外輪廓零件的編程及仿真

數(shù)控加工工藝沙洲職業(yè)工學(xué)院機(jī)械動力工程系1項(xiàng)目三、外輪廓的數(shù)控銑削/加工中心加工2典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工任務(wù)1：外輪廓零件加工1.1任務(wù)描述加工如圖所示的零件，材料為45鋼。外形尺寸100×80×15mm各面均已加工，本工序需加工其上兩凸臺，粗糙度要求Ra3.2μm。試確定其加工工藝并編制數(shù)控加工程序。31.1相關(guān)知識1.1.1數(shù)控銑床加工的工藝特點(diǎn)與內(nèi)容典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工1.數(shù)控銑床加工的基本工藝特點(diǎn)數(shù)控銑削是機(jī)械加工中最常用和最主要的加工方法之一。與數(shù)控車床相比，數(shù)控銑床的坐標(biāo)要復(fù)雜，不再像數(shù)控車床只有X、Z兩軸，而是分為兩軸、兩軸半、三軸直至五軸聯(lián)動。與普通銑床相比，數(shù)控銑床具有可加工型面復(fù)雜、精度要求高的零件的特點(diǎn)。2.數(shù)控銑床加工工藝的主要內(nèi)容①選擇適合在數(shù)控銑床上加工的零件，確定工序內(nèi)容；②分析被加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求；③確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如劃分工序、安排加工順序、處理與非數(shù)控加工工序的銜接等；④加工工序的設(shè)計(jì)，如選取零件的定位基準(zhǔn)、夾具方案的確定、工步的劃分，刀具的選擇和確定切削用量等；⑤數(shù)控加工程序的調(diào)整，如選取對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)、確定刀具補(bǔ)償和加工路線等。4典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工1.1.2數(shù)控銑床加工工藝分析1、數(shù)控銑床加工零件的工藝性分析

（1）零件圖樣分析

尺寸標(biāo)注方法分析：由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精度都很高，不會因產(chǎn)生較大的累積誤差二破壞零件的使用特性，因此可將局部的分散標(biāo)注法改為同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。

零件圖的完整性與正確性分析：分析幾何元素的給定條件是否充分，若發(fā)現(xiàn)問題，則應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)人員協(xié)商解決。

零件技術(shù)要求分析：技術(shù)要求應(yīng)在保證零件使用性能的前提下，經(jīng)濟(jì)合理。過高的精度和表面粗糙度要求會使工藝過程復(fù)雜、加工困難、成本提高。

零件材料分析：滿足功能的前提下，選價(jià)廉、切削性能好的材料，并立足國內(nèi)，不要輕易選用貴重或緊缺的材料。5典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工

（2）零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

①零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，提高生產(chǎn)效率；②因?yàn)閮?nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)太?。虎哿慵姴鄣灼矫鏁r(shí)，槽底圓角半徑不要過大；④應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。（3）零件毛坯的工藝分析①除板料外，不論鍛件、鑄件還是型材，只要準(zhǔn)備采用數(shù)控銑削加工，其加工面均應(yīng)有較充分的余量。另外數(shù)控銑削中最難保證的是加工面與非加工面之間的尺寸，應(yīng)特別重視；②對一些不使用通用夾具直接安裝定位的毛坯，可采用增加工藝凸臺或凸耳的辦法來解決。6典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工

（1）

內(nèi)孔表面加工方法的選擇a)加工精度為IT9級的孔，當(dāng)孔徑小于10mm時(shí)，可采用鉆—鉸方案；當(dāng)孔徑小于30mm時(shí)，可采用鉆—擴(kuò)方案；當(dāng)孔徑大于30mm時(shí)，可采用鉆—鏜方案。工件材料為淬火鋼以外的各種金屬。b)加工精度為IT8級的孔，當(dāng)孔徑小于10mm時(shí)，可采用鉆—鉸方案；當(dāng)孔徑小于20mm時(shí)，可采用鉆—擴(kuò)—鉸方案，此方案適用于加工淬火鋼以外的各種金屬，但孔徑應(yīng)在20~80mm之間，此外也可采用最終工序?yàn)榫M的方案。c)加工精度為IT7級的孔，當(dāng)孔徑小于12mm時(shí)，可采用鉆—粗鉸—精鉸方案；當(dāng)孔徑在12~60mm時(shí)，可采用鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸方案。若毛坯上已鑄出或鍛出孔，可采用精鏜—半精鏜—精鏜方案。最終工序?yàn)殂q孔的方案適用于未淬火鋼或鑄鐵，對有色金屬鉸出的孔表面粗糙度較大，常用精細(xì)鏜孔替代鉸孔。最終工序?yàn)槔椎姆桨高m用于大批量生產(chǎn)，工件材料為未淬火鋼、鑄鐵和有色金屬。d)加工精度為IT6級的孔，最終工序可采用精細(xì)鏜，工件材料為非淬火鋼。2、數(shù)控銑床加工方法選擇7典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工

（2）

平面加工方法的選擇加工平面主要采用端銑刀和立銑刀加工。粗銑的尺寸精度和表面粗糙度一般可達(dá)IT11~IT13，Ra6.3~25um；精銑的尺寸精度和表面粗糙度一般可達(dá)IT８~IT10，Ra1.6~6.3um；需要注意的是：當(dāng)零件表面粗糙度要求較高時(shí)，應(yīng)采用順銑方式。

（3）

平面輪廓加工方法的選擇平面輪廓多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工。

（4）

固定斜角平面加工方法的選擇當(dāng)零件尺寸不大時(shí)，可用斜墊板墊平后加工；如果機(jī)床主軸可以擺角，則可以擺成適當(dāng)?shù)亩ń?，用不同的刀具來加工?典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工3、工序的劃分與加工路線的確定（1）

工序的劃分a）

以零件的加工及定位方式劃分如劃分成內(nèi)形、外形、曲面或平面等。b）按粗、精加工劃分工序根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序，即粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為另一道工序。c）按所用刀具劃分工序采用這種方式可提高加工的生產(chǎn)效率。a）基面先行原則b）先面后孔原則c）先粗后精原則d）先主后次原則

（2）

加工順序的安排

（3）

加工路線的確定原則：首先保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量；其次考慮數(shù)值計(jì)算簡單，加工路線盡量短，效率較高等。9典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工4、銑削平面類零件的進(jìn)給路線（1）銑削外表面輪廓時(shí)的進(jìn)給路線銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線上切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切入零件，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕，保證零件輪廓光滑。刀具切入和切出時(shí)的外延10典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工（2）圓弧插補(bǔ)方式銑削外整圓時(shí)的走刀路線外圓銑削整圓加工完畢時(shí)，不要在切點(diǎn)處2退刀，而應(yīng)讓刀具沿切線方向多運(yùn)動一段距離，以免取消刀補(bǔ)時(shí)，刀具與工件表面相碰，造成工件報(bào)廢。

銑削主要參數(shù)周銑與端銑時(shí)的銑削用量典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工111.1.3數(shù)控銑削切削用量的選擇1.銑削用量的選擇原則：先選取背吃刀量ap或側(cè)吃刀量ae

，其次確定進(jìn)給量f

，最后確定進(jìn)給速度v。（1）背吃刀量ap或側(cè)吃刀量ae的確定

①當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ra為12.5~25um時(shí)，如果圓周銑削的加工余量(ae)小于5mm，端銑的加工余量(ap)小于6mm時(shí)，則粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求，但在余量較大、工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動力不足時(shí)，可分兩次進(jìn)給完成。②當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ra為3.2~12.5um時(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑后留0.5~1.0mm余量，在半精銑時(shí)切除。③當(dāng)工件表面粗糙度要求為Ra為0.8~3.2um時(shí)，可分粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。半精銑時(shí)，背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5~2mm；精銑時(shí)，圓周銑削側(cè)吃刀量取0.3~0.5mm,端銑刀背吃刀量取0.5~1mm。1.1.3數(shù)控銑削切削用量的選擇典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工12（2）進(jìn)給量f與進(jìn)給速度Vf銑削加工時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動的大小有三種表示法：每齒進(jìn)給量fZ、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f和進(jìn)給速度Vf．每齒進(jìn)給量fZ為銑刀每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒時(shí)，工件與刀具的相對位移，單位為mm/Z。每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f為銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件與刀具的相對位移，單位為mm/r。進(jìn)給速度Vf為單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀的相對位移，單位為mm/min。三者的關(guān)系為：Vf=fn=fZZn典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工13（3）切削速度Vc切削速度是銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的線速度，可按下式計(jì)算：VC=πDn/1000在選擇切削速度時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：①應(yīng)盡量避開積屑瘤產(chǎn)生的區(qū)域；②斷續(xù)切削時(shí)，為減少沖擊和熱應(yīng)力，要適當(dāng)降低切削速度；③在易發(fā)生振動的情況下，切削速度應(yīng)避開自激振動的臨界速度；④加工大件、細(xì)長件和薄壁工件時(shí)，應(yīng)選用較低的切削速度；⑤加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)降低切削速度。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工14151.對刀點(diǎn)是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。對刀點(diǎn)可以設(shè)在工件上，也可以設(shè)在與工件的定位基準(zhǔn)有一定關(guān)系的夾具某一位置上。其選擇原則是：（1）所選的對刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡單；（2）對刀點(diǎn)應(yīng)選在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置；（3）對刀點(diǎn)應(yīng)選在加工過程中檢查方便、可靠的位置；（4）對刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。2.換刀點(diǎn)換刀點(diǎn)是為加工中心等采用多刀加工的機(jī)床而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過程中要自動換刀，在編程時(shí)應(yīng)考慮選擇合適的換刀位置。對于手動換刀的數(shù)控銑床，也應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位置。為防止換刀時(shí)碰傷零件、刀具或夾具，換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工1.1.4數(shù)控銑削加工163.起止高度與安全高度起止高度指進(jìn)退刀的初始高度。在程序開始時(shí)，刀具將先到這一高度，同時(shí)在程序結(jié)束后，刀具也將退回到這一高度。起止高度要大于或等于安全高度。安全高度也稱為提刀高度，安全高度是在銑削過程中，刀具需要轉(zhuǎn)移位置時(shí)，先退到這一高度再進(jìn)行G00插補(bǔ)到下一進(jìn)刀位置，此值一般情況下應(yīng)大于零件的最大高度（即高于零件的最高表面）。慢速下刀距離通常為相對值，刀具以G00快速下刀到指定位置，然后以接近速度下刀到加工位置。即使是空的位置下刀，使用該值也可以使機(jī)床有緩沖過程，確保下刀所到位置的準(zhǔn)確性，但是該值也不宜取得太大太長的慢速下刀距離將影響加工效率。起止高度與安全高度典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工171.1.5編程指令介紹1、常用的輔助功能輔助功能由地址字M和其后的一或兩位數(shù)字組成，主要用于控制零件程序的走向，以及機(jī)床各種輔助功能的開關(guān)動作。具體功能如下：①程序暫停M00當(dāng)執(zhí)行有M00指令的程序段后，主軸停止進(jìn)給，切削液都將停止，以便進(jìn)行某一手動操作，如換刀、測量工件等，重新啟動機(jī)床后，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。②選擇停止M01與M00的功能基本相似，只有在按下“選擇停止”鍵后M01才有效，否則機(jī)床繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段，按“啟動”鍵，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。③程序結(jié)束M02該指令編在程序的最后一條，表示執(zhí)行完程序內(nèi)所有指令后，主軸停止，切削液關(guān)閉，機(jī)床處于復(fù)位狀態(tài)。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工18④M03/M04用于主軸順時(shí)針、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。⑤M05主軸停止轉(zhuǎn)動。⑥M06換刀指令,用于在加工中心上實(shí)現(xiàn)自動換刀。⑦M(jìn)07/M09切削液開或關(guān)。⑧M30程序結(jié)束

使用M30時(shí)，除表示執(zhí)行M02的內(nèi)容外，還返回到程序的第一條語句，準(zhǔn)備下一個(gè)工件的加工。⑨M98/M99用于調(diào)用子程序、子程序結(jié)束及返回。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工

2、常用的準(zhǔn)備功能①與坐標(biāo)有關(guān)的指令絕對值編程G90與相對值編程G91G90為絕對值編程，每個(gè)軸上的編程值是相對于程序原點(diǎn)的。G91為相對值編程，每個(gè)軸上的編程值是相對于前一位置而言的，該值等于沿軸移動的距離。工件坐標(biāo)系選擇指令G54-G59將工件裝夾到機(jī)床上測出的偏置值，通過操作面板輸入到規(guī)定的偏置值數(shù)據(jù)寄存器中。程序可以通過選擇相應(yīng)的G54-G59激活此值。格式：

典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工19G54-G59說明a)G54～G59是系統(tǒng)預(yù)置的六個(gè)坐標(biāo)系，可根據(jù)需要選用。b)G54～G59建立的工件坐標(biāo)原點(diǎn)是相對于機(jī)床原點(diǎn)而言的，在程序運(yùn)行前已設(shè)定好，在程序運(yùn)行中是無法重置的。c)G54～G59預(yù)置建立的工件坐標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值可用MDI方式輸入，系統(tǒng)自動記憶。d)使用該組指令前，必須先回參考點(diǎn)。e)G54～G59為模態(tài)指令，可相互注銷。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工20工件坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定指令（G92

）G92指令是規(guī)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的指令，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)又稱編程零點(diǎn)，當(dāng)用絕對尺寸編程時(shí)，必須建立此坐標(biāo)系，用來確定刀具起始點(diǎn)在新坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)值。格式：G92X_Y_Z_；X、Y、Z為當(dāng)前刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的初始位置,該點(diǎn)通常被稱為對刀點(diǎn)。如圖所示，坐標(biāo)系設(shè)置命令為：

G92X20Y10Z10典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工21局部坐標(biāo)系設(shè)定指令（G52

）指定一個(gè)工件坐標(biāo)（G54-G59）系統(tǒng)，當(dāng)遇到因工件幾何形狀而有必要再另設(shè)定一局部坐標(biāo)系原點(diǎn)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)之間的坐標(biāo)偏置。若執(zhí)行G52X0Y0Z0，程序段后則取消局部坐標(biāo)系。格式：G52X_Y_Z_；X、Y、Z為當(dāng)前刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工22坐標(biāo)平面選擇指令（G17、G18、G19)平面選擇指令G17、G18、G19分別用來指定程序段中刀具的圓弧插補(bǔ)平面和刀具半徑補(bǔ)償平面。G17表示選擇在XY平面內(nèi)加工，G18表示選擇在ZX平面內(nèi)加工，

G19表示選擇在YZ平面內(nèi)加工。立式數(shù)控銑床大都在XY平面內(nèi)加工，故G17可省略。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工23②快速點(diǎn)定位指令（G00）格式：G00X_Y_Z_；其中：X、Y、Z為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，用G90時(shí)為終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；用G91時(shí)為終點(diǎn)相對于起點(diǎn)的增量坐標(biāo)。說明：

①G00指令刀具相對于工件從當(dāng)前位置以最快的速度移動到目標(biāo)點(diǎn)。②G00指令中的快進(jìn)速度由機(jī)床參數(shù)對各軸分別設(shè)定，不能用程序規(guī)定。由于各軸以各自速度移動，不能保證各軸同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，因而聯(lián)動直線軸的合成軌跡并不總是直線。③快移速度可由面板上的快速修調(diào)旋鈕修正。④G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。⑤G00為模態(tài)功能，可由G01、G02、G03或G33功能注銷。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工24③直線插補(bǔ)指令（G01）格式：G01X_Y_Z_F_；其中，X、Y、Z為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，在G90時(shí)為目標(biāo)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為目標(biāo)點(diǎn)相對于起點(diǎn)的增量坐標(biāo)。F為刀具移動速度。G01中必須含有F指令，否則認(rèn)為進(jìn)給速度為零。

典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工25④圓弧插補(bǔ)指令（G02、G03）典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工26說明：G02：順時(shí)針圓弧插補(bǔ)；G03：逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)；X、Y、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，在G90時(shí)為圓弧終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為圓弧終點(diǎn)相對于圓弧起點(diǎn)的位移量；I、J、K為圓弧圓心相對于圓弧起點(diǎn)的偏移值(等于圓心的坐標(biāo)減去圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)）；在G90/G91時(shí)都是以增量方式指定；R為圓弧半徑，當(dāng)圓弧圓心角小于180°時(shí)，R為正值，否則R為負(fù)值。整圓插補(bǔ)時(shí)必須指定I、J、K，而不能用半徑R。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工27⑤暫停指令（G04）G04指令可使刀具進(jìn)行暫停的無進(jìn)給光整加工，一般用于鏜平面、锪孔加工等場合。格式為：G04X＿P＿;地址碼X或P為暫停時(shí)間，X后面可用小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，單位為s；P后面不允許用小數(shù)點(diǎn)，單位為ms。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工28⑥長度補(bǔ)償指令（G43、G44、G49）當(dāng)?shù)毒吣p時(shí)，可在程序中用刀具長度補(bǔ)償指令補(bǔ)償補(bǔ)償?shù)毒叱叽绲淖兓?，而不必重新調(diào)整刀具或重新對刀。格式為：G43或G44Z＿H＿;G43為刀具長度正補(bǔ)償；G44為刀具長度負(fù)補(bǔ)償；G49為撤銷刀具長度補(bǔ)償。Z為刀具長度補(bǔ)償值，補(bǔ)償量存入由H代碼指定的存儲器中，偏置量與偏置號相對應(yīng)。使用G43、G44時(shí)無論用絕對尺寸還是增量尺寸編程，程序中指定的Z軸移動點(diǎn)的終點(diǎn)坐標(biāo)值，都要與H所指定寄存器中的偏移量進(jìn)行運(yùn)算，G43時(shí)相加，G44時(shí)相減，然后把運(yùn)算結(jié)果作為終點(diǎn)坐標(biāo)值進(jìn)行加工。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工29刀具長度補(bǔ)償示意典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工30典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工31⑦刀具半徑補(bǔ)償指令（G41、G42、G40）a）刀具半徑補(bǔ)償概念在進(jìn)行輪廓銑削編程時(shí)，由于銑刀的刀位點(diǎn)在刀具中心，和切削刃不一致，為了確保銑削加工出的輪廓符合要求，編程時(shí)就必須在圖紙要求輪廓的基礎(chǔ)上，整個(gè)周邊向外或向內(nèi)預(yù)先偏離一個(gè)刀具半徑值，作出一個(gè)刀具刀位點(diǎn)的行走軌跡，求出新的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，然后按這個(gè)新的軌跡進(jìn)行編程，這就是人工預(yù)刀補(bǔ)編程。對有刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，可不必求刀具中心的運(yùn)動軌跡，直接按零件輪廓軌跡編程，同時(shí)在程序中給出刀具半徑的補(bǔ)償指令，這就是機(jī)床自動刀補(bǔ)編程。32典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工b）編程格式格式說明：G40：取消刀具半徑補(bǔ)償；G41：左刀補(bǔ)(在刀具前進(jìn)方向左側(cè)補(bǔ)償)；G42：右刀補(bǔ)(在刀具前進(jìn)方向右側(cè)補(bǔ)償)；G17、G18、G19：刀具半徑補(bǔ)償平面；D：G41/G42的參數(shù)，即刀補(bǔ)號碼(D00～D99)33典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工c）刀具半徑補(bǔ)償功能應(yīng)用刀具因磨損、重磨、換新刀而引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數(shù)設(shè)置中輸入變化后的刀具直徑。如圖所示，1為未磨損刀具，2為磨損后刀具，兩者直徑不同，只需將刀具參數(shù)表中的刀具半徑r1改為r2，即可適用同一程序。34典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工c）刀具半徑補(bǔ)償功能應(yīng)用用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補(bǔ)償，可進(jìn)行粗精加工。如右圖所示，刀具半徑r，精加工余量。粗加工時(shí)，輸入刀具直徑，則加工出點(diǎn)劃線輪廓；精加工時(shí)，用同一程序，同一刀具，但輸入刀具直徑，則加工出實(shí)線輪廓。

35典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工d）刀補(bǔ)過程

刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程分為三步：刀補(bǔ)的建立：在刀具從起點(diǎn)接近工件時(shí)，刀心軌跡從與編程軌跡重合過度到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過程。刀補(bǔ)進(jìn)行：刀具中心始終與編程軌跡相距一個(gè)偏置量直到刀補(bǔ)取消。刀補(bǔ)取消：刀具離開工件，刀心軌跡要過渡到與編程軌跡重合的過程。36典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工e）注意事項(xiàng)與說明?。┑毒咦笥已a(bǔ)償判斷方法為：沿垂直于補(bǔ)償所在平面(如XY平面)的坐標(biāo)軸的負(fù)方向(-Z)看去，刀具中心位于編程前進(jìn)方向的左側(cè)，即為左補(bǔ)償；刀具中心位于編程前進(jìn)方向的右側(cè)，即為右補(bǔ)償。在進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償前，必須用G17或G18、G19指定刀具補(bǔ)償是在哪個(gè)平面上進(jìn)行的。37典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工f）注意事項(xiàng)與說明ⅱ）刀補(bǔ)的引入和取消要求必須在G00或G01程序段，不應(yīng)在G02/G03程序段上進(jìn)行。如G41G02X20Y0R10D01

通常會導(dǎo)致機(jī)床報(bào)警。ⅲ）在指定刀補(bǔ)平面執(zhí)行刀補(bǔ)時(shí)，不能出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)非坐標(biāo)軸移動類指令或非刀補(bǔ)平面坐標(biāo)移動，否則將可能產(chǎn)生過切或少切現(xiàn)象。非坐標(biāo)軸移動類指令大致有以下幾種：M指令；S指令；暫停指令；某些G指令，如：G90，G91X0等。非刀補(bǔ)平面坐標(biāo)移動，如G00Z-10（刀補(bǔ)平面為XY平面時(shí)）。38典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工f）注意事項(xiàng)與說明

ⅳ）在刀補(bǔ)建立或取消時(shí)，注意由于程序軌跡方向不當(dāng)而發(fā)生過切。

對于這種情況，可適當(dāng)調(diào)整Ps、Pe的位置，使刀補(bǔ)建立或取消時(shí)的α≤180°（通常取90°或180°），從而避免過切。ⅴ）當(dāng)?shù)堆a(bǔ)數(shù)據(jù)為負(fù)值時(shí)，則G41、G42功效互換。ⅵ）G41、G42指令不要重復(fù)規(guī)定，否則會產(chǎn)生一種特殊的補(bǔ)償。ⅶ）G40、G41、G42都是模態(tài)代碼，可相互注銷。39典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工g）刀具半徑補(bǔ)償應(yīng)用實(shí)例

已知某零件如下圖所示，工件材料為5mm厚的鋁板，編寫工件精加工程序。加工刀具：直徑φ10的立銑刀；安全高度10mm；切削用量：主軸轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給速度300mm/min；采用順銑，上平面為Z0。40典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工

程序：O0001；程序名N010G54G90G00X20.0Y-40.0；建立工件坐標(biāo)系，快速移動到A點(diǎn)N020Z10.0；快進(jìn)安全高度N030G01Z-5.0F300S500M03；下刀，啟動主軸N040M08；冷卻液開N050G41X0Y-35.0D01；刀具左補(bǔ)償，到達(dá)1點(diǎn)N060G02X-5.0Y-30.0R5.0；2點(diǎn)N070G03X-30.0Y-5.0R30.0；3點(diǎn)N080G02Y5.0R5.0；4點(diǎn)N090G03X-5.0Y30.0R30.0；5點(diǎn)N100G02X5.0R5.0；6點(diǎn)N110G03X30.0Y5.0R30.0；7點(diǎn)N120G02Y-5.0R5.0；8點(diǎn)N130G03X5.0Y-30.0R30.0；9點(diǎn)N140G02X0Y-35.0R5.0；1點(diǎn)N150G40G01X-20.0；退出輪廓至B點(diǎn)，取消刀補(bǔ)N160G00Z100.0M09；抬刀N190M30；程序結(jié)束⑧參考點(diǎn)返回指令G28指令格式：G28X__Y__

或G28Z__X__

或G28Y__Z__其中X、Y、Z為中間點(diǎn)位置坐標(biāo)，指令執(zhí)行后，所有的受控軸都將快速定位到中間點(diǎn),然后再從中間點(diǎn)到參考點(diǎn)。G28指令一般用于自動換刀，所以使用G28指令時(shí)，應(yīng)取消刀具的補(bǔ)償功能⑨從參考點(diǎn)返回指令G29指令格式：G29X__Y__Z__G29指令使刀具以快速移動速度，從機(jī)床參考點(diǎn)經(jīng)過G28指令設(shè)定的中間點(diǎn)，快速移動到G29指令設(shè)定的返回點(diǎn)。典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工4142典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工1.3任務(wù)決策和執(zhí)行加工如圖所示的零件，材料為45鋼。外形尺寸100×80×15mm各面均已加工，本工序需加工其上兩凸臺，粗糙度要求Ra3.2μm。試確定其加工工藝并編制數(shù)控加工程序。43典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工1.分析圖樣根據(jù)圖樣和技術(shù)要求分析，零件材料為45號鋼，100×80×15mm各面均已加工，要求加工其上兩凸臺，除保證各部尺寸要求外，表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra3.2μm。

2.加工工藝

確定用FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)的立式加工中心采用立銑方式對工件進(jìn)行加工，根據(jù)零件的圖樣特點(diǎn)和加工部位，采用精密平口鉗裝夾工件，使精密平口鉗的固定鉗口平行于機(jī)床的X軸并垂直于工作臺，底面平行于工作臺面。采用先粗銑后精銑加工工藝確定加工順序。（1）清除工件毛刺，裝夾工件，找正工件上表面。（2）用?20mm立銑刀粗加工外輪廓，留精加工余量0.3～0.5mm。（3）用?12mm立銑刀精加工外輪廓，達(dá)尺寸要求。（4）清理毛刺，棱邊倒鈍。填寫工序卡片如表1-1。1.3任務(wù)決策和執(zhí)行44典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工表1-1數(shù)控加工工序卡單位名稱產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間XXOxxxx虎鉗VM600工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度（mm/min）背吃刀量備注1去毛刺

2?30圓臺粗加工T01φ20立銑刀35052(f=0.05)

4mm

3圓角方臺粗加工T01φ20立銑刀35052(f=0.05)

5mm

4?30圓臺精加工T02φ12立銑刀80080(f=0.03)

4mm

5圓角方臺精加工T02φ12立銑刀80080(f=0.03)

5mm

6棱邊倒鈍

編制

審核

批準(zhǔn)年月日共1頁第1頁45典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工3.程序編制（1）選擇編程原點(diǎn)根據(jù)圖樣特點(diǎn)，確定工件原點(diǎn)為毛坯上表面的對稱中心，加工前用尋邊器及對刀儀對刀設(shè)定G54工件坐標(biāo)系。（2）根據(jù)加工工藝確定刀具類型、H刀長、D半徑。見表1-2表1-2數(shù)控加工刀具卡產(chǎn)品代號零件名稱零件圖號程序號Oxxxx工步號刀具號刀具名稱刀具刀具半徑補(bǔ)償D(mm)備注直徑(mm)長度補(bǔ)償H2、3T01立銑刀φ20H01=實(shí)測值D01=10.54、5T02立銑刀φ12H02D02=6編制審核批準(zhǔn)共1頁第1頁46典型零件的數(shù)控銑/加工中心加工

程序清單O0001；主程序程序名G90G94G40G49G17G21;程序初始化G91G28Z0.T01M06;Z軸回參考點(diǎn)，刀庫選刀換刀（φ20立銑刀）M03S350M08;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為350r/min,切削液開G54G90G00X62.Y0.快速定位到點(diǎn)（62,0)G43G00Z5.H01快速定位到Z5，建立長度補(bǔ)償G01Z-4.F52;直線插補(bǔ)到Z-4,進(jìn)給量F52mm/minG41D01G01X47.Y0.;建立刀具半徑補(bǔ)償G