第5章 数控铣削加工编程

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定心锥轴
定心锥轴找孔中心
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主轴
磁性表座
百分表 工件
表头
百分表找孔中心
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数控铣削加工的对刀
对刀方式
寻边器对刀
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Y1
Y 1
X 1
Y1＋Y2 2 X1＋X 2 2
X 2
X1
Y1＋Y2 2
X 2 X1＋X 2 2
Y2
Y 2
寻边器找对称中心
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数控铣削加工的对刀
对刀方式
标准芯轴和块规对刀
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在机床上找正容易，加工中便于检查 引起的加工误差小
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
3、 确定对刀点与换刀点 对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但 必须与零件的定位基准有已知的准确关系。当 对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件 的设计基准或工艺基准上。 对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对 刀点。
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
3、 确定对刀点与换刀点 对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀 具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀 点来实现的。 对刀点 指通过对刀确定刀具与工件相 对位置的基准点。
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
3、 确定对刀点与换刀点
对刀点的选择原则 便于用数字处理和简化程序编制
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
铣削内轮廓的切入切出路径
铣削内圆的切入切出路径
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
4、 选择走刀路线
另外，在选择走刀路线时应注意以下几种情况：
（1）避免引入反向间隙误差。 （2）顺铣加工与逆铣加工方式。 （3）立体轮廓的加工。 （4）内槽加工。
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数控铣床的夹具和刀具
2、刀具
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 刀具见右图。
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数控铣床的夹具和刀具
铣刀类型的选择
1） 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。
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
2、工序的划分（先后顺序例）
加工床脚
以导轨面 为粗基准
以加工后的 床脚为基准 加工导轨面
导轨粗基准的加工
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
2、工序的划分
刀具集中分序法； 粗、精加工分序法；
按加工部位分序法；
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
2、工序的划分 刀具集中分序法 即按所用刀具划分工序，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 它们可以完成的其它部位。
特点： 这种分序法可以减少换刀次数，压缩空程时 间，减少不必要的定位误差。
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
2、工序的划分
粗、精加工分序法
Y
ya
W
X
W
Zb
Y Xb
Za
原点
X
X
Y yb b
W 工件 W 工件 W 原点 X X
Yya a
Y Y
W
Zb
Y Xb W
X X
W
YY X b Xb X
X Z
Zb
Zb
Xa+D/2
M
W
W
y b 机床原点 M
yb
Za
40
yb
Xb
Za
Z
ZZ
刀具Z向对刀--可利用基准刀 具及Z向设定器进行精确对刀，
G92Z100 G92 Z1 00.0
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
2、 工序的划分 在数控机床上特别是在数控铣床、加工中 心上加工零件，工序十分集中，许多零件只 需在一次装夹后就能完成全部工序。 但是零件的粗加工，特别是铸、锻毛坯 零件的基准平面、定位面等的加工应在普通 机床上完成之后，再装夹到数控机床上进行 加工。这样可以发挥数控机床的特点，保持 数控机床的精度，延长数控机床的使用寿命， 降低数控机床的使用成本。
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数控铣床的夹具和刀具
1、夹具
数控铣床主要用于加工形状复杂的零件，但 所使用夹具的结构往往并不复杂，数控铣床夹具的 选用可首先根据生产零件的批量来确定。对单件、 小批量、工作量较大的模具加工来说，一般可直接 在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧，然后 通过加工坐标系的设定来确定零件的位置。
对有一定批量的零件来说，可选用结构较简单 的夹具。
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零件结构的工艺性分析
提高工艺性的措施 ： 减少薄壁零件或薄板零件； 尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸； 保证基准统一原则；
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
数控铣床的加工工艺 1、选择并确定数控铣削加工部位及工序内容 2、加工工序的划分 3、确定对刀点与换刀点 4、选择走刀路线
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
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5.1.2 数控铣床的坐标系
机床坐标系 原点 工件坐标系 原点
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数控铣削加工工件的安装
数控铣削加工选择定位基准应遵循的原则： 尽量选择零件上的设计基准作为定位基准
定位基准选择要能完成尽可能多的加工内容
定位基准应尽量与工件坐标系的对刀基准重合 必须多次安装时，应遵从基准统一原则
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零件结构的工艺性分析
零件结构工艺性分析的主要内容： 审查与分析被加工零件是否适合数控加工； 审查与分析图纸中几何元素的条件是否充分、正确；
审查与分析数控加工零件的结构合理性；
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零件结构的工艺性分析
预防零件变形措施：
对于大面积的薄板零件，改进装夹方式，采 用合适的加工顺序和刀具；
采用适当的热处理方法；
粗、精加工分开及对称去除余量等措施来减 小或消除变形的影响；
a)轮廓面A
b)轮廓面B
c)轮廓面C
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数控铣床的加工范围
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动所 产生的曲面类零件。加工面不能展开为平面。
直纹曲面
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数控铣床的加工范围
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， 加工面与铣刀始终为点接触，若采用其它刀具加工， 易产生干涉而破坏邻近表面。可采用行切法或三坐标 联动加工（空间直线插补）。
以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点
Xa+D/2
M
Xa+D/2
X＋ a
D 2
M
M
Za
机床原点 M 机床原点 M 机床原点M Xa
X a
机床原点 M 机床原点M
YY
y a+D/2
y a+D/2
Y＋ a
D 2
YyaybXb NhomakorabeaX b
Xa
机床原点 M
Yb
y a+D/2
对刀操作时的坐标位置关系
yb
X
Y 工件 W 原点 X
数控装置通电后通常要进行回参考点操作， 以建立机床坐标系。参考点可以与机床原（零） 点重合，也可以不重合，通过参数来指定机床 参考点到机床原点的距离。机床回到了参考点 位置也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所 有坐标轴的参考点，CNC装置就建立起了机床 坐标系。 机床坐标系的原点简称为机床原点，通常 在各坐标轴的正向最大极限处。
1、选择并确定数控铣削加工部位及工序内容
（1）工件上的曲线轮廓，特别是有数学表达式给出的非圆曲 线与列表曲线等曲线轮廓； （2）已给出数学模型的空间曲面； （3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位； （4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹 槽； （5）以尺寸协调的高精度孔或面； （6）能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状； （7）采用数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动 强度的一般加工内容。
c.万能式数控铣床
d.龙门式铣床
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5.1.1.
数控铣削加工特点
数控铣床具有丰富的加工功能和较宽的加工工艺 范围。各种类型数控铣床所配置的数控系统虽然各有 不同，但各种数控系统的功能，除一些特殊功能不尽 相同外，其主要功能基本相同。数控铣床的主要功能 有: 1、点位控制功能； 2、连续轮廓控制功能； 3、刀具半径补偿功能； 4、刀具长度补偿功能； 5、比例缩放及镜像加工功能； 6、旋转功能； 7、子程序调用功能； 8、用户宏程序功能；
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数控铣床的夹具和刀具
4）键槽
铣键槽时，为 了保证槽的尺 寸精度、一般 用两刃键槽铣 刀，如图所示。
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数控铣床的夹具和刀具
5）孔加工
孔加工时，可 采用钻头、镗 刀等孔加工类 刀具，如图所 示。
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5.1.2 数控铣床的坐标系
机床坐标系
是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点也称 为机床原点或机床零点。在机床经过设计制造 和调整后这个原点便被确定下来，它是固定的 点。
2、工序的划分
按加工部位分序法 即先加工平面、定位面，再加工孔； 先加工简单的几何形状，再加工复杂的几 何形状；
先加工精度比较低的部位，再加工精度要 求较高的部位。
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点
2、工序的划分 例如： 零件材料变形小，加工余量均匀，可 以采用刀具集中分序法，以减少换刀时间 和定位误差； 若零件材料变形较大，加工余量不均 匀，且精度要求较高，则应采用粗精加工 分序法。
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5.1.3 数控铣削加工工艺与编程要点