《数控加工技术》四数控铣床程序编制.docVIP

数控铣床的程序编制 数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，目前迅速发展起来的加工中心、柔性加工单元等都是在数控铣床、数控镗床的基础上产生的，两者都离不开铣削方式。由于数控铣削工艺最复杂，需要解决的技术问题也最多，因此，目前人们在研究和开发数控系统及自动编程语言的软件系统时，也一直把铣削加工作为重点。 第一节 数控铣床程序编制的基础 一、数控铣床的主要功能及加工对象 1．数控铣床的主要功能 数控铣床也像通用铣床那样可以分为立式、卧式和立卧两用式数控铣床，各类铣床配置的数控系统不同，其功能也不尽相同。除各有其特点之外，常具有下列主要功能： (1) 点位控制功能 利用这一功能，数控铣床可以进行只需要作点位控制的钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和镗孔等加工。 (2) 连续轮廓控制功能 数控铣床通过直线与圆弧插补，可以实现对刀具运动轨迹的连 续轮廓控制，加工出由直线和圆弧两种几何要素构成的平面轮廓工件。对非圆曲线(椭圆、抛物线、双曲线等二次曲线及对数螺旋线、阿基米德螺旋线和列表曲线等等)构成的平面轮廓,在经过直线或圆弧逼近后也可以加工。除此之外，还可以加工一些空间曲面。 (3) 刀具半径自动补偿功能 使用这一功能，在编程时可以很方便地按工件实际轮廓形状和尺寸进行编程计算，而加工中可以使刀具中心自动偏离工件轮廓一个刀具半径，加工出符合要求的轮廓表面。也可以利用该功能，通过改变刀具半径补偿量的方法来弥补铣刀制造的尺寸精度误差，扩大刀具直径选用范围及刀具返修刃磨的允许误差。还可以利用改变刀具半径补偿值的方法，以同一加工程序实现分层铣削和粗、精加工或用于提高加工精度。此外,通过改变刀具半径补偿值的正负号，还可以用同一加工程序加工某些需要相互配合的工件(如相互配合的凹凸模等)。 (4) 刀具长度补偿功能 利用该功能可以自动改变切削平面高度，同时可以降低在制造与返修时对刀具长度尺寸的精度要求，还可以弥补轴向对刀误差。 (5) 镜象加工功能 镜象加工也称为轴对称加工。对于一个轴对称形状的工件来说，利用这一功能，只要编出一半形状的加工程序就可完成全部加工了。 (6) 固定循环功能 利用数控铣床对孔进行钻、扩、铰、锪和镗加工时，加工的基本动作是：刀具无切削快速到达孔位一慢速切削进给一快速退回。对于这种典型化动作，可以专门设计一段程序(子程序)，在需要的时候进行调用来实现上述加工循环。特别是在加工许多相同的孔时，应用固定循环功能可以大大简化程序。 利用数控铣床的连续轮廓控制功能时，也常常遇到一些典型化的动作，如铣整圆、方槽等，也可以实现循环加工。对于大小不等的同类几何形状(圆、矩形、三角形、平行四边形等)，也可以用参数方式编制出加工各种几何形状的子程序，在加工中按需要调用，并对于程序中设定的参数随时赋值，就可以加工出大小不同或形状不同的工件轮廓及孔径、孔深不同的孔。 目前，已有不少数控铣床的数控系统附带有各种已编好的子程序库，并可以进行多重嵌套，用户可以直接加以调用，编程就更加方便。 (7) 特殊功能 有些数控铣床在增加了计算机仿形加工装置后，可以在数控和靠模两种控制方式中任选一种来进行加工，从而扩大了机床使用范围。 具备自适应功能的数控铣床可以在加工过程中把感受到的切削状况(如切削力、温度等)的变化，通过适应性控制系统及时控制机床改变切削用量，使铣床及刀具始终保持最佳状态，从而可获得较高的切削效率和加工质量，延长刀具使用寿命。 数控铣床在配置了数据采集系统后，就具备了数据采集功能。数据采集系统可以通过传感器(通常为电磁感应式、红外线或激光扫瞄式)对工件或实物依据(样板、模型等)进行测量和采集所需要的数据。而且，目前已出现既能对实物扫瞄采集数据，又能对采集到的数据进行自动处理并生成数控加工程序的系统(简称录返系统)。这种功能为那些必须按实物依据生产的工件实现数控加工带来了很大的方便，大大减少了对实样的依赖，为仿制与逆向进行设计一制造一体化工作提供了有效手段。 2．数控铣床的加工工艺范围 铣削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、锪和镗孔加工与攻螺纹等。在铣削加工中，它特别适用于加工下列几类零件： (1) 平面类零件 平面类零件是指加工面平行、垂直于水平面或其加工面与水平面的夹角为定角的零件。 目前在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。这类零件的特点是，各个加工表面是平面，或可以展开为平面，图4—1所示的三个零件都属于平面类零件。其中的曲线轮廓面M和正圆台面N，展开后均为平面。 图4—1 平面类零件 平面类零件是数控铣削加工对象中最简单的一类，一般只须用三坐标数控铣床的两坐标联动(即两轴半坐标加工)就可以把它们加工出来。有些平面类零