数控铣床程序编制.pdf

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1、 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 数控铣床程序编制数控铣床程序编制 数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮 廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。加工中心、柔性 制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。 4.1 数控铣床程序编制的基础 数控铣床具有丰富的加工功能和较宽的加工工艺范围，面对的工艺性问题也较多。在开始编制 铣削加工程序前，一定要仔细分析数控铣削加工工

2、艺性，掌握铣削加工工艺装备的特点，以保证充分 发挥数控铣床的加工功能。 4.1.1 数控铣床的主要功能 各种类型数控铣床所配置的数控系统虽然各有不同，但各种数控系统的功能，除一些特殊功能不 尽相同外，其主要功能基本相同。 1、 点位控制功能 此功能可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加工。 2、 连续轮廓控制功能 此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。 3、 刀具半径补偿功能 此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程，而不必考虑所用刀具的实际半径尺寸，从而减少编 程时的复杂数值计算。 4、 刀具长度补偿功能 此功能可以自动补偿刀具的长短，以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求。 5、

3、 比例及镜像加工功能 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行。镜像加工又称轴对称加工，如果一 个零件的形状关于坐标轴对称，那么只要编出一个或两个象限的程序，而其余象限的轮廓就可以通过 镜像加工来实现。 6、 旋转功能 该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行。 7、 子程序调用功能 有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状，将这一轮廓形状的加工程序作为子程 序，在需要的位置上重复调用

4、，就可以完成对该零件的加工。 8、 宏程序功能 该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令，并能对变量进行运算，使程序更具灵活 性和方便性。 4.1.2 数控铣床的加工工艺范围 铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件 进行钻、扩、铰、镗、锪加工及螺纹加工等。数控铣削主要适合于下列几类零件的加工。 1、平面类零件 平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面与水平面的夹角为一定值的零件，这类 加工面可展开为平面。 图 4.1 所示的三个零件均为平面类零件。其中，曲线轮廓面 a 垂直于水平面，可采用圆柱立铣刀 加工。凸台侧面 b 与水平面成

5、一定角度，这类加工面可以采用专用的角度成型铣刀来加工。对于斜面 c，当工件尺寸不大时，可用斜板垫平后加工；当工件尺寸很大，斜面坡度又较小时，也常用行切加 工法加工，这时会在加工面上留下进刀时的刀锋残留痕迹，要用钳修方法加以清除。 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 a)轮廓面Ab)轮廓面 Bc)轮廓面 C 图 4.1平面类零件 2、 直纹曲面类零件 直纹曲面类零件是指由直线依某种规律移动所产生的曲面类零件。 如图 4.2 所示零件的加工面就 是一种直纹曲

6、面，当直纹曲面从截面(1)至截面(2)变化时，其与水平面间的夹角从 310均匀变化 为 232，从截面(2)到截面(3)时，又均匀变化为 120，最后到截面(4)，斜角均匀变化为 0。 直纹曲面类零件的加工面不能展开为平面。 当采用四坐标或五坐标数控铣床加工直纹曲面类零件时， 加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条直 线。这类零件也可在三坐标数控铣床上采用行切加工法实现近似加工。 图 4.2直纹曲面 3、 立体曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为立体曲面类零件。这类零件的加工面不能展成平面，一般使用球头 铣刀切削，加工面与铣刀始终为点接触，若采用其它刀具加工，易于产生干涉而铣伤邻近表面。加工 中

7、国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 立体曲面类零件一般使用三坐标数控铣床，采用以下两种加工方法。 (1) 行切加工法 采用三坐标数控铣床进行二轴半坐标控制加工，即行切加工法。如图 4.3 所示，球头铣刀沿 XY 平面的曲线进行直线插补加工，当一段曲线加工完后，沿 X 方向进给X 再加工相邻的另一曲线，如 此依次用平面曲线来逼近整个曲面。相邻两曲线间的距离X 应根据表面粗糙度的要求及球头铣刀的 半径选取。球头铣刀的球半径应尽可能选得大一些，以增加刀具刚度，提高

8、散热性，降低表面粗糙度 值。加工凹圆弧时的铣刀球头半径必须小于被加工曲面的最小曲率半径。 图 4.3行切加工法 (2) 三坐标联动加工 采用三坐标数控铣床三轴联动加工，即进行空间直线插补。如半球形，可用行切加工法加工， 也 可用三坐标联动的方法加工。这时，数控铣床用 X、Y、Z 三坐标联动的空间直线插补，实现球面加工， 如图 4.4 所示。 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 图 4.4三坐标联动加工 4.1.3 数控铣床的工艺装备 数控铣床的工艺装备较

9、多，这里主要分析夹具和刀具。 1、 夹具 数控机床主要用于加工形状复杂的零件，但所使用夹具的结构往往并不复杂，数控铣床夹具的选 用可首先根据生产零件的批量来确定。对单件、小批量、工作量较大的模具加工来说，一般可直接在 机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧，然后通过加工坐标系的设定来确定零件的位置。 对有一定批量的零件来说，可选用结构较简单的夹具。例如，加工图 4.5 所示的凸轮零件的凸轮 曲面时，可采用图 4.6 中所示的凸轮夹具。其中，两个定位销 3、5 与定位块 4 组成一面两销的六点 定位，压板 6 与夹紧螺母 7 实现夹紧。图中：1-凸轮零件，2-夹具体，3-圆柱定位销，4-定位块，

10、5-菱形定位销，6-压板，7-夹紧螺母。 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 图 4.5 凸轮零件图图 4.6 凸轮夹具 2、 刀具 数控铣床上所采用的刀具要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、 切 削性能及加工余量等，选择刚性好、耐用度高的刀具。常见刀具见图 4.7。 （1）铣刀类型选择 被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据. 图 4.7 常见刀具 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有)

11、 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 1） 加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀刃与工件轮廓发生 干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀,如图 4.8 所示。 图 4.8 加工曲面类铣刀 2） 铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，如图 4.9 所示。 图 4.9 加工大平面铣刀 3） 铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀，如图 4.10 所示。 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不

12、是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 图 4.10 加工台阶面铣刀 4） 铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀，如图 4.11 所示。 图 4.11 加工槽类铣刀 5）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图 4.12 所示。 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 钻头镗刀 图 4.12 孔加工刀具 （2）铣刀结构选择 铣刀一般由刀片、定位元件、夹紧元件和刀体组成。由于刀片在刀体上

13、有多种定位与夹紧方式， 刀片定位元件的结构又有不同类型，因此铣刀的结构形式有多种，分类方法也较多。选用时，主要可 根据刀片排列方式。刀片排列方式可分为平装结构和立装结构两大类。 1)平装结构(刀片径向排列) 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 图 4.13 平装结构铣刀 平装结构铣刀（如图 4.13 所示）的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片(刀片价格 较低，可重磨)。由于需要夹紧元件，刀片的一部分被覆盖，容屑空间较小，且在切削力方向上的硬 质

14、合金截面较小，故平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工。 2)立装结构(刀片切向排列) 图 4.14 立装结构铣刀 立装结构铣刀（如图 4.14 所示）的刀片只用一个螺钉固定在刀槽上，结构简单，转位方便。虽 然刀具零件较少，但刀体的加工难度较大，一般需用五坐标加工中心进行加工。由于刀片采用切削力 夹紧，夹紧力随切削力的增大而增大，因此可省去夹紧元件，增大了容屑空间。由于刀片切向安装， 在切削力方向的硬质合金截面较大，因而可进行大切深、大走刀量切削，这种铣刀适用于重型和中量 型的铣削加工。 (3)铣刀角度的选择 铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。为满足不同的加工需要，有多种

15、角度组 合型式。各种角度中最主要的是主偏角和 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 前角(制造厂的产品样本中对刀具的主 偏角和前角一般都有明确说明)。 1)主偏角 Kr 主偏角为切削刃与切削平面的夹 角，如图 4.15 所示。铣刀的主偏角有 90、88、75、70、60、45 等几种。 主偏角对径向切削力和切削深度 影响很大。 径向切削力的大小直接影响 切削功率和刀具的抗振性能。 铣刀的主 偏角越小，其径向切削力越小，抗振性 也越好，但切削深度也随之减小。

16、 90主偏角， 在铣削带凸肩的平面 时选用，一般不用于单纯的平面加工。 该类刀具通用性好(即可加工台阶面， 又可加工平面)，在单件、小批量加工 中选用。 由于该类刀具的径向切削力等 于切削力，进给抗力大，易振动，因而要求机床具有较大功率和足够的刚性。在加工带凸肩的平面时， 也可选用 88主偏角的铣刀，较之 90主偏角铣刀，其切削性能有一定改善。 6075主偏角，适用于平面铣削的粗加工。由于径向切削力明显减小(特别是 60时)，其 抗振性有较大改善，切削平稳、轻快，在平面加工中应优先选用。75主偏角铣刀为通用型刀具， 适 用范围较广；60主偏角铣刀主要用于镗铣床、加工中心上的粗铣和半精铣加工。

17、45主偏角，此类铣刀的径向切削力大幅度减小，约等于轴向切削力，切削载荷分布在较长的切 削刃上，具有很好的抗振性，适用于镗铣床主轴悬伸较长的加工场合。用该类刀具加工平面时，刀片 破损率低，耐用度高；在加工铸铁件时，工件边缘不易产生崩刃。 图 4.15 主偏角 a)径向前角b)轴向前角 图 4.16 前角 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 2)前角 铣刀的前角可分解为径向前角f(图 4.16 a)和轴向前角p(图 4.16 b)，径向前角f主要影响 切削功

18、率；轴向前角p则影响切屑的形成和轴向力的方向，当p为正值时切屑即飞离加工面。径向 前角f和轴向前角p正负的判别见图 4.16。 常用的前角组合形式如下： 双负前角双负前角的铣刀通常均采用方形(或长方形)无后角的刀片，刀具切削刃多(一般为 8 个)，且强度高、抗冲击性好，适用于铸钢、铸铁的粗加工。由于切屑收缩比大，需要较大的切削力， 因此要求机床具有较大功率和较高刚性。由于轴向前角为负值，切屑不能自动流出，当切削韧性材料 时易出现积屑瘤和刀具振动。 凡能采用双负前角刀具加工时建议优先选用双负前角铣刀，以便充分利用和节省刀片。当采用双 正前角铣刀产生崩刃(即冲击载荷大)时，在机床允许的条件下亦应优

19、先选用双负前角铣刀。 双正前角双正前角铣刀采用带有后角的刀片，这种铣刀楔角小，具有锋利的切削刃。由于切屑 收缩比小，所耗切削功率较小，切屑成螺旋状排出，不易形成积屑瘤。这种铣刀最宜用于软材料和不 锈钢、耐热钢等材料的切削加工。对于刚性差(如主轴悬伸较长的镗铣床)、功率小的机床和加工焊接 结构件时，也应优先选用双正前角铣刀。 正负前角(轴向正前角、径向负前角)这种铣刀综合了双正前角和双负前角铣刀的优点，轴向正 前角有利于切屑的形成和排出；径向负前角可提高刀刃强度，改善抗冲击性能。此种铣刀切削平稳， 排屑顺利，金属切除率高，适用于大余量铣削加工。WALTER 公司的切向布齿重切削铣刀 F2265

20、就是 采用轴向正前角、径向负前角结构的铣刀。 (4)铣刀的齿数(齿距) 选择 铣刀齿数多，可提高生产效率，但受容屑空间、刀齿强度、机床功率及刚性等的限制，不同直径 的铣刀的齿数均有相应规定。为满足不同用户的需要，同一直径的铣刀一般有粗齿、中齿、密齿三种 类型。 粗齿铣刀适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工； 当机床功率较 小时，为使切削稳定，也常选用粗齿铣刀。 中齿铣刀系通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性。 密齿铣刀主要用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工。在专业化生产(如流水线 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版

21、权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 加工)中，为充分利用设备功率和满足生产节奏要求，也常选用密齿铣刀(此时多为专用非标铣刀)。 为防止工艺系统出现共振，使切削平稳，还有一种不等分齿距铣刀。如 WALTER 公司的 NOVEX 系 列铣刀均采用了不等分齿距技术。 在铸钢、 铸铁件的大余量粗加工中建议优先选用不等分齿距的铣刀。 (5)铣刀直径的选择 铣刀直径的选用视产品及生产批量的不同差异较大， 刀具直径的选用主要取决于设备的规格和工 件的加工尺寸。 1)平面铣刀 选择平面铣刀直径时主要需考虑刀具所需功率应在机床功

22、率范围之内， 也可将机床主轴直径作为 选取的依据。平面铣刀直径可按 D1.5d（d 为主轴直径）选取。在批量生产时，也可按工件切削宽 度的 1.6 倍选择刀具直径。 2）立铣刀 立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求， 并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以 内。如系小直径立铣刀，则应主要考虑机床的最高转数能否达到刀具的最低切削速度(60m/min)。 3）槽铣刀 槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件尺寸选择，并保证其切削功率在机床允许的功率范围之内。 （6）铣刀的最大切削深度 不同系列的可转位面铣刀有不同的最大切削深度。最大切削深度越大的刀具所用刀片的尺寸越 大，价格也越高，因此从节约费用

23、、降低成本的角度考虑，选择刀具时一般应按加工的最大余量和刀 具的最大切削深度选择合适的规格。当然，还需要考虑机床的额定功率和刚性应能满足刀具使用最大 切削深度时的需要。 （7）刀片牌号的选择 合理选择刀片硬质合金牌号的主要依据是被加工材料的性能和硬质合金的性能。一般选用铣刀 时，可按刀具制造厂提供加工的材料及加工条件，来配备相应牌号的硬质合金刀片。 由于各厂生产的同类用途硬质合金的成份及性能各不相同，硬质合金牌号的表示方法也不同， 为 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要

24、时可将此文件解密 方便用户，国际标准化组织规定，切削加工用硬质合金按其排屑类型和被加工材料分为三大类：P 类、 M 类和 K 类。根据被加工材料及适用的加工条件，每大类中又分为若干组，用两位阿拉伯数字表示， 每类中数字越大，其耐磨性越低、韧性越高。 P 类合金(包括金属陶瓷)用于加工产生长切屑的金属材料，如钢、铸钢、可锻铸铁、不锈钢、耐 热钢等。其中，组号越大，则可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。 M 类合金用于加工产生长切屑和短切屑的黑色金属或有色金属，如钢、铸钢、奥氏体不锈钢、 耐 热钢、可锻铸铁、合金铸铁等。其中，组号越大，则可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则 应

25、越小。 K 类合金用于加工产生短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料，如铸铁、铝合金、铜合金、 塑料、硬胶木等。其中，组号越大，则可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。 上述三类牌号的选择原则表 4.1 所示： P01 P05 P10 P15 P20 P25 P30 P40 P50 M10 M20 M30 M40 K01 K10 K20 K30 K40 进给 量 背吃 刀量 切削 速度 表 4.1 P、M、K 类合金切削用量的选择 各厂生产的硬质合金虽然有各自编制的牌号，但都有对应国际标准的分类号，选用十分方便。 4.1.4 数控铣削的工艺性分析 中国最庞大的下载资料库中国最庞大

26、的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 数控铣削加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一，根据加工实践，数控铣削加工工艺 分析所要解决的主要问题大致可归纳为以下几个方面。 1、选择并确定数控铣削加工部位及工序内容 在选择数控铣削加工内容时，应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。主要选择的加工内容有： （1）工件上的曲线轮廓，特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓，如图 4.17 所 示的正弦曲线。 （2）已给出数学模型的空间曲面,如图 4.18 所示的球面。 图 4.17 Y

27、=SIN(X)曲线图 4.18球面 （3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位； （4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽； （5）以尺寸协调的高精度孔和面； （6）能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状； （7）用数控铣削方式加工后，能成倍提高生产率，大大减轻劳动强度的一般加工内容。 2、零件图样的工艺性分析 根据数控铣削加工的特点，对零件图样进行工艺性分析时，应主要分析与考虑以下一些问题。 （1）零件图样尺寸的正确标注 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加

28、入 必要时可将此文件解密 由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因 此，各图形几何元素间的相互关系（如相切、相交、 垂直和平行等）应明确，各种几何元素的条件要充 分，应无引起矛盾的多余尺寸或者影响工序安排的 封闭尺寸等。例如，零件在用同一把铣刀、同一个 刀具半径补偿值编程加工时，由于零件轮廓各处尺 寸公差带不同， 如在图 4.19 中， 就很难同时保证各 处尺寸在尺寸公差范围内。 这时一般采取的方法是： 兼顾各处尺寸公差，在编程计算时，改变轮廓尺寸并移动公差带，改为对称公差，采用同一把铣刀和 同一个刀具半径补偿值加工，对图 4.19 中括号内的尺寸，其公差带均作了相应改变，计算与编程时 用括

29、号内尺寸来进行。 （2）统一内壁圆弧的尺寸 加工轮廓上内壁圆弧的尺寸往往限制刀具的尺寸。 1）内壁转接圆弧半径 R 如图 4.20 所示，当工件的被加工轮廓高度 H 较小，内壁转接圆弧半径 R 较大时，则可采用刀具 切削刃长度 L 较小，直径 D 较大的铣刀加工。这样，底面 A 的走刀次数较少，表面质量较好，因此， 工艺性较好。反之如图 4.21，铣削工艺性则较差。 通常，当 R ) 编程编程格式格式 G65 H83 Pn Q#j R#k (n 为程序段号) 例 G65 H83 P1000 Q#101 R#102 当#101 #102，转移到 N1000 程序段；若#101 #102，执行下一

30、程序段。 5）条件转移 4 #jLT#k（#102，执行下一程序段。 4、使用注意 为保证宏程序的正常运行，在使用用户宏程序的过程中，应注意以下几点； （1）由 G65 规定的 H 码不影响偏移量的任何选择； （2）如果用于各算术运算的 Q 或 R 未被指定，则作为 0 处理； （3）在分支转移目标地址中，如果序号为正值，则检索过程是先向大程序号查找，如果序号为负值， 则检索过程是先向小程序号查找。 （4）转移目标序号可以是变量。 5、用户宏程序应用举例 例 1：用宏程序和子程序功能顺序加工圆周等分孔。设圆心在 O 点，它在机床坐标系中的坐标为 (X0,Y0)，在半径为 r 的圆周上均匀地钻几

31、个等分孔，起始角度为，孔数为 n。以零件上表面为 Z 向 零点。见图 4.35。 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 使用以下保持型变量： #502：半径 r； #503：起始角度； #504：孔数 n，当 n0 时，按逆时针方向加工，当 n0 时，按顺时 针方向加工； #505：孔底 Z 坐标值； #506：R 平面 Z 坐标值； #507：F 进给量。 使用以下变量进行操作运算： #100：表示第 i 步钻第 i 孔的记数器； #101：记数器的最终

32、值(为 n 的绝对值)； #102：第 i 个孔的角度位置i的值； #103：第 i 个孔的 X 坐标值； #104：第 i 个孔的 Y 坐标值； 用用户宏程序编制的钻孔子程序如下： O9010 N110 G65 H01 P#100 Q0/#100 = 0 N120 G65 H22 P#101 Q#504/#101 = #504 N130 G65 H04 P#102 Q#100 R360/#102 = #100 360 o N140 G65 H05 P#102 Q#102 R#504/#102 = #102 / #504 N150 G65 H02 P#102 Q#503 R#102/#102

33、= #503 + #102 当前孔角度位置i=+ (360 oi) / n N160 G65 H32 P#103 Q#502 R#102/#103 = #502 COS(#102)当前孔的 X 坐标 N170 G65 H31 P#104 Q#502 R#102/#104 = #502 SIN(#102) 当前孔的 Y 坐标 N180 G90 G00 X#103 Y#104/定位到当前孔（返回开始平面） 图 4.35等分孔计算方法 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将

34、此文件解密 N190 G00 Z#506/快速进到 R 平面 N200 G01 Z#505 F#507/加工当前孔 N210 G00 Z#506/快速退到 R 平面 N220 G65 H02 P#100 Q#100 R1/#100 = #100+1 孔计数 N230 G65 H84 P-130 Q#100 R#101/当#100 #101 时，向上返回到 130 程序段 N240 M99/子程序结束 调用上述子程序的主程序如下： O0010 N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z20/进入加工坐标系 N20 M98 P9010/调用钻孔子程序，加工圆周等分孔 N30 Z20/抬刀 N4

35、0 G00 G90 X0 Y0/返回加工坐标系零点 N50 M30 程序结束 设置 G54：X=-400，Y=-100，Z=-50。 变量#500#507 可在程序中赋值，也可由 MDI 方式设定。 例 2：根据以下数据，用用户宏程序功能加工圆周等分孔。如图 4.36：在半径为 50mm 的圆周上 均匀地钻 8 个10 的等分孔，第一个孔的起始点角度为 30o，设圆心为 O 点，以零件的上表面为 Z 向 零点。 首先在 MDI 方式中，设定以下变量的值： #502：半径 r 为 50； #503：起始角度为 30； #504：孔数 n 为 8； #505：孔底 Z 坐标值为20； #506：R

36、 平面 Z 坐标值为 5； #507：F 进给量为 50。 加工程序为： 图 4.36等分孔应用举例 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 O6100 N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z20 N20 M98 P9010 N30 G00 G90 X0 Y0 N40 Z20 N50 M30 设置 G54：X-400，Y-100，Z-50。 6、思考 如图 4.37 所示在边长为 100 毫米的正方形上钻 8 个 孔， 正方形的中心作为 O 点， Z

37、 向零点设在工件的上表面， 孔深为 35 毫米，采用用户宏程序编写其加工程序。 图 4.37 例题图 4.3图形的数学处理 在程序编制前，对由直线、圆弧组成的平面轮廓进行铣削， 所 需的数学处理一般较简单，但由于某些工艺条件限制，也会产生一 些特殊情况需要处理。非圆曲线、空间曲线和曲面的轮廓铣削加工 的数学处理比较复杂，这一部分将主要研究轮廓的数学处理问题。 4.3.1 两平行铣削平面的数学处理 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 在实际工作中，常会遇到

38、这种情况，零件图样中某些部份看起来是一条简单的直线轮廓，但由于 铣削方法或铣削刀具等的问题会使按零件图样尺寸计算与编程的加工结果达不到设计要求。这时， 必 须根据加工的具体条件进行教学处理。 两平行铣削平面的阶差小于底部转接圆弧半径时，如图 4.38 所示，M 和 N 是两平行铣削面，但 其阶差h 小于底部转接圆弧半径 r，此时若用端铣刀的底刃加工平面(图 a 底刃铣削 N 面)，按图中 尺寸l编程，实际加工结果，只切削至 B 点而保证不了尺寸l；若用端铣刀的侧刃加工平面(图 b 侧刃 铣削 N 面)，也只能铣削至 B 点位置，也保证不了尺寸l。所以，必须对图形进行偏移处理(或改变刀 具运动轨

39、迹)，其方法如下： 对于上述平行铣削面，因阶差 h 为定值，很容易得到下列偏移计算公式： 1、当用端铣刀的底刃加工时，其偏移量 此时l的编程计算尺寸为： 2、当用端铣刀的侧刃加工时，其偏移量 此时l的编程计算尺寸为： a)底刃铣削 N 面b)侧刃铣削 N 面 图 4.38两平行底面阶差小于转接圆弧半径 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 4.3.2 两相交铣削平面的数学处理 两相交铣削平面的阶差小于底部转接圆弧半径时， 相交铣削平面的情况比上述平行铣削面

40、的情况 要复杂一些，因为其差h 不再是定值，而是变量。一般来说，当 r 较小而两平面间夹角也很小的情 况下，在加工允差范围内按原图编程加工也是可以的。但当 r 较大而两平面夹角也较大的情况下，若 不进行适当的偏移处理，就会产生如图 4.39a 那样的结果，加工后留下一块材料，达不到零件图样对 轮廓形状的设计要求。若简单地根据上面提出的平行铣削面偏移公式计算偏移量，仅平移运动轨迹， 进行编程加工的话，其结果就会产生图 4.39b 所示的情形，多铣去一块材料而造成零件轮廓被铣伤， 达不到设计要求。 ab 图 4.39 相交铣削面阶差小于转接圆弧半径 对上述情况，可采用如图 4.40 所示办法处理。

41、在图 4.40 中，我们设较低的平面 N 为 XOY 平面， 建立相对坐标系。并设两相交平面在直线轮廓上的任一点的阶差为；铣刀底刃圆弧半径为 r(与零 件图样中要求一致)；从零变化至与 r 值相等时(当时就不必偏移)的直线长度为；实际 编程时作偏移运动的轨迹上的动点 P 在阶差为时的坐标为(X，Y)。 从图 4.40 中可以看出，为了加工出图样规定的直线轮廓 AB，铣刀必须按动点 P(X，Y)的轨迹运 动。 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 图 4.4

42、0 偏移运动轨迹图 由 得 又， 得 将代入 即得动点 P(X，Y)的运动轨迹为 因此，在这一相对坐标系中，刀具的实际偏移运动轨迹为一个标准椭圆，其长轴为两相交铣削面 之阶差从零变化至与底圆弧半径 r 相等时的线段长度，其短轴为底圆弧半径 r 的数值。对这一椭圆运 动轨迹可采用直线来逼近处理，实现加工要求。 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 4.3.3 空间曲面的数学处理 1、铣削空间曲面的方法 数控铣床加工三坐标曲面零件时， 常采用球头铣刀进行加工，

43、一般只要使 球头铣刀的球头中心位于所加工曲面 的等距面上，不论刀具路线如何安排， 均能铣出所要求的几何形状， 如图 4.41a 所示。球头铣刀的有效刀刃角的范围 大， 可达 180， 因此可切削很陡的曲面。 球头铣刀的半径 R 较小，刀具干涉的可 能性小。但这种刀具的缺点是，切削速度随刀具与工件接触点的变化而变化，且球头铣刀端点的切削 速度为零，如图 4.41b 所示。当刀具中心轨迹为一平面折线时，只需数控铣床二坐标联动,如图 4.42a 所示,当一条平面折线加工完毕后，再在平面上移动一个行距 S 进行第二条平面折线加工，即二轴半 数控加工。显然，这时刀具与被加工曲面的切点的连线为一空间折线。

44、三坐标数控加工时，球头铣刀 与被加工曲面切点的连线为一平面折线，而刀具中心轨迹为一空间折线，所以数控铣床应是三坐标联 动的，如图 4.42b 所示。 a)球头铣刀铣削b)切削速度比较 图 4.41球头铣刀 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 必要时可将此文件解密 a)二轴半数控加工b)三坐标数控加工 图 4.42 按球头铣刀刀心轨迹编程加工曲面 对于曲率变化较平缓的曲面零件， 为编程方便， 通常可按轮廓编程， 而不采用刀具中心轨迹编程。 如图 4.43 所示，用一组平行于 ZOY 坐标平面并垂直于 X 轴的假想平面 M1，M2.，将曲面分割为若 干条窄条片(其宽度即为行距 S)，因假想平面与曲面的交线均为平面曲线，只要用数控铣床三坐标中 的任意两坐标联动，就可以加工出来(编程时分别对每条平面曲线进行直线或圆弧逼近)，即行切加工 法。这样得到的曲面是由平面曲线群构成的。由于这种计算方法编程比较简单，所以经常被采用。 图 4.43 按零件轮廓编程行切加工曲面 中国最庞大的下载资料库中国最庞大的下载资料库(整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问 3722, 加入 3722