课题3：轮廓铣削加工1.doc

课题3：轮廓铣削加工（1）

理论：1.掌握轮廓铣削的工艺知识；
2.掌握G17、G18、G19、G02、G03等编程指令。
技能：1.能编制圆弧加工程序；
2.能熟练使用数控铣床仿真软件。

1.轮廓铣削的工艺知识；
2.圆弧编程指令。

平圆弧编程指令的应用

专业课（理实一体）

讲授法、引导文教学法、案例教学法、示范法、练习法

多媒体、网络或投影仪

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杨丰

回顾：直线编程指令
1.讲解：轮廓铣削工艺知识
3.讲解：平面选择指令和圆弧编程指令
4.练习：验证实例程序轨迹
5.小结

课题3：轮廓铣削加工
3.1任务：凸模板的轮廓铣削加工
完成如图所示零件，材料为45钢。小批量生产。

3.2 轮廓铣削加工工艺知识
1.顺铣与逆铣
在加工中铣削分为逆铣与顺铣，当铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同时称为顺铣，相反时称为逆铣，如图所示。
逆铣时刀齿开始切削工件时的切削厚度比较小，导致刀具易磨损，并影响已加工表面。顺铣时刀具的耐用度比逆铣时提高2～3倍，刀齿的切削路径较短，比逆铣时的平均切削厚度大，而且切削变形较小，但顺铣不宜加工带硬皮的工件。由于工件所受的切削力方向不同，粗加工时逆铣比顺铣要平稳。
对于立式数控铣床所采用的立铣刀，装在主轴上相当于悬臂梁结构，在切削加工时刀具会产生弹性弯曲变形，如图5-9所示。当用铣刀顺铣时，刀具在切削时会产生让刀现象，即切削时出现“欠切”，如图5-9a)所示；而用铣刀逆铣时，刀具在切削时会产生啃刀现象，即切削时出现“过切”现象，如图5-9b)所示。这种现象在刀具直径越小、刀杆伸出越长时越明显，所以在选择刀具时，从提高生产率、减小刀具弹性弯曲变形的影响这些方面考虑，应选大的直径，但不能大于零件凹圆弧的半径；在装刀时刀杆尽量伸出短些。
(a) (b)
图5-9 顺铣与逆铣
(a) 顺铣；(b) 逆铣

2.轮廓铣削的进退刀方式
铣削平面类零件外轮廓时，刀具沿X、Y平面的进退刀方式通常有三种。
1）垂直方向进、退刀
如图所示，刀具沿Z向下刀后，垂直接近工件表面，这种方法进给路线短，但工件表面有接痕。

图5-2 垂直进、退刀
2）直线切向进、退刀
如图5-3所示，刀具沿Z向下刀后，从工件外直线切向进刀，切削工件时不会产生接痕。

图5-3 直线切向进、退刀
3）圆弧切向进、退刀
如图5-4所示，刀具沿圆弧切向切入、切出工件，工件表面没有接刀痕迹。

图5-4 圆弧切向进、退刀

3.刀具的选择

立铣刀

加工平面外轮廓通常选用立铣刀，刀具半径R应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般取R=(0.8～0.9) Rmin，。
3.3 轮廓铣削常用编程指令
1. 坐标平面选择指令
G17—代表XY平面（立式数控铣床默认的平面）
G18—代表ZX平面（卧式数控车床默认的平面）
G19—代表YZ平面
2．圆弧插补指令G02/G03
（1）终点半径方式
格式：

说明：
① G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。圆弧顺、逆方向的判别方法为：向垂直于运动平面图的坐标轴的负方向看，圆弧的起点到终点的走向为顺时针用G02，反之用G03。如图所示。

圆弧的方向判别

② X、Y、Z为圆弧终点坐标。
③圆弧半径，当圆弧圆心角小于180°时R为正值，否则R为负值。当R等于180时，R可取正也可取负。
④ 当圆心角=360°时，不能用R编程一次性走出。可以分段走出整个圆弧。
（2）终点圆心方式
格式：

说明：
① X、Y、Z为圆弧终点坐标。
②圆心相对于圆弧起点的偏移值(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如图所示)，在G90/G91时都是以增量方式指定。

③ 若I、J、K为零，则可省略；
④若R与I，J，K同时出现，则R优先。
。
【例1】写出图1.4.6中圆弧插补程序段。

(c)
(b)
(a)

图(a)中A B：G17 G90 G02 X60.Y40. R20.F80；
或 G17 G90 G02 X60.Y40.I0 J-20.F80；（I0可省略）
或 G17 G91 G02 X20.Y-20. R20.F80；
或G17 G91 G02 X20.Y-20.I0 J-20.F80；（I0可省略）
B A：G17 G90 G03 X40.Y60. R20.F80；
或 G17 G90 G03 X40.Y60.I-20. J0 F80；（J0可省略）
或 G17 G91 G03 X-20.Y20. R20.F80；
或G17 G91 G03 X-20.Y20.I-20 J0 F80；（J0可省略）
图(b)中A B：G17 G90 G02 X40.Y20.R-20.F80；
或G17 G90 G02 X40.Y20.I20. J0 F80；（J0可省略）
或G17 G91 G02 X20.Y-20.R-20.F80；
或G17 G91 G02 X20.Y-20.I20. J0 F80；（J0可省略）
B A：G17 G90 G03 X20.Y40.R-20.F80；
或G17 G90 G03 X20.Y40.I0 J20. F80；（I0可省略）
或G17 G91 G03 X-20.Y20.R-20.F80；
或G17 G91 G03 X-20.Y20.I0 J20. F80；（I0可省略）
图（c）中以A为起点顺时针回到A点加工整圆：G17 G90 G02（X-20.Y0）I20.J0 F80或G17 G91 G02 （X0 Y0）I20.J0 F80。
以A为起点逆时针回到A点加工整圆：G17 G90 G03（X-20.Y0）I20.J0 F80或G17 G91 G03（X0 Y0）I20.J0 F80。
【例2】如图所示，使用圆弧插补指令编写A点到B点程序。
R值的正负判别

圆弧1：G17 G90 G03 X30 Y-40 R50 F60；
圆弧2：G17 G90 G03 X30 Y-40 R-50 F60。

【练习】在仿真软件中验证上述程序。
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