数控铣床加工实例

数控铣床加工实例——钻孔类零件
工艺分析及处理 （4）刀具和切削用量的选择 影响切削用量的因素很多，工件的材料和硬度、加工 的精度要求、刀具的材料和耐用度、是否使用切削液等都 直接影响到切削用量的大小。在数控程序中，决定用量的 参数是主轴转速S和进给速度F，主轴转速S、进给速度F 值的选择与在普通机床上加工时的值相似，可以通过计算 的方法得到，也可查阅金属切削工艺手册，或根据经验数 据给定。本例S设为1000 r/min 。
漯河职业技术学院机电系
数控教研室
数控铣床加工实例——钻孔类零件
数控铣床加工实例——钻孔类零件
工艺分析及处理
（1）零件图的分析
该工件材料为45号钢，切削性能较好，孔直 径尺寸精度不高，可以一次完成钻削加工。孔的 位置没有特别要求，可以按照图纸的基本尺寸进 行编程。环形分布的孔为盲孔，当钻到孔底部时 应使刀具在孔底停留一段时间，由于孔的深度较 深，应使刀具在钻削过程中适当退刀以利于排出 切屑。
程序编制
N320 N330 N350 N360 N370 M380 N600
X30 ； X40 ； N340 G98 Y0 ； 钻孔结束后返回初始平面 G80 M09 ； 第2次钻孔循环结束，关切削液 M05 ； 主轴停止转动 G00 G49 Z100 ； 刀具退到程序起点 X100 Y100 ； M30 ； 程序结束
数控铣床加工实例——钻孔类零件
程序编制
参考程序
% 01001 N10 G90 G49 G80； 安全保护指令 N20 G92 X100 Y100 Z100 ； 设定工件坐标系 N30 G00 X18 Y0 ； 刀具定位到第1个孔的上方 N40 S1000 M03 ； 主轴正转 N50 G43 H01 Z10 M08 ； 刀具定位到初始平面，开切削液 N60 G99 G82 Z-10 R1 P1000 F40 ； 钻第1个孔 N70 X12.728 ； 钻第2个孔 N80 X0 Y18 ； 依次在其它位置钻孔 N90 X-12.728 Y12.728 ； N100 X-18 Y0 ； N110 X-12.728 Y-12.728 ；
数控铣床加工实例——钻孔类零件
工艺分析及处理
（2）加工方案及刀具选择 工件上要加工的孔共28个，先钻削环形分布的8个孔， 钻完第l个孔后刀具退到孔上方1 mm处，再快速定位到第 2个孔上方，钻削第2个孔，直到8个孔全钻完。然后将刀 具快速定位到右上方第1个孔的上方，钻完一个孔后刀具 退到这个孔上方l mm处，再快速定位到第2个孔上方，钻 到第2个孔，直到20个孔全钻完。钻削用的刀具选择￠4 mm的高速麻花钻。
数控铣床加工实例——平面轮廓类零件
程序编制
参考程序
% 03003 N10 G90 N20 G55 N30 G43 N40 G01 N50 N60 N70 N80 G49； 安全保护指令 X50 Y20 S800 M03； 快速定位到第2工件坐标系 Z-5； D02 X27.5 Y21.651 F40； 建立刀具补偿，切向轮廓上第1点(A点) X5 Y34.641； 切向轮廓上B点 G03 X-32.5 Y12.990 R25； C点 G01 Y-12.990； D点 G03 X5 Y-34.641 R25； E点 G40 G00 H01 G42
数控铣床加工实例——平面轮廓类零件
程序编制
Fra Baidu bibliotek
参考程序 编制轮廓加工程序时，不但要选择合理的切入、切 出点和切入、切出方向，还要考虑轮廓的公差带范围， 尽可能使用公称尺寸来编程，而将尺寸偏差使用刀具半 径补偿来调节，但如果轮廓上不同尺寸的公差带不在轮 廓的同一侧，就应根据标注的尺寸公差选择准确合理的 编程轮廓。切削液的开、关指令可不编入程序，在切削 过程中根据需要用手动的方式打开或关闭切削液。
数控铣床加工实例——挖槽类零件
程序编制
参考程序 由于加工的区域是一个封闭的环形槽，所以刀具下 刀时应选择在槽的上方往下切入，切入到槽底后使用刀 具半径补偿按环形铣削的方式分别切削槽的外轮廓，再
将槽中间左右两处没有铣削的余量铣掉，然后退回刀具。
数控铣床加工实例——挖槽类零件
程序编制
参考程序
% 04004 N10 G00 G40 G49 G90； 安全保护指令 N20 G92 X150 Y100 Z100； N30 G00 X22 Y10； 刀具定位到下刀点上方 N40 G43 H01 Z5； N50 S500 M03； N60 G01 Z-5 F20； 在槽中间切入到槽底 N70 G41 X23.647 Y18.462 D02 F40； 切向外轮廓A点，建立刀具半径补偿 N80 G03 X20.494 Y20 R4； 切削AB弧
数控铣床加工实例——钻孔类零件
程序编制
N120 N130 N140 N150 N160 N170 N180 N190 N200 N210
X0 Y-18 ； G98 X12.728 Y-12.728 ； 钻孔结束后返回初始平面 G80 ； 第1次钻孔循环结束 G99 G73 X40 Y40 Z-22 R-4 Q4 F40 ； 第2次循环的第1个孔 X30 ； 钻第2个孔 X20 ； 依次在其它位置钻孔 X10 ； X0 ； X-10 ； X-20 ；
数控铣床加工实例——平面轮廓类零件
工艺分析及处理
（4）刀具和切削用量的选择 综合分析工件的材料和硬度、加工的 精度要求、刀具的材料和耐用度、使用切 削液等因素，主轴转速S设为800 r/min ， 切削用量F设为40 mm/min 。
数控铣床加工实例——平面轮廓类零件
程序编制
工件坐标系的确定
工件坐标系原点确定得是否合适，对编程时节点坐标值的计算有着十 分重要的作用。如果工件坐标系确定后，轮廓上的某些点的坐标值计算较 麻烦，而将坐标系旋转一定角度后计算较简单时，可以使用坐标系旋转指 令，但在同一个连续的轮轮廓上，一般不宜将轮廓分割后使用坐标系旋转， 以增加程序的直观性和可读性。 圆形工件一般将工件坐标系的原点选在圆心上，由于本例的加工轮廓 关于圆心和X轴有一定的对称性，所以将工件的上表面中心作为工件坐标系 的原点。 根据计算，图中轮廓上各点的坐标分别是：A (27.5 ，21.651 )；B(5， 34.641 )；C (-32.5，12.990 )；D (-32.5，-12.990 )；E (5. -34.641 )；F (27.5， -21.651 )。
数控铣床加工实例——平面轮廓类零件
数控铣床加工实例——平面轮廓类零件
工艺分析及处理
（1）零件图的分析
工件毛坯为￠85mm ×30mm的圆柱 件，材料为硬铝，加工其上部轮廓后形成 如图所示的凸台。加工部分凸台的精度不 高，可以按照图纸的基本尺寸进行编程， 一次铣削完成。
数控铣床加工实例——平面轮廓类零件
数控铣床加工实例——挖槽类零件
数控铣床加工实例——挖槽类零件
工艺分析及处理
（1）零件图的分析
工件毛坯为100 mm×80 mm×25 mm的长方体零件，材料 为45号钢，要加工成形中间的环形 槽。
数控铣床加工实例——挖槽类零件
工艺分析及处理
（2）加工方案及刀具选择 根据零件图分析，要加工的部位是一个环形 槽，中间的凸台作为槽的岛屿，外轮廓转角处的 半径是R4，槽较窄处的宽度是10 mm，所以选用 直径￠6mm的直柄键槽铣刀较合适。
程序编制
工件坐标系的确定
本例中的槽呈前后、左右对称状，故工件坐标系的原点设 定在工件中心的上表面，将使轮廓上节点的坐标计算比较方便。 根据计算，轮廓上有关点的坐标如下： A(23.647，18.642)； B(20.494，20)； C(-20.494，20)； D(-23.647，18.642)； E(-23.647，-18.642)； F(-20.494，-20)， G(20.494，-20)； H(23.647，-18.642)； I(11.18，10)； J(-11.18，10)； K(-11.18，-10)； L(11.18，-10)。
F点 切到A点，轮廓封闭 取消刀具半径补偿
数控铣床加工实例——挖槽类零件
挖槽加工是轮廓加工的扩展，它既要保证轮廓边界，又要 将轮廓内(或外)的多余材料铣掉，根据图纸的要求不同，挖槽 加工通常有如图所示的几种形式。其中图a为铣削一个封闭区 域内的材料。图b为在铣削一个封闭区域内的材料的同时，要 留下中间的凸台( 一般称为岛屿 )。图c为由于岛屿和外轮廓边 界的距离小于刀具直径，使加工的槽形成了两个区域。图d为 要铣削凸台轮廓外的所有材料。
数控铣床加工实例——挖槽类零件
程序编制
参考程序
N90 G01 X-20.494； 切削BC线 N100 G03 X-23.647 Y18.642 R4； 切削CD弧 N110 Y-18.462 R30； 切削DE弧 N120 X-20.494 Y-20 R4； 切削EF弧 N130 G01 X20.494； 切削FG线 N140 G03 X23.647 Y-18.642 R4； 切削GH弧 N150 Y18.462 R30； 切削HA孤 N160 G01 G40 X17 Y15； 切向槽内点，取消外轮廓刀具半径补偿
数控铣床加工实例——挖槽类零件
工艺分析及处理
（3）零件的装夹及夹具的选择 工件安装时可直接用平口钳来装夹。
数控铣床加工实例——挖槽类零件
工艺分析及处理
（4）切削用量的选择
切削用量选择主轴转速S设为500r/min ，切削 用量F设为Z方向20mm/min ，XY方向40mm/min
数控铣床加工实例——挖槽类零件
数控铣床加工实例——钻孔类零件
程序编制 N220 N230 N240 N250 N260 N270 N280 N290 N300 N310 X-30 ； X-40 ； Y0 ； Y-40 ； X-30 ； X-20 ； X-10 ； X0 ； X10 ； X20 ；
数控铣床加工实例——钻孔类零件
数控铣床加工实例——钻孔类零件
程序编制
工件坐标系的确定
工件坐标系确定得是否合适，对编程和加工是否方便有 着十分重要的影响。一般将工件坐标系的原点选在工件的一 个重要基准点上，如果要加工部分的形状关于某一点对称， 则一般将对称点设为工件坐标系的原点，如果工件的尺寸在 图纸上是以坐标来标注的，则一般以图纸上的零点作为工件 坐标系的原点。本例将工件的上表面中心作为工件坐标系的 原点。
数控铣床加工实例——钻孔类零件
工艺分析及处理
（3）零件的装夹及夹具的选择 工件毛坯在工作台上的安装方式主要根据工件毛坯的 尺寸和形状、生产批量的大小等因素来决定，一般大批量 生产时考虑使用专用夹具，小批量或单件生产时使用通用 夹具如平口钳等，如果毛坯尺寸较大也可以直接装夹在工 作台上。本例中的毛坯外形方正，可以考虑使用平口钳装 夹，同时在毛坯下方的适当位置放置垫块，防止钻削通孔 时将平口钳钻坏。
数控铣床加工实例——挖槽类零件
注意：
1.根据以上特征和要求，对于挖槽的编程和加工要选择合适的刀具直径， 刀具直径太小将影响加工效率，刀具直径太大可能使某些转角处难以切 削，或由于岛屿的存在形成不必要的区域。 2.由于圆柱形铣刀垂直切削时受力情况不好，因此要选择合适的刀具类 型，一般可选择双刃的键槽铣刀，并注意下刀时的方式，可选择斜向下 刀或螺旋形下刀，以改善下刀切削时的刀具受力情况。 3.当刀具在一个连续的轮廓上切削时使用一次刀具半径补偿，刀具在另 一个连续的轮廓上切削时应重新使用一次刀具半径补偿，以避免造成过 切现象或留下多余的凸台。 4.切削如图(b )所示的形状时，不能用图纸上所示的外轮廓作为边界，因 为将这个轮廓作边界时角上的部分材料可能铣削不掉。
数控铣床加工实例——平面轮廓类零件
程序编制
N90 G01 X27.5 Y-21.651； N100 G03 Y21.651 R25； N110 G01 G40 X30 Y40； N120 G00 G49 Z30； N130 M05； N140 G91 G28 Z0； N150 G90； N160 M30；
工艺分析及处理
（2）加工方案及刀具选择
由于凸台的高度是5 mm ，工件 轮廓外的切削余量不均匀，根据计算， 选用￠10 mm的圆柱形直柄铣刀可通 过一次铣削成形凸台轮廓。
数控铣床加工实例——平面轮廓类零件
工艺分析及处理
（3）零件的装夹及夹具的选择 本例工件毛坯的外形是圆柱形，为使工件定 位和装夹准确可靠，选择两块V形块和平口钳来进 行装夹。