数控机床编程与操作第2章数控铣床编程与操作.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,点击此处结束放映,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,第2章 数控铣床编程与操作,数控铣床的认知与操作,任务,1,平面凸模的编程与加工,任务,2,平面凹模的编程与加工,任务,3,花瓣图案的编程与加工,任务,4,一、任务引入,1.任务描述,数控铣床是数控机床中，用途十分广泛的机床之一。数控铣床可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削和三维及三维以上复杂型面铣削,还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。下面我们就来认识一下数控铣床，并学习相关的安全文明生产等方面的知识。熟悉FANUC 0i数控系统面板上各按键的功能和作用，并能熟练掌握其操作方法。,任务一 数控铣床的认知与操作,一、任务引入,2.知识目标：,（1）了解数控铣床的功能；,（2）掌握数控铣床的加工对象及种类；,（3）熟悉数控铣床操作面板各按钮的含义和作用。,3技能目标：,（1）能合理选择铣床。,（2）熟练掌握数控铣床的操作方法。,（3）掌握数控程序的输入与编辑。,三、知识准备,（一）数控铣床的分类,1立式数控铣床,（1）工作台升降式数控铣床,（2）主轴头升降式数控铣床,（3）龙门式数控铣床,三、知识准备,图,2-2,龙门铣床,2.卧式数控铣床,三、知识准备,（二）数控铣床的加工特点与工作原理,1.数控铣床的加工特点,数控铣床与普通铣床比较有以下特点：,（1）具有高度柔性；,（2）加工精度高，质量稳定；,（3）生产率高；,（4）可大大减轻工人的劳动强度。,三、知识准备,2.数控铣削的主要加工对象,（1）平面类零件,三、知识准备,图,2-5,平面类零件,（3）曲面类零件,（4）复杂零件,（5）高精度零件,（6）一致性要求好的零件,三、知识准备,（4）通过输入装置把加工程序输入给数控装置；,（5）启动机床后，数控装置根据输入的信息进行一系列的运算和控制处理，将结果以脉冲形式送往机床的伺服系统；,（6）伺服系统驱动机床的运动部件，使机床按程序预定的轨迹运动，从而加工出合格的零件。,三、知识准备,（三）数控铣床的操作面板,1数控系统操作面板,三、知识准备,图,2-7 FANUC 0i,数控系统操作面板,（一）数控铣床的启动与停止,1.数控铣床的启动,（1）接通机床电源。,（2）机床通电。合上电箱上的总电源开关。,（3）启动系统电源。按操作面板上的绿色按钮。,（4）开启压力开关。接通气源压力开关。,四、任务实施,2.数控铣床的停止,（1）关掉系统电源。按操作面板上的红色按钮。,（2）机床断电。拉下电箱上的总电源开关。,（3）断开机床电源。,（4）关闭压力开关。断开气源压力开关。,四、任务实施,（二）机床清零（返回机械“O”点）,1将操作方式选择旋钮MODE转到JOG手动操作位置。,2按-Z轴下移键，使Z轴离开“零点”70mm以上。,3按-Y或+Y轴移动键，使Y轴离开“零点”。,四、任务实施,4按-X或+X轴移动键，使X轴离开“零点”,5将操作方式选择旋钮转到REF原点复归位置。,6分别按+Z、+Y、+X三轴移动键，机床正向移动，当三轴返回“O”点完成后，指示灯亮表示机床清零完成。,四、任务实施,（三）自动操作（记忆操作）,1将操作方式旋钮转到EDIT编辑位置。,2按PROG程序键，显示屏显示加工程序内容画面。,3按软键DIR，目录显示所存程序目录，记下所要使用的程序号，例O5000。,4按字母“O”和数字键5000，显示屏下行显示O5000。,四、任务实施,（四）编辑程序,1将操作方式旋钮转到EDIT编辑位置。,2按PROG程序显示键。,3按字母O键，再连续按数字键，例1067，此时在显示屏左下角显示O1067。,4按INSERT插入键，O1067程序号。即刻显现在屏幕主页面上边。,5按EOB分号键（或叫结束符），再按一次INSERT插入键，把结束符写在O1067后边，此时程序号输入完毕，可以输入程序内容了,。,四、任务实施,6输入程序内容。,7按字母键G，按数字键4、0，再按字母键G，再按数字键8、0，再按G、4、9显示屏左角显示G40 G80 G49。,8按EOB分号键，再按INSERT插入键，第一段程序内容被输入到屏幕主页面程序号的下行。,9继续按字母键和数字键及分号键和插入键，将所有程序内容输入到储存器中。,四、任务实施,（五）手动输入操作方式（MDI）,1将操作方式旋钮转到MDI手动输入位置。,2按PROG程式键，屏幕显示MDI画面。,3按字母键G和数字键0、0。,4按字母键X、-负号键和数字键100.0。,5按字母键Y，-负号键及数字键200.0，屏幕左下行显示G00 X-100.0 Y-200.0。,四、任务实施,（六）手动方式操作（JOG）,1将操作方式旋钮转到JOG手动操作位置,2将快速进给倍率开关转到100%位置（100%速度为X、Y、Z轴机床设定的最大允许值，单位为m/min）。,3按+X或-X键，机床会以内设定的速度按照所按的方向移动，当放开按键时机床即刻停止移动。,四、任务实施,4按+Y或-Y键，机床会以内设定的速度按照所按的方向移动，当放开按键时机床即刻停止移动。,5按+Z或-Z键，机床会以内设定的速度按照所按的方向移动，当放开按键时机床即刻停止移动。,四、任务实施,4将手动脉波发生器上的轴向选择旋钮转到X轴位置。,5正、反方向摇动手动脉波发生器上的脉波手轮，机床X轴左右移动。,6将手动脉波发生器上的轴向选择旋钮转到Y轴位置。,7正、反方向摇动手动脉波发生器上的脉波手轮，机床Y轴前后移动。,四、任务实施,（八）装刀与卸刀操作,1.装刀步骤,2.卸刀步骤,（九）对刀操作,五、检查评估,四、任务实施,一、任务引入,1.任务描述,平面凸模类零件是在数控铣床上加工的典型零件之一，如常见的有方台、圆台、五边形等规则零件，它们的加工的部位主要是平面及外轮廓，我们称这样的零件为平面凸模类零件。如图2-13所示为一平面凸模零件图，生产类型为单件或小批量生产，无热处理工艺要求。下面以该平面凸模为例，试正确设定工件坐标系，制定加工工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，正确编制数控加工程序并完成零件的加工。,任务二 平面凸模的编程与加工,一、任务引入,图,2-13,平面凸模,2.知识目标：,（1）掌握凸模类零件的装夹方法；,（2）掌握刀具、切削用量的选择方法；,（3）掌握加工方案的选择；,（4）掌握准备功能、辅助功能、主轴功能、刀具功能、进给功能的格式，掌握各功能的使用方法。,（5）掌握常用指令G01、G42、G41、G00、G02、G03、G17、G18、G19的格式及用法,一、任务引入,3.技能目标：,（1）能分析和制定零件的加工工艺。,（2）掌握所学数控编程指令的含义，正确编制零件的加工程序。,（3）正确装夹工件、合理选择刀具及切削用量。,（4）能在数控机床上完成零件的加工。,一、任务引入,该零件毛坯尺寸为909030mm铝板材，六面已加工过，现在加工高度为5mm的凸台。它的精度要求不高，表面粗糙度全部为,Ra,6.3，要求一般，加工轮廓较为简单，注意保证精度要求即可。本零件余量不大可以用G01指令加工凸台。通过学习本节内容，使学生掌握简单凸模零件的数控加工工艺知识，常用指令(G00、G01、G02、G03、G41、G42、G40、G17、G18、G19)格式、用法及零件加工与质量分析等。,二、任务分析,（一）数控铣床夹具与工件的安装,1.数控铣床常用夹具,（1）平口钳和压板,三、相关知识,图,2-14,平口钳,三、相关知识,图,2-15,压板、垫铁、螺母,三、相关知识,（2）卡盘和分度头,图,2-16,卡盘的种类,三、相关知识,图,2-17,分度头的种类,三、相关知识,2.工件的安装与找正,（1）用平口钳装夹，适合一定形状和尺寸范围内的工件。,（2）用压板、螺栓直接把工件装夹在机床的工作台面上，适合尺寸较大或形状较复杂的工件。,（3）用数控分度头装夹。,三、相关知识,（二）刀具与铣削用量的选择,1.刀具的选用,（1）铣刀的种类,面铣刀,立铣刀,图,2-18,硬质合金面铣刀 图,2-19,立铣刀,三、相关知识,模具铣刀,图,2-20,高速钢模具铣刀,三、相关知识,图,2-21,硬质合金模具铣刀,三、相关知识,键槽铣刀,鼓形铣刀,图,2-22,键槽铣刀,图,2-23,鼓形铣刀,成形铣刀,三、相关知识,图,2-24,几种常用成形铣刀,（2）数控铣削刀具的选择,加工较大的平面应选择面铣刀。,加工凹槽、凸台、较小台阶面及平面轮廓应选择立铣刀。,加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等一般选用模具铣刀。,加工封闭键槽等选择键槽铣刀。,三、相关知识,加工变形斜角零件选择鼓形铣刀、锥形铣刀，如类似飞机上的变斜角零件的变斜角。,成形铣刀仅适合于特定零件的加工。,加工毛坯表面或粗加工孔可选用镶硬质合金的玉米铣刀（图2-25c）.,三、相关知识,曲面加工常采用球头铣刀（图2-25b)，但加工曲面较平坦的部位应采用环形铣刀。,孔加工比较灵活，根据具体情况，一般可采用钻削，必要时也可通过铣削完成,三、相关知识,三、相关知识,图,2-25,铣刀类型,2.确定切削用量,（1）背吃刀量,背吃刀量的选取主要根据机床、夹具、刀具和工件所组成的加工工艺系统的刚性、加工余量及对表面质量的要求来确定。,三、相关知识,三、相关知识,（2）铣削宽度,铣削宽度又称步距，是指铣刀在一次进给中切掉工件表层的宽度。一般铣削宽度与刀具直径成正比，与背吃刀量成反比。,（3）进给速度,铣削时的进给量有三种表示方法：每齿进给量、每转进给量和进给速度。,三、相关知识,（三）加工路线的确定,1加工路线应保证被加工工件的精度和表面质量。,2在保证加工精度的前提下，应尽量缩短加工路线，减少刀具的空行程，提高生产率。,三、相关知识,图,2-12,最短加工路线选择,三、相关知识,3最终轮廓由一次进给完成。,图,2-27,铣削内腔的三种进给路线,（1）行切法（图2-27a）能切除内腔中的全部余量，且进给路线短。但表面粗糙度达不到要求。,（2）环切法（图2-27b）能达到表面粗糙度的要求，进给路线长。,（3）先行切后环切（图2-27c）能获得较好的效果。,三、相关知识,4在数控铣床上铣削外轮廓时，为防止刀具在切入、切出时产生刀痕，铣刀的切入和切出点应沿工件轮廓曲线的延长线上切向切入和切出工件表面，以保证工件轮廓的光滑过渡。如图2-28所示。,5镗孔加工时，若位置精度要求较高时，加工路线的定位方向应保持一致。,三、相关知识,三、相关知识,图,2-28,铣削外轮廓时切入切出方式 图,2-29,镗孔加工路线,（四）数控铣床的编程指令,1.G指令,（1）标有“”的G代码为初态（初始状态）G代码，即是当系统接通电源和复位时显示的G代码。,（2）G指令按功能分组，在G代码表中按组号表示，有0022组。G指令以组别可区分为两类：模态指令和非模态指令。属于“00”组者是非模态指令；其他组别者（0122组）为模态指令。,三、相关知识,（3）如果同组的G代码出现在同一程序段中，则最后一个G代码有效。,（4）在固定循环中（09组），如果遇到01组的G代码时，固定循环被自动取消,三、相关知识,三、相关知识,2.M指令,数控铣床M功能与数控车床基本相同，数控铣床M指令见表2-3。,三、相关知识,表,2-3,辅助功能代码及其功能,3.主轴功能（S指令）,主轴功能控制主轴转速，其后的数值表示主轴转速数值，单位为r/min。S为模态指令，且S功能只有在主轴速度可自动调节时才有效。,三、相关知识,4.刀具功能（T功能）,刀具功能也称T功能，T代码主要用来选择刀具。它也是由地址符T和后续数字组成，有T和T位之分，具体对应关系由生产厂家确定，使用时应首先参考厂家说明书。,三、相关知识,5.进给功能（F功能）,进给功能也称F功能，F指令用于加工件时刀具相对于工件的合成进给速度，它的单位取决于G94或G95指令。G94表示每分钟进给量，单位为mm/min。G95表示每转进给量，单位为mm/r。,三、相关知识,（五）G功能指令介绍,1.公英制编程指令（G21/G20）,说明：,（1）G20/G21必须在设定工件坐标系之前指定。,（2）程序执行过程中不要变更G20、G21。,（3）在有些数控系统中，英制、米制的转换采用G71/G70代码，如SINMENS系统、FAGOR系统。,三、相关知识,2.工件坐标系的设定指令（G92、G54G59）,（1）G92指令,G92指令是基于刀具的当前位置来设置工件坐标系的，它的用法与含义同数控车床GSK980T系统的G50指令，指令格式为：,G92 X_ Y,Z_,；,式中：X、Y、Z为刀具当前刀位点在工件坐标系中的绝对坐标值。,三、相关知识,（2）零点偏置法（G54G59指令）,零点偏置法是基于机床原点来设置工件坐标系的。,三、相关知识,3.坐标平面的选择（G17/G18/G19）,该组指令用来选择进行圆弧插补和刀具半径补偿的平面，如图2-33所示。,G17选择XY平面，G18选择ZX平面，G19选择YZ平面。,G17、G18、G19为模态指令，可相互注销，G17为缺省值。,三、相关知识,三、相关知识,图,2-33,坐标平面的选择及圆弧顺逆判别,4.绝对坐标与增量坐标指令（G90/G91）,以G90指令设定程序中的X、Y、Z坐标值为绝对值（即绝对编程方式），以G91指令设定程序中的X、Y、Z坐标值为增量值（即增量编程方式）。,三、相关知识,5.常用编程指令,（1）快速点定位指令（G00）,指令格式：,G00 X_ Y,Z_,；,式中：X、Z、Y表示刀具移动的目标点的坐标。,三、相关知识,图,1-33 G71,指令循环轨迹,（2）直线插补指令 G01,该指令用于直线或斜线运动,可使数控机床沿,X,轴、,Y,轴或,Z,轴方向执行单轴运动,也可以沿,XOY,平面、,XOZ,平面、,YOZ,平面内任意斜率的直线运动。,指令格式:G01 X_ Y,Z_ F,；,式中：X、Z、Y表示刀具移动的目标点的坐标；F 表示刀具的进给速度(mm/min),三、相关知识,（3）圆弧插补指令（G02、G03）,XY平面上的圆弧,指令格式：,G02 I_J_,G17 X_ Y_ F_；,G03 R,三、相关知识,三、相关知识,XZ平面上的圆弧,指令格式：,G02 I_K_,G18 X_ Z_ F_；,G03 R,三、相关知识,YZ平面上的圆弧,指令格式：,G02 J_K_,G19 X_ Z_ F_；,G03 R,三、相关知识,6.暂停指令G04,指令格式为：,X_,G04,P_,式中：X、P均为暂停时间。X后面的数值可带小数点，单位为s；P后面的数值不允许用小数点，单位为ms。,7.自动返回参考点指令G28,指令格式为：G28 X_ Y,Z_；,式中：X、Y、Z为回参考点时经过的中间点坐标，G90时为中间点在工件坐标系中的坐标值，G91时为中间点相对于起点的增量值。,三、相关知识,8.刀具半径补偿功能指令,（1）刀具半径补偿的方式,刀具半径补偿分为左补偿和右补偿两种方式，如图2-40所示。,三、相关知识,三、相关知识,图,2-40,刀具半径补偿的方式,（2）刀具半径补偿指令,刀具半径补偿建立指令,指令格式：,G17 G40 G00 X_Y,G18 G41 X,Z,D,G19 G42 G01 Y_Z,三、相关知识,刀具半径补偿取消指令,指令格式：,G00 X_Y,G40 X,Z,G01 Y_Z,三、相关知识,三、相关知识,（3）使用刀具半径补偿注意事项,建立与取消刀具半径补偿只能在G00或G01方式下完成，并且刀具必须要移动，注意由于程序轨迹方向不当而发生过切。对于图2-42这种情况，可适当调整Ps、Pe的位置，使刀补建立或取消时的180（通常取90或180），从而避免过切。,三、相关知识,图,2-42,过切现象,三、相关知识,在左补偿与右补偿切换时，必须要经过取消偏置方式。,一般情况下，刀具半径补偿量应为正值。如果补偿值为负值，则会使原来沿零件外侧的加工变成沿内侧的加工，或使沿内侧的加工变成沿外侧的加工。,三、相关知识,在补偿状态下，不能出现连续两个或两个以上非选择平面的移动指令程序段，否则数控系统无法正确计算程序中刀具轨迹交点坐标，可能产生过切现象。,在补偿状态下，铣刀的直线移动量及铣削内侧圆弧的半径值要大于或等于刀具半径，否则补偿时会产生干涉，系统在执行相应程序段时将会产生报警，停止执行。,三、相关知识,（六）数控铣床编程时应注意的几个问题,1小数点编程,2换刀的处理,（1）M00指令按加工顺序编排程序，在需换刀的地方指令M00程序段，让系统暂停，以便由操作者进行手动换刀。,（2）按刀具划分程序 依据加工顺序，按照一把刀一个程序段的原则划分程序，以在程序段结束时由操作者进行手动换刀。,三、相关知识,4.安全高度的确定,对于铣削加工，起刀点和退刀点必须距离加工零件上表面有一个安全高度，保证刀具在停止状态时，不与加工零件和夹具发生碰撞。在安全高度位置，刀具中心（刀尖）所在平面也称为安全面。,三、相关知识,5.进给下刀位置的确定,进给下刀位置即是刀具下刀时自快进转为工进的Z坐标高度值，一般设为510mm，以避免机床惯性对工件表面造成损伤和保护刀具。,（一）加工工艺与程序设计,1.工艺分析,2选择刀具,该零件因结构简单，工件材料为铝合金，尺寸精度和表面粗糙度要求不高，选择的立铣刀，材料为高速钢。,四、任务实施,四、任务实施,3确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定。该零件主要精加工外轮廓，选择如下：,主轴转速 ，进给速度 。,四、任务实施,4.确定加工工艺,零件以工件的对称中心和工件的上表面为工件原点，加工外轮廓。工艺路线安排如下：,从零件左侧下角为起到点。,5程序设计,见表2-5所示。,四、任务实施,（二）凸模加工,1工件与刀具的安装,以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧工件前后两侧面，工件漏出10mm左右，平口钳固定于铣床工作台上。,2对刀并输入刀补值,四、任务实施,3数控加工与精度控制,（1）加工,首件加工应单段运行，通过机床控制面板上的“倍率选择”按钮修正加工参数，然后自动运行加工，当程序暂停时可以对加工尺寸检测，以保证精度要求。,四、任务实施,（2）精度控制,加工过程中，各尺寸精度都要保证在公差范围之内，如出现误差可采用刀补修正法进行修正.,四、任务实施,4零件检测,（1）修整工件，去毛刺等。,（2）尺寸精度检测：用游标卡尺检测外轮廓尺寸，深度尺测量凸模高度，R5圆弧样板测量4处圆弧。,（3）表面质量检测：用粗糙度样板对比检测零件加工表面质量。,五、检查评估,一、任务引入,1.任务描述,平面凹模类零件是在数控铣床上加工的典型零件之一，加工的部位主要是平面及内轮廓。如图2-43所示为一平面凹模零件图，生产类型为单件或小批量生产，无热处理工艺要求。下面以该平面凹模为例，试正确设定工件坐标系，制定加工工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，正确编制数控加工程序并完成零件的加工。,任务三 曲面凹模的编程与加工,一、任务引入,图,2-43,平面凹模,一、任务引入,2.知识目标：,（1）掌握凹模类零件的装夹方法；,（2）掌握刀具、切削用量的选择方法；,（3）掌握加工方案的选择；,（4）掌握子程序的指令及应用；,（5）巩固常用指令G01、G42、G41、G00、G02、G03、G17、G18、G19的格式及用法,一、任务引入,3.技能目标：,（1）能分析和制定零件的加工工艺。,（2）掌握所学数控编程指令字的含义，正确编制零件的加工程序。,（3）正确装夹工件、合理选择刀具及切削用量。,（4）能在数控机床上完成零件的加工。,二、任务分析,该零件毛坯尺寸为707018mm铝板材，现要在方体上完成内轮廓的铣削加工。内轮廓的尺寸都有公差要求，槽底表面粗糙度为,Ra,3.2，其余为,Ra,6.3。加工轮廓较为简单，注意保证精度要求和铣削方法。本零件余量较大如果用G01指令加工凹模，会使程序段增加，程序段重复较多，如果采用子程序加工会使程序简短。通过学习本节内容，使学生掌握平面槽类零件的数控加工工艺知识，掌握子程序格式、用法。,三、相关知识,（一）子程序,1子程序的概念,2子程序的调用与执行,（1）子程序的指令（M98、M99）与调用子程序调用指令的格式为：M98 P,三、相关知识,（2）子程序的结构,一个完整的子程序的结构和主程序一样，也是由程序号、程序主体、程序结束指令组成。,（3）子程序的执行,三、相关知识,图,2-44,调用子程序的过程,O0001;,主程序,;,;,M98 P101;,;,;,M30,O101;,子程序,;,;,M98 P102;,;,;,M99,O102;,子程序,;,;,;,;,M99,三、相关知识,3子程序的嵌套,4子程序的应用,（1）一次装夹加工多个相同零件或一个零件中有几处形状相同、加工轨迹相同时，使用子程序编程。,三、相关知识,（2）在轮廓的多次径向加工中使用子程序,轮廓的加工在径向方向上可能要经过多次加工，即粗加工、半精加工到精加工。为简化编程，可采用子程序来编程。,（3）在不同Z深度的轮廓加工中使用子程序,三、相关知识,（二）内外轮廓的加工方法,1.直线切入法,2.切线切入法,3.圆弧切入法,（一）加工工艺与程序设计,1.工艺分析,根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线。,2选择刀具,该零件因结构简单，工件材料为铝合金，尺寸精度和表面粗糙度要求不高，选择,10mm的立铣刀，材料为高速钢。,四、任务实施,四、任务实施,3确定切削用量,切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定。该零件主要精加工外轮廓，选择如下：,主轴转速 ，进给速度,4确定加工工艺,零件以工件的对称中心和工件的上表面为工件原点，加工外轮廓。,5程序设计,见表2-9、2-10所示。,（二）凹模加工,1工件与刀具的安装,以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧工件前后两侧面，工件漏出5mm左右，平口钳固定于铣床工作台上。,2对刀并输入刀补值,四、任务实施,3数控加工与精度控制,（1）加工,首件加工应单段运行，通过机床控制面板上的“倍率选择”按钮修正加工参数，然后自动运行加工，当程序暂停时可以对加工尺寸检测，以保证精度要求。,四、任务实施,四、任务实施,（2）精度控制,加工过程中，各尺寸精度都要保证在公差范围之内，如出现误差可采用刀补修正法进行修正。,四、任务实施,4零件检测,（1）修整工件，去毛刺等。,（2）尺寸精度检测：用游标卡尺检测内轮廓尺寸，深度尺测量内槽高度，R7圆弧样板测量4处圆弧千分尺测量,20mm圆柱。,（3）表面质量检测：用粗糙度样板对比检测零件加工表面质量。,五、检查评估,一、任务引入,1任务描述,在模具零件上，有很多相同或相似的图案，在数控铣床上加工，如果用常用指令进行加工，程序就比较繁琐。为了简化程序，可以根据零件结构选用坐标变换指令进行编程。如图2-48所示花瓣图案零件图，生产类型为单件或小批量生产，无热处理工艺要求,任务四 花瓣图案的编程与加工,一、任务引入,图,2-48,花瓣图案零件图,2知识目标：,（1）掌握坐标变换指令种类及各自使用方法；,（2）掌握加工方案的选择；,（3）掌握常用指令G51、G50、G51.1、G50.1、G68、G69的格式及用法。,一、任务引入,3技能目标：,（1）能分析和制定零件的加工工艺；,（2）能正确选择坐标变换指令，编制零件的加工程序；,（3）正确装夹工件、合理选择刀具及切削用量；,（4）能在数控机床上完成零件的加工。,一、任务引入,该零件毛坯尺寸为10010018mm钢板、底面、侧面已在前面工序加工完成。本工序加工3个相同的花瓣，花瓣有二个R5圆弧和1个R10圆弧组成。加工精度不高，表面粗糙度全部为,Ra,6.3。根据图案结构选用坐标系旋转指令编程。通过学习本节内容，使学生掌握坐标变换指令指令格式、用法等。,二、任务分析,（一）极坐标与简化编程指令,1.极坐标指令,（1）指令格式为：,G16：开启极坐标功能,X,Y,；(或 X,Z,；或Y,Z,；)极坐标方式编程,；,G15：取消极坐标功能,三、相关知识,（2）说明：,极坐标的平面选择与圆弧的平面选择方法相同，也使用G17、G18、G19指令来指定。必须注意的是，用所选平面的第一个坐标轴指令极半径，第二个坐标轴指令极角度，见表2-12。,三、相关知识,三、相关知识,表,2-12,极坐标的平面选择与圆弧的平面选择,三、相关知识,除了极半径和极角度外，极坐标还需要旋转中心（也称为极点），它是G16指令前的最后一个编程点。图2-48所示为极坐标系统的三种基本特征。,极径和极角的值与绝对值方式（G90）还是增量值方式（G91）有关，也可以将绝对值方式和增量值方式混合使用。,三、相关知识,在绝对值方式（G90）下，极径的起点是坐标系的原点，极角的起始边永远是当前有效平面的第一个坐标轴。图2-49a所示为绝对值方式的极坐标编程。,三、相关知识,在增量值方式（G91）下，极径的起点是当前刀具位置，极角是相对于上一次编程角度的增量值，在刚进入极坐标编程方式时，极角的起始边是当前有效平面的第一个坐标轴，缺省表示极角为零。图2-49b所示为增量值方式的极坐标编程。,三、相关知识,（,a,）（,b,）,图,2-48,极坐标的三个特征 图,2-49,极坐标编程,三、相关知识,（二）简化编程指令,1比例缩放功能指令（G50、G51）,图,2-50,比例缩放,三、相关知识,（1）指令格式：,P,；,G51 X,Y,Z,缩放开始,I,J,K,；,三、相关知识,（2）说明：,G51既可指定平面缩放，也可指定空间缩放。必须在单独的程序段内用G51指令，图形缩放后，用G50指令取消缩放功能。,在G51后，运动指令的坐标值以X、Y、Z为缩放中心，按规定的缩放比例进行计算,三、相关知识,在有刀具补偿的情况下，先进行缩放，然后才进行刀具半径补偿和刀具长度补偿。,G51、G50为模态指令，可相互注销，G50为缺省值。,三、相关知识,2镜像加工指令（G50.1 G51.1）,（1）指令格式：,G51.1 X,Y,Z,；镜像加工有效,；,G50.1；取消镜像加工模式,式中：X、Y、Z为镜像中心的坐标值或指定的镜像轴。,三、相关知识,（2）说明,在指定平面上，若仅有一轴指定镜像时，圆弧、刀具半径补偿或坐标回转等的回转方向或补正方向均反向执行；取消镜像时，应在镜像中心进行或在取消镜像后以绝对值指令定位，否则绝对值和机械位置无法吻合。,三、相关知识,3坐标系旋转功能指令（G68、G69）,（1）指令格式:,X,Y,G68 X,Z,R,；建立坐标旋转,Y,Z,三、相关知识,（2）说明：坐标系旋转功能只需要一个要素：旋转中心、旋转角度、旋转的刀具路径；坐标旋转绕旋转中心进行，根据所选平面，该点可用两个不同的轴来定义：用G17时X、Y轴是旋转点坐标，用G18时是X、Z轴，用G19时是Y、Z轴；当程序在绝对值方式下时，G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对值方式移动指令，才能确定旋转中心。,三、相关知识,（3）应用：,对于旋转重复图形，使用系统提供的旋转功能指令G68编程，可大大简化编程。先编出一个图形，再将其旋转，角度用增量值编程，重复调用，加工出所有图形。在程序设计上，一般要三级，即主程序、重复调用子程序、图形原形子程序。在主程序中，先调用原形子程序加工第一图形，再指令重复调用子程序重复调用，而原形子程序包含在重复调用子程序的旋转功能中。,四、任务实施,（一）加工工艺与程序的设计,1零件的装夹,以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧工件两侧面，并固定于铣床工作台上。,2.刀具选择,根据孔的尺寸及精度要求，选择刀具。,四、任务实施,3确定加工工艺与切削用量,（1）钻中心孔 所有孔都首先打中心孔，以保证钻孔时，不会产生斜歪现象。,（2）钻孔 用,9钻头钻出4,9孔和2,10H7孔的底孔。,四、任务实施,（3）扩孔 用,9.8钻头扩2,10H7孔。,（4）锪孔 用,15槽铣刀锪出4,15沉孔,（5）铰孔 用,10铰刀加工出2,10H7孔。,5.程序设计,编写程序，见表2-16。,四、任务实施,（二）花瓣图案的加工,1工件与刀具的安装,以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧工件两侧面，并固定于铣床工作台上。,2对刀并输入刀补值,3数控加工与精度控制,四、任务实施,（1）加工 首件加工应单段运行，通过机床控制面板上的“倍率选择”按钮修正加工参数，然后自动运行加工，当程序暂停时可以对加工尺寸检测，以保证精度要求。,（2）精度控制 加工过程中，各尺寸精度都要保证在公差范围之内，如出现误差可采用刀补修正法进行修正。,四、任务实施,4零件检测,（1）修整工件，去毛刺等。,（2）尺寸精度检测：用游标卡尺测量半径尺寸，样板检测图案形状等。,（3）表面质量检测：用粗糙度样板对比检测零件加工表面质量。,五、检查评估,四、任务实施,4零件检测,（1）修整工件，去毛刺等。,（2）尺寸精度检测：用游标卡尺零件总长，阶台、锥面各部分尺寸，用外径千分尺检测外圆尺寸，用螺纹环规测量螺纹，用椭圆样板检测椭圆。,（3）表面质量检测：用粗糙度样板对比检测零件加工表面质量。,五、检查评估,