06 数控铣削加工技术.pptx

第1页：数控铣削加工技术封面

数控铣削加工技术

第2页：

第3页：数控铣床认识项目导览

• 一、数控铣床分类
• 二、数控铣床主要加工对象
• 三、数控铣床主要技术参数
• 四、数控铣床坐标系
• 数控铣床了解项目：一、数控铣床的基本组成；二、铣刀及其它旋转刀具

第4页：数控铣床与操作项目导览

• 三、对刀与刀具补偿
• 数控铣床程序编写：一、快速定位和直线插补进给；二、圆弧插补进给；三、刀具半径补偿指令

第5页：数控铣床坐标轴确定

Z 轴

规定为平行于主轴中心线的坐标轴；机床有多根主轴时，选择垂直于工件装卡面的主要轴为 Z 轴。

X 轴

通常选择为平行于工件装卡面，与主要切削进给方向平行。

旋转坐标

A、B、C 的方向分别对应 X、Y、Z，按右手螺旋方向确定。

第6页：数控铣床坐标系

本页为数控铣床坐标系示意，展示各坐标轴方向在机床上的标注与相互关系。

第7页：机床坐标系

坐标轴方向确定后，需确定坐标原点位置，坐标系统才算确立，加工程序在该坐标系内运行。

机床坐标系

坐标原点在机床上某一点且固定不变，由机床出厂时确定；机床的基准点、限位开关或挡块位置都是机床坐标系中的固定点。它是最基本的坐标系，不受控制程序和设定新坐标系的影响。

第8页：工件坐标系与零点偏置

工件坐标系

程序编制人员在编程时使用的坐标系，以工件上某一点为坐标原点建立。

工件零点偏置

装好工件后，测量工件坐标系原点与机床坐标系原点的距离并在数控系统中预先设定；刀具移动时，零点偏置加到按工件坐标系编写的程序坐标上。编程者只需按图样坐标编程，不必考虑工件在机床坐标系中的具体位置。

第9页：立式数控铣床

立式数控铣床：主轴轴线垂直于工作台面，适用于加工平面类、曲面类零件及模具型腔。

第10页：卧式数控铣床

卧式数控铣床：主轴轴线平行于工作台面，适用于加工零件的侧面、台阶面与沟槽。

第11页：龙门数控铣床

龙门数控铣床：采用龙门框架结构，刚性好、行程大，适用于大型零件的平面与曲面加工。

第12页：数控铣床主要加工对象

数控铣床主要用于加工精密、复杂的平面类、曲面类零件。

第13页：数控铣削加工零件图一

本页展示数控铣削加工的零件示例，呈现平面类与曲面类零件的结构特征。

第14页：数控铣削加工零件图二

本页展示数控铣削加工的零件示例，呈现曲面与孔系结合的加工特征。

第15页：数控铣削加工零件图三

本页展示数控铣削加工的零件示例，呈现复杂轮廓与型腔特征。

第16页：数控铣床操作附图一

本页为数控铣床与操作部分的附图页，源文件仅保留栏目名称，建议对照原图补充说明。

第17页：数控铣床操作附图二

本页为数控铣床与操作部分的附图页，源文件仅保留栏目名称，建议对照原图补充说明。

第18页：数控铣床主要技术参数

1. 工作台尺寸、工作台承重
2. 坐标行程范围
3. 主轴转速范围、功率，主轴孔锥度
4. 主轴端面到工作台的距离
5. 定位精度、重复定位精度
6. 快速进给速度、切削进给速度
7. 外形尺寸
8. 净重

第19页：数控铣床的基本组成

数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成。

第20页：数控铣床刀具种类

铣刀

面铣刀、立铣刀、球头铣刀、三面刃盘铣刀、环形铣刀等。

孔加工刀具

钻头（锪钻、铰刀、镗刀等）、丝锥等。

常用铣刀

立铣刀、球头铣刀、环形铣刀。

第21页：立铣刀

立（端）铣刀：数控铣床上最常用的铣刀，端部与圆周均有切削刃，可用于平面、台阶、沟槽与轮廓铣削。

第22页：立铣刀切削方式

立铣刀的切削方式包括：直线铣削、斜线铣削、圆弧铣削、螺旋铣削、钻式铣削。

第23页：立铣刀铣削深度

本页标注立铣刀的铣削深度，即背吃刀量 a_p，表示沿铣刀轴向切入工件的切削层深度。

第24页：立铣刀钻铣加工

立铣刀钻铣加工：利用立铣刀的端刃作轴向进给，以钻式铣削方式加工孔或型腔。

第25页：球头铣刀

球头铣刀：刀刃呈球面，适用于曲面、型腔与三维轮廓的精加工。

第26页：球头铣刀曲面铣削方式

本页展示球头铣刀曲面铣削方式，即按行距沿曲面逐行走刀完成三维型面加工。

第27页：钻头

钻头：数控铣床上常用的孔加工刀具，此外还有锪钻、铰刀、镗刀与丝锥等。

第28页：刀具选择原则

1. 根据加工表面的特点和尺寸选择刀具的类型。
2. 根据工件材料和加工要求选择刀片材料及尺寸。
3. 根据加工条件选择刀柄。

第29页：加工形状与铣刀选择

本页展示加工形状与铣刀的选择对应关系，按平面、台阶、沟槽、曲面等特征选用相应铣刀。

第30页：对刀的目的

对刀的目的

通过刀具或对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，并将对刀数据输入相应存储位置，是数控加工中最重要的操作内容，直接影响零件加工精度。

对刀方式

可用铣刀接触工件或塞尺接触工件对刀（精度较低）；加工中常用寻边器和 Z 向设定器对刀，效率高、精度有保证。

分类

对刀操作分为 X、Y 向对刀和 Z 向对刀。

第31页：对刀方法与对刀工具

对刀方法

试切法、寻边器对刀、机内对刀仪对刀、自动对刀等；试切法精度较低，常用寻边器和 Z 向设定器对刀。

对刀工具

寻边器、Z 轴设定器。

第32页：寻边器类型

偏心式寻边器

利用偏心回转体与工件接触时的偏摆判定位置。

光电式寻边器

通过接触瞬间的光电信号指示，实现对工件边缘的精确找正。

第33页：快速定位与直线进给指令

快速定位

G00 X_ Y_ Z_，刀具以快速移动速度定位到目标点。

直线进给运动

G01 X_ Y_ Z_ F_，刀具按给定进给速度沿直线插补移动。

例 1

编制图示轮廓的加工程序，工件厚度为 5 mm，起刀点相对工件的坐标为 (0, 0, 0)。

第34页：进给与辅助功能指令

辅助功能：

第35页：例1轮廓加工程序前段

例 1 加工程序（前段）：

说明：原课件中「N03 G01 Z-5 F280」标注为「切深 2 毫米」，程序坐标与图示尺寸均由原图混排提取，此处按原值保留。

第36页：例1轮廓加工程序后段

例 1 加工程序（后段）：

第37页：圆弧进给与平面定义指令

圆心与半径

I、J、K 为圆心坐标，R 为圆弧半径。

G17 平面

G02 或 G03 X Y I J（或 R）F

G18 平面

G02 或 G03 X Z I K（或 R）F

G19 平面

G02 或 G03 Y Z J K（或 R）F

例 2

绝对坐标编程：G90 G03 X25 Y40 I25 J20 F50，或 G90 G03 X25 Y40 R20 F50。

第38页：例2相对坐标编程与例3图形

例 2 相对坐标编程

G91 G03 X-20 Y20 I-20 J0 F50，或 G91 G03 X-20 Y20 R20 F50。

例 3

用数控铣床加工图示轮廓 BCDEA，分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序。

第39页：例3绝对坐标程序

例 3 绝对坐标程序：

第40页：N04段程序说明

N04 G01 X10 Y10：G90 为绝对坐标指令，G01 为直线插补，X10 Y10 指 A 点在工件坐标系内的坐标值；该段含义是指令刀具相对于工件由起刀点 O_工 快速移动到 A 点。

第41页：N05段程序说明

N05 G01 X30 F100：G01 直线插补指令，F100 表示进给速度为 100 mm/min；该段含义是以直线插补、进给速度 100 mm/min 的方式从 A 点向 B 点加工直线 AB 段。

第42页：N06段程序说明

N06 G03 X40 Y20 I30 J20：G03 为逆时针圆弧插补指令，X40 Y20 为圆弧终点相对于工件坐标原点的坐标值，I30 J20 为圆弧的圆心坐标；该段含义是以逆时针圆弧插补方式从 B 点到 C 点加工 BC 圆弧段。

第43页：N07段程序说明

N07 G02 X30 Y30 I40 J30：G02 为顺时针圆弧插补指令，X30 Y30 为圆弧终点相对于工件坐标原点的坐标值，I40 J30 为圆弧圆心相对于起点的坐标；该段含义是以顺时针圆弧插补方式从 C 点到 D 点加工 CD 圆弧段。

第44页：N08段程序说明

N08 G01 X10 Y20：该段的含义是以直线插补的方式从 D 点向 E 点加工直线 DE 段。

第45页：N09段程序说明

N09 Y10：该段的含义是以直线插补的方式从 E 点向 A 点加工直线 EA 段。

第46页：N10与N13段程序说明

N10 G01 X0 Y0：G01 直线插补，X0 Y0 指 O_工 点在工件坐标系内的坐标原点。N13 M30 为程序结束指令。

第47页：例3相对坐标程序

例 3 相对坐标程序：

第48页：刀具半径补偿基本概念

刀具偏置

数控程序按零件轮廓编制刀具中心轨迹，加工时刀具中心轨迹相对零件轮廓让开一个刀具半径的距离，即刀具偏置或刀具半径补偿。

优点

①编程时可以不考虑刀具半径，直接按零件轮廓编程，加工时把刀具半径输入刀补地址即可；②刀具磨损后可通过补偿弥补；③可使粗加工程序简化。

第49页：G40与G41左补偿指令

G40

取消刀具半径补偿功能。

G41

刀具半径左补偿指令，沿刀具前进方向，刀具始终位于工件的左侧。

第50页：G42右补偿指令

G42 是刀具半径右补偿指令，即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的右侧。

第51页：刀补指令程序段格式

建立刀补

G00／G01 G41／G42 D X Y F，其中 D 为刀具半径补偿地址，存放刀具半径补偿量；X、Y 为由非刀补状态进入刀补状态的起始位置。

取消刀补

G00／G01 G40 X Y，X、Y 为由刀补状态过渡到非刀补状态的终点位置，即刀具中心位置。

注意

只能在 G00 或 G01 指令下建立及取消刀具半径补偿状态。

第52页：建立刀补的两段位移要求

建立刀补时必须有连续两段的平面位移指令：控制系统要连续读入两段平面位移指令，才能正确计算出进入刀补状态时刀具中心的偏置位置，否则无法正确建立刀补状态。

例 4

图示加工路线为实际零件轮廓，刀具初始位置为 (0, 0, 200)，工件坐标系原点在工件上表面处，用 φ10 的立铣刀精铣厚为 4 mm 的工件。

第53页：例4加工程序前段

N01 G90 G92 X0 Y0 Z200 设置刀具起始位置 N02 G00 X50. Y-40. 刀具快速平移到下刀位置 N03 Z2. 快速降至安全平面 N04 S800 M03 M08 开冷却、起动主轴 N05 G01 Z-5. F50 慢速下至切削深度

说明：原课件中程序段与图形坐标混排，此处按程序段顺序整理，数值沿用原文。

第54页：例4加工程序中段

N06 G41 D01 X40. F150 至此切削点进入刀具半径补偿状态 N07 X-80. 直线进给 N08 Y-20. 直线进给 N09 G02 X-40. Y20. R40. F100 顺时针圆弧加工 N10 G03 X20. Y80. R60. 逆时针圆弧加工 N11 G01 X40. F150 直线加速进给 N12 Y-45. 直线进给

第55页：例4加工程序后段

N13 M09 M05 关闭冷却、主轴停转 N14 G00 Z200. 快速抬刀 N15 G40 X0 Y0 取消刀补、刀具归位 N16 M30 程序结束

第56页：课件版权与致谢页

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