數(shù)控銑床編程與操作項目教程 第4版 課件 項目五　凹槽加工 任務二　直溝槽、圓弧槽加工

[學習目標]1.知識目標①掌握坐標系偏轉指令及使用；②了解鏡向加工指令；③撐握直溝槽、圓弧槽加工工藝制定方法。

2.技能目標①會進行直溝槽、圓弧槽加工；②會進行直溝槽、圓弧槽尺寸測量及精度控制。任務二

直溝槽、圓弧槽加工加工任務：圖5－8零件圖圖5－9三維立體圖

[知識學習]

一、編程指令

1.坐標系偏轉指令（1）指令功能將坐標系偏轉一個角度，使刀具在偏轉后的坐標系中運行。（2）指令格式

坐標系偏轉指令格式見下表。系

統(tǒng)指令格式指令含義發(fā)那科系統(tǒng)G17G18G68α_β_R_G19在選定平面內以某點為旋轉中心旋轉R角度，α_β_為相應的X、Y、Z中的兩個絕對坐標作為旋轉中心。G69取消坐標系旋轉。西門子系統(tǒng)G17G18ROTRPL=

；

G19可編程的坐標系偏轉，取消以前的偏置和偏轉，RPL后指定的是偏轉角度。G17G18AROTRPL=

；

G19附加的可編程的坐標系偏轉，RPL后指定的是偏轉角度。ROT（或TRANS）取消坐標系偏置及偏轉。

（3）指令使用說明1）G17、G18、G19是坐標系所在的平面，立式銑床（加工中心）是指G17平面。2）式中R（RPL）為偏轉角度，在不同平面內偏轉角度正方向的規(guī)定見圖5-10（逆時針為正，順時針為負）。圖5－103）發(fā)那科系統(tǒng)中沒有指定“α_β_”時，則G68程序段的刀具位置為旋轉中心。4）發(fā)那科系統(tǒng)中當程序未編制“R_”值時，則參數(shù)5410中的值被認為是旋轉的角度。5）發(fā)那科系統(tǒng)取消坐標系旋轉指令G69可以編寫在其他指令的程序段中，而西門子系統(tǒng)中取消坐標系偏置及偏轉指令TRAMS（ROT）必須單設一段程序。6）西門子系統(tǒng)ROT指令偏轉時會取消以前的偏移和偏轉即始終相對于原坐標系偏轉；AROT指令使用時，如果已經有一個TRANS、ROT或AROT指令生效，則在AROT指令下編程的坐標軸旋轉會附加在以前的偏移和偏轉上。例：加工如圖5-2-4圖形，在工件坐標系XOY中，A、B、C、D、E等基點坐標不易求解，用坐標軸偏轉指令把工件坐標系偏轉35°至X’O’Y’，在X’O’Y’當前坐標系中基點坐標便很容易求出，編程也方便，程序見表5-11。

圖5-11程序段號程序內容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內容（西門子系統(tǒng)）程序說明N5G90G40G80G69G40G90設置初始狀態(tài)。N10G0G54X0Y0Z5M3S1000T01G0G54X0Y0Z5M3S1000T01刀具在工件坐標系中移動到X0Y0Z5處。N20G68

X24Y17R35TRANS

X24Y17工件坐標系偏轉到X’O’Y’坐標系位置。N25

AROTRPL=35N30G0Y-7.5X0G0Y-7.5X0刀具移動到當前坐標系Y-7.5X0處即A點。N40G1Z-2F50G1Z-2F50下刀。N50Y7.5Y7.5刀具直線加工到B點。N60X13.5；X13.5；刀具直線加工到C點。N70G3X30Y0R18G3X30Y0CR=18刀具圓弧插補到D點。N80G1X20Y-7.5G1X20Y-7.5刀具直線加工到E點。N90X0X0刀具直線加工到A點。N100G0Z5G0Z5抬刀。N110G69TRANS取消坐標系偏轉。N120G0X0Y0G0X0Y0刀具移動到工件坐標系X0Y0處。2.鏡向加工指令

（1）指令功能鏡向功能可以實現(xiàn)對稱零件的加工。

（2）指令格式鏡向功能指令格式見表5-15。系統(tǒng)指令格式指令含義發(fā)那科系統(tǒng)G51.1X-＿Y＿Z＿；設置可編程的鏡像。G50.1；取消可編程的鏡像。西門子828D系統(tǒng)MIRRORX0Y0Z0；可編程的鏡像功能，清除所有偏移、偏轉、鏡像指令。AMIRRORX0Y0Z0；可編程的鏡像功能，附加于當前指令。MIRROR；不帶數(shù)值，清除所有偏移、偏轉、鏡像指令。圖5-12表5-2-4發(fā)那科系統(tǒng)與西門子（828D）系統(tǒng)示例程序段號發(fā)那科系統(tǒng)西門子（828D）系統(tǒng)程序說明N10G17G17選擇XY平面。N20M98P0020L20調用子程序加工原件。N30G51.1X0MIRRORX0沿X軸方向鏡向。N40M98P0020L20調用子程序加工左邊形狀。N50G51.1Y0MIRRORY0沿Y軸方向鏡向。N60M98P0020L20調用子程序加工下邊形狀。N70G51.1X0Y0MIRRORX0Y0沿X、Y軸方向同時鏡向。N80M98P0020L20調用子程序加工左下角形狀。N90G50.1MIRROR取消鏡向。（3）鏡像指令使用說明1）使用鏡像功能后，G02和G03，G42和G43指令被互換。2）在可編程鏡像方式中，與返回參考點有關指令和改變坐標系指令（G54～G59）等有關代碼不準指定。3）發(fā)那科系統(tǒng)還可通過機床面板實現(xiàn)鏡像功能，如果指定可編程鏡像功能，同時又用CNC外部開關或CNC設置生成鏡像時，則可編程鏡像功能首先執(zhí)行。4）發(fā)那科系統(tǒng)用G51.1可指定鏡像的對稱點和對稱軸，而用G50.1僅指定鏡像對稱軸，不指定對稱點。5）西門子802D、828D、840D以上系統(tǒng)才有鏡像指令功能且MIRROR/AMIRROR指令要求占一個獨立程序段。

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。

（2）量具選擇：槽寬尺寸用游標卡尺測量，槽深尺寸用深度游標卡尺測量。

（3）刃具選擇：刀具直徑選擇主要應考慮槽拐角圓弧半徑值大小、槽寬等因素，本任務最小圓弧輪廓半徑R5，槽寬最小為8mm，所選銑刀直徑應小于等于?8，此處選?6；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。表5-17工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號SKX5-2-1種類序號名稱規(guī)格精度單位數(shù)量工具1平口鉗QH135

個12扳手

把13平行墊鐵

副14塑膠榔頭

個1量具1游標卡尺0～150mm0.02把12深度游標卡尺0～200mm0.02把13百分表及表座0～10mm0.01個14粗糙度樣板N0～N112級副1刃具1鍵槽銑刀?6

個12立銑刀?6

個12.加工工藝方案（1）加工工藝路線①粗加工四個斜槽。②粗加工三個圓弧槽。③精加工四個斜槽。④精加工三個圓弧槽。（2）合理切削用量選擇刀具工作內容f(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀粗銑（T1）垂直進給深度方向留0.3mm精加工余量401000表面直線進給輪廓留0.3mm精加工余量601000表面圓弧進給輪廓留0.3mm精加工余量601000高速鋼立銑刀精銑（T2）垂直進給401200表面直線進給501200表面圓弧進給5012003.參考程序編制

（1）工件坐標系建立工件坐標系建立在工件幾何中心上與設計基準重合。斜槽、圓弧槽子程序坐標系仍然建立在工件坐標系上，即局部坐標系與工件坐標系一致，見圖5-13所示。

（2）基點坐標見表5-19所示。圖5-13基點坐標(x,y)A(15.193,40)B(40,2.79)C(40,17.212)D(24.807,40)E

（18，0）F

（-12，30）G

（-12，20）H

（8,0）（3）參考程序主程序：發(fā)那科程序名“O0520”；西門子程序名“XX0520.MPF”程序段號程序內容(發(fā)那科系統(tǒng))程序內容(西門子828D系統(tǒng))程序說明N5G40G90G69G80G49G40G90設置初始狀態(tài)N10G54M3S1000T01G54M3S1000T01D01設置粗加工參數(shù)N20M98P0010L10調用斜槽粗加工子程序N30G51.1X0MIRRORX0沿X軸方向鏡像N40M98P0010L10調用斜槽粗加工子程序N50G51.1Y0MIRRORY0沿Y軸方向鏡像N60M98P0010L10調用斜槽粗加工子程序N70G51.1X0Y0MIRRORX0Y0沿X、Ｙ軸方向鏡像N80M98P0010L10調用斜槽粗加工子程序N90G50.1MIRROR取消鏡像功能N100M98P0020L20調用圓弧槽粗加工子程序N110G68X0Y0R120ROTRPL=120坐標軸偏轉１２０度N120M98P0020L20調用圓弧槽粗加工子程序N130G68X0Y0R240ROTRPL=240坐標軸偏轉２４０度N140M98P0020L20調用圓弧槽粗加工子程序N150M5M5主軸停N160M0M0程序停N170M3S1200T02M3S1200T02D02設置精加工參數(shù)N180M98P0100L100調用斜槽精加工子程序N190G51.1X0MIRRORX0沿X軸方向鏡像N200M98P0100L100調用斜槽精加工子程序N210G51.1Y0MIRRORY0沿Y軸方向鏡像N220M98P0100L100調用斜槽精加工子程序N230G51.1X0Y0MIRRORX0Y0沿X、Ｙ軸方向鏡像N240M98P0100L100調用斜槽精加工子程序N250G50.1MIRROR取消鏡像功能N260M98P0200L200調用圓弧槽精加工子程序N270G68X0Y0R120ROTRPL=120坐標軸偏轉１２０度N280M98P0200L200調用圓弧槽精加工子程序N290G68X0Y0R240ROTRPL=240坐標軸偏轉２４０度N300M98P0200L200調用圓弧槽精加工子程序N310G69ROT取消坐標軸偏轉N320G0Z100G0Z100抬刀N330M30M30程序結束斜槽粗加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0010”；

西門子系統(tǒng)“L10．SPF”。程序段號程序內容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內容（西門子828D系統(tǒng)）程序說明N10G0G43X30Y45Z5H01G0X30Y45Z5刀具移動到X30Y45處N20G1Z-1.7F40G1Z-1.7F40下刀N30G41X15.193Y40D01F60G41X15.193Y40F60建立刀具半徑補償?shù)紸N40X40Y2.79X40Y2.79加工直槽一側到B點N50G40X45Y6.91G40X45Y6.91取消刀補N60G41X40Y17.212D01G41X40Y17.212建立刀具半徑補償?shù)紺N70X24.807Y40X24.807Y40加工直槽另一側到D點N80G40X30Y45G40X30Y45取消刀補N90G0Z5G0Z5抬刀N100M99M17子程序結束圓弧槽粗加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0020”；

西門子系統(tǒng)“L20．SPF”。程序段號程序內容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內容（西門子828D系統(tǒng)）程序說明N10G0G43X13Y3Z5H01G0X13Y3Z5刀具移動到X13Y3N20G1Z-1.7F40G1Z-1.7F40下刀N30G41X8Y0D01F60G41X8Y0F60建立半徑左補償至H點N40G3X18Y0R5G3X18Y0CR=5圓弧加工至E點N50G3X-12Y30R30G3X-12Y30CR=30圓弧加工至F點N60G3X-12Y20R5G3X-12Y20CR=5圓弧加工至G點N70G3X8Y0R20G3X8Y0CR=20圓弧加工至H點N80G1G40X13Y3G1G40X13Y3取消刀具半徑補償N90G0Z5G0Z5抬刀N100M99M17子程序結束斜槽精加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0100”；西門子系統(tǒng)“L100．SPF”。程序段號程序內容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內容（西門子828D系統(tǒng)）程序說明N10G0G43X30Y45Z5H02G0X30Y45Z5刀具移動到X30Y45處N20G1Z-2F40G1Z-2F40下刀N30G41X15.193Y40D02F50G41X15.193Y40F50建立刀具半徑補償?shù)紸N40X40Y2.79X40Y2.79加工直槽一側到B點N50G40X45Y6.91G40X45Y6.91取消刀補N60G41X40Y17.212D02G41X40Y17.212建立刀具半徑補償?shù)紺N70X24.807Y40X24.807Y40加工直槽另一側到D點N80G40X30Y45G40X30Y45取消刀補N90G0Z5G0Z5抬刀N100M99M17子程序結束

圓弧槽精加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0200”；西門子系統(tǒng)“L200．SPF”程序段號程序內容（法拉克系統(tǒng)）程序內容（西門子828D系統(tǒng)）程序說明N10G0G43X13Y3Z5H02G0X13Y3Z5刀具移動到X13Y3處N20G1Z-2F40G1Z-2F40下刀N30G41X8Y0D02F50G41X8Y0F50建立半徑左補償至H點N40G3X18Y0R5G3X18Y0CR=5圓弧加工至E點N50G3X-12Y30R30G3X-12Y30CR=30圓弧加工至F點N60G3X-12Y20R5G3X-12Y20CR=5圓弧加工至G點N70G3X8Y0R20G3X8Y0CR=20圓弧加工至H點N80G1G40X13Y3G1G40X13Y3取消刀具半徑補償N90G0Z5G0Z5抬刀N100M99M17子程序結束[資料鏈接]

當前坐標系：數(shù)控機床編程與加工中涉及多種坐標系，有機床坐標系、工件坐標系、局部坐標系等。每段程序中刀具工作在哪個坐標系，該坐標系一般又稱為當前坐標系。

當不用任何坐標系偏移、偏轉指令時，刀具將工作在機床坐標系中，機床坐標系為當前坐標系；

當用G54、G55等可設定的零點偏置指令，把機床坐標系偏置到工件坐標系上時，刀具將工作在工件坐標系中，此時工件坐標系為當前坐標系；

用可編程的零點偏置（G52/TRANS）或偏轉（G68/ROT）指令,把工件坐標系零點偏置（或偏轉）到局部坐標系上，則刀具將工作在局部坐標系中，此時局部坐標系成為當前坐標系。

[任務實施]

一、加工準備

1.檢查毛坯尺寸。

2.開機、回參考點。

3.程序輸入：將程序通過面板輸入數(shù)控系統(tǒng)。

4.工件裝夾：平口鉗裝夾在銑床工作臺上并校正；工件按要求裝夾。

5.刀具裝夾：共采用兩把銑刀，一把直徑為6mm粗加工鍵槽銑刀，一把為6mm精加工立銑刀（可垂直下刀）或精加工鍵槽銑刀，通過彈簧夾頭把銑刀裝夾在銑刀刀柄中。

二、對刀操作

1.X、Y方向對刀

X、Y方向采用試切法對刀。

2.Z方向對刀依次安裝粗、精加工銑刀，測量每把刀的刀位點從參考點到工件上表面的Z數(shù)據，輸入到相應的刀具長度補償號中。

三、空運行及仿真按前面任務方法進行空運行及仿真

四、零件自動加工及精度控制粗加工時，精加工余量由設置刀具半徑補償修值控制。用?6鍵槽銑刀粗銑時，機床中刀具半徑補償值T01D01輸入3.3mm，輪廓留0.3mm精加工余量，深度方向通過設定Z坐標值為-1.7，深度方向留0.3mm精加工余量。精加工時根據加工測量結果修調刀具半徑補償值來控制輪廓尺寸。如把精銑刀T02D02半徑補償值設置為3.1，運行精加工程序，若測得直槽寬度8±0.05實際尺寸為7.74，比圖紙尺寸小0.31～0.21mm，取中間值0.26mm，單邊小0.13mm，則把T02D02半徑補償值修改為3.1-0.13=2.97mm，重新運行精加工程序即可。深度尺寸也根據加工測量結果逐步修調長度磨損，以達到尺寸要求。

五、零件檢測與評分序號檢測項目檢測內容及要求配分學生自檢學生互檢教師檢測得分1職業(yè)素養(yǎng)文明、禮儀5

2安全、紀律10

3行為習慣5

4工作態(tài)度5

5