第5章FANUC系统数控铣床编程与加工

1第5章数控控铣床中级工考核实例5.1数控铣床中级工考核实例1一、课题描述与课题图2此工件编程与操作难度一般，从图样中可以看到内轮廓的周边曲线圆弧、六边形外轮廓表面粗糙度值要求较高，其它要求一般，零件的装夹采用平口虎钳装夹。将工件坐标系G54建立在工件表面零件的对称中心处。1、工艺分析本课题采用工序集中的原则，划分的加工工序为：工序一为粗、精加工轮廓表面及孔；工序二为钳工加工去毛刺并倒棱。2、数控工序卡编制编写数控工序卡时，首选确定该工序加工的工步内容，再根据每个工步内容选择刀具，最后根据所选择的刀具、刀具材料以及工件材料来确定其切削用量。二、课题分析3工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)备注1通过垫铁组合，保证工件上表面伸出平口虎钳的距离12mm，并找正，2铣工件上表面，保证高度尺寸20mmФ80mm可转位面铣刀600r/min200mm/min3粗铣六边形轮廓Ф25mm立铣刀400r/min150mm/min4精铣六边形轮廓Ф16mm立铣刀1500r/min100mm/min5中心钻定位B2.5中心钻2000r/min50mm/min6钻孔Ф9.8mm钻头800r/min120mm/min4工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)备注7粗铣长直槽Ф18mm立铣刀400r/min150mm/min8精铣长直槽Ф12mm立铣刀1500r/min100mm/min9粗铣圆弧形槽Ф18mm立铣刀400r/min150mm/min10精铣圆弧形槽Ф12mm立铣刀1500r/min100mm/min11工件表面去毛刺倒棱12自检后交验51、加工程序编写此题六边形外轮廓可以采用G68坐标系旋转来加工，两种槽的加工相对来说比较容易，并且粗精加工采用同一程序，请读者自己更改刀具补偿。(程序略)三、课题实施四、课题小结在本课题中，要理解数控编程步骤中分析零件图样、确定加工工艺、数值计算、编写加工程序、制作控制介质、程序校验各个步骤的含义、具体操作方法和操作内容；G00、G01、G02、G03、G68指令格式和编程注意事项。熟练使用百分表找正钳口，应用平口钳和垫铁正确装夹工件；应用试切法对刀并设立工件坐标系；编写工件加工程序；单段方式对工件进行试切加工；对工件和工作过程进行正确的检测和评价。2、检测与评价6一、课题描述与课题图5.2数控铣床中级工考核实例27在本课题的加工过程中，需采用多把刀具进行加工。因此，可以在加工中心上采用自动换刀方式来完成该课题。此外，为了提高加工速度和加工效率，在本课题的加工过程中应合理安排好加工顺序。当加工中心采用自动换刀加工零件时，通常将系统中工件坐标的Z参数值设定为0，而将每一把刀对刀所得到的机床坐标系Z坐标值输入刀具长度补偿参数之中。1、工艺分析该零件属于规则对称形零件，其上面具有一些均匀分布的型台。编程时可以考虑采用坐标旋转指令，调用子程序完成加工。零件应进行粗、精加工。加工时各坐标点的确定尤为重要。加工型台时，刀具的选择受到了型面的限制。5-Φ10mm孔采用钻、铰完成；Φ38孔采用铣、粗镗、精镗完成。用平口虎钳装夹工件，伸出钳8mm左右，用百分表找正。安装寻边器，确定工件零点为坯料上表面的中心，设定零点偏置。2、数控工序卡编制本课题仍采用工序集中的原则，划分的加工工序为：工序一为加工中心粗、精加工轮廓表面及孔；工序二为钳工加工去毛刺并倒棱。二、课题分析8三、课题实施1、参考程序（略）在工件进行自动加工前，请再次确认长度补偿值输入位置的正确性以及G54零点偏移中的Z值为零。中心钻定位和钻孔采用G81指令编程，请自行编制其加工子程序。2、检测与评价检测时尺寸公差（包括外形尺寸公差、深度尺寸公差），分别进行三点检测，如果其中有一点公差超差，此项配分全扣。四、课题小结在数控铣床能完成钻、铰、扩、镗、螺纹等加工，对于位置精度或尺寸精度要求较高的零件，在钻孔之前都要打中心孔来提高钻孔的稳定性。而对于孔径较大，且孔的精度要求较高的孔，一般精加工采用镗孔的加工方式来加工。95.3数控铣床中级工考核实例3一、课题描述与课题图10二、课题分析1、工艺分析。（1）技术要求。毛坯四周、底面、顶面应该预先加工（2）加工工艺的确定。工件装夹定位的确定：采用机用虎钳装夹。（3）工艺路线的确定：该零件属于规则对称形零件，其上面具有一些均匀分布的型台。编程时可以考虑采用坐标旋转指令，调用子程序完成加工，也可以根据图上给出出的点的坐标直接编程加工。零件应进行粗、精加工。加工时各坐标点的确定尤为重要。加工凸台时，刀具的选择受到了型面的限制，因此刀具直径要小于最窄处14mm。5-Φ10mm孔采用钻、铰完成；Φ38孔采用铣、粗镗、精镗完成。用平口虎钳装夹工件，伸出钳8mm左右，用百分表找正。安装寻边器，确定工件零点为坯料上表面的中心，设定零点偏置。2、数控工序卡编制三、课题实施1、参考程序2、检测与评价11四、课题小结在数控加工过程中，尽可能选用少的刀具完成轮廓的加工，这样可以大大的提高加工效率，减少换刀等辅助时间。但也不能一概而论，有时选用的刀具过小，造成走刀次数增多，底面加工质量差等现象，而得不偿失。岛屿铣削加工，应注意综合考虑下刀点位置，尤其时走刀空间较小的情况下，更加要考虑走刀路径，防止轮廓过切。125.4数控铣床中级工考核实例4一、课题描述与课题图13该课题是中级数控铣/加工中心职业技能鉴定课题。在该课题的加工过程中，需采用多把刀具进行加工。因此，建议在加工中心上采用自动换刀方式来完成该课题。此外，为了提高加工速度和加工效率，在该课题的加工过程中应合理安排好加工顺序。加工中心采用自动换刀加工零件时，通常将系统中工件坐标的Z参数值设定为0，而将每一把刀对刀所得到的机床坐标系Z坐标值输入刀具长度补偿参数之中。1、加工工艺；（1）加工工序的划分本课题充分利用加工中心的优势，采用工序集中的原则，划分的加工工序为：工序一为加工中心粗、精加工轮廓表面及孔；工序二为钳加工去毛倒棱。（2）数控工序卡编制二、课题分析14三、课题实施1、参考程序本课题编程过程中在XY平面内的基点坐标，采用三角函数法或CAD软件画图找点法计算如下：1（28.0，－30.0）；2(－28.0，－30.0)；3(－31.95，－15.71)；4(－31.95，15.71)；5(－28.0，30.0)；6(10.38，30.0)；7(17.31，26.0)；8(33.93，－2.78)；9(35.0，－6.78)；10(35.0，－22.0)。本课题采用加工中心自动换刀的方式进行编程，其加工程序见表5－11。在工件进行自动加工前，请再次确认长度补偿值输入位置的正确性以及G54零点偏移中的Z值为零。中心钻定位和钻孔采用G81指令编程，编程指令与“O0150”类似。请自行编制其加工子程序。2、检测与评价15四、课题总结数控一般具有刀具半径补偿功能，根据零件轮廓编制的程序和预先存放在数控系统内存中的刀具偏置参数，数控系统自动的计算刀具中心轨迹，并控制刀具进行加工。如没有刀具半径补偿功能，刀具因更换或重磨而改变刀具等原因造成刀具中心偏移量时，都要按刀具中心轨迹重新编制加工程序，这将极其繁琐，并且影响生产的正常运行。上述程序中，D01为数控系统的内存地址。在运行程序进行加工之前，将刀具中心偏移量输入内存地址D01中。如果偏移量改变，则要将偏移量新值输入。165.5数控铣床中级工考核实例5一、课题描述与课题图17二、课题分析通过完成该课题，使学生进一步提高编程和加工的技能和技巧，顺利通过中级职业技能鉴定。为此，学生应了解中级数控铣床/加工中心国家职业标准，并能编写该工件数控加工的工艺文件。1、工艺分析本课题仍采用工序集中的原则，划分的加工工序为：工序一为加工中心粗、精加工轮廓表面及孔；工序二为钳加工去毛倒棱。2、数控加工工序卡编制本课题仍采用工序集中的原则，划分的加工工序为：工序一为加工中心粗、精加工轮廓表面及孔；工序二为钳工加工去毛刺并倒棱。编写数控工序卡时，首选确定该工序的加工工步内容，再根据每个工步内容选择刀具，最后根据所选择的刀具、刀具材料以及工件材料来确定其切削用量。18三、课题实施1、参考程序选择工件上表面对称中心作为编程原点。本课题在XY平面内的基点计算较为简单，请自行计算。本课题钻孔程序较为简单，程序中没有给出，请读者自己编写。另外为了便于手动调整镗刀刀尖处的回转直径，建议将本课题的镗孔程序编写成单独的主程序。2、评价与检四、课题总结在本课题中，数控机床工件坐标系的找正，直接影响到工件加工质量的好坏。不同的加工零工件坐标系的设置也不同，应合理的选择，便于对刀和程序的编制。195.6数控铣床中级工考核实例6一、课题描述与课题图20二、课题分析此工件编程与操作难度一般，从图样中可以看到六边形状内轮廓的周边曲线圆弧及底面表面粗糙度值要求较高，其他要求一般，零件的装夹采用平口虎钳装夹。将工件坐标系G54建立在工件表面零件的对称中心处。1．工艺分析本课题采用工序集中的原则，划分的加工工序为：工序一为粗、精加工轮廓表面及孔；工序二为钳工加工去毛刺并倒棱。2．数控工序卡编制编写数控工序卡时，首先确定该工序加工的工步内容；然后根据每个工步内容选择刀具；最后根据所选择的刀具、刀具材料以及工件材料来确定其切削用量。本例加工工序卡见表5-16。21三、课题实施1、参考程序六边形内轮廓直接采用找点坐标来编程加工，子程序调用两次且粗精加工采用同一程序，请读者自己更改刀具补偿。外形轮廓及四个孔的加工相对来说比较容易，参考程序见表5-17。2、评价与检测四、课题总结在本课题中，要理解数控编程步骤中分析零件图样、确定加工工艺、数值计算、编写加工程序、制作控制介质、程序校验各个步骤的含义、具体操作方法和操作内容；掌握子程序调用指令格式和编程注意事项。熟练使用百分表找正钳口，应用平口钳和垫铁正确装夹工件；应用试切法对刀并设立工件坐标系；编写工件加工程序；单段方式对工件进行试切加工；对工件和工作过程进行正确的检测和评价。在本课题中，数控机床工件坐标系的找正，直接影响到工件加工质量的好坏。不同的加工零工件坐标系的设置也不同，应合理地选择，便于对刀和程序的编制。22思考与练习1、试编写如图所示工件的加工程序（毛坯尺寸为120mm×100mm×25mm，材料为硬铝），并在数控铣床上进行加工。技术要求1.腰形槽及孔圆周均布，槽深10mm。2.工时5。1050°12015°65°6010027.5°1003×10通孔251030H8周边232、试编写如图所示工件的加工程序（毛坯尺寸为Ø100mm×30mm，材料为硬铝），并在数控铣床上进行加工。技术要求1.锐边倒棱R0.5。2.工时定额3h。0.04A4×2×301545°80A