數(shù)控銑床編程與操作項目教程 第4版 課件 項目五　凹槽加工 任務(wù)一　鍵槽加工

項目五凹槽加工

[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識目標(biāo)①理解局部坐標(biāo)系概念；②熟練應(yīng)用子程序編程；③掌握坐標(biāo)軸偏移指令；④掌握鍵槽加工工藝制定方法。

任務(wù)一

鍵槽加工2.技能目標(biāo)①會選擇鍵槽銑刀；②會進(jìn)行圓弧切向進(jìn)刀；③會進(jìn)行鍵槽銑削方法及尺寸控制。加工任務(wù)[知識學(xué)習(xí)]

一、編程指令

1.局部坐標(biāo)系概念如果工件在不同位置有重復(fù)出現(xiàn)的形狀或結(jié)構(gòu)，可把這一部分形狀或結(jié)構(gòu)編寫成子程序，主程序在適當(dāng)?shù)奈恢谜{(diào)用、運(yùn)行，即可加工出相同的形狀和結(jié)構(gòu)，從而簡化編程。而編寫子程序時不可能用工件坐標(biāo)系，必須重新建立一個子程序的坐標(biāo)系，這種在工件坐標(biāo)系中建立的子坐標(biāo)系稱為局部坐標(biāo)系。

如圖5-3所示：加工五個矩形槽，用子程序編程，方便快捷，工件坐標(biāo)系XOY設(shè)置在工件左下角，而子程序坐標(biāo)系，即局部坐標(biāo)系則應(yīng)設(shè)置在矩形槽中心，即X′0′Y′。子程序中基點坐標(biāo)是相對對于局部坐標(biāo)系X′0′Y′（當(dāng)前坐標(biāo)系）而言，其坐標(biāo)值計算方便、快捷。圖5-32.坐標(biāo)系（可編程的）偏移指令（1）指令功能通過編程將工件坐標(biāo)系原點偏移到需要的位置，如偏移到局部坐標(biāo)系原點上，使工件坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系重合。（2）指令格式表5-1發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)坐標(biāo)系偏移指令格式系統(tǒng)發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)指令格式G52X

Y

Z

；坐標(biāo)系偏移。G52X0Y0Z0；取消坐標(biāo)系偏移TRANSX

Y

Z

；可編程的零點偏移ATRANSX

Y

Z

；附加的編程零點偏移TRANS；指令后面不帶數(shù)值，表示取消當(dāng)前的可編程零點偏移、偏轉(zhuǎn)、鏡像等。表5-2發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)示例程序程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）指令說明N10G0G54X0Y0G0G54X0Y0刀具移動到工件坐標(biāo)系原點O點處N20G52X20Y20Z0TRANSX20Y20Z0將工件坐標(biāo)系偏移到X20Y20處N30G00X0Y0G00X0Y0在局部坐標(biāo)（當(dāng)前坐標(biāo)）系中，刀具移動到X0Y0處即槽1#幾何中心點N40G52X60Y20Z0TRANSX60Y20Z0將工件坐標(biāo)系偏移到X60Y20處N50G00X0Y0G00X0Y0在局部坐標(biāo)（當(dāng)前坐標(biāo)）系中，刀具移動到X0Y0處即槽2#幾何中心點N60G52X0Y0Z0TRANS取消坐標(biāo)系偏移N70G00X0Y0G00X0Y0刀具移動到工件坐標(biāo)系原點O點處

（3）指令使用說明1）坐標(biāo)系偏移指令要求為一個獨立程序段。2）坐標(biāo)系偏移指令可以對所有坐標(biāo)軸零點進(jìn)行偏移。3）用G52及TRANS后的偏移指令取代先前的偏移指令（即都是在工件坐標(biāo)系基礎(chǔ)上進(jìn)行偏移），而ATRANS則是可附加在已偏移坐標(biāo)軸基礎(chǔ)上再偏移。4）坐標(biāo)系偏移指令有多種，可設(shè)定的偏移（如G54、G55等）、可編程的偏移等。5）發(fā)那科系統(tǒng)說明書中常稱G52指令為局部坐標(biāo)系指令，其含義相同。

二、加工工藝分析

1.工、量、刃具選擇（1）工具選擇：工件采用平口鉗裝夾。

（2）量具選擇：輪廓尺寸、槽間距用游標(biāo)卡尺測量，深度尺寸用深度游標(biāo)卡尺測量。

（3）刃具選擇：刀具直徑選擇主要應(yīng)考慮凹槽拐角圓弧半徑值大小，本任務(wù)最小圓弧輪廓半徑R5，所選銑刀直徑應(yīng)小于等于?10，此處選?8；粗加工用鍵槽銑刀銑削，精加工用能垂直下刀的立銑刀或用鍵槽銑刀替代。表5-3工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號SKX5-1-1種類序號名稱規(guī)格精度單位數(shù)量工具1平口鉗QH135

個12扳手

把13平行墊鐵

副14塑膠榔頭

個1量具1游標(biāo)卡尺0～150mm0.02把12深度游標(biāo)卡尺0～200mm0.02把13百分表及表座0～10mm0.01個14粗糙度樣板N0～N112級副1刃具1鍵槽銑刀?8

個12立銑刀?8

個1

2.加工工藝方案（1）加工工藝路線

槽1#、槽2#、槽3#尺寸完全一樣，可編寫一個子程序，調(diào)用三次。

槽4#、槽5#尺寸完全一樣可另編一子程序，調(diào)用二次；

粗、精加工子程序分別編寫，加工時分別調(diào)用。

子程序坐標(biāo)系（局部坐標(biāo)系）建立在槽的幾何中心上，工件坐標(biāo)系建立在工件幾何中心上，用坐標(biāo)系偏移指令將工件坐標(biāo)系原點偏移到局部坐標(biāo)系原點上再調(diào)用子程序。

1）圓弧切入、切出槽加工與內(nèi)輪廓加工類似無法沿輪廓延長線方向切入、切出，一般都沿法向切入、切出，也可沿槽內(nèi)輪廓切向切入、切出；具體做法是沿內(nèi)輪廓設(shè)置一過渡圓弧切入和切出工件輪廓，如圖5-4加工圓形槽切入、切出路徑。圖5-5為加工鍵槽使用刀具半徑補(bǔ)償后再設(shè)置圓弧切入、切出路徑。刀具半徑補(bǔ)償后再設(shè)置圓弧切入、切出路徑。

圖5-4圖5-52）銑削方向的確定與內(nèi)輪廓加工一樣，順銑時由于切削厚度由厚變薄，不存在刀齒滑行，刀具磨損少，表面質(zhì)量較高；故一般都采用順銑方式。當(dāng)銑刀沿槽輪廓逆時針方向銑削時，刀具旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給方向一致為順銑如圖5-5所示。3）銑削路徑銑削凹槽時仍采用行切和環(huán)切相結(jié)合的方式進(jìn)行銑削，以保證能完全切除槽中余量，本任務(wù)由于凹槽寬度較小，銑刀沿輪廓加工一圈即可把槽中余量全部切除，故不需采用行切方式切除槽中多余余量。其中每一個槽，分為粗、精兩道加工路線；粗加工時，留0.3mm左右精加工余量，再精加工至尺寸。

（2）合理切削用量選擇

表5-4粗、精銑削用量刀具工作內(nèi)容F(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀粗銑（T1）垂直進(jìn)給深度方向留0.3mm精加工余量501000表面直線進(jìn)給輪廓留0.3mm精加工余量701000表面圓弧進(jìn)給輪廓留0.3mm精加工余量701000高速鋼立銑刀精銑（T2）垂直進(jìn)給501200表面直線進(jìn)給601200表面圓弧進(jìn)給601200

三、參考程序編制

1.工件坐標(biāo)系建立

工件坐標(biāo)系X、Y零點建立在工件幾何中心上；Z方向零點設(shè)置在工件上表面；

子程序坐標(biāo)系（局部坐標(biāo)系）X、Y零點建立在鍵槽幾何中心上，Z零點仍設(shè)置在工件上表面上。

2.基點坐標(biāo)計算鍵槽幾何中心在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，即采用坐標(biāo)系偏移指令偏移值。槽1（-20，20）槽2（0，0）槽3（20，-20）槽4（-20，-20）槽5（20，20）

子程序中局部坐標(biāo)系為鍵槽幾何中心，局部坐標(biāo)系中基點A、B、C、D點（見圖5-1-6）在局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值見表5-6所示。槽1、2、3A（7.5，-5）槽4、5A(10，-7.5)B（7.5，5）B(10，7.5)C（-7.5，5）C(-10，7.5)D（-7.5，-5）D(-10，-7.5)圖5-6

3.參考程序

主程序：發(fā)那科系統(tǒng)程序名“O0510”；西門子系統(tǒng)程序名“XX0510.MPF”程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N5G40G90G49G80G40G90設(shè)置初始狀態(tài)N10G54M3S1000T01G54M3S1000T01D01建立工件坐標(biāo)系，選刀具N20G52X-20Y-20Z0TRANSX-20Y-20Z0工件坐標(biāo)系偏移到槽4中心N30M98P0020L20調(diào)用子程序粗加工槽4N40G52X20Y20Z0TRANSX20Y20Z0工件坐標(biāo)系偏移到槽5中心N50M98P0020L20調(diào)用子程序粗加工槽5N60G52X-20Y20Z0TRANSX-20Y20Z0工件坐標(biāo)系偏移到槽1中心N70M98P0030L30調(diào)用子程序粗加工槽1N80G52X0Y0Z0TRANS取消坐標(biāo)軸偏移N90M98P0030L30調(diào)用子程序粗加工槽2N100G52X20Y-20Z0TRANSX20Y-20Z0工件坐標(biāo)系偏移到槽3中心N110M98P0030L30調(diào)用子程序粗加工槽3N120G52X0Y0Z0TRANS取消坐標(biāo)軸偏移N130M5M5主軸停N140M0M0程序停,手動換刀并改參數(shù)N150M3S1200T02M3S1200T02D02設(shè)置精加工參數(shù)N160G52X-20Y-20Z0TRANSX-20Y-20Z0工件坐標(biāo)系偏移到槽4中心N170M98P0200L200調(diào)用子程序精加工槽4N180G52X20Y20Z0TRANSX20Y20Z0工件坐標(biāo)系偏移到槽5中心N190M98P0200L200調(diào)用子程序精加工槽5N200G52X-20Y20Z0TRANSX-20Y20Z0工件坐標(biāo)系偏移到槽1中心N210M98P0300L300調(diào)用子程序精加工槽1N220G52X0Y0Z0TRANS取消坐標(biāo)軸偏移N230M98P0300L300調(diào)用子程序精加工槽2N240G52X20Y-20Z0TRANSX20Y-20Z0工件坐標(biāo)系偏移到槽3中心N250M98P0300L300調(diào)用子程序精加工槽3N260G52X0Y0Z0TRANS取消坐標(biāo)軸偏移N270G0Z100G0Z100刀具抬起N280M30M30程序結(jié)束槽4#、5#粗加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0020”；西門子系統(tǒng)

“L20．SPF”。程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N10G0G43X10Y2Z5H01G0X10Y2Z5刀具空間移動至局部坐標(biāo)系中X10Y2上方N20G1Z-2.7F50G1Z-2.7F50下刀N30G41X5Y-2.5D01F70G41X5Y-2.5F70建立半徑補(bǔ)償N40G3X10Y-7.5R5G3X10Y-7.5CR=5圓弧切入至A點N50X10Y7.5R7.5X10Y7.5CR=7.5圓弧加工至B點N60G1X-10Y7.5G1X-10Y7.5直線加工至C點N70G3X-10Y-7.5R7.5G3X-10Y-7.5CR=7.5圓弧加工至D點N80G1X10Y-7.5G1X10Y-7.5直線加工至A點N90G3X15Y-2.5R5G3X15Y-2.5CR=5圓弧切出N100G1G40X10Y2G1G40X10Y2取消刀具半徑補(bǔ)償N110G0Z5G0Z5抬刀N120M99M17子程序結(jié)束并返回主程序槽1#、2#、3#粗加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0030”；西門子系統(tǒng)“L30．SPF”。程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N10G0G43X15Y5Z5H01G0X15Y5Z5刀具空間移動至局部坐標(biāo)系中X15Y5上方N20G41X4.854Y-4D1G41X4.854Y-4建立刀具半徑補(bǔ)償N30G1Z-2.7F50G1Z-2.7F50下刀深度2.7mmN40G3X7.5Y-5R4F70G3X7.5Y-5CR=4F70圓弧切入至A點N50X7.5Y5R5X7.5Y5CR=5圓弧加工至B點N60G1X-7.5Y5G1X-7.5Y5直線加工至C點N70G3X-7.5Y-5R5G3X-7.5Y-5CR=5圓弧加工至D點N80G1X7.5Y-5G1X7.5Y-5直線加工至A點N90G3X10.146Y-4R4G3X10.146Y-4CR=4圓弧切出N100G0Z5G0Z5抬刀N110G40X15Y5G40X15Y5取削刀具半徑補(bǔ)償N120M99M17子程序結(jié)束并返回主程序槽4#、5#精加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0200”；西門子系統(tǒng)

“L200．SPF”。程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N10G0G43X10Y2Z5H02G0X10Y2Z5刀具空間移動至局部坐標(biāo)系中X10Y2上方N20G1Z-3F50G1Z-3F50下刀N30G41X5Y-2.5D02F60G41X5Y-2.5F60建立半徑補(bǔ)償N40G3X10Y-7.5R5G3X10Y-7.5CR=5圓弧切入至A點N50X10Y7.5R7.5X10Y7.5CR=7.5圓弧加工至B點N60G1X-10Y7.5G1X-10Y7.5直線加工至C點N70G3X-10Y-7.5R7.5G3X-10Y-7.5CR=7.5圓弧加工至D點N80G1X10Y-7.5G1X10Y-7.5直線加工至A點N90G3X15Y-2.5R5G3X15Y-2.5CR=5圓弧切出N100G1G40X10Y0G1G40X10Y0取消刀具半徑補(bǔ)償N110G0Z5G0Z5抬刀N120M99M17子程序結(jié)束并返回主程序槽1#、2#、3#精加工子程序名：發(fā)那科系統(tǒng)“O0300”；西門子系統(tǒng)“L300．SPF”。程序段號程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門子系統(tǒng)）程序說明N10G0G43X15Y5Z5H01G0X15Y5Z5刀具空間移動至局部坐標(biāo)系中X15Y5上方N20G41X4.854Y-4D1G41X4.854Y-4建立刀具半徑補(bǔ)償N30G1Z-3F50G1Z-3F50下刀深度3mmN40G3X7.5Y-5R4F70G3X7.5Y-5CR=4F70圓弧切入至A點N50X7.5Y5R5X7.5Y5CR=5圓弧加工至B點N60G1X-7.5Y5G1X-7.5Y5直線加工至C點N70G3X-7.5Y-5R5G3X-7.5Y-5CR=5圓弧加工至D點N80G1X7.5Y-5G1X7.5Y-5直線加工至A點N90G3X10.146Y-4R4G3X10.146Y-4CR=4圓弧切出N100G0Z5G0Z5抬刀N110G40X15Y5G40X15Y5取削刀具半徑補(bǔ)償N120M99M17子程序結(jié)束并返回主程序[資料鏈接]

深度尺寸較大的凹槽加工方法：當(dāng)凹槽深度較深時，需分層多次銑削才能完成，編程難度增加。此時可通過不斷更改Z方向深度尺寸，運(yùn)行同一程序加工；也可以通過設(shè)置參數(shù)（變量），使用循環(huán)指令編程加工。此外還可以用參數(shù)（變量）方式編制出幾何形狀的子程序，在加工中按需要調(diào)用，并對子程序中設(shè)定的參數(shù)（變量）隨時賦值，就可以加工出大小或形狀不同的工件輪廓及不同深度的凹槽。

西門子系統(tǒng)有專門的凹槽循環(huán)指令，發(fā)那科系統(tǒng)用戶也可以用變量編制用戶宏程序加工。[任務(wù)實施]

一、加工準(zhǔn)備

1.檢查毛坯尺寸。

2.開機(jī)、回參考點。

3.程序輸入：將程序輸入數(shù)控系統(tǒng)中。

4.工件裝夾：平口鉗裝夾在銑床工作臺上并校正；工件裝夾在按要求平口鉗上。

5.刀具裝夾：本任務(wù)共采用兩把銑刀，一把為?8粗加工鍵槽銑刀，一把為?8精加工立銑刀（可垂直下刀）或精加工鍵槽銑刀，通過彈簧夾頭把銑刀裝夾入銑刀刀柄中。二、對刀操作

1.X、Y方向?qū)Φ?/p>

X、Y方向采用試切法對刀。

2.Z方向?qū)Φ兑来伟惭b粗、精加工銑刀，測量每把刀的刀位點從參考點到工件上表面的Z數(shù)據(jù)，輸入到相應(yīng)的刀具長度補(bǔ)償號中。三、空運(yùn)行及仿真按前面任務(wù)進(jìn)行空運(yùn)行和仿真四、零件自動加工及精度控制方法粗加工時，精加工余量由設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償控制。即用?8鍵槽銑刀粗銑時，機(jī)床中刀具半徑補(bǔ)償值T01D01輸入4.3mm，輪廓留0.3mm精加工余量。深度方向通過設(shè)定Z坐標(biāo)值為-2.7，留0.3mm深度方向精加工余量。精加工時刀具T02D02半徑補(bǔ)償值設(shè)為4.1，運(yùn)行完精加工程序后，測量輪廓實際尺寸，根據(jù)加工測量結(jié)果重新修調(diào)刀具半徑補(bǔ)償值。如測得槽4寬度15+0.050實際尺寸14.70mm，比圖紙尺寸要求還小0.3～0.35mm，單邊小0.15～0.175mm，取中間值為0.163mm,則把T02D02刀具半徑補(bǔ)償值修改為4.1-0.163=3.937mm，然后重新運(yùn)行精加工程序即可保證輪廓尺寸符合圖紙要求；深度尺寸也根據(jù)加工測量結(jié)果逐步調(diào)整長度磨損以達(dá)到深度尺寸要求。

五、零件檢測與評分序號檢測項目檢測內(nèi)容及要求配分學(xué)生自檢學(xué)生互檢教師檢測得分1職業(yè)素養(yǎng)文明、禮儀5

2安全、紀(jì)律10

3行為