外形轮廓铣削加工解析课件

1、第四讲 外形轮廓的铣削加工一、任务描述加工下图所示零件凸台外轮廓,毛坯为70X50X20长方块（其余面已加工），45#，单件生产二、工艺知识1、刀具立铣刀2、轮廓铣削的进退刀方式（XY平面）垂直方向进、退刀：进给路线短，表面有接痕XY工件刀具轨迹入刀、出刀轨迹刀具直线切向进、退刀：表面无接痕XY工件刀具轨迹入刀、轨迹刀具出刀二、工艺知识圆弧切向进、退刀：表面无接痕二、工艺知识入刀轨迹XY工件刀具轨迹刀具出刀二、工艺知识铣削外圆的切入切出路径铣削外轮廓的切入切出路径二、工艺知识3、顺铣和逆铣顺铣 铣刀与工件接触部位的旋转方向与工件进给方向相同。 在加工中，铣刀的旋转方向一般是不变的，但进给方向是

2、变化的。就出现了铣削加工中常见的两种现象：顺铣与逆铣。逆铣 铣刀与工件接触部位的旋转方向与工件进给方向相反。二、工艺知识顺铣特点：顺铣时，铣刀刀刃的切削厚度由最大到零，不存在滑行现象，刀具磨损较小，工件冷硬程度较轻。垂直分力Fv向下，对工件有一个压紧作用，有利于工件的装夹。但是水平分力Fh方向与工件进给方向相同，不利于消除工件台丝杆和螺母间的间隙，切削时振动大。但其表面光洁度较好，适合精加工。逆铣特点:逆铣时，铣刀刀刃不能立刻切入工件，而是在工件已加工表面滑行一段距离。刀具磨损加剧，工件表面产生冷硬现象，垂直分力Fv对工件有一个上抬作用，不利于工件的装夹。但是水平分力Fh方向与工件进给方向相反

3、，有利于消除工件台丝杆和螺母间的间隙，切削平稳，振动小。表面粗糙度较差，适合粗加工。顺铣与逆铣对比表 项目名称切削厚度滑行现象刀具磨损工件表面冷硬现象对工件作用消除丝杆与螺母间隙振动损耗能量表面光洁度适用场合顺铣从大到小无慢无压紧否大小好精加工逆铣从小到大有快有抬起是小大5%至15%差粗加工顺铣和逆铣的选择原则:（1）机床精度好、刚性好、精加工，较适应顺铣。反之较适应逆铣。（2）零件内拐角处精加工强烈建议要用顺铣。（3）粗加工：逆铣较好。精加工：顺铣较好 立铣刀顺铣让刀“欠切”立铣刀逆铣啃刀“过切”二、工艺知识尽量选大直径刀具，刀杆伸出短 对于高效率的金属切削机床加工来说，被加工材料、切削刀具

4、、切削用量是三大要素。经济的、有效的加工方式，要求必须合理地选择切削条件。 编程人员在确定每道工序的切削用量时，应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于半个工作班的工作时间。4、切削用量的确定 二、工艺知识 粗加工时:一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本； 半精加工和精加工时:应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。 切削用量具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 合理选择切削用量的原则:二、工艺知识 编程人员在确定切削用量时，要根据被加工工件材料、

5、硬度、切削状态、背吃刀量、进给量，刀具耐用度，最后选择合适的切削速度。合理选择切削用量，具体要考虑以下几个因素： 切削深度t：为了保证零件的加工精度和表面粗糙 度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。 切削宽度b：一般b与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般b的取值范围为：b=（0.60.9）d。 切削速度v：v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系。主轴转速n（r/min）。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：n=1000v/d。 进给速度F。F应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工

6、件材料来选择。计算公式： 车削-F=nf； 铣削- F=nfz 式中：f-进给量 ； z-铣刀齿数 背吃刀量：主要受机床刚度的限制，在机床刚度允许的情况下，尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高加工效率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件，要留有足够的精加工余量，数控加工的精加工余量可比通用机床加工的余量小一些。 预留精加工余量值为0.10.5mm。1）刀具质量差异 2）机床特性3）保证加工的连续性 4）生产率 5）断屑问题 切削用量的确定除了遵循 “切削用量的选择”的有关规定外，还应考虑如下因素：二、工艺知识三、编程指令刀具的半径补偿示意图 由于刀具半径的存在，刀具中

7、心轨迹和工件轮廓不重合1、半径补偿功能刀具半径补偿刀具长度补偿刀具磨损补偿刀具补偿2、刀具补偿功能指令刀具半径左补偿：G41刀具半径右补偿：G42取消刀具半径补偿：G40三、编程指令在刀具前进方向左侧进行补偿，相当于顺铣在刀具前进方向右侧进行补偿，相当于逆铣刀具的补偿方向 顺铣逆铣1.建立刀具半径补偿（G41、G42）指令格式：指令功能：数控系统根据工件轮廓和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，控制刀具沿刀具中心轨迹移动，加工出所需要的工件轮廓，编程时避免计算复杂的刀心轨迹。；D刀具半径补偿号指令说明: (1)G41/G42程序段中的X、Y值是建立补偿直线段的终点坐标值； (2)通过G00或G01运

8、动指令建立刀具半径补偿。 (3)D为刀具半径补偿代号地址字，后面一般用两位数字表示代号。刀具半径值用CRT/MDI方式输入。G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿，见下图:G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿，见下图:以G42为例，刀具半径补偿建立的过程如下图：1）建立补偿的程序段，必须是在补偿平面 内不为零的直线移动。2）建立补偿的程序段，一般应在切入工件之前完成。注意：2.取消刀具半径补偿（G40）指令格式： 指令功能 ： 取消刀具半径补偿 指令说明 ： （1） 指令中的X

9、_ Y_表示刀具轨迹中取消刀具半径补偿 点的坐标值；（2） 通过G00或G01运动指令取消刀具半径补偿； （3） G40必须和G41或G42成对使用。 ；取消刀具半径补偿过程如下图: 撤消刀具半径补偿的程序段，一般应在切出工件之后完成。注意：例：如下所示的刀具半径补偿程序。设加工开始时刀 具在机床参考点，切削深度为10mm.O0001；G90 G94 G21 G17 G54；由G17指定刀补平面G00 X0.0 Y0.0；Z5.0； M03 S500；G01 Z-10.0 F200；G41 G01 X20.0 Y10.0 D01 F100； P，刀补建立Y50.0； BX50.0； CY20.

10、0； DX10.0； QG40 G01 X0.0 Y0.0； O ，刀补取消G00 Z50.0 ；M30；刀补执行刀具轨迹CB编程轨迹ADPQ三、编程指令说明： （1）刀补只能通过G00或G01实现,不能用G02或G03。 （2）建立和取消刀具半径补偿时,刀具必须在所补偿的平面内移动,且移动距离应大于刀具补偿值 （3）执行G41或G42前一定要将刀具半径值存入参数表中，用D代码来指定偏置值，即D00D99。D代码是模态值，一经指定后长期有效。 （4）通过D代码数据正、负号的不同，可实现G41、G42功能转换。 （5）加工小于刀具半径的内圆弧时，进行半径补偿会产生刀具干涉。 （6）刀具半径补偿模

11、式下,如存在连续两段以上的非移动指令,有可能产生过切现象。 （7）先建好刀补再切削,切削退刀后再取消刀补。 （8）刀具半径补偿建立与取消程序段的起始和终点位置最好与补偿方向在同一侧，防止刀补建立与取消过程中产生过切。三、编程指令刀具因磨损、重磨、换新而引起刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后刀具直径。如右图所示，1为未磨损刀具，2为磨损后刀具，两者直径不同，只需将刀具参数表中的刀具半径r1改为r2，即可适用同一程序。刀具直径改变，加工程序不变 3、刀具半径补偿功能的应用三、编程指令用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿，可进行粗、精加工。如右图所示，刀具半径为r，

12、精加工余量为。粗加工时，输入刀具半径补偿D=r+，则加工出虚线轮廓。精加工时，用同一程序、同一刀具，但输入刀具半径r，则加工出实线轮廓。利用刀具半径补偿进行粗、精加工三、编程指令三、编程指令用同一程序加工同一公称尺寸的凹、凸型面如右图所示，内外轮廓编写成同一程序，外轮廓取，内轮廓取，在模具加工中应用较多。凹件凸件刀具刀具利用刀具半径补偿进行内外轮廓加工三、编程指令例：如图所示，选用16键槽铣刀在80X80X20的毛坯上加工60X60X5的外形轮廓，试编写加工程序O0001 ；G90 G94 G21 G17 G54 ；G00 X-60. Y-60. ;Z30. ;M03 S600 ;G01 Z-

13、5. F50 ;G41 G01 X-30. Y-50. D01 F100 ;Y30. ;X30. ;Y-30. ;X-50. ;G40 G01 X-60. Y-60. ;G28 Z30. ;M30 ;三、编程指令A(-60,-60) B(-30,-50) C(-30,30) D(-30,30) E(30,-30) F(-50,-30)123456789XYZZ30.0Z-5.0BACDEFABCDEFGHJKLA(-50,-50) B(-30,-50) C(-30,10) D(-20,20) E(20,20) F(30,10) G(30,-10)H(20,-20) J(-20,-20) L(-40,0)O0001 ;G90 G94 G21 G17 G54 ;G00 X-50. Y-50. ;Z30. ;M03 S600 ;G01 Z-5. F100 ;G41 G01 X-30. D01 ;Y10. ;G03 X-20. Y20. R10. ;G01 X20. ;G03 X30. Y10. R10. ;G01 Y-10.