數(shù)控加工編程 課件 項(xiàng)目3 數(shù)控銑床編程與加工

數(shù)控銑床編程與加工—數(shù)控銑削加工工藝一、數(shù)控銑削的加工對(duì)象

1.平面類(lèi)零件

加工面平行或垂直于水平面，或加工面與水平面的夾角為定值的零件為平面類(lèi)零件。

平面類(lèi)零件是數(shù)控銑削加工對(duì)象中最簡(jiǎn)單的一類(lèi)零件，一般只需用三坐標(biāo)數(shù)控銑床的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)（即兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)）就可以把它們加工出來(lái)。

2.變斜角類(lèi)零件

加工面與水平面的夾角呈連續(xù)變化的零件為變斜角零件，這類(lèi)零件多為飛機(jī)零件，如飛機(jī)上的整體梁、框、緣條與肋等。

變斜角類(lèi)零件的變斜角加工面不能展開(kāi)為平面，但在加工中，加工面與銑刀圓周的瞬時(shí)接觸為一條線。最好采用四坐標(biāo)、五坐標(biāo)數(shù)控銑床擺角加工，若沒(méi)有上述機(jī)床，也可采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半近似加工。

3.曲面類(lèi)零件

加工面為空間曲面的零件稱(chēng)為曲面類(lèi)零件，如模具、葉片、螺旋槳等。曲面類(lèi)零件的加工面不能展開(kāi)為平面。

加工時(shí)，銑刀與加工面始終為點(diǎn)接觸，一般采用球頭刀在三坐標(biāo)數(shù)控銑床上加工。當(dāng)曲面較復(fù)雜、通道較狹窄、會(huì)傷及相鄰表面及需要刀具擺動(dòng)時(shí)，需采用四坐標(biāo)甚至五坐標(biāo)數(shù)控銑床加工。二、數(shù)控銑削零件加工工藝方案的制定1．工藝路線的確定（1）加工順序的安排

加工順序通常按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則，先加工平面、溝槽、孔，再加工外形、內(nèi)腔，最后加工曲面；先加工精度要求低的表面，再加工精度高的部位等。具體方法如下：1）基面先行。用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來(lái)，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。如箱體類(lèi)零件總是先加工定位用的平面和兩個(gè)定位孔，再以平面和定位孔為精基準(zhǔn)加工孔系和其他平面。2）先粗后精。各個(gè)表面的加工順序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的順序依次進(jìn)行，逐步提高表面的加工精度和減小表面粗糙度值。3）先主后次。零件的主要工作表面、裝配基面應(yīng)先加工，從而能及早發(fā)現(xiàn)毛坯上主要表面可能出現(xiàn)的缺陷。次要表面可穿插進(jìn)行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進(jìn)行。4）先面后孔。對(duì)箱體、支架類(lèi)零件，平面輪廓尺寸較大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，這樣安排加工順序，一方面用加工過(guò)的平面定位穩(wěn)定可靠；另一方面在加工過(guò)的平面上加工孔比較容易，并能提高孔的加工精度，特別是鉆孔，孔的軸線不易偏斜。5）刀具集中。當(dāng)工件的待加工面較多時(shí)，以同一把刀具完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。（2）表面輪廓的加工工件表面輪廓可分為平面和曲面兩大類(lèi)，其中平面類(lèi)中的斜面輪廓又分為有固定斜角的外輪廓面和有變斜角的外輪廓面。工件表面的輪廓不同，選擇的加工方法也不同。（3）孔和內(nèi)螺紋的加工

孔的加工方法較多，有鉆削、擴(kuò)削、鉸削、銑削和鏜削等。對(duì)于直徑大于30mm的已鑄出或鍛造出毛坯孔的孔加工，一般采用粗鏜→半精鏜→孔口倒角→精鏜的加工方案，孔徑較大的孔可采用粗銑→精銑的加工方案。對(duì)于直徑小于30mm且無(wú)底孔的孔加工，通常采用锪平端面→打中心孔→鉆→擴(kuò)→孔口倒角→鉸的加工方案，對(duì)有同軸度要求的小孔，需采用锪平端面→打中心孔→鉆→半精鏜→孔口倒角→精鏜（或鉸）的加工方案。為提高孔的位置精度，在鉆孔前需安排打中心孔?？卓诘菇且话惆才旁诎刖庸ぶ蟆⒕庸ぶ?，以防止孔內(nèi)產(chǎn)生毛刺。內(nèi)螺紋的加工根據(jù)孔徑的大小采用不同方法。

通常情況下，M6～M20的螺紋，采用攻螺紋的方法；因?yàn)榧庸ぶ行纳瞎バ≈睆铰菁y時(shí)絲錐容易折斷，所以M6以下的螺紋，可在加工中心上完成底孔加工后再通過(guò)其他手段攻螺紋；M20以上的螺紋，可采用銑削或鏜削加工。

2．加工路線的確定

在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱(chēng)為進(jìn)給路徑即加工路線。（1）確定加工路線的原則1）加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。2）在滿(mǎn)足工件精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率等要求的情況下，盡量簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)處理時(shí)的數(shù)值計(jì)算工作量，以簡(jiǎn)化編程工作。3）當(dāng)某段加工路線重復(fù)使用時(shí)，為簡(jiǎn)化編程，縮短程序長(zhǎng)度，應(yīng)使用子程序。此外，確定加工路線時(shí)還要考慮工件的形狀與剛度、加工余量的大小、機(jī)床與刀具的剛度等情況，確定是一次進(jìn)給還是多次進(jìn)給來(lái)完成加工，以及設(shè)計(jì)刀具的切入與切出方向和在銑削加工中是采用順銑還是逆銑等。（2）平面及輪廓銑削加工走刀路線的確定進(jìn)給路線的確定與工件表面狀況、要求的零件表面質(zhì)量、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙、刀具壽命以及零件輪廓形狀等有關(guān)。1）順銑和逆銑的選擇。

在銑削加工中，采用順銑還是逆銑方式是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。逆銑時(shí)切削力F的水平分力Fh的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)v，方向相反，

順銑時(shí)切v削力F的水平分力Fh的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)v，方向相同。銑削方式的選擇應(yīng)視零件圖樣的加工要求、工件材料的性質(zhì)、特點(diǎn)以及機(jī)床、刀具等條件綜合考慮。通常，由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小，順銑的工藝性?xún)?yōu)于逆銑。（2）平面及輪廓銑削加工走刀路線的確定進(jìn)給路線的確定與工件表面狀況、要求的零件表面質(zhì)量、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙、刀具壽命以及零件輪廓形狀等有關(guān)。1）順銑和逆銑的選擇。在銑削加工中，采用順銑還是逆銑方式是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。逆銑時(shí)切削力F的水平分力Fh的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)v，方向相反；

順銑時(shí)切削力F的水平分力Fh的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)v，方向相同。銑削方式的選擇應(yīng)視零件圖樣的加工要求、工件材料的性質(zhì)、特點(diǎn)以及機(jī)床、刀具等條件綜合考慮。

通常，由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小，順銑的工藝性?xún)?yōu)于逆銑。2）平面零件外輪廓的進(jìn)給路線

用立銑刀的側(cè)刃銑削平面工件的外輪廓時(shí)，為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，切入、切出部分應(yīng)考慮外延，對(duì)刀具的切入點(diǎn)和切出程序要精心設(shè)計(jì)。銑刀在切入工件時(shí)，應(yīng)沿工件輪廓曲線的延長(zhǎng)線的切線方向切入，而不應(yīng)沿法線直接切入工件，以免在工件表面產(chǎn)生切痕，保證零件輪廓光滑。同時(shí)，在切離工件時(shí)，也應(yīng)避免在切削終點(diǎn)處直接抬刀，要沿著切線終點(diǎn)外延線的切線方向逐漸切離工件。3）銑削內(nèi)輪廓的進(jìn)給路線。銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時(shí)，同銑削外輪廓一樣，刀具同樣不能沿輪廓曲線的法向切入和切出。此時(shí)刀具可沿一過(guò)渡圓弧切入和切出工件輪廓。4）銑削封閉內(nèi)腔的進(jìn)給路線。

用立銑刀銑削內(nèi)表面輪廓時(shí)，切入和切出無(wú)法外延，這時(shí)銑刀只有沿工件輪廓的法線方向切入和切出，并將其切入點(diǎn)和切出點(diǎn)選在工件輪廓兩幾何元素的交接點(diǎn)。但進(jìn)給路線不一一致，加工結(jié)果也將不同。

兩種進(jìn)給路線的共同點(diǎn)是都能銑凈內(nèi)腔中的全部面積，不留死角，不傷輪廓，同時(shí)盡量減少重復(fù)進(jìn)給的搭接量。

不同點(diǎn)是行切法的進(jìn)給路線比環(huán)切法短，但行切法將在每次進(jìn)給的起點(diǎn)與終點(diǎn)間留下殘留面積，而達(dá)不到所要求的表面粗糙度；用環(huán)切法獲得的表面粗糙度要好于行切法，但環(huán)切法需要逐次向外擴(kuò)展輪廓線，刀位點(diǎn)計(jì)算稍復(fù)雜一些。綜合行切法、環(huán)切法的優(yōu)點(diǎn)，采用如圖3-9c所示的進(jìn)給路線，即先用行切法切去中間部分余量，最后用環(huán)切法切一刀，這樣既能使總的進(jìn)給路線短，又能獲得較好的表面粗糙度5）銑削曲面的走刀路線。

銑削曲面時(shí)，常用球頭刀進(jìn)行加工。

圖3-10表示加工邊界敞開(kāi)的直紋曲面常用的兩種進(jìn)給路線。當(dāng)采用圖3-10a所示的方案加工時(shí)，每次直線進(jìn)給，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序較短，而且加工過(guò)程符合直紋面的形成規(guī)律，可以準(zhǔn)確保證素線的直線度。

而采用圖3-9b所示的方案加工時(shí)，符合這類(lèi)工件表面數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度高，因此在實(shí)際生產(chǎn)中最好將以上兩種方案結(jié)合起來(lái)。

另外由于曲面工件的邊界是敞開(kāi)的，沒(méi)有其他表面限制，所以曲面邊界可以外延，為保證加工的表面質(zhì)量，球頭刀應(yīng)從曲面邊界外部進(jìn)刀和退刀。當(dāng)邊界不敞開(kāi)時(shí)，確定走刀路線要另行處理?？傊?，確定進(jìn)給路線的原則是在保證零件加工精度和表面粗糙度的條件下，盡量縮短進(jìn)給路線，以提高生產(chǎn)率。（3）孔加工走刀路線的確定

孔加工時(shí)，一般是首先將刀具在XY平面內(nèi)快速定位運(yùn)動(dòng)到孔中心線的位置上，然后沿Z方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工。所以，孔加工進(jìn)給路線的確定包括XY平面和Z方向進(jìn)給路線。1）確定XY平面內(nèi)的進(jìn)給路線?？准庸r(shí)，刀具在XY平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)屬于點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)，確定進(jìn)給路線時(shí)，主要考慮以下問(wèn)題。①定位要迅速。即在刀具不與工件、夾具和機(jī)床碰撞的前提下空行程時(shí)間盡可能短。例如，鉆如圖3-11a所示零件的孔。按一般規(guī)律是先加工均布在同一圓周上的八個(gè)孔后，再加工另一圓周上的孔，如圖3-11b所示，但對(duì)點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床，這并不是最短的加工路線，應(yīng)按圖3-11c所示的加工路線進(jìn)行加工，使各孔間距離的總和最小，以節(jié)省加工時(shí)間。②定位要準(zhǔn)確。孔加工中，除了空行程應(yīng)盡量最短之外，在鏜孔中，孔系之間往往還要有較高的位置精度。

因此安排鏜孔路線時(shí)，要安排各孔的定位方向一致，即采用單向趨近定位點(diǎn)的方法，以免傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差或測(cè)量系統(tǒng)誤差對(duì)定位精度的影響。

如圖3-12a所示，要加工6個(gè)孔，若按圖3-12b所示的加工路線，則在加工孔5時(shí)，Y方向的反向間隙將開(kāi)始影響其與前一個(gè)孔之間的孔距精度，而圖3-12c所示的加工路線，可使各孔的定位方向一致，從而提高孔距精度。定位迅速和定位準(zhǔn)確兩者有時(shí)難以同時(shí)滿(mǎn)足，在上述兩例中，圖3-12b是按最短路線進(jìn)給，但不是從同一方向趨近目標(biāo)位置，影響了刀具定位精度，圖3-12c是從同一方向趨近目標(biāo)位置，但不是最短路線，增加了刀具的空行程。這時(shí)應(yīng)抓主要矛盾，若按最短路線進(jìn)給能保證定位精度，則取最短路線，反之，應(yīng)取能保證定位精度的路線。2）確定Z方向（軸向）的進(jìn)給路線。刀具在Z方向的進(jìn)給路線分為快速移動(dòng)進(jìn)給路線和工作進(jìn)給路線。刀具先從初始平面快速運(yùn)動(dòng)到距工件加工表面一定距離的R平面，然后按工作進(jìn)給速度進(jìn)行加工。圖3-13a所示為加工單個(gè)孔時(shí)刀具的進(jìn)給路線。對(duì)多個(gè)孔加工而言，為減少刀具的空行程進(jìn)給時(shí)間，加工中間孔時(shí)，刀具不必退回到初始平面，只要退回到R平面上即可，其進(jìn)給路線如圖3-13b所示。三、零件在數(shù)控銑床上的裝夾方法1．定位基準(zhǔn)的選擇

選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)注意減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次安裝中能把零件上所有要加工的表面都加工出來(lái)。一般選擇零件上不需要數(shù)控銑削的平面或孔作定位基準(zhǔn)。對(duì)薄板零件，選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于提高工件的剛性，以減少切削變形。定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差對(duì)尺寸精度的影響。2．夾具的設(shè)計(jì)原則數(shù)控銑床可以加工形狀復(fù)雜的零件，數(shù)控銑床上的工件裝夾方法與普通銑床的工件裝夾方法一樣，所使用的夾具往往并不復(fù)雜，只要求有簡(jiǎn)單的定位、夾緊機(jī)構(gòu)就可以了。但要將加工部位敞開(kāi)，不能因裝夾工件而影響進(jìn)給和切削加工。設(shè)計(jì)數(shù)控銑削夾具應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。1）工件的被加工表面必須充分暴露在外，夾緊元件與被加工表面間的距離要保持一定的安全距離。各夾緊元件應(yīng)盡可能低，以防銑夾頭或主軸套筒與之在加工過(guò)程中相碰撞。2）夾具安裝應(yīng)保證工件的方位與工件坐標(biāo)系一致，并且還要能協(xié)調(diào)零件定位面與數(shù)控銑床之間保持一定的坐標(biāo)聯(lián)系。3）夾具的剛性和穩(wěn)定性要好，盡量不采用更換壓板（夾緊點(diǎn)）的設(shè)計(jì)。若必須更換時(shí)，要保證不破壞工件的定位。3．常用夾具的種類(lèi)1）萬(wàn)能組合夾具。適用于小批量生產(chǎn)或研制時(shí)的中、小型工件在數(shù)控銑床上進(jìn)行銑削加工。2）專(zhuān)用銑削夾具。專(zhuān)用銑削夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計(jì)制造的，在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中使用。在生產(chǎn)過(guò)程中它能有效地降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，并獲得較高的加工精度。3）多工位夾具?？梢酝瑫r(shí)裝夾多個(gè)工件，可減少換刀次數(shù)，也便于一邊加工，一邊裝卸工件，有利于縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，適用于中批量生產(chǎn)。4）氣動(dòng)或液壓夾具。適用于生產(chǎn)批量較大，采用其他夾具又特別費(fèi)工、費(fèi)力的工件，能減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率，但此類(lèi)夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)往往較高，而且制造周期較長(zhǎng)。5）其他通用夾具。如機(jī)用虎鉗、分度頭及自定心卡盤(pán)等。4．夾具選用原則

在選用夾具時(shí)，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量保證及經(jīng)濟(jì)性，選用時(shí)可參照下列原則：1）在生產(chǎn)量小或研制時(shí)，應(yīng)廣泛采用萬(wàn)能組合夾具，只有在組合夾具無(wú)法解決工件裝夾時(shí)，才考慮采用其他夾具。2）小批量或成批生產(chǎn)時(shí)可考慮采用專(zhuān)用夾具，但應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。3）在生產(chǎn)批量較大時(shí)可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)、液壓夾具。四、數(shù)控銑床刀具系統(tǒng)1．刀具的基本特點(diǎn)

為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)等要求，數(shù)控機(jī)床對(duì)所用的刀具有許多性能上的要求。與普通機(jī)床的刀具相比，數(shù)控銑床用刀具及刀具系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。1）刀片和刀柄高度通用化、規(guī)則化、系列化。2）刀片和刀具幾何參數(shù)及切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。3）刀片或刀具材料及切削參數(shù)需與被加工工件材料相匹配。4）刀片或刀具的使用壽命長(zhǎng)、加工剛性好。5）刀片及刀柄的定位基準(zhǔn)精度高，刀柄對(duì)機(jī)床主軸的相對(duì)位置要求也較高。6）刀柄須有較高的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，刀柄及刀具系統(tǒng)的重量不能超標(biāo)。7）刀柄的轉(zhuǎn)位、拆裝和重復(fù)定位精度要求高。2．刀具的材料（1）常用刀具材料

常用的數(shù)控刀具材料有高速工具鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、1陶瓷、立方氮化硼、金剛石等。其中，高速工具鋼、硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金在數(shù)控銑削刀具中應(yīng)用最廣。（2）刀具材料性能比較

以上各刀具材料的硬度和韌性對(duì)比如圖3-14所示。3．刀具的種類(lèi)數(shù)控銑床的刀具種類(lèi)很多，根據(jù)刀具的加工用途，可分為輪廓類(lèi)加工刀具和孔類(lèi)加工刀具等幾種類(lèi)型。（1）輪廓類(lèi)加工刀具1）面銑刀。

面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為主切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速工具鋼或硬質(zhì)合金，刀體材料為40Cr。刀片和刀齒與刀體的安裝方式有整體焊接式、機(jī)夾焊接式和可轉(zhuǎn)位式三種，其中可轉(zhuǎn)位式是當(dāng)前最常用的一種夾緊方式。采用可轉(zhuǎn)位式夾緊方式時(shí)，當(dāng)?shù)镀囊粋€(gè)切削刃用鈍后，可直接在機(jī)床上將刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片，從而提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)面銑刀刀具型號(hào)的不同，面銑刀直徑可取d=40~400mm，螺旋角β=10°，刀齒數(shù)取z=4~20。2）立銑刀。

立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刃為副切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。主切削刃一般為螺旋齒，這樣可以增加切削平穩(wěn)性，提高加工精度。由于普通立銑刀端面中心處無(wú)切削刃，所以立銑刀不能做軸向進(jìn)給，端面刃主要用來(lái)加工與側(cè)面相垂直的底平面。

標(biāo)準(zhǔn)立銑刀的螺旋角β為40°～50°（粗齒）或30°～35°（細(xì)齒），套式結(jié)構(gòu)立銑刀的β為15°～25°。粗齒立銑刀齒數(shù)z=3~4，細(xì)齒立銑刀齒數(shù)z=5~8～8，套式結(jié)構(gòu)z=10~20～20；容屑槽圓弧半徑r=2~5～5mm。當(dāng)立銑刀直徑較大時(shí)，還可制成不等齒距結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)減振作用，使切削過(guò)程平穩(wěn)。

立銑刀的刀柄有直柄和錐柄之分。直徑較小的立銑刀，一般做成直柄形式。直徑較大的立銑刀，一般做成7：24的錐柄形式。還有些大直徑（25～80mm）的立銑刀（圖3-16b），除采用錐柄形式外，還可采用內(nèi)螺孔來(lái)拉緊刀具。3）鍵槽銑刀。鍵槽銑刀（圖3-17）一般只有兩個(gè)刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延伸至中心，既像立銑刀，又像鉆頭。加工時(shí)先軸向進(jìn)給達(dá)到槽深，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長(zhǎng)。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀直徑d=2~22mmmm，錐柄鍵槽銑刀直徑d=14~50mm鍵槽銑刀直徑的精度要求較高，其公差有e8和d8兩種。鍵槽銑刀重磨時(shí)，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后銑刀直徑不變。4）模具銑刀。模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀（圓錐半角a/2=35°、7°、10°）、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。模具銑刀中，圓柱形球頭立銑刀（圖3-18）在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用較為廣泛。5）鼓形銑刀和成形銑刀。

鼓形銑刀的切削刃分布在半徑為R的圓弧面上，端面無(wú)切削刃。該刀具主要用于斜角平面和變斜角平面的加工。這種刀具的缺點(diǎn)是刃磨困難，切削條件差，而且不適于加工有底的輪廓表面。成形銑刀是為特定的工件或加工內(nèi)容專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造的，如角度面、凹槽、特形孔或臺(tái)階等。（2）孔類(lèi)加工刀具孔類(lèi)加工刀具主要有鉆頭、鉸刀、鏜刀等。1）鉆頭。

加工中心上的常用鉆頭（圖3-19）有中心鉆、麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、深孔鉆和锪孔鉆等。麻花鉆由工作部分和柄部組成。工作部分包括切削部分和導(dǎo)向部分，而柄部有莫氏錐柄和圓柱柄兩種。刀具材料常使用高速工具鋼和硬質(zhì)合金。中心鉆（圖3-19a）主要用于孔的定位，由于切削部分的直徑較小，所以中心鉆鉆孔時(shí)，應(yīng)選取較高的轉(zhuǎn)速。

標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（圖3-19b）的切削部分由兩個(gè)主切削刀、兩個(gè)副切削刃、一個(gè)橫刃和兩個(gè)螺旋槽組成。在鉆孔時(shí)，因無(wú)夾具鉆模導(dǎo)向，受兩切削刃上切削力不對(duì)稱(chēng)的影響，容易引起鉆孔偏斜，故要求鉆頭的兩切削刃必須有較高的刃磨精度（兩刃長(zhǎng)度一致，頂角對(duì)稱(chēng)于鉆頭中心線或先用中心鉆定中心，再用鉆頭鉆孔）。擴(kuò)孔鉆（圖3-19c）一般有3～4條主切削刃、切削部分的材料為高速工具鋼或硬質(zhì)合金，結(jié)構(gòu)形式有直柄式、錐柄式和套式等。在小批量生產(chǎn)時(shí)，常用麻花鉆改制。深孔是指孔深與孔直徑之比為5～10的孔。加工深孔時(shí)，加工中散熱差，排屑困難，鉆桿剛性差，易使刀具損壞和引起孔的軸線偏斜，從而影響生產(chǎn)率和加工精度，故應(yīng)選用深孔刀具加工。

锪鉆主要用于加工錐形沉孔或平底沉孔。锪孔加工的主要問(wèn)題是所得锪面或錐面產(chǎn)生振痕。因此，在锪孔過(guò)程中要特別注意刀具參數(shù)和切削用量的正確選用。2）鉸刀。

數(shù)控銑床大多采用通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀進(jìn)行鉸孔。此外，還使用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片單刃鉸刀和浮動(dòng)鉸刀等。

鉸孔的加工公差等級(jí)可達(dá)IT6～I(xiàn)T9、表面粗糙度Ra可達(dá)0.8~1.6μm。

標(biāo)準(zhǔn)鉸刀（圖3-20）有4～12齒，由工作部分、頸部和柄部三部分組成。鉸刀工作部分包括切削部分與校準(zhǔn)部分。切削部分為錐形，擔(dān)負(fù)主要切削工作。切削部分的主偏角為5°～15°，前角一般為0°，后角一般為5°～8°。校準(zhǔn)部分的作用是校正孔徑、修光孔壁和導(dǎo)向。校準(zhǔn)部分包括圓柱部分和倒錐部分。圓柱部分保證鉸刀直徑和便于測(cè)量，倒錐部分可減少鉸刀與孔壁的摩擦和減小孔徑擴(kuò)大量。

整體式鉸刀的柄部分有直柄和錐柄之分，直徑較小的鉸刀，一般做成直柄形式，而大直徑鉸刀則常做成錐柄形式。3）鏜孔刀具。鏜孔所用刀具為鏜刀。鏜刀種類(lèi)很多，按加工精度可分為粗鏜刀和精鏜刀。此外，鏜刀按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。①粗鏜刀。

粗鏜刀（圖3-21）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用螺釘將鏜刀刀頭裝夾在鏜桿上。刀桿頂部和側(cè)部有兩只鎖緊螺釘，分別起調(diào)整尺寸和鎖緊作用。鏜孔時(shí)，所鏜孔徑的大小要靠調(diào)整刀具的懸伸長(zhǎng)度來(lái)保證，調(diào)整麻煩，效率低，大多用于單件小批生產(chǎn)。②精鏜刀。精鏜刀目前較多地選用可調(diào)精鏜刀（圖3-22）。這種鏜刀的徑向尺寸可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方便且精度高。調(diào)整尺寸時(shí)，先松開(kāi)鎖緊螺釘，然后轉(zhuǎn)動(dòng)帶刻度盤(pán)的調(diào)整螺母，等調(diào)至所需尺寸，再擰緊鎖緊螺釘。③鏜刀刀頭。鏜刀刀頭可分為粗鏜刀刀頭（圖3-23）和精鏜刀刀頭（圖3-24）。粗鏜刀刀頭與普通焊接車(chē)刀相類(lèi)似；精鏜刀刀頭上帶刻度盤(pán)，每格刻線表示刀頭的調(diào)整距離為0.01mm（半徑值）。4）紋孔加工刀具。

數(shù)控銑床或加工中心大多采用攻螺紋的絲錐來(lái)加工內(nèi)螺紋。此外，還采用螺紋銑削刀具來(lái)銑加工螺紋孔。絲錐（圖3-25）由工作部分和柄部組成。工作部分包括切削部分和校準(zhǔn)部分。切削部分的前角為8°～10°，后角鏟磨成6°～8°。前端磨出切削錐角，使切削負(fù)荷分布在幾個(gè)刀齒上，使切削省力。校準(zhǔn)部分的大徑、中徑、小徑均有（0.05～0.12）／100的倒錐，以減少與螺孔的摩擦，減小所攻螺紋的擴(kuò)張量。4．?dāng)?shù)控銑削刀柄系統(tǒng)

數(shù)控銑床、加工中心刀柄系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，即刀柄、拉釘和夾頭（或中間模塊）。（1）刀柄

切削刀具通過(guò)刀柄與數(shù)控銑床主軸連接，其強(qiáng)度、剛性、耐磨性、制造精度以及夾緊力等對(duì)加工有直接的影響。數(shù)控銑床刀柄一般采用7：24錐面與主軸錐孔配合定位，刀柄及其尾部供主軸內(nèi)拉緊機(jī)構(gòu)用的拉釘已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，其使用的標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）和中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，數(shù)控銑床刀柄系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)所選用的數(shù)控銑床要求進(jìn)行配備。數(shù)控銑削刀柄可分為整體式與模塊式兩類(lèi)。根據(jù)刀柄柄部形式及所采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的不同，我國(guó)使用的刀柄常分成BT（日本MAS403標(biāo)準(zhǔn)）、JT（GB／T10944與ISO7388標(biāo)準(zhǔn)，帶機(jī)械手夾持槽）、ST（ISO或GB，不帶機(jī)械手夾持槽）和CAT（美國(guó)ANSI標(biāo)準(zhǔn)）等幾種系列，這幾種系列的刀柄除局部槽的形狀不同外，其余結(jié)構(gòu)基本相同。根據(jù)錐柄大端直徑的不同，與其相對(duì)應(yīng)的刀柄又分為40、45、50（個(gè)別的還有30和35）等幾種不同的錐度號(hào)。40、45、50是指刀柄的型號(hào)，并不是指刀柄實(shí)際的大端直徑，如BT／JT／ST50和BT／JT／ST40分別代表錐柄大端直徑為69.85mm和44.53m的7：24錐柄。數(shù)控銑削常用刀柄的類(lèi)型及其使用場(chǎng)合見(jiàn)表3-1。（2）拉釘

拉釘?shù)某叽缫惨褬?biāo)準(zhǔn)化，ISO或GB規(guī)定了A型和B型兩種形式的拉釘，其中A型拉釘用于不帶鋼球的拉緊裝置，而B(niǎo)型拉釘用于帶鋼球的拉緊裝置。刀柄及拉釘?shù)木唧w尺寸可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。（3）彈簧夾頭及中間模塊

彈簧夾頭有兩種，即ER彈簧夾頭和KM彈簧夾頭。其中ER彈簧夾頭的夾緊力較小，適用于切削力較小的場(chǎng)合；KM彈簧夾頭的夾緊力較大，適用于強(qiáng)力銑削。中間模塊是刀柄和刀具之間的中間連接裝置，通過(guò)中間模塊的使用，提高了刀柄的通用性能。例如，鏜刀、絲錐與刀柄的連接就經(jīng)常使用中間模塊。五、切削用量的選擇

切削用量包括切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。

切削用量的大小、切削功率、刀具磨損對(duì)加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。

數(shù)控加工中選擇切削用量時(shí)，要根據(jù)零件的加工方法、加工精度和表面質(zhì)量要求、工件材料、選用的刀具和使用的數(shù)控設(shè)備，在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能，查切削用量手冊(cè)并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，正確合理地選擇切削用量。1．背吃刀量和側(cè)吃刀量的確定

背吃刀量ap是指平行于銑刀軸線的切削層尺寸，端銑時(shí)為切削層的深度，周銑時(shí)為切削層的寬度。側(cè)吃刀量ae是指垂直于銑刀軸線的切削層尺寸，端銑時(shí)為被加工表面的寬度，周銑時(shí)為切削層的深度。

吃刀量對(duì)刀具的壽命影響最小，在確定背吃刀量和側(cè)吃刀量時(shí)，要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具、工件的剛度和被加工零件的精度要求來(lái)決定。如果零件精度要求不高，在工藝系統(tǒng)剛度允許和機(jī)床動(dòng)力范圍內(nèi)，盡量加大吃刀量，提高加工效率。如果零件精度要求高，應(yīng)減小吃刀量，增加走刀次數(shù)。

當(dāng)零件表面粗糙度Ra值為12.5～25μm時(shí)，在周銑的加工余量小于5mm，端銑的加工余量小于6mm時(shí)，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但在加工余量較大，工藝系統(tǒng)剛度和機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，應(yīng)分兩次切削完成。當(dāng)零件表面粗糙度Ra值為3.2～12.5μm時(shí)，應(yīng)分粗銑和半精銑進(jìn)行切削，粗銑時(shí)吃刀量按上述要求確定，粗銑后留0.5～1.0mm的加工余量，在半精銑時(shí)切除。當(dāng)零件表面粗糙度Ra值為0.8～3.2μm時(shí)，應(yīng)分粗銑、半精先和精銑三步進(jìn)行。半精銑的吃刀量取1.5～2.0mm，精銑時(shí)周銑側(cè)吃刀量取0.1～0.3mm；端銑背吃刀量取0.5~1.0mm。為提高切削效率，端銑刀應(yīng)盡量選擇較大的直徑，切削寬度取刀具直徑的1／3～1／2，切削深度應(yīng)大于冷硬層的厚度。2．進(jìn)給速度的確定

進(jìn)給速度F是刀具切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與刀具沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移，單位為mm／min。

對(duì)于多齒刀具，其進(jìn)給速度F、刀具轉(zhuǎn)速n、刀具齒數(shù)z和每齒進(jìn)給量fz（多齒刀具每轉(zhuǎn)或每行程中每齒相對(duì)于工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的位移量）的關(guān)系為F=nzfz

進(jìn)給速度是影響刀具壽命的主要因素，在確定進(jìn)給速度時(shí)，要綜合考慮零件的加工精度、表面粗糙度、刀具及工件的材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取。

粗加工時(shí)，主要考慮機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)和刀具的強(qiáng)度、剛度等限制因素，根據(jù)被加工零件的材料、刀具尺寸和已確定的背吃刀量，選擇進(jìn)給速度。

半精加工和精加工時(shí)，主要考慮被加工零件的精度、表面粗糙度、工件和刀具的材料性能等因素的影響。工件表面粗糙度值越小，進(jìn)給速度也越??；工件材料的硬度越高，進(jìn)給速度越??；工件、刀具的剛度和強(qiáng)度較低時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選較小值。工件表面的加工余量大，切削進(jìn)給速度應(yīng)低些。反之，工件的加工余量小，切削進(jìn)給速度應(yīng)高一些。3．切削速度的確定

切削速度v是刀具切削刃的圓周線速度?？捎媒?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可根據(jù)已經(jīng)選好的背吃刀量、進(jìn)給速度及刀具的壽命，在機(jī)床允許的切削速度范圍內(nèi)查取，或參考有關(guān)切削用量手冊(cè)選用。

需要強(qiáng)調(diào)的是切削用量的選擇雖然可以通過(guò)查閱切削用量手冊(cè)或參考有關(guān)資料確定，但是就某一個(gè)具體零件而言，通過(guò)這種方法確定的切削用量未必理想，有時(shí)需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行試切，才能確定比較理想的切削用量。因此需要在實(shí)踐當(dāng)中不斷進(jìn)行總結(jié)和完善。常用工件材料的銑削速度參考值見(jiàn)表3-2。根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具壽命選擇切削速度。可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在機(jī)床說(shuō)明書(shū)允許的切削速度范圍內(nèi)查表選取或者參考有關(guān)切削用量手冊(cè)選用。

數(shù)控銑床編程加工——直槽的編程與加工一、數(shù)控銑床編程特點(diǎn)1.編程術(shù)語(yǔ)（1）起始平面程序開(kāi)始時(shí)刀具的初始位置所在的平面，一般選取距工件上表面100mm左右的位置（2）進(jìn)刀平面（R面）刀具從高速移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)始切削的轉(zhuǎn)折平面，一般距加工平面5mm。（3）退刀平面切削完后，刀具從切削轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚僖苿?dòng)的轉(zhuǎn)折平面，一般距加工平面5mm。（4）安全平面刀具處于安全平面時(shí)，可以進(jìn)行G00高速移動(dòng)。，一般高出被加工零件最高點(diǎn)10mm（5）返回平面程序結(jié)束后刀具要返回的平面，一般選取高出被加工零件最高點(diǎn)100mm處。二、編程指令（1）工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移及取消指令G54~G59、G53指令格式：

G54/G55/G56/G57/G58/G59：設(shè)定工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移指令

G53：取消工件坐標(biāo)系設(shè)定，即選擇機(jī)床坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是通過(guò)零點(diǎn)偏移的方法來(lái)進(jìn)行設(shè)定的說(shuō)明：工件坐標(biāo)系原點(diǎn)通常通過(guò)零點(diǎn)偏置的方法來(lái)進(jìn)行設(shè)定，其設(shè)定過(guò)程：找出定位夾緊后工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)值，如圖所示的a、b和c值。這些值一般通過(guò)對(duì)刀操作及機(jī)床面板操作可輸入機(jī)床偏置存儲(chǔ)器，G54～G59是系統(tǒng)預(yù)定的6個(gè)工件坐標(biāo)系，可根據(jù)需要任意選用，從而將機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)偏置至工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。

設(shè)定工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移圖零點(diǎn)偏置設(shè)定工件坐標(biāo)系的實(shí)質(zhì)就是在編程與加工之前讓數(shù)控系統(tǒng)知道工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的具體位置。

通過(guò)這種方法設(shè)定的工件坐標(biāo)系，只要不對(duì)其進(jìn)行修改、刪除操作，將永久保存，即使機(jī)床關(guān)機(jī)，其坐標(biāo)系也會(huì)保留。（2）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92指令格式：G92X＿Y＿Z__說(shuō)明：X、Y、Z為刀具當(dāng)前位置相對(duì)于新設(shè)定的工件坐標(biāo)系的新坐標(biāo)值。G92并不驅(qū)使機(jī)床刀具或工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)G92命令確定刀具當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)位置相對(duì)于加工原點(diǎn)（編程起點(diǎn)）的距離關(guān)系，以求建立起工件坐標(biāo)系。如要建立如圖所示工件的坐標(biāo)系，使用G92設(shè)定坐標(biāo)系的程序?yàn)镚92X50Y50Z30。G92指令一般放在一個(gè)零件程序的第一段。通過(guò)G92建立的工件坐標(biāo)系與刀具的當(dāng)前位置有關(guān)，實(shí)際上由刀具的當(dāng)前位置及G92指令后的坐標(biāo)值反推得出，是不穩(wěn)定坐標(biāo)系。因此，G92設(shè)定坐標(biāo)系的方法通常用于單件加工。2．絕對(duì)坐標(biāo)G90與相對(duì)坐標(biāo)G91指令指令格式：G90；G91;說(shuō)明：G90是絕對(duì)值編程，即每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì)于程序原點(diǎn)的；G91是相對(duì)值編程，即每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì)于前一位置而言的，該值等于沿軸移動(dòng)的距離，與坐標(biāo)軸同向取正，反向取負(fù)。G90G01X40Y70F200;G91G01X-60Y40F200;3．進(jìn)給功能單位設(shè)定指令G94／G95（1）每分鐘進(jìn)給量G94指令格式：G94F＿；說(shuō)明：F后面的數(shù)字表示主軸每分鐘進(jìn)給量，單位為mm／min。G94為數(shù)控銑床的初始狀態(tài)。（2）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量G95指令格式：G95F＿；說(shuō)明：F后面的數(shù)字表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm／r。4．快速定位指令G00指令格式：GOOX＿Y＿Z說(shuō)明：1）X、Y、Z指令參數(shù)：在G90時(shí)為目標(biāo)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于當(dāng)前點(diǎn)的位移量。一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。2）進(jìn)給速度F對(duì)GO0指令無(wú)效，快速移動(dòng)的速度由系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)確定。對(duì)于快速進(jìn)給速度的調(diào)整，可用機(jī)床操作面板上的修調(diào)旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)，通?？焖龠M(jìn)給速率修調(diào)分為FO、25％、50％、100％；FO對(duì)應(yīng)的速度是系統(tǒng)默認(rèn)最大速度值的10％，各軸通用。注意在執(zhí)行GO0指令時(shí)，例如“G90G00X160Y110”，由于各軸以各自速度移動(dòng)，不能保證各軸同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，因而聯(lián)動(dòng)直線軸的合成軌跡不一定是直線。所以操作者必須格外小心，以免刀具與工件發(fā)生碰撞。常見(jiàn)的做法是在未知GO0軌跡的情況下，盡量不用三坐標(biāo)編程，避免刀具碰撞工件或夾具。5．直線插補(bǔ)指令G01指令格式：G01X_Y_Z_F_說(shuō)明：1）X、Y、Z指令參數(shù)：在G90時(shí)為終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為終點(diǎn)相對(duì)于當(dāng)前點(diǎn)的位移量。2）F指定的進(jìn)給速度，直到新的F值被指定之前一直有效，因此無(wú)需對(duì)每個(gè)程序段都指定F。單位為mm／min。03020N10G54G90G00Z100;N20M03S2000;N30G00X20Y80;N40Z5;N50G01Z-0.5F400;N60G91X30;N70Y-30;N80X-30;N90Y-30;N100X30;N110G90G00Z100;N120M05;N130M30;03021N10G54G90G00Z50;N20M03S600;N30G00X112Y-50;N40Z5;N50G01Z-1F200;

N60G91X-212F100;N70Y18;N80X212;N90Y18;N100X-212;N110Y18;N120X212;N130Y18;N140X-212;N150Y18;N160X212;N170G90G00Z100;N180M05;N190M30;03022N10G54G90G00Z50;N20M03S1000;N30G00X-30Y-25;N40Z5;N50G01Z-2F100;N60Y25;N70X30;N80Y-25;N90X-30;N100G00Z100;N110M05;N120M30;03023N10G54G90G00Z50;N20M03S1000;N30G00X5Y20;N40Z5;N50G01Z-3F70;N60X25Y83F100;N70X45Y20;N80X35Y50;N90X15;

N100G01Z5F200;N110G00X55Y83;N120G01Z-3F70;N130X95F100;N140X55Y20;N150X95;N160G01Z5;N170G00Z100;N180M05;N190M30;THEEND數(shù)控銑床編程加工——圓弧槽的編程與加工一、編程指令1．平面選擇指令G17／G18／G19

右手直角笛卡兒坐標(biāo)系的三個(gè)互相垂直的軸X、Y、Z分別構(gòu)成三個(gè)平面。

對(duì)于三坐標(biāo)的銑床和加工中心，常用這些指令確定機(jī)床在哪個(gè)平面內(nèi)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。

G17表示在平面內(nèi)加工；G18表示在ZX平面內(nèi)加工；G19表示在YZ平面內(nèi)加工。

一般系統(tǒng)默認(rèn)為G17。

該組指令用于選擇進(jìn)行圓弧插補(bǔ)和刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠矫妗?/p>

需要注意的是，移動(dòng)指令與平面選擇無(wú)關(guān)，例如執(zhí)行指令“G17G01Z10；”時(shí)，Z軸照樣會(huì)移動(dòng)。

1)絕對(duì)值編程G90G01X160Y40F200;G03X100Y100R60F100;(G03X100Y100I-60J0F100)G02X80Y60R50;(G02X80Y60I-50J0)2)相對(duì)值編程G91G01X0Y40F200;G03X-60Y60R60F100;(G03X-60Y60I-60J0F100)G02X-20Y-40R50;(G02X-20Y-40I-50J0)1)絕對(duì)值編程G90G02X0Y60R60F100;(G90G02X0Y60I60J0F100)G90G02X0Y60R-60F100;(G90G02X0Y60I0J60F100)2)相對(duì)值編程G91G02X60Y60R-60F100;(G91G02X60Y60I0J60F100)G91G02X60Y60R60F100;(G91G02X60Y60I60J0F100)從A點(diǎn)順時(shí)針?lè)较蛞恢埽篏90G02X30Y0I-30J0F300;G91G02X0Y0I-30J0F300;從B點(diǎn)逆時(shí)針?lè)较蛞恢埽篏90G03X0Y-30I0J30F300;G91G03X0Y0I0J30F300;03030N10G54G90G00Z50;N20M03S1500;N30G00X0Y-50;N40Z5;N50G01Z-2F70;N60G03I0J50;N70X0Y0R25;N80G02X0Y50R25;N90G00Z5;N100Y37.5;N110G01Z-2;N120G02I0J-12.5;N130G00Z5;N140Y-12.5;N150G01Z-2;N160G02I0J-12.5;N170G00Z100;N180M05;N190M30;03031N10G54G90G00Z100;N20M03S1000;N30G00X55Y45;N40Z5;N50G01Z-3F70;N60G03X45Y55R10;N70G01X25;N80G03X25Y35R10;N90G01X45;N100G02X45Y15R10;N110G01X25;N120G02X15Y25R10;N130G01Z5;N140G00Z100;N150M05;N160M30THEEND數(shù)控銑床編程加工——

內(nèi)外輪廓的編程與加工

編程指令數(shù)控機(jī)床在切削過(guò)程中不可避免地存在刀具磨損問(wèn)題，比如鉆頭長(zhǎng)度變短，銑刀半徑變小等，這時(shí)加工出的工件尺寸也隨之變化。

如果系統(tǒng)功能中有刀具尺寸補(bǔ)償功能，則可在操作面板上輸入相應(yīng)的修正值，使加工出的工件尺寸仍然符合圖樣要求，否則就得重新編程。

有了刀具尺寸補(bǔ)償功能后，數(shù)控編程大為簡(jiǎn)便，在編程時(shí)可以完全不考慮刀具中心軌跡計(jì)算，直接按零件輪廓編程。啟動(dòng)機(jī)床加工前，只需輸入使用刀具的參數(shù)，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)，減輕了編程人員勞動(dòng)強(qiáng)度。另外，試切和加工中工件尺寸與圖樣要求不符時(shí)，可借助相應(yīng)的補(bǔ)償加工出合格的零件。刀具的補(bǔ)償通常有三種：刀具半徑補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具磨損補(bǔ)償。（1）刀具半徑補(bǔ)償指令G41／G42／G40

在銑床上進(jìn)行輪廓加工時(shí)，因?yàn)殂姷毒哂幸欢ǖ陌霃?，所以刀具中心（刀心）軌跡和工件輪廓不重合。

數(shù)控裝置大都具有刀具半徑補(bǔ)償功能，為程序編制提供了方便。當(dāng)編制零件加工程序時(shí)，只需按零件輪廓編程，使用刀具半徑補(bǔ)償指令，并在控制面板上用鍵盤(pán)（CRT／MDI）方式，人工輸入刀具半徑值，數(shù)控系統(tǒng)便能自動(dòng)計(jì)算出刀具中心的偏移量，進(jìn)而得到偏移后的中心軌跡，并使系統(tǒng)按刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)。G17G41/G42/G40G00/G01X__Y__D__F__說(shuō)明：1）G41、G42、G40為模態(tài)指令，G41為刀具半徑左補(bǔ)償，G42為刀具半徑右補(bǔ)償，G40為取消刀補(bǔ)，機(jī)床初始狀態(tài)為G40。2）G41、G42的判斷方法：順著刀具前進(jìn)方向看（假定工件不動(dòng)），刀具位于工件切削廓的左側(cè)，稱(chēng)為刀具半徑左補(bǔ)償；刀具位于工件切削輪廓的右側(cè)，稱(chēng)為刀具半徑右補(bǔ)償3）D為刀具補(bǔ)償號(hào)，也稱(chēng)為刀具偏置代號(hào)地址字，后面常用兩位數(shù)字表示代號(hào)。D代碼中存放刀具半徑值作為偏置量，用于數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。一般有D00～D99。偏置量可用CRT／MDI方式輸入。4）刀具半徑補(bǔ)償值必須小于最小內(nèi)圓弧半徑值，當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償值大于程序中內(nèi)圓弧半徑時(shí)，機(jī)床報(bào)警并停止在將要過(guò)切語(yǔ)句的起始點(diǎn)上。刀具半徑補(bǔ)償?shù)淖饔茫?）刀具因磨損、重磨、換新而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)置中輸入變化后的刀具直徑。1為未磨損刀具，2為磨損后刀具，兩者直徑不同，只需將刀具參數(shù)表中的刀具半徑r1改為r2，即可適用于同一程序。2）用同一程序，并用同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補(bǔ)償，粗精加工均可進(jìn)行。刀具半徑為r，精加工余量為A。粗加工時(shí)，輸入刀具直徑D=2(r+Δ)，則加工出細(xì)雙點(diǎn)畫(huà)線輪廓。精加工時(shí)，用同一程序、同一刀具，但輸入刀具直徑D=2r，則加工出實(shí)線輪廓。3）采用同一程序段加工同一公稱(chēng)直徑的凹凸模。對(duì)于同一公稱(chēng)直徑的凹、凸型面，只需寫(xiě)成一個(gè)程序，在加工外輪廓時(shí)，將偏置值設(shè)為＋，刀具中心將沿輪廓的外側(cè)切削：當(dāng)加工內(nèi)輪廓時(shí)，將偏置值設(shè)為-R，這時(shí)刀具中心將沿輪廓的內(nèi)側(cè)切削。這種編程與加工方法在模具加工中運(yùn)用較多。2.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令G43／G44／G49通常加工一個(gè)工件時(shí)，每把刀具的長(zhǎng)度都不相同，同時(shí)，刀具的磨損或裝夾也會(huì)引起刀具長(zhǎng)度發(fā)生變化，因此在同一坐標(biāo)系下執(zhí)行如GO0ZO這樣的指令時(shí)，刀具的長(zhǎng)度不同會(huì)導(dǎo)致刀具端面到工件的距離也不同。這種情況下，如果頻繁改變程序就會(huì)非常麻煩且易出錯(cuò)。為此，應(yīng)事先測(cè)定出各刀具的長(zhǎng)度，然后把它們與標(biāo)準(zhǔn)刀具（通常定為第一把刀）長(zhǎng)度的差設(shè)定給CNC。這樣在運(yùn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償程序時(shí)，即使換刀，程序也不需要改變。長(zhǎng)度補(bǔ)償程序使刀具端面在執(zhí)行Z軸定位的指令（如GOOZO）后距離工件的位置是相同的。這個(gè)功能稱(chēng)為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能。

刀具長(zhǎng)度偏置指令就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能的，它可以補(bǔ)償長(zhǎng)度方向尺寸的變化。數(shù)控機(jī)床規(guī)定傳動(dòng)的主軸為數(shù)控機(jī)床的Z軸，所以通常在Z軸方向進(jìn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償。

在編寫(xiě)工件加工程序時(shí)，先不考慮刀具的實(shí)際長(zhǎng)度，而是按刀具標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度或確定一個(gè)編程參考點(diǎn)進(jìn)行編程，如果實(shí)際刀具長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度不一致，可以通過(guò)執(zhí)行刀具長(zhǎng)度偏置指令實(shí)現(xiàn)刀具長(zhǎng)度差值的補(bǔ)償。指令格式：G43/G44Z__H__G49或H00說(shuō)明：無(wú)論是絕對(duì)值指令，還是增量值指令，在G43時(shí)，程序中Z軸移動(dòng)指令終點(diǎn)坐標(biāo)值加上H代碼指定的偏移量（設(shè)定在偏置存儲(chǔ)器中）作為實(shí)際終點(diǎn)坐標(biāo)值；在G44時(shí)，程序中Z軸移動(dòng)指令終點(diǎn)坐標(biāo)值減去H代碼指定的偏移量，作為實(shí)際終點(diǎn)坐標(biāo)值。執(zhí)行G43時(shí)：Z實(shí)際值=Z指令值＋Hxx執(zhí)行G44時(shí)：Z實(shí)際值=Z指令值-Hxx實(shí)際應(yīng)用中，常使用G43作為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償H為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)，后面常用兩位數(shù)字表示代號(hào)，其中存放的是刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償值當(dāng)Hxx中的數(shù)值為正時(shí)，刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償，適用于比基準(zhǔn)刀具長(zhǎng)的刀具當(dāng)Hxx中的數(shù)值為負(fù)時(shí)，刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償，適用于比基準(zhǔn)刀具短的刀具03040N10G54G90G00Z100;N20M03S800;N30G00X-80Y-60;N40G43Z5H01;N50G01Z-3F200;N60G41X-52Y-53D01F100;N70Y0;N80X-46Y37;N90X-23;N100G03X23Y37R40;N110G01X45;N120X52Y0;N130Y-32;N140X47Y-37;N150X-37;N160G02X-52Y-22R15;N170G03X-72Y-2R20;N180G01G40X-80Y-60F200;N190Z5;N200G49G00Z100;N210M05;N220M30;如圖所示凸模板，加工部位是厚度為3mm的零件凸臺(tái)外輪廓，輪廓形狀由R40mm、R15mm圓弧段和8段直線構(gòu)成，選用φ20mm的立銑刀切削，工件坐標(biāo)系和銑削路線如圖3-67所示，試用刀具補(bǔ)償功能編寫(xiě)加工程序。03041N10G54G90G00Z100;N20M03

S1000;N30G00X-18Y0;N40G43Z5H01;N50G01Z-5F40;N60X30F70;N70Y17.714;N80G02X-30Y17.714R56;N90G01Y-9;N100G41X50D01;N110Y41.762;N120G03X35Y45.635R8;N130G02X-35R40;N140G03X-50Y41.762R8;N150G01Y-15;N160G03X-40Y-25R10;N170G01X40;N180G03X50Y-15R10;N190G01Y-9;N200G01G40X-18Y0F200;N210Z5;N220G49G00Z100;N230M05;N240M30;如圖所示凹模板，加工部位是深度為10mm的零件內(nèi)輪廓，輪廓形狀由R40mm、R8mm圓弧段和3段直線構(gòu)成，選用φ14mm的立銑刀切削，工件坐標(biāo)系和銑削路線如圖所示，基點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表3-8，試用刀具補(bǔ)償功能編寫(xiě)加工程序。03042N10G54G90G00Z100;N20M03S600;N30G00X40Y-40;N40G43Z5H01;N50G01Z-6F100;N60G41X32D01;N70X0;N80G02J40;06NG01X-32;N100G40X-40;000N110G00Z10;N120X0Y15;N130G01Z-6;N140G41Y0D01;N150G03X30R15;N160X-30R30;N170X0R15;N180G40G01Y15;N190Z5;N200G49G00Z100;N210M05;N220M30;工藝分析刀具：Φ16mm鍵槽銑刀。夾具：機(jī)用平口鉗。加工工藝路線：從1→→2→3→3加工整圓→4→5，抬刀定位至6→0→7→8→0→6。編程原點(diǎn)選擇在工件上表面的0點(diǎn)，選擇進(jìn)給速度F為100mm／min，主軸轉(zhuǎn)速S為600r／min。THEEND數(shù)控銑床編程加工——孔的編程與加工編程指令固定循環(huán)指令的動(dòng)作組成動(dòng)作一：快速定位到孔加工的X軸和Y軸位置動(dòng)作二：快速移動(dòng)到R平面（進(jìn)刀平面）動(dòng)作三：以切削進(jìn)給的方式執(zhí)行孔加工動(dòng)作。動(dòng)作四：在孔底的動(dòng)作，如暫停、主軸準(zhǔn)停、刀具位移等動(dòng)作五：返回R平面動(dòng)作六：快速返回到初始平面注：在固定循環(huán)中，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償有效，他們?cè)趧?dòng)作二中執(zhí)行固定循環(huán)代碼的組成G98為返回起始平面，G99為返回R平面1.固定循環(huán)功能孔加工是數(shù)控銑削加工中最常見(jiàn)的加工工序，數(shù)控銑床通常都能完成鉆孔、鉸孔、鏜孔和攻螺紋等固定循環(huán)功能。

在孔加工編程時(shí)，只需給出第一個(gè)孔加工的所有參數(shù)，接著加工孔，凡與第一個(gè)孔相同的參數(shù)均可省略，這樣可提高編程效率，而且程序變得簡(jiǎn)單易懂。固定循環(huán)的代碼組成規(guī)定一個(gè)固定循環(huán)動(dòng)作由三種方式?jīng)Q定，它們分別由G代碼指定。（1）數(shù)據(jù)形式代碼G90為絕對(duì)值方式，G91為增量值方式.（2）返回點(diǎn)平面代碼G98為返回初始點(diǎn)平面；G99為返回R平面。當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)孔底后，根據(jù)G98和G99的不同，可以使刀具返回初始點(diǎn)平面或R平面。（3）孔加工方式代碼G73~G89。在使用固定循環(huán)編程時(shí)，一定要在前面程序段中指定M03或M04，使主軸啟動(dòng)。孔加工固定循環(huán)的書(shū)寫(xiě)格式（G17）G54G90/G91G00Z100M03/M04S800G98/G99G___X___Y___Z___R___Q__P___F___K___G為孔加工方式X__Y__：孔位置數(shù)據(jù)Z：孔底的Z坐標(biāo)值。絕對(duì)值方式下是指孔底的Z坐標(biāo)。在增量值方式下是指R點(diǎn)到孔底的距離R：R平面的Z坐標(biāo)值。絕對(duì)值方式下是指R點(diǎn)的Z坐標(biāo)。在增量值方式下是指初始平面到R點(diǎn)的距離。Q：G73、G83中每