数控铣削加工工艺及编程实例课件.ppt

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1、第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作3.6 典型零件的编程与操作典型零件的编程与操作3.6.1 平面外轮廓零件的编程与操作平面外轮廓零件的编程与操作平面外轮廓零件如图平面外轮廓零件如图3-99所示。所示。已知毛坯尺寸为已知毛坯尺寸为62mm62mm21mm的长方料，的长方料，材料为材料为45钢，按单件生产安排钢，按单件生产安排其数控加工工艺，试编写出凸其数控加工工艺，试编写出凸台外轮廓加工程序并利用数控台外轮廓加工程序并利用数控铣床加工出该零件。铣床加工出该零件。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作1.加工工艺方案加工工艺方案

2、（1）加工工艺路线）加工工艺路线1）选择切入、切出方式。考虑刀具的进、退刀路线时，）选择切入、切出方式。考虑刀具的进、退刀路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停，划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停，以免留下刀痕。以免留下刀痕。2）选择铣削方向。一般情况下尽可能采用顺铣，即外轮）选择铣削方向。一般情况下尽可能采用顺铣，即外轮廓铣削时宜采用沿工件顺时针方向铣削。廓铣削时宜采用沿

3、工件顺时针方向铣削。3）选择铣削路线。首先粗、精加工环凸台；然后粗、精）选择铣削路线。首先粗、精加工环凸台；然后粗、精加工六棱柱凸台；最后掉头，铣削四棱柱台外轮廓。加工六棱柱凸台；最后掉头，铣削四棱柱台外轮廓。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（2）工、量、刃具选择）工、量、刃具选择第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（3）合理选择切削用量）合理选择切削用量第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作2.参考程序编制参考程序编制（1）工件坐标系建立：）工件坐标系建立：根据工件坐标系建立原则，在根据工

4、件坐标系建立原则，在40mm圆台中心建立工件圆台中心建立工件坐标系，坐标系，Z轴原点设在顶面上，圆台中心设为坐标系原点。轴原点设在顶面上，圆台中心设为坐标系原点。（2）基点坐标计算）基点坐标计算如图如图3-100所示各基点的坐标值见表所示各基点的坐标值见表3-17。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（3）参考程序）参考程序第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中

5、心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作3.操作步骤及内容操作步骤及内容1）开机。开机，各坐标轴手动回机床原点。）开机。开机，各坐标轴手动回机床原点。2）刀具安装。根据加工要求选择）刀具安装。根据加工要求选择16mm高速钢立铣刀，用弹簧夹高速钢立铣刀，用弹簧夹头刀柄装夹后将其装上主轴。头刀柄装夹后将其装上主轴。3）清洁工作台，安装夹具和工件。将机用虎钳清理干净装在干净的）清洁工作台，安装夹具和工件。将机用虎钳清理干净装在干净的工作台上，通过百分表找正，再将工件装正在机用虎钳上。工作台上，通过百分表找正，再将工件装正在机用虎钳

6、上。4）对刀设定工件坐标系。首先用寻边器对刀，确定）对刀设定工件坐标系。首先用寻边器对刀，确定X、Y向的零偏向的零偏值，将值，将X、Y向的零偏值输入到工件坐标系向的零偏值输入到工件坐标系G54中；然后将加工所用中；然后将加工所用刀具装上主轴，再将刀具装上主轴，再将Z轴设定器安放在工件的上表面上，确定轴设定器安放在工件的上表面上，确定Z向的向的零偏值，输入到工件坐标系零偏值，输入到工件坐标系G54中。中。5）设置刀具补偿值。首先将刀具半径补偿值）设置刀具补偿值。首先将刀具半径补偿值8.3输入到刀具补偿地输入到刀具补偿地址址D01；然后将刀具半径补偿值；然后将刀具半径补偿值8.0输入到刀具补偿地址

7、输入到刀具补偿地址D02。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作6）输入加工程序。将编写好的加工程序通过机床操作面板输入到数）输入加工程序。将编写好的加工程序通过机床操作面板输入到数控系统的内存中。控系统的内存中。7）调试加工程序。把工件坐标系的）调试加工程序。把工件坐标系的Z值沿值沿+Z向平移向平移100mm，按下数，按下数控启动键，适当降低进给速度，检查刀具运动是否正确。控启动键，适当降低进给速度，检查刀具运动是否正确。8）自动加工。把工件坐标系的）自动加工。把工件坐标系的Z值恢复原值，将进给倍率开关打到值恢复原值，将进给倍率开关打到低档，按下数控启动键运行

8、程序，开始加工。机床加工时，适当调低档，按下数控启动键运行程序，开始加工。机床加工时，适当调整主轴转速和进给速度，并注意监控加工状态，保证加工正常。整主轴转速和进给速度，并注意监控加工状态，保证加工正常。9）检测。取下工件，用游标卡尺进行尺寸检测。）检测。取下工件，用游标卡尺进行尺寸检测。10）清理加工现场。）清理加工现场。11）按顺序关机。）按顺序关机。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作4.评分标准评分标准第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作3.6.2 平面内轮廓零件的编程与操作平面内轮廓零件的编程与操作平面内轮廓零件如图

9、平面内轮廓零件如图3-101所示。所示。已知毛坯尺寸为已知毛坯尺寸为70mm70mm20mm的长方料，的长方料，材料为材料为45钢，按单件生产安排钢，按单件生产安排其数控加工工艺，试编写出该其数控加工工艺，试编写出该型腔加工程序并利用数控铣床型腔加工程序并利用数控铣床加工出该工件。加工出该工件。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作1.加工工艺方案加工工艺方案（1）加工工艺路线）加工工艺路线1）切入、切出方式选择。铣削封闭内轮廓表面时，刀具）切入、切出方式选择。铣削封闭内轮廓表面时，刀具无法沿轮廓线的延长线方向切入、切出，只有沿法线方无法沿轮廓线的延长线方向切入

10、、切出，只有沿法线方向切入、切出或圆弧切入、切出。切入、切出点应选在向切入、切出或圆弧切入、切出。切入、切出点应选在零件轮廓两几何要素的交点上，而且进给过程中要避免零件轮廓两几何要素的交点上，而且进给过程中要避免停顿。停顿。2）铣削方向选择。一般采用顺铣，即在铣削内轮廓时采）铣削方向选择。一般采用顺铣，即在铣削内轮廓时采用沿内轮廓逆时针的铣削方向比较好。用沿内轮廓逆时针的铣削方向比较好。3）铣削路线。凸台轮廓的粗加工采用分层铣削的方式。）铣削路线。凸台轮廓的粗加工采用分层铣削的方式。由中心位置处下刀，采用环切的切削方法进行铣削，去由中心位置处下刀，采用环切的切削方法进行铣削，去除多余材料。粗加

11、工与精加工的切削路线相同。除多余材料。粗加工与精加工的切削路线相同。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（2）工、量、刃具选择）工、量、刃具选择第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（3）合理切削用量的选择）合理切削用量的选择第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作2.参考程序编制参考程序编制（1）工件坐标系建立）工件坐标系建立根据工件坐标系建立原则，在六方体毛坯的中心建立工根据工件坐标系建立原则，在六方体毛坯的中心建立工件坐标系，件坐标系，Z轴原点设在顶面上，六方体上表面的中心设轴原点设在顶面上，

12、六方体上表面的中心设为坐标系原点。为坐标系原点。（2）基点坐标计算）基点坐标计算如图如图3-102所示各点坐标坐标见表所示各点坐标坐标见表3-22。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（3）参考程序）参考程序第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作3.6.3 孔类零件的编程与操作孔类零件的编程与操作图图3-103所示为零件，

13、已所示为零件，已知材料为知材料为45钢，毛坯尺钢，毛坯尺寸为寸为80mm80mm20mm，所有加工面的表面粗糙所有加工面的表面粗糙度值为度值为Ra1.6m。试编。试编写此工件的加工程序并写此工件的加工程序并在数控铣床上加工出来。在数控铣床上加工出来。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作1.确定加工工艺确定加工工艺（1）加工工艺分析）加工工艺分析按长径比的大小，孔可分为深孔和浅孔两类。按长径比的大小，孔可分为深孔和浅孔两类。（2）加工过程）加工过程确定加工顺序时，按照先粗后精、先面后孔的原则，其确定加工顺序时，按照先粗后精、先面后孔的原则，其加工顺序为：加工顺序

14、为：1）编程加工前，应首先钻孔前校平工件、用中心钻钻）编程加工前，应首先钻孔前校平工件、用中心钻钻68mm的中心孔；的中心孔；2）同）同10mm铣刀铣削型腔；铣刀铣削型腔；3）用）用8mm钻头钻钻头钻68mm的通孔，加工路线：的通孔，加工路线：LMNIJK；第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（3）工、量、刃具选择）工、量、刃具选择第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（4）合理切削用量的选择）合理切削用量的选择第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作2.参考程序编制参考程序编制（1）工件坐标系建立

15、）工件坐标系建立根据工件坐标系建立原则，在六方体毛坯的中心建立工根据工件坐标系建立原则，在六方体毛坯的中心建立工件坐标系，件坐标系，Z轴原点设在顶面上，六方体上表面的中心轴原点设在顶面上，六方体上表面的中心（即（即O圆的圆心）设为坐标系原点。圆的圆心）设为坐标系原点。（2）基点坐标计算）基点坐标计算如图如图3-104所示各圆的圆心坐标见表所示各圆的圆心坐标见表3-27。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（3）参考程序）参考程序第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程

16、与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作子程序子程序:第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作3.6.4 加工中心零件的编程与操作加工中心零件的编程与操作图图3-105所示为端盖零件，其材料为所示为端盖零件，其材料为45钢，毛坯尺寸为钢，毛坯尺寸为160mm160mm19mm。试编写该端盖零件的加工程。试编写该端盖零件的加工程序并在序并在XH714加工中心上加工出来。加工中心上加工出来。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（1

17、）加工方法）加工方法由图由图3-105可知，该盖板材料为铸铁，故毛坯为铸件，四可知，该盖板材料为铸铁，故毛坯为铸件，四个侧面为不加工表面，上下面、四个孔、四个螺纹孔、个侧面为不加工表面，上下面、四个孔、四个螺纹孔、直径为直径为60mm的孔为加工面，且加工内容都集中在的孔为加工面，且加工内容都集中在A、B面上。从定位、工序集中和便于加工考虑，选择面上。从定位、工序集中和便于加工考虑，选择A面为面为定位基准，并在前道工序中加工好，选择定位基准，并在前道工序中加工好，选择B面及位于面及位于B面面上的全部孔在加工中心上一次装夹完成加工。上的全部孔在加工中心上一次装夹完成加工。该盖板零件形状较简单，尺寸

18、较小，四个侧面较光滑，该盖板零件形状较简单，尺寸较小，四个侧面较光滑，加工面与非加工面之间的位置精度要求不高，故可选机加工面与非加工面之间的位置精度要求不高，故可选机用平口钳，以盖板底面用平口钳，以盖板底面A和两个侧面定位，用机用平口和两个侧面定位，用机用平口钳的钳口从侧面夹紧。钳的钳口从侧面夹紧。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（2）加工过程）加工过程1）粗、精铣）粗、精铣B面。平面面。平面B采用铣削加工，表面粗糙度采用铣削加工，表面粗糙度Ra值为值为6.3m，依据经济加工精度，选用粗铣，依据经济加工精度，选用粗铣精铣加工方精铣加工方案。案。B面的粗、精

19、铣削加工进给路线根据铣刀直径面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径（100mm），确定为沿），确定为沿X方向两次进刀。方向两次进刀。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作2）粗镗、半精镗、精镗）粗镗、半精镗、精镗60H7孔镗孔。孔镗孔。60H7孔采用镗孔采用镗削加工，精度等级削加工，精度等级IT7，表面粗糙度，表面粗糙度 Ra 值为值为0.8m，依，依据经济加工精度，选用粗镗据经济加工精度，选用粗镗半精镗半精镗精镗三次镗削加精镗三次镗削加工方案。所有孔加工进给路线按最短路线确定，孔的位工方案。所有孔加工进给路线按最短路线确定，孔的位置精度要求不高，所以机床的定位

20、精度完全能保证。置精度要求不高，所以机床的定位精度完全能保证。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作3）钻各光孔、螺纹孔的中心孔。）钻各光孔、螺纹孔的中心孔。12H8mm孔精度等级孔精度等级IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值为值为0.8m，为保证垂直度，防止钻，为保证垂直度，防止钻偏，按钻中心孔偏，按钻中心孔钻孔钻孔扩孔扩孔铰孔加工方案。铰孔加工方案。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作4）钻、扩、锪、铰）钻、扩、锪、铰12H8mm光孔和光孔和16mm的台阶孔；的台阶孔；16mm孔在孔在12mm孔基础上锪至要求尺寸即可。孔基础

21、上锪至要求尺寸即可。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作5）钻）钻M16的底孔、倒角、攻螺纹。的底孔、倒角、攻螺纹。M16螺纹孔为保证垂螺纹孔为保证垂直度，采用钻中心孔直度，采用钻中心孔钻底孔钻底孔倒角倒角攻螺纹的加工方攻螺纹的加工方案，钻案，钻M16的底孔、倒角、攻螺纹进给路线如图的底孔、倒角、攻螺纹进给路线如图3-111所所示。示。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（3）工、量、刃具选择）工、量、刃具选择第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作（4）合理选择切削用量）合理选择切削用量第三章第

22、三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作2.编制参考程序编制参考程序1）认真阅读零件图，确定工件坐标系。根据工件坐标系）认真阅读零件图，确定工件坐标系。根据工件坐标系建立原则，建立原则，X、Y向加工原点选在向加工原点选在60H7mm孔的中心，孔的中心，Z向加工原点选在向加工原点选在B面（不是毛坯表面）。工件加工原点面（不是毛坯表面）。工件加工原点与设计基准重合，有利于编程计算的方便，且易保证零与设计基准重合，有利于编程计算的方便，且易保证零件的加工精度。件的加工精度。Z向对刀基准面选择底面向对刀基准面选择底面A，与工件的定，与工件的定位基准重合，位基准重合，X、Y向对刀基

23、准面可选择向对刀基准面可选择60H7mm毛坯毛坯孔表面或四个侧面。孔表面或四个侧面。2）计算各基点（节点）坐标值。如图）计算各基点（节点）坐标值。如图3-112所示各圆的所示各圆的圆心坐标值见表圆心坐标值见表3-32。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作3）参考程序：数控加工程序单见表）参考程序：数控加工程序单见表3-33。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中

24、心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作加工加工160mm中心线上孔的子程序的数控加工程序单见中心线上孔的子程序的数控加工程序单见表表3-33。加工加工100mm中心线上孔的子程序的数控加工程序单见中心线上孔的子程序的数控加工程序单见表表3-33。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作3.操作步骤及内容操作步骤及内容1）机床上电。合上空气开关，按）机床上电。合上空气开关，按“NC启动启动”。2）回参考点。选择）回参考点。选择

25、“机械回零机械回零”方式，按下方式，按下“循环启动循环启动”按钮，完按钮，完成回参考点操作。返回零点后，成回参考点操作。返回零点后，X、Y、Z三轴向负向移动适当距离。三轴向负向移动适当距离。3）刀具安装。按要求将所有刀具安装到刀库，注意刀具号是否正确。）刀具安装。按要求将所有刀具安装到刀库，注意刀具号是否正确。4）清洁工作台，安装夹具和工件。检查坯料的尺寸，确定工件的装）清洁工作台，安装夹具和工件。检查坯料的尺寸，确定工件的装夹方式（用机用虎钳夹紧）。将机用虎钳清理干净装在干净的工作夹方式（用机用虎钳夹紧）。将机用虎钳清理干净装在干净的工作台上，通过百分表找正、找平机用虎钳并夹紧，再将工件装正

26、在机台上，通过百分表找正、找平机用虎钳并夹紧，再将工件装正在机用虎钳上，工件伸出钳口用虎钳上，工件伸出钳口8mm左右。左右。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作5）对刀设定工件坐标系。安装寻边器，确定坯料下表面的中心为工）对刀设定工件坐标系。安装寻边器，确定坯料下表面的中心为工件零点，设定零点偏置。首先用寻边器对刀，确定件零点，设定零点偏置。首先用寻边器对刀，确定X、Y向的零偏值，向的零偏值，将将X、Y向的零偏值输入到工件坐标系向的零偏值输入到工件坐标系G54中；然后将加工所用刀具中；然后将加工所用刀具装上主轴，再将装上主轴，再将Z轴设定器安放在工件的上表面上

27、，确定轴设定器安放在工件的上表面上，确定Z向的零偏向的零偏值，输入到工件坐标系值，输入到工件坐标系G54中。中。6）设置刀具补偿值。设置刀具长度补偿值）设置刀具补偿值。设置刀具长度补偿值H。7）输入加工程序。将编写好的加工程序通过机床操作面板输入到数）输入加工程序。将编写好的加工程序通过机床操作面板输入到数控系统的内存中。具体操作如下：选择编辑方式控系统的内存中。具体操作如下：选择编辑方式打开程序保护开打开程序保护开关关按按“PRGRM”按钮显示程序列表按钮显示程序列表输入内存中没有的程序名输入内存中没有的程序名通通过键盘把程序输入内存或通过过键盘把程序输入内存或通过PCIN传输软件将事先输进

28、计算机的程传输软件将事先输进计算机的程序传入内存，并检验程序是否正确。序传入内存，并检验程序是否正确。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作8）调试加工程序。把工件坐标系的）调试加工程序。把工件坐标系的Z值沿值沿+Z向平移向平移100mm，按下，按下“循环启动循环启动”按钮，适当降低进给速度，检查刀具运动是否正确。按钮，适当降低进给速度，检查刀具运动是否正确。9）自动加工。调出内存中的程序，选择）自动加工。调出内存中的程序，选择“自动运行自动运行”方式，把工件方式，把工件坐标系的坐标系的Z值恢复原值，将进给倍率开关打到低档，按下值恢复原值，将进给倍率开关打到低档，按下“循环启循环启动动”按钮运行程序，开始加工。机床加工时，适当调整主轴转速和按钮运行程序，开始加工。机床加工时，适当调整主轴转速和进给速度，并注意监控加工状态，保证加工正常。进给速度，并注意监控加工状态，保证加工正常。10）取下工件，用游标卡尺进行尺寸检测。）取下工件，用游标卡尺进行尺寸检测。11）清理加工现场。）清理加工现场。12）按顺序关机。）按顺序关机。第三章第三章 数控铣床与加工中心编程与操作数控铣床与加工中心编程与操作4.评分标准评分标准