数控铣床加工中心编程与加工项目4任务2

【学习目标】技能目标：1）能根据孔的结构、尺寸正确选择加工方法、刀具直径及切削用量2）能正确选择铣孔的走刀路线，掌握数控铣床铣孔的编程技巧3）能运用倒角刀加工45°孔口倒角4）养成良好的编程习惯，以形成自己的编程风格。【学习目标】知识目标：1）了解铣孔与镗孔的区别2）了解铣孔工艺特点及工艺参数选择3）会制定铣孔的走刀路线并能编制加工程序4）理解坐标系偏移与局部坐标系概念，掌握坐标轴偏移指令G52；5）熟练应用子程序编程；自主学习检查与指导：从本情境开始，以自学为主，通过课前预习，我们是否找到了慎用G91模式编写子程序的方法？答案：使用指令G52——坐标系偏移指令（=局部坐标系指令）目的：以最有效的方式编写没有错误的加工程序oxyo1x1y1o2x2y2o4x5y4o3x3y3自主学习检查与指导G52——局部坐标系指令G52概念：在工件坐标系中建立的子坐标系?????工件坐标系：父坐标系——G54或G55～G59?????推论？5W1H五次→答案=坐标系偏移指令【任务描述】完成图4-2-1所示零件的加工。毛坯尺寸，80×80×20（六个平面已加工完毕），材料为Q235-B·bGB700-1998。试编程并加工出该零件，加工数量1件。【任务描述】505080φ25+0.0330208+0.103.21.5×45°804×φ14+0.0430图4-2-1铣孔零件图样与三维效果图【任务分析】在一些情况下，圆柱孔的尺寸很大，工作现场却无相应尺寸的镗刀；或螺纹孔的尺寸很大，我们无法攻螺纹。此时就应当选用铣孔或铣螺纹的方法来进行加工。【知识准备】一、铣孔与镗孔的区别156二、铣孔的走刀路线与编程156三、局部坐标系概念157四、坐标系（可编程的）偏移指令G52157五、利用夹具上的固定点对刀方法1（方法2见本项目的任务3）：158一、铣孔与镗孔的区别铣孔与镗孔都是孔加工的常用方法，较大直径的孔多用这两种方法来加工。但二者有区别：镗孔（含螺纹镗削）是一种定尺寸刀具加工孔的方法，加工孔时其刀具回转中心与孔的中心线重合；刀具运动路线简单；而且一把镗刀所能能加工的孔径是有限制的。铣孔本质上是一种轮廓加工方法，铣刀直径与所加工孔的直径无一一对应的关系，并且可以加工很大直径的孔。因此，用铣刀铣孔可以减少孔加工刀具的规格和数量。刀具运动路径较镗孔复杂，见图4-2-2。二、铣孔的走刀路线与编程一般说来，铣孔的走刀路线见图4-2-2，键槽铣刀的编程运动，可以分解为：（1）快速定位到孔的中心；（2）快速定位到R点（同固定循环）；（3）切削进给至孔底；（4）圆弧铣削一周，回到孔中心。为保证圆弧切入、切出，要拟定适当半径的过度圆弧。若用刀具半径补偿，则须加启动偏置与取消偏置的直线段。此时，为方便编程，过度圆弧最好用1/4整圆。（5）从孔底快速退回到R点（以便于继续加工）。（6）从孔底快速退回到初始平面。φZrR编程轨迹刀心轨迹YXZX1234O（X，Y）d图4-2-2铣孔走刀路线孔加工编程路线铣孔：圆弧切向切入、切出目的：避免留下切痕，提高加工质量孔：圆形槽oxySE¼整圆A若孔的半径是r1，切入圆弧的半径为r，则为保证铣刀切向切入切出轮廓，r应满足条件：最大的半径补偿值＜r＜r1。各点坐标：r-rY-rX1SS¼整圆（同左）r-rYYr-XX1SESE二、铣孔的走刀路线与编程铣孔子程序如下：O××××;N1G90G00X_Y_;孔位N2G43H_Z_;快速定位到安全高度N3ZR_趋近点N4G01Z_F_;切削进给至孔底N5G41X(x1)Y(y1)D11;加入半径补偿，D11=d/2N6G03X(x2)Y0R(r);圆弧切向切入N7I(Φ/2);铣削一周N8X（x4）Y（y4）R（r）;圆弧切向切出N9G40G01X_Y_;取消刀具半径补偿，回到孔的中心N10G00G90Z(R)；回到R点N11Z_;回到初始平面N12M99;当然也可以用刀心编程。程序略。φZrR编程轨迹刀心轨迹YXZX1234O（X，Y）d图4-2-2铣孔走刀路线键槽铣削编程路线铣削键槽铣削孔：圆形槽`oxyoxySESEA¼整圆BCDA单个槽加工工艺路线如下：圆弧切向切入、切出各点坐标计算：O1二、铣孔的走刀路线与编程为保证上述刀具运动路线将孔（直径为φ）底铣平，取刀具直径最小值Dmin。如果孔较深，需多次铣削时，为避免Z向进刀时产生运动停顿，可使用螺旋线插补进刀编程。≥φ/3三、局部坐标系概念图4-2-3局部坐标系如果工件在不同位置有相同（或相似）的形状或结构，可把这一部分形状或结构编写成子程序，主程序在适当的位置调用、运行，即可加工出相同的形状和结构，从而简化编程。而编写子程序时不可能用工件坐标系，必须重新建立一个子程序的坐标系，这种在工件坐标系中建立的子坐标系称为局部坐标系。图4-2-3局部坐标系四、坐标系（可编程的）偏移指令G52（1）指令功能通过编程将工件坐标系原点偏移到需要的位置，如偏移到局部坐标系原点上，使工件坐标系与局部坐标系重合。（2）指令格式G54…………;（或G55～G59之一）G52XYZ；坐标系偏移。G52X0Y0Z0；取消坐标系偏移四、坐标系（可编程的）偏移指令G52N10G0G54X0Y0N20G52X20.Y20.Z0N30G00X0Y0N40M98P100N50G52X60.Y20.Z0N60G00X0Y0N70M98P100……N170G52X0Y0Z0N180G00X0Y0图4-2-3局部坐标系四、坐标系（可编程的）偏移指令G52（3）指令使用说明坐标系偏移指令要求为一个独立程序段。坐标系偏移指令可以对所有坐标轴零点进行偏移，只偏移工件坐标系原点，刀具并不移动。后面的偏移指令取代先前的偏移指令（即都是在工件坐标系基础上进行偏移）。坐标系偏移指令有多种，如：可设定的偏移（G54～G59）、可编程的偏移（G92、G52)等。不能独立使用，G52是子坐标系，须在父坐标系（可设定的偏移G54～G59）后使用；局部坐标系使用完毕一般要立刻用G52偏移回原来的工件坐标系（G54～G59之一）。法那克系统说明书中常称G52指令为局部坐标系指令，其含义相同。五、利用夹具上的固定点对刀方法1（方法2见本项目的任务3）在加工中心上，当夹具安装在工作台上后，可将对刀点设在夹具上的固定点，并进行对刀工作。编程时利用的是工件坐标系，当零件毛坯装在夹具中后，可利用毛坯尺寸和装夹位置，确定工件坐标系原点的相对于夹具上固定点的相对位置而快速对刀。操作方法是：使用MDI将刀具移动到夹具的X、Y零点上，将相对坐标设为零，再找出工件坐标系原点的相对于夹具上这一固定点的相对坐标(差)并记录，并将这一相对坐标，通过“+输入”软键输入到程序中使用的G54（或G55~G59）中。用完后再恢复原来的偏置值。【任务实施】1、资讯：明确任务/获取信息——工艺性分析（1）结构工艺性分析90°倒角刀（结构形式见图4-2-4）。（2）精度分析：孔4×φ14精度为IT9，φ25孔为H8，形位公差均未注，在数控机床上加工可行。（3）图样完整性与正确性审查：图样正确、完整、规范。（4）零件毛坯及其材料分析：零件毛坯外形尺寸已经加工完毕，材料为常见加工材料。【任务实施】2、决策：做出决定——制定数控加工工艺方案铣孔4×φ14采用键槽铣刀，可垂直下刀；φ25孔可采用立铣刀铣削，螺旋下刀；最好在铣削之前先钻孔，以便于切屑向下面排出并垂直下刀。因此，通孔φ25采用φ20麻花钻钻孔，平底孔4×φ14用平底刀铣削；φ25孔孔口倒角1.5×45°，用倒角刀加工。小孔虽然未注明倒角，也应予以倒角，不大于C0.5。由于表面粗糙度要求均为Ra3.2，因此各表面均需粗精加工两次，并且粗精加工分阶段进行。精铣孔之前完成倒角加工。【任务实施】3、计划：制定计划——编制工艺文件表4-2-2数控加工工艺过程卡片单位（企业名称）产品代号零件名称材料工序号程序编号夹具名称夹具号使用设备Q235-B·bO4000,O4201,O4202,O4203平口钳工步号工步内容刀具切削用量T码类型规格主轴转速（r/mm）进给速度mm/min切削厚度（mm）1钻φ20中心孔T01中心钻φ5105679.22钻φ20孔T02钻头φ20264663粗铣4×φ14孔至φ13，深度7.9T03键槽铣刀φ121333↓267，→533ap=4粗铣φ25孔至φ24T04立铣刀φ20800↓320，→6405φ25孔口倒角C1.5T0590°倒角刀2240672ap=ae=1.564×φ14孔倒角C0.5至T0590°倒角刀2240672φ157精铣4×φ14孔，深8.05T03键槽铣刀φ122133↓425，→8508精铣φ25孔T04立铣刀φ201280→512【任务实施】表4-2-3数控加工刀具卡片产品型号零件号程序编号制表工步号刀具T码刀具类型直径/m长度半径补偿地址1T01中心钻φ5实测H012T02锥柄麻花钻φ20实测H023、7T03硬质合金键槽铣刀φ12实测H03D01=6.5D02=6.04、8T04硬质合金立铣刀φ20实测H04D03=10.5D04=10.05T05高速钢倒角刀φ20实测H05【任务实施】90°50508051.5刀位点3.5刀具半径补偿值(φ10)Z0φ25+0.0330图4-2-5尖头倒角刀的对刀与半径补偿及走刀路线【任务实施】4、实施：实施计划——编写零件加工程序参考程序如下：O4200;(主程序)N1(T01中心钻φ5)N2(T02锥柄麻花钻φ20)N3(T03硬质合金键槽铣刀φ10)N4(T04硬质合金立铣刀φ20)N5(T05Φ16.5倒角刀高速钢H06)N6(D01=6.5D02=6.0D03=10.5D04=10.0D05=3.5)N7G17G40G49G50G69G80G94;N8G28G91Z0M05;N9T01M06;【任务实施】N10G90G54G00X0Y0M03S1056;N11G01G43Z50.H01F2000;N12G98G82Z-5.R5.P120F60;(钻φ20中心孔)N13G80G00Z200.0;N14G28G91Z0M05;N15T02M06;N16G90G54G00X0Y0M03S264;N17G01G43Z50.H02F2000M08;N18G98G81Z-28.R5.F66;(钻φ20孔)N19G80G00Z200.M09;N20G28G91Z0M05;【任务实施】N22G90G90G54G00X0Y0M03S1333;N23G01G43Z50.H03F2000M08;N24G52X-25.Y25.;N25D01M98P4201;N26G52X25.Y25.;N27D01M98P4201;N28G52X25.Y-25.;N29D01M98P4201;N30G52X-25.Y-25.;N31D01M98P4201;N32G52X0Y0;N33G00Z100.M09;O4201(子程序一：粗铣4×φ14);N110G00X0Y0;N120G01Z-7.7F267;N130G01G41X-6.8Y-0.2F533;N140G03X0Y-7.R6.8;N150G03J7.;N160X6.8Y-0.2R6.8;N170G01G40X0Y0;N180G00Z5.;N190M99;【任务实施】N34G28G91Z0M05;N35T04M06;N36G90G54G00X0Y0M03S800;N37G01G43Z50.H04F2000;N38Z2.0;N39G01Z-22.0F320;N40D03F640M98P4202;(铣削φ25孔)N41G00Z350.0;(可以放到子程序O4202中，但不便