第6章数控铣削加工技术

1、第第6章章 数控铣床编程与加工数控铣床编程与加工数控铣床概述数控铣床概述数控铣削加工工艺处理数控铣削加工工艺处理数控铣削加工的刀具补偿数控铣削加工的刀具补偿数控铣床的基本操作数控铣床的基本操作数控铣床加工时的对刀数控铣床加工时的对刀零件加工实例零件加工实例6.1 数控铣床概述数控铣床概述一、数控铣床的类型一、数控铣床的类型1. 立式数控铣床立式数控铣床 立式数控铣床的主轴垂直于工作台所在的水平立式数控铣床的主轴垂直于工作台所在的水平面，最适合高度相对较小的零件。面，最适合高度相对较小的零件。2. 卧式数控铣床卧式数控铣床 与普通卧式铣床相同，卧式数控铣床主轴轴线平行与普通卧式铣床相同，卧式数控

2、铣床主轴轴线平行于水平面，可以实现在一次安装中，通过转盘改变工于水平面，可以实现在一次安装中，通过转盘改变工位，进行位，进行“四面加工四面加工”。 3.立卧两用数控铣床立卧两用数控铣床 由于这类铣床的主轴方向可以更换，能达由于这类铣床的主轴方向可以更换，能达到在一台机床上既可以进行立式加工，又可以到在一台机床上既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，同时具备上述两类机床的功能，进行卧式加工，同时具备上述两类机床的功能，故其使用范围更广，功能更全，选择加工对象故其使用范围更广，功能更全，选择加工对象的余地更大，且给用户带来不少方便。的余地更大，且给用户带来不少方便。二、数控铣床的特点二、数控铣床

3、的特点 高柔性高柔性 高适应性高适应性 高精度高精度 高效率高效率 半封闭或全封闭防护半封闭或全封闭防护 主轴无级变速器且变速范围宽主轴无级变速器且变速范围宽 采用手动换刀，刀具装夹方便采用手动换刀，刀具装夹方便 多坐标联动多坐标联动 大大减轻操作者的劳动强度大大减轻操作者的劳动强度 应用广泛应用广泛 一、数控铣床的加工对象一、数控铣床的加工对象 平面类零件平面类零件 曲面类（立体类）零件曲面类（立体类）零件 孔类零件孔类零件对工件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工与攻丝等，对工件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工与攻丝等，但它主要还是被用来对工件进行铣削加工的。但它主要还是被用来对工件进行铣削加工的。所

4、能加工的零件形式主要有：所能加工的零件形式主要有： 6.2 数控铣削加工工艺处理数控铣削加工工艺处理零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证。到保证。 零件图中各加工面的凹圆弧半径零件图中各加工面的凹圆弧半径(R与与r)是否过于是否过于零乱，是否可以统一。零乱，是否可以统一。二、零件图的工艺性分析二、零件图的工艺性分析三、零件毛坯的工艺性分析三、零件毛坯的工艺性分析 在对零件图进行工艺性分析后，还应结合数控铣削的在对零件图进行工艺性分析后，还应结合数控铣削的特点，对所用毛坯特点，对所用毛坯(常为板料、铸件自由锻及模锻件常为板料、铸件自由锻及模锻

5、件)进进行工艺性分析，否则，如果毛坯不适合数控铣削，加工行工艺性分析，否则，如果毛坯不适合数控铣削，加工将很难进行下去；甚至会造成前功尽弃的后果。这方面将很难进行下去；甚至会造成前功尽弃的后果。这方面的教训在实际工作中也是不少见的，应引起充分重视。的教训在实际工作中也是不少见的，应引起充分重视。根据经验，下列几方面应作为毛坯工艺性分析的要点：根据经验，下列几方面应作为毛坯工艺性分析的要点：毛坯的加工余量是否充分，批量生产时的毛坏余量是毛坯的加工余量是否充分，批量生产时的毛坏余量是否稳定。否稳定。 分析毛坯在安装定位方面的适应性。分析毛坯在安装定位方面的适应性。 主要是考虑毛坯在加工时的安装定位

6、方面的可靠主要是考虑毛坯在加工时的安装定位方面的可靠性与方便性，以便充分发挥数控铣削在一次安装中加性与方便性，以便充分发挥数控铣削在一次安装中加工出许多待加工面。工出许多待加工面。分析毛坯的余量大小及均匀性。分析毛坯的余量大小及均匀性。 四、在确定走刀路线时，主要遵循以下原则：四、在确定走刀路线时，主要遵循以下原则：应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率；高加工效率；应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。程工作量

7、。6.3 数控铣床的工艺装备数控铣床的工艺装备刀刀 柄柄刀刀 具具夹夹 具具附附 件件一、数控铣床的刀具一、数控铣床的刀具1. 对刀具的要求对刀具的要求刚性好刚性好1) 为提高生产效率而采用大切削用量的需要；为提高生产效率而采用大切削用量的需要；2)为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。 耐用度高耐用度高 尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而而磨损较快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表

8、面且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面质量。质量。 2. 常用的铣刀种类常用的铣刀种类盘铣刀盘铣刀一般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀一般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀头组成，常用于端铣较大的平面。头组成，常用于端铣较大的平面。 端铣刀端铣刀是数控铣加工中最常用的一种铣刀，是数控铣加工中最常用的一种铣刀，广泛用于加工平面类零件。广泛用于加工平面类零件。成型铣刀成型铣刀一般都是为特定的工件或加工内容专门一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状（如设计制造的，适

9、用于加工平面类零件的特定形状（如角度面、凹槽面等），也适用于特形孔或台。下图所角度面、凹槽面等），也适用于特形孔或台。下图所示的是几种常用的成型铣刀。示的是几种常用的成型铣刀。球头铣刀球头铣刀适用于加工空间曲面零件，有时也用于适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。下图所示是一平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。下图所示是一种常见的球头铣刀。种常见的球头铣刀。三、数控铣床的夹具三、数控铣床的夹具1. 对夹具的基本要求对夹具的基本要求为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向一致，为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向一致，夹具应能保证在机床上实现定向安

10、装，还要求能协调零件定位夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀外，夹具要做得尽可能开敞，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。套、刃具在加工过程中发生碰撞。 夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当的确需要在加工过程中更换夹紧更换夹紧点的设计，当的确需要在加工过

11、程中更换夹紧点时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件点时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。定位精度。2. 常用夹具种类常用夹具种类 万能组合夹具万能组合夹具适用于小批量生产或研制时的中、适用于小批量生产或研制时的中、小型工件在数控铣床上进行铣加工。小型工件在数控铣床上进行铣加工。专用铣切夹具专用铣切夹具是特别为某一项或类似的几项工件是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在批量生产或研制时非要不可时设计制造的夹具，一般在批量生产或研制时非要不可时采用。采用。 多工位夹具多工位夹具可以同时装夹多个工件，可减少换刀可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一

12、面加工，一面装卸工件，较适宜于中批次数，也便于一面加工，一面装卸工件，较适宜于中批量生产。量生产。气动或液压夹具气动或液压夹具适用于生产批量较大，采用其他适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、费力的工件。但此类夹具结构较复杂，夹具又特别费工、费力的工件。但此类夹具结构较复杂，造价往往较高，而且制造周期较长。造价往往较高，而且制造周期较长。除上述几种夹具外，数控铣削加工中也经常采用除上述几种夹具外，数控铣削加工中也经常采用虎钳、虎钳、分度头和三爪夹盘分度头和三爪夹盘等通用夹具。等通用夹具。 3. 数控铣床夹具的注意事项数控铣床夹具的注意事项选用时可参照下列原则：选用时可参照下列原则：安装零

13、件时，应保证零件在本次定位装夹中所有安装零件时，应保证零件在本次定位装夹中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，以方便加工，需要完成的待加工面充分暴露在外，以方便加工，同时考虑机床主轴与工作台面之间的最小距离和同时考虑机床主轴与工作台面之间的最小距离和刀具的装夹长度，确保在主轴的行程范围内能使刀具的装夹长度，确保在主轴的行程范围内能使零件的加工内容全部完成；零件的加工内容全部完成；夹具在机床工作台上的安装位置必须给刀具运动夹具在机床工作台上的安装位置必须给刀具运动轨迹留有空间，不能和各工步刀具轨迹发生干涉。轨迹留有空间，不能和各工步刀具轨迹发生干涉。 6.4 数控铣削加工程序编制数控铣削加工程序

14、编制 同数控车床一样，数控铣床的编程指令也随控制系统同数控车床一样，数控铣床的编程指令也随控制系统的不同而不同，但一些常用的指令，如某些准备功能、的不同而不同，但一些常用的指令，如某些准备功能、辅助功能，还是符合辅助功能，还是符合ISO标准的。标准的。与数控车床编程功能相似，数控铣床的编程功能指令与数控车床编程功能相似，数控铣床的编程功能指令也分为准备功能和辅助功能两大类。准备功能主要包也分为准备功能和辅助功能两大类。准备功能主要包括快速定位、直线插补、圆弧插补、暂停、刀具补偿、括快速定位、直线插补、圆弧插补、暂停、刀具补偿、缩放和旋转加工、零点偏置等等；辅助功能主要指主缩放和旋转加工、零点偏

15、置等等；辅助功能主要指主轴启停、换刀、冷却液开关等。轴启停、换刀、冷却液开关等。 一、换刀与刀具管理一、换刀与刀具管理1. 选刀指令选刀指令 T 或或 T 2. 换刀动作指令换刀动作指令M06 数控装置读入数控装置读入M06指令后，会自动送出并执行指令后，会自动送出并执行M05、M09指令，即自动使主轴停转并关闭冷却液，然后指令，即自动使主轴停转并关闭冷却液，然后完成换刀动作。完成换刀动作。例如：例如： N0010 T0303 M06；二、坐标系设定指令二、坐标系设定指令1.设置加工坐标系指令设置加工坐标系指令 G92 编程格式：编程格式： G92 X_ Y_ Z_G92指令是用刀具刀位点的初

16、始位置与工件原点的指令是用刀具刀位点的初始位置与工件原点的相对距离来间接地定义工件原点的。相对距离来间接地定义工件原点的。 如右图所示，工件坐标系设定指令为，如右图所示，工件坐标系设定指令为，G41刀具半径左补偿指令，简称左偏，按程序路径前进刀具半径左补偿指令，简称左偏，按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给；方向刀具偏在零件左侧进给；G42刀具半径右补偿指令，简称右偏，按程序路径前进刀具半径右补偿指令，简称右偏，按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给；方向刀具偏在零件右侧进给；G40取消刀具半径补偿指令取消刀具半径补偿指令，按程序路径进给。按程序路径进给。G40 ,G41, G42刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令 G43 、G44、 G49 用于补偿编程时假定的刀具与实际使用刀具之间的长度差。用于补偿编程时假定的