數(shù)控銑床編程與加工操作課件

第5章數(shù)控銑床編程與加工操作5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5.3數(shù)控銑床加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令5.4固定循環(huán)5.5CNC系統(tǒng)高級(jí)編程方法5.6數(shù)控銑床的操作5.7數(shù)控銑床加工編程綜合實(shí)訓(xùn)第5章數(shù)控銑床編程與加工操作5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)5.1.1數(shù)控枕床加工的對(duì)象銑床是由普通銑床發(fā)展而來(lái)的一種數(shù)字控制機(jī)床，一般指規(guī)格較小的升降臺(tái)式數(shù)控銑床，其工作臺(tái)寬度多在400mm以下。數(shù)控銑削是機(jī)械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工方法之一。它除了能銑削普通銑床所能銑削的各種零件表面外，還能銑削普通銑床不能銑削的需要2-5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的各種平面輪廓和立體輪廓。根據(jù)數(shù)控銑床的特點(diǎn)，從銑削加工角度考慮，適合數(shù)控銑削的主要加工對(duì)象有以下幾類(lèi)。下一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)5.1.1數(shù)控枕床加工的對(duì)象下一5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)1.平面輪廓零件這類(lèi)零件的加工面平行或垂直定位面，或加工面與定位面的夾角為固定角度(見(jiàn)圖5一1)，如各種蓋板、凸輪以及飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)件中的框、肋等。目前在數(shù)控銑床上加工的大多數(shù)零件屬于平面類(lèi)零件，其特點(diǎn)是各個(gè)加工面是平面，或可以展開(kāi)成平面。平面類(lèi)零件是數(shù)控銑削加工中最簡(jiǎn)單的一類(lèi)零件。一般只需要三坐標(biāo)數(shù)控銑床的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)(即兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動(dòng))就可以把它們加工出來(lái)。

2.變抖角類(lèi)零件加工面與水平面的夾角呈連續(xù)變化的零件稱為變斜角零件，示的飛機(jī)變斜角梁椽條。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)1.平面輪廓零件下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)變斜角類(lèi)零件的變斜角加工面不能展開(kāi)為平面，但在加工中，例如圖5-2所加工面與銑刀圓周的瞬時(shí)接觸為一條線。最好采用四坐標(biāo)、五坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半近似加工。

3.空間曲面輪廓零件這類(lèi)零件的加工為空間曲面(見(jiàn)圖5-3)，如模具、葉片、螺旋槳等?？臻g曲面輪廓零件不能展開(kāi)的平面。加工時(shí)，銑刀與加工面始終為點(diǎn)接觸，一般采用球頭在三軸數(shù)控銑床上加工。當(dāng)曲面較復(fù)雜，通道較狹窄，會(huì)傷及相鄰表面及需要刀具擺刀時(shí)，要采用四坐標(biāo)或五坐標(biāo)銑床加工。4.孔孔及孔系的加工可以在數(shù)控銑床上進(jìn)行，如鉆、礦、鉸和撞等加工。由于孔加工多采用定尺寸刀具，需要頻繁換刀，當(dāng)加工孔的數(shù)量較多時(shí)，就不如用加工中心加工方便、快捷。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)變斜角類(lèi)零件的變斜角加工面不能展開(kāi)5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)

5.螺紋內(nèi)螺紋、外螺紋、圓柱螺紋、圓錐螺紋等都可以在數(shù)控銑床上加工。5.1.2數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)

1.加工靈活，通用性強(qiáng)數(shù)控銑床的最大特點(diǎn)是高柔性，即靈活、通用，可以加工不同形狀的工件。在數(shù)控銑床上能完成鉆孔、撞孔、鉸孔、銑平面、銑斜面、銑槽、銑曲面(凸輪)、攻螺紋等加工，而且在一般情況下，可以一次裝夾就能完成多種加工工序。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)5.螺紋下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)2.工件的加工精度高，能加工復(fù)雜型面目前數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量一般為0.001mm，高精度的數(shù)控系統(tǒng)可達(dá)0.1μm，一般情況下，都能保證工件精度。由于數(shù)控銑床具有較高的加工精度，能加工很多普通機(jī)床難以加工或根本不能加工的復(fù)雜型面，所以在加工各種復(fù)雜模具時(shí)更顯出其優(yōu)越性。3.大大提高了生產(chǎn)效率在數(shù)控銑床上，一般不需要專(zhuān)用夾具和工藝裝備。在更換工件時(shí)，只需調(diào)用儲(chǔ)存在數(shù)控裝置中的加工程序、裝夾工件和調(diào)整刀具數(shù)據(jù)即可，因而大大縮短了生產(chǎn)周期;其次，數(shù)控銑床具有銑床、撞床和鉆床的功能，使工序高度集中，大大提高了生產(chǎn)效率并減小了工件裝夾誤差。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)2.工件的加工精度高，能加工復(fù)雜型5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)另外數(shù)控銑床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度都是無(wú)級(jí)變速的，因此，有利于選擇最佳切削用量。數(shù)控銑床具有快進(jìn)、快退、快速定位功能，可大大減少機(jī)動(dòng)時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用數(shù)控銑床加工比普通銑床加工生產(chǎn)率可提高3-5倍。對(duì)于復(fù)雜的成型面加工，生產(chǎn)率可提高十一幾倍，甚至幾十一倍。4.大大減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度數(shù)控銑床對(duì)零件加工是按照事先編制好的加工程序自動(dòng)完成的，操作人員除了操作操作面板、裝卸工件、中間測(cè)量和觀察機(jī)床運(yùn)行外，不需要進(jìn)行繁重的重復(fù)性手工操作，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)另外數(shù)控銑床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)5.1.3數(shù)控銑床及加工中心的組成與類(lèi)型。數(shù)控銑床是由普通銑床演變而來(lái)的，主要類(lèi)型有立式數(shù)控銑床和臥式數(shù)控銑床，其中以主軸位于垂直方向的立式數(shù)控銑床最為常見(jiàn)。如圖5-4所示。對(duì)于升降臺(tái)式的立式數(shù)控銑床，刀具安裝在主軸前端，由主軸電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng);工件裝于工作臺(tái)上，由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)工作臺(tái)作縱向(X軸方向)、橫向(Y軸方向)和垂直(Z軸方向)三個(gè)坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控裝置通過(guò)進(jìn)給伺服系統(tǒng)可以同時(shí)控制兩個(gè)或三個(gè)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)。立式數(shù)控銑床一般適宜對(duì)盤(pán)類(lèi)、板類(lèi)和套類(lèi)零件進(jìn)行加工，一次裝夾，可對(duì)上表面及周邊輪廓進(jìn)行銑削加工，也可對(duì)上表面進(jìn)行孔的加工。臥式數(shù)控銑床則適宜對(duì)箱體類(lèi)零件進(jìn)行加工。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)5.1.3數(shù)控銑床及加工中心的組成5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)銑削加工中心是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加了刀庫(kù)和換刀機(jī)構(gòu)，即自動(dòng)刀具變換裝置(ATC，主要類(lèi)型有立式加工中心(如圖5-5所示)和臥式加工中心，數(shù)控銑床需要通過(guò)手動(dòng)方式進(jìn)行換刀，而加工中心則可將要使用的刀具預(yù)先存放于刀具庫(kù)內(nèi)。需要時(shí)再通過(guò)換刀指令，由ACT裝置自動(dòng)換刀。有的加工中心還帶有自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，工件一次裝夾后，能夠完成多個(gè)平面或角度位置的加工，體現(xiàn)了工序高度集中的優(yōu)點(diǎn);有的加工中心則帶有交換工作臺(tái)，可在當(dāng)前工件加工的同時(shí)，對(duì)另外的工件進(jìn)行拆裝和檢驗(yàn)，使生產(chǎn)流程得以優(yōu)化，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)銑削加工中心是在數(shù)控銑床5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)5.1.4數(shù)控銑床編程時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1)銑削是機(jī)械加工中最常見(jiàn)的方法之一，它包括平面銑削和輪廓銑削。使用數(shù)控銑床的目的在于解決復(fù)雜的和難加工的工件的加工問(wèn)題，把一些用普通機(jī)床可以加工(但效率不高)的工件，改用數(shù)控銑床加工，可以提高加工效率。數(shù)控銑床功能各異，規(guī)格繁多。編程時(shí)要考慮如何最大限度地發(fā)揮數(shù)控銑床的特點(diǎn)。兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床用于加工平面零件輪廓;三坐標(biāo)或多坐標(biāo)的數(shù)控銑床用于加工難度較大的復(fù)雜工件的立體輪廓;銑撞加工中心具有多種功能，可用于多工位、多工件和多種工藝方法加工。2)數(shù)控銑床的數(shù)控裝置具有多種插補(bǔ)方式，一般都具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，有的還具有極坐標(biāo)插補(bǔ)、拋物線插補(bǔ)、螺旋線插補(bǔ)等多種插補(bǔ)功能。編程時(shí)要合理充分地選擇這些功能，以提高加工精度和效率。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)5.1.4數(shù)控銑床編程時(shí)應(yīng)注意的5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)

3)程序編制時(shí)要充分利用數(shù)控銑床齊全的功能，如刀具位置補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償和固定循環(huán)、對(duì)稱加工等功能。4)由直線、圓弧組成的平面輪廓銑削的數(shù)學(xué)處理比較簡(jiǎn)單。非圓曲線、空間曲線和曲面的輪廓銑削加工，數(shù)學(xué)處理比較復(fù)雜，一般要采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算和自動(dòng)編程。上一頁(yè)返回5.1數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)3)程序編制時(shí)要充分利用數(shù)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析數(shù)控銑削加工的工藝設(shè)計(jì)是在普通銑削加工工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，考慮和利用數(shù)控銑床的特點(diǎn)，充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵在于合理安排工藝路線。協(xié)調(diào)數(shù)控銑削工序與其他工序之間的關(guān)系，確定數(shù)控銑削工序的內(nèi)容和步驟，并為程序編制準(zhǔn)備必要的條件。5.2.1數(shù)控銑削加工部位及內(nèi)容的選擇與確定一般情況下，某個(gè)零件并不是所有的表面都需要采用數(shù)控加工，應(yīng)根據(jù)零件的加工要求和企業(yè)的生產(chǎn)條件進(jìn)行具體分析，確定具體的加工部位和內(nèi)容及要求。具體而言，以下情況適宜采用數(shù)控銑削加工:1)由直線、圓弧、非圓曲線及列表曲線構(gòu)成的內(nèi)外輪廓。

2)空間曲線或曲面。

3)形狀雖然簡(jiǎn)單，但尺寸繁多、檢測(cè)困難的部位。下一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析數(shù)控銑削加工的工藝設(shè)計(jì)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析4)用普通機(jī)床加工時(shí)難以觀察、控制及檢測(cè)的內(nèi)腔、箱體

內(nèi)部等。5)有嚴(yán)格位置尺寸要求的孔或平面。

6)能夠在一次裝夾中順帶加工出來(lái)的簡(jiǎn)單表面或形狀。

7)采用數(shù)控銑削加工能有效提高生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容。而像簡(jiǎn)單的粗加工面，需要用專(zhuān)用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容等，則不宜采用數(shù)控銑削加工。在具體確定數(shù)控銑削的加工內(nèi)容時(shí)，還應(yīng)結(jié)合企業(yè)設(shè)備條件、產(chǎn)品特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織管理方式等具體情況進(jìn)行綜合分析，以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本完成零件的加工為原則。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析4)用普通機(jī)床加工時(shí)難以5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5.2.2數(shù)控銑削加工零件的工藝性分析零件的工藝性分析是制定數(shù)控銑削加工工藝的前提，其主要內(nèi)容包括如下:1.零件圖及結(jié)構(gòu)工藝性分析關(guān)于數(shù)控加工零件圖和結(jié)構(gòu)工藝性分析，在前面已作了介紹，下面結(jié)合數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)作進(jìn)一步說(shuō)明。

1)分析零件的形狀、結(jié)構(gòu)及尺寸的特點(diǎn)，確定零件上是否有妨礙刀具運(yùn)動(dòng)的部位，是否有會(huì)產(chǎn)生加工干涉或加工不到的區(qū)域，零件的最大形狀尺寸是否超過(guò)機(jī)床的最大行程，零件的剛性隨著加工的進(jìn)行是否有太大的變化等。

2)檢查零件的加工要求，如尺寸加工精度、幾何公差及表面粗糙度在現(xiàn)有的加工條件下是否可以得到保證，是否還有更經(jīng)濟(jì)的加工方法或方案。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5.2.2數(shù)控銑削加工零件的工5.2數(shù)控銑削加工工藝分析3)在零件上是否存在對(duì)刀具形狀及尺寸有限制的部位和尺寸要求，如過(guò)渡圓角、倒角、槽寬等，這些尺寸是否過(guò)于凌亂或統(tǒng)一。盡量使用最少的刀具進(jìn)行加工，減少刀具規(guī)格、換刀及對(duì)刀次數(shù)和時(shí)間，以縮短總的加工時(shí)間。

4)對(duì)于零件加工中使用的工藝基準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)著重考慮，它不僅決定了各個(gè)加工工序的前后順序，還將對(duì)各個(gè)工序加工后各個(gè)加工表面之間的位置精度產(chǎn)生直接的影響，應(yīng)分析零件上是否有可以利用的工藝基準(zhǔn)，對(duì)于一般加工精度要求，可以利用零件上現(xiàn)有的一些基準(zhǔn)或基準(zhǔn)孔，或者專(zhuān)門(mén)在零件上加工出工藝基準(zhǔn)，當(dāng)零件的加工精度要求很高時(shí)，必須采用先進(jìn)的統(tǒng)一基準(zhǔn)定位裝夾系統(tǒng)才能保證加工要求。5)分析零件材料的種類(lèi)、牌號(hào)及熱處理要求，了解零件材料的切削加工性能，才能合理選擇刀具材料和切削參數(shù)。同時(shí)下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析3)在零件上是否存在對(duì)刀5.2數(shù)控銑削加工工藝分析要考慮熱處理對(duì)零件的影響，如熱處理變形，并在工藝路線中安排相應(yīng)的工序消除這種影響。而零件的最終熱處理狀態(tài)也會(huì)影響工序的前后順序。

6)當(dāng)零件上的部分內(nèi)容已經(jīng)加工完成，這時(shí)應(yīng)充分了解零件的已加工狀態(tài)，數(shù)控銑削加工的內(nèi)容與已加工內(nèi)容之間的關(guān)系，尤其是位置尺寸關(guān)系，這些內(nèi)容之間在加工時(shí)如何協(xié)調(diào)，采用了什么方式或基準(zhǔn)保證加工要求。如對(duì)其他企業(yè)的外協(xié)零件的加工。

7)構(gòu)成零件的輪廓的幾何元素(點(diǎn)、線、面)的條件(如相切、相交、垂直和平行等)是數(shù)控編程的重要依據(jù)。因此，分析零件圖樣時(shí)，務(wù)必要分析幾何元素的給定條件是否充分，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與設(shè)計(jì)人員協(xié)商解決。有關(guān)銑削零件的結(jié)構(gòu)工藝性實(shí)例見(jiàn)表5-1。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析要考慮熱處理對(duì)零件的影響，如熱處5.2數(shù)控銑削加工工藝分析

2.零件毛坯的工藝性分析零件在進(jìn)行數(shù)控銑削加工時(shí)，由于加工過(guò)程的自動(dòng)化，使得余量的大小、如何裝夾等問(wèn)題在設(shè)計(jì)毛坯時(shí)就要仔細(xì)考慮好。否則，如果毛坯不適合數(shù)控銑削，加工將很難進(jìn)行下去。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，下列幾方面應(yīng)作為毛坯工藝性分析的重點(diǎn)。

1)毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量。毛坯主要指鍛件、鑄件。因模鍛時(shí)的欠壓量與允許的錯(cuò)模量會(huì)造成余量的多少不等;鑄造時(shí)也會(huì)因砂型誤差、收縮量及金屬液體的流動(dòng)性差不能充滿型腔等造成余量不等。此外，鍛造、鑄造后，毛坯的撓曲與扭曲變形量的不同也會(huì)造成加工余量的不充分、不穩(wěn)定。因此，除板料外，不淪是鍛件、鑄件還是型材，只要準(zhǔn)備采用數(shù)控銑削加工，其加工面均應(yīng)有較充分的余量。經(jīng)驗(yàn)表明，數(shù)控銑削中最難保證的是加工面與非加工面之間的尺寸，這一點(diǎn)應(yīng)該特下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析2.零件毛坯的工藝性分析下一頁(yè)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析別引起重視。如果已確定或準(zhǔn)備采用數(shù)控銑削加工，就應(yīng)事先對(duì)毛坯的設(shè)計(jì)進(jìn)行必要更改或在設(shè)計(jì)時(shí)就加以充分考慮，即在零件圖樣注明的非加工面處也增加適當(dāng)?shù)挠嗔俊?)分析毛坯的裝夾適應(yīng)性。主要考慮毛坯在加工時(shí)定位和夾緊的可靠性與方便性，以便在一次安裝中加工出較多表面。對(duì)不便于裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺(tái)、工藝凸耳等輔助基準(zhǔn)。如圖5-6所示，該工件缺少合適的定位基準(zhǔn)，在毛坯上鑄出兩個(gè)工藝凸耳，在凸耳上制出定位基準(zhǔn)孔。

3)分析毛坯的余量大小及均勻性。主要是考慮在加工時(shí)要不要分層切割及分幾層切削。也要分析加工中與加工后的變形程度，考慮是否應(yīng)采取預(yù)防性措施與補(bǔ)救措施。如對(duì)于熱軋中、厚鋁板，因悴火失效后很容易在加工中與加工后變形，最好采用經(jīng)預(yù)拉仲處理的悴火板坯。下一頁(yè)返回上一頁(yè)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析別引起重視。如果已確定或準(zhǔn)備采用5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5.2.3數(shù)控銑削加工工藝路線的擬定隨著數(shù)控加工工藝的發(fā)展，在不同設(shè)備和技術(shù)條件下，同一個(gè)零件的加工工藝路線會(huì)有較大的差別。但關(guān)鍵的都是從現(xiàn)在加工條件出發(fā)，根據(jù)工件形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理選擇加工方法，劃分加工工序，確定加工路線和工件各個(gè)加工表面的加工順序，協(xié)調(diào)車(chē)、銑削工序和其他工序之間的關(guān)系以及考慮整個(gè)工藝方案的經(jīng)濟(jì)性等。1.加工方法的選擇數(shù)控銑削加工對(duì)象的主要加工表面一般可采用表5-2所列的加工方案。

(1)平面加工方法的選擇在數(shù)控銑床上加工平面主要采用端銑刀和銑刀加工。粗銑的尺寸精度和表面粗糙度一般可達(dá)IT11-13,Ra6.3-25;下一頁(yè)返回上一頁(yè)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5.2.3數(shù)控銑削加工工藝5.2數(shù)控銑削加工工藝分析精銑的尺寸精度和表面粗糙度一般可達(dá)IT8-10,Ra1.6-6.3。需要注意的是：當(dāng)零件表面粗糙度要求較高時(shí)，應(yīng)采用順銑方式。(2)平面輪廓加工方法的選擇平面輪廓多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工。圖5-7所示位置直線和圓弧構(gòu)成的零件平面輪廓ABCDEA，采用半徑為R的立銑刀沿周向加工，虛線A'B'C'D'E'A’為刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，為保證加工面光滑，刀具沿PA’切人，沿A'K'切出。(3)固定斜腳平面加工方法的選擇固定斜角平面是與水平面成一固定夾角的斜面。當(dāng)零件尺寸不大時(shí)，可用斜墊板墊平加工。如果機(jī)床主軸可以擺角，則可以擺成適當(dāng)?shù)亩ń?，用不同的刀具?lái)加工(見(jiàn)圖5-8)。當(dāng)零下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析精銑的尺寸精度和表面粗糙度一般可5.2數(shù)控銑削加工工藝分析件尺寸很大，斜面斜度又較小，常用行切削加工，但加工后，會(huì)在加工面上留下殘留面積，需要用鉗修方法加以清除。用三坐標(biāo)數(shù)立銑加工飛機(jī)整體壁板零件時(shí)常用此法。當(dāng)然，加工斜面的最佳方法是采用五坐標(biāo)數(shù)控銑床，主軸擺角加工，可以不留殘留面積。

(4)變斜角面加工方法的選擇

1)對(duì)曲率變化較下的變斜角面，選用X,Y,Z和A四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，采用立銑刀(但當(dāng)零件斜角過(guò)大，超過(guò)機(jī)床主軸擺角范圍時(shí)，可用角度成形銑刀加以彌補(bǔ))以插補(bǔ)方式擺角加工，如圖5-9(a)所示。加工時(shí)，為保證刀具與零件型面上在全長(zhǎng)上始終貼合，刀具繞A軸擺動(dòng)角度α。2)對(duì)曲率變化交大的變斜角面，用四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工難以滿足加工要求，最好有X,Y,Z,A或B(或C轉(zhuǎn)軸)的五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析件尺寸很大，斜面斜度又較小，常用5.2數(shù)控銑削加工工藝分析數(shù)控銑床以圓弧插補(bǔ)方式擺腳加工，如圖5-9(b)所示。圖中交角A和B分別是零件斜面母線Z坐標(biāo)軸交角a在ZOY平面上和ZOY平面上的分交角。

3)采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床兩坐標(biāo)連動(dòng)，利用球頭銑刀和鼓形銑刀，以直線或圓弧插補(bǔ)方式進(jìn)行分層銑削加工，加工后的殘留面積用鉗修方法消除。圖5-10所示是用鼓形銑刀分層銑削變斜角面的情形。由于鼓形銑刀的鼓徑可以做得比球頭銑刀的球徑大，所以加工后的殘留面積小，加工效果比球頭銑刀好。(5)曲面輪廓加工方法的選擇立體曲面的加工應(yīng)根據(jù)曲面形狀、刀具形狀以及精度要求采用不同的銑削加工方法，如兩軸半、三軸、四軸及五軸等聯(lián)動(dòng)加工。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析數(shù)控銑床以圓弧插補(bǔ)方式擺腳加工，5.2數(shù)控銑削加工工藝分析1)對(duì)曲率變化不大和精度要求不高的曲面的粗加工，常用兩軸半坐標(biāo)行切加工(所謂行切法，是指刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定的)。即X,Y,Z三軸中任意兩軸作聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，第三軸作單獨(dú)的周期進(jìn)給。如圖5-11所示，將X向分成若干段，球頭銑刀沿YOZ面所截的曲線進(jìn)行銑削，每一段加工完后進(jìn)給ΔX，再加工另一相鄰曲線，如此依次切削即可加工出整個(gè)曲面。在行切法中，要根據(jù)輪廓表面粗糙度的要求及刀頭不干涉相鄰表面的原則選取Δx。球頭銑刀的刀頭半徑應(yīng)選得大一些，有利于散熱，但刀頭半徑應(yīng)小于內(nèi)凹面的最小曲率半徑。兩軸半坐標(biāo)加工曲面的刀心軌跡O1O2和切削點(diǎn)的軌跡ab如圖5-12所示。圖中ABCD為被加工曲面，Pyoz平面為平行于YOZ坐標(biāo)平面的一個(gè)行切面，刀心軌跡O1O2為曲面ABCD下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析1)對(duì)曲率變化不大和精度要求不高5.2數(shù)控銑削加工工藝分析的等距面IJKL與行切面Pyoz的交線，顯然O1O2是一條平面曲線。由于曲面的曲率變化，改變了球頭刀與曲面切削點(diǎn)的位置，使切削點(diǎn)的連線成為一條空間曲線，從而在曲面上形成扭曲的殘留溝紋。

2)對(duì)曲率變化較大和精度要求較高的曲面的精加工，常用X,Y,Z三軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)的行切法加工。如圖5-13所示，Pyoz平面為平行于坐標(biāo)平面的一個(gè)行切面，它與曲面的交線為ab。由于是三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，球頭刀與曲面的切削點(diǎn)始終處在平面曲線ab上，可獲得規(guī)則的殘留溝紋。但這時(shí)的刀心軌跡O1O2不在Pyoz平面上，而是一條空間曲線。3)對(duì)于葉輪、螺旋槳這樣的零件，因其葉片形狀復(fù)雜，刀具容易與相鄰表面發(fā)生干涉，常用五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，其加工原理如圖5-14所示。半徑為Ri的圓柱面與葉面的交線AB為螺下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析的等距面IJKL與行切面Pyoz5.2數(shù)控銑削加工工藝分析旋線的一部分，螺旋角Ψi，葉片的徑向葉形線(軸向割線)EF的傾角α為后傾角，螺旋線AB用極坐標(biāo)加工方法，并且以折線段逼近。逼近段mn是由C坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)Δθ與Z坐標(biāo)位移ΔZ的合成。當(dāng)AB加工完后，刀具徑向位移ΔX(改變Ri)，再加工相鄰的另一條葉形線，依次加工即可形成整個(gè)葉面。由于葉面的曲率半徑較大，所以常采用立銑刀加工，以提高生產(chǎn)率并簡(jiǎn)化程序。為保證銑刀端面始終與曲面貼合，銑刀還應(yīng)作由坐標(biāo)A和坐標(biāo)B形成的θ1和α1的擺角運(yùn)動(dòng)。在擺角的同時(shí)，還應(yīng)作直角坐標(biāo)的附加運(yùn)動(dòng)，以保證銑刀端面中心始終位于編程值所規(guī)定的位置上，所以需要五坐標(biāo)加工。這種加工的編程計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，一般采用自動(dòng)編程。2.工序的劃分在確定加工內(nèi)容和加工方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)加工部分的性質(zhì)，刀具使用情況以及現(xiàn)有的加工條件，參照前文中工序劃分原則下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析旋線的一部分，螺旋角Ψi，葉片的5.2數(shù)控銑削加工工藝分析和方法，將這些加工內(nèi)容安排在一個(gè)或幾個(gè)數(shù)控銑削加工工序中。

1)當(dāng)加工中使用的刀具較多時(shí)，為了減少換刀次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，可以將一把刀具所加工的內(nèi)容安排在一個(gè)工序(或工步)中。2)按照工件加工表面的性質(zhì)和要求，將粗加工、精加工分為依次進(jìn)行的不同工序(或工步)。先進(jìn)行所有表面的粗加工，然后再進(jìn)行所有表面的精加工。一般情況下，為了減少工件加工中的周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高數(shù)控銑床的利用率，保證加工精度要求，在數(shù)控銑削工序劃分的時(shí)候，應(yīng)盡量使工序集中。當(dāng)數(shù)控銑床的數(shù)量比較多，同時(shí)有相應(yīng)的設(shè)備技術(shù)措施保證工件的定位精度時(shí)，為了更合理地均勻機(jī)床的負(fù)荷，協(xié)調(diào)生產(chǎn)組織，也可以將加工內(nèi)容適當(dāng)分散。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析和方法，將這些加工內(nèi)容安排在一個(gè)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析3.加工順序的安排在確定了某個(gè)工序的加工內(nèi)容后，要進(jìn)行詳細(xì)的工步設(shè)計(jì)，即安排這些工序內(nèi)容的加工順序，同時(shí)考慮順序編制時(shí)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)。一般將一個(gè)工步編制為一個(gè)加工程序，因此，工步順序?qū)嶋H上也就是加工順序的執(zhí)行順序。一般數(shù)控銑削采用工序集中的方式，這時(shí)工步的順序就是工序分散時(shí)的工序順序，可以參照相關(guān)原則進(jìn)行安排，通常按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則，先加工平面、溝槽、孔，再加工外形、內(nèi)腔、最后加工曲面;先加工精度要求低的表面，再加工精度高的部位等。

4.加工路線的確定在確定走刀路線時(shí)，除了遵循相關(guān)原則外，對(duì)于數(shù)控銑削應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析3.加工順序的安排下一頁(yè)上一頁(yè)返5.2數(shù)控銑削加工工藝分析1)應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。

如圖5-15所示，當(dāng)銑削平面零件外輪廓時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃切削。刀具切人工件時(shí)，應(yīng)避免沿零件外輪廓的方向切人，而應(yīng)沿外廓曲線延長(zhǎng)線的切向切人，以避免在切人處產(chǎn)生刀具的刻痕而影響表面質(zhì)量，保證零件外廓曲線平滑過(guò)渡。同理，在切離工件時(shí)，也應(yīng)避免在工件的輪廓處直接退刀，而應(yīng)該沿零件輪廓延長(zhǎng)線的切向逐漸切離工件。銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時(shí)，若內(nèi)輪廓曲線允許外延，則應(yīng)沿切線方向切人切出。若內(nèi)輪廓曲線不允許外延(見(jiàn)圖5-16)，則刀具只能沿內(nèi)輪廓曲線的法向切人切出，此時(shí)刀具的切人切出點(diǎn)應(yīng)盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點(diǎn)處。當(dāng)內(nèi)部幾何元素相切無(wú)交點(diǎn)時(shí)(見(jiàn)圖5-17)，為防止刀補(bǔ)取消時(shí)在輪廓拐角處留下凹口[見(jiàn)圖5-17(a)]，刀具切人切出點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離拐角[見(jiàn)圖5-17(b)]。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析1)應(yīng)能保證零件的加工精度和表面5.2數(shù)控銑削加工工藝分析

圖5-18所示為圓弧插補(bǔ)方式銑削外整圓時(shí)的走刀路線。當(dāng)整圓加工完畢時(shí)，不要在切點(diǎn)直接退刀，而應(yīng)讓刀具切線方向多運(yùn)動(dòng)一段距離，以免取消刀補(bǔ)時(shí)，刀具與工件表面相碰，造成工件報(bào)廢。如圖5-19所示，銑削內(nèi)圓弧時(shí)也要遵循從切向切人的原則，安排從圓弧過(guò)渡到圓弧的加工路線，這樣可以提高內(nèi)孔表面的加工精度和加工質(zhì)量。對(duì)于孔位置精度要求較高的零件，在精撞孔系時(shí)，撞孔路線一定要注意各孔的定位方向一致，即采用單相近定位點(diǎn)的方法，以避免傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙誤差或測(cè)量系統(tǒng)的誤差對(duì)定位精度的影響。例如圖5-20(a)所示的孔系加工路線，在加工孔W時(shí)，X方向的反向間隙將會(huì)影響批、W兩孔的孔距精度。如果改為圖5-20(b)所示的加工路線，可使各孔的定位方向一致，從而提高孔距精度。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析圖5-18所示為圓弧插5.2數(shù)控銑削加工工藝分析銑削曲面時(shí)，常采用球頭刀行切法進(jìn)行加工，對(duì)于邊界敞開(kāi)的曲面加工，可采用兩種走刀路線。圖5-21所示的加工方案時(shí)，當(dāng)采用圖(a)所示的加工方案時(shí)，每次沿直線加工，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序少，加工過(guò)程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度;當(dāng)采用圖(b)所示的加工方案時(shí)，符合這類(lèi)零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度較高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開(kāi)的，沒(méi)有其他表面限制，所以邊界曲面可以延仲，球頭刀應(yīng)由邊界外開(kāi)始加工。此外，輪廓加工中應(yīng)避免進(jìn)給停動(dòng)，因?yàn)榧庸み^(guò)程中的切削力會(huì)使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生彈性變形并處于相對(duì)平衡狀態(tài)，進(jìn)給停動(dòng)時(shí)，切削力突然減小，會(huì)改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，刀具會(huì)在進(jìn)給停動(dòng)處的零件輪廓上留下刻痕。為提高工件表面的精度和減小粗糙度，可以采用多次走刀的下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析銑削曲面時(shí)，常采用球頭刀5.2數(shù)控銑削加工工藝分析方法，精加工余量一般-0.2--0.5mm為宜。而且精銑時(shí)宜采用順銑，以減小零件被加工表面粗糙度。

2)應(yīng)使走刀路線最短，減小刀具空行程時(shí)間，提高加工效率。

圖5-22所示為正確選擇鉆孔加工路線的例子。按照一般習(xí)慣，總是先加工均布于同一圓周上的八個(gè)孔，再加工另一圓周上的孔[見(jiàn)圖5-22(a)]。但是對(duì)點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床而言，要求定位精度高，定位過(guò)程盡可能快，因此這類(lèi)機(jī)床應(yīng)按空程最短來(lái)安排走刀路線[見(jiàn)圖5-22(b)]，以節(jié)省加工時(shí)間。

3)應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析方法，精加工余量一般-0.2-5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5.2.4數(shù)控銑削夾具與刀具的選擇1.夾具的選擇數(shù)控銑床可以加工形狀復(fù)雜的零件，但數(shù)控銑床上的工件裝夾方法與普通銑床一樣，所使用的夾具往往并不很復(fù)雜，只要求有簡(jiǎn)單的定位夾緊機(jī)構(gòu)就可以了。但要將加工部位敞開(kāi)，不能因裝夾工件而影響進(jìn)給和切削加工。選擇夾具時(shí)，應(yīng)注意減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次安裝中能把零件上所有要加工的表面都加工出來(lái)。2.刀具的選擇(1)對(duì)刀具的基本要求

1)銑刀剛性要好。要求銑刀剛性好的目的，一是滿足為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要，二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過(guò)程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。在數(shù)控銑削中，因銑刀下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5.2.4數(shù)控銑削夾具與刀具的5.2數(shù)控銑削加工工藝分析剛性較差而斷刀并造成零件損失的事例是經(jīng)常有的，所以解決數(shù)控銑刀的剛性問(wèn)題是至關(guān)重要的。

2)銑刀是耐用度較高。當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如果刀具磨損較快，不僅會(huì)影響零件的表面質(zhì)量和加工精度，而且會(huì)增加換刀與對(duì)刀次數(shù)，從而導(dǎo)致零件加工表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階，降低零件的表面質(zhì)量。除上述兩點(diǎn)外之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇與排屑性能等也非常重要。另外，切屑性能等也非常重要。切屑砧刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的?？傊?，根據(jù)被加工工件材料的熱處理、狀態(tài)切削性能及加工余量，選擇剛性好、耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率并獲得滿意加工質(zhì)量的前提條件。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析剛性較差而斷刀并造成零件損失的事5.2數(shù)控銑削加工工藝分析(2)常用銑刀的種類(lèi)

1)面銑刀。如圖5-23所示，面銑刀圓周方向切削刃為主切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀刃為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。高速鋼面銑刀按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直徑d=80~250mm,螺旋角β=10°,刀齒數(shù)z=10~26。

硬質(zhì)合金面銑刀的銑削速度、加工效率和工件表面質(zhì)量均高于高速鋼銑刀，并可加工帶有硬皮和悴硬層的工作，因而在數(shù)控加工中得到了廣泛應(yīng)用。硬質(zhì)合金面銑刀按刀片和刀na的安裝方式不同，可分為整體焊接式、機(jī)夾焊接式和可轉(zhuǎn)位式三種(如圖5-24所示)。前兩種銑刀因難以保證焊接質(zhì)量，刀具耐用度低，重磨較費(fèi)時(shí)，目前已可轉(zhuǎn)位式面銑刀所取代。

2)立銑刀。立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀，其結(jié)構(gòu)如圖5-25所示。立銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析(2)常用銑刀的種類(lèi)下一頁(yè)上一頁(yè)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析立銑刀圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刃為副切削刃。主切削刃一般為螺旋齒，這樣可以增加切削平穩(wěn)性，提高加工精度。由于普通立銑刀端面中心處無(wú)切削刃，所以立銑刀不能作軸向進(jìn)給，端面刃主要用來(lái)加工與側(cè)面相垂直的底平面。為了能加工較深的溝槽，并保證有足夠的備磨量，立銑刀的軸向長(zhǎng)度一般較長(zhǎng)。為改善切削卷曲情況，增大容屑空間，防止切屑堵塞，刀齒數(shù)比較少，容屑槽圓弧半徑則較大。一般粗齒立銑刀齒數(shù)z=3-4，細(xì)齒立銑刀齒數(shù)z=5-8,套式結(jié)構(gòu)z=10-20，容屑槽圓弧半徑r=2-5mm。立銑刀直徑較大時(shí)，可制成不等齒距結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)抗震作用，使切削過(guò)程平穩(wěn)。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析立銑刀圓柱表面的切削刃為主切削5.2數(shù)控銑削加工工藝分析標(biāo)準(zhǔn)立銑刀的螺旋角刀為40°-50°(粗齒)和30°-35°(細(xì)齒)。套式結(jié)構(gòu)立銑刀的刀為15°-25°。直徑較小的立銑刀，一般制成大柄形式。φ(2一7)mm的立銑刀制成直柄;φ(6-63)mm的立銑刀制成莫氏錐柄;φ(25-80)mm的立銑刀做成7:24錐柄，內(nèi)有螺孔用來(lái)拉緊刀具。但是由于數(shù)控機(jī)床要求銑刀能快速自動(dòng)裝卸，故立銑刀柄部形式也有很大不同，一般是由專(zhuān)業(yè)廠家按照一定的規(guī)范設(shè)計(jì)制造成統(tǒng)一的形式、統(tǒng)一尺寸的刀柄。直徑大于φ(40一60)mm的立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。

3)模具銑刀。模具銑刀由立銑刀發(fā)展而來(lái)，可分為圓錐形立銑刀(圓錐半角a/2=3°,5°,7°,10°)、圓錐形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿了切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析標(biāo)準(zhǔn)立銑刀的螺旋角刀為5.2數(shù)控銑削加工工藝分析分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定直徑d=4-6mm。圖5-26為高速鋼制造的模具銑刀，圖5-27為用硬質(zhì)合金制造的模具銑刀。小規(guī)格的硬質(zhì)合金模具銑刀多制成整體結(jié)構(gòu)，φ16mm以上直徑的制成焊接或機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)構(gòu)。

4)鍵槽銑刀。鍵槽銑刀如圖5-28所示。它有兩個(gè)刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既像立銑刀，又像鉆頭。加工時(shí)，先軸向進(jìn)給達(dá)到按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀直徑d=2-22mm,錐柄鍵槽銑刀直徑d=5-14mm。鍵槽銑刀直徑的偏差有e8和d8兩種。鍵槽銑刀的圓周切削刃僅在靠近端面的一小段長(zhǎng)度內(nèi)發(fā)生磨損，重磨時(shí)，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后銑刀直徑不變。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。國(guó)家標(biāo)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析

5)鼓形銑刀。圖5-29所示為一種典型的鼓形銑刀，它的切削刃分布在半徑為R的圓弧面上，端面無(wú)切削刃。加工時(shí)控制刀具上下位置，相應(yīng)改變刀刃的切削部位，可以在工件上切出從負(fù)到正的不同斜角。R越小，鼓形刀所能加工的斜角范圍越廣，但所獲得的表面質(zhì)量也越差。這種刀具的特點(diǎn)是刃磨困難，切削條件差，而且適于加工有底的輪廓表面。

6)成型銑刀。成型銑刀一般是為特定形狀的工件或加工內(nèi)容專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造的，如漸開(kāi)線齒面、燕尾槽和T形槽等。幾種常用的成型銑刀如圖5-30所示。除了上述幾種類(lèi)型的銑刀外，數(shù)控銑床也可使用多種通用銑刀。但因不少數(shù)控銑床的主軸內(nèi)有特殊的拉刀裝置，或因主軸內(nèi)錐孔有別，須配過(guò)渡套和拉釘。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5)鼓形銑刀。圖5-295.2數(shù)控銑削加工工藝分析(3)銑刀的選擇銑刀類(lèi)型應(yīng)與工件的表面形狀和尺寸相適應(yīng)。加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀;加工凹槽、較小的臺(tái)階面及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀;加工空間曲面、模具型腔或凸模成型表面等多選用模具銑刀;加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀;加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選用鼓形銑刀;加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應(yīng)選用成形銑刀。數(shù)控銑床上使用最多的是可轉(zhuǎn)位面銑刀和立銑刀，因此，這里重點(diǎn)介紹面銑刀立銑刀參數(shù)的選擇。

1)面銑刀主要參數(shù)的選擇。標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑為φ(16-63)mm，應(yīng)根據(jù)側(cè)吃刀量a選擇適當(dāng)?shù)你姷吨睆?，盡量包容工件整個(gè)加工寬度，以提高加工精度和效率，減少相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡和保證銑刀的耐用度。可轉(zhuǎn)位面銑刀有粗ha、細(xì)ha和密ha三種。粗ha銑刀容屑下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析(3)銑刀的選擇下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析空間大，常用于粗銑鋼件;粗銑帶斷續(xù)表面的鑄件和在平穩(wěn)條件下銑削鋼件時(shí)，可選用細(xì)ha銑刀;密ha銑刀的每ha進(jìn)給量較小，主要用于加工薄壁鑄件。面銑刀幾何角度的標(biāo)注如圖5-31所示。前角的選擇原則與車(chē)刀基本相同，只是由于銑削時(shí)有沖擊，故前角數(shù)值一般比車(chē)刀略小，尤其是硬質(zhì)合金面銑刀，前角數(shù)值減少得更多些。銑削強(qiáng)度和硬度都高的材料可選用負(fù)前角。前角的數(shù)值主要根據(jù)工件材料和刀具材料來(lái)選擇，其具體數(shù)值可參見(jiàn)表5-3。銑刀的磨損主要發(fā)生在后刀面上，因此適當(dāng)加大后角，可減少銑刀磨損。常取α0=5°-12°，工件材料軟時(shí)取大值，工件材料硬時(shí)取小值;粗齒銑刀取小值，細(xì)齒銑刀取大值。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析空間大，常用于粗銑鋼件;粗銑帶斷5.2數(shù)控銑削加工工藝分析銑削時(shí)沖擊力大，為了保護(hù)刀尖，硬質(zhì)合金面銑刀的刃傾角常取λs=5°-15°。只有在銑削低強(qiáng)度材料時(shí)，取λs=5°。

主偏角kr在45°-90°范圍內(nèi)選取，銑削鑄鐵常用45°,銑削一般鋼材常用75°,銑削帶凸肩的平面或薄壁零件時(shí)要用90°。2)立銑刀主要參數(shù)的選擇。立銑刀主切削刃的前角在法劉面內(nèi)測(cè)量，后角在端劉面內(nèi)測(cè)量，前后角的標(biāo)注如圖5-25(b)所示。前后角都為正值，分別根據(jù)工件材料和銑刀直徑選取，其具體數(shù)值可分別參見(jiàn)表5-4和表5-5。立銑刀的尺寸參數(shù)(見(jiàn)圖5-32)推薦按下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析銑削時(shí)沖擊力大，為了保護(hù)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析①刀具半徑R應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑ρ，一般取R=（0.8-0.9）ρ。②零件的加工高度H≤(1/4-1/6)R。③對(duì)不通孔(深槽)，選取L=H+(5-10)mm(L為刀具切削部分長(zhǎng)度，H為零部件高度)。④加工外形及通槽時(shí)，選取L=H+r+(5-10}mm(r為端刃圓角半徑)。⑤粗加工內(nèi)輪廓面時(shí)(見(jiàn)圖5-33),銑刀最大直徑D粗可按下式計(jì)算。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析①刀具半徑R應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的5.2數(shù)控銑削加工工藝分析下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5.2.5切削用量的選擇如圖5-34所示，銑削加工切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。切削用量的大小對(duì)切削力、切削速度、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。數(shù)控加工中選擇切削用量時(shí)，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。依照切削用量的選擇原則，為保證刀具的耐用度，銑削用量的選擇方法是:先選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。1.背吃刀量(端銑)或側(cè)吃刀量(圓周銑)的選擇背吃刀量αD為平行于銑刀軸線測(cè)量的切銑尺寸，單位mm。端銑時(shí)，αD為切削層深度;而圓周銑削時(shí)，αD為被加工表面的寬度。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析5.2.5切削用量的選擇下一頁(yè)5.2數(shù)控銑削加工工藝分析側(cè)吃刀量αe為垂直于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位mm。端銑時(shí)，αe為被加工表面寬度;而圓周銑削時(shí)，αe為切削層的深度。背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決定。

1)在工件表面粗糙度值要求為Ra-12.5一25μm時(shí)，如果圓周銑削的加工余量小于5mm，端銑的加工余量小于6mm，則粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，可分兩次進(jìn)給完成。2)在工件表面粗糙度值要求為Ra=3.2一12.5μm時(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或吃刀量選取同前。粗銑后留0.5一1.0mm余量，在半精銑時(shí)切除。

3)在工件表面粗糙度值要求為Ra=0.8一3.2μm時(shí)，下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析側(cè)吃刀量αe為垂直于銑刀5.2數(shù)控銑削加工工藝分析可分粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5-2mm;精銑時(shí)圓周銑刀側(cè)吃刀量取0.3-0.5mm，面銑刀背吃刀量取0.5-1mm。2.進(jìn)給量f（mm/r）與進(jìn)給速度vf（mm/min）的選擇銑削加工的進(jìn)給量是指刀具轉(zhuǎn)一周，工件與刀具沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移量;進(jìn)給速度是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量。進(jìn)給量與進(jìn)給速度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取或參考表5-6選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取小值。銑刀為多齒刀具，其進(jìn)給速度vf、刀具轉(zhuǎn)速n、刀具齒數(shù)z及進(jìn)給量f的關(guān)系vf=nzfz。3.切削速度vc（m/min）的選擇下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析可分粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。5.2數(shù)控銑削加工工藝分析根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度選擇切削速度?？捎媒?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在機(jī)床說(shuō)明書(shū)允許的切削速度范圍內(nèi)查閱有關(guān)用量手冊(cè)或參考表5-7選取。實(shí)際編程中，切削速度vc確定后，還要按式vc=πdn/1000計(jì)算出銑床主軸轉(zhuǎn)速n(r/min，對(duì)有級(jí)變速的銑床，須按銑床說(shuō)明書(shū)選擇與所計(jì)算轉(zhuǎn)速n接近的轉(zhuǎn)速)，并填人程序單中。上一頁(yè)返回5.2數(shù)控銑削加工工藝分析根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令在加工過(guò)程中由于刀具的磨損，實(shí)際刀具尺寸與編程時(shí)規(guī)定的刀具尺寸不一致，以及更換刀具等原因，都會(huì)直接影響最終加工尺寸，造成誤差。為了最大限度地減小因刀具尺寸變化等原因造成的加工誤差，數(shù)控系統(tǒng)通常都具備刀具誤差補(bǔ)償功能。通過(guò)刀具補(bǔ)償功能指令，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)輸人補(bǔ)償量或者實(shí)際的刀具尺寸，使機(jī)床自動(dòng)加工出符合零件程序所要求的零件。1.刀具半徑補(bǔ)償指令(G41,G42,G43)

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般都具備刀具半徑補(bǔ)償功能，以適應(yīng)圓頭刀具(如銑刀、圓頭車(chē)刀等)加工時(shí)的需要，簡(jiǎn)化程序的編制。

(1)刀具半徑補(bǔ)償?shù)母拍畹毒甙霃窖a(bǔ)償也稱為刀具半徑偏置或銑刀半徑偏置。刀具半徑補(bǔ)償功能不是指在加工過(guò)程中，刀具半徑發(fā)生變化(如磨損)時(shí)有自動(dòng)改變刀具半徑的功能，而是指改變刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡的功能。下一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令在加工5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令如圖5-35所示，若要用半徑為R的刀具加工外形輪廓為AB的工件，則刀具中心必須沿著與輪廓AB偏離R距離的軌跡A'B’移動(dòng)，即銑削時(shí)，刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡和工件的輪廓形狀是不一致的。如果不考慮刀具半徑，直接按照工件的輪廓形狀編程，加工時(shí)刀具中心是按廓形運(yùn)動(dòng)的，加工出來(lái)的零件比圖樣要求縮小了，不符合要求。因此編程時(shí)應(yīng)根據(jù)輪廓AB的坐標(biāo)參數(shù)和刀具半徑R的值人工計(jì)算出刀具軌跡的坐標(biāo)參數(shù)A'B'，再編制成程序進(jìn)行加工。但這樣做很不方便，因?yàn)檫@種計(jì)算是很煩瑣的，有時(shí)是相當(dāng)復(fù)雜的。特別是當(dāng)?shù)毒吣p，重磨及換新刀導(dǎo)致刀具半徑變化時(shí)，又需要重新計(jì)算。這就更加煩瑣，也不容易保證加工精度。為了既能使編程方便，又能使刀具中心沿A'B’輪廓運(yùn)動(dòng)，加工出合格的零件來(lái)，就需要有刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令如圖5-35所5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令刀具半徑補(bǔ)償功能的作用就是要求數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)工件輪廓AB和刀具半徑R自動(dòng)計(jì)算出刀具中心軌跡A'B'。這樣，在編程時(shí)，就可以直接按零件輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編制加工程序，而在加工時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)就自動(dòng)地控制刀具沿輪廓A'B’移動(dòng)，加工出合格零件。

(2)刀具半徑補(bǔ)償指令刀具半徑補(bǔ)償功能是通過(guò)刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的。刀具半徑補(bǔ)償指令又稱為刀具偏置指令。分為左偏置和右偏置兩種，以適應(yīng)不同的加工需要。G41表示刀具左偏，指沿著刀具前進(jìn)的方向觀察，刀具偏在工件輪廓的左邊。G42表示刀具右偏，指沿著刀具前進(jìn)的方向觀察，刀具偏在工件輪廓的右邊，如圖5-36所示。G40表示取消左右偏置指令，即取消刀具半徑補(bǔ)償，使刀具中心與編程軌跡重合。G40指令總是和G41或G42指令配合使用的。G41,G42指令均為續(xù)效指令。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令刀具半徑補(bǔ)償功5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令

G41和G42的編程格式可分為兩種情況。與G00,G01指令配合使用時(shí)的編程格式為：與G02,G03指令配合使用時(shí)的編程格式為:使用G41,G42指令時(shí)，用D功能字指定刀具半徑補(bǔ)償值寄存器的地址號(hào)。當(dāng)?shù)毒甙霃酱_定之后，可以將刀具半徑的實(shí)測(cè)值輸人刀具半徑補(bǔ)償存儲(chǔ)器存儲(chǔ)起來(lái)，加工時(shí)可根據(jù)需要用下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令G41和G45.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令G41或G42指令進(jìn)行調(diào)用，也可預(yù)先設(shè)定偏置值，根據(jù)程序進(jìn)行調(diào)用。刀具半徑發(fā)生變化(如刀具磨損和更換)都應(yīng)該重新指定偏置值。運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償功能不僅可以簡(jiǎn)化刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算，而且還可以提高零件的加工精度。

【例5.1】在XY平面內(nèi)使用半徑補(bǔ)償(沒(méi)有Z軸移動(dòng))進(jìn)行輪廓銑削，如圖5-37所示。應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償功能，可直接按圖中輪廓尺寸數(shù)

據(jù)進(jìn)行編程。CNC裝置便能自動(dòng)計(jì)算刀心軌跡并按刀心軌跡運(yùn)動(dòng)。

程序如下：下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令G41或G425.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令說(shuō)明：1)程序中有[]標(biāo)記的地方是與沒(méi)有刀具半徑補(bǔ)償?shù)某绦虿煌帯?)刀具半徑補(bǔ)償必須在程序結(jié)束前取消，否則刀具中心將不能回到程序原點(diǎn)上。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令下一頁(yè)上一頁(yè)返5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令3)DO1是刀具補(bǔ)償號(hào)，其具體數(shù)值在加工或試運(yùn)行前已設(shè)定在補(bǔ)償存儲(chǔ)器中。4)D代碼是續(xù)效(模態(tài))代碼。顯然，使用刀具半徑補(bǔ)償功能能避免煩瑣的計(jì)算。除此之外，也可以靈活運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償功能做加工過(guò)程中的其他工作。如刀具磨損或重磨后半徑變小，這時(shí)只需手工輸人新的刀具半徑值到程序的D功能字指定的存儲(chǔ)器即可，而不需要修改程序。再如可利用刀具半徑補(bǔ)償功能，采用同一加工程序?qū)崿F(xiàn)一把刀具完成工件的粗、精加工。如圖5-38所示，現(xiàn)將AB線段的加工分兩次切削。刀具半徑為:，第一次粗加工，加工后的余量為△，第二次精加工，加工到圖樣尺寸。先將偏置量:+△存人D01地址中，使用上述程序，即可進(jìn)行粗加工，加工至圖中虛線的位置。粗加工結(jié)束后，將D01中的數(shù)值改成:，再使用同一加工程序，即可完成精加工。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令3)DO1是5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令2.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令(G43,G44,G49)

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令用來(lái)補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度方向尺寸的變化，當(dāng)實(shí)際刀具長(zhǎng)度與編程長(zhǎng)度不一致時(shí)，可以通過(guò)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償這一功能實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具長(zhǎng)度差額的補(bǔ)償。通常把實(shí)際刀具長(zhǎng)度與編程刀具長(zhǎng)度之差稱為偏置值(或稱為補(bǔ)償量)。這個(gè)偏置值設(shè)置在偏置存儲(chǔ)器中，并用H代碼(或其他指定代碼)指定偏置號(hào)。刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償分為正向補(bǔ)償(也稱為正刀補(bǔ))和負(fù)向補(bǔ)償(也稱為負(fù)刀補(bǔ))，G43指令實(shí)現(xiàn)正向補(bǔ)償，G44指令實(shí)現(xiàn)負(fù)向補(bǔ)償。G49是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償(G43和G44)的取消指令。除用G49指令來(lái)取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償之外，還可以用H00作為G43和G44的取消指令。刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令G43,G49和G44均為模態(tài)指令。編程格式如下。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令2.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令H是補(bǔ)償號(hào)，與半徑補(bǔ)償類(lèi)似，H后邊指定的地址中存放實(shí)際刀具長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)刀具補(bǔ)償長(zhǎng)度的差值，即補(bǔ)償值或偏置量。進(jìn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償時(shí)，刀具要有Z軸的移動(dòng)。對(duì)應(yīng)于偏置號(hào)(H_)的偏置值(已經(jīng)設(shè)置在偏置存儲(chǔ)器中)，將自動(dòng)與Z軸的編程指令值相加(G43)或相減(G44。例如，刀具長(zhǎng)度偏置寄存器H01中存放的刀具長(zhǎng)度值為11，執(zhí)行語(yǔ)句G90G01G43Z-15.0H01后，刀具實(shí)際運(yùn)動(dòng)到Z(-15.0+11)=Z-4.0的位置，如圖5-39(a)所示;如果該語(yǔ)句改為G90G01G44Z-15.0H01，則執(zhí)行該語(yǔ)句后，刀具實(shí)際運(yùn)動(dòng)到Z(-15.0-11）=Z-26.0的位置，如圖5-39(b)所示。從這兩個(gè)例子可以看出，在程序命令方式下，可以通過(guò)修改刀具長(zhǎng)度偏置寄存器中的值來(lái)達(dá)到控制切削深度的目的，而無(wú)須修改零件加工程序。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令H是補(bǔ)償號(hào)，與5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令在同一程序段內(nèi)如果既有運(yùn)動(dòng)指令，又有刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令，則機(jī)床首先執(zhí)行的是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令，然后再執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令。如執(zhí)行語(yǔ)句G01G432100.0H01F100，機(jī)床首先執(zhí)行的是G43指令，把工件坐標(biāo)系向Z方向上移動(dòng)一個(gè)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值(即平移一個(gè)H01中所寄存的代數(shù)值)。這相當(dāng)重新建立一個(gè)新的坐標(biāo)系。執(zhí)行G01Z100.0F100時(shí)，刀具(機(jī)床)在新建的坐標(biāo)系中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。上一頁(yè)返回5.3數(shù)控銑床

加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令在同一程序段內(nèi)5.4固定循環(huán)在數(shù)控加工中，一些典型的加工工序，如鉆孔，一般需要快速接近工件，慢速鉆孔，快速回退等固定的動(dòng)作。又如在車(chē)螺紋時(shí)，需要切人、切螺紋、徑向退出、再快速返回四個(gè)動(dòng)作。將這些典型的、固定的幾個(gè)連續(xù)動(dòng)作，用一條G指令來(lái)代表，這樣，只須用單一程序段的指令程序即可完成加工，這樣的指令稱為固定循環(huán)指令，它可以有效地縮短程序代碼，節(jié)省存儲(chǔ)空間，簡(jiǎn)化編程。本節(jié)介紹常用的三種數(shù)控系統(tǒng)的孔循環(huán)指令。5.4.1FANUC-Oi的孔加工固定循環(huán)孔加工循環(huán)指令為模態(tài)指令，一旦定義了某個(gè)孔加工循環(huán)指令，在接著的所有(X,瑪位置將均采用該孔加工循環(huán)指令進(jìn)行加工，直到G80取消孔加工循環(huán)為止。FANUC-Oi的孔加工固定循環(huán)指令見(jiàn)表5-8.下一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)在數(shù)控加工中，一些典型的加工工序，5.4固定循環(huán)固定循環(huán)一般由以下6個(gè)動(dòng)作組成，如圖5-40所示。動(dòng)作1:A->B，刀具快進(jìn)至孔位坐標(biāo)(X,瑪，即循環(huán)初始點(diǎn)B。

動(dòng)作2:B->R，刀具沿Z向快進(jìn)至加工表面附近的R點(diǎn)平面。動(dòng)作3：R->E，加工動(dòng)作(如鉆、攻螺紋、撞等)。動(dòng)作4：E點(diǎn)，孔底動(dòng)作(如進(jìn)給暫停、刀具偏移、主軸準(zhǔn)停、主軸反轉(zhuǎn)等)。動(dòng)作5：E->R，返回到R點(diǎn)平面。動(dòng)作6：R->B，返回到初始點(diǎn)B。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)固定循環(huán)一般由以下6個(gè)動(dòng)作組成，如圖5-5.4固定循環(huán)初始平面:初始點(diǎn)所在的與Z軸垂直的平面稱為初始平面。初始平面是為安全下刀而規(guī)定的一個(gè)平面。初始平面到零件表面的距離可以任意設(shè)定在一個(gè)安全的高度上。

R點(diǎn)平面:又稱為R參考平面，這個(gè)平面是刀具下刀時(shí)自快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的高度平面，距工件表面的距離主要考慮工件表面尺寸的變化來(lái)確定，一般可取2-5mm。

孔底平面:加工盲孔時(shí)孔底平面就是孔底的Z軸高度;加工通孔時(shí)一般刀具還要仲出工件底平面一段距離，主要是要保證全部孔深都加工到尺寸;鉆削加工時(shí)還應(yīng)考慮鉆頭對(duì)孔深的影響。鉆孔定位平面由平面選擇代碼G17,G18和G19，分別對(duì)應(yīng)鉆孔軸Z,Y和X及它們的平行軸(如W,V,II輔助軸)。必須記住，只有在取消固定循環(huán)以后才能切換鉆孔軸。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)初始平面:初始點(diǎn)所在的與Z軸垂直的平面稱5.4固定循環(huán)固定循環(huán)的坐標(biāo)數(shù)值形式可以采用絕對(duì)坐標(biāo)(G90)和相對(duì)坐標(biāo)(G91)表示。采用絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，孔加工循環(huán)指令中的值有所不同。如圖5-41所示，其中圖5-41(a)采用G90表示，其中圖5-41(b)采用G91表示。固定循環(huán)指令的一般格式如下。

1)G98指令使刀具返回初始點(diǎn)，G99指令使刀具返回R點(diǎn)平面，如圖5-42所示。

2)G為各種孔加工循環(huán)方式指令，見(jiàn)表5-9。3)X,Y為孔位坐標(biāo)，可為絕對(duì)、增量坐標(biāo)方式。

4)Z為孔底坐標(biāo)，增量坐標(biāo)方式時(shí)為孔底相對(duì)于R點(diǎn)平面的增量值。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)固定循環(huán)的坐標(biāo)數(shù)值形式可以采用絕對(duì)5.4固定循環(huán)

5)R為R點(diǎn)平面的Z坐標(biāo)(一般距零件表面2-5mm)，增量坐標(biāo)方式時(shí)為R點(diǎn)平面相對(duì)于B點(diǎn)的增量值。

6)Q在G73和G83中為每次的切削深度，在G76和G87中為偏移值，它始終是增量坐標(biāo)值。

7)P用來(lái)指定刀具在孔底的暫停時(shí)間。

8)F指定孔加工切削進(jìn)給時(shí)的進(jìn)給速度。

9)k是固定循環(huán)的次數(shù)，范圍是1-6,當(dāng)k=1時(shí)，可以省略，當(dāng)k=0時(shí)，不執(zhí)行孔加工?？准庸し绞降闹噶钜约癦,R,Q,P等指令都是模態(tài)的，只有在取消孔加工方式時(shí)才被清除，因此在開(kāi)始時(shí)指定了這些指令，在后面連續(xù)的加工中不必重新定。如果僅僅是某個(gè)孔加工數(shù)據(jù)發(fā)生變化(孔深有變化)，僅修改要變化的數(shù)據(jù)即可。取消孔加工時(shí)使用指令G80，而如果中間出現(xiàn)了任何01組的G代碼下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)5)R為R點(diǎn)平面的Z坐標(biāo)(一般5.4固定循環(huán)(G00,GO1,G02,G03等)，則孔加工的方式也會(huì)自動(dòng)取消。因此用O1組的G代碼取消固定循環(huán)的效果與用G80時(shí)完全一樣。

G98,G99決定加工結(jié)束后返回的位置，當(dāng)使用G99指令時(shí)，如果在臺(tái)階面上加工孔，從低面向高面加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生碰撞現(xiàn)象，這點(diǎn)必須引起注意。

1.鉆孔循環(huán)

(1)G81(鉆削循環(huán))

鉆孔循環(huán)指令G81為主軸正轉(zhuǎn)，刀具以進(jìn)給速度向下運(yùn)動(dòng)鉆孔，到達(dá)孔底位置后，快速退回(無(wú)孔底動(dòng)作)。G81鉆孔加工循環(huán)指令格式為:G81X_Y_Z_R_F_k_

其中，X,Y為坐標(biāo)值，定義孔的位置;Z值定義孔的深度;R下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)(G00,GO1,G02,G05.4固定循環(huán)值為參考平面位置;F為加工進(jìn)給速度;K為指令執(zhí)行重復(fù)次數(shù)，使用G91增量坐標(biāo)X,Y編程時(shí)，K參數(shù)可一次指定多個(gè)孔的加工。

(2)G82(鉆削循環(huán)，粗撞削循環(huán))

鉆孔指令G82與G81格式類(lèi)似，唯一的區(qū)別是G82在孔底加進(jìn)給暫停動(dòng)作，即當(dāng)鉆頭加工到孔底位置時(shí)，刀具不作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而是保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使孔的表面更光滑，該指令一般用于擴(kuò)孔和沉頭孔加工。G82鉆孔加工循環(huán)指令格式為:G82X_Y_Z_R_P_F_k_;

其中，P為在孔底位置的暫停時(shí)間，單位為ms。G81,G82的循環(huán)過(guò)程如圖5-43(a)所示，其中虛線表示快進(jìn)，實(shí)線表示切削進(jìn)給，箭頭表示刀具移動(dòng)方向。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)值為參考平面位置;F為加工進(jìn)給速度;K為指5.4固定循環(huán)(3)G73(高速鉆深孔循環(huán))

孔深與孔徑之比超過(guò)5的孔，稱為深孔。加工深孔時(shí)排屑較困難，但如不及時(shí)將切屑排出，則切屑可能堵塞在鉆頭排屑槽里，不僅影響加工精度，還會(huì)扭斷鉆頭;而且切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量高溫切屑，如不采取有效措施確保鉆頭的冷卻和潤(rùn)滑，將使鉆頭的磨損加劇。與G81相比，G73的主要特點(diǎn)是:由于是深孔加工，采用間歇進(jìn)給(分多次進(jìn)給)，有利于排屑。每次進(jìn)給深度為口，直到孔底位置為止，在孔底進(jìn)給暫停。

G73的循環(huán)過(guò)程如圖5-44（a）所示。G73高速鉆深孔循環(huán)指令格式為:G73X_Y_Z_R_0_P_F_k_;

其中，P為暫停時(shí)間，單位為tns;為每次進(jìn)給的深度，為正值。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)(3)G73(高速鉆深孔循環(huán))下一頁(yè)上5.4固定循環(huán)(4)G83(深孔鉆削循環(huán))

深孔鉆削循環(huán)指令G83與G73功能一樣，用于鉆削深孔，采用間歇進(jìn)給，不僅可以高效地完成鉆孔，而且能較容易地排出切屑，并保證冷卻和潤(rùn)滑。在使用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況，確定每次的切削深度和退刀距離或快進(jìn)轉(zhuǎn)化為切削進(jìn)給的位置。G83指令格式與G73格式一樣，循環(huán)過(guò)程如圖5-44(b)所示。

G83與G73用于鉆深孔，它們都考慮了排屑和散熱情況，以保證冷卻和潤(rùn)滑。G83每次鉆削一定深度后都返回R點(diǎn)(退出孔外)，然后再進(jìn)給，所以它的排屑和散熱情況比G73好。在G73中，d為退刀距離;在G83中d位置為每次退刀后，再次進(jìn)給時(shí)由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為切削進(jìn)給的位置，它距離前一次進(jìn)給結(jié)束位置的距離為dmm。

G83與G73兩者的主要區(qū)別在于回退動(dòng)作。G73的回退距下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)(4)G83(深孔鉆削循環(huán))下一頁(yè)上一5.4固定循環(huán)離是一個(gè)固定值(這個(gè)固定值由數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定);G83是回退到一個(gè)固定位置，隨著鉆孔深度的增加，回退距離也隨之增加，因此引起工時(shí)增加。由于回退的作用是為了排出一切屑，所以G83適用于排屑量大的場(chǎng)合。G83循環(huán)中，從回退高度到再次加工，進(jìn)給速度先是以高速下降，到達(dá)距工件一段距離時(shí)，自動(dòng)改為F速度進(jìn)給，這個(gè)距離的值也是由數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的。

2.鏜孔循環(huán)撞孔是常用的加工方法，其加工范圍很廣，可進(jìn)行粗、精加工。撞孔的優(yōu)點(diǎn)是能修正上一工序所造成的軸線歪曲、偏斜等缺陷。所以撞孔特別適合孔距要求很準(zhǔn)的孔系加工，如箱體加工等。尤其適合于大直徑孔的加工。

(1)G85(撞孔加工循環(huán))

撞孔加工循環(huán)指令G85循環(huán)過(guò)程如圖5-45（a）所示，主下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)離是一個(gè)固定值(這個(gè)固定值由數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)5.4固定循環(huán)軸正轉(zhuǎn)，刀具以進(jìn)給速度向下運(yùn)動(dòng)撞孔，到達(dá)孔底位置后，立即以進(jìn)給速度退出(沒(méi)有孔底動(dòng)作)。撞孔加工循環(huán)G85指令的格式為:G85X_Y_Z_R_F_k_;

其中，X,Y為坐標(biāo)值，定義孔的位置;Z為孔底位置;R為參考平面位置;F為加工進(jìn)給速度;K為指令執(zhí)行重復(fù)次數(shù)。(2)G86(撞孔循環(huán))

撞孔循環(huán)指令G86與G85的區(qū)別是:G86在到達(dá)孔底位置后，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并快速退回，循環(huán)過(guò)程如圖5-46(b)所示。撞孔循環(huán)G86指令的格式(與G85類(lèi)似)為:G85X_Y_Z_R_F_k_;(3)G89(撞孔循環(huán))

撞孔循環(huán)指令G89與G85的區(qū)別是:G89在到達(dá)孔底位置后，下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)軸正轉(zhuǎn)，刀具以進(jìn)給速度向下運(yùn)動(dòng)撞孔，到達(dá)孔5.4固定循環(huán)加進(jìn)給暫停，循環(huán)過(guò)程如圖5-45（a）所示。撞孔循環(huán)G89指令的格式為:G85X_Y_Z_R_P_F_k_;其中，P為暫停時(shí)間，單位為ms。(4)G76(精撞循環(huán))

精撞循環(huán)指令G76與G85的區(qū)別是:G76在孔底有三個(gè)動(dòng)作:進(jìn)給暫停、主軸定向停止、刀具沿刀尖所指的反方向偏移口值(圖5-46中位移量8)，然后快速退出。這樣保證刀具不劃傷孔的表面。精撞循環(huán)指令G76的指令格式為:G76X_Y_Z_R_0_P_F_k_;

其中，P為暫停時(shí)間，單位為ms;Q為偏移值。加工過(guò)程說(shuō)明(見(jiàn)圖5-47)如下。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)加進(jìn)給暫停，循環(huán)過(guò)程如圖5-45（a）所5.4固定循環(huán)1)加工開(kāi)始刀具先以G00移動(dòng)到指定加工孔的位置（X,Y）。2)以G00下降到設(shè)定的R點(diǎn)(不作主軸定向)。3)以G01下降至孔底Z點(diǎn)，暫停尸時(shí)間后以主軸定位停止鉆頭。4)位移撞刀偏心量δ距離(Q-δ)。5)以G00向上升到起始點(diǎn)(G98)或R點(diǎn)(G99)高度，啟動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。（5）G87(反撞削循環(huán))

反撞削循環(huán)也稱背撞循環(huán)，指令G87，與上述撞削指令的不同之處是:反撞削循環(huán)由孔底向孔頂撞削，此時(shí)刀桿受拉力，可防止振動(dòng)。當(dāng)?shù)稐U較長(zhǎng)時(shí)使用該指令可提高孔的加工精度。反撞削循環(huán)的過(guò)程如圖5-48所示，刀具在XY平面定位后主下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)1)加工開(kāi)始刀具先以G00移動(dòng)到指5.4固定循環(huán)軸停止并準(zhǔn)停，然后刀具沿刀尖反方向偏移Q距離，然后快速運(yùn)動(dòng)到孔底位置，接著沿刀尖所指方向偏移回E點(diǎn)，主軸正轉(zhuǎn)，刀具向上進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，到R點(diǎn)，主軸又定向停止，刀具沿刀尖所指的反方向偏移Q值，快退，沿刀尖所指正方向偏移到B點(diǎn)，主軸正轉(zhuǎn)，本加工循環(huán)結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行下一段程序。反撞削循環(huán)G87的指令格式為:G87X_Y_Z_R_0_F_k_;

其中，Q為偏移值，通常為正值。由于R點(diǎn)在孔底，這種加工方式，返回高度選擇只能用G98。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)軸停止并準(zhǔn)停，然后刀具沿刀尖反方向偏移Q距5.4固定循環(huán)3.攻螺紋循環(huán)

(1)G84(右旋攻螺紋循環(huán))

右旋攻螺紋循環(huán)指令G84循環(huán)過(guò)程如圖5-49（b）所示，攻螺紋進(jìn)給時(shí)主軸正轉(zhuǎn)，到孔底后主軸反轉(zhuǎn)退出。與G82格式類(lèi)似，右旋攻螺紋循環(huán)指令G84指令格式為:G84X_Y_Z_R_P_F_k_;

與鉆孔加工不同的是，攻螺紋結(jié)束后的返回過(guò)程不是快速運(yùn)動(dòng)而是以進(jìn)給速度反轉(zhuǎn)退出的。F值根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速和螺距計(jì)算。

(2)G74(左旋攻螺紋循環(huán))

左旋攻螺紋循環(huán)指令G74與G84的區(qū)別是:進(jìn)給時(shí)主軸反轉(zhuǎn)，退出時(shí)主軸正轉(zhuǎn)。指令格式與G84格式相同。

4.固定循環(huán)編程示例

下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)3.攻螺紋循環(huán)下一頁(yè)上一頁(yè)返回5.4固定循環(huán)【例5.2】編制如圖5-49所示零件上的孔的加工程序，孔的尺寸和編程坐標(biāo)系如圖5-49所示。

(1)零件圖分析如圖5一49所示，某模具型芯有三個(gè)頂針孔需要加工，零件總厚度為50mm，孔的直徑為10mm，要求加工成通孔。

(2)工藝分析本例鉆此模具型芯的3xφ10mm的通孔，采用其所長(zhǎng)10mm的鉆頭，由于該孔的加工深度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其