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1、模块3 数控铣削编程与加工,正德职业技术学院,数控加工编程与操作,任务3.4 平面外轮廓的编程与加工,正德职业技术学院,数控加工编程与操作,知识目标,掌握G41/G42/G40 G43/G44/G49指令功能和 使用方法 掌握平面外轮廓切入切出方式 掌握顺铣、逆铣的概念。,任务导入,学习目标,技能目标,学习目标,能在机床中正确设置刀具补偿值； 会设置不同刀具半径补偿值去除外轮廓中的多余材料。,任务导入,任务导入,任务引入,完成如图所示的凸模板外轮廓铣削加工，材料：硬铝2A12 毛坯尺寸为1209016单件生产,学习目标,任务分析,零件材料硬铝2A12，切削性能较好 加工部位：厚度为3mm的零件
2、凸台外轮廓 轮廓形状由R40mm凹圆弧段R15mm凸圆弧段 8段直线构成,硬铝2A12,厚度为3mm的零件凸台外轮廓,R40mm凹圆弧段,R15mm凸圆弧段,8段直线构成,精度要求不高 考虑到编程方便 采用半径补偿功能,半径补偿指令（G41/G42/G40）,指令功能,任务导入,在零件轮廓铣削加工时，由于刀具半径尺寸影响，刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算刀具中心轨迹，直接按零件图样上的轮廓尺寸编程，数控系统提供了刀具半径补偿功能.,G41, 左偏刀具半径补偿,G42, 右偏刀具半径补偿,G40, 撤销刀具半径补偿,G41、G42、G40为同一组模态指令，可相互注销 系统通电后默
3、认为G40,指令学习,半径补偿指令（G41/G42/G40）,指令格式,G17/G18/G19,G41/G42 X_Y_Z_F_D_,G00/G01,（建立补偿）,(刀补进行),G40 G00/G01 X_Y_Z_（取消补偿）,指令学习,指令含义解释,G17/G18/G19：指定半径补偿所在平面,G41为刀具半径左补偿 G42为刀具半径右补偿 G40为取消刀具半径补偿,X、Y、Z：G00/G01的参数，即：刀补建立或取消的终点的绝 对坐标或相对坐标值,D：G41/G42的参数，即刀补号(D00D99) 它代表了刀补表中对应的半径补偿值,指令学习,G41与G42的判断方法,G41与G42的判断方
4、法是：迎着垂直于补偿平面的坐标轴的正方向，向刀具的移动方向看过去，当刀具处在切削轮廓左侧时，称为刀具半径左补偿，用G41表示；当刀具在切削轮廓的右侧时，称为刀具半径右补偿，用G42表示。,G41,G42,G41刀具半径左补偿举例,指令学习,G42刀具半径右补偿举例,指令学习,刀具半径补偿的过程,指令学习,刀具半径补偿的过程分三步，即：,刀补建立、刀补进行和刀补取消,刀补的建立,指刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。 该过程的实现必须有G00或G01功能才有效,刀具中心轨迹,刀具起始点,建立补偿段,编程轨迹,r,指令学习,刀补的进行,刀具半径补偿的
5、过程,在G41或G42程序段后，程序进入补偿模式，此时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。,刀补的取消,刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程称为刀补取消，刀补的取消用G40或D00来执行。,刀补取消段,刀具半径补偿注意事项,指令学习,刀具半径补偿模式的建立与取消程序段，只能在G00或G01移动指令模式下才有效。 为保证刀补建立与刀补取消时刀具与工件的安全，通常采用G01运动方式来建立或取消刀补,同一程序中,G41/G42指令必须与G40指令成对出现。,G00,G01,G01,G41/G42,G40,刀具半径补偿注意事项,指令学习,为了保证加工质量,避免刀具发生干
6、涉，采用切线切入切出方式来建立或取消刀补。,指令学习,刀具半径补偿注意事项,补偿平面发生变化时,G41与G42切换补偿方向时，通常要经过取消补偿方式,为了防止在半径补偿建立与取消过程中刀具产生过切现象，刀具半径补偿建立与取消程序段的起始位置与终点位置最好与补偿方向在同一侧,指令学习,在刀具补偿模式下，一般不允许存在连续两段或两段以上的非补偿平面内移动指令，否则刀具也会出现过切等危险动作。,在补偿状态下，铣刀的直线移动量及铣削内侧圆弧的半径值要大于或等于刀具半径，否则补偿时会产生干涉,刀具半径补偿注意事项,指令学习,刀补的应用,1、刀具直径变化时,2、粗精加工,3、用同一程序段进行同一公称直径的
7、凹、凸 模加工,指令实例,G41,G40,G17 G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S800,Z5,G41 G00 X60 Y30 D01,G01 Z2 F200,Y80 F120 G03 X100 Y120 R40 G01 X180 Y60 G02 X160 Y40 R20 G01 X50 G00 Z5 G40 G00 X0 Y0,Z50 M05 M30,指令学习,指令功能,长度补偿指令（G43/G44/G49）,使用刀具长度补偿指令，在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸 加工时，用MDI方式输入刀具的长度尺寸，即可正确加工 当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀
8、具长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具,长度补偿指令（G43/G44/G49）,指令学习,刀具长度正补偿,刀具长度负补偿,刀具长度负补偿,G49,G44,G43,指令格式,G43/G44 Z H G49 Z,长度补偿指令（G43/G44/G49）,G43 为正补偿，即将Z坐标尺寸字与H代码中长度补偿的量相加，按其结果进行Z轴运动。,G44 为负补偿，即将Z坐标尺寸字与H中长度补偿的量相减，按其结果进行Z轴运动,G49为撤消补偿,指令学习,指令学习,应用举例,如图所示: 采用多把刀具时，由于每把刀具长度不同，需设长度补偿如果 补偿量=+3mm,存储地址为H01, 即H01
9、= +3mm,工艺学习,工、量、刃具的选择,平口虎钳,普通立铣刀,工、量、刃具清单,工艺学习,工艺方案下刀方式,对于零件外轮廓加工，刀具的下刀点选在零件轮廓外侧 距离应大于刀具半径。如图,工艺方案进退刀方式的选择,工艺学习,a)垂直进退刀,b)侧向进退刀,c)圆弧进退刀,工艺学习,工艺方案铣削方向的选择,刀具的运动方向、轨迹是指加工过程中刀具的走势，铣削加工时有顺铣和逆铣两种，它们对刀具的耐用度、已加工表面的质量和铣削的平稳性等有重要影响。本例采用顺铣,顺铣,逆铣,工艺方案铣削路线,刀具由O点运行至P点（轨迹的延长线上）建立刀具半径补偿，然后按1234567891011的顺序铣削加工。圆弧切出
10、到11点，圆弧半径根据情况决定，本例取圆弧半径为R20，再取消半径补偿到达O点。,任务实施,程序编制,1）工件坐标系的建立,此任务工件坐标系的原点选在工件上表面的中心，遵循基准重合的原则。,2）基点坐标的计算,3）参考程序,任务实施,参考程序,O0004 G00 G90 G54 X-80 Y-60 Z50 S800 M03； M08； G43 Z5 H01； G01 Z-3 F200； G01 G41 D01 X-52 Y-53 F100； X-52 Y0 ； X-46 Y37； X-23 Y37 ； G03 X23 Y37 R40 ； G01 X45 Y37,X52 Y0 ； X52 Y-3
11、2 ； X47 Y-37； X-37 Y-37 ； G02 X-52 Y-22 R15； G03 X-72 Y-2 R20 ； G01 G40 X-80 Y-60 F200； G01 Z5 F200； M09 ； G49 G00 Z100； M05； M30；,与加工相关知识的学习,任务实施,2. 对刀及设定工件坐标系,3. 机床刀具补偿值的设置,4.空运行,5.零件自动加工及尺寸控制,6.零件尺寸检测,7.加工结束、拆下工件、清理机床,加工步骤,1. 加工前的准备,任务实施,编程与操作注意事项,1. 对于使用刀具半径补偿指令的程序，加工前应设置好半径补偿值，否则刀具将不按半径补偿加工,2.
12、为保证工件轮廓表面质量，最终轮廓应安排在最后一次进给中连续加工完成，尽量避免切削过程中途停顿，减少因切削力突然变化造成弹性变形而留下的刀痕。,3. 平面外轮廓粗加工时，通常采用由外向内逐渐接近工件轮廓的方式进行铣削，并可采取通过改变刀具半径补偿值的方法实现。,任务实施,编程与操作注意事项,4. 铣削平面外轮廓时尽量采用顺铣方式，以提高表面质量。,5. 工件装夹在平口钳上应校平上表面，否则深度尺寸不易控制，在总尺寸是未注公差的情况下，也可在对刀前（或程序中）用面铣刀铣平上表面。,知识拓展,过切现象,（1）加工拐角时出现过切,解决办法：, 选用刚性好、抗振及热变形小的刀具,采用进给速度分级编程。将
13、AB和BC段均分为AX、XB及BY、YC，其中，AX和YC段为正常速度段，XB和BY段为低速段（一般不超过正常速度的的1/2）,知识拓展,（2）刀具直径大于内轮廓转角或沟槽时产生的过切,过切现象,解决办法：,在不能改变零件结构的情况下， 改变加工刀具的直径。,知识拓展,薄板易变性工件的铣削加工,薄板工件是指,平面宽度B与厚度H的比值B/H10的工件,（1）工件装夹,应是长度方向与钳口平行，以增加抗弯曲性；可在钳口上部沿口处各垫一块25mm的铜片,以防止工件受到过大的夹紧力而产生向上凸起的变形；,（2）铣削方式,薄板易变性工件的铣削加工,知识拓展,周边铣削加工时，在条件允许的情况下，应采用顺铣 端面加工时，应选择较小的刀尖圆弧半径、较小的主偏角和副刃倾角，以减小切削力产生向下的铣削分力，避免工件凸起。,
