數(shù)控銑床編程與操作項(xiàng)目教程 第4版 課件 項(xiàng)目四　輪廓加工 任務(wù)三　平面內(nèi)輪廓加工

[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識(shí)目標(biāo)①了解回參考點(diǎn)指令和回固定點(diǎn)指令；②掌握平面內(nèi)輪廓加工進(jìn)給路線的制定方法；③掌握平面內(nèi)輪廓加工刀具及合理切削用量的選擇。

2.技能目標(biāo)①會(huì)用CAD軟件查找基點(diǎn)坐標(biāo)；②會(huì)進(jìn)行平面內(nèi)輪廓加工；③會(huì)進(jìn)行平面內(nèi)輪廓尺寸控制。

任務(wù)三

平面內(nèi)輪廓加工圖4－22圖4－23[知識(shí)學(xué)習(xí)]

一、編程指令

1.回參考點(diǎn)指令

（1）指令功能參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，用該指令可以使刀具非常方便地移動(dòng)到該位置。

（2）指令格式見表。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G28IP_；IP是指定中間點(diǎn)位置的指令例：N1G28X40Y0；中間點(diǎn)（X40，Y0）

N2G28Y60；中間點(diǎn)（X40，Y60）G74；占獨(dú)立程序段例：N20G74；回機(jī)床參考點(diǎn)

（3）指令使用說明1）用G28（G74）指令回參考點(diǎn)的各軸速度貯存在機(jī)床數(shù)據(jù)中（快速）。2）使用回參考點(diǎn)指令前，為安全起見應(yīng)取消刀具半徑補(bǔ)償和長(zhǎng)度補(bǔ)償。3）發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)回參考點(diǎn)指令不同，發(fā)那科系統(tǒng)須指定中間點(diǎn)坐標(biāo)，刀具經(jīng)中間點(diǎn)回到參考點(diǎn)；西門子系統(tǒng)不需跟X、Y、Z值，直接回機(jī)床參考點(diǎn)。4）返回參考點(diǎn)指令為程序段有效指令。5）西門子系統(tǒng)回參考點(diǎn)程序?qū)懗桑篏74X30Y10；程序段后X、Y下編程數(shù)值不識(shí)別。

2.返回固定點(diǎn)指令（1）功能指刀具自動(dòng)返回到機(jī)床上某一指定的固定點(diǎn)，如換刀點(diǎn)。

（2）指令格式見表4-21。

表4-21發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)回固定點(diǎn)指令格式發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G29IP_；IP是指從參考點(diǎn)返回目標(biāo)點(diǎn)的指令例：N2G28X40Y60；

目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)（X40，Y60）G75；占獨(dú)立程序段，固定點(diǎn)的位置固定的存貯在機(jī)床數(shù)據(jù)中例：N40G75；回固定點(diǎn)

（3）指令使用說明1）發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)指令、含義各不相同。2）返回固定點(diǎn)指令為程序段有效指令。3）返回固定點(diǎn)指令之后的程序段中原先的G0、G1、G2、G3…將再次生效。4）西門子系統(tǒng)回固定點(diǎn)程序?qū)懗桑篏75X30Y10；程序段后X、Y下編程數(shù)值不識(shí)別。

二、加工工藝分析

1.工、量、刃具選擇（1）工具選擇：工件采用平口鉗裝夾，試切法對(duì)刀，其它工具見表4-22。（2）量具選擇：輪廓尺寸用游標(biāo)卡尺測(cè)量，深度尺寸用深度游標(biāo)卡尺測(cè)量。（3）刃具選擇：銑內(nèi)輪廓刀具半徑必須小于內(nèi)輪廓最小圓弧半徑，否則將無法加工出內(nèi)輪廓圓弧。本任務(wù)內(nèi)輪廓最小圓弧輪廓半徑為R6，故所選銑刀直徑不得大于?12，此處選用直徑為?10銑刀。粗加工用鍵槽銑刀銑削，精加工用能垂直下刀的立銑刀或用鍵槽銑刀替代。銑刀材料用普通高速鋼

表4-22工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號(hào)SKX4-3-1種類序號(hào)名稱規(guī)格精度單位數(shù)量工具1平口鉗QH135個(gè)12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個(gè)1量具1游標(biāo)卡尺0～150mm0.02把12深度游標(biāo)卡尺0～200mm0.02把13百分表及表座0～10mm0.01個(gè)14粗糙度樣板N0～N112級(jí)副1刃具1鍵槽銑刀?10個(gè)12立銑刀?10個(gè)12.加工工藝方案（1）加工工藝路線

1）切入、切出方式選擇銑削封閉內(nèi)輪廓表面時(shí)，刀具無法沿輪廓線的延長(zhǎng)線方向切入、切出。只有沿法線方向切入、切出或圓弧切入、切出。本任務(wù)選擇法線方向切入和切出，并切入、切出點(diǎn)選在零件輪廓兩幾何要素的交點(diǎn)上。

2）銑削方向的確定銑刀沿內(nèi)輪廓逆時(shí)針方向銑削時(shí)，銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向一致為順銑，如圖4-24所示。銑刀沿內(nèi)輪廓順時(shí)針方向銑削時(shí)，銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相反為逆銑，如圖4-25所示。一般盡可能采用順銑。圖4-24圖4-253）進(jìn)給路線內(nèi)輪廓的進(jìn)給路線有行切、環(huán)切和綜合切削三種切削方法，綜合切削法是先行切后環(huán)切。

行切與環(huán)切進(jìn)給路線都能切凈內(nèi)輪廓中的全部面積，不留死角，不傷輪廓，同時(shí)能盡量減少重復(fù)進(jìn)給的搭接量。不同點(diǎn)是行切法的進(jìn)給路線比環(huán)切法短，但行切法在每?jī)纱芜M(jìn)給的起點(diǎn)與終點(diǎn)間留下殘留面積圖4-26圖4-27環(huán)切法獲得的表面粗糙度要好于行切法，但環(huán)切法需要逐次向外擴(kuò)展輪廓線，刀位點(diǎn)計(jì)算復(fù)雜、刀具路徑長(zhǎng)。

加工中可結(jié)合行切、環(huán)切的優(yōu)點(diǎn)，采用綜合切削法；先用行切法去除中間部分余量，最后用環(huán)切法加工內(nèi)輪廓表面，既可縮短進(jìn)刀路線，又能獲得較好的表面質(zhì)量。本任務(wù)選擇環(huán)切法并由里向外加工，加工中行距取刀具直徑的50～90%左右，加工路線見圖4-27。刀具由1→2→3→4→5→6→3→7→8→9→10→7→1的順序按環(huán)切方式進(jìn)行加工，刀具從點(diǎn)3運(yùn)行至點(diǎn)7時(shí)建立刀具半徑補(bǔ)償，加工結(jié)束時(shí)刀具從點(diǎn)7運(yùn)行至點(diǎn)1過程中取消刀具半徑補(bǔ)償。（2）合理切削用量的選擇加工材料為硬鋁，切削力較小，銑削深度除留0.3mm精加工余量，其余一刀切完；切削速度可選較高，垂直進(jìn)給速度較小，具體見表。刀具工作內(nèi)容F(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀（T1）垂直進(jìn)給深度留0.3mm精加工余量501000粗銑內(nèi)輪廓輪廓留0.3mm精加工余量701000高速鋼立銑刀（T2）垂直進(jìn)給501200精銑內(nèi)輪廓7012003.參考程序編制（1）工件坐標(biāo)系建立本任務(wù)工件坐標(biāo)系建立在工件幾何中心上，Z零點(diǎn)設(shè)置在工件上表面。（2）基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算本任務(wù)不僅要計(jì)算基點(diǎn)7、8、9、10、11、12、13、14等坐標(biāo)還要計(jì)算環(huán)切余量時(shí)1、2、3、4、5、6點(diǎn)坐標(biāo)，其中1、2、3、4、5、6、9、10、11、12坐標(biāo)不易計(jì)算，可采用CAD軟件查找點(diǎn)坐標(biāo)的方法，基點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y)基點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y)1（-10，10）8（-20，-30）2（-10，-10）9（20，-30）3（-17，-17）10（22.308，-18.462）4（-1.716，-17）11（22.308，18.462）5（-1.716，17）12（20，30）6（-17，17）13（-20，30）7（-30，-20）14（-30，20）在二維CAD軟件上找查基點(diǎn)坐標(biāo)：如AutoCAD或CAXA電子圖板中畫出內(nèi)輪廓圖形（注意工件坐標(biāo)系與CAD軟件坐標(biāo)系一致，坐標(biāo)原點(diǎn)重合），然后把鼠標(biāo)放置在各點(diǎn)上可通過軟件屏幕下方顯示出該點(diǎn)坐標(biāo)或用軟件查詢工具查找各點(diǎn)坐標(biāo)。（3）參考程序

主程序：發(fā)那科系統(tǒng)程序名“O0430”；西門子系統(tǒng)程序名“XX0430.MPF”程序段號(hào)程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）動(dòng)作說明N5G90G49G40G80G40G90設(shè)置初始參數(shù)N10G54M3S1000T01G54M3S1000T01D1設(shè)置加工參數(shù)N20G0G43X10Y10Z5H01G0X-10Y10Z5空間快速移動(dòng)至1點(diǎn)上方N30G1Z-2.7F50G1Z-2.7F50下刀N40M98P0043L43調(diào)用子程序，粗加工輪廓N50G0Z100G0Z100抬刀N60M5M5主軸停N70M0M0程序停，換精銑刀具N80M3S1200T02M3S1200T02D1主軸正轉(zhuǎn)1200轉(zhuǎn)N90G0G43X0Y10Z5H02G0X0Y10Z5空間快速移動(dòng)X0Y10處N100G1X-10Z-3F50G1X-10Z-3F50螺旋下刀至1點(diǎn)N110M98P0043L43調(diào)用子程序，精加工輪廓N120G0Z100G0Z100抬刀N130M2M2程序結(jié)束子程序：發(fā)那科系統(tǒng)子程序名“O0043”；西門子系統(tǒng)程序名“L43.SPF”程序段號(hào)程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）動(dòng)作說明N10G1X-10Y-10F70G1X-10Y-10F70從1點(diǎn)直線加工至2點(diǎn)N20X-17Y-17X-17Y-17直線加工至3點(diǎn)N30X-1.716X-1.716直線加工至4點(diǎn)N40G2Y17R35G2Y17CR=35圓弧加工至5點(diǎn)N50G1X-17G1X-17直線加工至6點(diǎn)N60Y-17Y-17直線加工至3點(diǎn)N70G41X-30Y-20D1G41X-30Y-20建立半徑補(bǔ)償至7點(diǎn)N80G3X-20Y-30R10G3X-20Y-30CR=10圓弧加工至8點(diǎn)N90G1X20G1X20直線加工至9點(diǎn)N100G3X22.308Y-18.462R6G3X22.308Y-18.462CR=6圓弧加工至10點(diǎn)N110G2Y18.462R20G2Y18.462CR=20圓弧加工至11點(diǎn)N120G3X20Y30R6G3X20Y30CR=6圓弧加工至12點(diǎn)N130G1X-20G1X-20直線加工至13N140G3X-30Y20R10G3X-30Y20CR=10圓弧加工至14N150G1Y-20G1Y-20直線加工至7N160G40X-10Y10G40X-10Y10移動(dòng)至1點(diǎn)并取消刀補(bǔ)N170M99M17子程序結(jié)束[資料鏈接]

型腔類零件下刀方法：加工型腔類零件在垂直進(jìn)給時(shí)切削條件差，軸向抗力大，切削較為困難。一般根據(jù)具體情況采用以下幾種方法進(jìn)行加工：①用鉆頭在銑刀下刀位置預(yù)鉆一個(gè)孔，銑刀在預(yù)鉆孔位置下刀進(jìn)行型腔的銑削，此方法對(duì)銑刀種類沒有要求，下刀速度不用降低，但需增加一把鉆頭，也增加了換刀和鉆孔時(shí)間。②用鍵槽銑刀（或有端面刃的立銑刀）直接垂直下刀進(jìn)給，再進(jìn)行型腔銑削，此方法下刀速度不能過快，否則會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，損壞切削刃。③使用X/Y和Z方向的線性坡走切削下刀，達(dá)到軸向深度后再進(jìn)行型腔銑削，此方法適宜加工寬度較窄的型腔。④螺旋下刀，銑刀在下刀過程中沿螺旋線路徑下刀，它產(chǎn)生的軸向力小，工件加工質(zhì)量高，對(duì)銑刀種類也沒什么要求，是最佳下刀方式。[任務(wù)實(shí)施]

一、加工準(zhǔn)備

1.檢查毛坯尺寸。

2.開機(jī)、回參考點(diǎn)。

3.程序輸入：把編寫好的程序或經(jīng)仿真后的數(shù)控程序輸入數(shù)控系統(tǒng)。

4.工件裝夾：平口鉗裝夾在銑床工作臺(tái)上并校正；工件按要求裝夾在平口鉗上。

5.刀具裝夾：共采用兩把銑刀，一把粗加工鍵槽銑刀，一把為精加工立銑刀，通過彈簧夾頭把銑刀裝夾在銑刀刀柄中。

二、對(duì)刀操作

1.X、Y方向?qū)Φ?/p>

X、Y方向采用試切法對(duì)刀，方法同前任務(wù)。

2.Z方向?qū)Φ兑来伟惭b粗、精加工銑刀，測(cè)量每把刀的刀位點(diǎn)從參考點(diǎn)到工件上表面的Z數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)中，加工時(shí)調(diào)用。

三、空運(yùn)行及仿真按前面任務(wù)要求進(jìn)行空運(yùn)行及仿真

四、零件自動(dòng)加工及尺寸控制加工時(shí)先用?10鍵槽銑刀進(jìn)行粗加工，后用?10立銑刀進(jìn)行精加工。因粗、精加工輪廓子程序相同，故粗加工輪廓時(shí)把機(jī)床中刀具半徑補(bǔ)償值設(shè)置為5.3mm，輪廓留0.3mm精加工余量，深度方向留0.3mm精加工余量，由程序控制。用立銑刀精加工時(shí)機(jī)床中刀具半徑補(bǔ)償值先設(shè)置為5.2mm，運(yùn)行完精加工程序后，根據(jù)輪廓實(shí)測(cè)尺寸再修改機(jī)床中刀具半徑補(bǔ)償值，然后重新運(yùn)行精加工程序，以保證輪廓尺寸符合圖紙要求，具體做法如下：若第一次運(yùn)行精加工程序后，若用游標(biāo)卡尺測(cè)得內(nèi)輪廓60±0.1實(shí)際尺寸為59.45mm，比圖紙要求尺寸還小0.45～0.65mm，單邊小0.225～0.325mm（取中間值0.275mm），則機(jī)床中半徑補(bǔ)償值修改為5.2-0.275=4.925m；然后重新運(yùn)行精加工程序進(jìn)行精加工，即可保證輪廓尺寸符合圖紙尺寸要求。深度尺寸也用類似方法進(jìn)行控制，通過設(shè)置長(zhǎng)度補(bǔ)償值（或長(zhǎng)度磨損值）第一次精加工程序運(yùn)行后，測(cè)量輪廓實(shí)際深度尺寸，再修改長(zhǎng)度補(bǔ)償值（或長(zhǎng)度磨損值），然后重新運(yùn)行精加工程序以保證深度尺寸。表4-27平面內(nèi)輪廓加工評(píng)分表序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)內(nèi)容及要求配分學(xué)生自檢學(xué)生互檢教師檢測(cè)得分1職業(yè)素養(yǎng)文明、禮儀5

2安全、紀(jì)律10

3行為習(xí)慣5

4工作態(tài)度5

5團(tuán)隊(duì)合作5

6制定工藝1．選擇裝夾與定位方式2．選擇刀具3．選擇加工路徑4．選擇合理切削用量5

7程序編制1．編程坐標(biāo)系選擇正確2．指令使用與程序格式正確3．基點(diǎn)坐標(biāo)正確10

六、加工結(jié)束，拆下工件，清理機(jī)床。8機(jī)床操作1．開機(jī)前檢查、開機(jī)、回參考點(diǎn)