第五章数控铣削加工

内圆铣削
螺旋线插补
沿直线轴的 进给距离
圆弧终点坐标
在Z方向上进行螺旋线插补：G17 G02/G03 X_ Y_ I_ J_ Z_ F_； 或 G17 G02/G03 X_ Y_ R_ Z_ F_； 在Y方向上进行螺旋线插补：G18 G02/G03 Z_ X_ K_ I_ Y_ F_；
或
G18 G02/G03 Z_ X_ R_ Y_ F_；
模态代码指相应字段的值一经设置后就一直有效,直至某程序段又对该字 段重新设置。另一意义是指,设置之后,以后的程序段若使用相同的功能, 可以不必再输入该字段。比如直线插补G1就是模态代码.
退刀
进刀
平面轮廓零件的铣削加工
平面轮廓零件也称为型芯零件，多指凸的零件，平面轮廓加工 也称为外形轮廓加工，指用圆柱形铣刀的侧刃来切削工件。 编程方法：用工件轮廓坐标编程，使用刀具补偿指令。 制定数控加工工艺步骤：
工艺路线的确定
编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点： （1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求。 （2）应尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间。 （3）应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。 铣削内轮廓表面时，切入和切出无法外延，这时铣刀可沿零件轮 廓的法线方向切入和切出，并将其切入、切出点选在零件轮廓两几 何元素的交点处。
Z 10 终点
例. 如图所示的螺旋线程序 G91时：G91 G17 G03 X-30 Y30 R30 Z10 F100; G90时：G90 G17 G03 X0 Y30 R30 Z10 F100;
O
30
Y
30
在XY平面圆弧的终点坐 标为（0，30），直线 轴（Z轴）的进给距离 为+10。
X
图 27 螺旋线编程例图
P2
P P1
P10
P9
P5 P6 P7
P8
P1
P2
P4
P3
粗加工槽中间
P1
P2
P4
P3
精加工型腔外轮廓
GH I A B P2
F
E
D
C
精加工岛屿轮廓
P1 K J L
N
M
Y
X
O
实例一：运用刀具长度、半径补偿指令功能进行图示零件的 铣削程序编制与加工。
序号 1
工序 粗加工
刀号 T1
刀具名称 (mm) Φ16
P5 O
G01 G01 G01 G01 G00
G41 X50 Y50 Y150 Y50 X50 G40 X0 Y0
P4
刀具半径补偿经历三个阶段： 1、建立阶段：O 2、进行阶段：P1 P4 P5 O 3、撤消阶段： P5 P1 P2 P3
刀具半径补偿注意事项
1、机床通电后，为撤消刀具半径补偿状态 2、G41、G42、G40不能和G02、G03一起使用，刀具必须在指定平 面内有一定距离的移动。 3、G41---左补偿---顺铣---精铣 G42---右补偿---逆铣---粗铣 4、一般情况下刀具半径补偿值为正值，若为负值，则G41和G42正好 互相替代。 5、刀具半径补偿建立阶段，铣刀直线移动量要大于刀具半径补偿量， 刀具半径补偿进行阶段，即切削阶段，铣削内侧圆弧的半径要大于刀 具半径补偿量。 6、刀具半径补偿是模态代码。
主轴转速 (r/min) 400
进给速度 F(mm/min) 100
长度补 偿H H1
半径补偿 (mm) D1=8.2
2
精加工
T2
Φ16
800
60
H2
D2=8
O03； (φ16mm铣刀粗加工)
G90G54G0G43H3Z50.0; X0Y0S500M3; X-30.0 M8; Z2.0; G01Z-5.0F30; X30.0; G41X0Y22.0D3F50;（D3＝8.1）
X-30.0;
G3X-30.0
G1X30.0Y
G3X30.0Y
G1X0Y22
X-20.0Y-1
内轮廓铣削程序如下：
O03； (φ16mm铣刀粗加工) G90G54G0G43H3Z50.0; MR03(SIEMENS) G90G54G0Z50.0;
X0Y0S500M3;
数控铣床编程基础及外轮廓编程
新知识点：
顺铣、逆铣、数控铣削走刀方向的确定
• 编程前准备工作：
• • • 坐标的建立 刀具选择 加工路线的确定
•
•
相关指令
程序的编制
Y
O
X
常 用 数 控 铣刀
1、面铣刀
2、立铣刀
3、模具铣刀
4、键槽铣刀
1、面铣刀
应用：主要用于加工较大的平面
特点：圆周表面和端面上都有切削 刃。
格式：
G41 G42
X
Y
Z
D##
说明：G40：取消刀具半径补偿； G41：左刀补（在刀具前进方向左侧补偿）见下图A； G42：右刀补（在刀具前进方向右侧补偿）见下图B； D ## ：刀补表中刀补号码（D00～D99），它代表了 刀补表中对应的半径补偿值
刀具半径补偿的判定
补偿量 刀具旋 转方向 刀 具 前 进 方 向
顺 铣 和 逆 铣
逆铣-----Vf与 Vc方向相反 刀具从已加工表面切入， 影响已加工表面质量， 适合粗铣。 顺铣-----Vf与Vc方向相反 刀具从未加工表面切入， 不影响已加工表面质量， 适合精铣。
刀具补偿的过程
数控系统的刀具补偿是将计算刀具中心轨迹的过程交由 CNC系统执行，编程时不考虑刀具半径，直接根据零件 的轮廓形状进行编程，而实际的刀具半径则放在一个可编 程刀具半径的偏置寄存器中，在加工过程中，CNC系统 根据零件程序和刀具偏置寄存器中的刀具半径自动计算刀 具中心轨迹，完成对零件的加工。当刀具半径发生变化时， 不需要修改零件程序，只需修改刀具半径寄存器中的刀具 直径值。
MR03(SIE
G90G54G
X0Y0S500 Z2.0; X30.0;
X-30.0M8
G1Z-5.0F3
G41X0Y2
X-30.0;
G03X-30.0Y-22.0R22.0; G01X30.0Y-22.0; G03X30.0Y22.0R22.0; G01X0Y22.0; X-20.0Y-10.0;
刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿
刀具半径补偿的意义
可直接用零件轮廓编程，避免计算刀具轨迹 刀具参数改变后，不必修改程序，只需修改刀具参数设置 值即可
可利用不同的补偿值进行粗加工、精加工
利用同一把刀具、不同补偿值完成凸凹配合零件的加工
刀具半径补偿指令G40，G41，G42
G40 G00 G01
圆周表面上的切削刃为主切削刃， 端面上的切削刃为副切削刃。
粗铣时，铣刀直径要选小些，减小切削力矩， 精铣时，铣刀直径要选大些，尽量包容整个工件加工宽度，
提高加工效率和加工精度，并减小相邻两次进给之间的接痕。
2、立铣刀
应用：主要用于加工凹槽、较小 台阶面及平面轮廓
特点：圆周表面和端面上都有切
削刃。既可同时切削，也可单独 切削。 一般为螺旋槽，可以增加切削的 平稳性，提高加工精度。 端面：副切削刃，用来加工与侧 面垂直的底面。 注意：普通立铣刀端面中心处无 切削刃，一般不宜作轴向进给。
内轮廓加工刀具的切入和切出
无交点内轮廓加工刀具的切入和切出
当内部几何元素相切无交点时,为防止刀补取消时在轮廓拐角处留下 凹口（图a）,刀具切入、切出点应远离拐角（图b）。
当用圆弧插补铣削内圆弧时也要遵循从切向切入、切出的原则， 最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线,提高内孔表面的加工精度和 质量。 注意： 轮廓加工中应避免进给停顿，否则会在轮廓表面留下 刀痕；若在被加工表面范围内垂直下刀和抬刀，也会划伤表面。 为提高工件表面的精度和减 小粗糙度，可以采用多次走刀的 方法，精加工余量一般以0.2～ 0.5mm为宜。 选择工件在加工后变形小的走刀 路线。对横截面积小的细长零件 或薄板零件，应采用多次走刀加 工达到最后尺寸；或采用对称去 余量法安排走刀路线。
第五章
数控铣床编程
数控铣床编程基础及外轮廓编程
数控铣床内轮廓加工编程
简化编程指令
加工中心的程序编制
SIEMENS802D系统宏程序的应用 SIEMENS802D常用辅助编程指令及应用
数控铣床加工对象
数控铣床可进行铣、钻、扩、镗孔及攻丝等工序的加工， 但仍以铣削加工为主。
铣削加工的特点
铣刀是多刃刀具，它的每一个刀齿相当于一把车 刀，它的基本切削规律与车削相似，但铣削是断 续切削，切削厚度和切削面积随时都在变化，因 此铣削具有一些特殊性。铣刀在旋转表面上或端 面上具有刀齿，铣削时，铣刀的旋转运动是主运 动，工件沿前后、左右和上下三个方向的直线运 动是进给运动。
思考：铣削可以进行什么类型零件的加工？
图纸工艺分析 刀具选择 工件坐标立建立 走刀路线确立
下刀方式
数学计算
进退刀方式
程序编制
工艺参数(切削用量、主轴转速、进给速度)
Y
X
O
型腔零件的铣削加工
型腔是指有封闭边界轮廓的平底或曲底凹坑，有的也称内槽，如 下图所示。当型腔底面是平面时为二维型腔，加工时一律使用平底 铣刀，刀具边缘部分的圆角半径应符合内槽的图纸要求。 内槽的切削分两步，第一步切内腔，第二步切轮廓。切轮廓通常 又分为粗加工和精加工两步。
加工路线的确定
• 端铣和周铣
• 顺铣和逆铣
• 刀具半径的左补偿和右补偿
• 进刀和退刀方式
端铣和圆周铣
圆周铣：刀具主轴 平行于工件表面
端铣：刀具主轴垂 直于工件表面
切 削 用
量
• 切削速度 Vc
• 进给速度 Vf
• 背吃刀量ap:平行于铣刀轴线测量的尺寸