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(wù)三　腔槽綜合加工

[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識目標(biāo)①掌握腔槽類零件編程方法及工藝路線制定；②了解計算參數(shù)（宏指令）含義；③了解西門子凹槽加工循環(huán)參數(shù)及選用。

2.技能目標(biāo)①會利用行切法切削內(nèi)腔多余材料；②會進行腔槽尺寸的控制；③會用西門子凹槽循環(huán)加工不同類型凹槽及控制凹槽尺寸。任務(wù)三

腔槽綜合加工加工任務(wù)[知識學(xué)習(xí)]

一、編程指令1.發(fā)那科系統(tǒng)宏程序發(fā)那科系統(tǒng)中一組以子程序的形式存儲并帶有變量的程序稱為用戶宏程序，簡稱宏程序；調(diào)用宏程序的指令稱為“用戶宏程序命令”，或宏程序調(diào)用指令。雖然子程序?qū)幹葡嗤募庸こ绦蚍浅Ｓ杏?，但用戶宏程序由于允許使用變量、算術(shù)和邏輯運算及條件轉(zhuǎn)移，使得編制同樣的加工程序更簡便。圖5-17

發(fā)那科系統(tǒng)用戶宏程序2.西門子銑削循環(huán)西門子828D（840Dsl）系統(tǒng)不僅提供多種孔加工循環(huán)，還提供多種銑削加工循環(huán)，有端面銑削循環(huán)（CYCLE71）、輪廓銑削循環(huán)（CYCLE72）、標(biāo)準(zhǔn)型腔銑削循環(huán)、槽銑削循環(huán)及螺紋銑削循環(huán)等；其中標(biāo)準(zhǔn)型腔銑削循環(huán)又有矩形腔（POCKET3）和圓形腔（POCKET4）兩種；槽銑削循環(huán)又有銑削模式長孔（LONGHOLE）、銑削模式圓弧槽（SLOT1）和銑削模式圓周槽（SLOT2）三種（1）矩形型腔銑削循環(huán)POCKET3使用矩形型腔銑削循環(huán)可以銑削任意形狀矩形腔，指令格式POCKET3(RP，Z0，SC，Z1，L，W，R，X0，Y0，a0，DZ，UXY，UZ，F(xiàn)，F(xiàn)Z，，，DXY，L1，W1，AZ，ER，EP，EW，F(xiàn)S，ZFS)步驟輸入程序時，按屏幕下方

軟鍵，再按屏幕右側(cè)

軟鍵，按

軟鍵，出現(xiàn)矩形型腔窗口，移動光標(biāo)，按提示輸入?yún)?shù)值，最后按

軟鍵，完成參數(shù)輸入，調(diào)用循環(huán)加工圖例（矩形型腔窗口）參數(shù)含義PL：加工平面，通過選擇/轉(zhuǎn)換鍵

切換RP：返回平面，單位：mmZ0：參考點Z坐標(biāo)，單位：mmSC：安全距離（相對于參考點的高度，輸入時不帶正負號）單位：mmZ1：腔的深度（絕對值或相對于Z0的深度）單位：mmL：腔的長度，單位：mmW：腔的寬度，單位：mmR：拐角半徑，單位：mmX0：參考點的X坐標(biāo)（僅限于單獨位置時提供），單位：mmY0：參考點的Y坐標(biāo)（僅限于單獨位置時提供），單位：mma0：腔的旋轉(zhuǎn)角度，單位：度DZ：最大進刀深度，單位：mmUXY：邊緣精加工余量，單位：mmUZ：底部精加工余量，單位：mm參數(shù)含義F：進給速度FZ：垂直下刀進給速度（僅限選擇了垂直下刀時提供）DXY：最大切削寬度（若相對于銑刀直徑的百分比值）單位：mm或%L1：預(yù)加工長度（僅限選擇了二次加工時提供）W1：預(yù)加工寬度（僅限選擇了二次加工時提供）AZ：預(yù)加工深度（僅限選擇了二次加工時提供）ER：螺旋線下刀時的螺旋半徑（僅限選擇了螺旋下刀時提供）EP：螺旋線下刀時的最大螺距（僅限選擇了螺旋下刀時提供）EW：往復(fù)下刀時的最大角度（僅限選擇了往復(fù)下刀時提供）FS：倒角的斜邊寬度（僅選擇倒角時提供）ZFS：刀尖下刀深度（僅選擇倒角時提供）使用說明（1）調(diào)用循環(huán)前，刀具可處于任意位置，但需保證刀具從該位置到循環(huán)起點不發(fā)生碰撞（2）調(diào)用矩形型腔銑削循環(huán)前應(yīng)設(shè)置刀具半徑值，否則循環(huán)終止并發(fā)生報警（3）銑刀半徑應(yīng)小于矩形型腔轉(zhuǎn)角半徑，否則會發(fā)生報警（4）參考點可選擇中心、左下、右下、左上、右上五個不同位置（5）加工工藝有：▽（粗加工）、▽▽▽（精加工）、邊沿▽▽▽（邊沿精加工）、倒角四種（6）加工位置有單獨位置（在X0、Y0、Z0編程位置銑削）和MCALL兩種（7）下刀方式有：預(yù)鉆孔、垂直下刀、沿螺旋線下刀和往復(fù)下刀四種（8）選擇粗加工時有完整加工（由整塊材料銑削型腔）和二次加工（已有一個較小的矩形腔或者一個鉆孔）兩種（9）如果輸入?yún)?shù)得出一個縱向槽或長孔，循環(huán)內(nèi)部會自動從POCKET3中調(diào)用對應(yīng)的槽加工循環(huán)（2）圓形型腔銑削循環(huán)指令格式POCKET4(RP，Z0，SC，Z1，φ，X0，Y0，DZ，UXY，UZ，F(xiàn)，F(xiàn)Z，，，DXY，φ1，AZ，

ER，EP，，F(xiàn)S，ZFS)步驟輸入程序時，按屏幕下方

軟鍵，再按屏幕右側(cè)

軟鍵，按

軟鍵，出現(xiàn)圓形型腔窗口，移動光標(biāo)，按提示輸入?yún)?shù)值，最后按

軟鍵，完成參數(shù)輸入加工圖例（圓形型腔窗口）參數(shù)含義PL：加工平面，通過選擇/轉(zhuǎn)換鍵

切換RP：返回平面，單位：mmZ0：參考點Z坐標(biāo)，單位：mmSC：安全距離（相對于參考點的高度，輸入時不帶正負號）單位：mmZ1：腔的深度（絕對值或相對于Z0的深度）單位：mmφ：腔的直徑，單位：mmX0：參考點的X坐標(biāo)（僅限于單獨位置時提供），單位：mmY0：參考點的Y坐標(biāo)（僅限于單獨位置時提供），單位：mmDZ：最大進刀深度，單位：mmUXY：邊緣精加工余量，單位：mmUZ：底部精加工余量，單位：mm參數(shù)含義F：進給速度FZ：垂直下刀進給速度（僅限選擇了垂直下刀時提供）DXY：最大切削寬度（或銑刀直徑的百分比值）單位：mm或%φ1：預(yù)加工直徑（僅限選擇了二次加工時提供）AZ：預(yù)加工深度（僅限選擇了二次加工時提供）ER：螺旋線下刀時的螺旋半徑（僅限選擇了螺旋下刀時提供）EP：螺旋線下刀時的最大螺距（僅限選擇了螺旋下刀時提供）FS：倒角的斜邊寬度（僅選擇倒角時提供）ZFS：刀尖下刀深度（僅選擇倒角時提供）使用說明（1）調(diào)用循環(huán)前，刀具可處于任意位置，但需保證刀具從該位置到循環(huán)起點不發(fā)生碰撞（2）調(diào)用圓形型腔銑削循環(huán)前應(yīng)設(shè)置刀具半徑值，否則循環(huán)終止并發(fā)生報警（3）銑刀半徑應(yīng)小于圓形型腔半徑，否則會發(fā)生報警（4）銑削方式有順銑（0）和逆銑（1）兩（5）加工工藝有：▽（粗加工）、▽▽▽（精加工）、邊沿▽▽▽（邊沿精加工）、倒角四種（6）加工方式有平面加工圓形腔和螺旋線加工圓型腔兩種（7）加工位置有單獨位置（在X0、Y0、Z0編程位置銑削）和MCALL兩種（8）下刀方式有：預(yù)鉆孔、垂直下刀、沿螺旋線下刀三種（9）選擇粗加工時有完整加工（由整塊材料銑削型腔）和二次加工（已有一個較小的圓形腔或者一個鉆孔，必須編程AZ和φ1）兩種例：如圖5-18用循環(huán)加工矩形凹槽和圓形凹槽，工件坐標(biāo)系建立在工件上表面中心位置，先粗加工，后精加工（精加工余量：表面0.5mm、深度0.5mm），銑刀半徑為R6。圖5-18程序段號程序內(nèi)容程序說明N10G90G54M3S1000T1D1；規(guī)定工藝參數(shù)N20G00X0Y0Z50；回到起點N30POCKET3（10，0，3，-8，60，40，8，0，0，0，5，0.5，0.5，100，50，3，11，6，，，，，）；調(diào)用矩形凹槽循環(huán)，設(shè)置粗加工循環(huán)參數(shù)N40POCKET4（10，0，3，-14，20，0，0，5，0.5，0.5，100，0.1，0，11，80，0.5，0.5，0，，，20100，111，110，）；調(diào)用圓形凹槽循環(huán)，設(shè)置粗加工循環(huán)參數(shù)N60G00Z100；刀具Z向退回表5-28應(yīng)用實例參考程序N70M5；主軸停N80N50M0；程序停，手動換精加工刀具N90M3S1200；設(shè)置精加工轉(zhuǎn)速N100POCKET3（10，0，3，-8，60，40，8，0，0，0，5，0，0，80，50，3，12，6，，，，，）；調(diào)用矩形凹槽循環(huán)，設(shè)置精加工循環(huán)參數(shù)N110POCKET4（10，0，3，-14，20，0，0，5，0，0，80，0.1，0，12，80，……）；

調(diào)用圓形凹循環(huán)，設(shè)置精加工循環(huán)參數(shù)N120G00Z100；刀具Z向退回N130M02；

程序結(jié)束

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，試切法對刀。

（2）量具選擇：槽深度用深度游標(biāo)卡尺測量，槽寬等輪廓尺寸用游標(biāo)卡尺測量，圓弧用半徑規(guī)檢測。

（3）刃具選擇：矩形凹槽拐角半徑為R6，所選銑刀直徑必須小于?12，選?10，且粗、精加工分開。粗加工銑刀用鍵槽銑刀，精加工銑刀選能垂直下刀的立銑刀或鍵槽銑刀。環(huán)形槽最小拐角半徑為R11，所選刀具直徑最小為?22，但環(huán)形槽槽寬為6，故所選銑刀直徑不能大于?6，故選擇?5銑刀。工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號SKX5-3-1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(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14半徑規(guī)R7～R14.5R15～R25套各15粗糙度樣板N0～N112級副1刃具1鍵槽銑刀?5、?10個各12立銑刀?5、?10個各12.加工工藝方案（1）加工工藝路線制定此例應(yīng)先加工矩形方槽再加工中間環(huán)形槽；若先加工中間環(huán)形槽，一方面槽較深，刀具易斷，另一方面加工矩形方槽時會在環(huán)形槽中產(chǎn)生飛邊，影響環(huán)形槽寬度尺寸。加工方案一：矩形槽深度6mm不能一次加工至深度尺寸，粗加工需分層銑削。在每一層表面加工中因銑刀直徑為10mm，還需采用環(huán)切或行切法切除多余部分材料，見圖5-19。精加工采用圓弧切入和切出方法以避免輪廓表面產(chǎn)生刀痕，見圖5-20。環(huán)形槽深度為4mm，粗加工也應(yīng)分兩次進刀，槽兩邊曲線形狀不同，應(yīng)分別進行粗、精加工；粗、精加工程序可用同一程序，通過設(shè)置不同的刀具半徑補償值獲得。

圖5-19方腔粗加工行切路線圖5-20方腔精加工路線加工方案二：矩形槽選用西門子凹槽循環(huán)粗、精加工；環(huán)槽用鍵槽銑刀粗、精銑。刀具直徑工作內(nèi)容f(mm/min)N(r/min)下刀深度mm高速鋼鍵槽粗銑刀（T1）?10垂直進給5010002表面直線進給7010002表面圓弧進給7010002高速鋼鍵槽粗銑刀（T2）?5垂直進給4012002表面直線進給6012002表面圓弧進給6012002高速鋼立銑刀、精銑（T3）?10垂直進給5012000.2表面直線進給6012000.2表面圓弧進給6012000.2高速鋼立銑刀、精銑（T4）?5垂直進給4015000.2表面直線進給6015000.2表面圓弧進給6015000.2（2）合理切削用量選擇3.參考程序編制（加工方案一）（1）工件坐標(biāo)系建立根據(jù)工件坐標(biāo)系建立原則，X、Y零點建在工件幾何中心上，Z零點建立在工件上表面。

（2）基點坐標(biāo)計算

1）粗加工行切時各點坐標(biāo)計算輪廓留加工余量1mm，行距9mm，A、D、E、…H各點X坐標(biāo)一樣，Y坐標(biāo)依次大一個行距。B、C、F、…I等各點也是X坐標(biāo)相同，Y坐標(biāo)依次大一個行距9mm。各點坐標(biāo)見表5-31所示。粗加工行切時刀具各點坐標(biāo)A

（-24，-24）B

（24，-24）D

（-24，-15）C

（24，-15）E

（-24，-6）F

（24，-6）、、

（-24，3）、、

（24，3）、、

（-24，12）、、

（24，12）、、

（-24，21）、、

（24，21）H

（-24，24）I

（24，24）2）環(huán)形槽外側(cè)、里側(cè)基點坐標(biāo)（見表5-32）基點槽外側(cè)(X,Y)槽內(nèi)側(cè)(X,Y)基點槽外側(cè)(X,Y)槽內(nèi)側(cè)(X,Y)P1

（-20，0）

（-14，0）P5

（20，0）

（14，0）P2

（-20，-9）

（-14，-9）P6

（20，9）

（14，9）P3

（-9，-20）

（-9，-14）P7

（9，20）

（9，14）P4

（0，-20）

（0，-14）P8

（0，20）

（0，14）（3）參考程序主程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0530”，西門子系統(tǒng)“XX530.MPF”程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N5G40G90G80G49G69G40G90設(shè)置初始狀態(tài)N10G54M3S1000T1G54M3S1000T1D1設(shè)置加工參數(shù)N20G0G43X-24Y-24Z5H01G0X-24Y-24Z5空間移動至X-24Y-24Z5點N30G1Z-2F50G1Z-2F50下刀N40M98P0100L100粗加工矩形槽第一層N50G1Z-4F50G1Z-4F50下刀N60M98P0100L100粗加工矩形槽第二層N70G1Z-5.8F50G1Z-5.8F50下刀N80M98P0100L100粗加工矩形槽第三層N90G0Z100G0Z100抬刀N100M5M5主軸停N110M0M0程序停，手動換?5銑刀N120M3S1200T2M3S1200T2D2設(shè)置粗加工參數(shù)N130G41X-20Y0D2G41X-20Y0空間建立刀具半徑補償N140G1G43Z-8H02F50G1Z-8F50下刀N150M98P0300L300粗加工環(huán)形槽外側(cè)面N160G1Z-9.8F50G1Z-9.8F50下刀N170M98P0300L300粗加工環(huán)形槽外側(cè)面N180G0Z5G0Z5抬刀N190G40X-10Y-10G40X-10Y-10取消刀具半徑補償N200G41X-14Y0D2G41X-14Y0建立刀具半徑補償N210G1Z-8F50G1Z-8F50下刀N220M98P0400L400粗加工環(huán)形槽里側(cè)面N230G1Z-9.8F50G1Z-9.8F50下刀N240M98P0400L400粗加工環(huán)形槽里側(cè)面N250G0Z100G0Z100抬刀N260G40X0Y0G40X0Y0取消刀具半徑補償N270M5M5程序停N280M0M0主軸停，手動換精加工刀具N290M3S1200T3M3S1200T3D3設(shè)置精加工參數(shù)N300G0G43X-24Y-24Z5H03G0X-24Y-24Z5

N310G1Z-6F50G1Z-6F50下刀N320M98P0100L100精加工矩形槽底面N330G0Z5G0Z5抬刀N340X0Y0X0Y0空間移動N350G1Z-6F40G1Z-6F40下刀N360M98P0200L200半精、精加工矩形槽側(cè)面N370G0Z100G0Z100抬刀N380M5M5主軸停N390M0M0程序停，手動換?5精銑刀N400M3S1500T4M3S1500T4D4設(shè)置精加工參數(shù)N410G0G41X-20Y0D4G0G41X-20Y0建立刀具半徑補償N420G1G43Z-10H04F50G1Z-10F50下刀N430M98P0300L300精加工環(huán)形槽外側(cè)面N440G0Z5G0Z5抬刀N450G40X-10Y10G40X-10Y10取消刀具半徑補償N460G41X-14Y0D4G41X-14Y0建立刀具半徑補償N470G1Z-10F50G1Z-10F50下刀N480M98P0400L400精加工環(huán)形槽里側(cè)面N490G0Z10G0Z10抬刀N500G40X0Y0G49G40X0Y0取消刀具半徑補償N510M2M2程序結(jié)束

矩形槽粗加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0100”，西門子系統(tǒng)“L100.SPF”程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N10G1X24Y-24F70G1X24Y-24F70加工矩形槽從A點行切至I點N20Y-15Y-15N30X-24X-24N40Y-6Y-6N50X24X24N60Y3Y3N70X-24X-24N80Y12Y12N90X24X24N100Y21Y21N110X-24X-24N120Y24Y24N130X24X24N140G0Z5G0Z5抬刀N150X-24Y-24X-24Y-24刀具回到X-24Y-24起始點N160M99M17子程序結(jié)束矩形槽精加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0200”，西門子系統(tǒng)“L200”程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N10G1G41X-5Y-25D3F70G1G41X-5Y-25F70建立刀具半徑補償N20G3X0Y-30R5G3X0Y-30CR=5圓弧切入N30G1X24G1X24沿矩形槽輪廓加工N40G3X30Y-24R6G3X30Y-24CR=6N50G1Y24G1Y24N60G3X24Y30R6G3X24Y30CR=6N70G1X-24G1X-24N80G3X-30Y24R6G3X-30Y24CR=6N90G1Y-24G1Y-24N100G3X-24Y-30R6G3X-24Y-30CR=6N110G1X0G1X0N120G3X5Y5R5G3X5Y5CR=5圓弧切出N130G1G40X0Y0G1G40X0Y0取消刀具半徑補償N140M99M17子程序結(jié)束環(huán)形槽外側(cè)面加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0300”，西門子系統(tǒng)“L300.SPF”程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N10G1X-20Y-9F70G1X-20Y-9F70直線加工至P2點N20G3X-9Y-20R11G3X-9Y-20CR=11圓弧加工至P3點N30G1X0G1X0F80直線加工至P4點N40G3X20Y0R20G3X20Y0CR=20圓弧加工至P5點N50G1Y9G1Y9直線加工至P6點N60G3X9Y20R11G3X9Y20CR=11圓弧加工至P7點N70G1X0G1X0直線加工至P8點N80G3X-20Y0R20G3X-20Y0CR=20圓弧加工至P1點N90M99M17子程序結(jié)束環(huán)形槽里側(cè)面加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0400“，西門子系統(tǒng)“L400.SPF”程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N10G2X0Y14R14F70G2X0Y14CR=14F70圓弧加工至P8點N20G1X9G1X9直線加工至P7點N30G2X14Y9R5G2X14Y9CR=5圓弧加工至P6點N40G1Y0G1Y0直線加工至P5點N50G2X0Y-14R14G2X0Y-14CR=14圓弧加工至P4點N60G1X-9G1X-9直線加工至P3點N70G2X-14Y-9R5G2X-14Y-9CR=5圓弧加工至P2點N80G1Y0G1Y0直線加工至P1點N90M99M17子程序結(jié)束[任務(wù)實施]

一、加工準(zhǔn)備

1.檢查毛坯尺寸。

2.開機、回參考點。

3.程序輸入：通過面板將程序輸入數(shù)控系統(tǒng)。

4.工件裝夾：平口鉗裝夾在銑床工作臺上并校正；工件按要求裝夾。

5.刀具裝夾：共采用四把銑刀，一把直徑為5mm粗加工鍵槽銑刀，一把直徑為5mm精加工立銑刀（可垂直下刀）或精加工鍵槽銑刀，一把直徑為10mm粗加工鍵槽銑刀，一把10mm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

1.X、Y方向?qū)Φ?/p>

X、Y方向采用試切法對刀。

2.Z方向?qū)Φ兑来伟惭b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(jù)，輸入到相應(yīng)的刀具長度補償號中。三、空運行及仿真按前面任務(wù)進行空運行及仿真，驗證程序。四、零件自動加工與尺寸控制輪廓、深度尺寸均采用試切、試測法進行控制。如輪廓尺寸控制方法為：先設(shè)置精銑刀T3、T4半徑補償值（此處可分別設(shè)置為5.1、2.6），運行完精加工程序后，通過測量實際輪廓尺寸再重新修調(diào)T3、T4半徑值，再次運行一遍精加工程序即可。深度尺寸控制也是通過設(shè)置長度補償值（或長度磨損量）來實現(xiàn)。具體做法是：T3、T4精銑刀銑削時，通過設(shè)置一定的長度補償值保證深度方向留有一定精加工余量，運行完精加工程序后，通過測量實際深度尺寸再修調(diào)長度補償值（或長度磨損值）后再次運行精加工程序以保證深度尺寸。

五、腔槽綜合加工任務(wù)檢測與評價序號檢測項目檢測內(nèi)容及要求配分學(xué)生自檢學(xué)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