数控加工工艺与编程教学课件作者赵华电子教案模块五数控铣床编程

1、模块五 数控铣床的编程,任务一 直线图形加工 任务二 圆弧图形加工 任务三 轮廓加工 任务四 平面外轮廓加工 任务五 平面内轮廓加工 任务六 轮廓综合加工 任务七 凹槽加工 任务八 直沟槽、圆弧槽加工 任务九 三维曲面铣削 任务十 孔加工 任务十一 数铣综合加工,任务一 直线图形加工,【学习目标】 1、知识目标 (1)掌握G00、G01、M指令及应用。 (2)会编制完整数控加工程序。 (3)了解FANUC系统常用G指令 2、技能目标 （1）熟练掌握试切对刀法。 （2）会制定加工方案。 （3）掌握空运行及单段加工方法。,下一页,返回,任务一 直线图形加工,本课题完成零件如图5-1所示的零件加工，深度为1mm，材料为硬铝。,下一页,上一页,返回,图5-1零件图,任务一 直线图形加工,【知识学习】 一、程序指令 1、FANUC 0i系统常用G代码功能,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,表5-1 FANUC 0i系统常用G代码功能,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,说明： 1、指令前带“*”表示程序启动时生效。 2、“0”组指令为非模态代码。 3、程序段中指令位置可以不固定

2、，一般习惯顺序为：N_G_X_Y_Z_F_T_D_M_ 2、快速定位G00指令 （1） 指令功能 刀具以机床规定的速度（快速）从当前点运动到指定的目标点。 （2）指令格式 G00 X_ Y_ Z_ 其中，X，Y，Z为目标点的坐标。 如：G00 X40 Y30 Z5 刀具空间快速运动到（40,30,5）点。 （3）G00使用说明 用G00指令快速移动时指令F约束的进给速度无效。 G00一经使用持续有效，直到被同组G代码（G1、G2、）取代为止。 G00指令刀具运动速度快，容易撞刀，只能使用在空中运行的场合，能减少运动时间，提高效率。,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,向下运动时，不能以G00速度运动切入工件，一般应离工件有510mm的安全距离，不能在移动过程中碰到机床、夹具等。如图5-2所示。,下一页,上一页,返回,图5-2快速定位,任务一 直线图形加工,3、直线插补 G01指令 （1）指令功能 刀具以给定的进给速度运动到目标点 （2）指令格式 G01 X_ Y_ Z_ F_ 其中，X 、 Y 、Z为目标点的坐标；F为刀具进给速度的大小，单位一般为毫米/分钟（mm/min）。

3、例： 如图5-3所示，刀具起点在P1(40,50)点，直线加工到P2(80,90)点，再直线加工到P3(120,70)点，数控加工程序为： N20 G101 X80 Y90 F70；由P1直线插补到P2，进给速度为70 mm/min。 N30 G01X120 Y70 F70；由P2直线插补到P3，进给速度为70 mm/min（G1、F70为续效指令，此处可省略）。 （3）指令使用说明 1）用于直线插补，必须给定刀具进给速度。 2）G01为模态代码，一经使用持续有效，直到被同组G代码取代为止。,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,二、加工工艺分析 1、工、量、刃具选择 （1）工具选择 工件采用平口虎钳装夹，下用垫铁支承。工件装夹见本节知识拓展。 （2）量具选择 加工尺寸精度要求不高，量具用0150mm游标卡尺，另用百分表校正平口虎钳。 （3）刀具选择 铣刀直径选用与图形宽带相同的键槽铣刀，见表5-2。 表5-2 加工工、量、刃具清单,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,2、加工工艺方案 （1）加工工艺路线 此工件加工不需分粗、精加工，一次垂直下刀至图样要求的深度尺寸。加工

4、路线应考虑路径最短原则，此工件加工分为2个部分，刀具应注意设置抬刀工艺。 （2）合理选择切削用量 加工材料为硬铝，硬度低，切削力小，主轴转速可选择较高；刀具直径为3 mm，进给速度应选择较小。具体如下： 主轴转速：1200r/mm 进给速度：垂直加工 50mm/min 表面加工70mm/min 3、参考程序编制 （1）、工件坐标系建立 根据工件坐标系建立原则。Z坐标零点设置在工件上表面，X、Y零点设置在工件的左下角。 （2）基点坐标的计算 零件各几何要素之间的连结点称为基点，如零件轮廓上两条直线的交点、直线与圆弧的交点或切点等。基点坐标是编程中需要的重要数据。,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,（3）程序编制 刀具运动之前，必需做好各项准备工作，编程时这些准备工作的指令应编写在程序的第一、二程序段内，然后再编写控制刀具运动的指令，准备工作一般有： 工件坐标系的选择指令：G54G59。 主轴控制指令：M03（或M04）、S指令。 加工所用的刀具号，即T指令代码。 切削液打开指令：M08（不用切削液则可不编写，或不编写，自动加工时通过控制面板上的切削液控制开关打开也可）。 系统的

5、初始设置：如取消刀具半径补偿（G40）、取消刀具长度补偿（G49）、绝对编程（G90）、每分钟进给速度（G94）、米制尺寸（G21）、取消固定循环（G80）、取消坐标系偏转（G69）、XY平面选择（G17）等指令。这些G指令规定计算的条件，不能控制相对运动，所以它们可以与控制运动的G指令出现在同一程序段中，也可单独成段。,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,刀具起点位置 此点为编程人员自己设计，设计原则为安全第一，即保证刀具运行时不会发生撞刀以及便于批量生产时工件的装夹。 以上加工准备指令可以写在同一程序段内，也可分别写在不同程序段内，多数数控加工程序第一、第二程序段都类似，不同的是工艺参数不同而已。如： N10 G54 G40 G90 G94 G17 G80 M03 S1200 N20 M08 T01 (4)参考程序 N10 G54 G90 G40 M3 S1200 T01 设置零点偏移，主轴正转，转速1200r/min，T01号刀具 N20 G00 X5.0 Y35.0 Z5.0 刀具空间快速移动到P1点上方5mm处 N30 G01 Z-1.0 F50 G01速度垂直下刀，

6、深1mm,进给速度50mm/min N40 X25.0 F70 G01速度加工到P2点，进给速度70mm/min N50 X5.0 Y5 G01速度加工到P3点，进给速度70mm/min N60 X25.0 G01速度加工到P4点，进给速度70mm/min,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,N70 G00 Z5.0 G00速度抬刀，Z方向坐标5mm N80 X30.0 Y35.0 刀具空间快速移动到P5点上方5mm处 N90 G01 Z-1.0 F50 G01速度垂直下刀，深1mm,进给速度50mm/min N100 X40.0 Y20.0 F70 G01速度加工到P6点，进给速度70mm/min N110 Y5.0 G01速度加工到P7点，进给速度70mm/min N120 G00 Z5.0 G00速度抬刀，Z方向坐标5mm N130 X50.0 Y35.0 刀具空间快速移动到P8点上方5mm处 N140 G01 Z-1.0 F50 G01速度垂直下刀，深1mm,进给速度50mm/min N150 X40 Y20 F70 G01速度加工到P6点，进给速度70mm/min N

7、160 G00 Z5.0 G00速度抬刀，Z方向坐标5mm N170 X55.0 Y35.0 刀具空间快速移动到P9点上方 N180 G01 Z-1.0 F50 G01速度垂直下刀，深1mm,进给速度50mm/min N190 X75.0 Y5.0 F70 G01速度加工到P12点，进给速度70mm/min N200 G00 Z5.0 G00速度抬刀，Z方向坐标5mm N210 X75.0 Y35.0 刀具空间快速移动到P11点上方,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,N220 G01 Z-1.0 F50 G01速度垂直下刀，深1mm,进给速度50mm/min N230 X55.0 Y5.0 F70 G01速度加工到P10点，进给速度70mm/min N240 G00 Z100.0 G00速度抬刀，Z方向坐标100mm N250 M02 程序结束,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,三、工件的安装 1、用机用平口虎钳安装工件 机用平口虎钳适用于中小尺寸和形状规则的工件安装，它是一种通用夹具，一般有非旋转式和旋转式两种，前者刚性较好，后者底座上有一刻度盘，能够把平口虎钳转

8、成任意角度。安装平口虎钳时必须先将底面和工作台面擦干净，利用百分表校正钳口，使钳口与横向或纵向工作台方向平行，以保证铣削的加工精度，如图5-4所示。 数控铣床上加工的零件多数为半成品，利用平口虎钳装夹的工件尺寸一般不超过钳口的宽度，所加工的部位不得与钳口发生干涉。平口虎钳安装好后，把工件放入钳口内，并在工件的下面垫上比工件窄、厚度适当且要求较高的等高垫块，然后把工件夹紧。为了使工件紧密地靠在垫块上，应用铜锤或木锤轻轻的敲击工件，直到用手不能轻易推动等高垫块时，最后再将工件夹紧在平口虎钳内。工件应当紧固在钳口比较中间的位置，装夹高度以铣削尺寸高出钳口平面 35mm 为宜，用平口虎钳装夹表面粗糙度较差的工件时，应在两钳口与工件表面之间垫一层铜皮，以免损坏钳口，并能增加接触面。图5-4所示为使用机用平口虎钳装夹工件的几种情况。,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,2、用组合压板安装工件 对于体积较大的工件大都用组合压板来装夹，根据图纸的加工要求，可将工件直接压在工作台面上，图5-5a所示，这种装夹方法不能进行贯通的挖槽或钻孔加工等；也可在工件下面垫上厚度适当且要求较高的等高垫块后再将

9、其压紧，图5-5b所示，这种装夹方法可进行贯通的挖槽或钻孔加工。,下一页,上一页,返回,b）,a）,1-工作台 2-支承块 3-压板 4-工件 5-双头螺柱 6-等高垫块 图5-5 组合压板安装工件的方法,任务一 直线图形加工,使用压板时应注意以下几点： （1）必须将工作台面和工件底面擦干净，不能拖拉粗糙的铸件、锻件等，以免划伤台面。在工件的光洁表面或材料硬度较低的表面与压板之间，必须安置垫片（如铜片或厚纸片），这样可以避免表面因受压力而损伤。 （2）压板的位置要安排得妥当，要压在工件刚性最好的地方，不得与刀具发生干涉，夹紧力的大小也要适当，不然会产生变形。 （3）支撑压板的支承块高度要与工件相同或略高于工件，压板螺栓必须尽量靠近工件，并且螺栓到工件的距离应小于螺栓到支承块的距离，以便增大压紧力。螺母必须拧紧，否则将会因压力不够而使工件移动，以致损坏工件、机床和刀具，甚至发生意外事故。,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,3、用精密治具板安装工件 精密治具板具有较高的平面度、平行度及表面粗糙度，工件或模具可通过尺寸大小选择不同的型号或系列，如图5-6所示。有些工件或大型模具在装夹后必须同时完成整个表面、外形、型腔及孔的加工才能保证其精度要求时，采用HP、HH、HM系列精密治具板安装，装夹前必须在工件底平面合适的位置加工出深度适宜的工艺螺钉孔（在加工模具时，其工艺螺钉孔位置应考虑到今后模具安装时能被利用掉），利用内六角螺钉将工件锁紧在精密治具板上（在加工贯通的型腔及通孔时，必须在工件与精密治具板之间合适的位置放入等高垫块），然后再将精密治具板安装在工作台面上。一些工件在使用组合压板装夹，工作台面上的T形槽不能满足安装要求时，采用HT、HL、HC系列精密治具板安装，利用组合压板将工件装夹在精密治具板上，然后再将精密治具板安装在工作台面上，这类系列的精密治具板还适用于零件尺寸较小时的多件一次性装夹加工。,下一页,上一页,返回,任务一 直线图形加工,下一页,上一页,返回,HT系列 HL系列 HC系列,HP系列

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