《数控编程与加工训练教程》课件项目14 槽类零件的编程与加工

项目14槽类零件的编程与加工技能要求1.掌握FANUC0iMate数控系统的编程指令G00、G01、G17、G18、G19、G02、G03、G43、G44、G49的编程格式及应用。2.了解数控铣床加工槽类零件的特点，并能够正确地对零件进行数控铣削工艺分析。3.通过对槽类零件的加工，掌握数控铣床加工零件的工艺编制方法。4.通过对槽类零件的加工，掌握数控铣床的编程方法。典型案例

典型案例：在FANUC0iMate数控铣床上加工如图14-1所示零件，设毛坯是70×70×10mm的板料，且四个侧面和上下表面已加工，材料为45钢。图14-1典型案例零件图

一、插补平面选择G17、G18、G19知识学习功能：该组指令用于选择直线、圆弧插补的平面。G17选择XY平面，G18选择XZ平面，G19选择YZ平面如图13-6所示。对于数控铣床和加工中心镗铣床，通常都是在XY坐标平面内进行轮廓加工。该组指令为模态指令，一般系统初始状态为G17状态。故G17可省略。图14-2插补平面选择

例如，图14-3所示为半径等于50mm的球面，其球心位于坐标原点O。编写刀具中心轨迹A→B、B→C、C→A的圆弧插补和插补平面选择程序，则加工程序见表14-1。程序说明N010G54G21G40G49G90；建立工件坐标系N020G00X50.0Y0；快速到达起刀点N030M03S800；主轴正转，其转速为800r/mmN040G17G90G03X0Y50.0I-50.0J0；选择在XY平面内逆时针圆弧插补N050G19G91G03Y-50.0Z50.0J-50.0K0；选择在YZ平面平面内逆时针圆弧插补N060G18G90G03X50.0Z0R50.0；选择在XZ平面平面内逆时针圆弧插补N070

M30；程序结束表14-1用插补平面选择编写的数控加工程序二、螺旋线插补指令G02、G03功能:在圆弧插补时,垂直插补平面的直线轴同步运动,构成螺旋线插补运动,如图14-4所示。G02、G03分别表示顺时针、逆时针螺旋线插补,判断方向的方法同圆弧插补。格式：XY平面螺旋线：G17G02（G03）X

Y

I

J

Z

K

F

ZX平面圆弧螺旋线：G18G02（G03）X

Z

I

K

Y

J

F

YZ平面圆弧螺旋线：G19G02（G03）Y

Z

J

K

X

I

F图14-4螺旋线切削

说明：以G17为例：（1）X、Y、Z是螺旋线的终点坐标。（2）I、J是圆心在X、Y平面上,是相对螺旋线起点的增量坐标。（3）K是螺旋线的导程,为正值。

例如，如图14-5所示，刀具从起始点开始沿圆弧段1)和圆弧段2)进行圆弧插补，通过R的正、负值可到不达同一位置，编写G02、G03的程序，则加工程序见表14-2。程序说明N010G54G90G40G49G17；建立工件坐标系N020M03S800；主轴正转，其转速为800r/mmN030G00X30.0Y-50.0Z0；快速达到下刀点N040G01Y0F50；直线插补N050G03X0Y30.0R30.0Z10.0；逆时针螺旋线圆弧插补N060G00Z30.0；刀具移至退刀点N070X30.0Y-50.0；

N080M30；程序结束表14-2用螺旋线圆弧插补编写的数控加工程序三、刀具长度补偿指令G43、G44、G49指令：G43建立刀具长度正补偿

G44建立刀具长度负补偿

G49取消刀具长度补偿格式：说明：以G17为例（1）Z为补偿轴的终点坐标，H为长度补偿偏置号。调用G43时，数控系统会将程序中Z坐标值自动加上H代码所指定的偏移量；在调用G44时，自动减去H代码指定的偏移量。实际应用中，常使用G43长度补偿，只有在特殊情况下才使用G44指令；执行G43时：Z实际值=Z指令值+（H××）；执行G44时：Z实际值=Z指令值−（H××）；（H××）是指编号为××寄存器中的补偿值，H00～H99；（2）刀具长度正补偿即刀具实际位移量小于指令给定位移量时,为刀具长度正补偿;反之则为刀具长度负补偿。（3）G43和G44为模态指令。刀具长度补偿量（补偿值）的确定

1)第一种方法如图所示：事先通过机外对刀法测量出刀具长度,如图14-7中所示H01和H02，作为刀具长度补偿值(该值应为正)，输入到对应的刀具补偿参数中，此时，工件坐标系(G54)中Z值的偏置值应设定为工件原点相对机床原点的Z向坐标值(该值为负)。

2)第二种方法如图14-8所示：将工件坐标系(G54)中Z值的偏置值设定为零，即Z向的工件原点与机床原点重合，通过机内对刀测量出刀具Z轴返回机床原点时刀位点相对工件基准面的距离(图中H01、H02均为负值)作为每把刀具长度补偿值。

3)第三种方法如图14-9所示：将其中一把刀具作为基准刀，其长度补偿值为零，其他刀具的长度补偿值为与基准刀的长度差值(可通过机外或机内对刀的方法测量)。此时应先通过机内对刀法测量出基准刀在z轴返回机床原点时刀位点相对工件基准面的距离，并输入到工件坐标系(C54)中Z值的偏置参数中。

例如，如图14-10所示的三条槽，槽深均为2mm，试用刀具补偿指令编程。选择Ø8铣刀为1号，刀补设为0，Ø6铣刀为2号，刀补设为2mm，则加工程序见表14-3。表14-3用刀具长度补偿编写的数控加工程序程序说明O1000;程序名N0020

G54

G90G17；建立工件坐标系等指令N0030

T01

M06;换01号刀N0040

S1200M03；主轴正转1200r/minN0050

G43

G00H01Z100.0；

建立1号刀具长度补偿，N0060

G00X20.0Y20.0；01号刀至下刀点N0070

Z5.0；

N0080

G01

Z-2.0F100；刀具Z向至槽底N0090X80.0；

N0100

G00

Z100.0；刀具上提100mmN0110G49;

N0120

M06T02；换02号刀N0140

S1500M03；主轴正转1500r/minN0150

G43

G00H02Z100.0；建立2号刀具长度补偿N0160

X20.0Y40.0；02号刀至下刀点N0170G01Z-2.0F100；Z向进刀至槽底N0180

X80.0；X向进给槽长N0190

G00

Z5.0；

N0200

X20.0Y60.0；刀具移至下刀点N0210

G01

Z-2.0F100；Z向进刀至槽底N0220

X80.0；X向进给槽长N0230

G00

Z100.0；

N0240

X0Y0；刀具移至退刀点N0250

G49；取消刀具补偿N0260

M05;

N0270

M30；程序结束典型案例实施2．刀具与切削用量选择

1．零件工艺分析

3．参考程序

工件在加工时需采用一次装夹方式，采用平口虎钳夹紧的装夹方式。通过图纸分析，确定工件S型槽加工部分，并保证槽深和槽宽的尺寸。如图14-11所示，加工工件时使用O为坐标原点。

图14-11编程原点示意图1．零件工艺分析尺寸计算铣S型槽在X正方向上的铣削起点坐标尺寸=15；铣S型槽在Y正方向上的铣削起点坐标尺寸=15+10=25；铣S型槽在X正方向上的铣削终点坐标尺寸=15+40=55；铣S型槽在Y正方向上的铣削终点坐标尺寸=15+40–10=45；2.刀具与切削用量选择表14-4刀具选择表产品名称或代号课内实训样件零件名称S型槽零件零件图号14-1序号刀具号刀具名称数量加工表面刀具半径R／mm刀具补偿号备注1T01键槽铣刀1粗铣S型槽301

2T02键槽铣刀1精铣S型槽302

编制

审核

批准

共1页第1页表14-5工艺卡片单位名称××××××产品名称或代号零件名称零件图号课内实训样件S型槽零件14-1工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统场地001O1400精密虎钳数控铣床XD－40AFANUC

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粗铣S型槽T01Φ66001001.8

02精铣S型槽T02Φ6800600.2

编制

审核

批准

共1页第1页3．程序编制

表14-6工件S型槽加工程序程序说明O1400；工件S型槽加工程序名N2G15G40G49G50G69G80；安全模式：取消指令N4G17G21G54G90G94；建立工件坐标系等指令N6T01;选择1号刀N8M06;机械手旋转换刀装刀N10M03S600；主轴转数为600r/min，主轴正转N12G00G43

H01

Z100.0M08；建立T01刀具长度补偿N14

X15.0

Y25.0；快速移动到下刀点的上方N16Z5.0；冷却液打开N18G01Z-1.8F100；粗铣S型槽——Ø6键槽铣刀T01N20G03

X25.0

Y15.0

R10.0；逆时针圆弧插补N22G01

X45.0；直线插补N24G03

X45.0Y35.0R10.0；逆时针圆弧插补N26G01

X25.0；直线插补N28G02

X25.0

Y55.0R10.0；顺时针圆弧插补N30G01

X45.0；直线插补N32G02

X55.0Y45.0R10.0；顺时针圆弧插补N34G00

Z100.0；快速退刀N36G49;取消刀具长度补偿N38T02;选择2号刀N40M06;机械手旋转换刀装刀N42M03S800；主轴转数为800r/min，主轴正转N44G00G43

H02Z100.0M08；建立T02刀具长度补偿N46

X15.0

Y25.0；快速移动到下刀点的上方N48Z5.0;

N50G01Z-2.0F60；精铣S型槽——Ø6键槽铣刀T02N52G03

X25.0

Y15.0

R10.0；逆时针圆弧插补N54G01

X45.0；直线插补N56G03

X45.0

Y35.0R10.0；逆时针圆弧插补N58G01

X25.0；直线插补N60G02

X25.0

Y55.0R10.0；顺时针圆弧插补N62