数控加工工艺与编程课件 3-2平板件铣削程序编制

数控加工工艺与编程主讲教师：项目三板壳件数控铣削加工与编程【项目目标】学会自觉遵守安全文明生产要求，规范地操作数控铣床；熟悉数控铣削加工的工作步骤，会根据零件的技术要求，合理制定零件数控加工工艺，正确编制零件数控加工程序，具备较复杂零件数控铣削加工能力；掌握数控铣削加工程序编制方法，学会应用铣削加工基本指令、子程序、宏程序、孔加工固定循环等数控指令书写格式及应用，能编制较复杂零件数控加工程序；掌握数控铣削加工工艺参数和工艺路线选择的原则，会编制数控铣削较复杂零件的工艺文件；熟练掌握数控铣削产品的质量检测技术，会正确选用刀具和常用量具、夹具，掌握数控铣床日常维护保养的基本方法。任务2平板件铣削程序编制【任务目标】

能查看工艺文件，了解零件加工的工艺信息；学会绘制走刀路线图；学会平板类零件的数控加工程序编制；能采用合适的方法检验程序。任务2平板件铣削程序编制任务描述一、任务内容某数控车间拥有配置FANUC数控系统的V600数控铣床8台，工厂要求该车间在一周内加工如图3-1-1所示平板10000件。该零件的工艺路线已由车间工艺员编制完成，如表3-1-1，表3-1-2。请根据所提供的零件图纸及该零件数控加工工艺文件，遵守数控编程相关原则，编制该工件的数控加工程序，上交零件数控加工程序清单，以便尽快组织生产。任务2平板件铣削程序编制任务描述二、实施条件1．生产车间或实训基地，供学生熟悉机械加工的工作过程，了解常见的加工方法、工艺装备等；2．零件的零件图纸、机械加工工艺文件等资料，供学生完成工作任务；3．数控车床编程说明书或计算机仿真软件使用手册，及数控编程的参考资料供学生获取知识和任务实施时使用。程序与方法任务2平板件铣削程序编制步骤一任务分析1．该平板零件材料是45#钢，毛坯是轧制钢板；2．零件的装夹采用精密平口钳，工件上表面高出钳口10mm左右，用百分表找正，如图3-2-1所示。3．零件的加工方案分为2个工步，使用的刀具如图3-2-2所示。（1）先用￠30面铣刀，加工上表面，切削速度为1000r/min，进给速度为400mm/min；（2）再用￠10圆柱铣刀，加工台阶面，切削速度为2000r/min，进给速度400mm/min；图3-2-1工件装夹方案图3-2-2刀具图T01T02程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识一、数控铣削加工编程坐标系编程坐标系又叫工件坐标系，是编程人员为了确定刀具在加工时的走刀位置在工件图纸上的建立的坐标系。工件坐标系中各轴的方向应该与机床坐标系相应的坐标轴方向一致。步骤二建立编程坐标系图3-2-4编程坐标系（1）编程原点应尽量选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，减少错误。（2）编程原点尽量选在精度较高的加工表面，以提高被加工零件的加工精度。（3）对称零件，编程原点应设在对称中心上。（4）一般原点，常设在工件外轮廓的某一角上。（5）Z轴方向上的原点，一般设在工件表面。程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识二、编程坐标系设定方法在加工时把编程原点设在工件上，工件坐标系的设定指令是规定工件坐标系原点的指令。数控编程时，必须先建立工件坐标系，用来确定刀具刀位点在坐标系中的坐标值。步骤二建立编程坐标系目前使用的数控铣床，绝大多数使用G54～G59来设定工件坐标系。用G54～G59可以选择六个工件坐标系，这六个工件坐标系的作用是相同的。用G54～G59设置工件坐标系时，必须预先测量出工件坐标系的零点在机床坐标系里的坐标值，并把这个坐标值存放在坐标偏置画面的相应的参数中，编程时再用指令G54～G59调用。程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识一、基本功能指令步骤三认识数控编程指令功能指令包括：刀具功能、主轴转速功能和进给功能。1．刀具功能由地址功能码T和数字组成，TXX，表示刀具号。2．主轴转速功能由地址码S与其后面的若干数字组成，单位为转速单位(r／min)。3．进给功能进给功能F表示刀具中心运动时的进给速度。由地址码F和后面若干位数字构成。数控铣削加工常用进给速度的单位（mm／min）。进给速度υf与每齿进给量fz有关。即υf=nZfz4．辅助功能辅助功能M03表示主轴正转，M05表示主轴停止，M30表示程序结束。程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识二、基本运动指令--G步骤三认识数控编程指令1．快速点定位G00指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的目标点。编程格式：G00X

Y

Z

；说明：X、Y、Z为终点坐标；3-2-6a同时到达终点3-2-6b单向移动至终点注意事项：①刀具运动轨迹不一定为直线（各轴以各自的速度移动，不能保证同时到达终点，其运动轨迹不一定是两点的连线，而有可能是一条折线）；②运动速度由系统参数给定；快移速度可由机床操作面板上的进给修调旋钮修正。③用此指令时不切削工件。如图3-2-6所示，从A点到B点快速移动的程序段为：G00X30Y50；刀具实际运动轨迹为图3-2-6b。程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识二、基本运动指令--G步骤三认识数控编程指令2．直线插补指令G01直线插补指令用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动。编程格式：G01XYZF；说明：①X、Y、Z为直线终点坐标②F为进给速度③G01为模态指令，如果后续的程序段不改变加工的线型，可以不再书写这个指令。④程序段指令刀具从当前位置以联动的方式，按程序段中F指令所规定的合成进给速度沿直线（联动直线轴的合成轨迹为直线）移动到程序段指定的终点，刀具的当前位置是直线的起点，为已知点。图3-2-6a中从A点到B点的直线插补运动,其程序段为：G01X30Y50F100；刀具实际运动轨迹也是从A到B间的直线。程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识二、基本运动指令--G步骤三认识数控编程指令在X-Y平面上的圆弧：在Z-X平面上的圆弧：在Y-Z平面上的圆弧：3.圆弧插补G02／G03程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识二、基本运动指令--G步骤三认识数控编程指令3．圆弧插补G02／G03①坐标平面的选择G17～G19分别表示刀具的圆弧插补平面和刀具半径补偿平面为空间坐标系中的XY、ZX、YZ平面，其中，G17指定XY平面；G18指定ZX平面；G19指定YZ平面。对于立式数控铣床，初始状态为G17，即可以省略。图3-2-7圆弧产部品面及方向辨别图3-2-8圆弧R+、—判别②移动方向G02为顺时针方向G03为逆时针方向圆弧顺逆方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03，具体方向见图3-2-8。程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识二、基本运动指令--G步骤三认识数控编程指令3．圆弧插补G02／G03③圆弧的圆心a)用半径指令圆心由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两种圆弧的可能性，大于180º和小于180º两个圆弧。如图3-2-9的图形。为便于区分，特规定圆心角≤180º时，用“十R”表示，如图中的圆弧1。圆心角＞180º时，用“一R”。如图中的圆弧2。注意：此种编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工。b)用I、J、K指令圆心G17时为I、J，G18时为I、K，G19时为J、K，其值为增量值，即从圆弧起点指向圆心的矢量在坐标轴上的分量，I、J、K分别对应坐标轴X、Y、Z。举例,图3-2-9所示点A到B的圆弧有：小圆弧（ADB）用G03X0Y25.R25.F100来编写；大圆弧（ACB）G03X0Y25.R-25.F100来编写。图3-2-9圆弧插补举例CD程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识一、数控铣刀的刀位点步骤四计算刀位点坐标值刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。加工时刀位点与工件轮廓重合，编程实际上是编制刀位点的运动轨迹。如下图3-2-10所示，圆柱铣刀（立铣刀、端铣刀）的刀位点是刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点是球头的球心点或球头顶点；钻头的刀位点是钻尖或钻头底面中心。图3-2-10铣刀刀位点程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识二、刀具的走刀路线步骤四计算刀位点坐标值刀具的运动轨迹可通过阅读零件数控加工工艺文件获得，对于一般零件，工艺人员只制定数控加工工序卡，规定出工步（所有加工表面）的加工要求，编程人员根据数控机床和使用刀具的特点，按照相关工艺原则确定各工步（加工表面）的走刀方式，在编程坐标系中画出刀具的运动轨迹，即走刀路线图。然后根据加工零件的尺寸要求计算出刀具运动过程中各点的坐标值。程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识三、数控铣削编程中的数值处理步骤四计算刀位点坐标值1．绝对值尺寸G90/增量值尺寸G91绝对编程：指机床运动部件的坐标尺寸值相对于坐标原点给出。增量编程：指机床运动部件的坐标尺寸值相对于前一位置给出。编程格式：G90/G91GXYZ；功能：G90-绝对坐标尺寸编程；G91-增量坐标尺寸编程说明：G90与G91后的尺寸字地址只能用X、Y、Z。G90与G91均为模态指令，可相互注消。编程时注意G90、G91模式间的转换。其中G90为机床开机的默认指令。使用G90、G91时无混合编程。程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识三、数控铣削编程中的数值处理步骤四计算刀位点坐标值2．基点节点（1）基点基点含义：构成零件轮廓的几何元素的交点或切点称为基点。特点：基点可以直接作为运动轨迹的起点或终点；相邻基点间只能有一个几何元素。基点直接计算的内容：每条运动轨迹的起点和终点在选定坐标系中的坐标、圆弧运动轨迹的圆心坐标值。特点：方法比较简单，一般可根据零件图样上给定的尺寸运用代数、三角、几何或解析几何的有关知识，直接计算出数值。要注意小数点后的位数要留够，以保证足够的精度。2）节点节点含义：将组成零件轮廓的曲线按照数控系统插补功能的要求，在满足允许的编程误差的条件下，用若干直线或圆弧去逼近曲线并近似代替曲线，逼近线段的交点或切点称为节点。节点的计算：常用的有直线逼近法和圆弧逼近法。程序与方法任务2平板件铣削程序编制相关知识三、数控铣削编程中的数值处理步骤四计算刀位点坐标值3．用字母或数字标出刀具路线图中的各点，并计算各点的坐标值。刀位点ABCDEFGHIJ坐标值X-705353-53-535353-53-5370Z-45-45-22.5-22.50022.522.54545表3-2-3上表面加工刀位点坐标表3-2-4台阶面加工刀位点坐标刀位点ABCD坐标值X4547.5-45-45Z-554545-55程序与方法任务2平板件铣削程序编制步骤五编写加工程序

数控加工程序清单

第

1页共

2页单位（公司）零件名称平面类零件3-1工序号

工步号

程序号

程序内容程序说明O3201程序名N10G90G54G80G40G49G00X-70Y-45建立工件坐标系，快速进给至切入点AN20M03S1000启动主轴，主轴转速1000r/minN30Z50M08主轴到达安全高度，同时打开冷却液N40G00Z5接近工件N50G01Z0F200下到Z0面N60X53F400加工上表面至BN70Y-22.5加工上表面至CN80X-53加工上表面至DN90Y0加工上表面至EN100X53加工上表面至FN110Y22.5加工上表面至GN120X-53加工上表面至HN130Y45加工上表面至IN140X70加工上表面至切出点JN150G00Z50M09Z向抬刀至安全高度，并关闭冷却液N160M05主轴停N170M30程序结束编制

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日期表3-2-5上表面加工程序程序与方法任务2平板件铣削程序编制步骤五编写加工程序表3-2-6台阶面加工程序数控加工程序清单

第

2页共

2页单位（公司）零件名称平面类零件3-1工序号

工步号

程序号

程序内容程序说明O3202程序名N10G90G54G80G40G49G00X45Y-55建立工件坐标系，快速进给至切入点A