工程训练制造技术基础-第五章数控铣削加工及其编程

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1、5数控铣削加工及其编程5.1数控铣削编程概述主要用于加工平面和曲面轮廓的零件，复杂模具型腔，进行钻、扩、铰、锪、镗和螺纹加工。主要加工以下几类零件：1.平面类零件2.直纹曲面类零件3.立体曲面类零件5.1.1数控铣削加工特点1.点位控制数控机床为点到点控制，刀具从某一位置向另一位置移动时，不管中间的轨迹如何，只要刀具最后能正确到达目标位置的控制方式，称为点位控制。在从点到点的移动过程中，只作快速空程的定位运动，因此不能用于加工过程的控制。这类机床有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。5.1点位控制原理图例下图钻孔工作

2、，如图点位运动，刀具可按、、、、中的任意一条轨迹运动。5.21.直线控制数控机床称为直线切削控制或平行切削控制。除点到点的准确位置之外，还要保证两点之间移动的轨迹是直线，而且对移动的速度也要进行控制，以便适应随工艺因素变化的不同需要。可控制刀具相对于工作台以适当的进给速度，沿着平行于某一坐标轴方向或与坐标轴成45°的斜线方向作直线轨迹的加工。这种方式是一次同时只有某一轴在运动，或让两轴以相同的速度同时运动以形成45°的斜线，所以其控制难度不大，系统结构比较简单。一般地，都是将点位与直线控制方式结合起来，组成点位直线控

3、制系统而用于机床上。简易数控车床、数控镗铣床，一般有2~3个可控坐标轴，但同时控制的坐标轴只有一个。5.32.轮廓控制的数控机床能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，因而可进行曲线或曲面的加工。可控制刀具相对于工件作连续轨迹的运动，能加工任意斜率的直线，任意大小的圆弧，配以自动编程计算，可加工任意形状的曲线和曲面。典型的轮廓控制型机床有数控铣床、功能完善的数控车床、数控磨床、数控电加工机床。5.4（a）点位控制（b）直线控制（c）轮廓控制数控机床加工时的横向、纵向等进给量都是以坐标数据来进行控制

4、的。象数控车床、数控线切割机床等是属于两坐标控制的，数控铣床则是三坐标控制的，还有四坐标轴、五坐标轴甚至更多的坐标轴控制的加工中心等。坐标联动加工是指数控机床的几个坐标轴能够同时进行移动，从而获得平面直线、平面圆弧、空间直线、空间螺旋线等复杂加工轨迹的能力。当然也有一些早期的数控机床尽管具有三个坐标轴，但能够同时进行联动控制的可能只是其中两个坐标轴，那就属于两坐标联动的三坐标机床。象这类机床就不能获得空间直线、空间螺旋线等复杂加工轨迹。要想加工复杂的曲面，只能采用在某平面内进行联动控制，第三轴作单独周期性进给的“两维

5、半”加工方式。两坐标和多坐标加工：一台数控机床，所谓的坐标系是指有几个运动采用了数字控制。两坐标数控车床：在坐标系中，两个方向的运动采用了数字控制三坐标数控铣床：在坐标系中，三个方向的运动采用了数字控制两坐标加工：只能控制任意两坐标联动，实现两坐标加工，也可能是三坐标数控铣床。三坐标加工（3轴控制）：能控制三坐标联动，实现三坐标加工，刀具在空间的任意方向都可移动。2.5坐标加工：某两坐标联动，另一坐标周期进给，将立体形面转化为平面轮廓加工，即两坐标联动的三坐标机床加工。5.5两轴联动，同时控制两个坐标3轴控制是指同时

6、控制X、Y、Z三个坐标，刀具在空间的任意方向都可移动。4轴控制是指同时控制四个坐标，即在三个移动坐标之外，再加一个旋转坐标A、B、C。5.65.75轴控制是指同时控制5个坐标，即在三个移动坐标之外，再加旋转坐标A、B、C中的任意两个。5.85.1.2工件坐标系建立1.工件固定不动，刀具移动2.对称零件，工件原点设在对称中心上3.一般零件，工件原点设在工件轮廓某一角上4.Z轴方向上零点一般设在工件表面5.编程时，把刀具起点和程序员点设在同一处，便于计算。5.1.3数控铣削加工工艺加工路线是指刀具刀位点相对于工件运动的轨

7、迹和方向。数控机床上确定工艺方案、工艺路线的原则是：1.尽量缩短加工路线，减少空行程时间和换刀次数，以提高生产率。5.92.为保证工件轮廓表面加工后粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。5.10（a）为行切法，图（b）为环切法，图（c）为先用行切法若为封闭凹槽，图（a）为行切法，图（b）为环切法，图（c）为先用行切法，最后用环切法一刀光整轮廓表面。内轮廓（型腔）加工的下刀要求：先钻一个工艺孔至底面（留一定精加工余量），并扩孔，以便使所有的立铣刀能从工艺孔进刀，进行型腔粗加工。铣刀下降至工艺孔内，由工

8、艺孔开始进刀型腔一般由中心向四周扩展进行加工1.合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击。进、退刀位置应选在不大重要的位置，并且使刀具尽量沿切线方向进、退刀，避免采用法向进、退刀和进给中途停顿而产生刀痕。在连续铣削平面零件内外轮廓时，应安排好刀具的切入、切出路线。尽量沿轮廓曲线的延长线切入、切出，以免交接处出现刀痕如图（a）