【正文】 1 Ⅱ ．漢川 HC－ 1 數控系統(tǒng) 數控銑削編程概述 第 5章 數控銑削加工編程 數控銑床系統(tǒng)指令 典型零件 數控銑削編程綜合實例 Ⅰ ． FANUC 0i Mate 數控系統(tǒng) 2 數控銑床是機床設備中應用非常廣泛的加工機床，它可以進行平面銑削、平面型腔銑削、外形輪廓銑削、三維復雜型面 銑削 ，還可進行 鉆削、鏜削、螺紋切削 等孔加工。加工中心、柔性制造單元等都是在數控銑床的基礎上產生和發(fā)展起來的。 數控銑床分類： 數控銑削編程概述 3 數控銑床具有豐富的加工功能和較寬的加工工藝范圍。 各種類型數控銑床所配置的數控系統(tǒng)雖然各有不同 ， 但各種數控系統(tǒng)的功能，除一些特殊功能不盡相同外，其主要功能基本相同。 數控銑床的主要功能有 : 點位控制功能； 連續(xù)輪廓控制功能； 刀具半徑補償功能； 刀具長度補償功能； 比例縮放及鏡像加工功能； 旋轉功能； 子程序調用功能； 用戶宏程序功能； . 數控銑削加工特點 4 數控銑床的加工范圍 銑削加工 是機械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括 平面銑削和輪廓銑削 ，也可以對零件進行鉆、擴、鉸、鏜、锪加工及螺紋加工等。數控銑削主要適合于下列幾類零件的加工。 平面類零件 平面類零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件，這類加工面可展開為平面。 a)輪廓面 A b)輪廓面 B c)輪廓面 C 5 直紋曲面類零件 直紋曲面類零件是指由直線依某種規(guī)律移動所產生的曲面類零件。加工面不能展開為平面。 直紋曲面 數控銑床的加工范圍 6 立體曲面類零件 加工面為空間曲面的零件稱為立體曲面類零件。 這類零件的加工面不能展成平面，一般使用 球頭銑刀 切削，加工面與銑刀始終為點接觸，若采用其它刀具加工，易產生干涉而破壞鄰近表面?？刹捎?行切法 或 三坐標聯動加工（空間直線插補） 。 數控銑床的加工范圍 7 數控銑床的夾具和刀具 夾具 數控銑床主要用于加工形狀復雜的零件，但所使用夾具的結構往往并不復雜，數控銑床夾具的選用可首先根據生產零件的批量來確定。對單件、小批量、工作量較大的模具加工來說，一般可直接在機床工作臺面上通過調整實現定位與夾緊，然后通過 加工坐標系的設定 來確定零件的位置。 對有一定批量的零件來說，可選用結構較簡單的夾具。 8 刀具 數控銑床上所采用的刀具要根據 被加工零件的材料、幾何形狀、表面質量要求、熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量 等，選擇剛性好、耐用度高的刀具。常見刀具見右圖。 數控銑床的夾具和刀具 9 銑刀類型的選擇 1） 銑較大平面時 ，為了提高生產效率和提高加工表面粗糙度，一般采用 刀片鑲嵌式盤形銑刀 。 數控銑床的夾具和刀具 10 2） 曲面類零件 加工曲面類零件時，為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點相切，而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉，一般采用球頭銑刀 。 粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀 ,如圖所示。 數控銑床的夾具和刀具 11 3） 銑 小平面或臺階面 銑小平面或臺階面 一般采用通用銑刀 ，如圖所示。 數控銑床的夾具和刀具 12 4）鍵槽 銑 鍵槽 時，為了保證槽的尺寸精度、一般用 兩刃鍵槽銑刀 ，如圖所示。 數控銑床的夾具和刀具 13 5）孔加工 孔加工 時，可采用鉆頭、鏜刀等孔加工類刀具，如圖所示。 數控銑床的夾具和刀具 14 機床坐標系 是機床固有的坐標系，機床坐標系的原點也稱為 機床原點或機床零點 。在機床經過設計制造和調整后這個原點便被確定下來，它是固定的點。 數控銑床的坐標系 15 迪卡爾直角坐標系 數控機床采用的是笛卡爾的直角三坐標系統(tǒng) ， X、Y、 Z三軸之間的關系遵循右手定則 。 如右圖所示， 右手三指盡量互成直角 ， 拇指指向 X軸正方向 ，食指指向 Y軸正方向 ， 中指指向 Z軸正方向 。 Z Y X 遵循右手笛卡爾直角坐標系原則 : 數控銑床的坐標系 16 數控裝置通電后通常要進行 回參考點操作 ，以建立機床坐標系。參考點可以與機床原（零）點重合，也可以不重合，通過參數來指定機床參考點到機床原點的距離。機床回到了參考點位置也就知道了該坐標軸的零點位置，找到所有坐標軸的參考點， CNC裝置就建立起了機床坐標系。 機床坐標系的原點簡稱為 機床原點，通常在各坐標軸的正向最大極限處 。 數控銑床的坐標系 17 工件坐標系 用來確定工件幾何形體上各要素的位置而設置的坐標系，工件坐標系的原點即為工件原（零）點。 工件零點的位置是任意的，它是由編程人員在編制程序時根據零件的特點選定的。 考慮到編程的方便性，工件坐標系中各軸的方向應該與所使用的數控機床的坐標軸方向一致。 數控銑床的坐標系 18 工件坐標系 原點 機床坐標系 原點 數控銑床的坐標系 19 數控銑削加工工件的安裝 數控銑削加工選擇定位基準應遵循的原則 ： 盡量選擇零件上的設計基準作為定位基準 定位基準選擇要能完成盡可能多的加工內容 定位基準應盡量與工件坐標系的對刀基準重合 必須多次安裝時，應遵從基準統(tǒng)一原則 20 零件結構的工藝性分析 零件結構工藝性分析的主要內容： 審查與分析被加工零件是否適合數控加工； 審查與分析圖紙中幾何元素的條件是否充分、正確； 審查與分析數控加工零件的結構合理性； 21 預防零件變形措施： 對于大面積的薄板零件，改進裝夾方式，采用合適的加工順序和刀具； 采用適當的熱處理方法； 粗、精加工分開及對稱去除余量等措施來減小或消除變形的影響； 零件結構的工藝性分析 22 提高工藝性的措施 ： 減少薄壁零件或薄板零件； 盡量統(tǒng)一零件輪廓內圓弧的有關尺寸； 保證基準統(tǒng)一原則； 零件結構的工藝性分析 23 數控銑床的加工工藝 選擇并確定數控銑削加工部位及工序內容 加工工序的劃分 確定對刀點與換刀點 選擇走刀路線 數控銑削加工工藝與編程要點 24 選擇并確定數控銑削加工部位及工序內容 （ 1） 工件上的曲線輪廓 ， 特別是有數學表達式給出的非圓曲線與列表曲線等曲線輪廓； （ 2） 已給出數學模型的空間曲面； （ 3） 形狀復雜 、 尺寸繁多 、 劃線與檢測困難的部位； （ 4） 用通用銑床加工時難以觀察 、 測量和控制進給的內外凹槽； （ 5） 以尺寸協調的高精度孔或面； （ 6） 能在一次安裝中順帶銑出來的簡單表面或形狀； （ 7）采用數控銑削后能成倍提高生產率，大大減輕體力勞動強度的一般加工內容。 數控銑削加工工藝與編程要點 25 在數控機床上特別是在數控銑床、加工中心上加工零件，工序十分集中，許多零件只需在一次裝夾后就能完成全部工序。 但是零件的粗加工，特別是鑄、鍛毛坯零件的基準平面、定位面等的加工應在普通機床上完成之后，再裝夾到數控機床上進行加工。這樣可以發(fā)揮數控機床的特點，保持數控機床的精度，延長數控機床的使用壽命，降低數控機床的使用成本。 工序的劃分 數控銑削加工工藝與編程要點 26 導軌粗基準的加工 以加工后的床腳為基準加工導軌面 以導軌面為粗基準 加工床腳 工序的劃分（先后順序例） 數控銑削加工工藝與編程要點 27 刀具集中分序法； 粗、精加工分序法； 按加工部位分序法； 工序的劃分 數控銑削加工工藝與編程要點 28 刀具集中分序法 即按所用刀具劃分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第三把刀完成它們可以完成的其它部位。 特點： 這種分序法可以減少換刀次數，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。 工序的劃分 數控銑削加工工藝與編程要點 29 粗、精加工分序法 這種分序法是根據零件的形狀、尺寸精度等因素，按照粗、精加工分開的原則進行分序。對單個零件或一批零件先進行粗加工、半精加工，而后精加工。 注意： 粗精加工之間，最好隔一段時間，以使粗加工后零件的變形得到充分恢復，再進行精加工，以提高零件的加工精度。 工序的劃分 數控銑削加工工藝與編程要點 30 按加工部位分序法 即先加工平面、定位面，再加工孔； 先加工簡單的幾何形狀，再加工復雜的幾何形狀； 先加工精度比較低的部位，再加工精度要求較高的部位 。 工序的劃分 數控銑削加工工藝與編程要點 31 零件材料變形小，加工余量均勻，可以采用 刀具集中分序法 ，以減少換刀時間和定位誤差； 例如： 若零件材料變形較大，加工余量不均勻，且精度要求較高，則應采用 粗精加工分序法 。 工序的劃分 數控銑削加工工藝與編程要點 32 對于數控機床來說，在加工開始時，確定刀具與工件的相對位置是很重要的，它是通過 對刀點 來實現的。 對刀點 指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準點。 確定對刀點與換刀點 數控銑削加工工藝與編程要點 33 對刀點的選擇原則 便于用數字處理和簡化程序編制 在機床上找正容易，加工中便于檢查 引起的加工誤差小 確定對刀點與換刀點 數控銑削加工工藝與編程要點 34 對刀點可以設在零件上、夾具上或機床上，但必須與零件的定位基準有已知的準確關系。當對刀精度要求較高時，對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上。 對于以孔定位的零件，可以取孔的中心作為對刀點。 確定對刀點與換刀點 數控銑削加工工藝與編程要點 35 定心錐軸找孔中心 定心錐軸36 百分表找孔中心 表頭工件主軸百分表磁性表座37 尋邊器對刀 對刀方式 數控銑削加工的對刀 38 尋邊器找對稱中心 X1X2Y2Y12Y Y21＋2X X21＋X1X2Y2Y12Y Y21＋2X X21＋39 數控銑削加工的對刀 對刀方式 標準芯軸和塊規(guī)對刀 40 以毛坯相互垂直的基準邊線的交點為對刀位置點 工 件原 點WXY YWXMXWYZ機 床 原 點 MXX a機 床 原 點 MyybabX bbya + D / 2yZZabX a + D / 2XXbW工件原點YXaXWYYbYaZ機 床 原 點 M 機 床 原 點 M工 件原 點WXY YWXMXWYZ機 床 原 點 MXX a機 床 原 點 MyybabX bbya + D / 2yZZabX a + D / 2工 件原 點WXY YWXMXWYZ機 床 原 點 MXX a機 床 原 點 MyybabX bbya + D / 2yZZabX a + D / 2ZaMZbY bXWYYa＋Xa＋2D2DXb對刀操作時的坐標位置關系 41 Z向對刀設定 G 9 2 Z 1 0 0 . 0Z = 0指 示 燈坯 件坯件指示燈G 92Z 100Z ＝ 0刀具 Z向對刀 可利用基準刀具及 Z向設定器進行精確對刀，其原理與尋邊器相同。 42 對刀時應使對刀點與刀位點重合。 刀位點 是指確定刀具位置的基準點。 如 ： 平頭立銑刀 的刀位點一般為端面中心； 球頭銑刀的刀位點取為球心； 鉆頭 為鉆尖。 確