数控机床编程与操作项目教程 第3版 课件 任务4.2 卧式加工中心箱体类零件的编程与加工

项目4加工中心的编程与加工数控机床编程与操作任务4.2卧式加工中心箱体类零件的编程与加工数控机床编程与操作知识目标掌握典型箱体类零件的加工工艺；掌握箱体类零件的装夹方案。任务导入任务分析知识学习任务实施知识拓展学习目标学习目标学习目标技能目标能够进行卧式加工中心对刀及操作；能够完成典型箱体类零件的程序编制及加工。任务导入任务分析知识学习任务实施知识拓展学习目标学习目标任务导入任务分析知识学习任务实施知识拓展学习目标任务导入

完成如图4-16所示的箱体类零件的程序编制及加工，中空为腔，毛坯铸件，材料是QT450，上下表面和其上孔已经在其他机床加工完成，下底面上的6×Φ11两侧分布的孔，其中一侧的两个孔已加工成Φ11H7的工艺孔。要求加工四个立面上的平面和孔。任务导入任务分析知识学习任务实施知识拓展学习目标任务导入任务分析知识学习任务实施知识拓展任务分析知识学习任务实施知识拓展任务导入任务导入任务分析

如图4-16所示，四个侧面中，前后两面各有三个凸台，箱体的右侧有一个凸台，共七个凸台。每个凸台上各有通孔，其中前后两面上对应的Φ30H7孔要求同轴度为Φ0.02mm，两同轴孔中心线对底面平行度为0.02mm，同时孔之间有平行度及孔间距公差要求。任务导入任务分析知识学习任务实施知识拓展学习目标任务分析学习目标知识学习任务实施知识拓展知识学习任务实施知识拓展知识学习任务实施知识拓展各凸台面表面粗糙度为Ra3.2um，相对于前后Φ30H7孔同轴心线的垂直度公差为0.06mm，每个凸台上6×M6-7H螺孔。由于需要加工三个方位，为加工方便，考虑使用卧式加工中心。卧式加工中心一般采用单刀多工位的方法进行加工。任务分析任务导入任务分析知识学习任务实施知识拓展学习目标任务分析知识学习任务实施知识拓展知识学习任务实施知识拓展知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标学习目标

如图4-17所示，卧式加工中心的主轴处于水平状态，通常带有可进行分度回转运动的正方形工作台。一般具有3~5个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标，它能够使工件在一次装夹后完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工，最适合加工箱体类零件；卧式加工中心特点知识学习学习目标任务分析任务导入任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展也可作多个坐标的联合运动，以便加工复杂的空间曲面。有的卧式加工中心带有自动交换工作台，如图4-18所示，在对位于工作位置的工作台上的工件进行加工的同时，可以对位于装卸位置的工作台上的工件进行装卸，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率。卧式加工中心特点知识学习学习目标任务分析任务导入任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展图4-17卧式五轴加工中心卧式加工中心知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入图4-18带交换工作台的卧式加工中心带交换工作台的卧式加工中心知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入1）工具选择

工具采用一面两孔定位，即以底面和2×Φ11H7工艺孔定位。考虑到要铣立面，为了防止刀具与压板干涉，箱体中间吊拉杆，在箱体顶面上压紧，让工件充分暴露在刀具下面，如图4-19所示，一次装夹完成全部加工内容，以保证各加工要素间的位置精度。

工、量、刃具选择知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入2）量具选择

轮廓尺寸用游标卡尺测量，深度尺寸用深度游标卡尺测量，千分尺测量Φ30H7的孔。3）刃具选择

该任务所需加工的凸台表面不大，垂直铣削高度只有100mm左右，采用Φ125端面铣刀粗精加工凸台面一次性完成。工、量、刃具选择知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入图4-19箱体定位和夹紧图箱体定位和夹紧图知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入（2）选择加工方案该任务有平面及孔的加工，加工方案如下。凸台：粗铣→精铣Φ25：镗削Φ30H7：粗镗Φ28→半精镗Φ29.8→孔口倒角→精镗M6：中心孔→螺纹底孔→攻螺纹加工方案知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入（3）确定加工顺序遵循工序集中、先面后孔、先粗后精、先主后次的原则确定本任务中面和孔的加工方案。由于本任务需要在三个不同的工位加工，刀具在每一工位上加工量较少，所以采用单刀多工位的方法进行加工。先铣侧平面，然后镗Φ25的孔至尺寸，接着粗镗、半精镗Φ30H7孔，钻M6螺纹中心孔，钻底孔、攻丝，最后精镗Φ30H7孔。具体工序步骤见表4-3。加工方案知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入工步号工步内容刀号刀具偏置刀具切削用量主轴转速rpm进给速度mm/min背吃刀量1粗精铣凸台T01H01Φ125端面铣刀300/400120/8012镗Φ25T02H02Φ25粗镗刀450503镗Φ28T03H03Φ28平底镗刀420454半精镗29.8T04H04Φ29.8平底镗刀400455Φ30H7孔孔口倒角T05H0545°倒角镗刀6001006钻M6中心孔T06H06Φ3中心钻15001007钻M6螺纹底孔T07H07Φ5麻花钻800508攻M6螺纹孔T08H08M6H2丝锥1001009精镗刀Φ30H7T09H09Φ30H7平底精镗刀55040加工工艺卡片（1）工件坐标系的建立在每个工位上分别建立一个工件坐标系，三个工位上的XY坐标位置如图4-20所示，Z方向的坐标零点在工件下底面。A面和C面的工件坐标系对称，这样坐标计算相对简单，方便编程。工件坐标系的建立知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入图4-20各个面的工件坐标系设定工件坐标系设定知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入O0011；主程序N10T01M06；换T01端面铣刀（Φ125）N20T02；刀库预选粗镗刀T02N30M03S300；N40G54G90G00X150Y77；定位到A面起刀点N50G43H01Z50；建立刀具长度补

偿，刀位点到Z50N60G01Z0.2F250M08；N70G01X-150F120；粗铣A面零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N80G65P0005B90；工作台转90°，B面到主轴侧N90G55G90G00X120Y88M03S300；粗铣B面N100G43H01Z0.2F250；N110G01X-105F120；N120G65P0005B180；工作台转180°

，C面到主轴侧N130G56G90G00X150Y77M03S300；

粗铣C面零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N140G43H01Z0.2F250；N150G01X-150F120；N160M03S400；改变S、F值，精铣C面N170G43H01Z0；N180G01X150F80；N190G65P0005B90；零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N200G55G90G00X105Y88M03S400；

精铣B面N210G43H01Z0；N220G01X-105F80；N230G65P0005B0；N240G54G90G00X150Y88M03S400；

精铣A面N250G43H01Z0；N260G01X-150F80；N270G49G00Z200M09；零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N280T02M06；换第二把刀N290T03；预选刀具N300G54G90G00M03S450M08；

镗A面3×Φ25N310G66P0007F50H02I5R5Z-30；N320M98P0006；N325G67N330G65P0005B180；N340G56G90G00M03S450M08；

镗C面3×Φ25零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N350G66P0007F50H02I5R5Z-30；N360M98P0006；N370G67N380G49G00Z200M09；N390T03M06；换第三把刀N400T04；N410G56G90G00M03S420M08；

粗镗C面3×Φ30H7为Φ28N420G66P0008F45H03I5R5Z-19.8X2；N430M98P0006；零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N435G67N440G65P0005B90；N450G55G90G00X0Y88M03S420M08；

粗镗B面Φ30H7为Φ28N460G65P0008F45H03I5R5Z-19.8X2；N465G65P0005B0；N470G54G90G00M03S420M08；

粗镗A面3×Φ30H7为Φ28N480G66P0008F45H03I5R5Z-19.8X2；N490M98P0006；N495G67N500G49G00Z200M09；零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N510T04M06；换第四把刀N520T05；N530G54G90G00M03S400M08；

半精镗A面3×Φ30H7为Φ29.5N540G66P0008F45H04I5R5Z-19.9X2；N550M98P0006；N555G67N560G65P0005B90；N570G55G90G00X0Y88M03S400M08；

半精镗B面Φ30H7为Φ29.5N580G65P0008F45H04I5R5Z-19.9X2；零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N590G65P0005B180；N600G56G90G00M03S400M08；半精镗C面3×Φ30H7为Φ29.5N610G66P0008F45H04I5R5Z-19.9X2；N620M98P0006；N625G67N630G49G00Z200M09；N640T05M06；换第五把刀N650T06；N660G56G90M03S600M08；

C面3×Φ30H7倒角零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N670G66P0008F100H05I5R5Z-1X2；必要时修改倒角大小N680M98P0006；N685G67N690G65P0005B90；N700G55G90X0Y88S600M03M08；

B面Φ30H7倒角N710G65P0008F100H05I5R5Z-1X2；必要时修改倒角大小N720G65P0005B0；零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N730G54G90G00S600M03M08；

A面3×Φ30H7倒角N740G66P0008F100H05I5R5Z-1X2；必要时修改倒角大小N750M98P0006；N755G67 N760G49G00Z200M09；N770T06M06；换第六把刀N780T07；N790G54G90G00M03S1500M08；钻A面18×M6-7H中心孔零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N800G66P0007F100H06I5R5Z-5；必要时修改倒角大小N810G65P0010X50Y48R22A30C6；右侧6×M6N820G65P0010X0Y88R22A30C6；中间6×M6N830G65P0010X-50Y48R22A30C6；左侧6×M6N835G67N840G65P0005B90；N850G55G90G00M03S1500M08；

钻B面6×M6-7H中心孔零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N860G66P0007F100H06I5R5Z-5；N870G65P0010X0Y88R22A30C6；N875G67N880G65P0005B180；N890G56G90G00M08M03S1500；

钻C面18×M6-7H中心孔N900G66P0007F100H06I5R5Z-5；N910G65P0010X50Y48R22A30C6；

右侧6×M6N920G65P0010X0Y88R22A30C6；

中间6×M6零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N930G65P0010X-50Y48R22A30C6；

左侧6×M6N935G67N940G49G00Z200M09；N950T07M06；换第七把刀N960T08；N970G56G90G00M03S800M08；

钻C面18×M6-7H底孔N980G66P0007F50H07I5R5Z-11；N990G65P0010X50Y48R22A30C6；N1000G65P0010X0Y88R22A30C6；零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N1010G65P0010X-50Y48R22A30C6；N1015G67N1020G65P0005B90；N1030G55G90G00M03S800M08；

钻B面6×M6-7H底孔N1040G66P0007F50H07I5R5Z-11；N1050G65P0010X0Y88R22A30C6；N1055G67N1060G65P0005B0；N1070G54G90G00M03S800M08；

钻A面18×M6-7H底孔零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N1080G66P0007F50H07I5R5Z-11；N1090G65P0010X50Y48R22A30C6；N1100G65P0010X0Y88R22A30C6；N1110G65P0010X-50Y48R22A30C6；N1115G67N1120G49G00Z200M09；N1130T08M06；换第八把刀N1140T09；N1150G54G90G00M03S100M08；

攻A面18×M6-7H零件参考主程序知识学习任务导入知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N1160G66P0009H08I5R5Z-10；N1170G65P0010X50Y48R22A30C6；N1180G65P0010X0Y88R22A30C6；N1190G65P0010X-50Y48R22A30C6；N1195G67N1200G65P0005B90；N1210G55G90G00M03S100M08；

攻B面6×M6-7HN1220G66P0009H08I5R5Z-10；N1230G65P0010X0Y88R22A30C6；零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N1235G67N1240G65P0005B180N1250G56G90G00M03S100M08；

攻C面18×M6-7HN1260G66P0009H08I5R5Z-10；N1270G65P0010X50Y48R22A30C6；N1280G65P0010X0Y88R22A30C6；N1290G65P0010X-50Y48R22A30C6；N1295G67N1300G49G00Z200M09；N1310T09M06；换第九把刀零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N1320G56G90G00S550M03M08；

精镗C面3×Φ30H7N1330G66P0008F40H09I5R5Z-30X2；N1340M98P0006；N1345G67N1350G65P0005B90；N1360G55G90G00M08S550；

精镗B面Φ30H7N1370G66P0008F40H09I5R5Z-30X2；N1375G67零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入N1380G65P0005B0；N1390G54G90G00M03S550M08；

精镗A面3×Φ30H7N1400G66P0008F40H09I5R5Z-30X2；N1410M98P0006；N1415G67N1420G40G49G28Z0；退刀，回参考点N1430M30；程序结束零件参考主程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入O0005；工作台分度宏程序N10G90G00G40G49G80；初始化N20G91G28Z0；N30B#2；工作台转位分度数用变量#2表示N40M99；宏程序结束O0006；加工3×Φ30H7和3×Φ25

子程序，A面、C面程序相同N10X50Y48；右侧孔N20X0Y88；中间孔N30X-50Y48；左侧孔N40M99；子程序结束，返回主程序工作台分度宏程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入O0007；钻孔宏程序，类似于G81N10G90G00G43H#11Z#4；N20Z#18；快速到参考平面R=#18N30G01Z#26F#9；工进到孔深Z=#26N40G00Z#4；快速返回到初始平面I=#4N50M99；宏程序结束钻孔宏程序，类似于G81知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入O0008；钻孔宏程序，类似于G82N10G90G00G43H#11Z#4；N20Z#18；N30G01Z#26F#9；N40G04X#24；孔底暂停时间X=#24N50G00Z#4；N60M99；钻孔宏程序，类似于G82知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入O0009；

攻螺纹宏程序，类似于G84N10G90G00G43H#11Z#4；N20Z#18；N30G01Z#26F100；N40M04；孔底主轴反转N50G01Z#18；N60M03；N70G00Z#4；N80M99；攻螺纹宏程序，类似于G84知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入O0010；圆周均布孔位坐标宏程序N10#2=360/#3；圆周均布，两孔间夹角#2N20#4=0；孔加工计数器#4置0N30WHILE[#4LT#3]DO1；

当#4＜#3时，循环执行

N40~N50程序N40G00X[#24+#18*COS[#1+#4*#2]]

Y[#25+#18*SIN[#1+#4*#2]]；孔位坐标N50#4=#4+1；孔加工计数器累加计数N60END1；循环结束N70M99；宏程序结束，返回主程序圆周均布孔位坐标宏程序知识学习知识学习任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展任务实施知识拓展学习目标任务分析任务导入1.加工准备（1）检查毛坯尺寸。（2）开机、回参考点。（3）程序输入：把编写好的数控程序输入数控系统。（4）工件装夹：采用一面两孔定位，箱体中间吊拉杆，在箱体顶面上压紧，见图4-11。（5）刀具装夹：安装寻边器，根据工件坐标系对刀设定G54、G55、G56零点偏置。安装所有刀具并对刀，设定刀具参数。任务实施任务实施学习目标任务分析任务导入知识学习知识拓展2.对刀操作及工件坐标系设定选第一把刀T1为基准刀，通过寻边器对X、Y轴，再用Z轴设定器确定Z轴零点，在G54偏置中设定工件坐标系，H01刀具长度补偿值设定为0。同理，选第二把刀T2，刀尖碰到Z轴设定器，记下此时机床坐标值，把值输入相对应参数H02，其他刀具以此类推。同理在B、C面对刀，参数设定在G55、G56中。对刀操作及工件坐标系设定任务实施任务实施学习目标任务分析任务导入知识学习知识拓展3.空运行

FAUNC系统：调整机床中刀具半径补偿值，把坐标系偏移中的Z方向值变为“＋50”，打开程序，选择MEM工作模式，按下空运行按钮，按循环启动按钮，观察程序运行及加工情况；或用机床锁住功能进行空运行，空运行结束后，使空运行按钮复位。程序空运行任务实施任务实施学习目标任务