數(shù)控銑床加工中心加工技術(shù)（第二版）課件 3-2 壓板零件加工

任務(wù)2壓板零件加工1．掌握圓弧加工指令的指令格式及編程方法。2．掌握回參考點指令的指令格式及編程方法。3．掌握數(shù)控銑加工程序的程序開始與程序結(jié)束。4．了解數(shù)控加工過程中加工路線的確定原則及確定方法。5．掌握臺階類零件的編程與加工方法。通過完成任務(wù)，掌握以下知識和技能。企業(yè)壓板零件的加工訂單，訂單數(shù)量為20件一零件（100mm×80mm×15mm），毛坯材料為45鋼，試編寫其數(shù)控銑加工程序并進行加工。該零件既是臺階類零件，又是圓弧輪廓零件，因此完成該任務(wù)的難點在于正確運用圓弧插補指令進行編程。在操作過程中，應(yīng)進一步掌握數(shù)控銑床/加工中心對刀的方法及零件在數(shù)控銑床/加工中心上裝夾與找正的方法。1.圓弧加工指令（1）指令格式（以G17平面為例）半徑方式：G02X

Y

R

F

；G03X

Y

R

F

；圓心方式：G02X

Y

I

J

F

；G03X

Y

I

J

F

；

G02：表示順時針圓弧插補。G03：表示逆時針圓弧插補。X

Y

Z

：表示圓弧的終點坐標(biāo)值，其值可以是絕對坐標(biāo)，也可以是增量坐標(biāo)。在增量方式下，其值為圓弧終點坐標(biāo)相對于圓弧起點的增量值。R

：表示圓弧半徑。I

J

K

：表示圓弧的圓心相對于其起點并分別在X、Y和Z坐標(biāo)軸上的增量值。（2）指令說明1）G02/G03判斷方法

沿圓弧所在平面（如XY平面）的另一根軸（Z軸）的正方向向負(fù)方向看，順時針方向為順時針圓弧，逆時針方向為逆時針圓弧。2）圓弧半徑R

①當(dāng)圓弧圓心角小于或等于180°時，程序中的R用正值表示。

②當(dāng)圓弧圓心角大于180°并小于360°時，R用負(fù)值表示。

③R指令格式不能用于整圓插補的編程，整圓插補需用I、J、K方式編程。圓弧的順逆判斷例1編寫加工圓弧AB的程序段（AB）1G03X30.0Y－40.0R50.0F100；

（AB）2G03Y－40.0R－50.0F100；3）I、J、K值的判斷①I的值為圓弧圓心的X坐標(biāo)值減圓弧起點的X坐標(biāo)值，

J的值為圓弧圓心的Y坐標(biāo)值減圓弧起點的Y坐標(biāo)值，K的值為圓弧圓心的Z坐標(biāo)值減圓弧起點的Z坐標(biāo)值。②I、J、K的值為矢量值。例2編寫加工圖示圓弧AB的程序段（AB）1G03X2.68Y20.0R20.0；G03X2.68Y20.0I－17.32J－10.0；（AB）2G02X2.68Y20.0R20.0；G02X2.68Y20.0I－17.32J10.0；例3編寫加工整圓的程序段G03X50.0Y0I－50.0J0；或簡寫成：G03I－50.0；2.工件坐標(biāo)系零點偏移及取消指令

（1）指令格式設(shè)定工件坐標(biāo)系零點偏移指令：G54～G59；取消工件坐標(biāo)系設(shè)定即選擇機床坐標(biāo)系：G53。（2）指令說明

①零點偏置的方法：選擇裝夾后工件的編程坐標(biāo)系原點，找出該點在機床坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)值，將這些值通過機床面板操作輸入機床偏置存儲器參數(shù)中，從而將機床坐標(biāo)系原點偏移至工件坐標(biāo)系原點。

②實質(zhì)：在編程與加工之前讓數(shù)控系統(tǒng)知道工件坐標(biāo)系在機床坐標(biāo)系中的具體位置。

④一般通過輸入不同的零點偏移數(shù)值，可以設(shè)定G54～G59共6個不同的工件坐標(biāo)系，在編程及加工過程中可以通過G54～G59指令來對不同的工件坐標(biāo)系進行選擇。③對刀:找出工件坐標(biāo)系在機床坐標(biāo)系中位置的過程。G90；（絕對坐標(biāo)系編程）G54G00X0Y0；（選擇G54坐標(biāo)系，快速定位到該坐標(biāo)系XY平面原點）G55G00X0Y0；（選擇G55坐標(biāo)系，快速定位到該坐標(biāo)系XY平面原點）G57G00X0Y0；（選擇G57坐標(biāo)系，快速定位到該坐標(biāo)系XY平面原點）G58G00X0Y0；（選擇G58坐標(biāo)系，快速定位到該坐標(biāo)系XY平面原點）M30；（程序結(jié)束）例4試編寫刀具刀位點在O點、A點、B點和C點間快速移動的程序3.返回參考點指令可以通過編程指令來自動實現(xiàn)機床回參考點動作。常見的與返回參考點相關(guān)的編程指令主要有G27、G28、G29三種，這三種指令均為非模態(tài)指令。（1）返回參考點校驗指令（G27）1）指令格式G27X

Y

Z

；X

Y

Z

：參考點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。2）指令說明①G27指令用于檢查刀具是否正確返回到程序中指定的參考點位置。②執(zhí)行G27指令時，如果刀具通過快速定位指令G00正確定位到參考點上，則對應(yīng)軸的返回參考點指示燈亮，否則將產(chǎn)生機床系統(tǒng)報警。（2）自動返回參考點指令（G28）1）指令格式G28X

Y

Z

；X

Y

Z

：返回過程中經(jīng)過的中間點，其坐標(biāo)值可以用增量值也可以用絕對值，但須用G91或G90來指定。2）指令說明①執(zhí)行返回參考點G28指令時，刀具以快速點定位方式經(jīng)中間點返回到參考點。②設(shè)定中間點的目的是為了防止刀具在返回參考點過程中與工件或夾具發(fā)生干涉。（3）自動從參考點返回指令（G29）1）指令格式G29X

Y

Z

；X

Y

Z

；從參考點返回后刀具所到達的終點坐標(biāo)?？捎肎91/G90來決定該值是增量值還是絕對值。如果是增量值，則該值指刀具終點相對于G28中間點的增量值。2）指令說明①G29指令只能出現(xiàn)在G28指令的后面，中間點的坐標(biāo)與前面G28所指定的中間點坐標(biāo)為同一坐標(biāo)值。②在選擇G28指令后，G29指令并不是必需的，建議用G00指令來代替G29指令。

例5刀具回參考點前已定位至A點，取B點為中間點，R點為參考點，C點為執(zhí)行G29指令到達的終點。G91G28X200.0Y100.0Z0.0；M06T01；G29X100.0Y－100.0Z0.0；或：G90G28X200.0Y200.0Z0.0；M06T01；G29X300.0Y100.0Z0.0；4.工件的裝夾與找正工件在數(shù)控銑床/加工中心上裝夾時，應(yīng)根據(jù)批量的大小來選擇不同的裝夾方式。單件、小批量工件通常采用通用夾具進行裝夾；中小批量工件通常采用組合夾具進行裝夾；大批量工件則最好選擇專用夾具進行裝夾。常用的通用夾具裝夾與找正方法如下（1）平口鉗的裝夾與找正采用機械螺旋式、氣動式或液壓式夾緊方式①平口鉗裝夾的示意圖如圖，裝夾時，首先根據(jù)工件的切削高度在平口鉗內(nèi)墊上合適的高精度平行墊鐵，以保證工件在切削過程中不會產(chǎn)生受力移動；然后對平口鉗鉗口進行找正，以保證平口鉗的鉗口方向與主軸刀具的進給方向平行或垂直。②工件找正方法如圖所示。找正時，將百分表用磁性表座固定在主軸上，百分表觸頭接觸工件，在前后或左右方向移動主軸，從而找正工件上下平面與工作臺面的平行度。如工件與工作臺面不平行，則可根據(jù)平行度誤差大小在相應(yīng)的角上墊相應(yīng)尺寸的塞尺來進行糾正。（2）壓板的裝夾與校正①對于大型工件，無法采用平口鉗或其他夾具裝夾時，可直接采用壓板進行裝夾。加工中心壓板通常采用T形螺母與螺栓的夾緊方式。壓板、墊鐵與T形螺母②對于除底面以外其余五面要全部加工的零件，無法采用平口鉗或壓板裝夾時，可采用精密治具板進行裝夾。裝夾前在工件底面加工出工藝螺釘孔，再用內(nèi)六角螺釘鎖緊在精密治具板上，最后將精密治具板安裝在工作臺面上。精密治具板有HT、HL、HC、HH等多種系列③使用壓板裝夾時，裝夾與找正方法如圖3-23所示。采用壓板裝夾工件時，應(yīng)使墊鐵的高度略高于工件，以保證夾緊效果；壓板螺栓應(yīng)盡量靠近工件，以增大壓緊力；壓緊力要適中，或在壓板與工件表面安裝軟材料墊片，以防工件變形或工件表面受到損傷；不能在工作臺面上拖動工件，以免劃傷工作臺面。找正時，除了要找正工件上下平面與工作臺面的平行，還要找正工件側(cè)面與軸進給方向的平行。如果不平行，則可用銅棒輕敲工件或墊塞尺的辦法進行糾正，然后重新進行找正。（3）卡盤和分度頭及其裝夾與找正卡盤根據(jù)卡爪的數(shù)量分為二爪卡盤、三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤和六爪卡盤等幾種類型。在數(shù)控車床和數(shù)控銑床上應(yīng)用較多的是三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤。由于三爪自定心卡盤具有自動定心作用和裝夾簡單的特點，因此，中、小型圓柱工件在數(shù)控銑床或數(shù)控車床上加工時，常采用三爪自定心卡盤進行裝夾。卡盤的夾緊有機械螺旋式、氣動式或液壓式等多種形式。三爪自定心卡盤四爪單動卡盤許多機械零件，如花鍵、離合器、齒輪等零件在加工中心上加工時，常采用分度頭分度的辦法來等分每一個齒槽，從而加工出合格的零件。分度頭是數(shù)控銑床或普通銑床的主要部件。在機械加工中，常用的分度頭有萬能分度頭、簡單分度頭、直接分度頭等，但這些分度頭普遍分度精度不是很精密。因此，為了提高分度精度，數(shù)控機床上還采用投影光學(xué)分度頭和數(shù)顯分度頭等對精密零件進行分度。萬能分度頭簡單分度頭在加工中心上使用卡盤作為夾具時，通常用壓板將卡盤壓緊在工作臺面上，使卡盤軸心線與主軸平行。三爪自定心卡盤裝夾圓柱形工件的找正如圖所示，將百分表固定在主軸上，觸頭接觸外圓側(cè)母線，上下移動主軸，根據(jù)百分表的讀數(shù)用銅棒輕敲工件進行調(diào)整，當(dāng)主軸上下移動過程中百分表讀數(shù)不變時，表示工件母線平行于Z軸。當(dāng)找正工件外圓圓心時，可手動旋轉(zhuǎn)主軸，根據(jù)百分表的讀數(shù)值在XY平面內(nèi)移動工件，直至手動旋轉(zhuǎn)主軸時百分表讀數(shù)值不變，此時，工件中心與主軸軸線同軸，記下此時的機床坐標(biāo)系X、Y的坐標(biāo)值，可將該點（圓柱中心）設(shè)為工件坐標(biāo)XY平面的編程原點。用分度頭裝夾工件（工件橫放）的找正方法如圖所示。首先，分別在A點和B點處前后移動百分表，調(diào)整工件，保證兩處百分表的最大讀數(shù)相等，以找正工件與工作臺面平行；然后，找正工件側(cè)母線與工件進給方向平行。1.加工準(zhǔn)備（1）分析零件圖樣

1）尺寸精度要求不高，均為自由公差。

2）零件加工后的形位精度要求較高，為了保證形位公差要求，需對零件進行精確的裝夾與校正。

3）零件加工表面的表面粗糙度要求為Ra3.2μm。（2）選擇數(shù)控機床TH7650型FANUC0i系統(tǒng)數(shù)控銑床。

（3）選擇刀具和切削用量1）刀具:φ20mm立銑刀（材料為高速鋼）2）切削用量推薦值：切削速度n=600r/min；進給速度f=100mm/min；背吃刀量ap=8mm。2.編寫加工程序（1）選擇編程原點選擇工件上表面的對稱中心作為工件編程原點。

（2）設(shè)計加工路線銑削臺階：刀具從A點→B點，然后Z向抬刀并返回C點，再Z向落刀至加工高度后，從C點→D點。加工圓弧面：為防止刀具法向進刀造成加工刀痕，采用圓弧過渡方式切入，采用圓弧過渡方式切出，也可采用法線方式切出。（3）確定基點坐標(biāo)A點（－52.0，－52.0）B點（－52.0，52.0）C