数控铣床加工实例

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（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。工艺分析及处理数控铣床加工实例——钻孔类零件（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1mm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lmm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￠4mm的高速麻花钻。工艺分析及处理数控铣床加工实例——钻孔类零件（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。工艺分析及处理数控铣床加工实例——钻孔类零件（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1000r/min。工艺分析及处理数控铣床加工实例——钻孔类零件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。程序编制数控铣床加工实例——钻孔类零件参考程序%01001N10G90G49G80；安全保护指令N20G92X100Y100Z100；设定工件坐标系N30G00X18Y0；刀具定位到第1个孔的上方N40S1000M03；主轴正转N50G43H01Z10M08；刀具定位到初始平面，开切削液N60G99G82Z-10R1P1000F40；钻第1个孔N70X12.728；钻第2个孔N80X0Y18；依次在其它位置钻孔N90X-12.728Y12.728；N100X-18Y0；N110X-12.728Y-12.728；程序编制数控铣床加工实例——钻孔类零件N120X0Y-18；N130G98X12.728Y-12.728；钻孔结束后返回初始平面N140G80；第1次钻孔循环结束N150G99G73X40Y40Z-22R-4Q4F40；第2次循环的第1个孔N160X30；钻第2个孔N170X20；依次在其它位置钻孔N180X10；N190X0；N200X-10；N210X-20；程序编制数控铣床加工实例——钻孔类零件N220X-30；N230X-40；N240Y0；N250Y-40；N260X-30；N270X-20；N280X-10；N290X0；N300X10；N310X20；程序编制数控铣床加工实例——钻孔类零件N320X30；N330X40；N340G98Y0；钻孔结束后返回初始平面N350G80M09；第2次钻孔循环结束，关切削液N360M05；主轴停止转动N370G00G49Z100；刀具退到程序起点M380X100Y100；N600M30；程序结束程序编制数控铣床加工实例——钻孔类零件数控铣床加工实例——平面轮廓类零件（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。工艺分析及处理数控铣床加工实例——平面轮廓类零件（2）加工方案及刀具选择由于凸台的高度是5mm，工件轮廓外的切削余量不均匀，根据计算，选用￠10mm的圆柱形直柄铣刀可通过一次铣削成形凸台轮廓。工艺分析及处理数控铣床加工实例——平面轮廓类零件（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。工艺分析及处理数控铣床加工实例——平面轮廓类零件（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800r/min，切削用量F设为40mm/min。工艺分析及处理数控铣床加工实例——平面轮廓类零件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)。程序编制数控铣床加工实例——平面轮廓类零件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。程序编制数控铣床加工实例——平面轮廓类零件参考程序%03003N10G90G40G49；安全保护指令N20G55G00X50Y20S800M03；快速定位到第2工件坐标系N30G43H01Z-5；N40G01G42D02X27.5Y21.651F40；建立刀具补偿，切向轮廓上第1点(A点)N50X5Y34.641；切向轮廓上B点N60G03X-32.5Y12.990R25；C点N70G01Y-12.990；D点N80G03X5Y-34.641R25；E点程序编制数控铣床加工实例——平面轮廓类零件N90G01X27.5Y-21.651；F点N100G03Y21.651R25；切到A点，轮廓封闭N110G01G40X30Y40；取消刀具半径补偿N120G00G49Z30；N130M05；N140G91G28Z0；N150G90；N160M30；程序编制数控铣床加工实例——平面轮廓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——挖槽类零件数控铣床加工实例——挖槽类零件（1）零件图的分析工件毛坯为100mm×80mm×25mm的长方体零件，材料为45号钢，要加工成形中间的环形槽。工艺分析及处理数控铣床加工实例——挖槽类零件（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10mm，所以选用直径￠6mm的直柄键槽铣刀较合适。工艺分析及处理数控铣床加工实例——挖槽类零件（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。工艺分析及处理数控铣床加工实例——挖槽类零件（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工艺分析及处理数控铣床加工实例——挖槽类零件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)。程序编制数控铣床加工实例——挖槽类零件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。程序编制数控铣床加工实例——挖槽类零件参考程序%04004N10G00G40G49G90；安全保护指令N20G92X150Y100Z100；N30G00X22Y10；刀具定位到下刀点上方N40G43H01Z5；N50S500M03；N60G01Z-5F20；在槽中间切入到槽底N70G41X23.647Y18.462D02F40；切向外轮廓A点，建立刀具半径补偿N80G03X20.494Y20R4；切削AB弧程序编制数控铣床加工实例——挖槽类零件参考程序N90G01X-20.494；切削BC线N100G03X-23.647Y18.642R4；切削CD弧N110Y-18.462R30；切削DE弧N120X-20.494Y-20R4；切削EF弧N130G01X20.494；切削FG线N140G03X23.647Y-18.642R4；切削GH弧N150Y18.462R30；切削HA孤N160G01G40X17Y15；切向槽内点，取消外轮廓刀具半径补偿程序编制数控铣床加工实例——挖槽类零件参考程序N170G01G42X11.180Y10D02；切向内轮廓I点，建立刀具半径补偿N180X-11.180；切削IJ线N190G03Y-10R15；切削JK弧N200G01X11.180；切削KL线N210G03Y10R15；切削LI弧N220G01G40X17Y15；取消刀具半径补偿N230G02Y-15R22.5；铣槽右侧的剩余余量N240G00Z1；退刀到参考平面程序编制数控铣床加工实例——挖槽类零件参考程序N250X-17Y-15；定位到左侧槽上方N260G01Z-5F20；切入N270G02Y15R22.5F40；铣槽左侧的剩余余量N280G00G49Z30；退刀N290M05；N300G91G28Z0；返回机床零点N310G28X0Y0；N320G90；N33