加工中心任務(wù)二精銑輪廓——凸輪板

1、數(shù)控編程與加工數(shù)控編程與加工 加工中心加工中心陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院任務(wù)二任務(wù)二 單一輪廓加工（基本指令）單一輪廓加工（基本指令）項目導(dǎo)入項目導(dǎo)入 一一 相關(guān)知識相關(guān)知識 二二 項目實施項目實施 三三 拓展練習(xí)拓展練習(xí) 四四陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、項目導(dǎo)入如右圖所示，凸輪，材料45鋼，完成其精加工程序編制。任務(wù)分析任務(wù)分析：平面凸輪廓零件（含與底面垂直的側(cè)壁外表面銑削加工）是數(shù)控銑削加工的典型零件，該類零件一般分平面和外輪廓的銑削加工。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖3-1 銑削方式二、二、 相關(guān)知識相關(guān)知識（一）平面銑削工藝設(shè)計平面加工的方法：周銑、端銑陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖3-2 周銑

2、銑削方式陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖3-3 端銑銑削方式陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院1 1刀具選擇刀具選擇 常用刀具：面銑刀、立銑刀常用刀具：面銑刀、立銑刀2 2加工順序的安排加工順序的安排基本原則基本原則 基面先行原則。 先粗后精原則 先主后次原則。 先面后孔原則。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院3. 走刀路線確定（1）走刀路線的計主要遵循以下原則： 保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求。 走刀路線盡可能短。數(shù)值計算盡量簡單。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 圖3-4（a）：行切法。一般用于銑削表面。也可做為粗加工。 圖3-4（b）：環(huán)切法。一般用于銑削型腔底面。也可做為精加工。 圖3-4（c）：綜合切法。先行切

3、法，后環(huán)切法，可實現(xiàn)粗精加工。圖3-4 平面銑削的3種走刀路線（a）行切法（b）綜合切法（b）環(huán)切法（2）平面銑削方式陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院原因：原因：銑削輪廓時，為避免法向切入造成過切現(xiàn)象。解決方法：解決方法：外輪廓切入切出：如圖3-5（a）所示，沿外廓曲線延長線或切線切入切出。內(nèi)輪廓切入切出：如圖3-5（b）所示，采用內(nèi)切圓弧切入切出。 4.選擇刀具切入切出方向選擇刀具切入切出方向圖3-5 延長線切入切出圖3-6 內(nèi)切圓弧路線陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院5.銑削曲面的加工路線圖3-7 曲面加工的加工路線陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(二)刀具 數(shù)控銑床與加工中心上使用的刀具主要有銑削用刀具和孔加工

4、用刀具。 1.銑刀 （1）面銑刀 （2）立銑刀 （3）模具銑刀 （4）鍵槽銑刀 （5）鼓形銑刀 （6）成形銑刀 （7）鋸片銑刀 孔加工刀具（1）數(shù)控鉆頭（2）數(shù)控鉸刀（3）鏜刀（4）絲錐（5）擴（锪）孔刀 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院硬質(zhì)合金刀具四大系列鉆頭鉸刀螺紋刀具銑刀陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院鉆削類刀具：lNC定心鉆l階梯鉆頭l麻花鉆l內(nèi)冷麻花鉆頭l三刃鉆l直槽鉆l中心鉆內(nèi)冷麻花鉆頭陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院面銑刀l 最大切深6mml 容屑空間大，排屑暢快，加工效率高l 粗齒、細齒結(jié)構(gòu)各有所長，滿足不同條件加工l 高精度、長壽命刀體l 優(yōu)化的槽型和牌號實現(xiàn)高去除率切削l 堅韌的硬質(zhì)合金刀墊及刀片

5、自定位使刀具更安全易用l 修光刃刀片集高效率及高光潔度與一身l 通用性好最大切深6mm陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院硬質(zhì)合金立銑刀 通用立銑刀 鍵槽立銑刀 模具立銑刀 鋁合金加工立銑刀 鎳基合金/鈦合金/不銹鋼加工用立銑刀 普通硬度加工用立銑刀 硬切削加工用立銑刀 高速切削用立銑刀陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院硬質(zhì)合金鉸刀 q鉸孔精度可達 IT6-7q表面粗糙度可達Ra0.4-1.6q直槽、螺旋槽結(jié)構(gòu)俱全q高耐磨K20UF材質(zhì)與涂層的完美結(jié)合，以適應(yīng)各種材料的加工q可提供不等齒距系列及大螺旋系列d=2-22陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院螺紋刀具絲錐可加工絲錐可加工M3-M12M3-M12的螺紋的螺紋孔孔更大的螺

6、紋孔，螺紋銑刀更大的螺紋孔，螺紋銑刀是理想的選擇，可加工是理想的選擇，可加工M5-M5-M20M20的螺紋孔的螺紋孔直槽結(jié)構(gòu)及右螺旋槽結(jié)構(gòu)直槽結(jié)構(gòu)及右螺旋槽結(jié)構(gòu)高韌性材質(zhì)高韌性材質(zhì)K40UFK40UF和涂層和涂層的完美結(jié)合，確保更高的的完美結(jié)合，確保更高的刀具壽命刀具壽命4201, 4202, 4605, 4606，4551系列-孔的螺紋加工 d=M3-M20 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院螺紋銑刀內(nèi)螺紋外螺紋 對于40柄機床來講,當(dāng)螺紋大于M24, 50柄機床當(dāng)螺紋大于M42。采用螺紋銑是必然的選擇。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（三）常用指令（三）常用指令1.1.進給功能進給功能F F 編程格式：G9

7、4 F_；單位mmmin 。為數(shù)控系統(tǒng)默認狀態(tài)。 G95 F_；單位mmr。2.2.主軸功能（主軸功能（S S功能）默認單位：功能）默認單位：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分鐘（分鐘（r/minr/min）G97 S(r/min)G97 S(r/min)G96 S(m/min)G96 S(m/min)3.3.刀具功能（刀具功能（T T功能）功能） 格式：T ； 注釋： 刀具號，銑床可不寫。 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.4.輔助功能（輔助功能（M00M99M00M99）常用輔助功能常用輔助功能M00程序停止M01程序計劃停止M02程序結(jié)束M30程序結(jié)束M03主軸順時針旋轉(zhuǎn)M04主軸逆時針旋轉(zhuǎn)M05主軸停止M06自動

8、換刀M07開啟2#切削液（霧態(tài)）M08開啟1#切削液（液態(tài)）M09關(guān)閉切削液陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 G90、G91絕對尺寸與增量尺寸指令 G90表示絕對坐標(biāo)編程。 G91表示增量坐標(biāo)編程。 絕對坐標(biāo)所表示的刀具（或機床）運動位置的坐標(biāo)值，都是相對于編程原點給出的。 增量坐標(biāo)所表示的刀具運動位置的坐標(biāo)值是相對于前一位置的，即坐標(biāo)原點是平行移動的。相對坐標(biāo)與運動方向有關(guān)。 注意：該指令為模態(tài)指令。在后續(xù)程序中一直有效。5 5尺寸編制指令尺寸編制指令陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 編程格式：G92 X_ Y_ Z_； 功能：該指令是規(guī)定工件坐標(biāo)系坐標(biāo)原點的指令，工件坐標(biāo)系坐標(biāo)原點又稱為程序零點，坐標(biāo)值X

9、、Y、Z為起刀點（刀位點）在工作坐標(biāo)系中的初始位置。程序內(nèi)絕對指令中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，就是起刀點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。 例：如圖示，設(shè)置工件坐標(biāo)系的程序段如下： G92 X20.0 Y10.0 Z10.0；（2）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院格式：G54 G90 G00 (G01) X Y Z (F )； 注意：XYZ是工件坐標(biāo)系中的位置，且只能用絕對坐標(biāo)表示。此外，G54G59指令中所存儲的工件坐標(biāo)系原點可永久保存，除非清零或修改，且執(zhí)行該指令時，移動件要運動。此指令為模態(tài)指令。（3）工件坐標(biāo)系選擇指令G54G59例：在圖中，用CRT/MDI在參數(shù)設(shè)置方式下設(shè)置了兩個加工坐標(biāo)系

10、： G54 G00 X-50.Y-50.Z-10.； G55 G00 X-100.Y-100.Z-20.； 注意事項： G92與G54G59的區(qū)別。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（4）局部坐標(biāo)系指令G52 編程格式：G52 X_Y_； G52 X0 Y0；取消局部坐標(biāo)系 局部坐標(biāo)系用于從原坐標(biāo)系中分離出數(shù)個子坐標(biāo)系統(tǒng)，X、Y的定義是原坐標(biāo)系程序原點到子坐標(biāo)系的程序原點之間的量變。（5）選擇機床坐標(biāo)系指令G53 編程格式：G53 G90 X_Y_Z_； G53指令使刀具快速定位到機床坐標(biāo)系中的指定位置上。式中X、Y、Z值為機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，均為負值。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院6. 6. 公制公制/

11、/英制變換（英制變換（G21G21、G20G20） G20指令坐標(biāo)尺寸以英制輸入。G21指令坐標(biāo)尺寸以公制輸入。注意事項如下。 例如： Z15.0表示Z向15 mm或Z向15in。 F10.0表示速度為10 mm/min或10in/min7.7.小數(shù)點編程：小數(shù)點編程： FANUC系統(tǒng)加工中心默認小數(shù)點編程陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7平面選擇指令平面選擇指令G17、G18、G19 該指令用來指定待加工平面和刀具半徑補償平面。G17：XOY平面G18：XOZ平面G19：YOZ平面陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 編程格式：G00 X Y_ Z_； 注釋：XYZ直線終點坐標(biāo) 注意：其走刀速度由系統(tǒng)設(shè)定（1

12、 1）快速點位定位指令）快速點位定位指令G00G00（2 2）直線插補指令）直線插補指令G01G01 編程格式：G01 X Y Z F ； 注釋：XYZ直線終點坐標(biāo) F走刀進給量8 8控制刀具運動軌跡指令控制刀具運動軌跡指令陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院如：編寫如圖所示路徑的程序。 G00、G01應(yīng)用舉例絕對值編程：G90 G00X20.0Y20.0；G0l Y50.0 F50； X50.0； Y20.0； X20.0；G00 X0Y0；增量值編程：G91 G00X20.0Y20.0；G0l Y30.0 F50； X30.0； Y-30.0； X-30.0；G00 X-20.0Y-20.0；注意事項

13、： G00和G01指令均為模態(tài)指令，具有續(xù)效性，F(xiàn)功能也具有續(xù)效性。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（3 3）圓弧插補指令）圓弧插補指令G02G02、G03G03 編程格式（以G17平面為例）： 圓心終點編程 G17 G02/G03 X_ Y_ I_ J_ F_； 半徑終點編程 G17 G02/G03 X_Y_R_F_； 其中：XYZ圓弧的終點坐標(biāo)值，其值可是絕對坐標(biāo)，也可是增量坐標(biāo)。在增量方式下，其值為圓弧終點坐標(biāo)相對于圓弧起始點的增量值。 R表示圓弧半徑。 I_J_K_表示圓弧的圓心相對圓弧起點并分別在XYZ坐標(biāo)軸上的增量值1(40,20)2(-20,-50)G17G90G02X90Y40I-20

14、J-50F100;陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院順逆圓弧確認方式：看向第三軸負向，順時針走刀為G02，逆時針走刀為G03陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院例題：完成c圖所示加工路徑的程序編制（刀具現(xiàn)位于A點上方只進行軌跡運動）。a 圓弧順逆方向的判別 b 用R編程時R的判斷 c 加工路徑注意事項：圓弧的圓心角的大小范圍決定了R的數(shù)值的正負號。當(dāng)0180，R取值正值； 180360，R取值負值； 當(dāng)=360，即整圓，不能使用R編程，只能使用圓心起點法編程。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院程序：O0002G90 G54 G00 X0 Y25.0； G02 X25.0 Y0 I0 J-25.0 F100； AB G02 X

15、0 Y-25.0 I-25.0 J0； BCG02 X-25.0 Y0 I0 J25.0； CDG02 X0 Y25.0 I25.0 J0； DA或：G90 G54 G00 X0 Y25.0；G02 X0 Y25.0 I0 J-25.0 F100； AA整圓陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院9 9暫停指令暫停指令G04G04 編程格式：G04 X ；或G04 P _； X表示暫停時間，單位為秒；數(shù)值以小數(shù)點表示。P表示暫停暫停時間，單位為ms，數(shù)值以整數(shù)表示。注意事項： 該指令為非模態(tài)指令，只在本程序段有效。例如： G04 X3.0；表示暫停3秒 或G04 P3000；表示暫停3秒陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)

16、院9.9.返回參考點指令返回參考點指令返回參考點檢查指令G27自動返回參考點指令G28從參考點返回指令G29返回第2、3、4參考點指令G30陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（1）返回參考點檢查指令G27 格式：G90/G91 G27 X_ Y_ Z_ ；式中： X、Y、Z機床參考點在工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值；功能：機床長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)后，用來檢查工件原點的正確性，以提高加工的可靠性及保證工件尺寸的正確性。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院分別用絕對、增量編程？（2）自動返回參考點指令G28格式：G90/G91 G28 X_ Y_ Z_ ；式中： X、Y、Z經(jīng)過的中間點坐標(biāo)值；功能：使所有受控坐標(biāo)軸都快速定位到中間點，再

17、自動返 回參考點。G91 G28 X100. Y150.；G90 G28 X300. Y250.； G91 G28 X0 Y0； G91 G28 Z0；陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（3）從參考點返回G29格式：G90/G91 G29 X_ Y_ Z_ ；式中： X、Y、Z刀具的目標(biāo)點坐標(biāo)值；功能：使刀具由機床參考點經(jīng)過中間點到達目標(biāo)點。M06 T02； G90 G28 Z50.0；M06 T03；G29 X35. Y30. Z5.；陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院4、返回第2、3、4參考點G30式中：P2、P3、P4即選擇的第2、3、4參考點。 P2可省略。 X、Y、Z中間點坐標(biāo)值；功能：使刀具由當(dāng)前點經(jīng)

18、過中間點回到參考點。格式：G91 G30 Y0；P2P3P4G30X_ Y_ Z_；陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（四）刀具半徑補償指令（四）刀具半徑補償指令G41G41，G42G42，G40G40補償?shù)哪康模汉喕绦颉＞幊倘园戳慵喞幹?，無需編制刀具中心軌跡。指令：G41、G42、G40指令含義：G41-刀具半徑左補償； G42-刀具半徑右補償；G40-取消刀具半徑補償G41、G42的判斷方法： 看向第三軸負向，沿著刀具前進方向看，刀具在工件左邊為G41，刀具在工件右邊為G42。如下圖中,刀具中心軌跡及方向為紅線AB和BC圓弧段ABCYXG41oABCZXG42o陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院G17X

19、_Y_G41G00G18X_Z_D_G42G01G19Y_Z_X_Y_G00G40X_ Z_G01Y_ Z_取消刀補： （2）編程格式 執(zhí)行刀補： 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖3-10 刀具半徑補償方向（3）刀補方向陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖3-11 刀具半徑補償?shù)慕⑴c取消 （4）刀具半徑補償過程陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（5 5）應(yīng)用舉例）應(yīng)用舉例 在XY平面內(nèi)，使用刀具半徑補償完成輪廓加工編程，如圖3-12所示（未加長度刀補）。圖3-12 刀具半徑補償軌跡圖 注意：不能出現(xiàn)連續(xù)兩個程序段無選擇補償坐標(biāo)平面的移動命令！陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院參考程序：O0003N20 G90 G54 G00

20、X0 Y0 M03 S500 F50N30 G00 Z50.0； 起始高度 N40 Z10.0； 安全高度N50 G41 X20.0 Y10.0 D1； 建立刀補，D01為補償號N60 G01Z-10.0； 下刀，切深10 mmN70 Y50.0；N80 X50.0；N90 Y20.0；N100 X10.0；N110 G00 Z50.0； 抬刀到起始高度N120 G40 G01 X0 Y0 M05； 取消刀具半徑補償陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院【不能出現(xiàn)連續(xù)兩個程序段無選擇補償坐標(biāo)平面的移動命令】銑內(nèi)輪廓過切銑外輪廓過切陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（6 6）注意事項）注意事項建立和取消刀具半徑補償階段

21、只能使用G00或者G01指令。執(zhí)行刀具半徑補償過程中走刀路線夾角不應(yīng)90換刀前或程序結(jié)束前應(yīng)取消刀補。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（7）刀具半徑補償?shù)膽?yīng)用 利用刀具半徑補償，可以實現(xiàn)利用同一程序進行粗、精加工。即：粗加工刀具半徑補償=刀具半徑 + 精加工余量精加工刀具半徑補償=刀具半徑 + 修正量（圖3-15 刀具半徑補償） 刀具因磨損、重磨、換新刀而引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數(shù)設(shè)置中輸入變化后的刀具半徑即可。 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖3-15 刀具半徑補償例：如圖3-15所示，刀具為20立銑刀，零件粗加工后給精加工單邊余量1.0 mm，則粗加工刀具半徑補償D01的值為R補=

22、R刀+1.0=10.0+1.0=11.0（mm）粗加工后實測L尺寸為L+1.98，則精加工刀具半徑補償D11值應(yīng)為R補 =11.0(1.98+0.03)/2=9.995（mm）則加工后工件實際L值為L0.03。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、項目實施 圖2-1所示為一凸輪板的零件圖，材料為45#鋼，毛坯100 mm100 mm22 mm，采用數(shù)控銑床加工，分析加工工藝并編制凸模板的數(shù)控加工程序。（一）加工工藝分析（一）加工工藝分析 1 1零件圖工藝分析零件圖工藝分析 該零件主要由平面及外輪廓組成。上表面、凸模板輪廓和凸臺底面的表面粗糙度為Ra3.2，要求較高，無垂直度要求。該零件材料為45#鋼，切

23、削加工性能較好。 2 2選擇加工方案選擇加工方案 粗、精加工上表面； 粗、精加工外輪廓。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院3 3確定裝夾方案確定裝夾方案 零件毛坯外形為規(guī)則的長方形，因此加工上表面與輪廓時選擇平口機用虎鉗。裝夾高度25 mm，因此須在虎鉗定位基面加墊鐵。4 4確定加工順序及走刀路線確定加工順序及走刀路線5 5刀具及切削用量的選擇刀具及切削用量的選擇 切削用量選擇見工藝文件。6 6填寫工藝文件填寫工藝文件 凸輪板數(shù)控加工工序卡片見表2-2陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院走刀路線設(shè)計陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院表2-2 凸輪板數(shù)控加工工序卡片數(shù)控加工工序卡片數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號產(chǎn)品名稱或代號零

24、件名稱零件名稱材料材料零件圖號零件圖號凸輪板凸輪板4545工序號工序號程序編號程序編號夾具名稱夾具名稱夾具編號夾具編號使用設(shè)備使用設(shè)備車車 間間O0210O0210O0211O0211機用平口虎鉗機用平口虎鉗200200數(shù)控實訓(xùn)中心數(shù)控實訓(xùn)中心工步工步號號工步內(nèi)容工步內(nèi)容刀具號刀具號刀具規(guī)刀具規(guī)格格主軸主軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n（r/minr/min）進給進給速度速度F F（mm/minmm/min）背吃刀量背吃刀量a ap p（mmmm）量具量具備注備注1 1粗銑頂面留余量粗銑頂面留余量0.20.2T01T01 110110端端銑刀銑刀3803802002001.81.8100100游標(biāo)游標(biāo)卡尺卡尺2 2精銑頂面控制高度精銑頂面控制高度尺寸達尺寸達R Ra a3.23.2T01T01 110110端端銑刀銑刀5005001501500.20.2100100游標(biāo)游標(biāo)卡尺卡尺3 3粗銑外輪廓留側(cè)余粗銑外輪廓留側(cè)余量量0.50.5，底余量，底余量0.20.2T02T02 1616立銑立銑刀刀7007001801804.54.512125 5精銑外輪廓達圖紙精銑外輪廓達圖紙要求要求T02T02 1616立銑立銑刀刀 800 8002502500.50.50.20.2千分千分尺尺6 6清理、入庫清理、入庫編制編制審核審核共共 頁頁第第 頁頁陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（二）編制加