數(shù)控銑床加工中心加工技術(shù)（第二版）課件 3-2 壓板零件加工

任務(wù)2壓板零件加工1．掌握圓弧加工指令的指令格式及編程方法。2．掌握回參考點(diǎn)指令的指令格式及編程方法。3．掌握數(shù)控銑加工程序的程序開始與程序結(jié)束。4．了解數(shù)控加工過程中加工路線的確定原則及確定方法。5．掌握臺(tái)階類零件的編程與加工方法。通過完成任務(wù)，掌握以下知識(shí)和技能。企業(yè)壓板零件的加工訂單，訂單數(shù)量為20件一零件（100mm×80mm×15mm），毛坯材料為45鋼，試編寫其數(shù)控銑加工程序并進(jìn)行加工。該零件既是臺(tái)階類零件，又是圓弧輪廓零件，因此完成該任務(wù)的難點(diǎn)在于正確運(yùn)用圓弧插補(bǔ)指令進(jìn)行編程。在操作過程中，應(yīng)進(jìn)一步掌握數(shù)控銑床/加工中心對(duì)刀的方法及零件在數(shù)控銑床/加工中心上裝夾與找正的方法。1.圓弧加工指令（1）指令格式（以G17平面為例）半徑方式：G02X

Y

R

F

；G03X

Y

R

F

；圓心方式：G02X

Y

I

J

F

；G03X

Y

I

J

F

；

G02：表示順時(shí)針圓弧插補(bǔ)。G03：表示逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。X

Y

Z

：表示圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)值，其值可以是絕對(duì)坐標(biāo)，也可以是增量坐標(biāo)。在增量方式下，其值為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的增量值。R

：表示圓弧半徑。I

J

K

：表示圓弧的圓心相對(duì)于其起點(diǎn)并分別在X、Y和Z坐標(biāo)軸上的增量值。（2）指令說明1）G02/G03判斷方法

沿圓弧所在平面（如XY平面）的另一根軸（Z軸）的正方向向負(fù)方向看，順時(shí)針方向?yàn)轫槙r(shí)針圓弧，逆時(shí)針方向?yàn)槟鏁r(shí)針圓弧。2）圓弧半徑R

①當(dāng)圓弧圓心角小于或等于180°時(shí)，程序中的R用正值表示。

②當(dāng)圓弧圓心角大于180°并小于360°時(shí)，R用負(fù)值表示。

③R指令格式不能用于整圓插補(bǔ)的編程，整圓插補(bǔ)需用I、J、K方式編程。圓弧的順逆判斷例1編寫加工圓弧AB的程序段（AB）1G03X30.0Y－40.0R50.0F100；

（AB）2G03Y－40.0R－50.0F100；3）I、J、K值的判斷①I的值為圓弧圓心的X坐標(biāo)值減圓弧起點(diǎn)的X坐標(biāo)值，

J的值為圓弧圓心的Y坐標(biāo)值減圓弧起點(diǎn)的Y坐標(biāo)值，K的值為圓弧圓心的Z坐標(biāo)值減圓弧起點(diǎn)的Z坐標(biāo)值。②I、J、K的值為矢量值。例2編寫加工圖示圓弧AB的程序段（AB）1G03X2.68Y20.0R20.0；G03X2.68Y20.0I－17.32J－10.0；（AB）2G02X2.68Y20.0R20.0；G02X2.68Y20.0I－17.32J10.0；例3編寫加工整圓的程序段G03X50.0Y0I－50.0J0；或簡寫成：G03I－50.0；2.工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移及取消指令

（1）指令格式設(shè)定工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移指令：G54～G59；取消工件坐標(biāo)系設(shè)定即選擇機(jī)床坐標(biāo)系：G53。（2）指令說明

①零點(diǎn)偏置的方法：選擇裝夾后工件的編程坐標(biāo)系原點(diǎn)，找出該點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)值，將這些值通過機(jī)床面板操作輸入機(jī)床偏置存儲(chǔ)器參數(shù)中，從而將機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)偏移至工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。

②實(shí)質(zhì)：在編程與加工之前讓數(shù)控系統(tǒng)知道工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的具體位置。

④一般通過輸入不同的零點(diǎn)偏移數(shù)值，可以設(shè)定G54～G59共6個(gè)不同的工件坐標(biāo)系，在編程及加工過程中可以通過G54～G59指令來對(duì)不同的工件坐標(biāo)系進(jìn)行選擇。③對(duì)刀:找出工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的過程。G90；（絕對(duì)坐標(biāo)系編程）G54G00X0Y0；（選擇G54坐標(biāo)系，快速定位到該坐標(biāo)系XY平面原點(diǎn)）G55G00X0Y0；（選擇G55坐標(biāo)系，快速定位到該坐標(biāo)系XY平面原點(diǎn)）G57G00X0Y0；（選擇G57坐標(biāo)系，快速定位到該坐標(biāo)系XY平面原點(diǎn)）G58G00X0Y0；（選擇G58坐標(biāo)系，快速定位到該坐標(biāo)系XY平面原點(diǎn)）M30；（程序結(jié)束）例4試編寫刀具刀位點(diǎn)在O點(diǎn)、A點(diǎn)、B點(diǎn)和C點(diǎn)間快速移動(dòng)的程序3.返回參考點(diǎn)指令可以通過編程指令來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床回參考點(diǎn)動(dòng)作。常見的與返回參考點(diǎn)相關(guān)的編程指令主要有G27、G28、G29三種，這三種指令均為非模態(tài)指令。（1）返回參考點(diǎn)校驗(yàn)指令（G27）1）指令格式G27X

Y

Z

；X

Y

Z

：參考點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。2）指令說明①G27指令用于檢查刀具是否正確返回到程序中指定的參考點(diǎn)位置。②執(zhí)行G27指令時(shí)，如果刀具通過快速定位指令G00正確定位到參考點(diǎn)上，則對(duì)應(yīng)軸的返回參考點(diǎn)指示燈亮，否則將產(chǎn)生機(jī)床系統(tǒng)報(bào)警。（2）自動(dòng)返回參考點(diǎn)指令（G28）1）指令格式G28X

Y

Z

；X

Y

Z

：返回過程中經(jīng)過的中間點(diǎn)，其坐標(biāo)值可以用增量值也可以用絕對(duì)值，但須用G91或G90來指定。2）指令說明①執(zhí)行返回參考點(diǎn)G28指令時(shí)，刀具以快速點(diǎn)定位方式經(jīng)中間點(diǎn)返回到參考點(diǎn)。②設(shè)定中間點(diǎn)的目的是為了防止刀具在返回參考點(diǎn)過程中與工件或夾具發(fā)生干涉。（3）自動(dòng)從參考點(diǎn)返回指令（G29）1）指令格式G29X

Y

Z

；X

Y

Z

；從參考點(diǎn)返回后刀具所到達(dá)的終點(diǎn)坐標(biāo)?？捎肎91/G90來決定該值是增量值還是絕對(duì)值。如果是增量值，則該值指刀具終點(diǎn)相對(duì)于G28中間點(diǎn)的增量值。2）指令說明①G29指令只能出現(xiàn)在G28指令的后面，中間點(diǎn)的坐標(biāo)與前面G28所指定的中間點(diǎn)坐標(biāo)為同一坐標(biāo)值。②在選擇G28指令后，G29指令并不是必需的，建議用G00指令來代替G29指令。

例5刀具回參考點(diǎn)前已定位至A點(diǎn)，取B點(diǎn)為中間點(diǎn)，R點(diǎn)為參考點(diǎn)，C點(diǎn)為執(zhí)行G29指令到達(dá)的終點(diǎn)。G91G28X200.0Y100.0Z0.0；M06T01；G29X100.0Y－100.0Z0.0；或：G90G28X200.0Y200.0Z0.0；M06T01；G29X300.0Y100.0Z0.0；4.工件的裝夾與找正工件在數(shù)控銑床/加工中心上裝夾時(shí)，應(yīng)根據(jù)批量的大小來選擇不同的裝夾方式。單件、小批量工件通常采用通用夾具進(jìn)行裝夾；中小批量工件通常采用組合夾具進(jìn)行裝夾；大批量工件則最好選擇專用夾具進(jìn)行裝夾。常用的通用夾具裝夾與找正方法如下（1）平口鉗的裝夾與找正采用機(jī)械螺旋式、氣動(dòng)式或液壓式夾緊方式①平口鉗裝夾的示意圖如圖，裝夾時(shí)，首先根據(jù)工件的切削高度在平口鉗內(nèi)墊上合適的高精度平行墊鐵，以保證工件在切削過程中不會(huì)產(chǎn)生受力移動(dòng)；然后對(duì)平口鉗鉗口進(jìn)行找正，以保證平口鉗的鉗口方向與主軸刀具的進(jìn)給方向平行或垂直。②工件找正方法如圖所示。找正時(shí)，將百分表用磁性表座固定在主軸上，百分表觸頭接觸工件，在前后或左右方向移動(dòng)主軸，從而找正工件上下平面與工作臺(tái)面的平行度。如工件與工作臺(tái)面不平行，則可根據(jù)平行度誤差大小在相應(yīng)的角上墊相應(yīng)尺寸的塞尺來進(jìn)行糾正。（2）壓板的裝夾與校正①對(duì)于大型工件，無法采用平口鉗或其他夾具裝夾時(shí)，可直接采用壓板進(jìn)行裝夾。加工中心壓板通常采用T形螺母與螺栓的夾緊方式。壓板、墊鐵與T形螺母②對(duì)于除底面以外其余五面要全部加工的零件，無法采用平口鉗或壓板裝夾時(shí)，可采用精密治具板進(jìn)行裝夾。裝夾前在工件底面加工出工藝螺釘孔，再用內(nèi)六角螺釘鎖緊在精密治具板上，最后將精密治具板安裝在工作臺(tái)面上。精密治具板有HT、HL、HC、HH等多種系列③使用壓板裝夾時(shí)，裝夾與找正方法如圖3-23所示。采用壓板裝夾工件時(shí)，應(yīng)使墊鐵的高度略高于工件，以保證夾緊效果；壓板螺栓應(yīng)盡量靠近工件，以增大壓緊力；壓緊力要適中，或在壓板與工件表面安裝軟材料墊片，以防工件變形或工件表面受到損傷；不能在工作臺(tái)面上拖動(dòng)工件，以免劃傷工作臺(tái)面。找正時(shí)，除了要找正工件上下平面與工作臺(tái)面的平行，還要找正工件側(cè)面與軸進(jìn)給方向的平行。如果不平行，則可用銅棒輕敲工件或墊塞尺的辦法進(jìn)行糾正，然后重新進(jìn)行找正。（3）卡盤和分度頭及其裝夾與找正卡盤根據(jù)卡爪的數(shù)量分為二爪卡盤、三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤和六爪卡盤等幾種類型。在數(shù)控車床和數(shù)控銑床上應(yīng)用較多的是三爪自定心卡盤和四爪單動(dòng)卡盤。由于三爪自定心卡盤具有自動(dòng)定心作用和裝夾簡單的特點(diǎn)，因此，中、小型圓柱工件在數(shù)控銑床或數(shù)控車床上加工時(shí)，常采用三爪自定心卡盤進(jìn)行裝夾。卡盤的夾緊有機(jī)械螺旋式、氣動(dòng)式或液壓式等多種形式。三爪自定心卡盤四爪單動(dòng)卡盤許多機(jī)械零件，如花鍵、離合器、齒輪等零件在加工中心上加工時(shí)，常采用分度頭分度的辦法來等分每一個(gè)齒槽，從而加工出合格的零件。分度頭是數(shù)控銑床或普通銑床的主要部件。在機(jī)械加工中，常用的分度頭有萬能分度頭、簡單分度頭、直接分度頭等，但這些分度頭普遍分度精度不是很精密。因此，為了提高分度精度，數(shù)控機(jī)床上還采用投影光學(xué)分度頭和數(shù)顯分度頭等對(duì)精密零件進(jìn)行分度。萬能分度頭簡單分度頭在加工中心上使用卡盤作為夾具時(shí)，通常用壓板將卡盤壓緊在工作臺(tái)面上，使卡盤軸心線與主軸平行。三爪自定心卡盤裝夾圓柱形工件的找正如圖所示，將百分表固定在主軸上，觸頭接觸外圓側(cè)母線，上下移動(dòng)主軸，根據(jù)百分表的讀數(shù)用銅棒輕敲工件進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)主軸上下移動(dòng)過程中百分表讀數(shù)不變時(shí)，表示工件母線平行于Z軸。當(dāng)找正工件外圓圓心時(shí)，可手動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸，根據(jù)百分表的讀數(shù)值在XY平面內(nèi)移動(dòng)工件，直至手動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸時(shí)百分表讀數(shù)值不變，此時(shí)，工件中心與主軸軸線同軸，記下此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)系X、Y的坐標(biāo)值，可將該點(diǎn)（圓柱中心）設(shè)為工件坐標(biāo)XY平面的編程原點(diǎn)。用分度頭裝夾工件（工件橫放）的找正方法如圖所示。首先，分別在A點(diǎn)和B點(diǎn)處前后移動(dòng)百分表，調(diào)整工件，保證兩處百分表的最大讀數(shù)相等，以找正工件與工作臺(tái)面平行；然后，找正工件側(cè)母線與工件進(jìn)給方向平行。1.加工準(zhǔn)備（1）分析零件圖樣

1）尺寸精度要求不高，均為自由公差。

2）零件加工后的形位精度要求較高，為了保證形位公差要求，需對(duì)零件進(jìn)行精確的裝夾與校正。

3）零件加工表面的表面粗糙度要求為Ra3.2μm。（2）選擇數(shù)控機(jī)床TH7650型FANUC0i系統(tǒng)數(shù)控銑床。

（3）選擇刀具和切削用量1）刀具:φ20mm立銑刀（材料為高速鋼）2）切削用量推薦值：切削速度n=600r/min；進(jìn)給速度f=100mm/min；背吃刀量ap=8mm。2.編寫加工程序（1）選擇編程原點(diǎn)選擇工件上表面的對(duì)稱中心作為工件編程原點(diǎn)。

（2）設(shè)計(jì)加工路線銑削臺(tái)階：刀具從A點(diǎn)→B點(diǎn)，然后Z向抬刀并返回C點(diǎn)，再Z向落刀至加工高度后，從C點(diǎn)→D點(diǎn)。加工圓弧面：為防止刀具法向進(jìn)刀造成加工刀痕，采用圓弧過渡方式切入，采用圓弧過渡方式切出，也可采用法線方式切出。（3）確定基點(diǎn)坐標(biāo)A點(diǎn)（－52.0，－52.0）B點(diǎn)（－52.0，52.0）C