铣削指令
二、铣削指令
1.绝对坐标和相对坐标指令：G90、G91
功能：设定编程时的坐标值为增量值或者绝对值。
说明：
（1
（2
（3
2.
（1
（2
（3
被置为X、Y、Z的设定值；
（4）G92要求坐标值X、Y、Z必须齐全，不可缺省，并且不能使用U、V、W编程。
如：G92 X10 Y10；含义为刀具并不产生任何动作，只是将刀具所在的位置设为X10 Y10。
即相当于确定了坐标系。
3.坐标系设定，G54－G59
功能：也用来设定坐标系
说明：
（1）加工前，将测得的工件编程原点坐标值预存入数控系统对应的G54-G59 中，编程时，指令行里写入G54～G59既可。
（2）比G92稍麻烦些，但不易出错。所谓零点偏置就是在编程过程中进行编程坐标系（工件坐标系）的平移变换，使编程坐标系的零点偏移到新的位置。
（3）G54～G59为模态功能，可相互注销，G54为缺省值。
（4）使用G54-G59时，不用G92设定坐标系。G54～G59和G92不能混用。
如图2，可建立G54～G59共6个加工坐标系。其中：G54——加工坐标系1，G55——加工
坐标系2，G56——加工坐标系3，G57——加工坐标系4，G58——加工坐标系5，G59——加工坐标系6。
例：使用工件坐标系编程：要求刀具从当前点移动到A 点，再从A 点移动到B 点。
%3303
N01 G54 G00 G90 X40. Z30. N02 G59
N03 G00 X30. Z30. N04 M30
G54的确定：首先回参考点，移动刀具至某一点A ，将此时屏幕上显示的机床坐标值输入到
数控系统G54的参数表中，编程序时如G54 G00 G90 X40. Y30.，则刀具在以A 点为原点的坐标系内移至（40，30）点。这就是操作时G54与编程时G54的关系。 4. 加工平面设定（插补平面选择）或指令G17、G18、G19 格式：G17（或G18，或G19）
G17 选择XOY 平面插补 G18 选择XOZ 平面插补 G19 选择YOZ 平面插补 说明：
（1）适应于以下情况的平面定义：
A 、定义刀具半径补偿平面；
B 、定义螺旋线补偿的螺旋平面；
C 、定义圆弧插补平面。
（2）当在G41、G42、G43、G44刀补时，不得变换定义平面； （3）一般的轨迹插补系统自动判别插补平面而无须定义平面； （4）三联动直线插补无平面选择问题； （5）系统上电时，自动处于G17状态；
（6）注意的是，移动指令与平面选择无关，例如指令“G17 G01 Z10”时，Z 轴照样会移动。 5. G00―――――快速定位
图3 工件坐标系的设定 图2 刀心运动轨迹 工件零点偏置 G54原点
格式：G00 X___Y___Z____ 说明：
（1）所有编程轴同时以预先设定的速度移动，各轴可联动，也可以单独运动。 （2）不运动的坐标可以省略编程，省略的坐标不作任何运动。 （3）目标点坐标值可以用绝对值，也可用增量值。
（4）G00功能起作用时，其移动速度按参数中的参数设定值运行，也可由面板上的“快
速修调”修正。 （5）G00也可写成G0。 6. G01―――――直线插补
格式：G01 X___Y___Z____F___ 说明：
(1) 其中X 、Y 、Z 是线性进给的终点，F 是合成进给速度； (2) 不运动的坐标可以省略不写； (3) 正数省略“+”号；
(4) G01起作用时，其进给速度按所给的F 值运行； (5) G01、F 都是模态（续效）指令；
(6) G01也可写成G1。
例：如图, N30 G91 G01 X15 Y-15； 相对编程 7. G02―――――顺时针圆弧插补（clockwise,CW ）
格式：
?????????____030217J I R Y X G G G ?????????_____030218K I R Z X G G G ??
???????_____030219K J R Z Y G G G
其中：X 、Y 、Z ——X 轴、Y 轴、Z 轴的终点坐标；
I 、J 、K ——圆弧圆心点相对于起点在X 、Y 、Z 轴向的增量值； R ——圆弧半径； F ——进给速率。
终点坐标可以用绝对坐标G90时或增量坐标G91表示，但是I 、J 、K 的值总是以增量方式表示。
说明：
（1）X 、Y 、Z 在G90时，圆弧终点坐标是相对编程零点的绝对坐标值。在G91
时，
图4 直线AB
图5 各补偿平面下的圆弧方向
圆弧终点是相对圆弧起点的增量值。I 、J 、K 是圆心坐标，是相对于圆弧起点的增量值，I 是X 方向，J 是Y 方向，K 是Z 方向。圆心坐标在圆弧插补时不得省略，不论是绝对值方式，还是增量方式，圆心坐标总是相对圆弧起点的增量值。当系统提供R 编程功能时，I 、J 、K 可不编，当两者同时被指定时，R 指令优先，I 、K 无效；
（2）用G02指令编程时，可以直接编过象限圆、整圆等；
注：过象限时，会自动进行间隙补偿，如果参数区未输入间隙补偿或参数区的间
隙补偿与机床实际反向间隙相差悬殊，都会在工件上产生明显的切痕。
（3）铣整圆时注意：圆心坐标I 和J 不能给错，特别是I 、J 不能同时为0； （5）整圆不能用R 编程，因为经过同一点，半径相同的圆有无数个。 （6）ZOX 、YOZ 平面内的圆弧无需定义插补平面（G18、G19）。
（7）劣弧时，R 为正值；优弧时，R 为负值。因为起点终点相同时存在优劣两段弧。 180°的圆弧半径值为R 。
8. G03――――－逆时针圆弧插补（counter clockwise ，CCW ） 书写格式：G03 X___Y___I___J___F___ G03 X___Y___R___F___
说明：除了圆弧旋转方向相反外，其余与G02指令完全相同。
所谓顺时针或逆时针，是沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向看去，顺时针为G02，逆时针为G03。
例1：优弧、劣弧、整圆的插补、增量、绝对指令练习。
表1 劣弧、优弧的程序
表2 整圆的程序
图6 劣弧、优弧、整圆的编程
例2：进给速度设为100mm/min，主轴转数800r/min，刀具恰在编程原点处。
O1(G01,G90)
N1 G90 G54 G00 X20. Y20. S800 M03;
N2 G01 Y50. F100;
N3 X50.;
N4 Y20.;
N5 X20.;
N6 G00 X0 Y0 M05;
N7 M30;
例3：主轴转数1000r/min,进给速度100mm/min,A为起点，B为终点。刀具恰在编程原
O2（G02，G03）
N1 G90 G54 G02 I20. F100;
N2 G03 X-20. Y20. I-20.;(R20.)
N3 G03 X-10. Y10. J-10.;(R-10.)
练习1、垂直、斜线、水平直线指令练习，F＝100mm/min，S=800r/min 练习2、大于180°弧的练习
练习3、优弧、劣弧、整圆的练习
图2 180°圆弧指令练习
9. Z 轴移动
在实际加工中，刀具不能只在XOY 平面内移动，否则刀具平行移动时将与工件、夹具发生干涉，另外在切削型腔时刀具也不能直接快速运动到所需切深，所以必须对Z 轴移动有所控制。
块规（对刀块）有100.0mm 、50.0mm 长的，块规若太长则，对刀时手握失稳。 注：在起刀点和退刀点时应注意，尽量避免三轴联动，要将Z 轴的运动和XOY 平面内的运动分成两行写，以避免三轴联动引起的不必要的碰撞。
注：本例中不涉及刀补：
例4：从原点上方100mm 开始，切深10mm 。 O1（Z 轴移动例题，G90） G90 G54 G00 X0 Y0 S800 M03; Z100.0 M08;
X30.Y10.; Z5.0;
G01 Z-10.0 F50; (若切深为10.0mm )，（Z 向进给应慢些，平面进给时可提速） Y30.F100;
X20.; X30.Y60.;
Y70.; X80.Y30.; X70.; Y10.; X30.;
G00 Z100.0 M05;
X0 Y0;
M30;
课下练习：O2（Z 轴移动，G91）。
10. G04―――――暂停指令 书写格式：G04 TM___ 说明：
（1）程序在执行到某一段后，需要暂停一段时间，进行无进给光整加工，这时就可以用G04
指令使程序暂停，用于镗平面、锪平面等场合。当暂停时间一到，继续执行下一段程序。暂停时间由TM 后的数值说明，以秒为单位； （2）G04的程序段里不能有其它命令。
10 20 30 40 50 60 70 80 X
Z0 Z-10 图9 加工中Z 轴移动轨迹
刀补的引出：
1、数控系统控制刀具中心的运动轨迹，而由于刀具半径的存在，刀心与工件轮 廓间存在一个偏移量。
2、由引出‘1’可知：如果按照工件的实际尺寸编程，就必须用刀补。
3、如果一个工件需多道工序，则需计算多次的刀心轨迹，若按工件的实际尺寸编程，改变刀补值即可。
11. G40―――――取消刀具补偿 格式：G40 说明：
（1）G40必须与G41或G42成对使用；
（2）编入G40的程序段为撤销刀具半径补偿的程序段，必须编入撤刀补的轨迹，用G01
或G00指令和数值；
如：N100 G40 G01 X0 Y0；
（3）G40是模态指令，机床初始状态为G40。
注：刀补建立和撤消只能采用G00或G01进行，而不能采用圆弧插补指令如：G02/G03等。
12. G41―――――建立左边刀具半径补偿 格式：G41 G01 X___Y___ D__ 说明：
（1）G41的切削方向是沿着刀具前进方向观察，刀具偏在工件的左边（假定工件不动）； （2）G41发生前，刀具参数(D__)必须在主功能PARAM 中刀具参数内设置完成； （3）G41本段程序，必须有G01或G00功能及对应的坐标参数才有效，以建立刀补； （4）G41与G40之间不得出现任何转移、更换平面的加工指令，如镜像，子程序等； （5）由于当前段加工的刀补方式与下一加工段的数据有关，因此，下一段加工轨迹的数据
说明，必须在10段(甚至2段)程序之内出现；
（6）当改变刀具补偿号时，必须先用G40取消当前的刀补；
（7）必须在远离工件的地方建立、取消刀补；且应与选定好的切入点和进刀方式协调，
保证刀具半径补偿的有效性；如果建立刀补后需切削的第一段轨迹为直线，则建立
刀补的轨迹应在其延长线S
上；若为圆弧，则建立刀补的轨迹应在圆弧的切线上。如
图10 刀心轨迹与工件轮廓
果撤消刀补前的切削轨迹为直线，则刀具在移至目标点后应继续沿其延长线移动至少一个刀具半径后，再撤消刀补；若为圆弧，则刀具在移至目标点后应沿圆弧的切线方向移动至少一个刀具半径后，再撤消刀补。 （8）G41是模态指令。
13. G42―――――右边刀具半径补偿 格式：G42 G01 X___Y___ D__ 说明：
除刀具在前进的右边外，与G41相同，为模态指令。
注意：刀补建立程序段和刀补撤销程序段所使用的G01直线段必须同G40、G41或G42编在同一个程序段里，其后写上坐标参数。
在逆着另一个坐标轴看去，判断刀补方向。
各数控铣床大都具有刀具半径补偿功能，为程序的编制提供方便。总的来说，该功能有以下几方面的用途：
(1)利用这一功能，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。
(2)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和刀具返修刃磨的允许误差。
(3)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，或者用于提高加工精度。
(4)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。
G41
图11 左、右刀补
顺铣与逆铣
铣削方式有逆铣和顺铣两种方式。如图12所示，铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相反时称为逆铣，相同时称为顺铣。
逆铣时，切削厚度由零逐渐增大，切入瞬时刀刃钝圆半径大于瞬时切削厚度，刀齿在工件表面上要挤压和滑行—段后才能切入工件，使已加工表面产生冷硬层，加剧了刀齿的磨损，同时使工件表面粗糙不平。此外，（就此种加工情况而言）逆铣时刀齿作用于工件的垂直进给力F 朝上，有抬起工件的趋势，这就要求工件装夹牢固。但是逆铣时刀齿从切削层内部开始工作的，当工件表面有硬皮时，对刀齿没有直接影响。
顺铣时，刀齿的切削厚度从最大开始，避免了挤压、滑行现象，并且垂直进给力F 朝下压向工作台，有利于工件的夹紧，可提高铣刀耐用度和加工表面质量。与逆铣相反，顺铣加工要求工件表面没有硬皮，否则刀齿很易磨损。
对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料来说，建议采用顺铣加工，这对于降低表面粗糙度值和提高刀具耐用度都有利。但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬而且余量一般较大，这时采用逆铣较为有利。
(b) 顺铣（downcut/downmilling ）
图12 顺铣与逆铣
(a) 逆铣（upcut/upmilling ）
例一、铣外轮廓。切削深度10mm，刀具半径20mm，材料45钢
作业：写圆弧切入程序例三、铣内轮廓。
例四：（作业）
子程序的引出：当一个零件包括重复的图形时，可以把这个图形编成一个子程序存在存储器中，使用时反复调用；或者被切工件较厚需要分层铣削时，将工件编程子程序，子程序中尤其是Z 向用相对坐标编程，反复调用几次则实现厚工件的分层加工。子程序的有效使用简化程序并缩短检查时间，提高编程效率，节省磁盘空间。
14. M98、M99―――子程序调用 格式：M98 P___L___ 说明：
（1）子程序是以O 开始，以M99结尾的，子程序是相对于主程序而言的； （2）M98置于主程序中，表示开始调用子程序； （3）M99置于子程序中，表示子程序结束，返回主程序； （4）P____为程序号，L___为调用次数； （5）主程序与子程序间的模态代码互相有效；
如主程序中使用G90模式，调用子程序，子程序中使用G91模式，则返回主程序时，
在主程序里G91模式继续有效。 （6）在子程序中多使用G91模式编程；
（7）在半径补偿模式下，如无特殊考虑，则应避免主子程序切换； （8）子程序可多重调用，最多可达四重。
（9）每次调用子程序时的坐标系，刀具半径补偿值、坐标位置、切削用量等可根据情况改
变。
例：加工两个工件，编制程序。Z 轴开始点为工件上方100mm 处，切深10mm 。
图1 子程序调用图例 50
80 x 80 30 30 160
例2：Z 轴起始高度100mm ，切深10mm ，使用L 指令。
图2 子程序调用图例
15.M21、M22、M23――――对称于X、Y轴镜像（取反），取消
格式：M21（M22）
说明：
（1）M21、M22、M23不是ISO标准指令，而
是特指FANUC系统；
（2）当只对X轴或Y轴镜像时，刀具的实际切
削顺序将与源程序相反，刀补矢量方向相反，圆
弧插补转向相反。当同时对X和Y轴镜像时切
削顺序、刀补、圆弧时针方向均不变。
（3）镜像功能必须在工件坐标系坐标原点开始
使用，在回到原点处取消镜像。
（4）各镜像指令必须单独编写一个程序段。不
允许与其它指令共用一个程序段；
如：G00 X0 Y0 M21 非法
（5）镜像加工程序中不允许带有转移性质的指令；
（6）镜像加工程序不允许嵌套使用。
（7）使用镜像功能后必须用M23取消镜像。
（8）对称在飞机零件图纸中常见，往往是左件如图、右件对称。编程时只编一个就行，另一件打对称。对称后有一个顺铣，另一个就逆铣了，但这种加工方法不适用于精加工，所以要求左右件分别编程，保证都是顺铣。现在软件也方便，在CATIA软件上打对称很方便，在CATIA上打对称出来的程序都是顺铣的，与M21、M22不一样。俄罗斯用反转铣刀（主轴反转，并用特殊刀）
例：Z轴起始高度
图3 镜像时刀补的变化
16.固定循环
固定循环的引入：
在数控加工中常遇到孔的加工，如定位销孔、螺纹底孔、挖槽加工预钻孔等。采用立式加工中心和数控铣床进行孔加工是最普通的加工方法。数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速接近工件、工作进给（慢速钻孔）、快速退回等一系列典型的加工动作，这样就可以预先编好程序，存储在内存中，并可用一个G 代码程序段调用，称为固定循环。以简化编程工作。孔加工固定循环指令有G73、G74、G76、G80～G89。我们主要学习FANUC系统的G81、G73、G83（连续、断屑、排屑）指令。（深孔加工较为困难，在深孔加工中除合理选择切削用量外，还需解决三个主要问题：排屑、冷却钻头和使加工周期最小化。）G81为连续屑普通钻孔指令，G73和G83两个指令均用于深孔加工G73为高速深孔往复排屑钻指令，G83为深孔往复排屑钻指令。
孔加工的动作步骤：
孔加工通常由下述6 个动作构成，如图2-29所示。 (1) 快速移动至（X ，Y ，Z ）坐标；
(2) 沿Z 轴定位到R 点（定位方式取决于上次是G00 还是G01）； (3) 孔加工（或切削进给加工）； (4) 在孔底的动作；
(5) 返回到R 点(参考点)； (6) 快速返回到初始点。
(a)
(b)
固定循环的程序格式如下：
98____________99G G X Y Z R Q P I J K F L G ??????
说明：
G98——返回初始平面； G99——返回R 点平面；
G ——固定循环代码G73、G74、G76 和G81～G89 之一； X 、Y ——加工起点到孔位的距离(G91)或孔位坐标(G90)；
R ——初始点到R 点的距离(G91，此时R 为负值)或R 点的坐标(G90)； Z ——R 点到孔底的距离(G91，此时Z 为负值)或孔底坐标(G90)； Q ——每次进给深度(G73/G83)；
I 、J ——刀具在轴反向位移增量(G76/G87)； P ——刀具在孔底的暂停时间；
图6 孔加工的6个典型动作图
图7固定循环的数据表达形式
F——切削进给速度；
L——固定循环的次数，缺省为1。
固定循环的数据表达形式可以采用绝对坐标(G90)和相对坐标(G91)表示，如图2-30所示，其中图7 a)是采用G90的表示；图7b)是采用G91的表示。
固定循环的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。数据形式(G90 或G91)在程序开始时就已指定，因此在固定循环程序格式中可不注出。
孔加工指令为续效指令，直到G80或G00、G01、G02、G03出现，从而取消钻孔循环。16-1．钻孔循环(中心钻)指令G81
格式：
98
G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ L_ ;
99
G
G
??
??
??
说明：
G81钻孔动作循环，包括X，Y坐标定位、快进、工进和快速返回等动作。注意的是，如果Z方向的移动量为零，则该指令不执行。G81指令动作循环如图1所示。
例一：如图2所示，G81的固定循环指令练习
图1 G81循环
图2 用固定循环加工多孔
例二：如图3所示，G81、L 的固定循环指令练习
16-2．高速深孔加工循环指令G73 格式：?
??
??
?9998G G G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_ ； 说明：X 、Y ——待加工孔的位置；
Z ——孔底坐标值（若是通孔，则钻尖应超出工件底面）； R ——参考点的坐标值（R 点高出工件顶面2～5mm ）； Q ——每一次的加工深度； F ——进给速度（mm / min ）； G98——钻孔完毕返回初始平面；
G99——钻孔完时返回参考平面（即R 点所在平面）。 D ——每次退刀距离。
图 3 固定循环的灵活使用
图2-31 G73循环 图2-32 深孔加工实例
G73 用于Z 轴的间歇进给，使较深孔加工时容易断屑，减少退刀量，可以进行高效率的加工。G73 指令动作循环见图2-31所示。注意当Z 、Q 、D 的移动量为零时，该指令不执行。 【例2-7】 使用G73 指令编制如图2-32所示深孔加工程序，设刀具起点距工件上表面42mm ，距孔底80mm ，在距工件上表面2mm 处(R 点)由快进转换为工进，每次进给深度10mm ，每次退刀距离5mm 。 解：深孔的加工程序见表2-10。
表2-10 深孔的加工程序 16-3．深孔加工循环指令G83
G83适用于深孔加工，Z 轴方向的间断进给，即采用啄钻的方式，实现断屑与排屑。 G73与G83的区别：
虽然G73和G83指令均能实现深孔加工，而且指令格式也相同，但二者在Z 向的进给动作是有区别的。
从图1和图2可以看出，执行G73指令时，每次进给后令刀具退回一个d 值（用参数设定）；而G83指令则每次进给后均退回至R 点，即从孔内完全退出，然后再钻入孔中。深孔加工与退刀相结合可以破碎钻屑，令其小得足以从钻槽顺利排出，并且不会造成表面的损伤，可避免钻头的过早磨损。
数控车床编程与操作(机工版)教案：5.2 圆弧插补指令G02、G03.doc
5.2圆弧插补指令G02、G03 教学目的和要求： 1、掌握圆弧插补指令G0 2、G03方向的判别 2、掌握圆弧插补指令G02、G03的用法 教学重点难点： 1、圆弧插补指令G0 2、G03的应用 教学方式：课堂理论教学 教学时数：4学时 授课内容： （一）圆弧插补指令G02、G03 指令格式：G02/G03 X(U)___Z(W)___I___K___F___； G02/G03 X(U)___Z(W)___R___F___； 1.圆弧顺逆的判断 圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03。圆弧插补的顺逆可按图5-4给出的方向判断：沿圆弧所在平面(如XZ平面)的垂直坐标轴的负方向(－Y)看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。 数控车床是两坐标的机床，只有X轴和Z轴，按右手定则的 方法将Y轴也加上去来考虑。观察者让Y轴的正向指向自己 (即沿Y轴的负方向看去)，站在这样的位置上就可正确判断 X-Z平面上圆弧的顺逆时针了。 图5-4 圆弧顺逆的判断 2.说明： ①采用绝对值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值， 用X、Z表示。当采用增量值编程时；圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值，用U、W表示。 ②圆心坐标I、K为圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X、Z坐标轴方向 上的分矢量(矢量方向指向圆心)。本系统I、K为增量值，并带有“±” 号，当分矢量的方向与坐标轴的方向不一致时取“－”号。
③当用半径只指定圆心位置时，由于在同一半径只的情况下，从圆弧的起点 到终点有两个圆弧的可能性，为区别二者，规定圆心角≤180°时，用“＋R”表示。若圆弧圆心角>180°时，用“－R”表示。 ④用半径只指定圆心位置时，不能描述整圆。 图5-5 G02应用实例图5-6 G03应用实例 如图5-5所示G02应用实例： (1)用I、K表示圆心位置，绝对值编程： N03 G00 X20.O Z2.O； N04 G01 Z-30.0 F80； N05 G02 X40.0 Z-40.0 IO.O KO F60； (2)用I、K表示圆心位置，增量值编程： N03 G00 U-80.O W-98.0； N04 G01 UO W-32.0 F80； N05 G02 U20.O W-10.0 I0.0 K0 F60； (3)用R表示圆心位置 N04 G01 Z-30.O F80； N05 G02 X40.0 Z-40.O R10 F60， 如图5-6所示G03应用实例： (1)用I、K表示圆心位置，采用绝对值编程。 N04 G00 X28.0 Z2.O； N05 G01 Z-40.0 F80； N06 G03 K40.O Z-46.0 I0 K-6.0 F60； (2)采用增量值编程 N04 G00 U-150.O W-98.0； N05 G01 W-42.O F80； N06 G03 U12.0 W-6.0 10 K-6.0 F60； (3)用R表示圆心位置，采用绝对值编程。 N04 G00 X28.0 Z2.O； N05 G01 Z-40.0 F80； 3. G02/G03车圆弧的方法： 应用G02（或G03）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量
关于高速铣削加工工艺的浅论
高速切削技术论文 机械工程学院 1001011435 张伟
1 关于高速铣削加工工艺的浅论* 张伟 (1. 沈阳理工大学,机械工程学院,机械设计制造及其自动化沈阳201311；) 摘要：传统意义上的高速切削是以切削速度的高低来进行分类的，而削机床则是以转速的高低进行分类。如果从切削变形的机理来看高速切削，则前一种分类比较合适；但是若从切削工艺的角度出发，则后一种更恰当。随着主轴转速的提高，机床的结构，刀具结构，刀具装夹和机床特性都有本质上的改变。高速意味着高离心力，传统的7:24锥柄，弹簧夹头，液压夹头在离心力的作用下，难以提供足够夹持力，同时为避免切削振动要求刀具系统具有更高的动平衡精度。高速切削的最大优势并不在于速度，进给速度提高所导致的效率提高，而由于采用了更高的切削速度和进给速度，允许采用较小的切削用量进行切削加工。由于切削用量的降低，切削力和切削热随之降低，工艺系统变形减小，可以避免铣削振动。利用这一特性可以通过高速铣削工艺加工薄壁结构零件。 关键词：高速铣削加工工艺 中图分类号：TG156 About High Speed Milling Technology Discussion ZHANG Wei (1. Shenyang Li gong University, School of Mechanical Engineering, Mechanical Design, Manufacturing and Automation, Shenyang 201311;) Abstract：Traditional high-speed cutting is to classify the level of cutting , and the cutting speed of the machine is based on the level of classification. If the view of the cutting mechanism of deformation speed cutting, the former is more appropriate classification ; However, if the angle of the cutting process , the latter is more appropriate. As the spindle speed increases , the structure of the machine tool structure , tool clamping and machine characteristics are essentially changed. High speed means high centrifugal force , the traditional 7:24 taper , collet chuck , hydraulic chuck under the effect of centrifugal force , it is difficult to provide sufficient clamping force , as well as to avoid cutting vibration requires balancing tool system has higher precision . The biggest advantage of high-speed cutting is not the speed, feed speed increased efficiency resulting from , but thanks to the higher cutting speed and feed rate, allowing the use of smaller cutting for cutting. Since the reduction cutting , cutting force and cutting heat decreases, reducing deformation process system to avoid vibration milling . Using this feature can speed milling machining thin-walled structural components . Key words：High speed Milling Processing technology 0 前言1 普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点： （1）高效高速铣削的主轴转速一般为15000r/min～40000r/min，最高可达100000r/min。 *高速切削技术论文.20131005下载模板.20131101完成初稿.20131127终稿. 在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的 铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。 （2）高精度高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。 （3）高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。
高速铣削加工效率的一般计算与分析
高速铣削加工效率的一般计算与分析(转) 随着高速切削技术的发展，高速铣削工艺的应用日益广泛，越来越受到制造企业和科研工作者的关注。信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士MIKRON公司购进第一台HSM-700型高速立式铣削中心后，2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用于生产。笔者通过对这批先进高速铣床的加工效率进行深入、细致的调查研究，对比了不同铣床的加工效率，推导了高速铣削加工效率的计算公式。 1.加工效率的计算 按照传统切削理论，切削加工效率Zw(cm3/min)可通过下列公式计算： Zw＝v×f×ap（1） 式中:v——切削速度，f——进给量，ap——切削深度 根据分析与研究，我们认为式（1）不适用于高速铣削加工效率的计算，原因主要有两点： ①高速铣床的主轴转速相当高（如HSM-700型高速铣床最高转速达42000r/min，加工平面时转速也在35000r/min以上），如此高的转速使刀具并非每一转都在切削金属； ②在实际加工中，设定的转速和进给量只是最大转速和最大进给量，实际的刀具转速和进给量时刻都在变化（HSM-700机床的自测功能可以显示整个切削过程中的变化情况），切削过程中的实际转速和进给量总是从较低值迅速达到较高值又很快降到较低值，如此反复变化，这是铣削过程的客观反映，而不像车削过程中可以保持转速和进给量恒定不变。 因此，我们提出用单位时间内的金属去除量Z(cm3/min)表示加工效率，即： Z＝W/t（2） 式中:W——切削过程总的金属去除量(cm3)，t——切削时间(min)(＞0) 式（2）更符
合高速铣削的实际情况，用式（2）很容易实现对高速铣削加工效率的计算，同时也便于不同铣床加工效率的比较。例如，原来在普通铣床上加工某零件，为了缩短生产周期，一部分零件现采用高速铣床加工。这样，可通过该零件的加工来比较两种加工设备的加工效率。由于该零件的表面质量要求不高，高速铣削和普通铣削均能达到要求。事实上，高速铣削加工出的零件表面粗糙度要比普通铣削加工低1～2个等级。 用单位时间内的金属去除量Z＝W/t（cm3/min）表示加工效率。试验中取铣削加工过程中的几个时间段，记录加工时间，测量在各个时间段零件加工前后的体积差，通过式（2）计算得到Z值。通过多次测量计算取Z的平均值，该平均值即可视为较准确的Z值。 对于上述零件的高速铣削过程，由式（2）算得的Z值为： Z（高速）＝W/t＝25.296cm3/min 按照传统切削理论即按式（1）计算得： Zw＝πDn/1000×100×vf/n×0.1×ap×0.1＝376.8cm3/min 比较Z（高速）和Zw，显然Zw与该零件实际的高速铣削加工效率相差很大。 2．不同铣床加工效率的比较 某研究所目前用于生产的铣床除HSM-700型高速铣床外，还有国产的立式铣床和进口的铣削中心。国产铣床是二十世纪九十年代初购进的北京第一机床厂生产的XK5040-1型立式升降台铣床（以下简称国产普通铣床），目前主要用于零件粗加工及少量铸铁件和钢件的加工；进口铣削中心是美国产VF-0 HAAS型铣削中心（以下简称进口普通铣床），可用于粗加工和精加工。 对于上述零件，在国产普通铣床上加工的切削效率为:
数控铣削加工工艺范围及铣削方式
页脚内容1 数控铣削加工工艺范围及铣削方式 铣削是铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。铣削的主要工作及刀具与工件的运动形式如图所示。 在铣削过程中，根据铣床，铣刀及运动形式的不同可将铣削分为如下几种： （1）根据铣床分类 根据铣床的结构将铣削方式分为 立铣和卧铣。由于数控铣削一个工序中一般要加工多个表面，所以常见的数控铣床多为立式铣床。 （2）根据铣刀分类 根据铣刀切削刃的形式和方位将铣削方式分为周铣和端铣。用分布于铣刀圆柱面上的刀齿铣削工作表面，称为周铣，如图6-2（a ）所示；用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣，如图6-2 （b ）所示。 图中平行于铣刀轴线测量的切削层参数ap 为背吃刀量。垂直于铣刀轴线测量的切削层参数ac 为切削宽度，fz 是每齿进给
量。单独的周铣和端铣主要用于加工平面类零件，数控铣削中常用周、端铣组合加工曲面和型腔。 （3）根据铣刀和工件的运动形式公类 根据铣刀和工作的相对运动将铣削方式分为顺铣和逆铣。铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，称为顺铣如图（6-3）a 所示；铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向 与工件进给方向相反，称为逆铣，如图（6-3）b所示。 顺铣与逆铣比较：顺铣加工可以提高铣刀耐用度2~3倍， 工件表面粗糙度值较小，尤其在铣削难加工材料时，效果更 加明显。铣床工作台的纵向进给运动一般由丝杠和螺母来实 现，采用顺铣法加工时，对普通铣床首先要求铣床有消除进 给丝杠螺母副间隙的装置，避免工作台窜动；其次要求毛坯 表面没有破皮，工艺系统有足够的刚度。如果具备这样的条件，应当优先考虑采用顺铣，否则应采用逆铣。目前生产中采用逆铣加工方式的比较多。数控铣床采用无间隙的滚球丝杠传动，因此数控铣床均可采用顺铣加工。 数控铣削主要特点 （1）生产率高 （2）可选用不同的铣削方式 （3）断续切削 （4）半封闭切削 数控铣削主要加工对象 （1）平面类零件 页脚内容2
(完整版)数控G02-G03圆弧插补指令教案
G02/G03圆弧插补指令 一、场地安全： 1. 强调实习课堂安全要求； 2. 上机安全操作规程。 二、教学目的： 知识目标：1. 了解并掌握G02/G03指令的功能和格式。 2 ．掌握简单形面的程序设计思路和方法。 技能目标：1.通过对简单零件的加工，能熟练使用数控车床面板上的各功能键 2 .通过车削带圆柱、倒角、倒圆及圆弧的工件，培养学生基本操作 技能，养成安全文明生产的习惯。 3 .培养学生综合分析能力。 三、教学重、难点： 重点：1. G02/G03指令格式，参数含义。 2.顺逆圆弧的判断。 难点：顺逆圆弧的判断。 四、教学方法： 任务驱动法、仿真教学法 五、课堂设计： 1 .课时安排： 2 课时 2.理论与仿真练习相结合 3. 时间分配：复习与新课导入：5 分钟理论讲授：30 分钟课堂练 习：40分钟总结：3分钟作业布置：2分钟 六、教学过程： （一）组织教学：1 .检查学生出勤情况、工作服及胸卡佩戴情况 2 .强调课堂纪律，做到安全文明生产 3 .简要总结上次课题的教学情况
二）新课导入：
回顾前面所学的快速定位G00直线插补G01指令，我们学会了简单台阶零件的编程，但实际很多零件的外形轮廓往往是圆弧连接的，例如这个（教具）：同学们都知道，加工直线轮廓用直线插补，那加工圆弧轮廓呢？ 生：用圆弧插补 师：对，这就是今天我们要学习的，圆弧插补指令G02/G03. 提问学生： （三）新课讲解： 1 ?认识新指令： ①指令概述：G02/G03圆弧插补指令使刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。 ②圆弧顺、逆的判断：圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插 补指令.（那么什么时候用顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插补指令），这里首先要看机床是前置刀架，还是后置刀架 我们用的机床是前置刀架，因此，顺时针方向用G03圆弧指令，逆时针方向用G02圆弧指令。 ③指令格式： G02 X(U) Z(W)R F(逆时针圆弧插补） G03 X(U) Z(W)R F( 顺时针圆弧插补） ④字母含义： X、Z:圆弧终点的绝对坐标 U、W圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量 R:圆弧半径 F:切削进给速度 2 ?指令注意事项: （a）前置刀
高速加工工艺考核试题
高速加工工艺 （）1. 高速切削（HSM或HSC）是二十世纪九十年代迅速走向实际应用的先进加工技术，通常指高主轴转速和高进给速度下的（）。 A. 机械加工 B. 数控加工 C .数控车 D .立铣 （）2. 高速切削概念始于（）年德国所罗门博士的研究成果。 A. 1931 B .1949 C. 1985 D .1934 （）3. 当以适当高的切削速度, 约为常规速度的( )倍加工时，切削刃上的温度会降低，因此有可能通过高速切削提高加工生产率。 A. 5-8 B.5-10 C.10-20 D. 10-15 （）4. 高速切削是一项系统技术，从刀具材料、刀柄、机床、控制系统、加工工艺技术、CAD/CAM 等，均与常规加工( )。 A.基本相似 B.完全相同 C. 有很大区别 D.毫无关系 ( ）5. 由于主轴转速很高，切削液难以注入加工区，通常采用油雾冷却或（）方法 A.水雾冷却 B.吹气冷却 C.油气混合冷却 D.干切削 （）6. 高速铣削工艺相对常规加工具有以下一些优点：( ) A. 提高生产率 B. 改善工件的加工精度和表面质量 C.实现整体结构零件加工 D. 以上都是 （）7. 铣削深度较小，而进给较快，加工表面粗糙度很小，铣削铝合金时可达Ra0.4～0.6,铣削钢件时可达( )。 A. Ra0.2～0.3 B. Ra0.2～0.5 C. Ra0.2～0.4 D. Ra0.2～0.6 ( )8. 高速铣削已可加工硬度达( )的零件，因此，高速铣削允许在热处理以后再进行切削加工. A. HRC60 B. HRC40 C. HRC70 D. HRC80 ( )9. 高速切削基础理论与关键技术不包括以下( )： A.高速切削机理； C.高速切削机床技术； B.高速切削刀具技术； D.高速切削模拟技术 ( )10. 阻碍切削速度提高的关键因素是切削刀具是否能承受越来越高的( ). A. 切削力 B. 转速 C. 切削温度 D.进给量 ( )11. 高速主轴一般做成（）的结构形式 A.模拟主轴 B. 电主轴 C.伺服主轴 D.变频主轴 ( )12. 高速主轴单元包括动力源、主轴、（）和机架四个主要部分，是高速加工机床的核心部件． A.冷却系统 B.润滑系统 C. 轴承 D.检测装置 ( )13. 超高速机床要求其CNC 系统的数据处理时间要快得多，高的进给速率要求CNC 系统有很高的内部数据处理速率，而且还应有( )程序 存储量。 A. 较大的 B.较小的 C.不需要 （ )14. 很多高速机床的床身和立柱材料采用聚合物混凝土(或人造花岗岩)，这种材料阻尼特性为铸铁的7～10 倍，比重只有铸铁的( )。 A. 1/5 B. 1/3 C. 1/4 D. 1/10
广州数控车床 指令代码大全
1、GSK980Ta功能列表代码组别意义格式 G00快速定位 G00X（U）_ Z (W) _ G01直线插补 G01X（U）_ Z (W) _ F_ G02圆弧插补（顺时针方向CW）G02 X_Z_R_F 或G02 X_Z_ I_K_F G03圆弧插补（逆时针方向CCW）G03 X_Z_R_F 或G03 X_Z_ I_K_F G04暂停G04 P_；（单位：秒） G04 X_；（单位：秒） G04 U_；（单位：秒） G28自动返回机械原点G28 X（U）_ Z (W) _ G32切螺纹G32X（U）_ Z(W) _ F _（公制螺纹） G32X（U）_ Z(W) _ I _（英制螺纹） G50坐标系设定G50 X(x) Z(z) G70精加工循环G70 P(ns) Q(nf) G71外圆粗车循环G71U（△D）R（E）F（F） G71 P（NS）Q（NF）U（△U）W（△W）S（S）T（T）G72端面粗车循环G72W（△D）R（E）F（F） G72 P（NS）Q（NF）U（△U）W（△W）S（S）T（T）G73封闭切削循环G73 U（△I）W(△K) R（D）F（F） G73 P（NS）Q（NF）U（△U）W（△W）S（S）T（T）G74端面深孔加工循环G74 R（e） G74 X(U) Z(W) P(△i)Q(△k)R(△d)F(f) G75外圆、内圆切槽循环G75 R（e） G75 X(U) Z(W) P(△i)Q(△k)R(△d)F(f) G76复合型螺纹切削循环G76 P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d) G76 X(U) Z(W) R(i) P(k)Q(△d) F(L) G91外圆、内圆车削循环G90X(U)_Z(W)_R_F_ G92螺纹切削循环G92X（U）_ Z(W) _ F _（公制螺纹） G92X（U）_ Z(W) _ I _（英制螺纹） G94端面车削循环G94 X(U)_Z(W)_F_ G98每分进给G98 G99每转进给G99 2、GSK980T M功能列表代码意义格式: M00程序暂停，按“循环起动”程序继续执行 M01程序计划停止 M02程序结束 M03主轴正转 M04主轴反转 M05主轴停止 M08冷却液开 M09冷却液关
金属切削过程
车床的规格一般都用字母和数字，按一定规律组合进行编号，以表示车床的类型和主要规格。 比如车床型号C6132的含义如下：C——车床类；6——普通车床组；1——普通车床型；32——最大加工直径为320mm。 老型号C616的含义如下：C——车床；6——普通车床；16——主轴中心到床面距离的1/10，即中心高为160mm。 金属切削过程 金属切削过程是指在刀具和切削力的作用下形成切屑的过程，在这一过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，产生许多物理现象，如切削力、切削热、积屑瘤、刀具磨损和加工硬化等。 一.切削过程及切屑种类 1.切屑形成过程： a. 对塑性金属进行切削时，切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。 当工件受到刀具的挤压以后，切削层金属在始滑移面OA以左发生弹性变形。在OA面上，应力达到材料的屈服强度，则发生塑性变形，产生滑移现象。 随着刀具的连续移动，原来处于始滑移面上的金属不断向刀具靠拢，应力和变形也逐渐加大。在终滑移面上，应力和变形达到最大值。越过该面，切削层金属将脱离工件基体，沿着前刀面流出而形成切屑。 b.三个变形区： (1)第一变形区I：从OA线到OE线内的区域，伴随沿滑移线的剪切变形以及随之产生的加工硬化。 (2)第二变形区II：切屑与前刀面磨擦的区域，切削底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减缓，切削弯曲，切削与刀具接触温度升高。 (3)第三变形区III：工件已加工表面与后刀面接触的区域，存在纤维化与加工硬化，变形较密集。 2.切屑的类型及切屑控制(图a～c为切削塑性材料，图d为切削脆性材料) a.切屑的类型:
b.切屑控制： “不可接受”的切屑：切削条件恶劣导致。影响主要有拉伤工件的已加工表面；划伤机床；造成刀具的早期破损；影响操作者安全。 切屑控制：在切削加工中采取适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，使形成“可接受”的良好屑形。 “可接受”的切屑标准：不妨碍正常的加工；不影响操作者的安全；易于清理、存放和搬运。 切削控制的措施：在前刀面上磨制出断屑槽或使用压块式断屑器。 断屑槽的基本形式： L：切屑在前刀面上的接触长度 R：卷屑槽半径 二.积屑瘤 在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时，常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。它的硬度很高，通常是工件材料的2—3倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替刀刃进行切削。这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤或刀瘤。 1.积屑瘤的形成过程 1)切屑对前刀面接触处的摩擦，使前刀面十分洁净。 2)当两者的接触面达到一定温度同时压力又较高时，会产生粘结现象，即一般所谓的“冷焊”。切屑从粘在刀面的底层上流过，形成“内摩擦”。 3)如果温度与压力适当，底层上面的金属因内摩擦而变形，也会发生加工硬化，而被阻滞在底层，粘成一体。 4)这样粘结层就逐步长大，直到该处的温度与压力不足以造成粘附为止。 2.切屑瘤对切削过程的影响 1)实际前角增大
高速切削加工技术
高速切削加工技术 在现代机械切削加工技术中，高速切削正在越来越多地被人提及，其技术已开始被使用，随之而来的，首先是高速机床，那么，高速切削与传统切削技术究竟有什么不同? 其实现的条件是什么? 实现它有哪些益处? 其适用性怎么样呢? 本文将试图回答这些问题，并且尽可能结合目前在世界上居领先水平的瑞士MIKRON公司的机床的结构、特点来分析，用它同目前国内仍在普遍应用的传统的加工方法和切削理论相比较，促进高新技术在国内的应用和普及。 缩短加工时的切削与非切削时间，对于复杂形状和难加工材料及高硬度材料减少加工工序，最大限度地实现产品的高精度和高质量，是我们提高劳动生产率、实现经济性生产的一个重要的目标。有人认为，一提高速加工，就是主轴转速要几万转；只要主轴转速一达到几万转，就可以实现高速切削，这其实是不全面的。 随着科学技术的发展，现代机床已经具备了下面的条件，也只有具备这些条件，才会使得高速切削成为可能。 1.机电一体化的主轴，即所谓电主轴。现代化的主轴是电机与主轴有机地结合成一体，采用电子传感器来控制温度，自有的水冷或油冷循环系统，使得主轴在高速下成为“恒温”；又由于使用油雾润滑、混合陶瓷轴承等新技术，使得主轴可以免维护、长寿命、高精度。由于采用了机电一体化的主轴，减去了皮带轮、齿轮箱等中间环节，其主轴转速就可以轻而易举地达到0～42000r/min，甚至更高。不仅如此，由于结构简化，造价下降，精度和可*性提高，甚至机床的成本也下降了。噪声、振动源消除，主轴自身的热源也消除了。MIKRON公司便采用了本集团“STEP－TEC”公司生产的电主轴，这种电主轴采用了其特别的、最先进的矢量式闭环控制、高动平衡的主轴结构、油雾润滑的混合陶瓷轴承，可以随室温调整的温度控制系统，确保主轴在全部工作时间内温度衡定。 何为矢量式闭环控制呢？其实就是借助数/模转换，将交流异步电动机的电量值变换为直流电模型，这样，既可实现用无电刷的交流电机来实现直流电机的优点，即在低转速时，保持全额扭矩，功率全额输出，主轴电机快速起动和制动。以UCP710机床切削45#钢为例，用STEP-TEC 的主轴铣削，铣刀直径?63mm, 主轴转速为1770r/min，金切量为540cm3/min；在无底孔钻孔时，钻头直径?50mm, 转速1350r/min，可一次钻出，而无需常用的先打中心孔,而后钻孔再扩孔的方法。 2.机床普遍采用了线性的滚动导轨，代替过去的滑动导轨，其移动速度、摩擦阻力、动态响应，甚至阻尼效果都发生了质的改变。用手一推就可以将几百公斤甚至上千公斤的重工作台推动。其特有的双Ｖ型结构，大大提高了机床的抗扭能力；同时，由于磨损近乎为零，导轨的精度寿命较之过去提高几倍。又因为配合使用了数字伺服驱动电机，其进给和快速移动速度已经从过去最高的6m/min，提高到了现在的20～60m/min，MIKRON公司的最新型机床使用线性电机，进给和快移速度可达80m/min。 3.目前最先进的数控系统已经可以同时控制8根以上的轴，实现五轴五联动，甚至六轴五联动，多个CPU，数据块的处理时间不超过0.4ms；同时，均配置功能强大的后置处理软件，运算速度快，仿真能力强且具备程序运行中的“前视”功能，随时干预，随时修改。外接插口，数据传输速度快，甚至可以与以太网直联；加上全闭环的测量系统，配合使用数字伺服驱动技术，机床的线性移动可以实现1～2g的加速和减速运动。 4.机床床身结构进一步优化，现代机床均采用落地式床身，整体铸铁结构，龙门式框架的主轴立柱，尽可能由主轴部件来实现二轴甚至三轴的线性移动，考虑到刀具重量的变化极小，这样，在工件乃至工作台不进行快速线性移动的情况下，机床快速线性移动的部件的重量近乎常量，因此，更容易实现快速加速和减速情况下的运动惯量及实现动态平衡，减少由于动态冲击所带来的
数控车床编码指令大全
数控车床编程基本指令大全 常用编程指令的应用 车削加工编程一般包含X和Z坐标运动及绕Z轴旋转的转角坐标C 。 (1)快速定位(G00或G0) 刀具以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置。 指令格式：G00 X(U) Z(W) ； (2)直线插补(G01或G1) 指令格式：G01 X(U) Z(W) F ； 图1 快速定位图2 直线插补 G00 X40.0 Z56.0； G01 X40.0 Z20.1 F0.2； /绝对坐标，直径编程； /绝对坐标，直径编程，切削进给率0.2mm/r G00 U-60.0 W-30 G01 U20.0 W-25.9 F0.2； /增量坐标，直径编程 /增量坐标，直径编程，切削进给率0.2mm／r
(3)圆弧插补(G02或G2，G03或G3) 1)指令格式: G02 X(U)_Z(W)_I_K_F_ ； G02 X(U) Z(W) R F ； G03 X(U)_Z(W)_I_K_F_ ； G03 X(U) Z(W) R F ； 2)指令功能: 3)指令说明: ①G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。圆弧的顺、逆方向判断见图3左图，朝着与圆弧所在平面相垂直的坐标轴的负方向看，顺时针为G02，逆时针为G03，图3右图分别表示了车床前置刀架和后置刀架对圆弧顺与逆方向的判断； 图3 圆弧的顺逆方向 ②如图4，采用绝对坐标编程，X、Z为圆弧终点坐标值；采用增量坐标编程，U、W为圆弧终点相对圆弧起点的坐标增量，R是圆弧半径，当圆弧所对圆心角为0°～180°时，Ｒ取正值；当圆心角为180°～360°时，R取负值。I、K为圆心在X、Z轴方向上相对圆弧起点的坐标增量（用半径值表示），I、K为零时可以省略。
不锈钢的铣削
不锈钢的铣削 一.不锈钢铣削的特点 铣削的主要特点是断续切削,切削过程中冲击和振动比较利害,不如车削时那样平稳.由于不锈钢材料韧性大,切屑不易切离,加工硬化趋势强等特点,更增加了铣削过程中的不利因素.综合起来不锈钢铣削的特点主要表现在以下几个方面: 1.材料韧性大,高温强度、硬度高，切削变形困难，切屑过程的切削力大， 2.不锈钢的粘附性、熔着性强，切屑易粘附在铣刀刀刃上，恶化切削条件。 3.由于断续切削，冲击、振动较大，再加上不锈钢材料的特性，铣刀刀齿很容易崩刃 和磨损。 4.不锈钢加工硬化趋势强，断续切削会增加硬化的趋势，使切削条件变坏。 5.由于上述因素的综合影响，使不锈钢不容易进行高速切削。 因此，不锈钢铣削的铣削应从以下几个方面采取措施： ①选用功率较大、振动较小的铣床。 ②采用抗冲击韧性较好且又耐磨的刀具材料。 ③采用合适的刀具结构和几何形状。 ④选用合适的切削用量。 ⑤选用合适的冷却润滑液。 ⑥正确进行操作。 二．不锈钢铣削的铣刀 1．铣刀切削部分的材料 铣削不锈钢时由于是断续切削，冲击载荷较大，切削条件比较恶劣。因此要求刀具 切削部分的材料坚韧性比较好，能承受较大的冲击载荷。铣削不锈钢时铣刀切削部 分的材料主要有高速钢和硬质合金两大类。一般低速切削时大多采用高速钢刀具，其中特别是成型铣刀和小直径的杆铣刀，由于制造上的困难更是采用高速钢比较合 适。对于不锈钢来说，高速钢的耐磨性能仍然是不够理想的。因此，在条件许可的 情况下，最好采用含钴、含铝等超硬型高速钢来制造刀具，一提高刀具的耐用度。 中速、高速铣削时，特别是端面铣削时以采用YW2或YG8较为合适，有时也可以 采用YT15。用YW2制造铣刀比YG8具有较高的耐磨性能。 2．铣刀有关的几何参数对不锈钢铣削的影响： 1）前角γ 前角的大小，对不锈钢铣削过程影响很大：增加前角，切削过程中切屑变形容易切削阻力较小，切屑比较切离，如果铣刀前角等于零，铣削时产生的合 力R有把铣刀推离工件的趋向，这样刀齿就更加不易切入工件。加工不锈钢时 一般不采用这种刀具。 前角为正值的铣刀，铣削时产生的合力只有把铣刀拉如工件的趋向，这样就使铣刀比较容易切入工件。因此铣削不锈钢时铣刀的前角一般都采用10°～ 20°,其中采用15°的较多。用硬质合金刀头加工不锈钢时,可根据不同的情况 采用不同的前角。负前角的铣刀一般不太适合于不锈钢的铣削.利用组装式高速 刀盘时,可以同车工一样磨出刃口部分代圆卷屑槽的25°～30°的大前角.为了 提高刀具的耐用度,刀具刃口上应留有0.05-0.2的刃带，完全快口的刀具在铣削 不锈钢时很快就会卷口. 由于铣刀的切削部分的形状比较复杂,铣刀垂直截面上的前角γ和螺旋角ω几横向前角γ1(端面刃前角)之间的关系可按下式计算:
高速铣削加工颠覆模具生成方式
高速铣削加工颠覆模具生成方式高速铣削加工颠覆了这家汽车零件锻造公司的十几年旧加工习惯，重新使模具制造返回到室内生产。 一位潜在的客户在Trenton锻造公司的参观访问中，看到了一个锻造的零件，非常像他要求该公司报价生产的零件。 位于密西根州的Trenton锻造公司就是在参观的前一星期收到了由这一客户邮寄来的报价材料。然而，该客户得知这并不是类似的零件，正是他所需要的那个零件。在收到客户打印资料的一星期内，Trenton 锻造公司模仿这一工件，加工制造了一套模具，而且试制了一批很好的锻件。 Trenton公司展示了他们的实力。同时，也展示了他们在重点工作方面所具备的新能力。由于在如何加工模具和谁能加工这一模具方面的情况发生了变化，现在这家汽车锻模供货商就能够向客户保证，在非常紧迫的时间内交货。原因是适于这一工作的模具在一星期之内就完工了；Trenton公司可以承诺在两星期之内交付任何模具。然而在一年前的这个时候，该公司根本不敢做出这样的承诺。
2000年10月，Trenton公司安装了两台转速高达18000r/min的模具铣削加工中心。2000年9月，该公司完成了安装这两台机床的厂房建设。建成新的车间和雇佣适当的工作人员以后，该锻模供应商就能发挥自己加工模具的潜力，使公司能承包十几年来未曾想像的加工任务。只通过铣削加工制造模具的能力就足以说明为什么这一工作现在可以在室内完成的原因。 铣削加工的优缺点 Trenton锻造公司的模具制造主要依*EDM放电加工机床。为什么Trenton公司的老板David Moxiow先生决定要购置两台加工中心，来替代EDM放电加工机床呢？快速而精确的加工中心，可以通过快速而轻巧的切削，直接在钢块上铣削加工出复杂的模具，而且成本效益很好。因此，Trenton公司现在可以通过一次调试装卡，就能从硬度42 RC 的钢块上加工完成一个模具。 项目工程师Jason Van Buren先生解释了为什么在室内加工制造模具能如此吸引人的原因。采用EDM机床加工模具需要很多加工工序和步骤，其所需的工作量一般要比锻模供货商制作模具所花费的工时更大。其加工工序一般包括模型的制作、电极铣削加工、通过人工加工准备制作模具的钢块以及EDM机床本身的放电加工。除了只有一个工序以外，其他全部离不开手工作业。也就是说在执行放电加工时，只有一
高速铣削加工技术的主要优点及应用介绍
高速铣削加工技术的主要优点及应用介绍由于生产的发展和产品更新换代的速度加快，对模具的生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，于是电火花加工存在的问题就暴露出来。所谓高速铣削是指主轴转速可达10000？C80000转/分，快速进给速度可达30-40米/分，加速度可达1g，换刀时间可提高到1-2秒并可获得粗糙度Ra0.6mm以上，还可以加工硬度达60HRC的模块。形成对电火花加工的挑战，它与传统铣削加工相比，具有温升低热变形小等优点。 从物理本质上来说，电火花加工是靠放电烧蚀的“微切削”工艺。对加工过程非常之缓慢表面进行局部高温放电烧蚀过程中，工件表面的物理机械性能会受到一定程度的损伤，常在型腔表面形成微细裂纹，表面粗糙度也达不到模具的要求，因而还有进行费力，费时手工研磨和抛光。因此，生产效率低，质量不稳定，模具已成为新产品开发速度的一关键因素，与电火花加工相比，高速铣削加工的主要优点：1、产品质量好。高速铣削以高于常规切削速度10倍左右的切削速度对零件进行高速加工，毛坯材料的余量还来不及充分变形在瞬间被切离工件、工件表面的残余应力非常小；切削过程的绝大多数热量约95%被切削屑带走，工件热变形小；高速加工过程中，机床主轴高速运转，激振频率远离“机床—刀具—工件”系统的固有频率范围，加工过程平稳无冲击。因此，零件的加工精度高，表面质量好，粗糙度可达0.6mm，型腔表面质量可达到磨削水平。
2、生产效率高。用高速铣削加工的模具，可在一次装夹中完成粗、精加工和模具零件其他部位的机械加工，即所谓“一次过”技术，不需后续的手工研磨与抛光，又容易实现加工过程自动化。它还能加工形状复杂的零件和薄壁零件。由于高速切削时切削力大为减少，尤其是横向（Py）切削力很小，这就有利于加工复杂模具型腔中一些细筋和薄壁，其壁厚甚至小于1mm。 总之高速铣削完全符合现代制造技术“高效率、高精度和高自动化”的发展方向，有广阔的应用前景。而电火花成型加工对一些尖角、窄槽、深小孔和过于复杂的型腔表面和精密加工还是有用的。两者应该扬长避短，相辅相成。建议先在厦门、福州、泉州等地有实力的企业，引进高速铣削机床，然后全省逐渐推广。 台州亚古机床设备有限公司 https://www.wendangku.net/doc/2b9937396.html,
旋风铣加工过程
旋风铣定义 旋风铣就是安装在普通车床上的高速切削动力头, 用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀，从工件上铣削出螺纹的螺纹加工方法。因其銑削速度高（速度达到400m/min）加工效率快。并采用压缩空气进行排屑冷却。加工过程中切削飞溅如旋风而得名—旋风铣。 旋风铣可以实现干切削、重载切削、难加工材料和超高速切削，消耗动力小。表面粗糙度能达到Ra0.8μm。车床主轴转速慢，所以机床运动精度高、动态稳定性好，是一种先进的螺纹加工方法。 旋风铣的切削形式分为：（1）内切式（2）外切式 旋风铣的切削方法分为：（1）顺铣法（2）逆铣法 旋风铣加工过程 旋风铣与车床配套后在加工过程中需要完成五个加工运动： （1）刀盘带动硬质合金成型刀高速旋转（主运动） （2）车床主轴带动工件慢速旋转（辅助运动） （3）旋风铣根据工件螺距或导程沿工件轴向运动（进给运动） （4）旋风铣在车床中拖板带动下进行径向运动（切削运动） （5）旋风铣在一定角度范围内还有螺旋升角调整的自由度。 XW350
型号：ＸＷ350 转速：８００RMP、１２００RMP、 加工范围：外螺纹∮６－350ｍｍ 铣头重量：220ｋｇ 功率：4.ＫＷ 刀盘：４刀位可安装焊接、机夹刀具 配套车床：C630、CW6163 或以上各种车床
ＸＷ－６０ 型号：ＸＷ－６０ 转速：８００RMP、１２００RMP、２４００RMP 加工范围：外螺纹∮６－６０ｍｍ 铣头重量：１１５ｋｇ 功率：１.５ＫＷ 通用刀盘：４刀位可安装焊接、机夹刀具 配套车床：C61４０、Ｃ６１５０或C620
ＸＷ６０－III内外一体机 型号：ＸＷ６０－III内外一体机 转速：普通１２００ 加工范围：外螺纹∮６－６０内螺纹∮２６－０４００ 铣头重量：１４０ｋｇ 功率：１.５ＫＷ 通用刀盘：４刀位可安装焊接、机夹刀具 配套车床：Ｃ６１４０、Ｃ６１５０、Ｃ６２０或４０以上各种车床
高速切削加工技术作业
高速切削加工技术 许磊 （合肥学院机械工程系13机制（1）班 1306011031） 摘要：高速切削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技术，与传统加工技术相比是质的飞越，具有高生产效率、小切削力、高加工精度、低能耗等特点。可以解决在模具常规切削加工中备受困扰的一系列问题，有着强大的生命力和广阔的应用前景。 关键词：高速加工工艺、高速加工应用、高速加工趋势。 引言：对于某种机械零件而言，高速加工就是以较快的生产节拍进行加工。一个生产节拍：零件送进 →定位夹紧→刀具快进→刀具工进（在线检测）→刀具快退→工具松开、卸下→质量检测等7个基本生产环节。而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动（或移动）速度超过普通切削5～10 倍，主要体现在刀具快进、工进及快退三个环节上，是高速加工系统技术中的一个子系统。对于整条自动生产线而言，高速加工的表征是以简捷工艺流程，以较短、较快的生产节拍的生产线进行生产加工。这就要求突破机械加工传统观念，在确保产品质量的前提下，改革原有加工工艺（方式），尽可能地缩短整条生产线的工艺流程。对于某一产品而言，高速加工也意味着企业要以较短的生产周期，完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开发、加工制造、市场营销及反馈相关信息。 一、高速切削工艺 加工工艺是成功进行高速切削加工的关键技术之一。选择不当，会使刀具磨损加剧，完全达不到高速加工的目的。高速切削工艺技术包括切削参数、切削路径、刀具材料及刀具几何参数的选择等。 1．切削参数的选择 在高速切削加工中，必须对切削参数进行选择，其中包括刀具接近工件的方向、接近角度、移动的方向和切削过程（顺铣还是逆铣）等． 2．切削路径的选择 切削路径的选择与优化在高速切削加工中，除了刀具材料和刀具几何参数的选择外，还要采取不同的切削路径才能得到较好的切削效果。切削路径优化的目的是提高刀具耐用度，提高切削效率，获得最小的加工变形，提高机床走刀利用率，充分发挥高速加工的优势。主要包括: 1)走刀方向的优化在走刀方向的选择上，以曲面平坦性为评价准则，确定不同的走刀方向选取方案；对 于曲率变化大的曲面以最大曲率半径方向为最优进给方向，对曲率变化小的曲面，以单条刀轨平均长度最长为原则选择走刀方向。 2)刀位轨迹生成按照刀位路径尽可能简化，尽量走直线，路径尽量光滑的要求选择加工策略，选择合适 的插补方法，保证加工面残留高度的要求，采用过渡圆弧的方法处理加工干涉区，这样在加工时就不需要减速，提高加工效率。 3)柔性加减速和断刀的几率。选取合适的加减速方式，减少启动冲击，保持机床的精度，减少刀具颤振。 3．刀具材料的选择 刀具材料的合理选择遵循以下原则: 1)切削刀具材料与加工对象的力学性能匹配，主要指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能相 匹配，具有优良高温力学性能的刀具尤其适合高速切削加工。对于硬脆刀具（如硬质合金和陶瓷）的磨损起决定作用的主要因素是其力学性能。 2)切削刀具材料与加工对象的物理性能匹配，主要是指刀具与工件材料的熔点、弹性模量、导热系数、 热膨胀系数、抗热冲击能力等物理参数要相匹配。加工导热性差的工件时，应采用导热较好的刀具材料，以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。对于精密加工则要选用热膨胀系数小的刀具材料（金刚石等）。高速干切削、高速硬切削和高速加工黑色金属的最高切削速度主要受限于刀具材料的耐热
铣削加工
铣削加工 1．铣削加工的工艺范围及特点 (1)铣刀是典型的多刃刀具，加工过程有几个刀齿同时参加切削，总的切削宽度较大；铣削时的主运动是铣刀的旋转，有利于进行高速切削，故铣削的生产率高 于刨削加工。 (2)铣削加工范围广，可以加工刨削无法加工或难以加工的表面。例如可铣削四 周封闭的凹平面、圆弧形沟槽、具有分度要求的小平面和沟槽等。 (3)铣削过程中，就每个刀齿而言是依次参加切削，刀齿在离开工件的一段时间内，可以得到一定的冷却。因此，刀齿散热条件好，有利于减少铣刀的磨损，延 长了使用寿命。 (4)由于是断续切削，刀齿在切人和切出工件时会产生冲击，而且每个刀齿的切削厚度也时刻在变化，这就引起切削面积和切削力的变化。因此，铣削过程不平 稳；轻易产生振动。 (5)铣床、铣刀比刨床、刨刀结构复杂，铣刀的制造与刃磨比刨刀困难，所以铣 削本钱比刨削高。 (6)铣削与刨削的加工质量大致相当，经粗、精加工后都可达到中等精度。但在加工大平面时，刨削后无明显接刀痕，而用直径小于工件宽度的端铣刀铣削时，各次走刀间有明显的接刀痕，影响表面质量。 铣削加工适用于单件小批量生产，也适用于大批量生产。 2．铣床及附件 铣床是用铣刀进行切削加工的机床，它的用途极为广泛。在铣床上采用不同类型的铣刀，配备万能分度头、回转工作台等附件，可以完成如图1所示的各种典型 表面加工。
图1 铣削的典型加工方法 铣床工作时的主运动是主轴部件带动铣刀的旋转运动，进给运动是由工作台在三个互相垂直方向的直线运动来实现的。由于铣床上使用的是多齿刀具，切削过程中存在冲击和振动，这就要求铣床在结构上应具有较高的静刚度和动刚度。