子程序調用另一個子程序，這一功能稱為子程序的嵌套；FANUC系統(tǒng)可實現子程序4級嵌套。

子程序的應用51.實現零件的分層切削2.多個相同輪廓的加工3.實現程序的優(yōu)化加工中心的程序往往包含有許多獨立的工序，編程時，把每一個獨立的工序編成一個子程序，主程序只有換刀和調用子程序的命令，從而實現優(yōu)化程序的目的。例1加工如圖所示的零件，采用Φ16的立銑刀，刀具最大的被吃刀量為5mm。

子程序的應用5O1000；G91G01Z-5.0F100；G90G41G01X-30.0D01F100；

Y15.0；G02X-20.0Y25.0R10；G01X20.0；G02X30.0Y15.0R10；G01Y-15.0；G01X20.0Y-25.0；X-40.0；G40Y-40.0；M99；O0001；G90G94G40G21G17；G54G00X-40.0Y-40.0；M03S1000；G43Z100.0H01；Z20.0；G01Z0.0F50；M98P21000；G00Z50.0；M30；主程序子程序例2：加工如圖所示的外輪廓零件，三角形凸臺高度為5,編寫該外形輪廓的

精加工程序。a)實例平面圖b)子程序軌跡圖同平面多輪廓子程序加工實例O0001；G90G94G40G21G17G54G00X0Y-10.0Z20.0；M03S1000；G43Z100H01；G01Z-5.0F50；M98P21234;G90G00Z50.0；M30；主程序子程序O1234；G91G42G01Y20.0D01F100；X40.0X-15.0Y30.0；X-15.0Y-30.0；G40X-10.0Y-20.0；X50.0；M99；注意主程序與子程序間絕對坐標與增量坐標模式代碼的變換刀具半徑補償模式中程序不能在主程序和子程序中分支執(zhí)行使用子程序注意事項

使用子程序應注意的問題：O2（子程序）

G91……；

……；

M99；