第十一章 数控铣削加工

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1、第十一章数控铣削加工第一节数控铣床数控铣床是一种功能很强的数控机床，它加工范围广，涉及的技术问题多。目前迅速发展的加工小心、柔性制造系统等都是在数控铣床的基础上产生、发展起来的。数控铣床主要用于加工平面和曲面轮廓的零件，还可以加工复杂形面的零件，如凸轮、样板、模具、螺旋槽等，同时也可对零件进行钻、扩、铰、锪和镗加工。但因数控铣床不具备自动换刀功能，所以不能完成复杂的孔加工要求。一、数控铣床1、数控铣床的组成数控铣床的机械结构主要由以下几部分组成。(1)主传动系统它包括动力源、传动件及主运动执行件(主轴)等，其功用是将驱动装置的运动及动力传给

2、执行件，实现主切削运动。(2)进给传动系统它包括动力源、传动件及进给运动执行件(如工作台、刀架)等，其功用是将伺服驱动装置的运动与动力传给执行件，实现进给切削运动。(3)基础支承件它是指床身、立柱、导轨、滑座、工作台等，它支承机床的各主要部件，并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。(4)辅助装置辅助装置视数控机床的不同而异，如自动换刀系统、液压气动系统、润滑冷却装置等。2、数控铣床分类数控铣床也像通用铣床那样，可以分为立式、卧式和立卧两用，各类铣床配置的数控系统不同其功能也不尽相同。(1)立式数控铣床其主轴和工作台垂直，适用于加工平面凸

3、轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的型腔等。一般情况下，铣床控制的坐标轴越多，机床的功能、加工范围及可选择的加工对象也就越多。目前用到的多为三坐标联动铣床，即可以同时控制三个坐标轴运动。(2)卧式数控铣床其主轴轴线平行于水平面，为了扩大加工范围和功能，常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现四、五轴坐标加工，可以省去很多专用夹具或专用角度成形铣刀，适合加工箱体类零件及在一次安装中可以改变工位的零件。(3)立卧两用数控铣床其主轴方向可以更换或作90°旋转，在一台机床亡既能进行立式加工，又能进行卧式加工。13主轴方向的更换方法有手动和自

4、动两种，可以配备数控万能主轴头，主轴头可以任意转换方向，柔性极好，适合加工复杂的箱体类零件。另外，数控铣床如果按照体积来分，可以分为小型数控铣床、中型数控铣床和大型数控铣床。如果按控制坐标的联动轴数分可分为两轴半控制、三轴控制和多轴控制数控铣床。3、数控铣床的工作原理数控加工程序提供了刀具运动的起点、终点和运动轨迹，刀具从起点沿运动轨迹走向终点则由数控系统的插补装置或插补软件来控制。严格说来，为了满足加工要求，刀具运动轨迹应该准确按零件的轮廓形状生成。然而，对于复杂的物线轮廓，直接计算刀具运动轨迹非常复杂，计算工作量很大，不能满足数控加工的

5、实时控制要求。因此，在实际应用中，是用一小段直线或圆弧去逼近(或称为拟合)零件轮廓曲线，即通常所说的直线和圆弧插补。在某些高性能的数控系统中，还具有抛物线、螺旋线插补功能，完成轮廓起点和终点之间的中间点的坐标值计算。目前，普遍应用的插补算法为脉冲增量插补和数据采样插补两大类。数控铣床的加工过程如下：(1)根据被加工零件的形状、尺寸、村料及技术要求等，制定工件加工的工艺过程，刀具相对工件的运动轨迹、切削参数及辅助动作顺序等，进行零件加工的程序设计。(2)用规定的代码和程序格式编写零件加工程序单。(3)按照程序单上的代码制作控制介质。(4)通过

6、输入装置把加工程序输人数控装置。(5)启动机床后，数控装置根据输入的信息进行一系列的运算和控制处理，将结果以脉冲形式送往机床的伺服系统(如步进电动机、直流伺服电动机、电液脉冲马达等)。(6)伺服系统驱动机床的运动部件，使机床按程序预定的轨迹运动，从而加工出合格的零件。二、数控铣床编程指令1、数控铣床编程要点数控编程的指令主要有G、M、S、T、X、Y、Z等，基本都已标准化，但不同的数控系统所编的程序不能完全通用，需要参照相应系统的编程说明书。1）规定(1)当前程序段(句)的终点为下一程序段(句)的起点。(2)上一程序段(句)中出现的模态值，下

7、一程序段中如果不变可以省略，X、Y、Z坐标如果没有移动可以省略。13(3)程序的执行顺序与程序号N无关，只按程序段(句)书写的先后顺序执行，N可任意安排，也可省略。(4)在同一程序段(句)中，程序的执行与M、S、T、G、X、Y、Z的书写无关，按数控系统自身设定的顺序执行，但一般按一定的顺序书写，即N、G、X、Y、Z、F、M、S、T。2）刀补的使用(1)只在相应的平面内有直线运动时才能建立和取消刀补，即G40、G41、G42后必须跟G00、G01才能建立和取消刀补。(2)用刀补后，刀具的移动轨迹与编程轨迹不一致，但加工出来的轮廓与用户想要的工

8、件轮廓一致。编程时本来封闭的轨迹在程序校验时刀具中心移动的轨迹(显示器上显示的轨迹)可能不封闭或有交叉，这不一定是错的。检查方法是将刀补取消(删去G41、G42、G40或将刀补值