数控铣床加工中心加工工艺编程与操作孔槽类工件加工

1、 项目描述 项目三孔槽类工件加工 如图3-0-1所示工件包含封闭槽、开式槽、圆弧槽、 直线槽等多种槽类结构和通孔、盲孔、深孔、阶梯孔等 多种孔系结构，是一个典型的孔槽类工件。加工时，需 要掌握各种孔、槽的加工方法，刀具的选择，切削用量 的确定等工艺知识；掌握各种孔加工固定循环，G68、 G69极坐标编程，G16、G15坐标系旋转等编程指令；并 通过仿真及实操加工进一步提高仿真软件及机床操作的 熟练程度。下面通过钻孔加工、镗孔加工、封闭槽加工、 敞开式槽加工等4个具体任务的解析与实践，为实施本项 目提供所必需的理论知识和实操经验，并在综合任务中 完成孔槽类工件的加工。 任务目标：任务目标： 任务

2、1 钻孔加工 1、掌常用孔的加工方法、刀具及所达到的精度等级。 2、掌握孔加工路线及余量的确定。 3、掌握孔加工循环指令的一般格式及动作过程。 4、掌握钻孔循环指令G81、G82、G73、G83、G74、 G84等指令格式及动作区别。 5、掌握仿真加工中程序程序图形模拟调试的方法。 6、掌握钻孔实际加工时的注意事项。 1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具、孔加工方法选择及常见孔加工刀具 任务1 钻孔加工 相关知识：相关知识： 2、孔加工路线及余量的确定、孔加工路线及余量的确定 3、钻孔加工固定循环指令、钻孔加工固定循环指令 1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具、孔加工方法选择及常见孔加工刀具 任务

3、1 钻孔加工 序号加工方案精度等级表面粗糙度Ra适用范围 1钻11135012.5加工未淬火钢及铸铁的实心 毛坯，也可用于加工有色金 属（但粗糙度较差），孔径 15mm20mm 2钻铰93.21.6 3 钻粗铰（扩）精铰 781.60.8 4钻扩116.33.2 同上，但孔径15mm20mm 5钻扩铰891.60.8 6 钻扩粗铰精铰 70.80.4 7粗镗(扩孔)11136.33.2 除淬火钢外，各种材料毛坯 已有铸出孔或锻出孔 8 粗镗(扩孔) 半精镗 (精扩) 893.21.6 9 粗镗(扩) 半精镗(精 扩) 精镗 671.60.8 1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具、孔加工方法选择及

4、常见孔加工刀具 任务1 钻孔加工 （1）中心钻（定位） n=1500r/min F=3050mm/min （a）中心钻立体图 （b）A型 （c）B型 （d）C型 （e）R型 中心钻可以分为ABCR四种，其中常用的有A型、B型。 1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具、孔加工方法选择及常见孔加工刀具 任务1 钻孔加工 （2）麻花钻（粗加工）n=500r/min F=50100mm/min 麻花钻是一种形状 较复杂的双刃钻孔或 扩孔的标准刀具。一 般用于孔的粗加工， 也可用于加工攻丝、 铰孔、拉孔、镗孔、 磨孔的预制孔。 a）锥柄）锥柄 b）直柄）直柄 1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具、孔加工方法选

5、择及常见孔加工刀具 任务1 钻孔加工 （3）扩孔钻（半精加工）n=500r/min F=100300mm/min 扩孔钻用于对已钻孔再加工，孔的加工质 量相对高。精度可达IT10IT11，表面粗糙度 为Ra6.33.2m。 a）整体式）整体式 b）套式）套式 1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具、孔加工方法选择及常见孔加工刀具 任务1 钻孔加工 （4）锪钻（特殊孔加工）n=500r/min F=100300mm/min 锪钻是沉孔加工时用的切削刀具，是一种 特殊孔的加工刀具。 a）平底锪钻）平底锪钻 b）带导向倒角锪钻）带导向倒角锪钻 c）倒角锪钻）倒角锪钻 d）特殊锪钻）特殊锪钻 e）带导向平

6、底锪钻）带导向平底锪钻 1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具、孔加工方法选择及常见孔加工刀具 任务1 钻孔加工 （5）铰刀（精加工）n=300r/min F=50100mm/min 铰刀属于孔的精加工的一种刀具，主要用 于已经预钻孔的加工，铰刀的种类有很多， 其中常见的机用铰刀 。 a）直柄）直柄 b）锥柄）锥柄 1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具、孔加工方法选择及常见孔加工刀具 任务1 钻孔加工 （6）镗刀（精加工）n=800r/min F=100200mm/min 镗刀主要用于高精度孔的加工，常见的有单刃镗刀、 双刃镗刀、浮动镗刀。 a）阶梯孔单刃镗刀）阶梯孔单刃镗刀 b）通孔单刃镗刀）通孔

7、单刃镗刀 a）双刃镗刀）双刃镗刀 b）浮动镗刀）浮动镗刀 2、孔加工路线及余量的确定、孔加工路线及余量的确定 任务1 钻孔加工 对于位置度要求较高的孔系加工，特别要注意孔的 加工顺序的安排，避免将坐标轴的反向间隙带入，影 响位置精度。 （1）位置度要求较高的孔系加工路线选择 2、孔加工路线及余量的确定、孔加工路线及余量的确定 任务1 钻孔加工 导入量通常取25mm。超越量如图中的Z，当钻通孔时，超越量通 常取ZP（13）mm，ZP为钻尖高度（通常取0.3倍钻头直径）；铰通 孔时，超越量通常取35 mm；镗通孔时，超越量通常取13 mm。 （2）孔加工时的导入量与超越量选择 2、孔加工路线及余量

8、的确定、孔加工路线及余量的确定 任务1 钻孔加工 （3）孔加工时各工序间余量确定 加 工 工 序 加 工 直 径 （毫米） 工 序 特 点 在直径上的工序间余量 （毫米） 扩 孔 1020 钻 孔 后 扩 孔1.52.0 粗 扩 后 精 扩0.5 1.0 2050 钻 孔 后 扩 孔2.02.5 粗 扩 后 精 扩1.0 1.5 铰 孔 10200.100.20 20300.150.25 30500.200.30 50800.250.35 801000.300.40 半 精 镗 20800.701.20 801501.001.50 精 镗 1300.350.50 思考图示工件用 所学指令如何加

9、 工？ 1、G00、G01加工加工 2、子程序加工、子程序加工 3、孔加工固定循环指令、孔加工固定循环指令 任务1 钻孔加工 （1）固定循环基本介绍 用用G00、G01一般编程方式加工动画演示一般编程方式加工动画演示 任务1 钻孔加工 播放 用子程序编程方式加工动画演示用子程序编程方式加工动画演示 任务1 钻孔加工 播放 思考图示工件能 否用子程序加工？ 有没有更为简便 的编程方法？这 就是我们接下来 要学习的内容， 孔加工固定循环 指令。 任务1 钻孔加工 G代码代码加工动作加工动作孔底动作孔底动作退刀动作退刀动作用途用途 G73间歇进给快速进给高速深孔加工 G74切削进给暂停、主轴正转快速

10、进给攻左旋螺纹 G76切削进给主轴准停快速进给精镗孔 G80取消固定循环 G81切削进给快速进给钻孔 G82切削进给暂停快速进给钻、镗阶梯孔 G83间歇进给快速进给排屑深孔加工 G84切削进给暂停、主轴正转切削进给攻右旋螺纹 G85切削进给切削进给镗孔 G86切削进给主轴停快速进给镗孔 G87切削进给主轴正转快速进给反镗孔 G88切削进给暂停、主轴停手动进给镗孔 G89切削进给暂停切削进给镗孔 FANUC孔加工固定循环指令一览表孔加工固定循环指令一览表 任务1 钻孔加工 其中： X、Y：指定孔在X、Y平面中的位置。 Z：指定孔底平面的位置。 R：指定安全平面的位置。 Q：当有间歇进给时，刀具每

11、次加工深度；精镗或反 镗孔循环中的径向退刀量。 P：指定刀具在孔底的暂停时间，不加小数点，以毫 秒（ms）表示。 F：孔加工切削进给时的速度。 K：指定孔加工的循环次数，只对等间距孔有效，须 以增量方式指定,非模态指令。 1） 固定循环指令的一般格式：固定循环指令的一般格式： G98/G99 G73-G89 X Y Z R Q P F K ; 任务1 钻孔加工 注意：注意： （1）除）除K外，各参数均为模态值，在后面的外，各参数均为模态值，在后面的 重复加工中不必重新指定。重复加工中不必重新指定。 （2）固定循环可用）固定循环可用G80或或01组的组的G代码来取代码来取 消。消。 （3）固定循

12、环中不用刀具半径补偿。）固定循环中不用刀具半径补偿。 任务1 钻孔加工 注意：注意： 动作动作1：刀具：刀具X、Y平面快速定位。平面快速定位。 动作动作2：刀具：刀具Z向快速定位。向快速定位。 动作动作3：刀具：刀具Z向工进至孔底。向工进至孔底。 动作动作4：刀具孔底动作。：刀具孔底动作。 动作动作5：刀具快速或工进退刀至安全平面。：刀具快速或工进退刀至安全平面。 动作动作6：刀具快速退回至初始平面。：刀具快速退回至初始平面。 2）固定循环的六个基本动作固定循环的六个基本动作 任务1 钻孔加工 固定循环的六个基本动作动画演示固定循环的六个基本动作动画演示 任务1 钻孔加工 3）固定循环的三个平

13、面固定循环的三个平面 注意：注意： 初始平面在循环之前由初始平面在循环之前由G00设定。设定。 安全平面由指令中安全平面由指令中R参数设定。参数设定。 孔底平面由指令中孔底平面由指令中Z参数设定。参数设定。 任务1 钻孔加工 固定循环的三个平面动画演示固定循环的三个平面动画演示 任务1 钻孔加工 注意：在固定循环中，当设定孔底平面参数时，注意：在固定循环中，当设定孔底平面参数时， 通孔加工应留有一定超越量。通孔加工应留有一定超越量。 任务1 钻孔加工 注意：注意： G98返回初始平面。返回初始平面。 G99返回安全平面。返回安全平面。 4）固定循环的两种返回方式固定循环的两种返回方式 任务1

14、钻孔加工 固定循环的两种返回方式动画演示固定循环的两种返回方式动画演示 任务1 钻孔加工 G98、G99两种返回方式的应用区别 任务1 钻孔加工 （2）G81、G82钻孔循环指令详解钻孔循环指令详解 1）G81、G82指令格式：指令格式： G81 X Y Z R F K ; G82 X Y Z R P F K ; 任务1 钻孔加工 2）G81、G82动作分析动作分析 G81动作动作: G82动作动作: X、Y平面快速定位至孔的上方 快速下刀到安全平面 切削加工到孔底 动作=G81+孔底暂停 从孔底快速退回到指定位置 任务1 钻孔加工 通过G81、G82动作分析，得到如下结论: 1、G81、G8

15、2均属于粗加工，只适合钻孔加工。 2、G81指令孔底无暂停，适合钻通孔。 3、G82指令孔底有暂停，适合钻盲孔或是粗加工阶梯孔。 任务1 钻孔加工 3)例题讲解: 任务1 钻孔加工 加工如图所 示工件，试 用G81或 G82指令进 行编程 。 用固定循环加工例题动画演示用固定循环加工例题动画演示 任务1 钻孔加工 播放 思考：思考： 固定循环是否是最固定循环是否是最 简单的编程方法？简单的编程方法？ 图示工件如何加工？图示工件如何加工？ 任务1 钻孔加工 4)增量方式编程: （3）G73、G83深孔钻孔循环指令详解深孔钻孔循环指令详解 1）G73、G83指令格式：指令格式： G73 X Y Z

16、 R Q F K ; G83 X Y Z R Q F K ; 任务1 钻孔加工 2）G73、G83动作分析动作分析 G73动作动作: G82动作动作: 每次间歇钻孔后退d值，最后返回指定平面。 任务1 钻孔加工 每次间歇钻孔后均返回指定平面。 1 1、高速深孔钻循环、高速深孔钻循环G73G73 G73G73用于深孔钻削，在钻孔时采取间断进给，有利于断 屑和排屑，适合深孔加工。下图所示为高速深孔钻加工的工 作过程。其中Q为增量值，指定每次切削深度。d为排屑退刀 量，由系统参数设定。 图图5-235-23 任务1 钻孔加工 通过G73、G83动作分析，得到如下结论: 1、G73、G83均属于深孔粗

17、加工，只适合钻孔加工。 2、G73指令效率高，但排屑断屑不畅，适合铸铁件加工。 3、G83指令效率低，但排屑断屑容易，适合塑性材料加工。 任务1 钻孔加工 （4）G74、G84螺纹孔指令详解螺纹孔指令详解 1）G74、G84指令格式：指令格式： G74 X Y Z R P F K ; G84 X Y Z R P F K ; 任务1 钻孔加工 2）G74、G84动作分析动作分析 G74动作动作: G84动作动作: 每次反转切入，正转退出。 任务1 钻孔加工 每次正转切入，反转退出。 2 2、螺纹加工循环、螺纹加工循环 G84G84指令用于切削右旋螺纹孔。向下切削时主轴正转，孔底 动作是变正转为反

18、转，再退出。F表示导程，在G84切削螺纹 期间速率修正无效，移动将不会中途停顿，直到循环结束。螺 纹加工循环工作过程见下图。 图图5-255-25 任务1 钻孔加工 通过G74、G84动作分析，得到如下结论: 1、G74、G84均属于螺纹孔加工，其F恒等于导程。 2、G74适合左旋螺纹孔加工。 3、G84适合右旋螺纹孔加工。 任务1 钻孔加工 1、工艺分析 任务实施：任务实施： 该工件结构较简单，尺寸标注清晰，孔的表面质量要 求不高，宜选择立式铣床加工，选用普通麻花钻加工；且 孔的位置精度要求相对较高，故需中心钻定位，工件整体 呈方形，选用平口钳装夹。 （1）刀具选择如表所示。 工件名称工件图

19、号3-1-1 序号刀具号刀具规格名称数量刀长/mm加工内容备注 1T0180mm面铣刀150铣端面至工件尺寸 2T0212mm立铣刀160铣削台阶面 3T033mm中心钻175钻中心孔 4T047.8mm钻头140钻98mmH8底孔 5T058mmH8铰刀130铰98mmH8孔 任务1 钻孔加工 1）铣台阶。刀具轨迹如 图3-1-17所示，a-b-c-d为 左侧台阶刀具轨迹，e-f- g-h为右侧台阶轨迹。 2）钻孔。钻孔轨迹如图3-1- 18所示，钻孔顺序为a-b-c-d- e-f-g-h-i。 （2）走刀路线如图所示 任务1 钻孔加工 （3）工序卡片如表所示： 工件名称 工件 图号 3-1

20、-1夹具名称机用虎钳 工序名称工艺要求使用设备 1备料 100mm100mm31mm方料一块 材料45钢 主轴转速 n（r/min ） 进给速度 f（mm/min） 切削深度 ap（mm ）微软 用户1 2 加工 中心 工步工步内容刀具号 1 铣端面 （MDI或手动方式 ） T01650801 2铣削台阶面T02800805 3钻中心孔T03120080 4 7.8mm钻头钻出 98mmH8底孔 T0450060 5 铰刀铰98mmH8 至尺寸 T055040 3检验 任务1 钻孔加工 2、程序编制 任务1 钻孔加工 参考表3-1-5。 3、仿真加工 （1）程序调试。 （2）零件模型导入。 （

21、3）轨迹图形检验。 （4）零件测量。 任务1 钻孔加工 4、实操加工 （1）钻孔之前必须用中心钻定位，否则孔位容 易钻偏。（2）选择钻头时应合理，不同的材质选 不同的钻头。 （3）在钻削的过程中，根据钻头大小、材质和 所加工的工件，选择合适的钻削参数。 （4）在钻削的过程中，要不停地浇泠却液，防 止钻头烧坏。 （5）在钻削通孔时，钻头应穿过孔0.3D，D是 孔径。 任务1 钻孔加工 钻孔加工技巧 任务评价：任务评价： 任务1 钻孔加工 44 0.05 姓名图号3-1-1开工时间 班级小组结束时间 序号名称检测项目 配分 评分标准测量结果得分 ITRa 1 孔 3535超差不得分 21010超差

22、不得分 3台阶6055超差不得分 合计100 0.02 0 98 800.05 任务目标：任务目标： 1、了解镗、铣孔的区别。 2、掌握镗孔加工的几个阶段及余量、切 削用量选择。 3、掌握镗孔循环指令G85、G86、G88、 G89、G76、G87等指令格式及动作区别。 4、掌握镗孔实际加工时的注意事项。 任务2镗孔加工 1镗铣孔概述 相关知识：相关知识： 2、镗、铣孔工艺分析 3粗镗孔、铰孔循环 4精镗孔与反镗孔循环指令 任务2镗孔加工 1镗铣孔概述 （1）镗孔加工 镗孔是加工中心的主要加工内容之一，它能精确地保证 孔系的尺寸精度和形位精度，并纠正上道工序的误差。通过 镗削加工的圆柱孔，大多

23、数是机器零件中的主要配合孔或支 承孔，所以有较高的尺寸精度要求。一般配合孔的尺寸精度 要求控制在IT7IT8，机床主轴箱体孔的尺寸精度为IT6，精 度要求较低的孔一般控制在IT11。 孔的镗削加工往往要经过粗镗、半精镗、精镗工序的过 程。粗镗、半精镗、精镗工序的选择，决定于所镗孔的精 度要求、工件的材质及工件的具体结构等因素。 任务2镗孔加工 1镗铣孔概述 （2）铣孔加工 传统钻孔刀具中心的切削能力低下，且易积聚发热快速 磨损，刀具寿命普遍较低；螺旋铣孔则由于较低的铣削力使 刀具寿命显著提高。且用一把刀可以加工多种孔径，大大缩 短研制周期，节约加工成本。对于铣孔用的刀具，一般采用 常用的立铣刀

24、或键槽铣刀即可。 任务2镗孔加工 2镗铣孔工艺分析 对于镗、铣孔的加工，除了选择合适的刀具材料，切削 用量之外，对通孔、盲孔的加工还应注意刀具形状及超越量 的选择。应保证孔的整个表面都能被加工到，因此在安排走 刀路线时要特别注意。 另外，在铣孔加工时，若没有预钻孔，则应采用螺旋下 刀，要注意下刀点和螺旋进刀方向的选择，注意顺逆铣对孔 表面质量的影响。 任务2镗孔加工 3粗镗孔、铰孔循环指令 （1）指令格式 任务2镗孔加工 G85 X_Y_Z_R_F_K_； G86 X_Y_Z_R_P_F_K _ ； G88 X_Y_Z_R_P_F_K _ ； G89 X_Y_Z_R_P_F_K _ ； 其各个

25、参数含义基本不变。 3粗镗孔、铰孔循环指令 （2）动作分析 任务2镗孔加工 主轴正转 工进 快进 Z平面 初始平面 R Z平面 初始平面 R Z平面 初始平面 R Z平面 初始平面 R G98G85动作图动作图G99G86动作图动作图G98G89动作图动作图G99G88动作图动作图 主轴停转 暂停p 主轴正转 手动返回 暂停后 主轴停转 通过G85、G86、G88、G89动作分析， 得到如下结论: 1、该组指令均为半精加工，可适当提高表面质量。 2、G85可用于较精密的镗孔外，还可用于铰孔、扩孔 。 3、G86由于刀具在退回过程中容易在工件表面划出 条痕，所以该指令常用于精度或粗糙度要求不高的

26、镗 孔加工。 任务2 镗孔加工 4、G89常用于阶梯孔的加工 5、G88采用手动方式退刀，虽能相应提高孔的加 工精度，但加工效率较低。 4精镗孔与反镗孔循环指令 （1）指令格式 任务2镗孔加工 G76/ G87 X_Y_Z_R_Q_P_F_； 4精镗孔与反镗孔循环指令 （2）动作分析 任务2镗孔加工 R Z Q 主轴正转 主轴准停 初始平面 主轴准停 QQ 主轴准停图主轴准停图 主轴正转 初始平面 R 主轴正转 Z 主轴准停 主轴正转 G99G76动作图动作图G98G87动作图动作图 3 3、精镗循环指令、精镗循环指令 G76G76指令用于精镗孔加工。镗削至孔底时，主轴停止在定向 位置上，即准

27、停，再使刀尖偏移离开加工表面，然后再退刀。 这样可以高精度、高效率地完成孔加工而不损伤工件已加工表 面。程序格式中，Q表示刀尖的偏移量，一般为正数，移动方 向由机床参数设定。精镗循环工作过程见下图。 图图5-265-26 任务2 镗孔加工 通过G76、G87动作分析，得到如下结论: 1、G76为精加工，但适合于单刃镗刀镗削。 2、G87为反镗孔加工，适合于外小里大的孔的精加工 。 任务2 镗孔加工 1、工艺分析 任务实施：任务实施： 该工件结构较简单，尺寸标注清晰，孔的表面质量及 形状精度要求都较高，宜选用普通单刃镗刀，立式铣床镗 削加工；工件整体呈方形，选用平口钳装夹。 （1）刀具选择如表所

28、示。 任务2 镗孔加工 （1）刀具选择如表所示。 任务2 镗孔加工 工件名称工件图号3-2-1 序号刀具号刀具规格名称数量刀长/mm加工内容 刀具材 料 1T0180mm面铣刀150铣端面 硬质合 金 2T023mm中心钻175钻中心孔高速钢 3T0312mm钻头1120钻底孔高速钢 4T0420mm钻头1120扩孔高速钢 5T0528mm钻头1120扩孔高速钢 6T0636mm钻头1120扩孔高速钢 7T0739.7mm粗镗刀1粗镗孔高速钢 8T0840mm精镗刀1精镗孔高速钢 （2）走刀路线为沿孔轴线垂直下刀 任务2 镗孔加工 （3）工序卡片如表所示： 任务2 镗孔加工 工件名称工件图号3

29、-2-1夹具名称机用虎钳 工序名称工艺要求使用设备 1备料 100mm100mm31mm方料一块 材料45钢 主轴转速 n（r/min） 进给速度 f（mm/min） 切削深度 ap（mm） 2 加工 中心 工步工步内容刀具号 1 铣端面 （MDI或手动方式） T01650801 23mm中心钻T021200601 312mm钻头钻底孔T03500606 4 20mm钻头 第一次扩孔 T04350504 5 28mm钻头 第二次扩孔 T05250454 6 36mm钻头 第三次扩孔 T06200404 739.7mm粗镗孔T07800603.7 840mm精镗孔T081500500.15 3检

30、验 3、仿真加工 任务2 镗孔加工 4、实操加工 镗孔加工技巧 用于粗镗的机夹式刀片以M级为多，M级刀片内接 圆的精度公差是0.050.13mm，即使是G级的刀 片也有0.025mm的公差。再加上刀片座自身以及刀 片座与镗头之间的连接公差，使得两刃往往在轴向尺 寸不一致。 2、程序编制 参考表3-2-3。 任务评价：任务评价： 任务2 镗孔加工 0.019 0 40 姓名图号3-2-1开工时间 班级小组结束时间 序号名称检测项目 配分 评分标准测量结果得分 ITRa 1孔5050超差不得分 合计100 任务目标：任务目标： 1、掌握槽类工件的分类、刀具选择、走 刀路线安排。 2、掌握封闭式直角

31、沟槽铣削的注意事项。 3、掌握极坐标、坐标系旋转等指令格式 及应用。 4、掌握封闭槽实际铣削时的注意事项。 任务3封闭槽加工 1槽类工件的分类及加工刀具简介 2切槽时的走刀路线 3封闭式直角沟槽的铣削 4极坐标指令G15、G16 5坐标旋转指令G68、G69 相关知识：相关知识： 任务3封闭槽加工 任务3封闭槽加工 1槽类工件的分类及加工刀具简介 a）敞开式）敞开式 b）半封闭式）半封闭式 c）封闭式）封闭式 敞开式直角沟槽通常用三面刃铣刀加工；封闭式直角 沟槽一般采用立铣刀或键槽铣刀加工；半封闭直角沟槽 则须根据封闭端的形式，采用不同的铣刀进行加工。 任务3封闭槽加工 2切槽时的走刀路线 中

32、心轨迹法加工 轮廓轨迹法加工 槽宽=刀宽，一边为顺一边逆。 槽为内轮廓，且两侧面顺逆相同。 任务3封闭槽加工 3封闭式直角沟槽的铣削 封闭式直角沟槽一般都采用立铣刀或键槽铣刀来加工。 加工时应注意以下几点： （1）沟槽方向应与进给方向一致 （2）立铣刀预钻孔 （3）刚度差、槽较深应分层 任务3封闭槽加工 4极坐标指令G15、G16 圆周分布的孔类零件。(如法兰) 图样尺寸以半径和角度形式标注的零件。（如五角星、多 边形） （2）编程格式 （1）加工对象 任务3封闭槽加工 4极坐标指令G15、G16 （3）极坐标编程三要素 1）坐标原点： 以工件原点为极点 G90 以刀具当前位置为极点 G91

33、任务3封闭槽加工 4极坐标指令G15、G16 2）坐标半径： 3）坐标角度标角度： 用第一轴表示，如G17中，用X轴表示半径。 用第二轴表示，如G17中，用Y轴表示角度。 任务3封闭槽加工 注意事项：注意事项： 1、极坐标的零度方向为第一坐标轴的正方向，且规 定逆时针方向为角度的正方向。 2、以增量方式指定时，半径是指终点到刀具当前位 置的距离，角度值是指前一坐标原点与当前极坐标原点 连线与当前轨迹的夹角。 任务3封闭槽加工 4极坐标指令G15、G16 （4）例题讲解： 试编写下图所示孔加工程序，通孔，深15mm。 O0001； G90 G94 G15 G80 G40 G49 G21 G54;

34、 G00 X0. Y0.; M03 S800; G43 G00 Z50. H01; G90 G17 G16; G81 X50. Y30. Z-20. R5. F100; Y120.; Y210.; Y-60.; G15 G80; G01 Z5.; G49 G00 Z200.; M30; 任务3封闭槽加工 5坐标旋转指令G68、G69 （1）加工对象： 绕中心旋转得到的特殊的轮廓 。 与坐标轴成一定特殊角度的轮廓 。 （2）编程格式： G68 X Y Z R ； .; G69; 式中： X、Y、Z旋转中心的坐标值(通常由坐标平面选择指令确 定其中的任意两个)。当X、Y、Z省略时，G68指令认为当

35、前的位 置即为旋转中心。 R 旋转角度，逆时针旋转定义为正方向，顺时针旋转定 义为负方向，第一轴的正向为零度方向，当R省略时，按系统参数 确定旋转角度，不足1度时以小数表示。（始终指与G54-G59对刀 坐标系中X轴的夹角） 任务3封闭槽加工 （3）坐标系旋转指令注意事项： 5坐标旋转指令G68、G69 1）坐标系旋转指令镜像后，坐标系旋转方向相反。 2）系统处理数据的顺序：镜像缩放旋转刀补，取消时顺序 相反，且坐标系旋转角度不缩放。 3）当程序在绝对方式下时，G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对 方式移动指令，才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量方式移动指令， 那么系统将以当前位置为旋

36、转中心，按G68给定的角度旋转坐标。 4）坐标系旋转取消指令G69 以后的第一个移动指令必须用绝对值指定， 如果用增量值指令，将不执行正确的移动。 5）在旋转状态下不能用返参指令和坐标系设定的相关指令。如G27-G29， G53-G59，G92等。 6）旋转角度可以用增量方式表示，但不参与缩放。 任务3封闭槽加工 （4）例题讲解：用坐标系旋转指令编写图示方形凸台的加工 程序，台高5mm。 5坐标旋转指令G68、G69 O1234； N10 G54 G90 G40 G49 G69; G00 X0. Y0.; N20 M03 S1000; N40 X-80. Y-80.; N50 Z5.; N60

37、 G01 Z-5. F100; G68 X0. Y0. R13.7; N70 G41 G01 X-30. Y-60. D01 F100; N80 Y30.; N90 X30.; N100 Y-30.; N110 X-60.; G40 X-80. Y-80.; G69; N130 G49 G00 Z100.; N160 M30; 任务3封闭槽加工 （4）例题讲解：如图中A，绕（20,20）进行旋转120后得 到图形B，试编写图形B的加工程序。 5坐标旋转指令G68、G69 O0009； G54 G90; G00 X-60. Y60.; M03 S800; G00 G43 Z20. H01; G0

38、1 Z-5. F80; G68 X20. Y20. R120.; G41 G01 X-20. Y20. D01 F100; X20.; Y-20.; X-20.; Y0.; X0. Y20.; G40 X-60. Y60.; G69; G01 Z20.; G49 G00 Z200.; M05; M30; 1、工艺分析 该工件结构较简单，用到两个圆槽的加工，图纸尺寸 标注清晰，各个结构的定型定位尺寸齐全；且精度要求一 般，表面粗糙度要求较高，因此要分开粗精加工，同时还 要考虑Z向下刀和分层切削，以及切入切出路线选择，整 个工件呈方形，选用平口钳装夹，用立式铣床加工。 （1）刀具选择如下表所示：

39、任务实施：任务实施： 任务3封闭槽加工 工件名称工件图号3-3-1 序号刀具号刀具规格名称数量刀长/mm加工内容刀具材料 1T0180mm面铣刀1120铣端面硬质合金 2T0212mm键槽铣刀175封闭槽高速钢 （2）数控加工路线安排：刀具轨迹为p-a-b-c-d-e-f-b-g-p， 如图所示。 任务3封闭槽加工 （3）切削用量、工序卡片如下表所示： 任务3封闭槽加工 工件名称工件图号3-3-1夹具名称机用虎钳 工序名称工艺要求 使用设 备 1备料 100mm100mm31mm方料一块 材料45钢 主轴转 速 n（r/min ） 进给速度 f（ mm/min） 切削深度 ap（mm）微 软用

40、户1 2 加工 中心 工 步 工步内容刀具号 1 铣端面 （MDI或手动方式 ） T01650801 2粗铣圆弧槽T028001002.5 3精铣圆弧槽T021000802.5 3检验 2、程序编制 任务3封闭槽加工 O0001; G90G94G21G40G54G15G69F100; M03S800; G00X-27.5Y0; Z10.0; G01Z0; M98P2L2; G90G00Z20.0; G68X0Y0R180.0; G00X-27.5Y0; G01Z0; M98P2L2; G90G00Z20.0; G69; M30; O0002; G91 G01 Z-2.5 F50; G90 G4

41、1 G01 X-29.0 Y6.0 D01; G03 X-35.0 Y0 R6.0; G90 G17 G16; G03 X35.0 Y-135.0 R35.0; G03 X20.0 Y-135.0 R7.5; G02 X20.0 Y135.0 R20.0; G03 X35.0 Y135.0 R7.5; G03 X35.0 Y180.0 R35.0; G15; G03 X-29.0 Y-6.0 R6.0; G40 G01 X-27.5 Y0; M99; 3、仿真加工 任务3封闭槽加工 4、实操加工 封闭槽加工技巧 封闭窄槽是一种特殊类型的型腔类形状，它的一端或两端为圆弧。如果 两端为圆弧，则中间

42、通常用直槽连接，两端的圆弧半径可以相等，也可 能不相等，其底平面可能直的，也可以是一定角度的或圆弧形的，侧壁 可以是直的也可能是一定锥度的（通常使用锥形立铣刀加工）。无论哪 一种形式的窄槽，编制高精度的窄槽程序通常都包括粗加工和精加工。 在刀具的选择上，两种加工可以用一把刀具或多把刀具完成，这取决于 工件材料、尺寸公差、表面质量和其他一些条件。封闭窄槽加工属于内 轮廓加工，一般没有合适的外部位置来引人刀具，通常需要根据刀具的 类型和加工条件采用不同的切人方式：一是直接用带中心切削刃的立铣 刀沿Z轴方向直接切人材料，二是如果没有带中心切削刃的立铣刀或加工 条件不适合，加工之前就需要打底孔。 任务

43、评价：任务评价： 任务3封闭槽加工 50.05 姓名图号3-3-1开工时间 班级小组结束时间 序号名称检测项目 配分 评分标准测量结果得分 ITRa 1槽R7.5、R35、R204040超差不得分 2深度1010 合计100 任务目标：任务目标： 1、了解槽类工件的加工特点。 2、掌握坐标镜像指令的格式及应用。 3、掌握敞开式槽实际铣削时的注意事项。 任务4敞开式槽加工 1、沟槽类工件加工的特点 相关知识：相关知识： 任务4敞开式槽加工 2、敞开式、半封闭式直角沟槽的铣削 3、坐标系镜像指令的应用 1、沟槽类工件加工的特点： 任务4敞开式槽加工 （1）在尺寸精度方面。大多数的沟槽要与其他的零件

44、相 互配合，所以对它们的尺寸公差，特别是配合面的尺寸公差， 要求都会相对较高。 （2）在形状和位置精度方面。如沟槽的侧面与基准面的 平行度、侧面与槽底面的垂直度，沟槽两侧面的对称度等要 求等等。 （3）在表面粗糙度方面。对与零件之间配合的两接触面 的表面粗糙度要求较高，其表面粗糙度值一般应不大于 Ra6.3 m。 2、敞开式、半封闭式直角沟槽的铣削： 任务4敞开式槽加工 敞开式、半封闭式直角沟槽的铣削方法与铣削台阶 基本相同。三面刃铣刀特别适宜加工较窄和较深的敞开 式或半封闭式直角沟槽。对于槽宽尺寸精度较高的沟槽， 通常选择小于槽宽的铣刀，采用扩大法，分两次或两次 以上铣削至尺寸要求。由于直角

45、沟槽的尺寸精度和位置 精度要求一般都比较高，因此在铣削过程中应注意以下 几点： 2、敞开式、半封闭式直角沟槽的铣削： 任务4敞开式槽加工 （1）要注意铣刀的轴向摆差，以免造成沟槽宽度尺寸超差。 （2）在槽宽需分几刀铣至尺寸时，要注意铣刀单面切削时的让刀现 象。 （3）若工作台零位不准，铣出的直角沟槽会出现上宽下窄的现象， 并使两侧面呈弧形凹面。 （4）在铣削过程中，不能中途停止进给，也不能退回工件。因为在 铣削中，整个工艺系统的受力是有规律和方向性的，一旦停止进给，铣 刀原来受到的铣削力发生变化，必然使铣刀在槽中的位置发生变化，从 而使沟槽的尺寸发生变化。 （5）铣削与基准面呈倾斜角度的直角沟

46、槽时，应将沟槽校正到与进 给方向平行的位置再加工。 3、坐标系镜像指令的应用 任务4敞开式槽加工 （1）加工对象： 加工形状相同，但位置不同 。 位置关于某点或者是某个轴对称的图形 。 （2）编程格式： 格式一格式一： G17 G51.1 X_ Y_ ； G50.1； 其中：X_ Y_用于指定对称轴或对称点。 当G51.1指令后仅有一个坐标字，表示该镜像加工指令是以某一 个坐标轴为镜像轴.如，G51.1 X10.;表示以与Y轴平行的X=10.的直线 为对称轴。 当G51.1指令后有两个坐标字时，表示以一个点镜像，如G51.1 X10. Y10.；表示以X10. Y10.这一个点为对称点镜像。

47、任务4敞开式槽加工 格式二格式二： G17 G51 X_ Y_ I_ J_；（仿真中I、J的小数点不能省略） G50； 其中：X_ Y_用于指定对称轴或对称点。 I、J、一定是负值，如果是正值，则该指令变成缩放指令，如果I、 J、值为负值且不等于-1，则既镜像又缩放，如果等于-1，则只镜像不 缩放。如：G17 G51 X10. Y10. I-1. J-1.; 执行该段程序时，程序只以坐标点（10,10）进行镜像，不缩放。 再如：G17 G51 X10. Y10. I-2. J-1.5； 则执行该段程序时，程序先以坐标点（10,10）进行镜像，之后还 以该点为缩放中心，以X=2.0，Y=1.5的

48、比例进行缩放。 G50 取消镜像和缩放比例。 3、坐标系镜像指令的应用 任务4敞开式槽加工 （3）镜像注意事项 ： 1）圆弧镜像后旋向相反，即G02变G03. 2）刀补镜像后偏置方向相反，即41变G42， 3）坐标系旋转指令镜像后，坐标系旋转方向相反。 4）返回参考点指令和改变坐标系指令必须在取消镜像 后才能使用。 5）数控镗铣床Z轴一般不镜像。 6）系统处理数据的顺序：镜像缩放旋转 刀补，取消时顺序相反，且坐标系旋转角度不缩放。 3、坐标系镜像指令的应用 任务4敞开式槽加工 （4）例题讲解 ：用镜像指令编写图示工件的加工程序，台高 5mm。 3、坐标系镜像指令的应用 任务4敞开式槽加工 （4

49、）例题讲解 ：用镜像指令编写图示工件的加工程序，台高 5mm。 O0001 (主程序) G90 G54 G21 G40 G80 G49 G17; M03 S800; G00 X0. Y0.; G43 G00 Z200. H01; G00 Z10.; G01 Z-2. F80; N20 M98 P100; （加工） N30 G51 Y0. J-1. ;（X轴镜像） N40 M98 P100; （加工） G50 ; N50 G51 X0. Y0. I-1.J-1. ;（原点镜像） N60 M98 P100; （ 加工） N70 G50; N80 G51 X0. I-1. J1.; （Y轴镜像） N

50、90 M98 P100; （加工） N100 G50; G01 Z10.; G49 G00 Z200.; N110 M05; N120 M30; O100;子程序（的加工程序） N200 G41 G01 X10.0 Y4.0 D01; N240 Y30.0; N250 X20.0; N260 G03 X30.0 Y20.0 R10.0; N270 G01 Y10.0; N280 X4.0; N300 G40 X0. Y0.; N310 M99; 3、坐标系镜像指令的应用 任务4敞开式槽加工 （4）例题讲解 ：如图中A，先执行比例缩放指令，其中X轴 的比例为2.0，Y轴的比例为1.5，缩放中心是

51、（0,0），比例缩 放后得到图形C。图像C绕坐标点（20，20）进行旋转300后 得到图形D，试编写图形D的加工程序。 3、坐标系镜像指令的应用 任务4敞开式槽加工 O0010； G54 G90; G00 X-60. Y40.; M03 S800; G00 G43 Z20. H01; G01 Z-5. F80; G51 X0. Y0. I2. J1.5; (比例缩放形成图形C) G17 G68 X20. Y20. R300.; (坐标旋转形成图形D) G41 G01 X-20. Y20. D01 F100; X20.; Y-20.; X-20.; Y0.; X0. Y20.; G40 X-60

52、. Y40.; G69 G50; G01 Z20.; G49 G00 Z200.; M05; M30; 1、工艺分析 该工件结构较简单，为两个90相交直槽加工，图纸尺寸 标注清晰，各个结构的定型定位尺寸齐全，且槽的尺寸公差要 求较为严格，表面粗糙度较高，因此采用轮廓轨迹法走刀，且 先开粗，工件外形规则宜选用平口钳装夹，采用立式铣床加工。 （1）刀具选择如下表所示： 任务实施：任务实施： 任务4敞开式槽加工 工件名称工件图号 序号刀具号刀具规格名称数量刀长/mm加工内容刀具材料 1T0180mm面铣刀1120铣端面硬质合金 2T0212mm键槽铣刀175敞开式槽高速钢 （2）数控加工路线安排：刀

53、具轨迹为a-b-c-d、e-f-g-h，如图所示。 任务4敞开式槽加工 （3）切削用量、工序卡片选择如下表所示： 任务4敞开式槽加工 工件名称工件图号3-4-1 夹具 名称 机用虎钳 工 序 名称工艺要求使用设备 1备料 100mm100mm31mm方料一块 材料45钢 主轴转速 n（r/min ） 进给速度 f（ mm/min ） 切削 深度 ap（ mm） 2 加工 中心 工步工步内容刀具号 1 铣端面 （MDI或手动方式） T01650801 2粗加工开式槽轮廓T028001002 3精加工开式槽轮廓T021000802 3检验 2、程序编制 O0001; G90G94G54G17G21G40F100; M03S800; G68G90X0Y0R45.0; G00X-80.0Y0; Z10.0; G01Z0; M98P40002 G90G