模塊三 任務(wù)2 外輪廓的數(shù)控銑削加工

項目一：凸模的加工【項目目標(biāo)】通過對企業(yè)產(chǎn)品的分析、編程、加工及檢測，進一步培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量意識、協(xié)作意識，實現(xiàn)知識學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、素質(zhì)養(yǎng)成的有機融合?！舅仞B(yǎng)目標(biāo)】1.學(xué)會分析零件圖，并能根據(jù)零件圖合理選擇刀具、設(shè)置工藝參數(shù)、編制加工工藝；2.掌握G代碼、M輔助代碼功能；3.掌握工件坐標(biāo)系的設(shè)定方法及對刀操作；4.能正確使用測量工具控制工件尺寸?！卷椖棵枋觥?/p>

凸模又叫沖針、沖頭、陽模、上模等，是模具中用于成型制品內(nèi)表面的零件，即以外形為工作表面的零件。

本項目的凸模零件主要包含平面、外輪廓、槽與型腔等的銑削加工以及孔加工等內(nèi)容，并達到以下要求：幾何公差等級為IT8；表面粗糙度值為Ra3.2μm。凸模的加工——加工工藝路線任務(wù)2外輪廓的數(shù)控銑削加工【任務(wù)目標(biāo)】1.掌握外輪廓的數(shù)控銑削加工方法，選擇合理的刀具與工藝參數(shù)編制加工工藝；2.學(xué)會G02/G03、G41/G42/G40、G43/G44/G49指令的格式及使用；3.學(xué)會外輪廓零件的數(shù)控銑削加工程序的編制方法，在仿真軟件上進行模擬驗證；4.掌握數(shù)控銑床/加工中心的操作方法，按圖紙要求加工出合格的產(chǎn)品。【任務(wù)描述】【知識鏈接】一、編程指令1.順/逆時針圓弧插補G02/G03（1）指令格式：XY平面圓?。篏17G02/G03X＿Y＿R＿F＿；

G17G02/G03X＿Y＿I＿J＿F＿；

XZ平面圓?。篏18G02/G03X＿Z＿R＿F＿；

G18G02/G03X＿Z＿I＿K＿F＿；YZ平面圓?。篏19G02/G03Y＿Z＿R＿F＿；G19G02/G03Y＿Z＿J＿K＿F＿；（2）參數(shù)說明：所謂順/逆時針是指從第三坐標(biāo)軸的正方向向負方向看時：

順時針為G02，逆時針為G03。指令說明G17/G18/G19指定XY/ZX/YZ平面上的圓弧G02/G03順時針旋轉(zhuǎn)(CW)/逆時針旋轉(zhuǎn)(CCW)XX軸或它的平行軸的指令值YY軸或它的平行軸的指令值ZZ軸或它的平行軸的指令值IX軸從起點到圓弧圓心的距離（帶符號）JY軸從起點到圓弧圓心的距離（帶符號）KZ軸從起點到圓弧圓心的距離（帶符號）R圓弧半徑(帶符號)圓心角≤180

時，R取正值圓心角＞180

時，R取負值F進給速度例1：如圖所示圓弧軌跡起點A，終點B，半徑R50，刀具以100mm/min的速度切削，編程如下：AB1G02X80Y30R50F100；

或G02X80Y30I40J－30F100；AB2G03X80Y30R50F100；

或G03X80Y30I40J30F100；AB1AB2

當(dāng)圓弧圓心角≤180度時，R為正值；否則，R為負值；例2：如圖中圓弧軌跡起點A，圓弧終點B，半徑R40，刀具以100mm/min的速度切削，用R指令格式編程如下：AB3

：G03X0Y40R40F100；

AB4

：G03X0Y40R－40F100；AB3AB4整圓的編程用I、J、K表示。

例3：如圖所示半徑R40的圓，刀具以100mm/min的速度切削，分別以A、B、C、D作為起點終點，編寫整圓加工程序如下：A點:G02X40Y0I－40J0；或簡寫成：G03I－40；B點:G02X0Y40I0J-40；或簡寫成：G03J－40；C點:G02X-40Y0I40J0；或簡寫成：G03I40；D點:G02X0Y-40I0J40；或簡寫成：G03J40；A點

B點C點:D點使用刀具補償功能的優(yōu)點在于：在編程時可以不考慮刀具的半徑，直接按圖樣所給定的尺寸進行編程，只要在實際加工時輸入刀具半徑值即可；可以使粗加工的程序簡化，通過有意識地改變刀具半徑補償值，可以用同一把刀具、同一程序、不同的切削余量完成加工。2.刀具半徑補償G41/G42、G40

在編程輪廓切削加工的場合，為了避免復(fù)雜的數(shù)值計算，一般按工件的實際輪廓尺寸作為刀具軌跡進行編寫加工程序，而實際的刀具軌跡則與工件輪廓有一個偏移量（即刀具半徑）。數(shù)控系統(tǒng)的這種編程功能稱為刀具半徑補償功能。（1）刀具半徑補償定義1）建立刀具半徑補償功能。G17G41/G42G00/G01X＿Y＿D＿；G18G41/G42G00/G01X＿Z＿D＿；G19G41/G42G00/G01Y＿Z＿D＿；2）取消刀具半徑補償。G17G40G00/G01X＿Y＿；G18G40G00/G01X＿Z＿；G19G40G00/G01Y＿Z＿；指令說明G17指定XY平面G18指定ZX平面G19指定YZ平面G41刀具半徑左補償G42刀具半徑右補償G40取消刀具半徑補償XY/ZX/YZ目標(biāo)點的坐標(biāo)D刀具半徑補償偏置號表3-7刀具半徑補償各參數(shù)說明表（2）刀具半徑補償指令格式從補償平面外另一個坐標(biāo)軸的正向，沿刀具的前進方向觀察：當(dāng)?shù)毒咧行奈挥诠ぜ喞淖髠?cè)，則稱為刀具半徑左補償，如圖3-25a所示；如果刀具中心位于工件輪廓的右側(cè)，則稱為刀具半徑右補償，如圖3-25b所示。(a)刀具半徑左補償(b)刀具半徑右補償圖3-25刀具半徑補償方向刀具半徑補償分為刀具半徑左補償G41和刀具半徑右補償G42。G41與G42的判斷方法：（3）刀具半徑補償?shù)倪^程如圖3-26所示，刀具半徑補償?shù)倪^程分為三步，即刀補建立、刀補進行和刀補取消。圖3-26刀具半徑補償?shù)倪^程圖3-27刀具半徑補償建立過程例:圖3-26的參考程序G00X60Y60;(S點，起始點)G41G01X40Y50F100D01;(刀補建立至P點，工件輪廓延長線上)Y40;(A點)（三點一線中間點也可以省略）Y-40;(B點)X-40;(C點)Y40;(D點)（三點一線中間點也可以省略）X50;(Q點，工件輪廓延長線上)G40X60Y60;（取消刀補回到S點，退刀點）刀補進行1）刀具半徑補償建立前，刀具半徑值必須在系統(tǒng)刀具參數(shù)表內(nèi)設(shè)置完成，并且刀具半徑補償值應(yīng)小于工件輪廓凹形軌跡的最小曲率半徑，否則系統(tǒng)將無法計算刀具中心軌跡而出現(xiàn)報警。2）G41/G42和G40指令不能和G02/G03指令使用，只能與G00/G01指令一起使用，且刀具必須要移動，移動量至少大于刀具半徑值，否則系統(tǒng)報警。3）采用刀具半徑補償功能時，數(shù)控系統(tǒng)能預(yù)讀兩句程序，所以刀具半徑補償指令建立后必須在兩個程序段內(nèi)出現(xiàn)在所用加工平面中的坐標(biāo)軸運動，否則出現(xiàn)過切現(xiàn)象。4）G40指令必須與G41/G42指令成對使用，即有建立刀具半徑補償指令就有取消補償指令，否則對后面的程序帶來問題。（4）注意事項5）為了防止在半徑補償建立與取消過程中刀具產(chǎn)生過切現(xiàn)象，如圖3-28a中的OM和3-28b中的AM，刀具半徑補償建立與取消程序段的起始位置與終點位置最好與補償方向在同一側(cè)，如圖3-28a中的ON和3-28b中的AN。6）補償值的正負號改變時，G41及G42指令的補償方向會改變。(a)建立刀補進刀(b)取消刀補退刀7）刀具補償?shù)某绦騼?nèi)不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如鏡像、子程序跳轉(zhuǎn)等。圖3-28刀補建立與取消時的起始與終點位置3.刀具長度補償指令G43/G44、G49（1）格式：1）建立刀具長度補償功能。G17G43/G44G00/G01Z＿H＿；G18G43/G44G00/G01Y＿H＿；G19G43/G44G00/G01X＿H＿；2）取消刀具長度補償。G17G49G00/G01Z＿；G18G49G00/G01Y＿；G19G49G00/G01X＿；指令說明G43刀具長度正向補償G44刀具長度負向補償G49取消刀具長度補償X/Y/Z目標(biāo)點坐標(biāo)H刀具長度補償偏置號（2）說明：表3-8刀具半徑補償各參數(shù)說明表1）偏置的方向當(dāng)指定G43時，用H代碼指定的刀具長度偏置值（貯存在偏置存儲器中）加到在程序中由指令指定的終點位置坐標(biāo)值上。當(dāng)指定G44時，從終點位置減去補償值。補償后的坐標(biāo)值表示補償后的終點位置，而不管選擇的是絕對值還是增量值。2）刀具長度偏置值的指定從刀偏存儲器中取出由H代碼指定（偏置號）的刀具長度偏置值并與程序的移動指令相加（或減）。3）取消刀具長度偏置指定G49或H0可以取消刀具長度偏置。在G49或H0指定之后，系統(tǒng)立即取消偏置方式。（2）說明：（3）刀具長度補償功能應(yīng)用的優(yōu)點

當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)具有刀具長度補償功能時，程編時就可以不必考慮刀具的實際長度以及各把刀具不同的長度尺寸。當(dāng)?shù)毒吣p、更換新刀或刀具安裝有誤差時，不必重新編制加工程序、重新對刀或重新調(diào)整刀具，只需改變便置值即可。二、工藝知識1.外輪廓加工過程中的切入切出方式（1）切入點選擇原則1）粗加工時選擇平面內(nèi)的最高角點作為切人點。2）精加工時選擇平面內(nèi)某個曲率比較平緩的角點作為切入點。3）避免銑刀當(dāng)鉆頭使用，否則因受力大而損壞，即加工外輪廓時盡量在材料外下刀，如加工型腔時在下刀處鉆下刀工藝孔，或采用螺旋下刀、漸降斜插等。（2）切出點選擇原則切出點選擇為能加工連續(xù)完整的輪廓。如圖3-31所示，切人切出點的選擇應(yīng)在幾何要素的交點處。圖3-31切入、切出點選擇2.切入、切出點選擇原則【任務(wù)實施】一、工藝分析1.工件裝夾方案的確定2.工、量、刀具的確定以工件底面和側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，可采用機床用精密平口虎鉗裝夾，選擇合適的等高墊鐵，夾持10mm左右，使工件貼緊等高墊鐵。3.加工工藝方案的制定加工路線根據(jù)“先粗后精，環(huán)形切削”等原則，選擇合理的切削用量工步加工內(nèi)容刀具主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進給量（mm/min）背吃刀量（mm）名稱直徑（mm）1粗銑外輪廓，留余量0.5mm鍵槽銑刀（T1）

1660020052去余料鍵槽銑刀（T1）

1660020053精銑外輪廓至尺寸鍵槽銑刀（T2）

103000100054去毛刺

5工件精度檢測

表3-10加工工藝卡二、程序編制1.確定工件坐標(biāo)系走刀路線設(shè)計：刀具從原點上方100mm處開始，移到S1后下刀，下至深度5mm時，開始銑外輪廓。如圖3-32所示，平面加工路線從起點S1→P→A→B→C→D→Q→S2后抬刀結(jié)束。圖3-32外輪廓加工基點圖3-33去余料加工基點選擇零件上表面幾何中心處為工件原點2.基點計算基點坐標(biāo)（X，Y）基點坐標(biāo)（X，Y）S1（80，-80）P(80,-32)A(24，-32)B(-24，-32)C(-24，32)D(24，32)E(50,-50)F(-50,-50)G(-50,50)H(50,50)Q(0，-40)S2（0，-80）表3-11外輪廓加工基點坐標(biāo)基點坐標(biāo)（X，Y）基點坐標(biāo)（X，Y）S1PABCDEFGHQS2基點坐標(biāo)（X，Y）基點坐標(biāo)（X，Y）S1（80，-80）P(80,-32)A(24，-32)B(-24，-32)C(-24，32)D(24，32)E(50,-50)F(-50,-50)G(-50,5