数控铣加工与编程 02数控铣削编程与加工资源

项目二槽的加工数控铣削编程与加工项目二直槽的加工项目二槽的加工项目任务一直槽的加工如图2.1所示，已知毛坯规格为120mm×120mm×10mm的45钢，要求编制直槽的零件加工程序并完成零件的加工。图2.1直槽（任务一）项目二槽的加工相关知识一、槽加工的工艺1.内槽圆角的大小决定着刀具直径大小，所以内槽圆角半径不应太小。对于图2.2所示零件，其结构工艺性的好坏与被加工轮廓的高低转角半径的大小等因素有关。图（b）与图（a）相比转角圆弧半径大，可以采用较大直径立铣刀来加工。加工平面时，进给次数也相应减少，表面加工质量也会好一些，因而其工艺性较好。通常R＜0.2H时可以判定零件该部位的工艺性不佳。图2.2内槽圆角R（任务一）项目二槽的加工2.零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不能过大。如图2.3所示，铣刀端面刃与铣削平面的最大接触直径d=D-2r（D为铣刀直径）。当D一定时，r越大，铣刀端面刃铣削平面面积越小，加工平面的能力就越差，效率越低工艺性也差。当r大到一定程度时，甚至必须用球头铣刀加工，应该尽量避免。图2.3槽底圆角半径r（任务一）相关知识项目二槽的加工二、工件坐标系的设定指令格式：G54/G55/G56/G57/G58/G59说明：（1）G54—G59指令可以分别用来选择相应的工件坐标系，工件坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。在电源接通并返回参考点后，系统自动选择G54坐标系。(2)G54—G59为模态指令，可相互取消。（3）在加工比较复杂的零件时，为编程方便，可用G54——G59指令对不同的加工部位设定不同的工件坐标系，但这些工件坐标系原点的值，在参数设置方式下应输入到相应的位置。（任务一）相关知识项目二槽的加工机床原点图2.4利用工件坐标系编程（任务一）相关知识例：如图2.4所示，使用工件坐标系编程，要求刀具从当前点移动到A点，再从A点移动到B点。程序：G54G00G90X30Y40(到达A点)G55G00X20Y20(到达B点)项目二槽的加工三、基本编程指令1．绝对编程和增量编程指令指令格式：G90/G91说明：（1）G90绝对编程方式下，每个编程坐标轴上的编程值是相对于编程原点。（2）G91增量编程方式下，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言，该值等于轴移动的距离。（3）机床刚开机时默认G90状态。（4）G90和G91都是模态（续效）指令（任务一）相关知识项目二槽的加工2．点位控制和直线插补指令指令格式：G00X（U）-Y（V）-Z（W）-G01X（U）-Y（V）-Z（W）-F-说明：（1）在G00时，刀具以点位控制方式快速移动到目标位置，其移动速度由系统来设定。因此要注意刀具在运动过程中是否与工件及夹具发生干涉。（2）在G01时，刀具以指定的F进给速度移动到目标位置。（3）G00、G01、F都是模态（续效）指令，在程序的第一个G01后必须规定一个F值，F值一直有效，直到指定新值。相关知识（任务一）项目二槽的加工XY平面：G17G02X(U)-Y(V)-I-J-F-G03R-ZX平面：G18G02X(U)-Z(W)-I-K-F-G03R-YZ平面：G19G02Y(V)-Z(W)-J-K-F-G03R-3．圆弧编程指令指令格式：说明：(1)G17/G18/G19表示圆弧加工所在平面，为模态指令。G17设定为XY平面，(2)G18设定为ZX平面，G19设定为YZ平面，多数数控系统默认为XY平面。（任务一）相关知识项目二槽的加工圆弧顺逆方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向G02，逆时针方向G03，如图2.5所示。图2.5圆弧方向判别（任务一）相关知识项目二槽的加工（3)X(U)、Y(V)、Z(W)是指圆弧插补的终点坐标值。(4)I、J、K是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与G90，G91无关。I、J、K是矢量值，并且I0、J0、K0可以省略，但I、J、K不能同时为零。（5）R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角≤180o时，R值为正；当圆弧的圆心角＞1800时，R值为负。（6）整圆编程。但圆弧起点和终点相同且圆心用I、J、K指定时，即可进行3600整圆编程。注意：如果圆心I、J、K和半径R同时指定，由地址R指定的圆弧优先，其余被忽略。（任务一）相关知识项目二槽的加工项目实施一、制定零件加工工艺1.零件结构及技术要求分析（1）零件主体加工结构为一“口”形直槽。（2）零件尺寸要求不高。2.零件加工工艺及工装分析（1）零件用平口虎钳装夹，注意零件安装在钳口中间，伸出钳口4mm左右，以免刀具与钳口干涉。（2）加工方法：在一次装夹中完成直槽加工。（3）刀具选择：φ10mm键槽铣刀。（任务一）项目二槽的加工表2.1直槽零件数控加工工序卡数控加工工序卡片工序号工序内容单位零件名称零件图号材料夹具名称使用设备直槽2-2-145#钢平口虎钳数控铣床工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速(r.min-1)进给速度(mm.min-1)背吃刀量mm备注1铣槽T01Φ10键槽铣刀10001003编制审核批准第页共页（任务一）项目实施3.数控加工工序卡填写如表2.1所示的数控加工工序卡。项目二槽的加工二、编制数控加工程序选取图2.1所示的工件上表面中心为编程原点，程序如表2.2所示。表2.2FANUC0iM数控加工程序顺序号程序注释O0001程序名N10G54G90G17建立工件坐标系N20MO3S1000N30G00X-40Y-40A点定位N40Z5N50G01Z-3F100N60Y40B点定位N70X30C点定位N80G02X40Y30R10D点定位N90G01Y-30E点定位N100G02X30Y-40R10F点定位N110G01X-40A点定位N120G00Z100N130M05N140M30（任务一）项目实施项目二槽的加工三、FANUC0iM系统数控铣床加工1．选择机床、数控系统并开机。2．机床各轴回参考点。3．安装工件。4．安装刀具并对刀。5．输入加工程序，并检查调试。6．手动移动刀具退至距离工件较远处。7．自动加工。8．测量工件，优化程序，对工件进行误差与质量分析。（任务一）项目实施项目二槽的加工项目任务二雕刻件的加工如图2.6所示，已知毛坯规格为120mm×120mm×10mm的铝件，要求编制同形件的零件加工程序并完成零件的加工。图2.6雕刻件（任务二）项目二槽的加工相关知识一、子程序的格式格式：Oxxxx（子程序号，由1—4位数字组成）……M99（子程序程序结束字，可不必作为一个独立的程序段）说明：子程序号与主程序基本相同。只是程序结束字用M99表示，表示子程序结束并返回。（任务二）项目二槽的加工二、子程序的调用指令M98P△△△△××××被调用的子程序号重复调用次数（省略时为调用一次）例：M98P30023表示调用3次程序名为O0023的子程序。说明：在FANUC0i系统中，子程序还可以调用另一个子程序，嵌套深度为4级。（任务二）相关知识项目二槽的加工例：如图2.7所示，试用子程序编制“奥运五环”（切深5mm）。图2.7奥运五环（任务二）相关知识项目二槽的加工表2.4“奥运五环”零件数控加工工序卡数控加工工序卡片工序号工序内容单位零件名称零件图号材料夹具名称使用设备奥运五环2-2-2铝平口虎钳数控铣床工步号程序号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速n/(r/min)进给速度f/(mm/min)背吃刀量ap/mm备注1O0002主程序T01Φ10键槽铣刀100020052O0022子程序T01Φ10键槽铣刀10002005编制审核批准第页共页（任务二）相关知识项目二槽的加工表2.5“奥运五环”数控铣削加工程序顺序号程序注释O0002主程序名N10G54G90G17建立工件坐标系N20M03S1000N30G90G00X-50Y0Z10N40M98P0022调用圆子程序N50G90G00X50Y0N60M98P0022调用圆子程序N70G90G00X0Y0N80M98P0022调用圆子程序N90G90G00X-25Y-15N100M98P0022调用圆子程序N110G90G00X25Y-15N120M98P0022调用圆子程序N130M05N140M30（任务二）相关知识项目二槽的加工O0022子程序名N10G91G00X-20N20G01Z-15F200N30G02X0Y0I20J0N40G90G00Z10N50M99子程序结束（任务二）相关知识项目二槽的加工二、缩放镜像指令1．沿所有轴以相同比例缩放指令格式：G51X-Y-Z-P-…G50说明：（1）X、Y、Z表示比例中心坐标。（2）P表示比例系数，最小输入量为0.001，比例系数的范围为：0.001～999.999。该指令以后的移动指令，从比例中心点开始，实际移动量为原数值的P倍。P值对偏移量无影响。2．沿各轴以不同比例缩放指令格式：G51X-Y-Z-I-J-K-…G50（任务二）相关知识项目二槽的加工说明：（1）X、Y、Z表示比例中心坐标(绝对方式)。（2）I、J、K表示对应X、Y、Z轴的比例系数，在±0.001～±9.999范围内。系统一般设定I、J、K不能带小数点，即比例为1时，应输入1000。（3）当各轴用不同比例缩放，缩放比例为“-1”时可获得镜像加工功能。注意：（1）对于圆弧，各轴指定不同的缩放比例，刀具也不会走出椭圆轨迹；（2）具有刀具补偿时，要先进行缩放，才可进行刀具半径补偿和刀具长度补偿。（任务二）相关知识项目二槽的加工例：如图2.8所示，试用缩放镜像指令编程。图2.8“北回”示意图（任务二）相关知识项目二槽的加工图形分析：零件轮廓较为对称，以零件对称中心作为G54工件原点，G55的坐标为（-80，0），G56的坐标为（80，0），G54、G55、G56在加工前已在机床中设置完参数。图案由“北”和“回”两个小图案组成，“北”可由相对于Y轴镜像功能加工，“回”可由图形缩放功能加工。表2.6“北回”的数控铣削加工程序顺序号程序注释N10O0001主程序名N20G54G17G40G49G80安全指令N30M03S1000N40G55G90G00X0Y0Z10调G55坐标系N50M98PO002调用子程序N60G51X0Y0I-1J1建立Y轴镜像N70M98P0002调用子程序（任务二）相关知识项目二槽的加工N80G50N90G56G90G00X0Y0Z10调G56坐标系N100M98P0003调用子程序N110G51X0Y0P0.6缩放0.6倍N120M98P0003调子程序N130G50取消缩放功能N140M05N150M30O0002子程序名N10G00X20Y65N20G01Z-5F150N30Y-65F200N40X70N50G00Z5（任务二）相关知识项目二槽的加工N60X20Y0N70G01Z-5F150N80G01X50F200N90G00Z5N100M99子程序结束O0003子程序名N10G00X-70Y-65N20G01Z-5F150N30Y65F200N40X70N50Y-65N60X-70N70G00Z5N80M99子程序结束（任务二）相关知识项目二槽的加工三、旋转指令指令格式：G68XYR…G69说明：（1）X、Y表示旋转中心的坐标值(可以是X、Y、Z中的任意两个，它们由当前平面选择指令G17、G18、G19中的一个确定)。当X、Y省略时，G68指令认为当前的位置即为旋转中心。（2）R--旋转角度，逆时针旋转定义为正方向，顺时针旋转定义为负方向。（任务二）相关知识项目二槽的加工图2.9“三菱”示意图（任务二）相关知识例：如图2.9所示，试用旋转指令编程。项目二槽的加工表2.7“三菱”的数控铣削加工程序顺序号程序注释N10O0001主程序名N20G17G40G49G80安全指令N30M03S1000N40G54G90G00X0Y0Z10建立G54坐标系N50M98P0011调子程序N60G68X0Y0R-120顺时针旋转120°N70M98P0011调子程序N80G68X0Y0R120逆时