数控铣床程序编制.doc

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1、第5章数控铣床程序编制5.1加工工艺基础通常数控铣床和加工中心在结构、工艺和编程等方面有许多相似之处。特别是全功能性数控铣床与加工中心相比，区别主要在于数控铣床没有自动刀具交换装置（ACT,AutomaticToosChanger）及刀具库，只能用手动方式换刀，而加工中心因具备ACT及刀具库，故可将使用的刀具预先安排存放于刀具库内，需要时再通过换刀指令,有ACT自动换刀。5.1.1数控铣床与加工中心工艺特点铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及螺纹加工等。数控铣削主要适合于下列几类零件的加工。 1、

2、平面类零件 　　平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面与水平面的夹角为一定值的零件，这类加工面可展开为平面。 　　图5.1所示的三个零件均为平面类零件。其中，曲线轮廓面a垂直于水平面，可采用圆柱立铣刀加工。凸台侧面b与水平面成一定角度，这类加工面可以采用专用的角度成型铣刀来加工。对于斜面c，当工件尺寸不大时，可用斜板垫平后加工；当工件尺寸很大，斜面坡度又较小时，也常用行切加工法加工，这时会在加工面上留下进刀时的刀锋残留痕迹，要用钳修方法加以清除。a)轮廓面Ab)轮廓面Bc)轮廓面C图5.1　平面类零件2、直纹曲面类零件 　　直纹曲面类零件是指由直线依某种规律移

3、动所产生的曲面类零件。如图5.2所示零件的加工面就是一种直纹曲面，当直纹曲面从截面(1)至截面(2)变化时，其与水平面间的夹角从3°10'均匀变化为2°32'，从截面(2)到截面(3)时，又均匀变化为1°20'，最后到截面(4)，斜角均匀变化为0°。直纹曲面类零件的加工面不能展开为平面。 　　当采用四坐标或五坐标数控铣床加工直纹曲面类零件时，加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条直线。这类零件也可在三坐标数控铣床上采用行切加工法实现近似加工。图5.2　直纹曲面3、立体曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为立体曲面类零件。这类零件的加工面不能展成平面，一般使用球头铣刀切削，加工面与

4、铣刀始终为点接触，若采用其它刀具加工，易于产生干涉而铣伤邻近表面。加工立体曲面类零件一般使用三坐标数控铣床，采用以下两种加工方法。 (1)行切加工法采用三坐标数控铣床进行二轴半坐标控制加工，即行切加工法。如图5.3所示，球头铣刀沿XY平面的曲线进行直线插补加工，当一段曲线加工完后，沿X方向进给ΔX再加工相邻的另一曲线，如此依次用平面曲线来逼近整个曲面。相邻两曲线间的距离ΔX应根据表面粗糙度的要求及球头铣刀的半径选取。球头铣刀的球半径应尽可能选得大一些，以增加刀具刚度，提高散热性，降低表面粗糙度值。加工凹圆弧时的铣刀球头半径必须小于被加工曲面的最小曲率半径。图5.3　行切加

5、工法(2)三坐标联动加工采用三坐标数控铣床三轴联动加工，即进行空间直线插补。如半球形，可用行切加工法加工，也可用三坐标联动的方法加工。这时，数控铣床用X、Y、Z三坐标联动的空间直线插补，实现球面加工，如图5.4所示。图5.4　三坐标联动加工5.1.2刀具及其工艺特点数控铣床上所采用的刀具要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、切削性能及加工余量等，选择刚性好、耐用度高的刀具。常见刀具见图5.5。　图5.5常见刀具（1）铣刀类型选择 　　被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据.1）加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀

6、刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀,如图5.6所示。图5.6加工曲面类铣刀2）铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，如图5.7所示。图5.7加工大平面铣刀3）铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀，如图5.8所示。图5.8加工台阶面铣刀4）铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀，如图5.9所示。图5.9加工槽类铣刀5）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图5.10所示。钻头镗刀图5.10孔加工刀具（2）铣刀结构选择 　　铣刀一般由刀片、定位元件、夹紧元件和刀体组成。选

7、用时，主要可根据刀片排列方式。刀片排列方式可分为平装结构和立装结构两大类。 1)平装结构(刀片径向排列) 图5.11平装结构铣刀平装结构铣刀（如图5.11所示）的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片(刀片价格较低，可重磨)。由于需要夹紧元件，刀片的一部分被覆盖，容屑空间较小，且在切削力方向上的硬质合金截面较小，故平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工。 2)立装结构(刀片切向排列)图5.12立装结构铣刀 立装结构铣刀（如图5.12所示）的刀片只用一个螺钉固定在刀槽上，结构简单，转位方便。虽然刀具零件较少，但刀体的