平面凸廓类及型腔类零件的数控编程及加工

1、数控加工编程及操作 模块模块2 数控铣床数控铣床/加工中心编程及加工加工中心编程及加工 任务7 平面凸廓类平面凸廓类/型腔类零件的数控编程型腔类零件的数控编程及加工及加工一、任务引入二、任务分析任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工(一)数控铣削加工工艺1.数控铣床/加工中心的加工流程图7-2数控铣床/加工中心的加工流程三、相关知识介绍任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工2.数控铣床/加工中心主要的加工对象(1)平面类零件平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面与水平面的夹角为一定值的零件，这类加工面可展开为平面。图7-3平面类零件a)曲线轮廓面Ab

2、)凸台侧面Bc)斜面C(2)曲面类零件1)直纹曲面类零件。任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-4直纹曲面2)立体曲面类零件。 行切加工法，即刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，行间距按零件加工精度要求而确定，需三坐标联动或两轴半联动，如图7-5所示。任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工 三坐标联动加工，即采用三坐标数控铣床三轴联动加工，进行空间直线插补。如半球形零件可用行切加工法加工，也可用三坐标联动的方法加工，这时数控铣床用X、Y、Z三坐标联动的空间直线插补，实现球面加工，如图7-6所示。(3) 箱体类零件箱体类零件一般是指具有一个以上孔系，内部有一定型腔或空腔，在长、宽、高方向有一

3、定比例的零件。3.零件图工艺分析图7-5行切加工法任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-6三坐标联动加工1)构成零件轮廓图形的各种几何元素的条件要充分任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工2)零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差应得到保证3)内槽及缘板之间的内转接圆弧不应过小。4)零件铣削面的槽底圆角或腹板与缘板相交处的圆角半径r不应太大。5)零件图中各加工面的凹圆弧(R与r)不要过于零乱，应尽量统一。6)零件上应有统一基准7)分析零件的形状及原材料的热处理状态任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-7必须两次安装加工的零件任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工4.数控铣削加工工艺路线的设计(

4、1)工序的划分1)刀具集中分序法2)粗、精加工分序法3)加工部位分序法(2)零件装夹方法的确定(3)加工顺序的安排(4)进给路线的确定合理地选择进给路线不但可以提高切削效率，还可以提高零件的表面精度。任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-9外圆铣削图7-8刀具切入和切出时的外延任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工5.数控铣床/加工中心的夹具(1) 通用夹具(2)专用夹具 (3)成组夹具(4)组合夹具6.数控铣削加工的常用刀具(1)常用刀具的分类1)按刀具材料分类任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-10常用铣刀及其刀具参数a)球头刀b)环形刀c)鼓形刀d)锥形刀e)盘形刀f)铣刀长度的

5、选择g)铣刀直径的选择2）以刀具轮廓结构分类任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工7.切削用量的选择(1)主要影响因素上述因素中以切削速度、背吃刀量、进给量为主要因素。1)切削速度切削速度的影响因素： 刀具材料 工件材料 刀具寿命 背吃刀量与进给量 刀具的形状任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工 切削液的使用2)背吃刀量，其主要受机床刚度的制约。3)进给量f(mmr)或进给速度vf(mmmin)要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。(2)铣削时切削用量的选择1）背吃刀量选择 2）进给量与进给速度的选择 3）切削速度的选择 任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工（二）数控铣床/加工中

6、心编程1数控铣床/加工中心坐标系的设定 (1)数控铣床/加工中心坐标系图7-12机床坐标系与工件坐标系任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-13设置加工坐标系G922)通过G53指令选择机床坐标系。(2)数控铣床/加工中心坐标系设定的相关指令1)通过G92指令设置加工坐标系。任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工3)通过G54、G55、G56、G57、G58、G59指令选择16号加工坐标系。图7-14选择机床坐标系G53指令任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工例：如图7-15所示，用 CRT/MDI在参数设置方式下设置了两个加工坐标系：图7-15CRT/MDI在参数设置方式下设置的两个加工坐

7、标系任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工2.数控铣床/加工中心编程的相关指令(1) G90指令和G91指令 (2)快速点定位G00指令例：如图7-16所示，刀具从A点快速移动至C点，使用绝对坐标方式与增量坐标方式编程。任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工3(3） 直线插补G01指令编程格式 G01 X_ Y_ Z_ F_说明 1）刀具按照F指令所规定的进给速度直线插补至目标点； 2） F代码是模态代码，在没有新的F代码替代前一直有效； 3） 各轴实际的进给速度是F速度在该轴方向上的投影分量； 4）用G90或G91可以分别按绝对坐标方式或增量坐标方式编程。 (4）插补平面选择G17、G18、G1

8、9指令 编程格式 G17 G18 G19任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-18XY平面上执行圆弧插补指令图7-19在XZ平面上执行圆弧插补指令图7-20在YZ平面上执行圆弧插补指令任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-21顺、逆圆弧的区分 圆弧的顺、逆时针方向如图7-21所示，指令说明：任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工 F后的值规定了沿圆弧切向的进给速度。 X、Y、Z后为圆弧终点坐标值。 I、J、K后为圆弧圆心相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量，与G90指令或G91指令的定义无关。 R后是圆弧半径。 I、J、K后的值为零时可以省略。 在同一程序段中，如果I、J、K与R同时出现

9、，则R值有效。任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工例：如图7-22所示，设起刀点在坐标原点O，刀具沿ABC路线切削加工，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。图7-22圆弧插补任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-23整圆加工例7.6如图7-23所示，起刀点在坐标原点O，从O点快速移动至A点，逆时针加工整圆，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-24刀具半径补偿位置判断a)刀具半径左补偿b)刀具半径右补偿(6)刀具半径补偿指令G41和G42及取消刀具半径补偿指令G40任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工图7-25刀补加载和解除的过程例：图7-25所示的方形零件

10、轮廓考虑刀补后编写的程序任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工3.关键点的数学处理4.数控铣床/加工中心加工案例平面凸廓类零件任务7平面凸廓类零件的数控编程及加工（三）数控铣床/加工中心操作1.数控铣床/加工中心面板2.数控机床安全操作规程 四、任务实施1、工艺分析2.参考程序3数控加工4学习评价一、任务引入二、任务分析任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工(一)型腔铣削加工工艺1.型腔零件的工艺分析1)统一零件的几何类型及尺寸。2)内槽圆角半径不应太小。3)铣零件槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。图8-2内槽的结构工艺性a)工艺性差b)工艺性好三、相关知识介绍任务7 平面型腔类零件的数控编程

11、及加工任务7平面型腔类零件的数控编程及加工图8-3零件槽底圆弧半径对工艺性的影响任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工4)应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加工。5)最终轮廓一次走刀完成。封闭内轮廓加工走刀路线a) 行切法b) 环切法c) 先行切再环切任务7平面型腔类零件的数控编程及加工图8-5内轮廓加工刀具的切入和切出6)合理安排内轮廓加工路线。任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工图8-6几何元素无交点的内轮廓加工时刀具的切入和切出a)错误的切入、切出点b)正确的切入、切出点2.顺铣和逆铣任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工顺铣及受力情况逆铣及受力情况(1)顺铣(2)逆铣任务7 平

12、面型腔类零件的数控编程及加工1.返回类指令(1)自动返回参考点G28指令该指令用于刀具经指定的中间点快速返回参考点。编程格式 G28 X_ Y_ Z_说明：1) X、Y、Z后的值为中间点坐标值。2) 刀具返回参考点时要注意避免与工件或夹具发生干涉。3) 通常G28指令用于返回参考点后自动换刀，执行该指令前必须取消刀具半径补偿和刀具长度补偿。(二二)数控铣床数控铣床/加工中心的编程指令应用加工中心的编程指令应用(2)从参考点移动至目标点G29指令指令格式 G29 X_ Y_ Z_ 说明： 1) 返回参考点后执行该指令，刀具从参考点出发，以快速点定位的方式，经过由G28指令所指定的中间点到达由X、

13、Y、Z后的值所指定的目标点位置。2) X、Y、Z后的值表示目标点坐标值，G90指令表示目标点为绝对值坐标方式，G91指令表示目标点为增量值坐标方式。3) 如果在G29指令前，没有G28指令设定中间点而执行G29指令时，则以工件坐标系零点作为中间点。任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工例：若各坐标点位置如图8-10a所示，其程序编制图8-10自动返回参考点指令a)X、Y和Z轴同时返回参考点b)Z轴回参考点后，X、Y再返回参考点任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工2.子程序(1)子程序的概念在一个加工程序中，如果其中有些加工内容完全相同或相似，为了简化程序

14、，可以把这些重复的程序段单独列出，并按一定的格式编写成子程序。1)子程序的嵌套，它是一种为了进一步简化程序，让子程序调用另一个子程序的程序的结构。图8-11子程序的嵌套任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工2)子程序的应用 (2)调用子程序指令98(3)子程序调用结束指令M99(4)子程序的格式(5) 使用子程序时的注意事项任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工图8-12轮廓加工零件图例：用直径为5mm的立铣刀，加工如图8-12所示零件，其中方槽的深度为5mm，圆槽的深度为4mm，外轮廓厚度为10mm。任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工3.比例缩放及镜像功能指令G51和G50(1)各轴按相

15、同比例编程编程格式：G51 X Y Z P 建立缩放 缩放有效 G50 取消缩放图8-13缩放图例说明：1)X、Y、Z后应是缩放中心的坐标值，P后跟缩放倍数。2)G51指令既可指定平面缩放，也可指定空间缩放。任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工(2)各轴以不同比例编程及镜像功能编程格式： G51 XYZIJK 建立缩放 缩放有效 G50 取消缩放说明：1)X、Y、Z后的值表示比例缩放或镜像的中心坐标。2)I、J、K后的值表示对应于X、Y、Z的比例系数，在0.0019.999范围内。图8-14镜像图例任务7 平面型腔类零件的数控编程及加工4.坐标旋转指令G68和G69编程格式： G17 G68 X Y P 建立坐标旋转 G18 G68 X Z P G19 G68 Y Z P 坐标旋转有效G69 取消坐标旋转 例：加工如图8-15所示零件的外轮廓，使用坐标旋转功能编程。任务7 平面型腔类零件