数控铣床编程教案.ppt

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长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校第三章第三章数控铣床编程数控铣床编程第一节第一节数控铣床编程基础数控铣床编程基础一、数控铣床编程的特点一、数控铣床编程的特点数控铣床主要采用铣削方式切除工件表面的加工余量，数控铣床主要采用铣削方式切除工件表面的加工余量，获得零件所需尺寸、形状和表面粗糙度。

获得零件所需尺寸、形状和表面粗糙度。

加工工件时，通常为刀具旋转而工件相对于刀具作加工工件时，通常为刀具旋转而工件相对于刀具作X、Y、Z轴移动。

轴移动。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校立卧两用立卧两用卧式卧式立式立式种类种类长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校主要用于零件内、外轮廓及平面或曲面的铣削、孔主要用于零件内、外轮廓及平面或曲面的铣削、孔的钻削或铣削、增加数控分度头后还可加工圆柱表面上的钻削或铣削、增加数控分度头后还可加工圆柱表面上的曲线沟槽。

的曲线沟槽。

数控铣床编程特点如下：

数控铣床编程特点如下：

1.数控铣削加工多为曲线、曲面，必须根据曲面的数控铣削加工多为曲线、曲面，必须根据曲面的类型特点确定刀具类型及进给路线。

类型特点确定刀具类型及进给路线。

2.在设置工件坐标系时要正确选择程序原点的位置。

在设置工件坐标系时要正确选择程序原点的位置。

3.用立铣刀侧刃对零件内外轮廓表面加工时，常使用用立铣刀侧刃对零件内外轮廓表面加工时，常使用刀具半径补偿功能。

刀具半径补偿功能。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校4.轮廓加工时，应处理好刀具沿工件轮廓的切向切轮廓加工时，应处理好刀具沿工件轮廓的切向切入与切向切出以及顺铣还是逆铣加工；槽铣削时通常使入与切向切出以及顺铣还是逆铣加工；槽铣削时通常使用键槽铣刀并安排斜线下刀或螺旋线下刀。

用键槽铣刀并安排斜线下刀或螺旋线下刀。

6.应充分利用各种孔加工的固定循环功能，子程序应充分利用各种孔加工的固定循环功能，子程序及宏程序功能，几何图形的镜像、旋转及缩放编程功能，及宏程序功能，几何图形的镜像、旋转及缩放编程功能，以提高编程效率。

以提高编程效率。

5.为避免刀具在下刀时与工件或夹具发生干涉或碰为避免刀具在下刀时与工件或夹具发生干涉或碰撞，应处理好安全高度与进给高度的撞，应处理好安全高度与进给高度的Z轴位置。

轴位置。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校二、机床坐标系统二、机床坐标系统

（一）机床坐标系与机床原点

（一）机床坐标系与机床原点机床坐标系是机床的基本坐标系，其原机床坐标系是机床的基本坐标系，其原点称为机床原点或机床零点。

点称为机床原点或机床零点。

是机床制造厂商设置在机床上的一个物理是机床制造厂商设置在机床上的一个物理位置。

位置。

其作用：

其作用：

使机床与控制系统同步，建立测量机床运动使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。

坐标的起始点。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校右手笛卡尔直角坐标系，右手笛卡尔直角坐标系，包括包括X、Y、Z三个坐标轴。

三个坐标轴。

标准规定，与主轴轴线平行标准规定，与主轴轴线平行的方向为的方向为Z坐标轴，刀具远坐标轴，刀具远离工件的方向为离工件的方向为Z轴正方向。

轴正方向。

对于立式铣床，操作者面对机床主轴向立柱看对于立式铣床，操作者面对机床主轴向立柱看时，时，X轴正向朝右，轴正向朝右，Y轴正向指向立柱。

轴正向指向立柱。

X向和向和Y向的确定向的确定长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校对于卧式铣床，操作者站在机床立柱一侧，从主轴向工对于卧式铣床，操作者站在机床立柱一侧，从主轴向工件方向看时，件方向看时，X轴正向朝右，轴正向朝右，Y轴正向朝上。

轴正向朝上。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校

（二）工件坐标系与程序原点

（二）工件坐标系与程序原点工件坐标系是编程员在编程时建立在图样上工件坐标系是编程员在编程时建立在图样上的坐标系，工件坐标系的原点称为工件原点或程的坐标系，工件坐标系的原点称为工件原点或程序原点。

序原点。

其作用是：

其作用是：

确定零件几何形体上各要素的位置关系，并确定零件几何形体上各要素的位置关系，并可使数控机床按工件坐标系的位置要求控制刀具可使数控机床按工件坐标系的位置要求控制刀具运动。

运动。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校一般在确定程序原点位置时应注意：

一般在确定程序原点位置时应注意：

1.当零件采用直线找正法在机床上安装加工时，程序原点应选在零当零件采用直线找正法在机床上安装加工时，程序原点应选在零件图样的设计基准上；当采用专用夹具装夹零件加工时，程序原点件图样的设计基准上；当采用专用夹具装夹零件加工时，程序原点要选在工件的定位基准或夹具的适当位置上。

要选在工件的定位基准或夹具的适当位置上。

2.程序原点应尽量选择零件上加工精度要求较高的表面。

程序原点应尽量选择零件上加工精度要求较高的表面。

3.对于对称零件，程序原点应设在对称中心上。

对于对称零件，程序原点应设在对称中心上。

4.对于较复杂的零件，需采用多工序加工，为便于基准统一，程序对于较复杂的零件，需采用多工序加工，为便于基准统一，程序原点设在工件外轮廓的某一角点。

原点设在工件外轮廓的某一角点。

5.Z轴方向上的程序原点，一般设在工件上表面；当零件上的最高表轴方向上的程序原点，一般设在工件上表面；当零件上的最高表面不是平面时可按便于坐标计算或基准重合原则设置程序原点。

面不是平面时可按便于坐标计算或基准重合原则设置程序原点。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校工件在机床上安装时，应使工件坐标系与机床坐标工件在机床上安装时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向协调一致，但工件原点在机床上的位置系的坐标轴方向协调一致，但工件原点在机床上的位置主要考虑工作台行程区间范围内是否可完成程序要求的主要考虑工作台行程区间范围内是否可完成程序要求的所有加工内容。

如图：

所有加工内容。

如图：

工件坐标系工件坐标系机床坐标系原点一般位于机床正向回零时的参考点位置。

机床坐标系原点一般位于机床正向回零时的参考点位置。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校三、被加工零件的工艺分析三、被加工零件的工艺分析在编写程序之前，首先要对零件进行工艺分析，安排在编写程序之前，首先要对零件进行工艺分析，安排加工顺序，选择刀具及确定切削用量，还要确定每把刀具加工顺序，选择刀具及确定切削用量，还要确定每把刀具的进给路线及走到次数，加工中是否需要切血液等。

将上的进给路线及走到次数，加工中是否需要切血液等。

将上述内容以机械加工工艺过程卡片和刀具卡片的形式记录下述内容以机械加工工艺过程卡片和刀具卡片的形式记录下来，作为编写程序的依据。

来，作为编写程序的依据。

作为编程人员，不但要了解数控机床、数控系统的功作为编程人员，不但要了解数控机床、数控系统的功能，数控程序的指令格式，而且还要掌握零件加工的工艺能，数控程序的指令格式，而且还要掌握零件加工的工艺知识，否则，编制出来的程序就不一定符合零件加工的工知识，否则，编制出来的程序就不一定符合零件加工的工艺要求，不一定能正确合理地加工出我们所要求的零件。

艺要求，不一定能正确合理地加工出我们所要求的零件。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校

（一）加工工序的划分

（一）加工工序的划分数控铣床加工对象：

数控铣床加工对象：

立式：

立式：

平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件、模具的内、外型腔等。

件、模具的内、外型腔等。

卧式：

卧式：

箱体、泵体、壳体等。

箱体、泵体、壳体等。

在数控铣加工零件，一般工序比较集中，工件只需在数控铣加工零件，一般工序比较集中，工件只需一次装夹即可完成全部或大部分工序的加工。

一次装夹即可完成全部或大部分工序的加工。

通常把粗加工，特别是零件的基准面、定位面的加通常把粗加工，特别是零件的基准面、定位面的加工先安排在普通机床上完成，在数控铣上只安排半精加工先安排在普通机床上完成，在数控铣上只安排半精加工和精加工或普通机床难以完成的加工部分。

工和精加工或普通机床难以完成的加工部分。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校加工工序划分方法：

加工工序划分方法：

1.刀具集中分序法刀具集中分序法按所用刀具划分工序，用同按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完成所有可以加工一把刀具加工完成所有可以加工的部位后再换刀。

的部位后再换刀。

特点：

缩短辅助时间，减少不必要的定位误差。

特点：

缩短辅助时间，减少不必要的定位误差。

2.粗、精加工分序法粗、精加工分序法根据零件的形状、尺寸精度等根据零件的形状、尺寸精度等因素，将粗加工与精加工分开，即因素，将粗加工与精加工分开，即先进行粗加工，再半精加工，最后先进行粗加工，再半精加工，最后进行精加工。

进行精加工。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校3.按加工部位分序法按加工部位分序法先加工平面、定位面，再加工孔；先加工平面、定位面，再加工孔；先加工几何形状简单的部位，再加工几先加工几何形状简单的部位，再加工几何形状复杂的部位；先加工精度比较低何形状复杂的部位；先加工精度比较低的部位，再加工精度比较高的部位。

的部位，再加工精度比较高的部位。

一般情况下，在数控铣上装夹零件时，应尽量采用组一般情况下，在数控铣上装夹零件时，应尽量采用组合夹具。

合夹具。

其目的是减少辅助作业时间。

其目的是减少辅助作业时间。

（二）进给路线的确定

（二）进给路线的确定进给路线指刀具中心运动的轨迹和方向。

进给路线指刀具中心运动的轨迹和方向。

合理选择进给路线，可提高切削效率，提高零件的表面合理选择进给路线，可提高切削效率，提高零件的表面精度。

精度。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校确定进给路线要考虑的因素：

确定进给路线要考虑的因素：

1.尽量减少进、退刀时间和其它辅助时间；尽量减少进、退刀时间和其它辅助时间；2.铣削零件轮廓时，尽量采用顺铣方式；铣削零件轮廓时，尽量采用顺铣方式；3.进、退刀位置应选在不太重要的位置，并使刀具进、退刀位置应选在不太重要的位置，并使刀具沿零件的切线方向切入和切出，以免产生刀痕；沿零件的切线方向切入和切出，以免产生刀痕；4.铣削平面时应在工件外部下刀；铣削平面时应在工件外部下刀；铣槽时应先打好铣槽时应先打好工艺孔并使刀具从孔位置下刀，也可安排斜线下刀工艺孔并使刀具从孔位置下刀，也可安排斜线下刀或螺旋线下刀。

或螺旋线下刀。

长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校长春汽车工业高等专科学校（三）切削用量的选择（三）切削用量的选择数控铣切削用量主要包括：

主轴转速数控铣切削用量主要包括：

主轴转速n（r/min）、）、背吃刀量背吃刀量ap（mm）和进给速度）和进给速度vf（mm/min）。

）。

合理选择切削用量的原则：

合理选择切削用量的原则：

粗加工：

一般以提高生产率为主，同时考虑经济粗加工：

一般以提高生产率为主，同时考虑经济性和加工成本。

性和加工成本。

半精加工和精加工：

应在保证加工质量前提下，兼半精加工和精加工：

应在保证加工质量前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。

顾切削效率、经济性和加工成本。

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