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1、项目项目4 4 型腔铣削加工型腔铣削加工模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术1项目项目4型腔铣削加工型腔铣削加工 任务描述：任务描述：完成完成图示零件上型腔的图示零件上型腔的加工，并完成工序加工，并完成工序卡片的填写。零件卡片的填写。零件上下表面、外轮廓上下表面、外轮廓已在前面工序（步）已在前面工序（步）完成，零件材料为完成，零件材料为4545钢。毛坯为钢。毛坯为20020050mm20020050mm型型材。材。 图图4-14-1矩形型腔加工矩形型腔加工 4.1 4.1 任务任务 矩形型腔零件的铣削加工矩形型腔零件的铣削加工 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床
2、编程与加工技术2 4.2 知识链接知识链接 4.2.1 4.2.1 型腔铣削的工艺知识型腔铣削的工艺知识 1.1.1.1.型腔型腔铣削的下刀方式铣削的下刀方式铣削的下刀方式铣削的下刀方式 ZZ向垂直下刀；向垂直下刀；斜插式下刀；斜插式下刀；螺旋下刀。螺旋下刀。 a. a.斜插式下刀斜插式下刀 b. Zb. Z向垂直下刀向垂直下刀 图图4-2 4-2 下刀方式下刀方式 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术3 图图4-3 4-3 螺旋下刀方式螺旋下刀方式 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术4 2.2.矩形型腔加工编程矩形型腔加工编程1）矩形型腔编程是平
3、面与轮廓编程的综）矩形型腔编程是平面与轮廓编程的综合。合。2）分为粗加工、半精加工和精加工编程。）分为粗加工、半精加工和精加工编程。3）加工余量：半精加工余量）加工余量：半精加工余量0.4mm，精，精加工余量加工余量0.2mm4）粗加工编程准备：）粗加工编程准备：a)选刀、下刀点与选刀、下刀点与下刀方式（键槽铣下刀方式（键槽铣 刀，若选平底刀，则刀，若选平底刀，则先要钻孔；下刀方式有垂直、坡走、螺旋）先要钻孔；下刀方式有垂直、坡走、螺旋）；b)走刀方式（双向）；走刀方式（双向）；c)刀具半径（等刀具半径（等于圆角半径）；（于圆角半径）；（d）刀间距计算；）刀间距计算；5）半精加工准备：）半精加
4、工准备：a)刀具半径（同粗加刀具半径（同粗加工）；工）；b)下刀点：粗加工的结束点分别向下刀点：粗加工的结束点分别向X、Y方向移动半精加工余量；方向移动半精加工余量；c)铣削方铣削方式（顺铣，型腔一圈）；式（顺铣，型腔一圈）；6）精加工编程准备：）精加工编程准备：a)选刀、刀具半径选刀、刀具半径（平底刀，（平底刀，8090%）；）；b)切入切出路径；切入切出路径；c)下刀点及刀补点坐标计算；下刀点及刀补点坐标计算；d)铣削方式铣削方式（顺铣，型腔一圈）。（顺铣，型腔一圈）。 图图4-44-4矩形型腔编程矩形型腔编程模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术5 4.2.24.2.
5、2子程序子程序 1.1.子程序调用格式子程序调用格式 常见调用子程序指令格式有以下两种：常见调用子程序指令格式有以下两种： （1 1）M98 PM98 P L L ； 其中：其中：P P后边的数字为子程序编号，后边的数字为子程序编号，L L为调用次数（为调用次数（L1L1可可省略，最多为省略，最多为99999999次）。如次）。如M98 P1002 L7M98 P1002 L7表示调用表示调用O1002O1002子子程序程序7 7次。次。（2 2）M98 PM98 P 其中：其中：P P后边的数字有后边的数字有8 8位，前四位为调用次数，后四位为位，前四位为调用次数，后四位为子程序号。如调用子
6、程序号。如调用O1002O1002子程序子程序7 7次可用次可用M98 P71002M98 P71002表示。表示。模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术6 子程序注意事项子程序注意事项 当子程序最后的程序段只用当子程序最后的程序段只用M99M99时，子程序结束，返回到时，子程序结束，返回到调用程序段后面的一个程序段；若一个程序段号在调用程序段后面的一个程序段；若一个程序段号在M99M99后由后由P P指指定时，系统执行完子程序后，将返回到由定时，系统执行完子程序后，将返回到由P P指定的那个程序段号指定的那个程序段号上；如果在主程序中执行到上；如果在主程序中执行到M99M
7、99指令，则系统返回到主程序起点指令，则系统返回到主程序起点重新运行程序。重新运行程序。 使用子程序时，要注意变换主、子程序间的模式代码，如使用子程序时，要注意变换主、子程序间的模式代码，如M M代码和代码和F F代码。从主程序调用子程序及子程序返回主程序的时代码。从主程序调用子程序及子程序返回主程序的时候，属于同一组别的模态候，属于同一组别的模态G G代码的变化与主、子程序无关。代码的变化与主、子程序无关。模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术7 在子程序中常使用在子程序中常使用G91G91模式，因为使用模式，因为使用G90G90模式将会使刀模式将会使刀具在同一位置加工，
8、要想在不同位置加工相同的形状，只能具在同一位置加工，要想在不同位置加工相同的形状，只能一次次改变工件坐标系再调用子程序，这样就复杂了。一次次改变工件坐标系再调用子程序，这样就复杂了。 编程时，为了简化程序的编制，当一个工件上有相同的编程时，为了简化程序的编制，当一个工件上有相同的加工内容时，常用调子程序的方法进行编程。调用子程序的加工内容时，常用调子程序的方法进行编程。调用子程序的程序叫做主程序。子程序的编号与一般程序基本相同，只是程序叫做主程序。子程序的编号与一般程序基本相同，只是程序结束字为程序结束字为M99M99表示子程序结束，并返回到调用子程序的主表示子程序结束，并返回到调用子程序的主
9、程序中。程序中。模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术8 2.2.子程序应用实例子程序应用实例例：如下图所示例：如下图所示, ,在一块平板上加工在一块平板上加工6 6个边长为个边长为10mm10mm的等边三角形，每边的等边三角形，每边的槽深为的槽深为-2mm-2mm，工件上表面为，工件上表面为Z Z向零点。其程序的编制就可以采用调用向零点。其程序的编制就可以采用调用子程序的方式来实现子程序的方式来实现( (编程时不考虑刀具补偿编程时不考虑刀具补偿) )。模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术9 主程序：主程序：O1000N10 G54 G90 G01 Z
10、40 F2000 进入工件加工坐标系进入工件加工坐标系N20 M03 S800 主轴启动主轴启动N30 G00 Z3 快进到工件表面上方快进到工件表面上方N40 G01 X 0 Y8.66 到到1#三角形上顶点三角形上顶点N50 M98 P20 调调20号切削子程序切削三角形号切削子程序切削三角形N60 G90 G01 X30 Y8.66 到到2#三角形上顶点三角形上顶点N70 M98 P20 调调20号切削子程序切削三角形号切削子程序切削三角形N80 G90 G01 X60 Y8.66 到到3#三角形上顶点三角形上顶点N90 M98 P20 调调20号切削子程序切削三角形号切削子程序切削三角
11、形N100 G90 G01 X 0 Y -21.34 到到4#三角形上顶点三角形上顶点N110 M98 P20 调调20号切削子程序切削三角形号切削子程序切削三角形N120 G90 G01 X30 Y -21.34 到到5#三角形上顶点三角形上顶点N130 M98 P20 调调20号切削子程序切削三角形号切削子程序切削三角形N140 G90 G01 X60 Y -21.34 到到6#三角形上顶点三角形上顶点N150 M98 P20 调调20号切削子程序切削三角形号切削子程序切削三角形N160 G90 G01 Z40 F2000 抬刀抬刀N170 M05 主轴停主轴停N180 M30 程序结束程
12、序结束模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术10 子程序：子程序：O20O20N10 G91 G01 Z -2 F100 N10 G91 G01 Z -2 F100 在三角形上顶点切入（深）在三角形上顶点切入（深）2mm2mmN20 G01 X -5 Y-8.66 N20 G01 X -5 Y-8.66 切削三角形切削三角形N30 G01 X 10 Y 0 N30 G01 X 10 Y 0 切削三角形切削三角形N40 G01 X-5 Y 8.66 N40 G01 X-5 Y 8.66 切削三角形切削三角形N50 G01 Z 5 F2000 N50 G01 Z 5 F2000
13、 抬刀抬刀N60 M99 N60 M99 子程序结束子程序结束模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术11 任务描述：任务描述：完成完成图示零件上型腔的图示零件上型腔的加工，并完成工序加工，并完成工序卡片的填写。零件卡片的填写。零件上下表面、外轮廓上下表面、外轮廓已在前面工序（步）已在前面工序（步）完成，零件材料为完成，零件材料为4545钢。毛坯为钢。毛坯为20020050mm20020050mm型型材。材。 图图4-14-1矩形型腔加工矩形型腔加工 矩形型腔零件的铣削加工矩形型腔零件的铣削加工 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术12 1.1.工艺过程
14、工艺过程粗加工选择粗加工选择2020键槽铣刀，采用垂直下刀方式，键槽铣刀，采用垂直下刀方式，Z Z字双向走刀方式；字双向走刀方式；半精加工半精加工2020键槽铣刀、精加工键槽铣刀、精加工1616立铣刀，采立铣刀，采用垂直下刀方式，轮廓铣削方式，通过修改刀补值用垂直下刀方式，轮廓铣削方式，通过修改刀补值实现半精加工和精加工实现半精加工和精加工2.2.半精加工刀具路径为逆时针铣一周、精加工加工半精加工刀具路径为逆时针铣一周、精加工加工路线见图路线见图4-54-5。4.3 任务决策和执行任务决策和执行 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术13 4-5 4-5 型腔的精加工刀具路
15、径型腔的精加工刀具路径模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术14 3.3.刀具与工艺参数刀具与工艺参数见表见表4-14-1、表、表4-24-2。 表表4-1 4-1 数控加工刀具卡数控加工刀具卡 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术15 表表4-2 4-2 数控加工工序卡数控加工工序卡 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术16 4.4.装夹方案装夹方案连杆零件毛坯用虎钳装夹，底部用垫铁支撑。连杆零件毛坯用虎钳装夹，底部用垫铁支撑。5.5.程序编制程序编制在毛坯中心建立工件坐标系，在毛坯中心建立工件坐标系，Z Z轴原点设在顶面上。轴
16、原点设在顶面上。 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术17 主程序主程序(粗加工粗加工)O1000；N10 G17 G21 G54 G90 G80 G40 G94.; 程序初始化程序初始化,建立工件加工坐标系建立工件加工坐标系N15 Z80.; 刀具定位到安全平面刀具定位到安全平面N20 M03 S400; 主轴启动主轴启动N30 G00 X-64.4 Y-64.4; 到下刀点到下刀点N40 G00 Z5.; 快进到工件表面上方快进到工件表面上方N45 G01 Z-10. F50; 垂直下刀进给垂直下刀进给N50 M98 P2000; 调调2000号子程序（深号子程序（深
17、10mm) N60 G90 G01 X-64.4 Y-64.4; 第二次移动到下刀点第二次移动到下刀点N70 Z-20. F50; 下刀至下刀至-20mm N80 M98 P2000; 调调2000号子程序号子程序,切削第二层（深切削第二层（深20mm) N90 G90 G00 Z200.; 抬刀抬刀N95 X200. Y200.; 移到换刀位置移到换刀位置N100 M05; 主轴停主轴停N110 M30 ; 程序结束程序结束（1 1）粗加工程序）粗加工程序模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术18 子程序子程序( (粗加工粗加工, ,半精加工半精加工) )O2000;O2
18、000;N10 G91 G01 X128.8 F200; N10 G91 G01 X128.8 F200; 粗加工开始粗加工开始 N20 Y16.1;N20 Y16.1;N30 X-128.8;N30 X-128.8;N40 Y16.1;N40 Y16.1;N50 X128.8;N50 X128.8;N60 Y16.1;N60 Y16.1;N70 X-128.8;N70 X-128.8;N80 Y16.1;N80 Y16.1;N90 X128.8;N90 X128.8;N100 Y16.1;N100 Y16.1;N110 X-128.8;N110 X-128.8;N120 Y16.1;N120
19、 Y16.1;N130 X128.8; N130 X128.8; 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术19 N140 Y16.1;N140 Y16.1;N150 X-128.8;N150 X-128.8;N160 Y16.1;N160 Y16.1;N170 X128.8; N170 X128.8; 粗加工结束粗加工结束N180 X0.4; N180 X0.4; 移动刀具移动刀具 N190 Y0.4;N190 Y0.4;N200 X-129.6; N200 X-129.6; 半精加工开始半精加工开始N210 Y-129.6;N210 Y-129.6;N220 X129.6;
20、N220 X129.6;N230 Y129.6; N230 Y129.6; 半精加工结束半精加工结束N240 M99; N240 M99; 返回到主程序返回到主程序模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术20 O3000;N10 G17 G21 G54 G90G94; 进入工件加工坐标系进入工件加工坐标系N15 G00 Z80.; 刀具移到安全高度刀具移到安全高度N20 M03 S600 ; 主轴启动主轴启动N22 X0 Y-59.; 刀具移到下刀点刀具移到下刀点(切入程序开始处切入程序开始处)N25 G00 Z5.; 快进到工件表面上方快进到工件表面上方N30 G01 Z-
21、20. F80; 下刀下刀N40 G41 X-16. D02 F120; 建立刀具半径补偿建立刀具半径补偿, D02中的值为中的值为7.99mm, 因为因为150mm尺寸的公差尺寸的公差N50 G03 X0 Y-75. R16. ; 圆弧切线方向切入圆弧切线方向切入N60 G01 X65.; 开始精加工开始精加工N70 G03 X75. Y-65. R10.;N80 G01 Y65.;N90 G03 X65. Y75. R10.;（2 2）精加工程序）精加工程序( ( 1616平底铣刀平底铣刀) )模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术21 N100 G01 X-65.;
22、N110 G03 X-75. Y65. R10.;N120 G01 Y-65.;N130 G03 X-65. Y-75. R10.;N140 G01 X0;N150 G03 X16. Y-59. R106.; 圆弧切线方向切出圆弧切线方向切出N160 G40 G01 X0.; 取消刀具半径补偿取消刀具半径补偿N170 G00 Z200.;N175 X200. Y200.;N180 M05;N190 M30;模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术2223 4.4 4.4 巩固练习巩固练习 利用数控加利用数控加工仿真软件，完工仿真软件，完成如图所示零件成如图所示零件上型腔的加工，上型腔的加工，并完成工序卡片并完成工序卡片的填写。零件上的填写。零件上下表面、外轮廓下表面、外轮廓已在前面工序已在前面工序（步）完成，零（步）完成，零件材料为件材料为4545钢。钢。 模块一模块一 数控铣床编程与加工技术数控铣床编程与加工技术24
