【正文】 1 Ⅱ ．漢川 HC－ 1 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控銑削編程概述 第 5章 數(shù)控銑削加工編程 數(shù)控銑床系統(tǒng)指令 典型零件 數(shù)控銑削編程綜合實例 Ⅰ ． FANUC 0i Mate 數(shù)控系統(tǒng) 2 數(shù)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(shù)控銑床的基礎上產(chǎn)生和發(fā)展起來的。 數(shù)控銑床分類： 數(shù)控銑削編程概述 3 數(shù)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(shù)控銑床所配置的數(shù)控系統(tǒng)雖然各有不同 ， 但各種數(shù)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(shù)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(shù)控銑削加工特點 4 數(shù)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(shù)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(chǎn)生的曲面類零件。加工面不能展開為平面。 直紋曲面 數(shù)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(chǎn)生干涉而破壞鄰近表面?？刹捎?行切法 或 三坐標聯(lián)動加工（空間直線插補） 。 數(shù)控銑床的加工范圍 7 數(shù)控銑床的夾具和刀具 夾具 數(shù)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(shù)控銑床夾具的選用可首先根據(jù)生產(chǎn)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(xiàn)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(shù)控銑床上所采用的刀具要根據(jù) 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(shù)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(chǎn)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(jīng)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(shù)控銑床的坐標系 15 迪卡爾直角坐標系 數(shù)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(shù)控銑床的坐標系 16 數(shù)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(shù)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(shù)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(jù)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(shù)控機床的坐標軸方向一致。 數(shù)控銑床的坐標系 18 工件坐標系 原點 機床坐標系 原點 數(shù)控銑床的坐標系 19 數(shù)控銑削加工工件的安裝 數(shù)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(shù)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(shù)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?shù)臒崽幚矸椒ǎ? 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(shù)控銑床的加工工藝 選擇并確定數(shù)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(shù)控銑削加工工藝與編程要點 24 選擇并確定數(shù)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(shù)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(shù)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(xié)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(shù)控銑削后能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動強度的一般加工內容。 數(shù)控銑削加工工藝與編程要點 25 在數(shù)控機床上特別是在數(shù)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(shù)控機床上進行加工。這樣可以發(fā)揮數(shù)控機床的特點，保持數(shù)控機床的精度，延長數(shù)控機床的使用壽命，降低數(shù)控機床的使用成本。 工序的劃分 數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。 工序的劃分 數(shù)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(jù)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(shù)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(shù)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(shù)控銑削加工工藝與編程要點 32 對于數(shù)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(xiàn)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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