數(shù)控銑床編程模塊3-內(nèi)輪廓零件加工

3.1內(nèi)輪廓零件加工工藝數(shù)控銑床常用夾具內(nèi)輪廓銑削加工工藝一、內(nèi)輪廓零件銑削加工工藝1.內(nèi)輪廓加工方法2.

型腔銑削刀具的選擇3.型腔銑削用量4.內(nèi)輪廓加工工藝分析舉例內(nèi)輪廓加工方法1方法一垂直切深進(jìn)刀方式（1）深度方向刀具切入方法鍵槽銑刀

采用垂直切深進(jìn)刀時，須選擇切削刃過中心的鍵槽銑刀進(jìn)行加工，由于采用這種進(jìn)刀方式切削時，刀具中心切削速度為零，因此，應(yīng)選用較低的切削進(jìn)給速度。方法二先采用鍵槽銑刀(或鉆頭)垂直進(jìn)刀，預(yù)鉆起始孔后，再換平底立銑刀加工型腔。

在工藝孔中進(jìn)刀方式（1）深度方向刀具切入方法（1）深度方向刀具切入方法方法三斜線式進(jìn)刀方式

該方式能有效的避免分層切削刀具中心處切削速度過低的缺點(diǎn)，改善了刀具的切削條件，提高了切削效率，廣泛應(yīng)用于大尺寸的內(nèi)輪廓粗加工.立銑刀斜線下刀（1）深度方向刀具切入方法方法三斜線式進(jìn)刀方式①斜線下刀的角度斜線下刀的刀軌與工件上表面的夾角的極限（如右圖所示）的計(jì)算公式為：進(jìn)一步考慮到斜線下刀為往返切削運(yùn)動下刀角度應(yīng)調(diào)整為：（1）深度方向刀具切入方法方法三斜線式進(jìn)刀方式②斜線下刀的切削長度由右圖所示，切削行程必須大于等于d，即端刃移動軌跡必須覆蓋整個切削區(qū)，端刃的切削區(qū)域必須相接或重疊。（1）深度方向刀具切入方法方法四螺旋進(jìn)刀方式

即在兩個切削層之間，刀具從上一層的高度沿螺旋線以漸進(jìn)的方式切入工件，直到下一層的高度，然后正式切削。以螺旋下刀方式銑削型腔時，可使切削過程穩(wěn)定，能有效避免軸向垂直受力所造成的震動螺旋下刀（1）深度方向刀具切入方法方法四螺旋進(jìn)刀方式①最小螺旋半徑的選擇刀具的最小螺旋半徑應(yīng)大于刀具中心孔的半徑。螺旋半徑小于刀具中心孔的螺旋軌跡圖（1）深度方向刀具切入方法方法四螺旋進(jìn)刀方式②最大螺旋半徑刀具最大螺旋半徑不能超過刀具半徑值。螺旋半徑大于刀具半徑時的螺旋軌跡圖圓形型腔粗加工刀路設(shè)計(jì)（2）水平方向刀路設(shè)計(jì)（2）水平方向刀路設(shè)計(jì)矩形型腔粗加工刀路設(shè)計(jì)環(huán)繞切削刀路

平行刀路粗加工和環(huán)繞半精加工特點(diǎn)：效率高，精度差特點(diǎn)：精度高，效率低特點(diǎn)：效率和精度兼顧（2）水平方向刀路設(shè)計(jì)精加工刀路設(shè)計(jì)銑削內(nèi)圓加工路徑

矩形型腔加工路徑精加工刀路設(shè)計(jì)型腔銑削刀具的選擇2適合型腔銑削的刀具有：

鍵槽銑刀

牛鼻刀

平底立銑刀

球頭刀

1精銑型腔時，其刀具半徑一定小于型腔零件最小曲率半徑，刀具半徑一般取內(nèi)輪廓最小曲率半徑的0.8～0.9倍，粗加工時，在不干涉內(nèi)輪廓的前提下，盡量選取直徑較大的刀具。刀具使用需注意的問題2

在刀具切削刃（螺旋槽長度）滿足最大深度的前提下，盡量縮短刀具伸出的長度，立銑刀的長度越長，抗彎強(qiáng)度減小，受力彎曲程度大，會影響加工質(zhì)量，并容易產(chǎn)生振動，加速切削刃的磨損。3當(dāng)?shù)毒咴谝粋€連續(xù)的輪廓上切削時使用一次刀具半徑補(bǔ)償，刀具在另一個連續(xù)的輪廓上切削時應(yīng)重新使用一次刀具半徑補(bǔ)償，以避免過切或留下多余的凸臺。刀具使用需注意的問題型腔銑削用量3粗加工時粗加工時，為了得到較高的切削效率，選擇較大的切削用量，但刀具的切削深度與寬度應(yīng)與加工條件（機(jī)床、工件、裝夾、刀具）相適應(yīng)。實(shí)際應(yīng)用中，一般讓Z方向的吃刀深度不超過刀具的半徑；直徑較小的立銑刀，切削深度一般不超過刀具直徑的1/3。切削寬度與刀具直徑大小成正比，與切削深度成反比，一般切削寬度取0.6～0.9刀具直徑。值得注意的是：型腔粗加工開始第一刀，刀具為全刃切削，切削力大，切削條件差，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量和切削速度。型腔銑削用量3精加工

精加工時，為了保證加工質(zhì)量，就避免工藝系統(tǒng)受力變形和減小震動，精加工切深應(yīng)小，數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床，一般在深度、寬度方向留0.2～0.5mm余量進(jìn)行精加工。精加工時，進(jìn)給量大小主要受表面粗糙度要求限制，切削速度大小主要取決于刀具耐用度。內(nèi)輪廓加工工藝分析舉例4以下圖所示矩形型腔為例進(jìn)行討論。內(nèi)輪廓加工工藝分析舉例4（1）刀具選擇粗加工：φ8的鍵槽銑刀精加工：φ6的鍵槽銑刀內(nèi)輪廓加工工藝分析舉例4（2）加工方法及余量分析粗加工時，刀具運(yùn)動采用平行切削路線，半精加工采用環(huán)繞切削。半精加工余量：0.5精加工余量：0.5Z形刀路粗加工

環(huán)繞刀路半精加工內(nèi)輪廓加工工藝分析舉例4（3）切入方法及切入點(diǎn)切入點(diǎn)內(nèi)輪廓加工工藝分析舉例4（4）Z形刀路間距值型腔粗加工中的間距就是刀具切入材料的寬度。刀路間距通常為刀具直徑的70%～90%左右,相鄰兩刀應(yīng)有一定的重疊部分。Y向以Z形刀路間距Q為單位進(jìn)行N次數(shù)進(jìn)給，最終型腔粗加工區(qū)域被切除，則有：Q×N=38-2×4=30Y向以Z形刀路間距為單位的進(jìn)給次數(shù)是5，Z形刀路間距為Q，則有：Q×5=(38-2×4)得：Q=6mm。間距6mm為Ф8的立銑刀直徑的75%，對于Ф8的立銑刀來說比較合適。內(nèi)輪廓加工工藝分析舉例4（5）Z形刀路切削長度粗加工時Z形刀路的X向進(jìn)給增量為：53-2×4＝45（6）精加工刀具路徑二、數(shù)控銑床常用夾具1.通用銑削夾具2.

專用夾具3.組合夾具通用銑削夾具1（1）機(jī)用平口鉗（又稱虎鉗）機(jī)械式平口鉗液壓式平口鉗

平口鉗屬于通用可調(diào)夾具，同時也可以作為組合夾具的一部分，適用于尺寸較小的方形工件的裝夾。由于其具有通用性強(qiáng)、夾緊快速、操作簡單、定位精度較高等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用。通用銑削夾具1（2）螺釘壓板

對于較大或四周不規(guī)則的工件，無法采用平口鉗或其他夾具裝夾時，可用壓板通過T形螺栓、螺母、墊鐵將工件壓緊在工作臺面上通用銑削夾具1（3）銑床用卡盤當(dāng)需要在數(shù)控銑床上加工回轉(zhuǎn)體零件時，可以采用三爪卡盤裝夾，對于非回轉(zhuǎn)零件可采用四爪卡盤裝夾，在使用時，用T形槽螺栓將卡盤固定在機(jī)床工作臺上即可。通用銑削夾具1（4）分度頭許多機(jī)械零件，如花鍵、離合器、齒輪等零件在加工中心上加工時，常采用分度頭分度的方法來等分每一個齒槽，從而加工出合格的零件。分度頭是數(shù)控銑床或普通銑床的主要部件數(shù)控分度頭

數(shù)控分度頭的應(yīng)用通用銑削夾具1（5）分度工作臺分度工作臺只能完成分度運(yùn)動，不能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給，它是按照數(shù)控系統(tǒng)的指令，在需要分度時將工作臺連同工件回轉(zhuǎn)一定的角度，分度時也可以采用手動分度，分度工作臺一般只能回轉(zhuǎn)規(guī)定的角度（如90°、60°和45°等）。通用銑削夾具1（6）數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的主要作用是根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖信號，完成圓周進(jìn)給運(yùn)動，進(jìn)行各種圓弧加工或曲面加工，也可以進(jìn)行分度工作。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可以使數(shù)控銑床增加一個或兩個回轉(zhuǎn)坐標(biāo)，通過數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)四坐標(biāo)或五坐標(biāo)聯(lián)動，可有效地?cái)U(kuò)大工藝范圍，加工更為復(fù)雜的工件。通用銑削夾具1（7）電永磁夾具

常規(guī)機(jī)床夾具的定位元件和夾緊元件占用空間較大，而電永磁夾具沒有這些占用空間的元件，因此與常規(guī)機(jī)床夾具相比，電永磁夾具的裝夾范圍更大，這有利于充分利用數(shù)控機(jī)床的工作臺和工作行程，有利于提高數(shù)控機(jī)床的綜合加工效能。專用夾具2連桿加工專用夾具該夾具靠工作臺T形槽和夾具體上定位鍵確定其在數(shù)控銑床上的位置，并用T形螺栓緊固。

專用夾具是專為某個零件的某道工序設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、操作迅速方便。但這類夾具的設(shè)計(jì)和制造的工作量大、周期長、投資大，只有在大批量生產(chǎn)中才能充分發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)效益。組合夾具3

組合夾具所示是由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組裝而成的專用夾具。它具有專用夾具的優(yōu)點(diǎn)，用完后可拆卸存放，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少了加工成本。因此，組合夾具既適用于單件及中、小批量生產(chǎn)，又適用于大批量生產(chǎn)?？紫到M合夾具組裝示意圖孔系組合夾具的應(yīng)用3.2內(nèi)輪廓零件編程子程序的嵌套子程序的調(diào)用子程序的定義子程序的格式子程序的應(yīng)用在編制加工程序時，有時會出現(xiàn)有規(guī)律、重復(fù)出現(xiàn)的程序段。將程序中重復(fù)的程序段單獨(dú)抽出，并按一定的格式單獨(dú)命名，稱為子程序。

子程序的應(yīng)用1

子程序的格式2O0l00；……N10G91G01Z-2.0F100；......N80G9lG28Z0；N90M99；相同都是完整的程序，包括程序名、程序段、程序結(jié)束指令不同程序結(jié)束指令不同主程序：M02或M30子程序：M99格式一:

M98P×××××××；子程序名調(diào)用次數(shù)例:

M98P50010表示調(diào)用子程序O00105次例:

M98P510表示調(diào)用子程序O5101次思考？調(diào)用子程序O5105次怎么寫？M98P50510

子程序的調(diào)用3格式二:

M98P××××L×××；子程序名調(diào)用次數(shù)例:

M98P100L5例:

M98P100表示調(diào)用子程序O1005次表示調(diào)用子程序O1001次子程序的執(zhí)行過程可表示為：主程序子程序：O1234;O0200;N10……；N20M98P0200；......N30…...；

M99；O0200；O0300;N60M98P20300；......

............

M99；N100M30；

子程序的嵌套4為了進(jìn)一步簡化程序，可以讓子程序調(diào)用另一個子程序，這一功能稱為子程序的嵌套；FANUC系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)子程序4級嵌套。

子程序的應(yīng)用51.實(shí)現(xiàn)零件的分層切削2.多個相同輪廓的加工3.實(shí)現(xiàn)程序的優(yōu)化加工中心的程序往往包含有許多獨(dú)立的工序，編程時，把每一個獨(dú)立的工序編成一個子程序，主程序只有換刀和調(diào)用子程序的命令，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化程序的目的。例1加工如圖所示的零件，采用Φ16的立銑刀，刀具最大的被吃刀量為5mm。

子程序的應(yīng)用5O1000；G91G01Z-5.0F100；G90G41G01X-30.0D01F100；

Y15.0；G02X-20.0Y25.0R10；G01X20.0；G02X30.0Y15.0R10；G01Y-15.0；G01X20.0Y-25.0；X-40.0；G40Y-40.0；M99；O0001；G90G94G40G21G17；G54G00X-40.0Y-40.0；M03S1000；G43Z100.0H01；Z20.0；G01Z0.0F50；M98P21000；G00Z50.0；M30；主程序子程序例2：加工如圖所示的外輪廓零件，三角形凸臺高度為5,編寫該外形輪廓的

精加工程序。a)實(shí)例平面圖b)子程序軌跡圖同平面多輪廓子程序加工實(shí)例O0001；G90G94G40G21G17G54G00X0Y-10.0Z20.0；M03S1000；G43Z100H01；G01Z-5.0F50；M98P21234;G90G00Z50.0；M30；主程序子程序O1234；G91G42G01Y20.0D01F100；X40.0X-15.0Y30.0；X-15.0Y-30.0；G40X-10.0Y-20.0；X50.0；M99；注意主程序與子程序間絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)模式代碼的變換刀具半徑補(bǔ)償模式中程序不能在主程序和子程序中分支執(zhí)行使用子程序注意事項(xiàng)

使用子程序應(yīng)注意的問題：O2（子程序）

G91……；

……；

M99；