《数控编程与加工训练教程》课件项目17 加工中心典型零件的编程与加工

项目17加工中心典型零件的编程与加工技能要求1．掌握加工中心典型指令的应用特点及格式。2．通过对中等复杂零件的编程与加工，掌握加工中心的编程技巧。典型案例

加工如图下所示零件。毛坯为80×80×30的铝合金。要求采用粗、精加工各表面。图17-1典型案例零件图知识学习

一、子程序M98、M99

在程序中含有某些固定顺序或重复出现的区域时，这些顺序或区域可以作为“子程序”存入存贮器内，反复调用以简化程序。子程序以外的加工程序“主程序”。子程序编程是计算机程序设计中的基本功能，现代CNC系统一般都提供调用子程序功能。但子程序调用不是数控系统的标准功能，不同的数控系统所用的指令和格式不同。

1．指令M98：调用子程序

M99：子程序结束

2．格式M98P×××

××××子程序格式:O××××（子程序号）┋M99

3．说明（1）P后的前3位数为子程序被重复调用的次数，当不指定重复次数时，子程序只调用一次。后4位数为子程序号；（2）M99为子程序结束，并返回主程序；（3）M98程序段中，不得有其它指令出现。例1：加工如图17-2所示零件，设毛坯是120×100×12mm的板料，材料为45钢。图17-2子程序应用零件图其程序如下：

二、返回参考点指令G28和从参考点返回指令G29执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。格式：G28X—Y—Z—

执行G29指令时，各轴先以G00的速度快移到由前段G28指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。格式：G29X—Y—Z—

说明：(1)使用G28指令前，要求机床在通电后必须(手动)返回过一次参考点。(2)G28、G29指令均属非模态指令，只在本程序段内有效。(3)G28、G29指令时，从中间点到参考点的移动量不需计算。G29指令一般在G28后出现。其应用习惯通常为：在换刀程序前先执行G28指令回参考点(换刀点)，执行换刀程序后，再用G29指令往新的目标点移动。图17-3回参考点编程图例例如图17-3程序为：……N50G90G28X70.0Z130.0；A→B→RN60T0202；

换刀

N70G29X30.0Z180.0；R→B→C ……

三、刀具选择与刀具交换指令

换刀指令是加工中心特有的程序，除换刀程序外，加工中心的编程方法与普通数控铣床基本相同。

刀具的选择是将刀库上指定了刀号的刀具转到换刀的位置，为下次换刀做准备。这一动作的实现是通过选刀指令——T功能实现的。

刀具交换是指刀库上正处于换刀位置的刀具与主轴上的刀具进行自动交换。这一动作的实现是通过换刀指令——M06指令实现的。

不同的数控系统，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行，换刀动作必须在主轴停转条件下进行，换刀完毕起动主轴后，方可执行下面程序段的加工动作，选刀动作可与机床的加工动作重合起来。常用的换刀程序可采用以下两种编程。方法一：

……N60G28Z0T02M06；

……方法二：N30G01Z30T02；

……N90G28Z0M06；N100G01Z

T03；……

四、比例及镜像功能指令1.各轴按相同比例编程

功能：各个轴可以按不同比例来缩小或放大。格式：G51X

Y

Z

P

……G50其中X、Y、Z是比例中心坐标(绝对方式)；P是比例系数。图17-4各轴按相同比例编程2.各轴以不同比例编程

功能：各个轴可以按不同比例来缩小或放大，当给定的比例系数为-1时，可获得镜像加工功能，如图17-5所示。编程格式：G51X

Y

Z

I

J

K

；

……

G50其中X、Y、Z是比例中心坐标；I、J、K是对应X、Y、Z轴的比例系数，O是比例中心。图17-5各轴以不同比例编程

图17-6是镜像功能的应用实例，其中槽深为2mm，比例系数取为1或-1。设刀具起始点在O点，程序如下：图17-6镜像功能镜像功能主程序程序说明O1169；主程序名N10

M03

S600；

N20

G55

G90

G01

X0

Y0

Z10.0；

N30

M98

P8787；

调用子程序切削1#三角形N40

G51

X50.0

Y50.0

I-1.0

J+1.0；

以X50，Y50为比例中心，以X比例为-1、Y比例为+1开始镜向N50

M98

P8787；

/调用子程序切削2#三角形N60

G51

X50.0Y50.0

I-1.0

J-1.0；

以X50Y50为比例中心，以X比例为-1、Y比例为-1开始镜向N70

M98

P8787；

调用子程序切削3#三角形N80

G51

X50.0

Y50.0I+1.0J-1.0；

以X50Y50为比例中心，以X比例为+1、Y比例为-1开始镜向N90

M98

P8787；

调用子程序切削4#三角形N100

G50；

取消镜向N110

M05；

N120

M30；

主程序结束O8787；子程序名N10

G00

X80.0

Y60.0；

到三角形左顶点N20

G01

Z-2.0

F100；

N30

G01

X100.0Y60.0；

切削三角形一边N40

X100.0Y100.0；

切削三角形第二边N50

X80.0

Y60.0；

切削三角形第三边N60

G00

Z4.0；

N70

M99；

子程序结束并返回主程序镜像功能子程序

五、极坐标系设定指令

G16：极坐标系指定G15：极坐标系指令取消

极坐标轴的方位取决于G17,G18,G19指定的加工平面。当用G17指定加工平面时，+X轴为极轴，程序中的X坐标指令极半径，Y坐标指令极角；当用G18指定加工平面时，+Z轴为极轴，程序中的Z坐标指令极半径,X坐标指令极角；当用G19指定加工平面时，+Y轴为极轴，程序中的Y坐标指令极半径，Z坐标指令极角。图17-7极坐标指令应用程序说明O0001；主程序名N100

G90

G00

X0

Y0；快速点定位到工件中心N110

G68

R45.0；调用旋转指令N120

M98

P0002；调用子程序……再旋转加工七次N250

G68

R45.0；

N260

M98

P0002；

N270

G69；旋转结束N280

M30主程序结束表17-2旋转加工主程序程序说明O0002；子程序名N10

G91

G17设置平面及相对坐标方式N20

G01

X20.0Y0

F250圆弧瓣加工程序N30

G03

X20.0Y0

R10.0

N40

G02

X-10.0

Y0

R5.0

N50

G02

X-10.0

Y0

R5.0

N60

G00

X-20.0Y0退刀N70

M99子程序结束并返回主程序表17-3旋转加工子程序典型案例实施2．刀具与切削用量选择

1．零件工艺分析

3．参考程序1．零件工艺分析

由图17-1可知，该零件主要加工表面有外框、内圆槽及沉孔等，关键加工在于内槽加工，加工该表面时要特别注意刀具进给，避免过切。因该零件既有外型又有内腔，所以加工时应先粗后精，充分考虑到内腔加工后尺寸的变形，以保证尺寸。该零件选择在加工中心上加工。该工件不大，可采用通用夹具虎钳作为夹紧装置。用虎钳夹紧该工件时要注意以下几点：第一，工件安装时要放在虎钳的中间；第二，安装虎钳时要对固定钳口找正；第三，工件被加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉；第四，安装工件时，注意工件上浮。产品名称或代号课内实训样件零件名称典型案例零件零件图号17-1序号刀具号刀具名称数量加工表面刀具直径R／mm刀具补偿号备注1T01中心钻1打中心孔Φ3H01

2T02立铣刀1外方框、内圆槽粗加工Φ16H02、D02=8.2D07=133T03立铣刀1外方框、内圆槽精加工Φ10H03、D03=5

4T04麻花头1钻孔Φ7.8H04

5T05铰刀1铰孔Φ8H7H05

编制

审核

批准

共1页第1页2．刀具与切削用量选择表17-4刀具选择表单位名称××××××产品名称或代号零件名称零件图号课内实训样件典型案例零件17-1工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统场地001O1700精密虎钳加工中心VDL－800FANUC

0iMate数控实训中心机房、车间工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速n（r/min）进给量f

(mm/min)背吃刀量mm备注01打中心孔T01Φ3849(V=8)85(f=0.05)

02外方框、内圆槽粗加工T02Φ16597(V=30)119(f=0.1)

03外方框、内圆槽精加工T03Φ10955(V=30)76(f=0.02)

04钻孔T04Φ7．8612(V=15)85(f=0.05)

05铰孔T05Φ8H7199(V=5)24(f=0.02)

编制

审核

批准

共1页第1页表17-5工艺卡片3．参考程序程序说明O1700；主程序名N010

T01M06；Φ3中心孔N020G90G54G00X0Y0S849M03；

N030G43G00Z100.0H01M08；

N040G98G81X0Y0Z-3.0R5.0F85；打中心孔N050X25.0Y25.0；

N060X-25.0；

N070Y-25.0；

N080X25.0；

N090G80G49M09；

N100T02M06；Φ16端铣刀N110M03S600；

N120G43G00H02Z100.0M08；

N130

G00Y-65.0；

N140

Z2.0；

N150

G01Z-9.8F40；

N160D02M98P0001F120；外方框粗加工N170

G0Z10.0；

N180

X0Y0；N190Z2.0；

N200

G01Z-4.8；

N210

D07M98P0002F120；内圆槽粗加工N220G0Z50.0M09；

N230

T03M06；Φ10端铣刀N240

M03S955；

N250G43G00Z100.0H03M08；

N260

G00Y-65.0；

N270Z2.0；

N280

G01Z-10.0F64；

N290

D03M98P0001F76；外方框精加工N300G00Z50.0；

N310

X0Y0；

N320Z2.0；

N330G01Z-5.0F64；

N340

D03M98P0002F76；内圆槽精加工N350

G00Z100.0M09；

N360

T04M06；Φ7.8麻花钻N370

G43G00Z50.0H04；

N380M03S612；N390

M08；

N400

G83X25.0Y25.0R5.0Z-22.0Q3.0F61；钻孔N410X-25.0；

N420

Y-25.0；

N430

X25.0；

N440

G80M09；

N450

T05M06；

Φ8H7铰刀N460

M03S199；

N470G43G00Z100.0H05；

N480

M08；

N490G81X25.0Y25.0R5.0Z-15.0F24；铰孔N500

X-25.0；

N510Y-25.0；

N520

X25.0；

N530

G80M09；

N540

G00Z100.0；

N550M05；

N560M30；主程序结束O0001；外方框子程序名N010G41G01X30.0F100；

N020

G03X0Y-35.0R30.0；

N030

G01X-30.0；

N040

G02X-35.0Y-30.0R5.0；

N050G01Y30.0；

N060G02X-30.0Y35.0R5.0；

N070G01X30.0；

N080G02X35.0Y30.0R5.0；

N090G01Y-30.0;

N100G02