數(shù)控機(jī)床編程與操作 第4版 數(shù)銑 課件 3 數(shù)控銑床編程與操作

數(shù)控銑床編程與操作難點(diǎn)重點(diǎn)1、圓弧插補(bǔ)G02、G03中指定圓心位置I、J、K的意義2、圓弧插補(bǔ)G02、G03順逆的判斷1、順銑、逆銑的特點(diǎn)及應(yīng)用2、圓弧插補(bǔ)G02、G03指令中各項(xiàng)的含義及應(yīng)用3、圓弧插補(bǔ)G02、G03順逆的判斷4、整圓編程數(shù)控銑削加工方式&圓弧插補(bǔ)G02、G03一、數(shù)銑銑削加工方式數(shù)控銑削是一種應(yīng)用非常廣泛的數(shù)控切削加工方法。數(shù)控銑床一般是多軸聯(lián)動(dòng)，可以進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、攻螺紋等孔的加工及銑削平面、臺階、槽等平面的加工。數(shù)控銑削與普通銑削的加工方式一樣，可以分為周銑和端銑，順銑和逆銑，對稱銑和不對稱銑等。

順銑

1、周銑法

逆銑

對稱銑削2、端銑法不對稱逆銑

不對稱順銑周銑和端銑a)周銑b)端銑一、數(shù)銑銑削加工方式

1.周銑法用分布于銑刀圓柱面上的刀齒銑削工件表面，稱為周銑。周銑有順銑和逆銑兩種銑削方式。順銑和逆銑a)順銑b)逆銑(1)順銑銑削時(shí)，銑刀切出工件時(shí)的切削速度方向與工件進(jìn)給方向相同，稱為順銑。(2)逆銑銑削時(shí)，銑刀切入工件時(shí)的切削速度方向與工件進(jìn)給方向相反，稱為逆銑。b)a)順銑b)逆銑Vc：接觸處刀具旋轉(zhuǎn)線速度方向Vf：工件進(jìn)給方向一、數(shù)銑銑削加工方式(3)順銑和逆銑的特點(diǎn)銑削厚度變化的影響

逆銑時(shí)，刀齒的切削厚度由薄到厚。刀刃初接觸工件時(shí)，由于側(cè)吃刀量幾乎為零，刃口先是在工件已加工表面上滑行，滑到一定距離，刀刃才能切入工件，刀齒在滑行時(shí)對已加工表面的擠壓，使工件表面產(chǎn)生冷硬層，工件表面粗糙度值增大，同時(shí)使刀刃磨損加劇。順銑時(shí)，刀齒的切削厚度是從厚到薄，沒有上述缺點(diǎn)。

切削力方向的影響

順銑時(shí)，銑削力的縱向(水平)分力的方向與進(jìn)給力方向相同，如果絲杠螺母傳動(dòng)副中存在背向間隙，當(dāng)縱向分力大于工作臺與導(dǎo)軌間的摩擦力時(shí)，會(huì)使工作臺連同絲杠沿背隙竄動(dòng)，使由螺紋副推動(dòng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變成了由銑刀帶動(dòng)工作臺竄動(dòng)，引起進(jìn)給量突然變化，影響工件的加工質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使銑刀崩刃。逆銑時(shí)，銑削力縱向分力的方向與進(jìn)給力方向相反，使絲杠與螺母能始終保持在螺紋的一個(gè)側(cè)面接觸，工作臺不會(huì)發(fā)生竄動(dòng)。順銑時(shí)刀齒每次都是從工件外表面切入金屬材料，所以不宜用來加工有硬皮的工件。一、數(shù)銑銑削加工方式

總之，順銑的功率消耗要比時(shí)逆銑小，在同等切削條件下，順銑功率消耗要低5%~15%，同時(shí)順銑也更加有利于排屑。一般應(yīng)盡量采用順銑法加工，以提高被加工零件表面的光潔度(降低粗糙度)，保證尺寸精度。但是當(dāng)切削面上有硬質(zhì)層、積渣或者工件表面凹凸不平較顯著時(shí)(如加工鍛造毛坯)，應(yīng)采用逆銑法。

順銑與逆銑比較，順銑加工可以提高銑刀耐用度2～3倍，工件表面粗糙度值較小，尤其在銑削難加工材料時(shí)，效果更加明顯。但是，采用順銑，首先要求銑床有消除工作臺進(jìn)給絲杠螺母副間隙的機(jī)構(gòu)，能消除傳動(dòng)間隙，避免工作臺竄動(dòng)。其次要求毛坯表面沒有硬皮，工藝系統(tǒng)有足夠的剛度。如果具備以上條件，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮采用順銑，否則應(yīng)采用逆銑。數(shù)控銑床采用無間隙的滾珠絲杠傳動(dòng)，因此數(shù)控銑床均可采用順銑加工。一、數(shù)銑銑削加工方式

2.端銑法用分布于銑刀端平面上的刀齒進(jìn)行銑削稱為端銑。如用面銑刀的銑削加工。端銑法的特點(diǎn)是：主軸剛度好，切削過程中不易產(chǎn)生振動(dòng)；面銑刀刀盤直徑大，刀齒多，銑削過程比較平穩(wěn)；面銑刀的結(jié)構(gòu)使其易于采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片，而硬質(zhì)合金材質(zhì)的刀具可以采用較高的切削速度，所以銑削用量大，生產(chǎn)率高；端銑刀還可以利用修光刃獲得較小的表面粗糙度值。目前，在平面銑削中，端銑基本上代替了周銑。但周銑可以加工成形表面和組合表面，而端銑只能加工平面。a)對稱銑削b)不對稱逆銑c)不對稱順銑對稱銑削

一般端銑多用此種銑削方式，尤其適用于銑削淬硬鋼。不對稱逆銑面銑刀從較小的切削厚度處切人工件，從較大的切削厚度處切出，其中逆銑部分大于順銑部分。不對稱逆銑切入時(shí)沖擊小，適用于端銑普通碳素鋼和高強(qiáng)度低合金鋼。這時(shí)刀具耐用度較對稱銑削可提高一倍，加工表面粗糙度值較小。不對稱順銑順銑部分大于逆銑部分，適合于加工不銹鋼等中等強(qiáng)度和高塑性的材料。二、圓弧插補(bǔ)指令G02/G03

1.指令格式：G17、G18、G19為圓弧插補(bǔ)平面選擇指令，以此來決定加工表面所在的平面，G17可省略；X、Y、Z為圓弧切削終點(diǎn)的坐標(biāo)值(用絕對值坐標(biāo)或增量坐標(biāo)均可)，采用相對坐標(biāo)時(shí)，是圓弧終點(diǎn)相對于圓弧起點(diǎn)的增量值（等于圓弧終點(diǎn)的坐標(biāo)減去圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)）；I、J、K分別表示圓弧圓心相對于圓弧起點(diǎn)在X、Y、Z軸上的投影（等于圓心的坐標(biāo)減去圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)），與前面定義的G90或G91無關(guān)，I、J、K為零時(shí)可省略；R為圓弧半徑；F為圓弧切向的進(jìn)給速度。二、圓弧插補(bǔ)指令G02/G032.各項(xiàng)含義：二、圓弧插補(bǔ)指令G02/G03

3.圓弧順逆的判斷：G02為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令，G03為逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令。因加工零件均為立體的，在不同平面上圓弧切削方向(G02或G03)如圖3-25所示。其判斷方法為：在笛卡爾右手直角坐標(biāo)系中，從垂直于圓弧所在平面坐標(biāo)軸的正方向往負(fù)方向看（坐標(biāo)平面），順時(shí)針為G02，逆時(shí)針為G03。

圖3-25不同平面的G02與G03選擇二、圓弧插補(bǔ)指令G02/G03

4.非整圓編程(±R編程)：用圓弧半徑R編程時(shí)，為滿足插補(bǔ)運(yùn)算的需要，數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定：當(dāng)所插補(bǔ)圓弧的圓心角小于或等于180°時(shí)，R取正值；當(dāng)圓弧所對應(yīng)的圓心角大于180o時(shí)，R取負(fù)值。如圖3-26所示，P0是圓弧的起點(diǎn)，P1是圓弧的終點(diǎn)。對于一個(gè)相同數(shù)值R，則有4種不同的圓弧通過這兩個(gè)點(diǎn)，其編程格式如下：圓弧1：G02X_Y_R-_；

圓弧2：G02X_Y_R+_；圓弧3：G03X_Y_R+_；

圓弧4：G03X_Y_R-_；圖3-26四種不同的圓弧二、圓弧插補(bǔ)指令G02/G03【例3-2】用G02、G03指令對圖3-27所示圓弧進(jìn)行編程，設(shè)刀具從A開始沿A、B、C切削。用絕對值尺寸指令編程：G90G03X140.0Y100.0I-60.0J0F100；G02X120.0Y60.0R50；用增量尺寸指令編程：G9lG03X-60.0Y60.0I-60.0J0F100；G02X-20.0Y-40.0I-50.0J0；圖3-27G02/G03實(shí)例延伸思考：試編寫沿C、B、A切削的圓弧程序。二、圓弧插補(bǔ)指令G02/G03

5.整圓編程：若用半徑R編程加工整圓，由于存在無限個(gè)解，CNC系統(tǒng)將顯示圓弧編程出錯(cuò)報(bào)警，所以對整圓插補(bǔ)只能用給定的圓心坐標(biāo)即I、J、K編程，而不能出現(xiàn)半徑R?！纠?-3】使用G02/G03指令對圖3-28所示的整圓編程（刀具中心軌跡編程）。以A點(diǎn)為起點(diǎn)順時(shí)針一周的程序如下：O1;G54G90G00Z50.0;X35.0Y35.0;M03S1000;Z5.0;X30.0Y0;G01Z-2.0F150G02I-30;G00Z50.0;X35.0Y-35.0;M30;以B點(diǎn)為起點(diǎn)逆時(shí)針一周的程序如下：O2;G54G90G00Z50.0;X-350Y-35.0;M03S1000;Z5.0;X0Y-30.0;G01Z-2.0F150G03J30;G00Z50.0;X35.0Y-35.0;M30;延伸思考：試編寫分別以C點(diǎn)、D點(diǎn)為起點(diǎn)順、逆時(shí)針一周的整圓程序。圖3-28整圓編程習(xí)題3.14按圖所示路線用中心軌跡編程，試編制卡通小汽車的加工程序。三、編程練習(xí)課堂練習(xí)：圖示寶馬汽車車標(biāo)，選用Φ6mm的球頭刀，用中心軌跡編寫零件上表面的加工程序（球頭刀的刀位點(diǎn)位于球心）。三