任务二外形轮廓件加工正方形外形加工工作

1、任务二外形轮廓件加工（正方形外形加工）工作页学习目标1 .在教师的指导下，叙述数控铳削加工程序的基本结构；2 .叙述G0tG9QG0OG54M03M05M30M08G8QG91等指令的含义及格式;3 .按安全文明生产操作要求，根据零件图纸，以小组工作的形式，制定正方形外形轮廓件的加工工艺；4 .按照安全操作规范动作和步骤，手工录入加工程序并对程序进行校验和编辑；5 .对工件进行分中对刀和建立坐标系；6 .使用指令编写正方形加工程序；7 .在单段模式下完成平面、矩形轮廓的首件试切加工。任务描述如图所示正方形凸台，毛坯100X100X30,根据零件图的要求，完成该零件的铳削加工,任务完成后提交成品

2、及检验报告。80±0/1100材料塑料正方形凸台图号SKX-201比例制图数控铳项目加工实训校核图2-1正方形凸台实训图纸第一部分学习准备引导问题：使用数控机床加工零件时，可以编写数控程序并将其输入机床的数控系统中，用程序控制机床完成加工，那么，数控程序的结构和格式是怎样的呢？一、数控程序结构与格式1 .指令字1.1 顺序号字N顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，由顺序号字N和后续数字组成。1.2 准备功能字G准备功能字的地址符是G又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。1.3 尺寸字尺寸享用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。其中，第一组

3、X,Y,Z,UV,WP,QR用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组A,B,C,D,E用于确定终点的角度坐标尺寸。1.4 进给功能字F进给功能字的地址符是F,又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于数控铳床，F指令指定的是每分钟进给量。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。1.5 主轴转速功能字S主轴转速功能字的地址符是S,又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速，单位为r/min。1.6 刀具功能字T刀具功能字的地址符是T,又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。1.7 辅助功能字M辅助功能字的地址符是M后续

4、数字一般为13位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作。2 .程序段一个数控加工程序是由若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的排列形式。程序段格式举例：N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08N40X90（本程序段省略了续效字“G01,Y30.2,F500,S300O,T02,M0g,但它们的功能仍然有效）在程序段中，必须明确组成程序段的各要素:移动目标：终点坐标值X、Y、Z;进给速度：进给功能字F;使用刀具：刀具功能字T;3.程序结构（如图2-2所示）沿怎样的轨迹移动：准备功能字G切削速度：主轴转速功能字S;机床辅助动作：

5、辅助功能字M开始符程序名程序主体程序结束第一个程序段第二个程序段N100M30;%O1234N1G90G54G00X0Y0S1000M03;N2.图2-2程序结构图请分析上述内容，完成下面填空。一个完整的加工程序包括开始符、和程序中白字符N的意思是。;引导问题：数控机床自动加工正方形外形轮廓件时，刀具需要完成快速定位及直线走刀等运行轨迹，那么数控机床的快速定位及直线进给的控制指令如何编写呢？二、相关指令含义、格式及应用G0Q快速定位指令格式：G00X_YZG01:直线插补指令格式：G01X上乙FG17:XOYF面G54:设定工件坐标系G90:绝对坐标G91:相对坐标G8Q固定循环取消M03主轴

6、正转M04:主轴反转M05:主轴停转M30:程序结束S120O:主轴转速1200转/分钟1. G00快速定位G00快速定位指令为刀具相对于工件分别以各轴快速移动速度由始点(当前点)快速移动到终点定位。当是绝对值G90指令时，刀具分别以各轴快速移动速度移至工件坐标系中坐标为(X,Y,Z)的点上；当是增量值G91指令时，刀具则移至距始点(当前点)坐标为(X,Y,Z)的点上。各轴快速移动速度可分别用参数设定。在加工执行时，还可以在操作面板上用快速进给速率修调旋钮来调整控制。例如，刀具由点A移动至点B,X轴和Y轴的快速移动速度均为4000mm/min,程序为：G90G00X40.0Y30.0F4000

7、或G91G00X20.0Y20.0F4000则刀具的进给路线为一折线，即刀具从起始点A先沿X轴、y轴同时移动至点B,然后再沿X轴移动至终点C,如图2-3所示。II工.dS5?x图2-3G00快速定位路线2. G01直线插补G01直线插补指令为刀具相对于工件以F指令的进给速度从当前点（始点）向终点进行直线插补。F代码是进给速度指令代码，在没有新的F指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。例如，刀具由点A加工至点B,程序为：G90G01X60.0Y30.0F200或G91G01X40.0Y20.0F200F200是指从始点A向终点B进行直线插补的进给速度200m"min,刀具的

8、进给路线如图2-4所示。图2-4G01直线切削加工路线如图2-5所示的图形，要求刀具由原点按顺序移动到点1、2、3,使用G90和G91编程G90编程G91编程%0000100002N1G90GO1X20Y15N1G91GO1X20Y15N2G90GO1X40Y45N2G91GO1X20Y30N3G90GO1X60Y25N4M30N3G91GO1X20Y-20N4M30图2-5绝对值编程与相对值编程使用G90编程时，点1、2、3的坐标都是以坐标系中的O为原点，所以编程时点1坐标(20,15);点2坐标(40,45);点3坐标(60,25)。使用G91编程时，点1坐标是以O点为原点的，所以点1坐标

9、(20,15);当刀走到点1开始向点2移动时，是将点1的位置作为坐标原点的，所以点2以点1为原点的坐标位置应该为(40-20,45-15),即点2相对点1的坐标为(20,30);点3以点2为原点的坐标位置为(60-40,25-45),即点3相对点2的坐标为(20,-20).通过上述例子的学习，请完成程序编写，若刀具由图2-4中的点B加工至点A,直线插补的进给速度为300mMmin时，程序为：G90G01XYF或G91G01XYF，引导问题：在数控铳床上进行零件加工前，需要确定工件在机床工作台上的位置，设定工件上的某一点在机床坐标系中坐标值的过程称为对刀操作，对刀操作可用来建立工件坐标系。那么我

10、们如何进行对刀操作，建立工件坐标系呢？三、工件坐标系的建立和对刀方法简介对刀操作就是设定刀具上某一点在工件坐标系中坐标值的过程，对于圆柱形铳刀，一般是指刀刃底平面的中心，对于球头铳刀，也可以指球头的球心。实际上，对刀的过程就是建立机床坐标系与工件坐标系对应位置关系的过程。对刀之前，应先将工件毛坯准确定位装夹在工作台上。对于较小的零件，一般安装在平口钳或专用夹具上，对于较大的零件，一般直接安装在工作台上。安装时要使零件的基准方向和X、Y、Z轴的方向相一致，并且切削时刀具不会碰到夹具或工作台，然后将零件夹紧。常用的对刀方法是手工对刀法，一般使用刀具、标准芯棒或百分表（千分表）等工具，更方便的方法是

11、使用光电对刀仪。1 .G92建立工件坐标系的对刀方法G92指令的功能是设定工件坐标系，执行G92指令时，系统将指令后的X、Y、Z的值设定为刀具当前位置在工件坐标系中的坐标，即通过设定刀具相对于工件坐标系原点的值来确定工件坐标系的原点。1.1 方形工件的对刀步骤如图2-6所示，通过对刀将图中所示方形工件的X、Y、Z的零点设定成工件坐标系的原点。操作步骤如下：1.1.1 安装工件，将工件毛坯装夹在工作台上，用手动方式分别回X轴、y轴和Z轴到机床参考点。采用点动进给方式、手轮进给方式或快速进给方式，分别移动X轴、y轴和Z轴，将主轴刀具先移到靠近工件的X方向的对刀基准面一一工彳车毛坯的右侧面。如图2-

12、7所示。图2-6方形工件图2-7X方向对刀时的刀具位置1.1.2 主轴正转，在手轮进给方式转动手摇脉冲发生器慢慢移动机床X轴，使刀具侧面接触工件X方向的基准面，使工件上出现一极微小的切痕，即刀具正好碰到工件侧面，如图2-8所示。工作价图2-8刀具侧面接触工件设工件长宽的实际尺寸为80mnrK100nm,使用的刀具直径为8mm这时刀具中心坐标相对于工件X轴零点的位置可以计算得到：80/2+8/2=44mm1.1.3 将机床工作方式转换成手动数据输人方式，按“程序”键，进人手动数据输入方式下的程序输入状态，输入G92,按“输入”键，再输入此时刀具中心的X坐标值X44,按“输入”键。此时已将刀具中心

13、相对于工件坐标系原点的X坐标值输入。按“循环启动”按钮执行G92X44这一程序，使刀具侧面和工件的前侧面(即靠近操作者的工件侧面)正好相接触，这时X坐标已设定好，如果按“位置”键，屏幕上显示的X坐标值为输人的坐标值，即当前刀具中心在工件坐标系内的坐标值。1.1.4 按照上述步骤同样再对y轴进行操作，这时刀具中心相对于工件Y轴零点的坐标为：-100/2+(-8/2)=-54。在手动数据输入方式下输入G92和Y-54,并按“输入”键，这时刀具的Y坐标已设定好。1.1.5 然后对Z轴进行同样的操作，此时刀具中心相对于工件坐标系原点的Z坐标值为Z=0,输入G92和Z0,按“输入”键，这时Z坐标也已设定

14、好。实际上工件坐标系的零点已设定到图2-9所示的位置上X*X#图2-9Z方向对刀时的刀具位置1.2 注意事项1.2.1 由于刀具的实际直径可能要比其标称直径小，对刀时要按刀具的实际直径来计算。工件上的对刀基准面要选择工件上的重要基准面。如果欲选择的基准面不允许产生切痕、可在刀具和基准面之间加上一块厚度准确的薄垫片。1.2.2 用G92的方式建立工件坐标系后，如果关机，建立的工件坐标系将丢失，重新开机后必须再对刀建立工件坐标系。2 .用G54-G59建立工件坐标系的对刀方法根据上述对刀的方法可知，对刀时如果用G92指令建立工件坐标系，关机后建立的工件坐标系将丢失，因此对于批量加工的工件，即使工件

15、依靠夹具能在工作台上准确定位，用G92指令来对刀和建立工件坐标系就不太方便，这时经常使用和机床参考点位置相对固定的工件坐标系，分别通过G5>G59这6个指令来选择对应的工件坐标系，并依次称它们为第1工件坐标系、第2工件坐标系、第6工件坐标系。这6个工件坐标系是通过输入每个工件坐标系的原点到机床参考点的偏移值而建立的，并且可以为6个工件坐标系指定一个外部工件零点偏移值作为共同偏移值。我们最常使用G54来设定工件坐标系，后面会针对不同的机床操作系统，给出相应的对刀步骤阅读上述操作过程，判断下列做法是否安全（安全的打,不安全的打"X”）1 .在对刀时，主轴转速应小于300r/min。

16、（）2 .在对刀时，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，使刀具靠近毛坯。（）3 .在完成工件一侧的对刀操作后，在不抬起Z轴的情况下直接进行另一侧边的对刀操作。（）第二部分计划与实施Of，引导问题：本任务是在数控铳床上完成正方形凸台加工，那么在加工前，我们要做哪些准备工作?四、生产前的准备1.认真阅读零件图，完成下表项目分析内容标题栏信息零件名称：零件材料：毛坯规格：零件形体描述零件主要结构：2.工量具准备夹具：刀具：量具：其他工具或辅件：3.填写下表所小工序卡单位名称数控加工工序卡零件名称零件图号材料硬度工序号工序名称加工车间设备名称设备型号夹具数控铳床工步号工步内容刀具类型刀具规格mm程序名切

17、削速度m/min主轴转速r/min进给量mm/r进给速度mm/min背吃刀量mm进给次数备注编制审核批准共页第页注：1、切削速度与主轴转速任选一个进行填写；2、进给量与进给速度任选一个进行填写引导问题：要在数控铳床上自动完成正方形轮廓件的加工，应如何编写加工程序?五、手工编程根据填写的工序卡，手工编写正方形外形数控加工程序，在下划线处填写合适数值，完成程序编写。数控程序单1、80X80正方形外形加工程序厅P程序内容备注1O0001;程序名2G90G80G40G54;系统复位3G00X-65Y-65M3S;刀具X、Y方向定位，主轴下转启动4Z100;刀具Z方向到安全高度5Z5；刀具Z方向到进给下

18、刀位6；G01Z-2F;刀具Z方向进给卜刀7G01XYF;切削加工到第一节点8G01XY;切削加工到第二节点9G01XY;切削加丁到箪一节占10G01XY;切削加工到第四节点11G01XY;切削加工到第一节占12G00Z100;少JHJ/JH川PL八F刀且Z方向桧刀至安全高度13;JJ£JJ;M05;主轴停止14M30;程序结束，返回程序开始引导问题:按照怎样的步骤才能加工出合格零件?六、在数控铳床上完成零件加工按下列操作步骤，分步完成零件加工，并记录操作过程1 .开机1.1 打开电源操作步骤操作内容过程记录1打开外部电源升关2打开机床电柜总升关：机床上电3打开稳压器电源4按下操作面

19、板上的绿色电源按钮POWERON系统上电5等待系统进入待机画面后，打开紧急停止按钮01.2 手动回参考点操作步骤操作内容过程记录1按下5返回参考点按钮2在1翼走回按下Z轴按钮,选择Z轴回参考点3在R三按下+方向按钮，z轴往正方向回参考点4调节进给倍率开关，控制返回参考点速度5在区l*h按下X轴6在按下+方向按钮，x轴往正力可回分石点7在区l*h按下Y轴8在1+，按下+方向按钮,Y轴往正方向回参考点2 .装夹毛坯将毛坯装夹在平口钳上，夹好后要保证钳口上表面与毛坯夹位底面贴紧。3 .选刀、装刀操作步骤操作内容过程记录1根据加，要求，选择刀具2选择相关夹套，将刀具装到刀柄上并锁紧3在手动口或手轮日桢

20、式，按下锁刀按钮，将刀具放入主轴锥孔（注意保持主轴锥孔及刀柄的清洁），注意主轴矩形突起要正好卡入刀柄矩形缺口处，松开锁刀按钮，刀具即被主轴拉紧。4 .MDI状态启动主轴操作步骤操作内容过程记录1在MDI国真式，多次按程序一按钮直到显示MDI页面2输入M3S500按竺13按循启动叵按钮，主轴正转启动5 .使用刀具进行分中对刀操作步骤操作内容过程记录1在手动口模式，在叵回回1按X轴按钮，长按上“+”或“”，使刀具靠近毛坯左侧，刀具底低于毛坯上表面5mm2通过调节进给倍率调整进给速度，注意刀具位置防止撞刀3换手轮回模式，选择X轴，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，使刀具进一步靠近毛坯，然后选择X10

21、倍率，顺时针分一格一格的旋转手轮，当刀具切削到工件时停止4在,”贝向，选择相对坐标，输入X0,按第一个软键kJLMJ预定,将x轴相对坐标清零。5选才¥Z轴，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，抬刀至高于毛坯上表面5mm!勺位置6选才IX轴，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，移动刀具至毛坯右侧7选才¥Z轴，选择X100倍率，逆时针旋转手轮，下刀至低于毛坯上表面5mml勺位置8选才IX轴，选择X10倍率，逆时针旋转手轮，移动刀具靠近毛坯，当刀具切削到毛坯时停止，记录X轴相寸坐标数值9选才¥Z轴，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，抬刀至高于毛坯上表面5mm勺位置10选才I

22、X轴，选择X100倍率，逆时针旋转手轮，移动刀具至X相对坐标值/2的位置11在m页向，选择相对坐标，输入X0,按第一个软键相1：HR1预定，将X轴相对坐标清零。12选才¥丫轴，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，使力具移动到毛坯后面13选才¥Z轴，选择X100倍率，逆时针旋转手轮，下刀至低于毛坯上表面5mmm勺位置14选才¥丫轴，选择X10倍率，逆时针旋转手轮，移动刀具靠近毛坯，当刀具切削到毛坯时停止15在贞向,选择相对坐标，按Y0,按第一个软键nsjKifli1预定，将Y轴相对坐标清零。16选才¥Z轴，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，抬刀至高于毛坯上表

23、面5mm!勺位置17选才¥丫轴，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，移动刀具至毛坯前面18选才¥Z轴，选择X100倍率，逆时针旋转手轮，下刀至低于毛坯上表面5mm!勺位置19选才¥Y轴，选择X10倍率，顺时针旋转手轮，移动刀具靠近毛坯，当刀具切削到毛坯时停止，记录Y轴相对坐标数值20选才¥Z轴，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，抬刀至高于毛坯上表面5mm勺位置21选才¥丫轴，选择X100倍率，顺时针旋转手轮，移动刀具至Y相对坐标值/2的位置22在&页向，V选择相对坐标，输入Y0,按第一个软键预定，将Y轴相对坐标清零。23选才¥Z

24、轴，选择X10倍率，逆时针旋转手轮，移动刀具，当刀具切削到毛坯时停止24在“贝而,H选择相对坐标，按Z0,按第一个软键预定，将Z轴相对坐标清零。25在页面，使用将光标移到G54坐标参数X位置，输入“X0,按软键“测量”，将当前X轴机械坐标值输入到G54X轴参数，输入"Y0',按软键”测量”，将当前Y轴机械坐标值输入到G54Y轴参数，输入“Z0”，按软键“测量”，将当前Y轴机械坐标值输入到G54Z轴参数26抬主轴至安全高度，停主轴，完成对刀操作6 .录入并校验程序操作操作内容过程记步骤录1在白编辑模式，选择.页面2录入加工程序3选择.e页面，偏移工件坐标系，向Z轴正方向偏移50mm4选择页面，选择需要校验的加工程序5在里自动加工模式下，选择|空单段，按循启动叵|按钮，机床开始空运行6按2模拟加工路径界面，检查刀具走刀轨迹是否正确7根据实际加工情况修改程序，直到程序能正确空运行为止8选择霖页面，回正偏移工件坐标系7 .自动运行，完成加工操作步骤操作内容过程记录1在叵自动模式，选择1曳单段，按叵!循环启动，开始运行程序2将进给倍率开关旋到1嘛勺位置3重复按32循环启动，一段段执行程序4程序运行到“Z5;”这