第4章 型腔铣和深度加工轮廓

第4章型腔铣和深度加工轮廓

学习提示：型腔铣主要用于工件的粗加工，快速去除毛坯余量，可加工平面铣无法加工的零件形状，一般包括带拔模角度的零件侧壁和带曲面的零件等。本章介绍型腔铣的加工特点、型腔铣的适用范围，与深度加工轮廓铣的异同；重点介绍型腔铣和深度加工轮廓的参数设置，包括切削层、切削参数、处理中的工件（IPW）等。最后通过实例来说明型腔铣和深度加工轮廓铣操作的运用。

技能目标：了解型腔铣和深度加工轮廓的应用范围，掌握设置切削层、切削参数的方法，掌握型腔铣和深度加工轮廓铣操作的设置方法。

4.1 型腔铣基础理论

型腔铣主要用于工件的粗加工，快速去除毛坯余量，可加工平面铣无法加工的零件形状，一般包括带拔模角度的零件侧壁和带曲面的零件等。型腔铣的操作原理是通过计算毛坯除去工件后剩下的材料来产生刀轨，所以只需要定义工件和毛坯即可计算刀位轨迹，使用方便且智能化程度高。本章将先介绍型腔铣的基本设置，再通过实例说明型腔铣的应用思路。

4.1.1 型腔铣与平面铣的比较

型腔铣与平面铣操作都是在水平切削层上创建的刀位轨迹，用来去除工件上的材料余量。大部分情况下，特别是粗加工，型腔铣可以替代平面铣，但平面铣也有它独特的优势。下面对型腔铣和平面铣进行比较。

1. 相同点

（1）型腔铣与平面铣刀具轴都垂直于切削层平面。

（2）型腔铣与平面铣的大部分参数基本相同，如切削方式、进刀和退刀、控制点、切削参数选项，拐角控制选项等。

2. 不同点

（1）定义工件和毛坯的几何体类型不同，平面铣使用边界，型腔铣大部分使用实体，也可使用小平面和边界。

（2）切削深度的定义不同，平面铣通过指定的边界和底面的高度差来定义总的切削深度。型腔铣是通过毛坯几何体和零件几何体来定义切削深度。

4.1.2 型腔铣的适用范围

型腔铣的适用范围很广泛，可加工的工件侧壁可垂直或不垂直，底面或顶面可为平面或曲面如模具的型芯和型腔等。可用于大部分的粗加工，直壁或斜度不大的侧壁的精加工，通过限定高度值，只作一层切削，型腔铣也可用于平面的精加工以及清角加工等。

适用于型腔铣的工件类型有如图4-1和图4-2所示。

图4-1打印机盖板的后模型腔图4-2 塑料前模型芯

4.1.3 型腔铣的参数设置

型腔铣创建操作的主界面如图4-3所示，型腔铣最关键的参数是切削层、切削区域，以及IPW（残留毛坯）的应用。本节先介绍型腔铣的加工原理，然后对型腔铣的参数设置作讲解。

图4-3 【型腔铣】对话框

型腔铣的加工原理是在刀具路径的同一高度内完成一层切削，当遇到曲面时将会绕过，再下降一个高度进行下一层的切削，系统按照零件在不同深度的截面形状计算各层的道路轨迹。如图4-4所示的零件，分4层切削，在不同的层里，道路轨迹也有所不同。

1. 切削层

切削层是为型腔铣操作指定切削平面。切削层由切削深度范围和每层深度来定义。一个范围由两个垂直于刀轴矢量的小平面来定义，同时可以定义多个切削范围。每个切削范围可以根据部件几何体的形状确定切削层的切削深度，各个切削范围都可以独立地设定各自的均匀深度。

图4-4 【型腔铣】的切削层

在【型腔铣】对话框下【刀轨设置】选项中单击【切削层】按钮，打开【切削层】对话框，如图4-5所示。在【切削层】对话框中，型腔铣操作提供了全面、灵活的方法对切削范围、切削深度进行调整。下面讲解切削层中的各个选项的理解和用法。

图4-5【切削层】对话框

（1）自动生成切削层

自动生成将范围设置为与任何水平平面对齐，这些是部件的关键深度。只要没有添加或修改局部范围，切削层将保持与部件的关联性，系统将检测部件上的新的水平表面，并添加关键层与之匹配。选择这种方式时系统会自动寻找部件中垂直于刀轴矢量的平面。在两平面之间定义一个切削范围，并且在两个平面上生成一种较大的三角形平面之间表示一个切削层，每两个小三角形平面之间表示范围内的切削深度，如图4-6所示。

图4-6 自动生成切削层图例

◆仅在底部范围

在【切削层】对话框中选择“仅在底部范围”复选框时，则在绘图区只保留关键切削层，如图4-7所示，该参数设定只加工关键切削层的深度，即只加工工件存在平面区域的深度，该参数常用于精加工。

◆切削深度

切削深度可分为总的切削深度和每一刀的深度，每一刀的深度可以定义为全局切削深度和某个切削范围内的局部削深度。如图4-8所示。

图4-7 仅在底部切削的切削层图4-8 切削深度

◆当前范围信息

向上和向下箭头：使用向上和向下箭头从各个范围中进行选择。图形区域中

突出显示的范围（以选择颜色显示）是当前的活动范围。其他范围将以部件颜色显示。当突出显示每个范围时，该范围的编号和层将显示在上/下箭头的上方，【范围深度】文本框中将显示该范围当前的深度值。

◆插入范围

使用【插入范围】可在当前的范围下添加一个新范围。

◆编辑当前范围

使用“编辑当前范围”可修改当前范围。

◆删除当前范围

使用【删除当前范围】可删除当前的范围。当删除一个范围时，所删除范围之下的一个范围将会进行扩展以自顶向下填充缝隙。如果删除仅有的一个范围时，系统将恢复默认的切削范围，该范围将从整个切削体积的顶部延伸至底部。

◆测量开始位置

顶层：从第一个切削范围的顶部开始测量范围深度值。

范围顶部：从当前突出显示的范围的顶部开始测量范围深度值。

范围底部：从当前突出显示的范围的底部开始测量范围深度值。也可使用滑尺来修改范围底部的位置。

WCS原点：从工作坐标系原点处开始测量范围深度值。

◆信息

在单独的窗口中显示关于该范围的详细说明。

◆显示

可重新显示范围以作为视觉参考。

（2）用户定义切削层

允许用户通过定义每个新范围的底面来创建范围，通过选择面定义的范围将保持与部件的关联性。但不会检测新的水平表面。

（3）单个切削层

根据部件和毛坯几何体设置一个切削范围，如图4-9所示。在单个切削层中只能修改顶层和底层。

图4-9 单个切削层图例

2. 切削区域

型腔铣操作提供了多种方式来控制切削区域。下面对5种切削区域定义方式分别进行介绍。

◆检查几何体

与平面铣类似，型腔铣的检查几何体用于指定不允许刀具切削的部位，如压板、虎钳等，不同之处是腔铣可用实体等几何对象定义任何形状的检查几何体。可以用片体、实体、表面、曲线定义检查几何体。

◆修剪边界

修剪边界用于修剪刀位轨迹，去除修剪边界内侧或外侧的刀轨，必须是封闭边界。

◆切削区域

切削区域用于创建局部刀具路径。可以选择部件表面的某个面或面域作为切削区域，而不选择整个部件，这样就可以省去先创建整个部件的刀具路径，然后使用修剪功能对刀路径进行进一步编辑的操作。当切削区域限制在较大部件的较小区域中时，切削区域还可以减小系统计算路径的时间。

◆轮廓线裁剪

在【切削参数】对话框中，当打开容错加工时，可以在【空间范围】选项卡中将【修剪由】设定为“轮廓线”，则系统利用工件几何体最大轮廓线决定切削范围，刀具可以定位到从这个范围偏置一个刀具半径的位置，如图4-10所示。

图4-10 【切削参数】对话框

◆参考刀具

在【切削参数】对话框的【空间范围】选项卡中，可以设定参考刀具，如图4-11所示，设定此参数常来创建清角刀轨，在对话框右边有产生的刀轨示意。还可设【重叠距离】，对刀轨进行进一步的控制。

图4-11 【空间范围】对话框

3. 处理中的工件（IPW）

IPW就是In Process Workpiece，是指工序件的意思。该选项主要用于二次开粗，是型腔铣中非常重要的一个选项。处理中的工件（IPW）也就是操作完成后保留的材料，该选项可用的当前输出操作（IPW）的状态，包括3个选项。“无”、“使用3D”和“使用基于层的”如图4-12所示。

图4-12处理中的工件选项图4-13“无”处理中的工件

◆无：该选项是指在操作中不使用处理中的工件。也就是直接使用几何体父节点组中指的毛坯几何体作为毛坯来进行切削，不能使用当前操作加工后的剩余材料作为当前操作的毛坯几何体，如图4-13所示。

◆使用3D：该选项是使用小平面几何体来表示剩余材料。选择该选项，可以将前一操作

加工后剩余的材料作为当前操作的毛坯几何体，避免再次切削已经切削过的区域，如图4-14所示。

图4-14使用3D处中的工件图4-15使用基于层的选项

工程提示：在使用3D选项时，必须在选择的父节点中已经指定了毛坯几何体，否则在创建刀具路径时弹出警告对话框。提示几何体绷带没有定义毛坯几何体，不能生成刀

具路径。

使用基于层：该选项和“使用3D”类似，也是使用先前操作后的剩余材料作为当前操作的毛坯几何体并且使用先前操作的刀轴矢量，操作都必须位于同一几何父节点组内。使用该选项可以高效地切削先前操作中留下的弯角和阶梯面，如图4-15所示。

工程提示：在二次开粗时：如果当前操作使用的刀具和先前操作的刀具不一样，建议“使用3D”选项；如果当前操作使用的刀具和先前刀具一样，只是改变了步进距离或切

削浓度，建议选择“使用基于层”选项。

在定义IPW时，【空间范围】对话框会出现【最小移除材料】文本框，最小移除材料厚度值是在部件余量上附加的余量，使生成的处理中的工件比实际加大后的工序件稍大一点。如图4-16所示。比如当前操作指定的部件余量是0.5mm，而最小移除材料厚度值是0.2mm，生成的处理中的工件的余量是0.7mm。可以理解为，前一个IPW的余量在0.7以上的区域才能被本操作加工到。

内

图4-16 最小移除材料

IPW可以成功执行的条件是，在使用之前的所有操作都必须有同一个几何体组之下，且全部操作已生成。

工程提示：IPW常用于半精加工，清除前一把刀具铣不到的角落和无法下刀的区域。优先使用“跟随工件”的切削方式，生成的刀轨安全高效，智能化程度高。

4.1.4 深度加工轮廓操作

深度加工轮廓铣操作是型腔铣的特例，经常应用到陡峭曲面的精加工和半精加工，相对于型腔铣的“配置文件”方式，增加了一些特定的参数，如陡峭角度、混合切削模式、层间过渡、层间剖切等，其主界面如图4-17所示：

图4-17 深度加工轮廓（ZLEVEL-PROFILE）主界面

现对深度加工轮廓操作与型腔铣操作的区别，分别介绍如下。

（1）陡峭角度

此参数限定被加工区域的陡峭程度，而非陡峭面采用另外的加工方式，两者结合，达到对工件完整光顺精加工的目的。参数设定如图4-18所示。

（2）混合切削模式

当每层的刀轨没有封闭时，单向切削模式会产生许多提刀，采用混合切削模式避免提刀，

可以提高加工效率，使刀轨更为美观。参数设定如图4-19所示。

图4-18“陡峭角度”参数图4-19“混合”切削参数

（3）层间过渡

提供了2种层到层之间的过渡方法，其中“直接对部件进刀”避免了提刀，使得产生的

刀轨更为精简。参数设定如图4-20所示。

图4-20 【层到层】参数

（4）层间剖切

设定层间切削的步距和最大移动距离，可以实现在进行深度轮廓加工时，对非陡峭面进行均匀加工。参数设定如图4-21所示。

图4-21 “在层之间切削”参数

4.2 打印机后盖板模型型腔铣实例

工程案例导入：

工件简图：打印机盖板后模型腔，如图4-22所示。

加工方法：依据零件型面特征，采用型腔铣进行加工操作。

项目要求：本例使用型腔铣对打印机盖板后模型腔进行粗加工。

图4-22 打印机盖板的后模型腔

4.4.1实例分析

本例是打印机盖板一模两腔的后模型腔，属于典型的塑胶模，本例主要目的是通过后模型腔开粗加工的过程，让读者逐步熟悉型腔铣的基本思路和步骤。

零件材料是718钢，加工思路是通过型腔铣进行开粗加工，侧面留0.35mm加工余量，底面留0.15mm的余量，加工工艺方案制定如表4－1所示。

表4-1型腔铣的加工工艺方案

4.4.2粗加工

步骤01：单击【打开】按钮，弹出【打开】对话框，如图4-23所示。选择附书光盘中的“\part\4\4-1.prt”文件，单击OK按钮。

图4-23 【打开】对话框

步骤02：初始化加工环境。选择菜单【开始】→【加工】命令，系统弹出【加工环境】对话框，如图4-24所示。进入【CAM设置】，选择“mill-contour”,单击按钮后，进入加工环境。

步骤03

导航器，在【导航器】工具条中单击【几何视图】按钮，如图4-25所示。

图4－24【加工环境】对话框图4－25 操作导航器_几何视图

步骤04：设定坐标系和安全高度。在操作导航器中，双击坐标系，打开

MILL_ORIENT对话框,如图4-26所示。指定MCS加工坐标系，单击零件的顶面，将加工坐标系设定在零件表面的中心。

图4－26【加工坐标系】对话框

在选择【间隙】选项下，在【安全设置选项】选取“平面”，并单击【指定平面】按钮，弹出对话框。单击零件顶面，并在【偏置】文本框输入“20”，即安全高度为Z20，

单击按钮，完成设置，如图4-27所示。

图4－27【平面构造器】

步骤05：创建刀具。单击【插入】→【创建刀具】命令，打开【创建刀具】对话框，默认的【刀具子类型】为铣刀，在【名称】文本框中输入“D25”，如图4-28所示。单击按钮，打开刀具参数对话框，在【直径】文本框中输入“25”，如图4-29所示。这样就创建了一把直径为25mm的平铣刀。

图4-28 【创建刀具】对话框 图4-29 刀具参数对话框 步骤06： 创建几何体。在操作导航器中单击前的“+”号，展开坐标系父节

点，双击其下的WORKPIECE ，打开【铣削几何体】对话框，单击【指定部件】按钮，打开【部件几何体】对话框，在绘图区选择后模作为部件几何体，单击

按钮回到【铣削几何体】对话框。

步骤07： 创建毛坯几何体。在【铣削几何体】对话框中单击【指定毛坯】

按钮，打开【毛坯几何体】对话框。选择“自动块”单选按钮，如图4-30所示。单击两次

按

钮，返回主界面。

图4-30【毛坯几何体】对话框 图4-31【创建操作】对话框 步骤8：创建型腔铣。单击【插入】→【创建操作】按钮，打开【创建操作】对话框，如图4-31所示。在【类型】下拉列表中选择“mill-contour ”,修改位置参数，填写名称，然后选择CAVITY ＿MILLING 图标，单击确定按钮，打开【型腔铣】参数设置

对话框。 步骤9：修改切削模式。选择【切削模式】为“跟随周边

”。如图4-32所示。

图4-32 切削模式

步骤10：设定切削层。单击切削层按钮，打开【切削层】对话框，在“每一刀的全局深度”文本框中输入0.5，如图4-33a)所示。单击编辑切削层按钮，然后点击上下移动键，选择第三个切削范围，点击删除切削层按钮，只保留如图4-33b)所示切削范围。

a) 【切削层】对话框 b) 切削层范围设定

图4-33 切削层参数设计

工程提示：由于自动生成的切削层，是在工件的厚度范围内生成的切削层，但加工高度范围生成的切削层才是所需要的，删除不需要的切削层可以节

省系统计算的时间。

步骤11: 设定切削策略。单击切削参数按钮，打开【切削参数】对话框，在【策略】选项卡中设置【切削方向】为“顺铣”，【切削顺序】为“深度优先”，如图4-34所示。

图4-34 【策略】设置

步骤12：设定切削余量。在【切削参数】对话框中，单击【余量】选项卡，取消使用“底部面和侧壁余量一致”勾选项，修改【部件侧面余量】为0.35mm，【部件底部面余量】为

0.15 mm。如图4-35所示，单击按钮。

图4-35 【余量】设置

工程提示：型腔铣余量设置较灵活，分为【侧面余量】和【底面余量】，通常【侧面余量】会与加工方法的设置一致，而【底面余量】需要手工调整。

也可以选择“用与侧面一样的底面”复选框。使底面和侧面余量一致。

一般来说，对于较复杂工件的粗加工，侧面余量要大于底面余量，因

为刀具的直径可能误差较大，容易造成实际的侧面过切，而底面对刀

几乎没有误差，较为准确。

步骤13：设定进刀参数。单击非切削移动按钮，在【非切削移动】对话框中选择【进刀】选项卡。如图4-36所示。在【开放区域】选项里，【进刀类型】设置为“圆弧”，【半径】设置为“55”“%刀具”，【圆弧角度】设置为“90”，【高度】设置为“3”，【最

小安全距离】为“3”，按按钮完成设置。

图4－36 【非切削移动】对话框

步骤14：设定进给率和刀具转速。单击【进给和速度】按钮，打开【进给和速度】对话框，勾选【主轴速度】并在文本框中输入“1000”，系统自行计算表面速度和每齿进给量，在【进给率】选项中设定“切削”为“300”，如图4-37 所示。

步骤15：生成刀位轨迹。单击【生成】按钮，系统计算出型腔铣的刀位轨迹，如图4-38 所示。

图4-37 【进给和速度】对话框

图4-38 型腔铣的刀位轨迹

4.5 刀闸盖前模型腔铣和深度加工轮廓实例

工程案例导入：

工件简图：前模型芯，如图4-39所示。

加工方法：依据零件型面特征，采用型腔铣和深度加工轮廓铣进行加工操作。

UG_CAM多轴铣削加工教程

多轴加工的优点 1.减少零件的装夹次数，缩短辅助时间，提高定位精度 2.可以加工三轴无法加工的斜角和倒勾等区域 3.用更短的刀具从不同的方位去接近零件，增加刀具刚性 4.让刀具沿零件面法向倾斜，改善切削条件，避免球头切削 5.使用侧刃切削，获得较好表面，提高加工效率 6.可用锥度刀代替圆柱刀，柱面铣刀代替球头刀加工 m_axis.avi

多轴加工的关键因素?机床：不同的结构的机床具有不同的优缺点，应跟据特定的任务选 取合适的机床? 控制系统：多数有名的控制系统都提供了很好的功能，但也有其特定领域的强项? CAM系统：NX是最好的系统之一,以丰富的功能满足不同的需要,尤其是刀轴控制选项?人员：具备必要的知识和经验 X Z B C X Z

多轴加工的方式 用固定轴功能实行定位加工：机床的旋转轴先转到一固 定的方位后加工，转轴不与ＸＹＺ联动，ＮＸ各固定轴 加工方式都可指定刀具轴实现多轴加工 用可变轴曲面铣实行联动加工：在实际切削过程中，至少有一个旋转轴同时参加ＸＹＺ的运动，ＮＸ提供强大的刀轴控制，走刀方式选择，刀路驱动 用顺序铣实行多轴联动清根：适用于需要完全控制刀路生成过程的每一步骤的情况，支持２－５轴的铣削编程，交互地一段段生成刀路

曲面轮廓铣原理 曲面轮廓铣：刀具跟随零件的表面形状进行加工，有效的清除其它刀具加工后的残余，完成零件的精加工 刀轨创建需要2个步骤: 第1步从驱动几何体上产生驱动点 第2步将驱动点沿投射方向投射到零件几何体上,刀具跟随这些点进行加工

ＮＸ多轴编程的注意点 1.编制刀路时总需指定刀轴方向，默认为加工座标系的Ｚ轴 2.在固定轴编程中将刀轴设定为非Ｚ轴可实现多轴定位加工 3.可变轴编程中，大多情况下，刀轴是非(0,0,1) 4.利用可变轴功能，一定要正确设定刀具轴方向 5.多轴加工时需确保在刀具或工作台旋转中不发生干涉 6.建议在每一操作结束时，将刀轴回复到(0,0,1)

课题4-1 外轮廓零件加工用到的指令一 (基本指令)

数铣中级实习教案4

复习导入新授课题 活动探究相关工艺复习：对本次课题必须用到的知识进行简单的复习并提问： ①怎样建立工件坐标系 ②对刀的目的及意义 ③手动加工的基本方法 导入：建立好工件坐标系后如何进行自动加工，导入新课题并提出任务。 轮廓的自动加工 出示任务： FANUC 0i 系统编程基础指令 一、加工程序格式 1、加工程序号 加工程序号为O和最多4位数字组成，如O××××，其中××××为0000～9999中的某数。如：O1234。 2、程序段 常见格式为： 3、程序结束符“；” 二、FANUC 0i系统常用M代码

四、基本编程指令 1、G00 快速定位X Y Z G01 直线插补X Y Z F (mm/min) GO2 顺圆弧X Y R G03 逆圆弧X Y R F (mm/min) G41左刀补：从加工方向望过去，刀具在工件的左侧称之为左刀补。 G42左刀补：从加工方向望过去，刀具在工件的右侧称之为右刀补。 2、刀具补偿功能 (1)刀具补偿功能在数控编程过程中，为了编程方便，通常将数控刀具假想成一个点。在编程时，一般不考虑刀具的长度与半径，而只考虑刀位点与编程轨迹重合。但在实际加工过程中，由于刀具半径与刀具长度各不相同，在加工中势必造成很大的加工误差。因此，实际加工时必须通过刀具补偿指令，使数控机床根据实际使用的刀具尺寸自动调整各坐标轴的移动量，确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。数控机床的这种根据实际刀具尺寸，自动改变坐标轴位置，使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能，称为刀具补偿功能。 数控铣床的刀具补偿功能分为刀具半径补偿功能和刀具长度补偿功能。 (2)刀位点刀位点是指加工和编制程序时，用于表示刀具特征的点，如图2-26所示，也是对刀和加工的基准点。车刀与镗刀的刀位点，通常是指刀具的刀尖；钻头的刀位点通常指 钻尖；立铣刀、端面铣刀的刀位点指刀具底面的中心；而球头铣刀的刀位点指球头中心。 如图数控刀具的刀位点

第4章 型铣和深度加工轮廓

第4章型腔铣和深度加工轮廓 学习提示：型腔铣主要用于工件的粗加工，快速去除毛坯余量，可加工平面铣无法加工的零件形状，一般包括带拔模角度的零件侧壁和带曲面的零件等。本章介绍型腔铣的加工特点、型腔铣的适用范围，与深度加工轮廓铣的异同；重点介绍型腔铣和深度加工轮廓的参数设置，包括切削层、切削参数、处理中的工件（IPW）等。最后通过实例来说明型腔铣和深度加工轮廓铣操作的运用。 技能目标：了解型腔铣和深度加工轮廓的应用范围，掌握设置切削层、切削参数的方法，掌握型腔铣和深度加工轮廓铣操作的设置方法。 4.1 型腔铣基础理论 型腔铣主要用于工件的粗加工，快速去除毛坯余量，可加工平面铣无法加工的零件形状，一般包括带拔模角度的零件侧壁和带曲面的零件等。型腔铣的操作原理是通过计算毛坯除去工件后剩下的材料来产生刀轨，所以只需要定义工件和毛坯即可计算刀位轨迹，使用方便且智能化程度高。本章将先介绍型腔铣的基本设置，再通过实例说明型腔铣的应用思路。 4.1.1 型腔铣与平面铣的比较 型腔铣与平面铣操作都是在水平切削层上创建的刀位轨迹，用来去除工件上的材料余量。大部分情况下，特别是粗加工，型腔铣可以替代平面铣，但平面铣也有它独特的优势。下面对型腔铣和平面铣进行比较。 1. 相同点 （1）型腔铣与平面铣刀具轴都垂直于切削层平面。 （2）型腔铣与平面铣的大部分参数基本相同，如切削方式、进刀和退刀、控制点、切削参数选项，拐角控制选项等。 2. 不同点 （1）定义工件和毛坯的几何体类型不同，平面铣使用边界，型腔铣大部分使用实体，也可使用小平面和边界。 （2）切削深度的定义不同，平面铣通过指定的边界和底面的高度差来定义总的切削深度。型腔铣是通过毛坯几何体和零件几何体来定义切削深度。

第4讲 CAXA数控车零件内轮廓和两头加工的CAM方法

CAXA数控车零件内轮廓和两头加工的CAM方法 --项目四传动轴的完整加工 项目名称：传动轴的完整加工周次：4 [教学时数]2学时（4课时）[教学方式]课堂操作讲授+学生实践[教学目的及要求] 理论目标：（1）学会分析两头加工的工艺过程。 （2）掌握“两头”不同坐标系的G54转化方法。 （3）掌握程序连接的方法。 （4）掌握不同机床仿真软件的区别。 技能目标：（1）掌握VNUC仿真软件的机床操作方法。 （2）掌握主子程序的设置方法。 （3）掌握将CAM程序应用到实际机床的方法。 [重点及难点] （1）两头加工的CAM图纸“分开”做法。 （2）内轮廓加工的绘制与加工。 （3）CAXA的打孔工艺在仿真和真实机床上都无法实现的！ [教学内容：顺序+时间分配] 一、具体讲授所含章节 4.1 两头加工的方法---------------------------------（约50分钟） (1)什么样的零件必须两头加工?-过于复杂的成型面 (2)两头加工的图纸绘制 4.2 中心孔的画法和程序生成--------------------------------（约20分钟）4.3 内轮廓的画法和程序生成--------------------------------（约30分钟）4.4 内沟槽的画法和程序生成--------------------------------（约20分钟）4.5 内螺纹的画法和程序生成 -------------------------------（约20分钟）

4.6 自主练习数控车习题库--------------------------------（约60分钟） 二、重点讲授内容 （一）项目要求：。 项目1-2，使用CAXA数控车2008和VNUC软件，完成图1-2所示“传动轴”的造型，并将其在仿真机床上加工出来。 （二）项目实施： （1）各部分加工的CAM图纸需要区别、改动绘制。 （2）两头加工时，两段程序不要做成一个程序。 （3）仿真分段加工时，也要考虑装夹位置分段加工。 （4）VNUC和宇龙仿真软件都无法实现程序自动钻孔，需要手动控制孔的深度。（5）为了防止大家互相复制作业，每个人的加工工艺参数不能相同：每位同学取自己学号的后两位设为A；粗加工的切削量为0.1*A，主轴转速为500*A，精加工加工余量为0.02*A，切削量为0.01*A，主轴转速为1000*A。以此生成各自的加工程序。 （三）项目解决： （1）选择两头加工的分界位置，绘制左右加工的两组CAD图形。

UG型腔铣加工

第3单元型腔铣加工型腔铣加工是指在型腔铣加工模板所提供的环境下，创建曲顶面、外轮廓曲面、内型槽曲面、曲面孔等铣加工操作。型腔铣可用于加工侧面与底面不垂直的几何体形面，即加工出的形面可以是非直壁型的。主要内容 3－1 蛋托模芯的加工 返回目录 退出3－2 连杆锻模的加工 知识梳理 实战演练3：手机凸模的加工

项目3-1 蛋托模芯的加工项目目标： 在“型腔铣”模板加工环境 下，运用精铣座盘侧面、粗铣球 形曲面、精铣球形和圆角曲面、 球形曲面清根铣等操作，完成图 3-1所示“蛋托模芯”零件的加 工。 学习内容： 构建曲面工件模型、设置型 腔铣加工环境、创建加工坐标系、 创建几何体、创建刀具组；创建 平面铣、铣削球形曲面、平面轮 廓铣等加工操作；生成刀具轨迹、 检验刀轨；后处理操作、生成加 工程序等。 图3-1 蛋托模芯

学习内容： 构建曲面工件模型、设置型腔铣加工环境、创建加工坐标系、创建几何体、创建刀具组；创建平面铣、铣削球形曲面、平面轮廓铣等加工操作；生成刀具轨迹、检验刀轨；后处理操作、生成加工程序等。任务分析： 1．加工条件 根据工艺要求，该加工件在立式加工中心机床上加工。工件的毛坯为150×100×30板料，矩形体的所有表面都已经加工完毕，工件材料为65钢。使用专用夹具从侧面定位和装夹，固定在机床的工作台上。2．工序安排 要求该加工件在一次装夹中完成所有的形面加工，4个沉头孔不加工。共安排4个加工工步，即精铣座盘侧面、粗铣球形曲面、精铣球形和圆角曲面、球形曲面清根铣。【工步1】精铣座盘侧面 采用“平面铣”方式，精铣座盘侧面，选用?30端铣刀加工，一次铣削到位。 【工步2】粗铣球形曲面 采用“型腔铣”方式，粗铣6个球形曲面，选用?16下部圆角R3鼓形铣刀，侧面和底面留有0.5mm加工余量。 【工步3】精铣球形和圆角曲面 采用“型腔铣”方式，精铣6个球形曲面、座盘表面和周边圆角曲面，选用?12下部圆角R3鼓形铣刀，一次铣削到位。 【工步4】球形曲面清根铣 采用“等高轮廓铣”方式，精铣6个球形曲面与座盘表面的根部，选用?10端铣刀，一次铣削到位。

铣削加工——复杂零件轮廓加工

实训六、铣削加工——复杂零件轮廓加工 一、实训目的与要求 通过较复杂零件轮廓的加工，进一步熟悉和掌握数控系统常用指令的编程与加工工艺，加深对数控铣床工作原理的了解。 二、实训仪器与设备 (1)配备华中世纪星(HNC—21M)数控系统的ZJK7532A-4立式钻铣床。 (2)毛坯一件(材料为石蜡)，90×83×30如图4—4所示。 (3)Φ12立铣刀一把，Φ6麻花钻一根。 三、相关知识概述 数控铣床的主要加工对象为平面类零件、箱体类零件和曲面类零件。如果换上孔加工刀具，还能进行数控钻、镗、锪、铰及攻螺纹等孔加工操作。由于数控铣床没有刀具库，不具有自动换刀功能，所以其加工程序的编制比较简单；通常数值计算量不大的平面轮廓加工程序或孔加工程序可直接通过手工编程完成。 编程时选择合适的坐标位置编程方式可使程序简化，减少数值计算工作量。坐标位置编程方式有绝对指令方式和相对指令方式两种，主要根据图纸上尺寸的标注方式来选择。当加工尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对指令方式编程较为方便。当加工尺寸是以轮廓o顶点之间的间距给出时，采用相对指令方式编程较为方便。 (1)绝对值编程指令(G90)和相对值编程指令(G91)。 格式： 式中，G90为绝对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于程序原点的；G91为·相对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿坐标轴移动的距离。 G90、G91为模态功能指令，G90为缺省值。 (2)固定循环指令(G98，G99) 固定循环指令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，在固定循环指令的程序格式中可不注出。 格式

外轮廓零件加工1

教案

教学 过程 质和外观等都不得有影响。 Ra：轮廓的平均算术偏差，取样长度L范围内，补测轮廓线上各点至基准线的距离的算术平均值。 Ry：轮廓最大高度，即在取样长度L内轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离。 Rz：就是在基本测量长度范围内，自被测轮廓上五个最高点至五个最低点的平均距离， ※Ra数值愈小，零件表面愈趋平整光滑；Ra的数值，零件表面愈粗糙。 尺寸公差标注： 理论 结合 实际 使用

教学过程 形状/位置公差种类： 形状公差标注： 读懂 图纸 必备

教学 过程 位置公差标注： 识图练习教学生如何将理论知识用于实际加工

教学 过程 表面粗糙度标注： 读懂 图纸 必备

教学 过程 尺寸精度检验：常用游标卡尺、百分尺等来检验。 若测得尺寸在最大极限尺寸与最小极限尺寸之间，零件合格。若测得尺寸大于最大实体尺寸，零件不合格，需进一步加工。若测得尺寸小于最小实 体尺寸，零件报废。 形状精度的检验：通常用直尺、百分表、轮廓测量仪等来检验。 位置精度的检验：常用游标卡尺、百分表、直角尺等来检验。 加工精度主要用于生产产品，加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度越高；加工误差用数值表示，数值越大，其误差越大。加工精度高，就是加工误差小，反之亦然。公差等级从IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20个，其中IT01表示的话该零件加工精度最高的，IT18表示的话该零件加工精度是最低的，IT7、IT8是加工精度中等级别。 加工精度：实际零件的形状、尺寸和理想零件的形状、尺寸相符合程度。读懂图纸必备 实际生产必备知识

mastercam二维零件设计及轮廓加工刀具路径

第2章二维零件设计及轮廓加工刀具路径二维零件设计是MasterCAM造型设计的基础，应用非常广泛。本章通过一个典型零件说明MasterCAM的零件造型、设计方法、编辑技巧及二维轮廓刀具路径的生成方法。 2.1 零件设计过程及典型编辑方法的应用 图2-1 图2-2 图2-1a为零件的立体图，图2-1b为此零件的标注尺寸，图2-2为加工过程仿真后的效果

图。 以下操作步骤为图2-1a中零件的设计、编辑过程。 步骤一基本设置 层(Level)：1 颜色(Color)：绿色(10) Z向深度控制：0 线型(Style)：实线(Solid) 线宽(Witdth)：2 绘图面(Cplane)：俯视图（T） 视图面(Gview)：俯视图（T） 步骤二建立工件设计坐标系，绘制一矩形 按功能键F9，在屏幕中间出现一个十字线，即为工件设计坐标系。 绘制矩形方法如下：选择主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-矩形(Rectangle)-两点(2 points) 输入左上方端点：-40，50 回车 右下方端点：0，-50 回车 结果如图2-3所示。

图2-3 图2-4 步骤三绘制圆 选择主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-圆弧(Arc)-圆心、半径(Circ pt+rad) 输入半径：50 回车 圆心：-80，0 回车 按Esc键结束绘制圆。结果如图2-4所示。 步骤四打断圆与直线 选择主菜单(Main Menu)-修整(Modify)-打断(Break)-两段(2 pieces) 用鼠标拾取图2-4中的圆C1，并拾取断点位置于圆上P1位置，则圆被打断为两段，断点分别为P1和P2，如图2-4所示； 拾取图2-4中的直线L1，并拾取断点位置于直线中点P3位置； 打断后的图素与原图素只有拾取图素时才能分辨出，拾取选中的部分，颜色会发生变化。 步骤五修剪 选择主菜单(Main Menu)-修整(Modify)-修剪(Trim)-两图素(2 entities) 用鼠标分别拾取图2-4所示的直线L1上位置P4和圆C1上位置P5，得到图2-5；

复合型腔零件的铣削加工

1.任务描述： 应用加工中心机床完成如图生 产规模：批量生产。 2.应用“六步法”完成此工作任务 完成该项加工任务的工作过程如下： 1)资讯一一分析零件图，明确加工内容。 图6-3-13所示零件的主要加工部位为腰形槽和开放槽，其中包括直线轮廓及圆弧轮廓， 尺寸13 00027、14 00'027、46°0.039、5 00'08是本次加工重点保证的尺寸，同时轮廓侧面的表面粗糙度为Ra3.2,要求比较高。 2)决策一一确定加工方案 (1)机床及装夹方式选择：由于零件轮廓尺寸不大，且为批量生产，根据车间设备状 况，决定选择XH714型加工中心完成本次任务。由于零件毛坯为①50mm圆形钢件，且为批 量生产，故决定选择专用夹具装夹工件。 (2)刀具选择及刀路设计：选用一把直径为① 12mm三刃高速钢立铳刀对零件轮廓进 行粗铳，为提高表面质量，降低刀具磨损，选用另一把直径为①12mm三刃整体硬质合金立 铳刀进行轮廓半精铳、精铳。 为有效保护刀具，提高加工表面质量，采用顺铳方式铳削工件。 零件的外轮廓和开口槽的XY向铳削刀路设计参见前面任务所述，为保证铳削轮廓的垂 直度，Z向刀路采用啄钻下刀方式铳削工件，每层深度为0.5mm ,同时下刀点设置在工件毛 坯外部。 腰型槽XY向刀路设计如图6-3-14所示(A T B T S i A), A点为下刀点，选 图6-3-13复合型腔零件 6-3-13所示复合型腔零件的铳削加工，零件材料为45钢。 图6-3-14腰形槽轮廓铳削刀路示意图

(3)切削用量选择

详见表6-3-5，在此略写。 (4)工件原点的选择：零件三个轮廓的工件坐标系原点都选取在工件上表面中心处。 3)计划一一制定加工过程文件 1)加工工序卡 本次加工任务的工序卡内容见表6-3-5。 2)NC程序单 (1)复合型腔零件NC程序见表6-3-6 —6-3-7。 表6-3-6 :复合型腔零件主程序

“轮廓加工”工艺及其应用研究

“轮廓加工”工艺及其应用研究 以电子束光刻和聚焦离子束为核心的带电荷粒子束图形化加工工艺因其具 有产生高分辨原始图形的能力,在芯片制造、掩模版加工、掩膜修复、工艺检测等领域发挥着重要的作用。同时,带电荷粒子束的高分辨柔性加工能力为纳米电子学、纳米光学、高密度磁存储、纳米尺度的热输运及纳米力学等基础物理领域提供了卓越的研究平台。随着基础研究的不断发展,带电荷粒子束图形化加工工艺面临加工效率低,高保形结构加工困难等问题。故此,获取更快、更高分辨的带电荷粒子束图形化能力是纳米制造领域的重要研究内容。 本论文提出了一种全新的图形化加工工艺——“轮廓加工”工艺,其不仅大幅度提高带电荷粒子束图形化的效率,而且拓展了带电荷粒子束图形化的应用范围及应用需求。“轮廓加工”工艺仅需加工目标图形轮廓,最大程度地缓解电子散射造成电子束中的邻近效应和离子束刻蚀中的再沉积现象,促进了高分辨带电荷粒子束图形化加工的发展。“轮廓加工”工艺的核心思想是利用带电荷粒子束定义目标图形的轮廓,选择性剥离轮廓外的金属薄膜,最终定义出设计的金属结构。通过系统性的实验阐明了选择性剥离的物理原理,其归结于带电荷粒子束定义封闭轮廓模版避免轮廓内的金属-衬底界面形成破缺,具有更好的力学稳定性。 当外围的金属被剥离走时,结构被限域在轮廓内,进而表现为选择性剥离。为了发展这种全新的图形化加工工艺,我们对“轮廓加工”工艺在电子束直写及聚焦离子束中的应用进行了深入研究,其主要研究内容如下:(1)电子束“轮廓加工”工艺不仅将电子束直写的图形化加工效率提高了上百倍,而且实现了结构的快速、可靠的高保形加工。同时,通过系统性对比实验,明确了电子束直写“轮廓加工”工艺的加工极限:从几十纳米的微结构到亚毫米量级的肉眼可见图形。运用图形边界共享的设计优化,电子束直写“轮廓加工”工艺可实现跨尺度结构中金属纳米间隙结构的快速加工。 做为展示,我们可靠加工出具有15 nm间隙的金纳米蝴蝶结二聚体结构阵列。通过单粒子的暗场散射及表面增强拉曼表征证明了纳米间隙产生明显的耦合诱 导的共振能量红移及近场增强性质。(2)聚焦离子束“轮廓加工”工艺不仅解决聚焦离子束刻蚀加工纳米颗粒结构效率低的问题,而且避免了高能离子攻击造成的大面积衬底破坏,影响最终结构的光学或电学性能。尤其是,“轮廓加工”策略

第四章 型腔铣(Cavity Milling)

第四章型腔铣（Cavity Milling） 本节重点讲解【型腔铣】操作的参数功能，让用户学会如何用型腔铣削对复杂的模型工件进行操作加工，进一步加深学者对NX编程的了解，也为后面讲固定轴曲面加工墓定基础。 为了让学者更容易的学好【型腔铣】，下面用插头面盖腔体例子（Cavity_Milling_1.prt）如图4-1所示，说明型腔铣加工方法，具体操作步骤如下： 图4-1 Cavity_Milling_1.prt插头面盖 一．定义加工几何 打开文件（Cavity _mill_1.prt）并进入加工模块→加工环境（CAM设置为mill_planar）点击【确定】→进入加工界面。 ⑴．设定加工坐标和安全平面 在操作导航器“几何视图”中，双击节点MCS_MILL进行编辑，弹出【Mill Orient】对话框，设置〖机 床坐标系〗选项卡中的“指定MCS”→点击CSYS会话图标并进入到【CSYS】对话框→设置参考CSYS 为“WCS”然后点击〖确定〗退回到【Mill Orient】对话框。定义安全平面，〖间隙〗选项卡→安全设置选项为“平面”→指定平面点击图标进入【平面构造器】对话框，选择模型顶平面，设置〖偏置〗＝10，连点击【确定】按钮完成“加工坐标”与“安全平面”的设置。如图4-2所示。 ⑵．指定加工几何体 在操作导航器几何视图中，双击节点进行编辑，弹出【铣削几何体】对话框，〖指定部件〗为模型工件，〖指定毛坯〗为毛坯材料，毛坯材料使用“自动块”，跟部件几何一样大小。所定义的几何体如图4-3所示。

图4-2 加工坐标与安全平面图4-3指定部件和毛坯几何体二．设定加工方法 在模型的编程NC程序时，很多情况都要编很多的加工操作才可以完成把模型加工出来，在此当中，会反复出现不同的加工方法。为了方便，一般我们都要预先设定好加工方法参数。按下表4-1所示设定加工方法参数。 表4-1 加工方法参数 三．创建刀具 从【加工创建】工具条点击【创建刀具】图标，弹出【创建刀具】创建对话，按表4-2所示尺寸创建3把刀具。在操作导航器视图，就可以看到所创建的刀具。 表4-2 刀具参数表 四．创建型腔铣粗加工操作 在加工创建工具条点击【创建操作】，弹出【创建操作】对话框，选项组的〖类型〗默认选择mill_contour，

型腔铣

型腔铣 本节重点讲解【型腔铣】操作的参数功能，让用户学会如何用型腔铣削对复杂的模型工件进行操作加工，进一步加深学者对NX编程的了解，也为后面讲固定轴曲面加工墓定基础。 为了让学者更容易的学好【型腔铣】，下面用插头面盖腔体例子 （Cavity_Milling_1.prt）如图4-1所示，说明型腔铣加工方法，具体操作步骤如下： 图4-1 Cavity_Milling_1.prt插头面盖 定义加工几何 打开文件（Cavity _mill_1.prt）并进入加工模块→加工环境（CAM设置为 mill_planar）点击【确定】→进入加工界面。 ⑴．设定加工坐标和安全平面 在操作导航器“几何视图”中，双击节点MCS_MILL进行编辑，弹出【Mill Orient】对话框，设置〖机床坐标系〗选项卡中的“指定MCS”→点击CSYS会话图标并进入到【CSYS】对话框→设置参考CSYS为“WCS”然后点击〖确定〗退回到【Mill Orient】对话框。定义安全平面，〖间隙〗选项卡→安全设置选项为“平面”→指定平面点击图标进入【平面构造器】对话框，选择模型顶平面，设置〖偏置〗＝10，连点击【确定】按钮完成“加工坐标”与“安全平面”的设置。如图4-2所示。 ⑵．指定加工几何体 在操作导航器几何视图中，双击节点进行编辑，弹出【铣削几何体】对话框，〖指定部件〗为模型工件，〖指定毛坯〗为毛坯材料，毛坯材料使用“自动块”，跟部件几何一样大小。所定义的几何体如图4-3所示。

图4-2 加工坐标与安全平面图4-3指定部件和毛坯几何体 设定加工方法 在模型的编程NC程序时，很多情况都要编很多的加工操作才可以完成把模型加工出来，在此当中，会反复出现不同的加工方法。为了方便，一般我们都要预先设定好加工方法参数。按下表4-1所示设定加工方法参数。 4-1 加工方法参数 加工方法余量公差内公差外公差MILL_ROUGH 0.35 0.03 0.05 MILL_SEMI_FINISH 0.15 0.03 0.03 MILL_FINISH 0 0.01 0.01 创建刀具 从【加工创建】工具条点击【创建刀具】图标，弹出【创建刀具】创建对话，按表4-2所示尺寸创建3把刀具。在操作导航器视图，就可以看到所创建的刀具。 4-2 刀具参数表 序号刀具名称刀具直径圆角半径刀具号长度补偿 1 JMSK_D12R1 1 2 1 1 1 2 JMSK_D6R1 6 1 2 2 3 JMSK_D4R0.5 4 0. 5 3 3 创建型腔铣粗加工操作

第六章 固定轮廓铣【Fixed Contour】(一)

第六章固定轮廓铣【Fixed Contour】（一） 【简述】 本章节重点讲述固定轴铣区域铣削驱动操作的参数功能，掌握固定轴加工的原理，对于复杂的曲面加工奠定基础；让学者往能够使用固定轴轮廓加工操作编写任意工件的程序。在固定轴轮廓加工中，先由驱动几何体产生驱动点，并按投影方向投影到部件几何体上，得到投影点，刀具在该点处与部件几何体接触点，然后系统根据接触点位置的表面曲率半径、刀具半径等因素，计算得到刀具定位点，如图6-1所示。最后后，当刀具在部件几何体表面从一个接触点移动到下一个接触点，如此重复，就形成了刀轨，这就是固定轴铣刀轨产生的原理。固定轴区域铣削适用于加工平坦的曲面操作，常用于复杂曲面的半精加工与精加工。 图6-1 固定轴加工的刀轨驱动原理 一. 固定轴轮廓区域功能选项的介绍 在插入工具条里，点击创建操作图标，并进入到【创建操作】对话框，设置〖类型〗为“mill_contour”， 在操作子类型里选择【轮廓区域】操作图标，点击【确定】便可创建【轮廓区域】操作，如图6-2所示。下面针对固定轴轮廓区域操作，还讲述在固定轴轮廓铣里专有的参数选项。

图6-2 固定轴轮廓区域操作 1.驱动方法 在固定轴轮廓铣有多种驱动方法，应用于不同类型的加工，驱动如：曲线/点、螺旋式、边界、区域铣削、曲面、流线、刀轨、径向切削、清根和文本等10种驱动方法。在本章编写中，主要讲解“区域铣削”、“曲线/点”与“清根”驱动，其他驱动作为一般的介绍。各驱动如图6-3所示。每个驱动在创建操作的时候，操作子类型里也有相应驱动选项。 图6-3 固定轴驱动方法 此操作在创建的时候选项了操作子类型为“区域铣削”，固操作里驱动方法所显示的也是“区域铣削”驱动。每种驱动都有不同的参数选项，如需要编辑驱动参数的时候，可以点击驱动方法旁边的编辑图标。相对“区域铣削”驱动的参数编辑，点击编辑图标，弹出【区域铣削驱动方法】对话框，如图6-4所示。

数控铣削外轮廓编程及仿真练习

数控车削外轮廓编程及仿真练习 1.刀具半径补偿（G41 G42 G40） G41:刀具左补偿，指站在刀具路径上，向切削前进方向看，刀具在工件的左边。 G42:刀具右补偿，指站在刀具路径上，向切削前进方向看，刀具在工件的右边。 G40:取消刀尖圆弧半径补偿，即按程序路径进给。 使用刀尖半径补偿指令时应注意： 1）、G41或G42指令必须和G00或G01指令一起使用，且当切削完成轮廓后即用指令G40取消补偿。 编程格式：G41(G42) G00(G01) X_ Y_ D_ F_ 建立刀补程序段… …轮廓切削程序段 G40 G00(G01) X_ Y_ F_ 撤销刀补程序段 2.编程实例：

程序如下： %2345 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 M03 S800 G00 X-40 Y-60 Z5 G01 Z-5 F80 G41 Y-50 D01 Y30 X-10 G03 X10 R10 G01 X35 G02 X40 Y25 R5 G01 Y-30 X-30 X-50 Y-10 G00 Z100 G40 X0 Y0 M30 3.数控加工仿真 1）.开始--所有程序--数控加工仿真系统--加密锁管理系统--数控加工仿真系统。

点击快速登录，进入数控加工仿真界面。 2）、选择

然后在空白地方点击鼠标右键， 选择选项，把视图选项中显示机床罩前的对号去掉。 结果下如图 3）、定义毛坯

5）、放置零件

7）、对刀 ①、机床回零 打开紧急停止旋钮-回零-点击（+X、+Y、 +Z） ②、对刀 对刀点为工件中心上（编程原点），首先让刀具在工件左边试切，然后加上刀具半径和工件长度的一半，就找到了X方向的点。

外轮廓的加工

项目三内、外轮廓加工 3.1学习目标 通过本项目的学习，掌握子程序的概念、格式；能够运用子程序编写数控铣削加工程序；合理按排内、外轮廓走刀路线。 3.2 项目内容 完成如图3.1所示工件外轮廓的加工程序，并在数控铣床上加工。（已知毛坯尺寸为50mmX50mmX30mm，材料45钢） 1、零件图形 图3.1 2、编程要求 1）毛坯件的尺寸为50×50×30 材料45钢； 2）完成外轮廓铣削加工程序； 3）完成工件内轮廓的加工程序； 3.3知识点 本课题主要讲解以下知识点： 1、子程序的概念、格式和编制方法；

2、轮廓分层切削的加工方法； 3、内外轮廓走刀路线的合理安排； 3.4 学习内容 3.4.1 外轮廓的加工 一般零件的切削深度大于刀具的最大切削深度，所以常采用子程序编制，在编子程序时，注意刀具半径补偿在子程序中的编制方法，并要注意合理选择进刀与退刀路线。 1、数控铣削编程中的子程序 1）子程序的定义 在编制加工程序时，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或在几个程序中都要使用它，这个典型的加工程序可以作成固定程序，并单独命名，这组程序段就称为子程序。 子程序不能单独使用，它只能通过主程序调用，实现加工中的局部动作。子程序结束后，能自动返回到调用的主程序中。 2）子程序的格式 子程序的格式与主程序格式相似包括程序名、程序段、程序结束指令，所不同的是程序结束指令不同，主程序用M02 或 M30，子程序用M99。 子程序格式如下： O0003； G91 G01 Z-2.0 F100 ……… G01 X20 Y30 M99 3）子程序的调用 在FANUC系统中，子程序的调用格式有两种。 格式一： M98 P X X X X L X X X X 地址P后面的四位数字为子程序名，地址L的数字表示重复调用的次数，当只调用一次时，L可省略不写。 例：M98 P1234 L5 表示调用子程序“O1234”共5次。

课题 型腔铣削加工

课题5：型腔铣削加工 理论：1.掌握型腔铣削加工的工艺知识； 2.掌握型腔铣削加工的编程指令。 技能：1.能编制型腔加工的加工程序； 2.能熟练使用数控铣床仿真软件； 3.能完成型腔加工仿真加工。 1. 型腔铣削工艺知识； 2. 型腔铣削的编程指令。 型腔铣削的编程 专业课（理实一体）讲授法、引导文教学法、案例教多媒体、网络或投影仪 8/32杨丰 回顾：铣削台阶时编程 1.任务：加工要求、零件图 2.相关知识：（1）工艺知识 （2）编程知识 3.项目实施

4.练习

课题5：型腔铣削加工 任务：矩形型腔零件的铣削 矩形型腔零件如图5-1所示，毛坯外形各基准面已加工完毕，已经形成精毛坯。要求完成零件上型腔的粗、精加工，零件材料为45钢。 型腔加工的工艺知识 1.刀具切入方法 刀具引入到型腔有三种方法： （1）使用键槽铣刀沿Z向直接下刀，切入工件。 （2）先用钻头钻孔，立铣刀通过孔垂向进入再用圆周铣削。 （3）使用立铣刀螺旋下刀或者斜插式下刀 ①使用立铣刀斜插式下刀 使用立铣刀时，由于端面刃不过中心，一般不宜垂直下刀，可以采用斜插式下刀。斜插式下刀，即在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜线以渐近的方式切入工件，直到下一层的高度，然后开始正式切削，如图7-2所示。

采用斜插式下刀时要注意斜向切入的位置和角度的选择应适当，一般进刀角度为5°～10°。 ②螺旋下刀 螺旋下刀,即在两个切削层之间,刀具从上一层的高度沿螺旋线以渐近的方式切入工件,直到下一层的高度,然后开始正式切削。 2.加工刀路设计 立铣刀斜插式下刀

精加工刀具路径 3.刀具 图5-4精加工刀具路径

轮廓加工样板程序

发那科系统轮廓加工样板程序1（两把刀用两个零点推移指令） O0407 程序文件名 G54 D1 零点偏移，T1粗加工刀具，D1刀参（刀具参数写在这里刀具半径补偿指令G41/G42同样认可，防止不同刀具调用同一子称序带来的麻烦） G90G00Z100 安全抬刀，绝对编程，这一句在执行自动加工时必须单段，观察刀具离工件的距离与显示的坐标100毫米是否一致，确定对刀准确，防止Z向碰撞。S800M03 主轴转速，正转 G00X-10Y15 快速定位到下刀点 G00Z2 G01Z0F150 z向起刀点，进给速度写在主程序中防止不同刀具调用同一子称序带来的进给速度麻烦 M98P040303 调用一级子程序0303，四次；每次下刀两毫米，四次共八毫米。 G00Z200 加工完毕，Z向远离工件以便于换刀 M05 主轴停 M00 程序执行暂停（开始人工换2号刀） G55 D2 零点偏移，T2精加工刀具，D2刀参（G55零点偏移与粗加工G54零偏由于刀具长度不同，只是零偏的Z值区别，XY值相同，后面我们讲刀具长度补 偿时还要阐述这个内容） G00Z100G90 安全抬刀，绝对编程 S1200M03 主轴转速，正转（转速和进给速度要根据切削速度认真计算和实际加工观察优化） G00X-10Y15 快速定位到下刀点 G00Z1 G01Z-8F100 一次精加工到深度尺寸 M98P0304 调用二级轮廓子程序0304 G00Z200 加工完毕，Z向远离工件以便于换刀 M05 M30 主程序结束，程序自动返回到第一句 O0303 一级下刀子程序 G91Z-2 增量进给下刀2毫米 G90 恢复到绝对编程（这句绝对不能丢） M98P0304L1 调用轮廓子程序一次（L1一次不能省略，否则有可能默认上面的L4） M9 9 子程序结束 O0304 二级轮廓子程序 G00X-10Y15 再次确定下刀点 G42G01X5 法向切入轮廓，加刀补Y10 圆弧起点 G03X10Y5R5 G01X19.116Y5 G03X27.857Y10.144R10 G01X37.86Y28.14 G02X71.85Y37.86R25 G01X81.76Y32.36 G01X95Y40 Y60 X90Y65 X15 X5Y55 Y15 G40X-10 法向离开轮廓销刀补，回到下刀点 M99 子程序结束

被加工零件轮廓上的内转角尺寸是要尽量统一

普铣、数铣题库 一、选择题 1．宏程序中的#110属于（）。 A、公共变量 B、局部变量 C、系统变量 D、常数 2．M98 P0******* 是调用（）程序。 A、0100 B、0200 C、0100200 D、P0100 3．有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状，应采用（）。 A、比例加工功能 B、镜像加工功能 C、旋转功能 D、子程序调用功能 4．数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，但不具有（）工艺手段。 A、镗削 B、钻削 C、螺纹加工 D、车削 5．数控铣床的G41/G42指令是对（）进行补偿。 A、刀尖圆弧半径 B、刀具半径 C、刀具长度 D、刀具角度 6．G65指令的含义是（）。 A、精镗循环指令 B、调用宏指令 C、指定工件坐标系指令 D、调用程序指令7．铣床上用的平口钳属于（）。 A、通用夹具 B、专用夹具 C、成组夹具 8．精度较高的孔系加工时，特别要注意孔的加工顺序的安排，主要是考虑到（）。 A、刀具的耐用度 B、坐标轴的反向间隙 C、控制振动 D、加工表面质量9．圆弧插补中，K表示（）。 A、Z轴方向的增量 B、圆心坐标在Z轴上的分量 C、圆心坐标在Y轴上的分量10．在铣床上采用机用铰刀铰孔时，切削速度一般选（）m/min 左右 A、5 B、20 C、30 11．球头铣刀的球半径通常（）加工曲面的曲率半径。 A、小于 B、大于 C、等于 D、A、B、C都可以 12．铣床CNC中，刀具长度补偿指令是（）。 A、G40，G41，G42 B、G43，G44，G49 C、G98，G99 D、G96，G97 13．以下提法中（）是错误的。 A、G92是模态指令 B、G04 X3.0 表示暂停3s C、G33 Z F 中的F表示进给量 D、G41是刀具左补偿 14．孔加工循环结束后，刀具返回参考平面的指令为：（）。 A、G96 B、G97 C、G98 D、G99 15．在数控铣床的（）内设有自动松拉刀装置，能在短时间内完成装刀、卸刀，使换刀较方便。 A、主轴套筒 B、主轴 C、套筒 D、刀架 16．设H01=6mm，则执行G91 G43 G01 Z-15.0后的实际移动量时（）。 A、9mm B、21mm C、15mm D、11mm 17．在工件上即有平面又有孔需要加工时，可采用（）。 A、粗铣平面→钻孔→精铣平面 B、先加工平面，后加工孔 C、先加工孔，后加工平面 D、任一种形式 18．可转位刀片型号中第一位代号代表（）。 A、刀片形状 B、主切削刃法向后角 C、刀片尺寸精度 D、刀片固定方式19．（）是开环进给系统中主要执行元件。 A、步进电动机 B、直流伺服电动机 C、交流伺服电动机 D、交流异步电动机20．在立式铣床上镗孔，退刀时孔壁出现划痕主要原因是（）。 A、工件装夹不当 B、刀尖未停转或位置不对

型腔铣削工艺、编程

5．8 型腔铣削工艺、编程 5．8．1型腔铣削加工的内容、要求 型腔是CNC 铣床、加工中心中常见的铣削加 工内结构。铣削型腔时，需要在由边界线确定的 一个封闭区域内去除材料，该区域由侧壁和底面 围成，其侧壁和底面可以是斜面、凸台、球面以 及其他形状。型腔内部可以全空或有孤岛。对于 形状比较复杂或内部有孤岛的型腔则需要使用计 算机辅助（CAM ）编程。 本节讨论的型腔加工指由垂直侧壁轮廓和水 平底面围成的规则型腔，如图5-8-1。 型腔的主要加工要求有：侧壁和底面的尺寸 精度，表面粗糙度，二维平面内轮廓的尺寸精度。 5．8．2 型腔铣削方法 对于较浅的型腔，可用键槽铣刀插削到底面深度，先铣型腔的中间部分，然后再利用刀具半径补偿对垂直侧壁轮廓进行精铣加工。 对于较深的内部型腔，宜在深度方向分层切削，常用的方法是预先钻削一个到所需深度孔，然后再使用比孔尺寸小的平底立铣刀从Z 向进入预定深度，随后进行侧面铣削加工，将型腔扩大到所需的尺寸、形状。 型腔铣削时有两个重要的工艺考虑： ①刀具切入工件的方法； ②刀具粗、精加工的刀路设计。 5．8．3 刀具选用 适合于型腔铣削的刀具有平底立铣刀、键槽铣刀，型腔的斜面、曲面区域要用R 刀或球头刀加工。 型腔铣削时，立铣刀是在封闭边界内进行加工。立铣刀加工方法受到内结构特点的限制。 立铣刀对内轮廓精铣削加工中，其刀具半径一定要小于零件内轮廓的最小曲率半径，刀具半径一般取内轮廓最小曲率半径的0.8～0.9倍。粗加工时，在不干涉内轮廓的前提下，尽量选用直径较大的刀具，直径大的刀具比直径小的刀具的抗弯强度大，加工中不容易引起受力弯曲和振动。 在刀具切削刃（螺旋槽长度）满足最大深度的前提下，尽量缩短刀具从主轴伸出的长度和立铣刀从刀柄夹持工具的工作部分中伸出的长度，立铣刀的长度越长， 抗弯强度减小，

简单轮廓零件的数控铣削加工

学习领域: 零件的数控铣削加工 学习情境: 简单轮廓零件的数控铣削加工 学习单元: 平面凸轮零件的加工 学习任务：分组进行平面凸轮零件的加工要求： 1、编制平面凸轮零件的数控加工工艺； 2、编制程序并进行仿真加工； 3、填写工艺规程文件（工艺卡片、刀具清单），用数控铣床加工零件； 4、各组展示汇报自己加工的零件。 学习目标 （1）、掌握平面凸轮零件的数控加工工艺方案 （2）、掌握常用的数控铣床指令的结构和格式，掌握数控铣床的编程规则，运用数控编程的知识，进行零件的实际编程与操作。 （3）、掌握数控铣床的工艺分析方法，能够正确填写并修订工艺规程文件，增强分析问题与解决问题的能力。 （4）、能熟练使用仿真系统，进行仿真加工。 （5）、掌握数控铣床常用系统的面板操作，正确使用数控铣床加工零件。（6）、能够拓展性的对同类型零件进行加工工艺设计。 具体教学内容： 一、凸轮的数控铣削工艺分析及程序编制 平面凸轮如图4.45所示。 图4.45平面凸轮 1、工艺分析 从图上要求看出，凸轮曲线分别由几段圆弧组成，Φ30孔为设计基准，其余表面包括4-Φ13H7孔均已加工。故取Φ30孔和一个端面作为主要定位面，在联接孔Φ13的一个孔内增加削边销，在端面上用螺母垫圈压紧。因为孔是设计和定位的基准，所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上，这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。 2、加工调整

加工坐标系在X和Y方向上的位置设在工作台中间，在G53坐标系中取X＝-400，Y ＝-100。Z坐标可以按刀具长度和夹具、零件高度决定，如选用Φ20的立铣刀，零件上端面为Z向坐标零点，该点在G53坐标系中的位置为Z＝-80处，将上述三个数值设置到G54加工坐标系中。加工工序卡如表4.8所示。 表4.8 数控加工工序卡

铣床轮廓加工项目

项目、二维内外轮廓及孔系零件铣削加工零件图 零件图纸

零件效果图 零件效果图 活动一、二维内外轮廓及孔系零件铣削加工工艺文件 一．教学目的 1.掌握内、外轮廓零件及孔系的基本加工工艺 2.了解数控铣削加工工艺的制订 二．工作任务 在拿到图纸后，制定零件的铣削加工工艺是零件铣削加工的首要任务。铣削加工工艺制定的合理与否，直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。 本活动的任务就是以零件图纸为基础，对零件的结构、技术要求、切削加工工艺、加工顺序，走刀路线以及刀具与切削用量等进行全面、详细的分析，为后面的编程及加工活动作充分准备。 三．实践操作

1.零件的结构，技术要求分析 经过对图纸的分析可以看出，本零件由内轮廓、外轮廓、开口轮廓和孔系加工四部分组成。内轮廓为25*25的矩形轮廓和Φ20圆孔。外轮廓一个为十字轮廓由R20圆角过渡，加工深度为2mm，另一个为98*78的矩形轮廓。开口轮廓为两个梯形轮廓。孔系加工为绕Φ80圆四等分一周的沉头孔。其中矩形外轮廓98*78和十字轮廓的宽度16*70及Φ20圆孔的轮廓尺寸有公差要求，以及矩形内轮廓及开口轮廓深度有公差要求。毛坯材料为铝合金，尺寸为10080*20。 2.切削工艺分析 1)装夹工具：由于是方形毛坯，所以采用平口钳夹紧零件宽度为80mm的两个面。 2)加工方案的选择：采用一次装夹完成零件内外轮廓的粗,精加工。 3.确定加工顺序：走刀路线(如图1-3-1、1-3-2) 图1-3-1 零件的外轮廓走刀路线

图1-3-2 零件的内轮廓走刀路线 1)建立工件坐标系原点：工件坐标系原点建立在方形工件的表面中心。 2)确定加工起刀点：加工起刀点设在工件的表面中心上方100 mm.。 3)确定加工顺序，走刀路线。 4)采用先外轮廓后内轮廓的加工顺序，粗加工完单边留0.2 mm余量，然后检测零件的几何尺寸，根据检测结果决定Z向深度和刀具半径补偿的修正量，再分别对零件的内,外轮廓进行精加工。 5)矩形内轮廓及十字外轮廓周遍有R5圆角，因为选用Φ10的铣刀，所以R5为刀具直接成形。 6)由于十字轮廓与梯形开口轮廓相切，为保证两轮廓加工时交错导致过切，因先加工十字轮廓保证其精度，加工开口轮廓时可根据实际情况对尺寸稍做改动。 4.刀具与切削用量选择 刀具选择：材料为HSS的平底铣刀，直径Φ10、Φ8.5的麻花钻头及Φ3的中心钻。 切削用量选择： 平底铣刀：主轴转速粗加工时取S=1200r/min，精加工时取S=1500r/min，进给量轮廓粗加工时取f=180mm/min，轮廓精加工时取f=150mm/min，内轮廓Z向下刀时进给量取f=50mm/min。 中心钻：主轴转速取S=1000r/min，进给量取f=50mm/min。 麻花钻：主轴转速取S=700r/min，进给量取f=60mm/min。