第4章  数控铣床程序编制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。 
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、 比例及镜像加工功能　　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，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。
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定的零件，这类加工面可展开为平面。　　图所示的三个零件均为平面类零件。其中，曲线轮廓面垂直于水平面，可采用圆柱立铣刀加工。凸台侧面与水平面成一定角度，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，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。
			图　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2所示零件的加工面就是一种直纹曲面，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3°10'均匀变化为2°32'，从截面(2)到截面(3)时，又均匀变化为1°20'，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　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，若采用其它刀具易于产生干涉而铣伤邻近表面。加工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3所示，球头铣刀沿XY平面的曲线进行插补加工，当一段曲线加工完后，沿X方向进给ΔX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ΔX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　行切加工法(2) 三坐标联动加工采用三坐标数控铣床三联动加工，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X、Y、Z三坐标联动的空间直线插补，实现球面加工，如图所示。
图4　三坐标联动加工数控铣床的工艺装备　
　　数控铣床的工艺装备主要夹具和刀具。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，加工图所示的凸轮零件的凸轮曲面时，可采用图中所示的凸轮夹具。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，5-菱形定位销，6压板，7-夹紧螺母。
			图 凸轮零件图	图 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。
　 		图 常见刀具		（1）铣刀类型选择　　被加工零件的几何形状选择刀具类型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所示。
		图4 加工曲面类铣刀		2） 铣大平面时，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，如图所示。
		图 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，如图所示。
		图 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，如图所示。
		图 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，如图所示。
					钻头	镗刀		图 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)
			图 平装结构铣刀		平装结构铣刀（如图所示）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 立装结构铣刀		　　立装结构铣刀（如图所示）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
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