数控编程与加工项目教程-周晓宏课件项目14 数控铣床技能综合训练

项目14数控铣床技能综合训练学习目标：1培养数控铣床综合零件编程和加工的能力2.能应用数控铣床加工出合格的中级和高级工水平零件数控铣床操作工是一项重要的职业技能鉴定工种，在本项目中我们将进行数控铣床技能综合训练，培养数控铣床综合零件编程和加工的能力，通过本项目的训练，希望学员能达到数控铣床高级操作工的水平。

任务一数控铣床中级工技能综合训练一零件如图14-1所示，毛坯尺寸为Φ80mm×Φ35mm，材料为45钢，试编写其数控铣加工程序并进行加工。

技术要求1.工件表面去毛倒棱。2.加工表面粗糙度：侧平面及孔为Ra1.6μm，底平面为Ra1.6μm。

图14-1数控铣床中级工技能综合训练一零件图零件的评分表如表14-1所示。为使叙述简练，后面的中、高级工技能综合训练中将把评分表省略。一、工艺分析与工艺设计1.零件精度分析和保证措施该零件由三角形、圆形、六边形和四方圆弧凸台组成，尺寸精度要求较高，公差范围为（

）和（

），孔的精度要求为H8，对于尺寸精度要求，主要通过在加工过程中精确对刀，正确选用刀具的磨损量和正确选用合适的加工工艺等措施来保证。该零件的形位精度有：各凸台上表面相对底面的平行度；四方圆弧凸台和六方凸台相对零件中心轴线的对称度。对于形位精度要求，在对刀精确的情况下，主要通过工件在夹具中的正确安装等措施来保证。该零件加工表面的表面粗糙度为Ra3.2μm和Ra1.6μm.对于表面粗糙度要求，主要通过选用正确的粗、精加工路线，选用合适的切削用量等措施来保证。2.加工工艺路线设计（1）铣四方圆弧凸台，每次切深5mm。（2）铣六方凸台，每次切深5mm。（3）铣圆形凸台，每次切深5mm。（4）铣三角形凸台，每次切深5mm。（5）钻Φ10孔至Φ9.8。（6）铰孔Φ10H8至尺寸要求。二、坐标计算

利用三角函数求基点的方法计算出本例的基点坐标如图14-2。图14-2坐标计算三、程序编制选择工件上表面对称中心为编程原点，使用FANUC0i

系统编程，程序如下：O0100;程序号N10G90G49G21G54F100;程序初始化N20G91G28Z0;N30M03S600;主轴正转，600r/mN40G90G00X-50.0Y-50.0;快速定位至起刀点N50Z30.0M08;N60G01Z0.0F100;N70M98P101L4;N80G01Z0.0;N90M98P102L3;N100G01Z0.0;N110M98P103L2;N120G01Z0.0;N130M98P104;N140G91G28Z0;N150M30;

O0101;四方圆弧子程序N10G91G01Z-5.0;每次切深5mmN20G90G41G01X-30.0D01;延长线上建立刀补N30Y20.0;四方圆弧凸台轮廓铣削N40G02X-20.0Y30.0R10.0;N50G01X20.0;N60G02X30.0Y20.0R10.0;N70G01Y-20.0;N80G02X20.0Y-30.0R10.0;N90G01X-20.0;N100G02X-30.0Y-20.0R10.0;N110G40G01X-50.0Y-50.0;取消刀具半径补偿N120M99;返回主程序

O0102;六方凸台轮廓子程序N10G91G01Z-5.0;每次切深6mmN20G90G41X-5.0Y-43.30D01;建立刀补N30X-30.0Y0;六边形凸台轮廓加工N40X-15.0Y25.98;N50X15.0;N60X30.0Y0;N70X15.0Y-25.98;N80X-25.0;N90G40G01X-50.0Y-50.0;取消刀具半径补偿N100M99;返回主程序O0103;圆弧凸台轮廓子程序N10G91G01Z-5.0;每次切深5mmN20G90G41G01X15.0Y-25.98D01;建立刀补N30X0;圆弧凸台轮廓加工N40G02X0Y-25.98I0J25.98;N50G01X-15.0;N60G40G01X-50.0Y-50.0;取消刀具半径补偿N70M99;返回主程序

O0104;三角形轮廓子程序N10G91G01Z-5.0;每次切深5mmN20G90G41G01X10.0Y-43.30D01;切线切入N30X-22.50Y12.99;三角形凸台轮廓加工N40X22.5;N50X-10.0Y-43.3;切线切出N60G40G01X-50.0Y-50.0;取消刀具半径补偿N70M99;返回主程序四、上机床调试程序并加工零件五、修正尺寸并检测零件任务二数控铣床中级工技能综合训练二零件如图14-3所示，毛坯为方料，工件6个表面已经加工，其尺寸和粗糙度等要求均已符合图纸要求，材料为45钢。在数控铣床上编程并加工内、外轮廓。

图14-3数控铣床中级工技能综合训练二零件图一、工艺分析选用机用平口钳装夹工件，校正平口钳固定钳口的平行度以及工件上表面的平行度后夹紧工件。利用偏心式寻边器找正工件的X、Y轴零点(位于工件上表面的中心位置)，设定Z轴零点与机床坐标系原点重合(见图13-3)，刀具长度补偿利用Z轴设定器设定。图示上表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。根据图纸的形位尺寸及表面粗糙度要求，选择Φ16mm的粗齿、细齿高速钢直柄立铣刀，对内、外轮廓表面分别进行粗精加工，加工时的切削参数如表14-2所示。二﹑程序编制用FANUC系统编程，程序如下。O4511；

程序名N1G54G90G17G21G94G49G40;建立工件坐标系，绝对编程，XY平面，公制编程，分进给，取消刀具长度、半径补偿。N2M03S500T1;主轴正转，转速500r／min,主轴上装1号刀N3G00Z150H1;Z轴快速定位，调用刀具1号长度补偿N4X-20Y-55M07;X,Y轴快速定位，切削液开N5Z-6;Z轴进刀至铣削深度N6G01G41X-40Y-30F120D1;引入刀具1号半径补偿，铣削至外轮廓

始点，进给率120mm／minN7M98P1;调用1次子程序，子程序名O1(外轮廓)N8G00X-53;X轴快速定位

N9G01Y-30;铣削左下位置的多余材料N10G00Z5;Z轴快速退刀N11Y55;Y轴快速定位N12Z-6;Z轴快速进刀

N13G01Y30;铣削左上位置的多余材料N14G00Z5;Z轴快速退刀

N15X53Y55;X,Y轴快速定位N16Z-6;Z轴快速进刀N17G01Y30;铣削右上位置的多余材料N18G00Z5;Z轴快速退刀N19Y-55;Y轴快速定位N20Z-6;Z轴快速进刀N21G01Y-30;铣削右下位置的多余材料N22G00Z5;Z轴快速定位N23X0Y0;X、Y轴快速定位N24G01Z0;Z轴进给至工件表面N25X20Z-6F80;斜向进刀至内轮廓深度，进给率80mm／minN26G41X2.679Y10D1F120;引入刀具1号半径补偿，铣削至内轮廓

始点，进给率120mm／minN27M98P2;调用1次子程序，子程序名02(内轮廓)N28G00Zl50M09;Z轴快速定位，切削液关N29M05;主轴停转N30M00;程序暂停，手动换Ф16mm细齿立铣刀（2号刀）N31M03S600;主轴正转，转速600r／minN32G00G43Z150H2;Z轴快速定位，调用刀具2号长度补偿N33X-20Y-55M07;X,Y轴快速定位，切削液开N34Z-6;Z轴进刀至铣削深度N35G01G41X-40Y-30F60D2;引入刀具2号半径补偿，铣削至外轮廓

始点，进给率60mm／minN36M98P1;调用1次子程序，子程序名01(外轮廓)N37G00Z5;Z轴快速定位

N38X20Y0;X,Y轴快速定位

N39G01Z-6;Z轴进刀至铣削深度N40G41X2.679Y10D2;引入刀具2号半径补偿，铣削至内轮廓

始点，进给率60mm／minN41M98P2;调用1次子程序，子程序名为O2（内轮廓)N42G00G49Z-50;取消刀具长度补偿，Z轴快速定位N43M30;程序结束，机床复位(切削液关，主轴停转)

O1；

子程序名(外轮廓)N1G02X-50Y0R50;R50凸圆弧铣削N2G01Y15;N3X-35Y30;N4X-11;N5G03X11R-11;R11凹圆弧铣削N6G01X40;N7G02X50Y0R50;R50凸圆弧铣削N8G01Y-15;直线铣削N9X35Y-30;斜线铣削N10X11;直线铣削N11G03X-11R-11;R11凹圆弧铣削N12G01X-40;直线铣削N13G40X-20Y-55;取消刀具半径补偿，离开轮廓起点N14M99;子程序结束，返回主程序O2；

子程序名(内轮廓)N1G01X-13.5;N2Y14;N3G03X-30.5R-8.5;R8.5凹圆弧铣削N4G01Y-14;N5G03X-13.5R-8.5;R8.5凹圆弧铣削N6G01Y-10;N7X2.679;N8G03Y10R-20;Ф40凹圆弧铣削N9G01G40X20Y0;取消刀具半径补偿，离开内轮廓起点N10G0Z5;Z轴快速退刀N11M99;子程序结束，返回主程序三、上机床调试程序并加工零件四、修正尺寸并检测零件任务三数控铣床高级工技能综合训练零件如图14-4所示，工件材料为Φ45钢，毛坯尺寸为Φ100mm×25mm,试编程并加工出符合图纸要求的零件。

图14-4数控铣床高级工技能综合训练零件图

一、加工准备(1)详阅零件图，并检查坯料的尺寸(2)编制加工程序，输入程序并选择该程序；(3)用三爪卡盘装夹工件，伸出12mm左右，用百分表找正；(4)使用百分表找正，确定工件零点为坯料上表面的圆心，设定零点偏置；(5)安装A2.5中心钻并对刀，设定刀具参数，选择自动加工方式。二、加工工艺（1）加工Φ30mm孔和工艺孔。①钻中心孔②安装Φ12mm钻头并对刀，设定刀具参数，钻通孔和工艺孔；③安装Φ28mm钻头并对刀，设定刀具参数，钻通孔；④安装镗刀并对刀，设定刀具参数，粗镗孔，留0.50mm单边余量；⑤调整镗刀，半精镗、精镗孔至要求尺寸。(3)铣直槽和腰形槽。安装φ2mm粗立铣刀并对刀，设定刀具参数，选择程序，粗铣直槽和腰形槽，留0.50mm单边余量。(4)铣腰形槽。选择程序，粗铣腰形槽，留0.50mm单边余量。(5)铣直槽和圆弧槽。选择程序，粗铣直槽和圆弧槽，留0.50mm单边余量。(6)铣扇形台阶。选择程序，粗铣扇形台阶，留0.50mm单边余量。(7)精铣直槽、圆弧槽和腰形槽。①安装φ2mm精立铣刀并对刀，设定刀具参数，半精铣各槽，留0.10mm单边余量；②测量各槽尺寸，调整刀具参数，精铣各槽至要求尺寸。三、工、量、刃具清单工、量、刃具清单如表14-3所示四、注意事项①使用杠杆百分表找正中心时，磁性表座应吸在主轴端面上；②粗、精铣应分开，且精铣时采用顺铣法，以提高尺寸精度和表面粗糙度；③铣腰形槽时，应先在工件上预钻工艺孔，避免立铣刀中心垂直切削工件；④铣削加工后，需用锉刀或油石去除毛刺；⑤φ30孔的正下方不能放置垫铁，并应控制钻头的进刀深度，以免损坏平口虎钳或刀具。五、编写程序粗铣、半精铣和精铣时使用同一加工程序，只需调整刀具参数分3次调用相同的程序进行加工即可。精加工时换φ12mm精立铣刀。使用FANUC0i-MC系统，编写程序如下：（1）加工Φ30mm孔和工艺孔主程序％Ο0001；

主程序名

N5G54G90G17G21G94G49G40；建立工件坐标系，选用Φ2.5中心钻N10G00Z100S1200M03；N15G82X0Y0Z-4R5P2000F60；N20X26.517Y26.517；N22G80；N25G00Z100M05；N30Y-80；N35M00；

程序暂停，手工换φ12mm钻头

N40G00Z5S300M03；N45G83X0Y0Z-29R5Q2P1000F30；N47G80；N50G82X26.517Y26.517Z-5.9R5P2000F30；N52G80；N55G00Z100M05；N60Y-80；

N65M00；

程序暂停，手工换φ28mm钻头N70G00Z30S200M03；N75G83X0Y0Z-34R5Q2P1000F30；N77G80；

N80G00Z100M05；N85Y-80；N90M00；

程序暂停，手工换φ25～38mm镗刀N95G00Z30S200M03；N100G85X0Y0Z-26R5F30；N102G80；N105G00Z100M05；N110Y-80；N115M30；

程序结束

％

(2)铣直槽、腰形槽和圆弧槽主程序

％Ο0002；

主程序名

N5G54G90G17G21G94G40；建立工件坐标系，选用φ12mm立铣刀N10G00Z50S800M03；N15G00X0Y0；N20Z1；N25G0lZ-6F200；N30G0lG41X8Y12.689D1F60；

N30～N70铣直槽至6mm深度处N35G01Y50；N40X-8；N45Y44.283；N50G03X-38.971Y22.50R45；N55G03X-25.981Y15R7.5；N60G02X-8Y28.913R30；N65G01Y12.689；N70X8Y12.689；N75G00Z5；N80G40X26.517Y26.517；N85G01Z-6F30；

N85～N110铣腰形槽至6mm深度处N90G01G4lX25.98lY15D1F60；N95G03X38.971Y22.5R7.5；N100G03X22.5Y38.971R45；N105G03X15Y25.981R7.5；N110G02X25.981Y15R30；

N115G00Z5；N120G00X60Y0；N125G01Z-4.5F100；

N125～N300铣圆弧槽至9mm深度处N130G01G41X50Y8D1；N135X11Y8；N140Y-8；N145X43.356；N150G02X9.542Y-43.041R42；N155G01X6.980Y-31.485；N160G03X0Y26R7；N165G02X-26Y0.115R26；N170G03X-3.485Y6.980R7；N175G01X-48.815Y10.822；N180G03X-48.815Y-10.822R50.0；N185G01X-41.004Y-9.090；N190G03X-9.090Y-41.004R42；N195G01X-10.822Y-48.815；N200G03X10.822Y-48.815R50；N205G01X9.