课题型腔铣削加工
型腔铣削工艺、编程
5．8 型腔铣削工艺、编程5．8．1型腔铣削加工的内容、要求型腔是CNC铣床、加工中心中常见的铣削加工内结构。
铣削型腔时，需要在由边界线确定的一个封闭区域内去除材料，该区域由侧壁和底面围成，其侧壁和底面可以是斜面、凸台、球面以及其他形状。
型腔内部可以全空或有孤岛。
对于形状比较复杂或内部有孤岛的型腔则需要使用计算机辅助（CAM）编程。
本节讨论的型腔加工指由垂直侧壁轮廓和水平底面围成的规则型腔，如图5-8-1。
型腔的主要加工要求有：侧壁和底面的尺寸精度，表面粗糙度，二维平面内轮廓的尺寸精度。
5．8．2 型腔铣削方法对于较浅的型腔，可用键槽铣刀插削到底面深度，先铣型腔的中间部分，然后再利用刀具半径补偿对垂直侧壁轮廓进行精铣加工。
对于较深的内部型腔，宜在深度方向分层切削，常用的方法是预先钻削一个到所需深度孔，然后再使用比孔尺寸小的平底立铣刀从Z向进入预定深度，随后进行侧面铣削加工，将型腔扩大到所需的尺寸、形状。
型腔铣削时有两个重要的工艺考虑：①刀具切入工件的方法；②刀具粗、精加工的刀路设计。
5．8．3 刀具选用适合于型腔铣削的刀具有平底立铣刀、键槽铣刀，型腔的斜面、曲面区域要用R刀或球头刀加工。
型腔铣削时，立铣刀是在封闭边界内进行加工。
立铣刀加工方法受到内结构特点的限制。
立铣刀对内轮廓精铣削加工中，其刀具半径一定要小于零件内轮廓的最小曲率半径，刀具半径一般取内轮廓最小曲率半径的0.8～0.9倍。
粗加工时，在不干涉内轮廓的前提下，尽量选用直径较大的刀具，直径大的刀具比直径小的刀具的抗弯强度大，加工中不容易引起受力弯曲和振动。
在刀具切削刃（螺旋槽长度）满足最大深度的前提下，尽量缩短刀具从主轴伸出的长度和立铣刀从刀柄夹持工具的工作部分中伸出的长度，立铣刀的长度越长，抗弯强度减小，受力弯曲程度大，会影响加工的质量，并容易产生振动，加速切削刃的磨损。
5．8．4 型腔铣削的路线设计1．型腔铣削加工的刀具引入方法与外轮廓加工不同，型腔铣削时，要考虑如何Z向切入工件实体的问题。
6、型腔铣削加工
O0002; G90 G94 G21 G17 G54; G00 X-10. Y0.; Z20.; M03 S600; G01 Z-4. F60; G41 G01 Y7. D02; G03 X-17. Y0. R7.; G01 Y-10.; G03 X-10. Y-17. R7.; G01 X10.; G03 X17. Y-10. R7.; G01 Y10.; G03 X10. Y17. R7.; G01 X-10.; G03 X-17. Y10. R7.; G01 Y0.; G03 X-10. Y-7. R7.; G40 G01 Y0.; G28 Z20.; M30;
Y83.5; X74.5; Y95.5; X25.5; Y107.5; X74.5; X70.Y114.5; X25.5; G00Z20.; M30;
8 7
9
10
1
0 11
2
3 6
R4
5
4
O0002; G90 G94 G21 G17 G54; G00 X70. Y70.; 1、(70,85) Z20.; 2、(85,70) M03 S600; G01 Z-5. F100; 3、(85,35) G42 G01 Y85. D02; 4、(65,15) G02 X85. Y70. R15.; 5、(19,15) G01 Y35.; 6、(15,19) G02 X65. Y15. R20.; 7、(15,121) G01 X19.; 8、(19,125) G02 X15. Y19. R4.; G01 Y121.; 9、(65,125) G02 X19. Y125. R4.; 10、(85,105) G01 X65.; 11、(70,55) G02 X85. Y105. R20.; G01 Y70.; G02 X70. Y55. R15.; G40 G01 Y70.; G00 Z20.; M30;
型腔铣加工特点及应用
型腔铣加工特点及应用型腔铣加工是一种常用于加工机械零件中各种型腔的方法。
它与普通铣削加工相比，具有一些独特的特点和应用。
型腔铣加工的特点主要有以下几点：1. 加工高精度的型腔：型腔铣加工可以加工出形状复杂、尺寸精度要求高的型腔。
通过合理选择刀具形状和加工路径，可以加工出各种形状的内腔、外腔等。
2. 高效率的加工方式：型腔铣加工采用多刀齿同时切削的方式，可以大大提高加工效率。
与传统的单刀齿切削相比，型腔铣加工可以在一次进给中削除更多的金属。
3. 适用于各种材料的加工：型腔铣加工适用于各种金属和非金属材料的加工。
不同的材料可以选择不同的刀具和加工参数，实现高效加工。
4. 可实现高精度的定位加工：型腔铣加工可以通过使用配合销、夹具等定位装置，实现高精度的定位加工。
这样可以确保加工后的零件尺寸精度和形状精度。
5. 可加工的型腔种类多样：型腔铣加工可以加工的型腔种类非常多样，包括圆形、长方形、槽形、楔形、三角形、棱形等各种形状的型腔。
并且可以根据具体需求设计出各种特殊形状的型腔。
型腔铣加工具有广泛的应用领域，其中主要包括以下方面：1. 模具制造：型腔铣加工是制造模具的常用加工方式之一。
模具中常常包含各种复杂的型腔，通过型腔铣加工可以加工出高精度的模具。
2. 航空航天和汽车制造：在航空航天和汽车制造领域，零部件中常常包含各种形状复杂的型腔。
型腔铣加工可以高效地加工出这些复杂的型腔。
3. 电子产品加工：在电子产品制造中，型腔铣加工可以用于加工各种外壳和部件上的型腔，以满足产品的外观和功能要求。
4. 医疗器械制造：型腔铣加工可以用于加工各种医疗器械中的型腔，如体内植入物、手术器械等。
5. 艺术品制造：型腔铣加工可以用于制造各种艺术品中的型腔，以实现特殊的造型效果。
总之，型腔铣加工具有高精度、高效率、适用性广等特点，广泛应用于各个领域的零部件加工中。
随着加工技术和设备的不断进步，型腔铣加工将会有更广阔的应用前景。
单元七_型腔铣削的加工工艺与程序编程
6
7
G43 Z50. H03；
G01 Z5 F500 M08；
建立刀具长度补偿，至安全高度
下刀，冷却液开
8
9 10 11 12
G01 Z-2. F150 ；
G41 G01 X-7.5； G03 X0 Y-7.5 R7.5； G01 X7.5； G03 Y7.5 R7.5
Z向进刀并至切削深度
建立刀补 切向切入 轮廓切削
程序号 13 14 15 16
程序内容 G01 X-7.5 G03 Y-7.5 R7.5 G01 X0 G03 X7.5 Y0 R7.5
程序说明
切向切出
17
18 19 20
G40 G01 X0 Y0
G00 Z100. M05； G28 G91 Z0 M09； M30
取消刀具半径补偿
退刀，主轴停止 Z轴回参考点，关闭冷却液 程序结束
3、刀具的选择
内轮廓通常应用键槽铣刀来加工，在加工中心上使用的键槽铣 刀为整体结构，刀具材料为高速钢或硬质合金。与普通立铣刀 不同的是键槽铣刀端面中心处有切削刃，所以键槽铣刀能作轴 向进给，起刀点可以在工件内部。键槽铣刀有2、3、4刃等规格， 粗加工内轮廓选用2刃或3刃键槽铣刀，精加工内轮廓选用4刃键 槽铣刀。与立铣刀相同，通过弹性夹头将键槽铣刀与刀柄固定。
任务实施
(一）工艺分析
根据零件的特点，选择φ10的键槽铣刀，Z方向采用垂直下刀的 进刀方式，在XY平面走刀路线为OH（建立刀补）→HI（切向切 入）→IJ→JK→KL→LM→MI→IN（切向切出）→NO（取消刀 补），由于表面精度要求不高Ra6.3，采用粗加工一次完成，切 削用量选择为：主轴转速1200r/min,进给速度为50mm/min
型腔及薄壁类零件的高速铣削加工试验
扫码了解更多本文在介绍高速加工技术特点基础上，通过切削用量的选择和加工工序的排序，设计了铝合金材料型腔及薄壁类零件高速铣削加工试验，试验过程可分析出高速加工对于常规加工工艺的改进。
同时展示了高速加工的工艺特点及适用条件。
粗糙度仪：检测工件表面粗糙度（如T R200）。
并应用手机上的噪声测量A PP。
机床负载显示：控主轴及运行轴的负载状况（一般机床自带该功能）。
测量采用0～125m m游标卡尺及三坐标测量仪。
4.试验过程薄壁类零件在加工中经常会遇到变形问题，常规加工方法的“大切削量、慢走刀”切削方式造成零件表面大量的切削热无法被及时带走，残留在零件表面，使得零件易变形。
而型腔类零件在加工时受刀具、零件尺寸的影响，每次下刀的层切深度不宜太深，故常规加工工艺不适合型腔及薄壁类零件加工。
如图1所示的型腔及薄壁类零件由型腔、岛屿和小圆柱构成，其中型腔壁厚0.8m m、高20m m，小圆柱直径1.5mm、高20mm，两处侧向刚性很差，极易产生振颤，导致侧壁破损或圆柱折断，故常规加工工艺不适合该零件加工。
由于该类型零件的加工工艺限制了层切深度，为了提高加工效率并保证零件质量，采用高速加工是非常适合的选择。
此外，薄壳类零件的整刚性也较差，也很适合选择偏小直径刀具（刀具直径小于零件拐角圆角尺寸，且小直径刀具可减小工件底面的振颤），高转速、小吃刀量、大进给量的高速加工工艺。
高速加工工艺切削时产生的热量95%会由切屑和切削液带走，这样零件表面处于室温。
而且高速加工产生的切削力及切削图1 型腔及薄壁类零件尺寸表序号工序名1整体粗加工2槽区域粗加工3岛屿外形精加工4薄壁外形精加工5小圆柱外形精加工年 第9期图2 整体粗加工刀路图3 槽区域粗加工刀路图4 岛屿外形精加工刀具路径图5 薄壁外形精加工刀具路径图6 圆柱外形精加工刀具路径。
铣床3任务9孔、槽及型腔类零件的加工
O0100;
M03 S140;
G90 G00 X0 Y40. Z50.;
G91 G99 G84 X40. Z-17. R-43. K4 F280 ;
Y50
G99 G84 X-40. Z-17. R-43. K3 ;
G80 Z43.;
X-160. Y90.;
M05;
M30;
(Ⅱ)再用G84攻丝
镗孔循环指令（G76）
精镗循环 G98（G99）G76 X_Y_Z_R_P_Q_F_K_
G76 动作指令图
返回运动 （Z轴正向）
名称
应用举例
G81
切削进给
-
快速定位进给
普通钻孔循环
钻孔（通，浅）、粗镗孔
G82
切削进给 （较低的主轴转速）
暂停
快速定位进给
钻削或粗镗削
中心钻、点钻、打锥沉孔等孔底光滑的加工；粗镗孔
G83
分次， 切削进给
-
快速定位进给
深孔钻削循环
通常用于长系列钻头
G73
-
快速定位进给
高速深孔钻削
G98（G99)G _X_Y_Z_ R_ Q_P_F_K_ R为安全平面位置 G90时， R——R面的坐标值 G91时， R——初始点到R面的距离（常为负） R R Z
G98（G99)G _X_Y_Z_R_Q_P_F_K_
P指定刀具在孔底的暂停时间，单位为秒
F为切削进给速度
K指定固定循环的次数
快速进给高速钻深孔 NhomakorabeaG74
切削进给
主轴正转
切削进给
反转攻螺纹
G76
切削进给
主轴定向停止
快速进给
退刀形精镗循环
G80
型腔的铣削加工方法知识学习
接进刀、斜进刀和螺旋进刀三种。通常以型腔的中心、型腔拐角圆心等这 些基点位置作为进刀点。
2 、切入切出方式。型腔内壁精加工时，采用圆弧的切入切出方式，避
免在型腔壁上留下刀痕。
1
型腔的铣削加工方法
知识学习
Knowledge learning
1
型腔的铣削加工方法
知识学习
Knowledge learning
4 、加工刀具及切削用量的确定。
选择刀具时，刀具半径不得大于轮廓上凹圆弧的最小半径 Rmin ，一般
取铣刀半径 R ＝（ 0.8 ～ 0.9 ） Rmin 。 粗加工时，走刀距离 L1 ＝型腔宽度 L － 2 倍铣刀半径 R 刀 -2 倍单边余量。 单边余量是半精加工与精加工余量的总和，根据零件材料和铣刀直径大小 确定，一般取 0.5~ 1mm 。源自1型腔的铣削加工方法
知识学习
Knowledge learning
采用行切时走刀践线的行间距，即：侧吃刀量，与铣刀的直径大小相
关，通常取铣刀直径的 70%-90% 。
半精加工的目的主要是去除行切时的残留扇形材料，通常加工完毕后 为精加工留余量 0.3-0.5mm 。 精加工时，为了保证轮廓尺寸精度及较高的表面粗糙度，选用相对较 小的铣刀，采用较高的转速进行。
向；对于型腔槽的外壁属于内
轮廓，精加工采用顺铣，走刀 方向是逆时针方向；所以，要
完成槽的内外壁精铣保证槽的
宽度，分别要对岛屿进行外轮 廓的精铣和槽外壁的内轮廓精 铣。 A
1
K
1
2
工艺分析、加工方案的确定及走刀路线的安排 刀具在 K1 点下方任取一点作为半径补偿的引入点，至 K1 点建立半 径补偿后→ K （斜进刀）→S→P→Q→W→V→U→N→M→ K→抬刀，撤销半径补偿。定位至 A1 上方取一点作为半径补偿的引入点， 至 A1 点建立半径补偿后→A→B→C→D→E→F→H→I→
轮廓、型腔的铣削加工
实训项目四轮廓、型腔的铣削加工实训目的与要求：1.利用基本指令对轮廓、型腔进行编程、加工；2.掌握用半径补偿功能进行轮廓、型腔的编程、加工；3.合理安排工艺进行零件的加工。
课题一轮廓的铣削加工模块一不带半径补偿的轮廓加工一、编程实例编写如图4-1所示零件加工程序，毛坯尺寸120×800×20，工件材料45号钢。
图4-1 不带半径补偿的轮廓加工二、相关知识点（一）工艺部分1.夹具及刀具选用本例夹具可选规格136mm的机用平口虎钳。
加工外轮廓刀具可选用φ16mm的立铣刀；为提高内壁加工质量，不直接用φ12的键槽铣刀，而是采用φ10mm的键槽铣刀加工腰圆型槽。
刀具切削参数如表4-1所示。
表4–1 刀具与切削用量2.（1）加工路线的确定原则在数控加工中，刀具刀位点相对于零件运动的轨迹称为加工路线。
加工路线的确定与工件的加工精度和表面粗糙度直接相关,其确定原则如下：①加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。
②使数值计算简便，以减少编程工作量。
③应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。
④加工路线还应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确定。
（2）切入、切出方法选择采用立铣刀铣削外轮廓侧面时，铣刀在切入和切出零件时，应沿与零件轮廓曲线相切的切线或切弧上切向切入、切向切出（图4-2中A-B-C-B-D）零件表面，而不应沿法向直接切入零件，以避免加工表面产生刀痕，保证零件轮廓光滑。
铣削内轮廓侧面时，一般较难从轮廓曲线的切线方向切入、切出，这样应在区域相对较大的地方，用切弧切向切入和切向切出（图4-3中A-B-C-B-D）的方法进行。
图4-2 外轮廓切线（弧）切入切出图4-3 内轮廓切弧切入切出（3）凹槽切削方法选择加工凹槽切削方法有三种，即行切法（图4-4a）、环切法（图4-4b）和先行切最后环切法（图4-4c）。
三种方案中，a图方案最差（左、右侧面留有残料）；c图方案最好。
型腔铣实验报告
型腔铣实验报告引言型腔铣是一种常用的机械加工方法，通过使用铣刀在工件上切削出所需的形状和尺寸。
本实验旨在通过铣削加工，制造出一个型腔铣模具，并对其进行评估和分析。
实验目的1. 熟悉型腔铣的操作流程和工具使用；2. 学习铣削加工的原理和技术；3. 掌握型腔铣模具的设计和制造方法；4. 分析铣削过程中的加工表面质量和精度。
实验仪器和工具1. 数控铣床；2. 铣刀；3. 调整工具。
实验流程1. 设计型腔模具的CAD图纸，并生成铣削程序；2. 安装工件在数控铣床的工作台上；3. 安装合适的铣刀，并使用调整工具进行校准；4. 启动数控铣床，加载铣削程序；5. 进行型腔铣削加工，保证加工质量；6. 完成加工后，检查型腔模具表面质量和尺寸精度。
实验结果与分析在实验过程中，我们成功制作了一个型腔模具。
通过检查其表面质量和尺寸精度，发现质量良好，尺寸精度符合设计要求。
型腔模具的加工表面质量主要受到铣刀的切削速度、进给速度、切削深度等因素的影响。
实验中，我们选择了适当的切削参数，使得加工表面平整度良好，没有出现明显的毛刺和凹凸不平的现象。
尺寸精度是评价型腔模具加工质量的一个重要指标。
我们采用数控铣床进行加工，通过预先设计的铣削程序，可以保证加工尺寸的准确性。
实验中，我们进行了多次测量，发现型腔模具的尺寸精度在设计范围内，达到了预期要求。
实验总结通过本次实验，我们对型腔铣加工有了更深入的了解。
学习并掌握了型腔铣的操作流程和工具使用，进一步提高了我们对铣削加工的理解。
同时，通过实验我们也发现了型腔模具加工中的一些问题和改进的空间。
在今后的实践中，我们将进一步优化加工参数和铣刀的选择，以提高加工效率和加工质量。
参考文献。
模具型腔数控铣削技术研究与应用_图文
、７８８‘２壬‘分类呼：ＴＰ３９１崭缀：啦ｆ皋代酽５：ｆ０４２２，ｑ‘：０４２（Ｘ・３０３５⑧∥▲东岁，否硕士学位论文ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒ’ｓＴｈｅｓｉｓ论史题｜ｉ：模具型腔数控铣削技术研究与应用作者姓托孥业棣冬机槭制造厦其自动化王兆辉副教授指导教师姓张擎业技术叭务塞堂塞堕塑工程师Ｊ山东大学硕士学位论文摘要数控加工中心已经广泛的应用于模具型腔的铣削加工中，ＵＧＮＸ，ＭａｓｔｅｒＣＡＭ，Ｃｉｍａｔｒｏｎ等软件的ＣＡＭ功能也在不断发展和增强。
但目前即使最先进的数控编程软件，也需要技术人员制定工艺，选择合适的刀具、切削参数等。
数控机床加工的效率、加工质量，很大程度上取决于工艺编程人员水平的高低。
同时，模具型腔几何形状虽然千变万化，但其构成特征的种类是有限的。
对每一类加工特征，对应着ＵＧ的一种或多种有限的加工方法。
通过分析对比研究、总结规律，可用来指导ＵＧＣＡＭ・编程，提高加工效率和加工质量。
本文以模具型腔为研究对象，重点研究了数控加工工艺的优化问题，旨在提高模具型腔数控加工效率、加工质量，减少对工艺编程人员的依赖程度，为工艺人员进行工艺优化设计、编制较高质量的数控程序提供指导和参考。
论文介绍了数控铣削刀具与切削用量；分析了模具型腔加工特征组合，并进行特征分解，确定了各种典型特征的加工方法和刀具；提出了模具型腔粗铣加工刀具组合方法，进行了粗铣加工走刀方式对比分析。
在此基础上，进行了气缸盖凹模数控加工工艺分析，确定其加工工艺方案，合理选择刀具组合，进行编程与加工仿真。
针对数控加工中因刀具变形产生的加工误差问题，通过试验讨论了加工槽、圆柱型腔和斜面时，刀杆悬长不同对零件加工质量的影响，并进行了定性和定量分析，为工艺人员提供了编程参考和依据。
关键词模具型腔；数控加工工艺：刀具组合：刀具悬长山东大学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＣＮＣｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙＣＮＣｍａｃｈｉｎｅ－ｃｅｎｔｅｒ，ｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｉｎｇｏｆｔｈｅｍｏｌｄｃａｖｉｔｉｅｓ．ＴｈｅＣＡＭｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆａｌｏｔｏｆｓｏｆｔｗａｒｅ，ｓｕｃｈａｓＵＧＮＸ，ＭａｓｔｅｒＣＡＭ，Ｃｉｍａｔｒｏｎ，ｅｔｃ．ｈａｖｅｂｅｅｎｇｒａｄｕａｌｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｅｖｅｎｉｆｔｈｅｍｏｓｔａｄｖａｎｃｅｄＣＮＣｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｎｅｅｄｓｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓｔｏｍａｋｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｔｏｓｅｌｅｃｔｓｕｉｔａｂｌｅｔｏｏｌｓａｎｄｃｕｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｍａｃｈｉｎｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｈａｓｂｅｅｎｄｅｃｉｄｅｄｂｙｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓｔｏｓｏｍｅｅｘｔｅｎｔ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｓｈａｐｅｓａｒｅｖａｒｉｏｕｓ，ｔｈｅｖａｒｉｅｔｉｅｓｏｆｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｒｅｆｉｎｉｔｅａｎｄｅｖｅｒｙｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｈａｓｏｎｅｏｒｍａｎｙｆｉｎｉｔｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆＵＧ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇ，ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ，ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇａｎｄｃｏｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅｙｃａｎｇｕｉｄｅｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｉｎＵＧＣＡＭａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｑｕａｌｉｔｙ．ＴｈｅｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｔｈｅｍｏｌｄｃａｖｉｔｉｅｓ，ａｉｍｉｎｇｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｗｈｉｃｈａｒｅｄｅｐｅｎｄｅｄｂｙｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓ．Ａｌｓｏ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｏｆｆｅｒｓｔｈｅｇｕｉｄｅｓａｎｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｏｗｒｉｔｅｔｈｅｂｅｔｔｅｒＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｓ．ＴｈｅｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｏｆｍｏｌｄｃａｖｉｔｙ．Ａｔｆｉｒｓｔ，ｉｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅＣＮＣｍｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌｓａｎｄｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇａｍｏｕｎｔＡｆｔｅｒａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｏｌｄｃａｖｉｔｙｍａｃｈｉｎｉｎｇａｎｄｍａｋｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｏｏｌｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｔｙｐｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｄｅｃｉｄｅｄ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｏｆｆｅｒｅｄｔｈｅｃｏａｒｓｅｍｉｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｍｏｌｄｃａｖｉｔｉｅｓ，ａｎｄｃｏｎｔｒａｓｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｍ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｃａｖｉｔｙｍｏｌｄｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｃａｐ，ｍａｄｅｔｈｅ、ｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｃｈｅｍｅ，ｒａｔｉｏｎａｌｌｙｓｅｌｅｃｔｅｄｔｈｅｔｏｏｌｓｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ｗｒｏｔｅｔｈｅｐｒｏｇｒａｍａｎｄｍａｄｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｔｌａｓｔ，ａｉｍｉｎｇａｔｍａｃｈｉｎｉｎｇｅｒｒｏｒｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｔｏｏｌｓｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇ，ｔｈｅｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍａｃｈｉｎｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｔｏｔｈｅｐａｒｔｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｅｘｔｅｎｄｅｄｌｅｎＩｇｔｈｏｆｍｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌｗｈｅｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｈｅｓｌｏｔ，ｃｏｌｕｍｎｃａｖｉｔｙａｎｄｓｌｏｐｅ．ＡｌｓｏｉｔａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｍｉｎｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｑｕａｌｉｔｙａｎｄｏｆｆｅｒｅｄｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓａｎｄｇｉｓｔｆｏｒｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓＫｅｙＷｏｒｄｓＮｏＩｄＣａｖｉｔｉｅｓ：ＣＮＧｒｏａｃｈｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ：ＴｏｏＩｓＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ：ＥｘｔｅｎｄｅｄＬｅｎｇｔｈｏｆＭｉＩＩｉｎｇＴｏｏｌ原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课题5：型腔铣削加工
理论：1.掌握型腔铣削加工的工艺知识；
2.掌握型腔铣削加工的编程指令。
技能：1.能编制型腔加工的加工程序；
2.能熟练使用数控铣床仿真软件；
3.能完成型腔加工仿真加工。
1. 型腔铣削工艺知识；
2. 型腔铣削的编程指令。
型腔铣削的编程
专业课（理实一体）讲授法、引导文教学法、案例教多媒体、网络或投影仪
8/32杨丰
回顾：铣削台阶时编程
1.任务：加工要求、零件图
2.相关知识：（1）工艺知识
（2）编程知识
3.项目实施
4.练习
课题5：型腔铣削加工
任务：矩形型腔零件的铣削
矩形型腔零件如图5-1所示，毛坯外形各基准面已加工完毕，已经形成精毛坯。
要求完成零件上型腔的粗、精加工，零件材料为45钢。
型腔加工的工艺知识
1.刀具切入方法
刀具引入到型腔有三种方法：
（1）使用键槽铣刀沿Z向直接下刀，切入工件。
（2）先用钻头钻孔，立铣刀通过孔垂向进入再用圆周铣削。
（3）使用立铣刀螺旋下刀或者斜插式下刀
①使用立铣刀斜插式下刀
使用立铣刀时，由于端面刃不过中心，一般不宜垂直下刀，可以采用斜插式下刀。
斜插式下刀，即在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜线以渐近的方式切入工件，直到下一层的高度，然后开始正式切削，如图7-2所示。
采用斜插式下刀时要注意斜向切入的位置和角度的选择应适当，一般进刀角度为5°～10°。
②螺旋下刀
螺旋下刀,即在两个切削层之间,刀具从上一层的高度沿螺旋线以渐近的方式切入工件,直到下一层的高度,然后开始正式切削。
2.加工刀路设计
立铣刀斜插式下刀
精加工刀具路径
3.刀具
图5-4精加工刀具路径
子程序
如果程序包含固定的加工路线或多次重复的图形，则此加工路线或图形可以编成单独的程序作为子程序。
这样在工件上不同的部位实现相同的加工，或在同一部位实现重复加工，大大简化编程。
子程序作为单独的程序存储在系统中时，任何主程序都可调用，最多可达999次调用。
当主程序调用子程序时它被认为是一级子程序，在子程序中可再调用下一级的另一个子程序，子程序调用可以嵌套4级，如图5-5所示。
一重嵌套二重嵌套
1. 子程序的结构
子程序与主程序一样，也是由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。
于程序与主程序唯一的区别是结束符号不同，子程序用M99，而主程序用M30或M02结束程序。
例如：
O□□□□；（子程序名）
…；
…；（子程序内容）
…；
M99；（子程序结束）
2. 子程序的调用
在主程序中，调用子程序的程序段格式为：
M98 P×××□□□□；
×××表示子程序被重复调用的次数，□□□□表示调用的子程序名（数字）。
例如：M98 P51234；表示调用子程序O1234重复执行5次。
当子程序只调用一次时，调用次数可以不写，如M98 P1234；表示调用O1234子程序执行1次。
3. 子程序应用实例
例加工图5-6所示零件上的4个相同尺寸的长方形槽，槽深2mm，槽宽10mm，未注圆角R5，铣刀直径φ10mm，试用子程序编程。
图5-6 子程序编程举例
加工程序如下：
O0001；主程序名
N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94 ；程序初始化
N20 G00 ；刀具定位到安全平面，启动主轴
N30 M03 S1000；
N40 G00 ；
N50 ；快速移动到A1点上方2mm处
N60 M98 P0002；调用2号子程序，完成槽Ⅰ加工
N70 G90 G00 ；快速移动到A2点上方2mm处
N80 M98 P0002；调用2号子程序，完成槽Ⅱ加工
N90 G90 G00 ；快速移动到A3点上方2mm处
N100 M98 P0002；调用2号子程序，完成槽Ⅲ加工N110 G90 G00 ；快速移动到A4点上方2mm处
N120 M98 P0002；调用2号子程序，完成槽Ⅳ加工N130 G90 G00 X0 Y0；回到工件原点
N140 ；
N150 M05；主轴停
N160 M30；程序结束
O0002；子程序名
N10 G91 G01 F100；刀具Z向工进4mm（切深2mm）
N20 ； A→B
N30 ； B→C
N40 ； C→D
N50 ； D→A
N60 G00 ； Z向快退4mm
N70 M99；子程序结束，返回主程序
4. 子程序使用中的注意事项
（1）在编制子程序时，在子程序的开头O的后面编制子程序号，子程序的结尾一定要有返回主程序的辅助指令M99。
（2）在子程序的最后一个单段用P指定序号（图5-7），子程序不回到主程
序中呼叫子程序的下一个单段，而是回到P指定的序号。
返回到指定单段的处理时间通常比回到主程序的时间长。
图5-7 子程序返回到指定的单段
任务决策和实施
（1）工艺分析
本工序加工内容为型腔底面和内壁。
型腔的4个角都为圆角，圆角的半径限定刀具的半径选择，圆角的半径大于或等于精加工刀具的半径。
图中圆角半径为R10mm，粗加工刀具选用φ20的键槽铣刀，精加工选用φ16的立铣刀。
粗加工为Z字形走刀，从槽的左下角下刀，沿X方向切削。
设置精加工余量S=，半精加工余量C=，根据前面公式确定粗加工刀间距个数N=8（来回走刀9次），刀间距为 mm。
半精加工从粗加工的最后刀具位置开始，沿轮廓逆时针加工矩形槽侧壁。
精加工采用圆弧切入，逆时针加工（顺铣）。
由于槽比较深，粗、精加工采用分层铣削，每次铣削深度为10mm。
精加工一次直接铣削到深度。
（2）刀具与工艺参数
见表5-1、表5-2。
表5-1 数控加工刀具卡
表5-2 数控加工工序卡
（3）装夹方案
本工序采用平口钳装夹，由于加工内腔，所以不存在刀具干涉问题，只要保证对刀面高于钳口即可。
（4）程序编制
在零件中心建立工件坐标系，Z轴原点设在零件上表面上。
粗加工程序（φ20mm键槽刀）：
O0010；主程序名
N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94 ；程序初始化
N20 G00 ；刀具定位到安全平面
N30 M03 S400；启动主轴
N40 ；移动到下刀点
N50 ；
N60 G01 F50；下刀至-10mm
N70 M98 P0011；调用子程序
N80 G90 ；移动到下刀点
N90 Z-20 F50；下刀至-20mm
N100 M98 P0011；调用子程序
N110 G90 G00 ；
N120 ；
N130 M05；主轴停止
N140 M30；程序结束
分层铣削子程序：
O0011；子程序名
N10 G91 ；增量坐标
N20 G01 F200；第1次切削
N30 ；间距1
N40 ；第2次切削
N50 ；间距2
N60 ；第3次切削
N70 ；间距3
N80 ；第4次切削
N90 ；间距4
N100 ；第5次切削
N110 ；间距5
N120 ；第6次切削
N130 ；间距6
N140 ；第7次切削
N150 ；间距7
N160 ；第8次切削
N170 ；间距8
N160 ；第9次切削
N170 ；半精加工起点X坐标
N180 ；半精加工起点Y坐标N190 ； -X方向运动
N200 ； -Y方向运动
N210 ； +X方向运动
N220 ； +Y方向运动
N230 M99；子程序结束
精加工程序（φ16mm立铣刀）：
O0020；程序名
N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94 ；程序初始化
N20 G00 ；刀具定位到安全平面N30 M03 S600；启动主轴
N40 X0 ；移动到下刀点
N50 ；
N60 G01 F80；下刀至-20mm
N70 G41 X-16 D02 F120；建立刀补
N80 G03 X0 ；切向切入
N90 G01 ；开始精加工
N100 G03 Y-65 ；
N110 G01 ；
N120 G03 ；
N130 G01 ；
N140 G03 ；
N150 G01 ；
N160 G03 ；
N170 G01 X0；
N180 G03 ；切向切入出
N190 G01 G40 X0；取消刀补
N200 G00 ；
N210 ；
N220 M05；主轴停止
N230 M30；程序结束
巩固练习
利用数控加工仿真软件，完成如图5-8所示零件上深槽加工，要求分粗、精加工，并实现分层加工。
图5-8 槽加工练习。