《数控加工编程与操作 第2版 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 霍苏萍 项目二 凸模版的工艺分析与编程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控加工编程与操作 第2版 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 霍苏萍 项目二 凸模版的工艺分析与编程（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目二 凸模板的工艺与编程,知识目标,1掌握数控系统的G00/G01/G02/G03/G41/G42/G40/G54/G90/G17/ G18/G19等指令的编程格式及应用 2掌握平面凸轮廓类零件的结构特点和加工工艺特点，正确分析平面凸轮廓零件的加工工艺 3掌握平面凸轮廓类零件的工艺编制方法 4掌握平面凸轮廓零件的手工编程方法,能力目标,1针对加工零件，能分析平面凸轮廓类零件的结构特点、特殊加工要求，理解加工技术要求 2会分析平面凸轮廓零件的工艺性能，能正确选择设备、刀具、夹具与切削用量，能编制数控加工工艺卡 3能使用数控系统的基本指令，正确编制平面凸轮廓零件的数控加工程序,一、项目导入,使用
2、数控铣床加工零件，一般来说都需要经过4个主要的工作环节，即确定工艺方案、编写加工程序、实际数控加工、零件测量检验。本项目主要学习平面凸轮廓零件的数控加工工艺制定和程序编制。 图2-1所示为凸模板，已知材料为45#钢，毛坯为100 mm80 mm22 mm，分析零件的加工工艺，填写工艺文件，编写零件的加工程序。 项目分析：平面凸轮廓零件（含与底面垂直的侧壁外表面铣削加工）是数控铣削加工的典型零件，该类零件一般分平面和外轮廓的铣削加工。,如何制定平面凸轮廓零件的数控加工工艺，编制其加工程序，本项目以凸模板为例，首先学习相关的数控铣削加工指令和工艺知识，然后完成项目要求，再通过对凸模板图样分析，进行
3、零件加工工艺分析，设计加工工艺方案，编制工艺卡、刀具卡等数控加工技术文件，应用G00、G01、G02、G03、G41、G42、G40、G90、G91等指令编写数控加工程序，完成项目任务要求。,图2-1 凸模板,二、相关知识,（一）平面铣削工艺设计 平面凸轮廓类零件包括平面铣削和与底面垂直的侧壁外表面铣削加工，其质量是用平面度和表面粗糙度来衡量的。在铣床上获得平面的方法有两种，即周铣和端铣。以立铣数控铣床为例，用分布于铣刀圆柱面上的刀齿进行的铣削称为周铣；用分布于铣刀端面上的刀齿进行的铣削称为端铣。 1刀具选择 平面轮廓类零件加工常用刀具为面铣刀和立铣刀。铣削较大的平面用面铣刀加工。铣削平面类零
4、件周边轮廓和较小的台阶面一般采用立铣刀。,立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求，并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内。如系小直径立铣刀，则应主要考虑机床的最高转速能否达到刀具的最低切削速度（60 m/min）。同时考虑以下方面：刀具半径R小于朝轮廓内侧弯曲的最小曲率半径min，一般可取R=（0.80.9）min；如果min过小，为提高加工效率，可先采用大直径刀具进行粗加工，然后按上述要求选择刀具，对轮廓上残留余量过大的局部区域处理后再对整个轮廓进行精加工。,2走刀路线设计,铣削无边界平面时，用盘铣刀排刀法进刀，及Z字形走刀加工。刀具在径向上要有一定的重合度，以消除刀具圆角或倒角处的
5、残留。或根据零件平面形状进行铣削加工。 铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件轮廓的法线切入，而应沿外廓曲线延长线切入，如图2-2（a）所示。 切削外圆凸台时，使用与圆相切的切入切出直线段，切入路线为12325，如图2-2（b）所示。,图2-2 刀具切入和切出时的外延,（二）数控系统的相关功能指令,1准备功能（G功能） 准备功能也叫G功能或G代码。其常用代码功能见表2-1。,表2-1 准备功能代码表,表2-1 准备功能代码表,2辅助功能（M功能） 辅助功能代码见表2-2。,表2-2 辅助功能代码表,注：由于数控机床的厂家很多，每个厂家使用的G功能、M功能与I
6、SO标准也不完全相同，因此对于某一台数控机床，必须根据机床说明书的规定进行编程。,3进给功能F、主轴速度S、刀具功能T,利用字母F、S、T后面指令一个数值，分别表示指定进给速度、主轴转速和所用刀具与刀补号。在一个程序段中，F、S、T代码中只能有一个，并将接收的代码信号传送给机床。 （1）进给功能（F功能） 进给功能表示刀具中心运动时的进给速度，刀具的切削进给速度由地址符F和其后面的若干位数值指定，单位为mm/min（米制）或英寸/min（英制）。,（3）刀具功能（T功能） 刀具功能，也称T功能，用于指定加工所用刀具，实现数控机床加工过程中自动换刀功能。一般具有自动换刀的数控机床才有此功能。刀具
7、功能由T及其后面的数字组成。T后面有四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具补偿号。例如，T0303表示选用3号刀及3号刀具补偿值；T0300表示取消刀具补偿。,4坐标系有关指令 （1）绝对尺寸与增量尺寸指令G90、G91 G90表示程序段的坐标值按绝对坐标编程。 G91表示程序段的坐标值按增量坐标编程。 绝对坐标所表示的刀具（或机床）运动位置的坐标值，都是相对于编程原点给出的。增量坐标所表示的刀具运动位置的坐标值是相对于前一位置的，即坐标原点是平行移动的。相对坐标与运动方向有关。 （2）工件坐标系设定指令G92 编程格式：G92 X_ Y_ Z_； 功能：该指令是规定工件坐标系坐标原点的指令，
8、工件坐标系坐标原点又称为程序零点，坐标值X、Y、Z为起刀点（刀位点）在工作坐标系中的初始位置。程序内绝对指令中的坐标数据，就是起刀点在工件坐标系中的坐标值。,例：如图2-3所示，设置工件坐标系的程序段如下： G92 X20.0 Y10.0 Z10.0；,图2-3 G92设定工作坐标系,（3）加工坐标系选择指令G54G59 格式：G54 G90 G00 (G01) X Y Z (F )； 该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。16号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。 例：在图2-4中，用CRT/MDI在参数设置方式下设置了两个加工坐标系： G54：X
9、-50.Y-50.Z-10.； G55：X-100.Y-100.Z-20.；,图2-4 G54G59设置加工坐标系,注意事项如下。 G54与G55G59的区别。 G92与G54G59的区别。 G54G59的修改。 应用范围。 常见错误。,（4）局部坐标系指令52 局部坐标系用于从原坐标系中分离出数个子坐标系统。 指令格式：G52 X_Y_； X、Y的定义是原坐标系程序原点到子坐标系的程序原点之间的量变，如G52X0Y0表示回复到原坐标系。 （5）选择机床坐标系指令G53 编程格式：G53 G90X_Y_Z_； G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上。式中X、Y、Z值为机床坐标系中的
10、坐标值，均为负值。,5公制/英制变换（G21、G20） G20指令坐标尺寸以英制输入。G21指令坐标尺寸以公制输入。注意事项如下。 例如： Z15.0表示Z向15 mm或Z向15in。 F10.0表示速度为10 mm/min或10in/min。 G04 X1.0表示暂停1.0 s。,6快速点位定位指令G00 功能：控制刀具以点位控制方式，从刀具当前点快速移动到目标点，其移动速度由参数来设定。 编程格式：G00 X Y_ Z_； 式中：X、Y、Z为刀具移动的目标点坐标。,7直线插补指令G01 （1）编程格式 G01 X Y Z F ； 功能：刀具以直线插补运算，联动方式按照F代码规定的速度作进给
11、运动，用于加工直线段，移动速度是由进给功能指令F设定。执行该指令时在程序中必须出现F指令。,（2）应用举例 应用G00、G01指令，编写如图2-6所示路径的程序。,图2-6 G00、G01指令的应用,程序： 绝对值编程： O0001 G90G00X20.0Y20.0； G0l Y50.0 F50； X50.0； Y20.0； X20.0； G00X0Y0； 增量值编程： G91 G00X20.0Y20.0； G0l Y30.0 F50； X30.0； Y-30.0； X-30.0； G00X-20.0Y-20.0； ,8暂停指令G04 编程格式：G04 X(P)_ 功能及应用：该指令可使刀具做
12、短时间的停顿，以获得圆整而光滑的表面。,例：如图2-7所示，为利用暂停G04进行切槽加工的实例。对槽的外圆柱面粗糙度有要求，编写加工程序如下。 N060 G00 X1.6； 快速到 N070 G01 X0.75 F0.05； 以进给速度切削到 N080 G04 X0.24； 暂停0.24 s N090 G00 X1.6； 快速到 ,图2-7 暂停指令应用,9平面选择指令G17、G18、G19 平面选择指令G17、G18、G19分别用来指定程序段中圆弧插补平面和刀具半径补偿平面。,图2-8 坐标平面选择,10圆弧插补指令G02、G03 圆弧插补指令控制刀具在指定平面内按给定的进给速度F作圆弧切削
13、，加工出圆弧轮廓。 （1）编程格式 G17/G18/G19 G02/G03 X_Y_Z_I_J_K_F_ 或G17/G18/G19 G02/G03 X_Y_Z_R_F_,（2）应用举例 完成图2-11所示加工路径的程序编制（刀具现位于A点上方只进行轨迹运动）。,图2-9 圆弧顺逆方向的判别 图2-10 用R编程时R的判断 图2-11 加工路径,程序： O0002 G90 G54 G00 X0 Y25.0； G02 X25.0 Y0 I0 J-25.0 F100； AB G02 X0 Y-25.0 I-25.0 J0； BC G02 X-25.0 Y0 I0 J25.0； CD G02 X0 Y
14、25.0 I25.0 J0； DA 或： G90 G54 G00 X0 Y25.0； G02 X0 Y25.0 I0 J-25.0 F100； AA整圆,11刀具半径补偿指令G41，G42，G40,（1）刀具半径补偿含义 （a）外轮廓补偿 （b）内轮廓补偿 图2-12 刀具半径补偿 用铣刀铣削工件的轮廓时，由于刀具总有一定的半径（如铣刀半径或线切割机的钼丝半径等），刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。如在图2-12中，粗实线为所需加工的零件轮廓，点划线为刀具中心轨迹。由图2-12可见在进行内轮廓加工时，刀具中心偏离零件的内轮廓表面一个刀具半径值。,（a）外轮廓补偿 （b）内轮廓
15、补偿 图2-12 刀具半径补偿,（2）编程格式 执行刀补：,取消刀补：,（2）编程格式 执行刀补：,取消刀补：,图2-13 刀具半径补偿方向,图2-14 刀具半径补偿的建立与取消,（4）应用举例 在G17选择的平面（XY平面）内，使用刀具半径补偿完成轮廓加工编程，如图2-15所示（未加长度刀补）。 程序： O0003 N20 G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S500 F50 N30 G00 Z50.0； 起始高度 （仅用一把刀具可不加刀长补偿） N40 Z10.0； 安全高度 N50 G41 X20.0 Y10.0 D1； 刀具半径补偿，D01为刀具半径补偿号 N60 G01Z-1
16、0.0； 下刀，切深10 mm N70 Y50.0； N80 X50.0； N90 Y20.0； N100 X10.0； N110 G00 Z50.0； 抬刀到起始高度 N120 G40 G01 X0 Y0 M05； 取消刀具半径补偿,图2-15 刀具半径补偿轨迹图,（5）刀具半径补偿过程 （6）使用刀具半径补偿注意事项 使用刀具半径补偿时应避免过切削现象，如图2-16所示。启用刀具半径补偿和取消刀具半径补偿时，刀具必须在所补偿的平面内移动，移动距离应大于刀具补偿值。加工半径小于刀具半径的内圆弧时，进行半径补偿将产生过切削。只有过渡圆角尺寸刀具半径r+精加工余量的情况下才能正常切削。被铣削槽底宽小于刀具直径
