第6章 数控铣削加工技术

夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中 更换夹紧点的设计，当的确需要在加工过程中更换夹紧
点时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件
定位精度。 2. 常用夹具种类 万能组合夹具——适用于小批量生产或研制时的中、 小型工件在数控铣床上进行铣加工。
专用铣切夹具——是特别为某一项或类似的几项工件
6.4 数控铣削加工程序编制
同数控车床一样，数控铣床的编程指令也随控制系统 辅助功能，还是符合ISO标准的。
的不同而不同，但一些常用的指令，如某些准备功能、 与数控车床编程功能相似，数控铣床的编程功能指令
也分为准备功能和辅助功能两大类。准备功能主要包 缩放和旋转加工、零点偏置等等；辅助功能主要指主 轴启停、换刀、冷却液开关等。
3.立卧两用数控铣床
由于这类铣床的主轴方向可以更换，能达 到在一台机床上既可以进行立式加工，又可以 进行卧式加工，同时具备上述两类机床的功能，
故其使用范围更广，功能更全，选择加工对象
的余地更大，且给用户带来不少方便。
二、数控铣床的特点
高柔性 多坐标联动
高适应性
高精度
大大减轻操作者的劳动强度
设计制造的夹具，一般在批量生产或研制时非要不可时 采用。
多工位夹具——可以同时装夹多个工件，可减少换刀 次数，也便于一面加工，一面装卸工件，较适宜于中批 量生产。
气动或液压夹具——适用于生产批量较大，采用其他
夹具又特别费工、费力的工件。但此类夹具结构较复杂，
造价往往较高，而且制造周期较长。
除上述几种夹具外，数控铣削加工中也经常采用虎钳、
刀具长度补偿指令 G43 、G44、 G49
用于补偿编程时假定的刀具与实际使用刀具之间的长度差。
1) G43——刀具长度正补偿指令；
2) G44——刀具长度负补偿指令； 3) G49——刀具长度补偿注销指令。 刀具长度补偿是在与插补平面相垂直的轴上进行的。 编程格式： G17 G43(G44) G01 Z__ H__； G18 G43(G44) G01 Y__ H__； G19 G43(G44) G01 X__ H__； G43、G44、G49为同组的模态代码。
2. 常用的铣刀种类 盘铣刀——一般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀 头组成，常用于端铣较大的平面。 端铣刀——是数控铣加工中最常用的一种铣刀， 广泛用于加工平面类零件。
成型铣刀——一般都是为特定的工件或加工内容专门 设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状（如 角度面、凹槽面等），也适用于特形孔或台。下图所
第6章 数控铣床编程与加工
数控铣床概述 数控铣削加工工艺处理 数控铣削加工的刀具补偿
数控铣床的基本操作
数控铣床加工时的对刀
零件加工实例
6.1 数控铣床概述
一、数控铣床的类型
1. 立式数控铣床 立式数控铣床的主轴垂直于工作台所在的水平面， 最适合高度相对较小的零件。 2. 卧式数控铣床 与普通卧式铣床相同，卧式数控铣床主轴轴线平行 于水平面，可以实现在一次安装中，通过转盘改变工 位，进行“四面加工”。
应用广泛
高效率
半封闭或全封闭防护 主轴无级变速器且变速范围宽 采用手动换刀，刀具装夹方便
6.2 数控铣削加工工艺处理
一、数控铣床的加工对象
对工件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工与攻丝等， 但它主要还是被用来对工件进行铣削加工的。
所能加工的零件形式主要有：
• 平面类零件 • 曲面类（立体类）零件 • 孔类零件
二、零件图的工艺性分析 零件图中各加工面的凹圆弧半径(R与r)是否过于 零乱，是否可以统一。
零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得
到保证。
三、零件毛坯的工艺性分析
在对零件图进行工艺性分析后，还应结合数控铣削的
特点，对所用毛坯(常为板料、铸件自由锻及模锻件)进
行工艺性分析，否则，如果毛坯不适合数控铣削，加工 将很难进行下去；甚至会造成前功尽弃的后果。这方面 的教训在实际工作中也是不少见的，应引起充分重视。 根据经验，下列几方面应作为毛坯工艺性分析的要点：
示的是几种常用的成型铣刀。 球头铣刀——适用于加工空间曲面零件，有时也用于 平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。下图所示是一
种常见的球头铣刀。
三、数控铣床的夹具
1. 对夹具的基本要求
为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向一致， 夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位 面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。 为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在 外，夹具要做得尽可能开敞，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀 套、刃具在加工过程中发生碰撞。
毛坯的加工余量是否充分，批量生产时的毛坏余量是
否稳定。
分析毛坯在安装定位方面的适应性。
主要是考虑毛坯在加工时的安装定位方面的可靠 性与方便性，以便充分发挥数控铣削在一次安装中加 工出许多待加工面。
分析毛坯的余量大小及均匀性。
四、在确定走刀路线时，主要遵循以下原则： 应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求； 应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提 高加工效率；
括快速定位、直线插补、圆弧插补、暂停、刀具补偿、
一、换刀与刀具管理
1. 选刀指令 T×× 或 T ×× ×× 2. 换刀动作指令M06 数控装置读入M06指令后，会自动送出并执行M05、 M09指令，即自动使主轴停转并关闭冷却液，然后 完成换刀动作。 例如： 标系设定指令
1.设置加工坐标系指令 G92 编程格式： G92 X__ Y__ Z__
G92指令是用刀具刀位点的初始位置与工件原点的 相对距离来间接地定义工件原点的。
如右图所示，工件坐标系设定指令为，
2、刀具半径补偿 G40 ,G41, G42
G41——刀具半径左补偿指令，简称左偏，按程序路径前进 方向刀具偏在零件左侧进给； G42——刀具半径右补偿指令，简称右偏，按程序路径前进 方向刀具偏在零件右侧进给； G40——取消刀具半径补偿指令，按程序路径进给。
分度头和三爪夹盘等通用夹具。
3. 数控铣床夹具的注意事项
选用时可参照下列原则：
安装零件时，应保证零件在本次定位装夹中所有
需要完成的待加工面充分暴露在外，以方便加工，
同时考虑机床主轴与工作台面之间的最小距离和
刀具的装夹长度，确保在主轴的行程范围内能使 零件的加工内容全部完成； 夹具在机床工作台上的安装位置必须给刀具运动 轨迹留有空间，不能和各工步刀具轨迹发生干涉。
应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编
程工作量。
6.3 数控铣床的工艺装备
刀 柄 刀 具
夹 具
附 件
一、数控铣床的刀具
1. 对刀具的要求 刚性好 1) 为提高生产效率而采用大切削用量的需要； 2)为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。 耐用度高 尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用 而磨损较快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而 且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面 留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面 质量。