數(shù)控銑床加工中心加工技術（第二版）課件 項目六 加工中心編程技巧

任務1模具型芯零件加工1．了解極坐標的概念及運用。2．掌握采用極坐標編寫輪廓加工程序的方法。3．掌握采用極坐標編寫孔加工程序的方法。通過完成任務，掌握以下知識和技能。模具型芯零件的加工，訂單數(shù)量為5件，零件圖如圖所示。毛坯材料為45鋼，毛坯外圓柱已加工完成。試編寫其加工程序并完成加工。加工本任務零件時，如采用直角坐標系進行編程，則計算復雜且容易出錯，而采用極坐標系進行編程則基點計算要方便得多用直角坐標系進行編程用極坐標指令進行編程計算復雜且容易出錯基點計算較方便加工本任務零件時，如采用直角坐標系進行編程，則計算復雜且容易出錯，而采用極坐標系進行編程則基點計算要方便得多1.?極坐標編程（1）極坐標指令G16：極坐標系生效指令。G15：極坐標系取消指令。（2）指令說明當使用極坐標指令時，坐標值以極坐標方式指定，即以極坐標半徑和極坐標角度來確定點的位置。1）極坐標半徑當使用G17、G18、G19選擇好加工平面后，用所選平面的第一坐標地址來指定極坐標半徑，該值用正值表示。2）極坐標角度用所選平面的第二坐標地址來指定極坐標角度，極坐標的零度方向為第一坐標軸的正方向，逆時針方向為角度方向的正向。例如圖所示，A點與B點的坐標采用極坐標方式可描述如下：A點X40.0Y0；（極坐標半徑為40mm，極坐標角度為0°）B點X40.0Y60.0；（極坐標半徑為40mm，極坐標角度為60°）刀具從A點到B點采用極坐標編程如下：…G00X40.0Y0；（直角坐標系）G90G17G16；（選擇XY平面，極坐標系生效）G01X40.0Y60.0；（終點極坐標半徑為40mm，終點極坐標角度為60°）G15；（取消極坐標編程）

…（3）極坐標系原點極坐標系原點指定方式有兩種，一種以工件坐標系原點作為極坐標系原點，另一種以刀具當前位置作為極坐標系原點1）以工件坐標系原點作為極坐標系原點當以工件坐標系原點作為極坐標系原點時，用絕對值編程方式來指定，如程序段“G90G17G16；”。

極坐標半徑值是指程序段終點坐標到工件坐標系原點的距離，極坐標角度值是指程序段終點坐標與工件坐標系原點的連線與X軸的夾角，如圖所示。2）以刀具當前位置作為極坐標系原點當以刀具當前位置作為極坐標系原點時，用增量編程方式來指定，如程序段“G91G17G16；”極坐標半徑值是指程序段終點坐標到刀具當前位置的距離，極坐標角度值是指前一坐標系原點與當前極坐標系原點的連線與當前軌跡的夾角。2.?極坐標編程的應用采用極坐標編程，可以大大減少編程時的計算工作量，因此，在數(shù)控銑床/加工中心的編程中得到了廣泛應用。通常情況下，圖樣尺寸以半徑與角度形式標注的零件（如圖所示正多邊形）外形銑削以及圓周分布的孔類零件（如圖所示圓周分布孔）鉆孔，采用極坐標編程較為合適。例試用極坐標編程方式編寫如圖所示正六邊形外形（Z向銑削深度為5mm）的加工程序。在上例編程過程中，輪廓的角度也可采用增量編程方式編程，如將上例從N100程序段開始換成以下程序段也是可行的。但應注意，此時的增量編程僅為角度增量，而不是指以刀具當前點作為極坐標系原點進行編程。例試用極坐標編程方式編寫如圖所示孔的加工程序，孔加工深度為20mm。1.?加工準備（1）選擇數(shù)控機床本任務選用的機床為配FANUC0i系統(tǒng)的TH7650型加工中心。（2）選擇刀具及銑削用量選擇φ16mm的高速鋼立銑刀作為本任務零件凸臺的加工刀具，銑削用量推薦值如下：主軸轉速n=500～600r/min，進給速度vf=100～200mm/min，銑削深度的取值等于外輪廓高度，取ap=10mm。2.?編制數(shù)控加工程序數(shù)控加工程序（參考）3.?完成數(shù)控加工完成模具型芯零件的加工基點計算無外乎是為了確定點的位置坐標，為編程中的相關指令，例如G00、G01、G02、G03、孔加工循環(huán)指令等提供目標點數(shù)據(jù)。當然，要確定點的位置坐標，首先要建立坐標系。在數(shù)控編程中，直角坐標系應用很廣泛。但它并不是用來確定平面內點的位置的唯一方法。其實，根據(jù)需要，還可以通過建立其他坐標系來確定點的坐標。數(shù)控系統(tǒng)就為我們提供了極坐標功能，給以半徑與角度形式標示的零件，以及圓周分布的孔類零件的編程帶來了極大的方便。下面，我們開始相關內容的學習。任務導入：基點計算無外乎是為了確定點的位置坐標，為編程中的相關指令，例如G00、G01、G02、G03、孔加工循環(huán)指令等提供目標點數(shù)據(jù)。當然，要確定點的位置坐標，首先要建立坐標系。在數(shù)控編程中，直角坐標系應用很廣泛。但它并不是用來確定平面內點的位置的唯一方法。其實，根據(jù)需要，還可以通過建立其他坐標系來確定點的坐標。數(shù)控系統(tǒng)就為我們提供了極坐標功能，給以半徑與角度形式標示的零件，以及圓周分布的孔類零件的編程帶來了極大的方便。下面，我們開始相關內容的學習。任務導入：一、關于點的位置表示1.直角坐標系由兩兩垂直的三個帶有方向及一定長度單位的坐標軸和原點構成。提問：在直角坐標系（XY平面）中，如何表示點的位置？結論：例如，點在坐標軸上的投影（帶有符號）。知識講解：2.極坐標系練一練：復習題問兩題用點位的極坐標表示。極坐標系：如圖所示，在平面上任取一點O，由O點引一條射線OX，再確定長度單位，以此建立的坐標系。極點：點O。極軸：射線OX。概念極角θ：以OX為始邊、OP為終邊的角度。點P的極坐標：以（r，θ）表示。極徑r：點P到極點O的距離。極角零度：為所選平面的第一坐標軸的正方向。極角的正向：為逆時針方向。點的表示3.直角坐標與極坐標的互化首先假設極坐標系的極點和直角坐標系的原點重合，極軸和X軸重合，極坐標系和直角坐標系的長度單位相同。推出平面上任意一點P的極坐標與直角坐標之間的關系。繪制互化關系圖推導互化關系式x=r·cosθ；y=r·sinθ；二、極坐標編程1.極坐標生效、取消指令（2）指令說明極坐標半徑：用所選平面的第一軸地址來指定（用正值表示）。極坐標角度：用所選平面的第二坐標地址來指定極坐標角度。極坐標的零度方向為第一坐標軸的正方向。角度方向的規(guī)定逆時針方向為正向順時針方向為負向（1）指令格式：G16（極坐標生效）；G15（極坐標取消）；當使用極坐標指令后，即以極徑和極角來確定點的位置。（3）點的極坐標表示例如右圖所示A點與B點的坐標，采用極坐標方式：刀具從A點到B點采用極坐標系編程如下：…G00X40.0Y0；（直角坐標系）G90G17G16；（選擇XY平面，極坐標生效）G01X40.0Y60.0；（終點極徑為40，終點極角為60°）G15；（取消極坐標）…A點X40.0Y0；

（極徑為40，極角為0°）B點X40.0Y60.0；（極徑為40，極角為60°）點的極坐標表示方法2.極坐標系原點（1）以工件坐標系的零點作為極坐標原點。（2）以刀具當前的位置作為極坐標系原點。用絕對值編程，如“G90G17G16；”。用增量值編程，如“G91G17G16；”。極徑值:是指程序段終點坐標到工件坐標系原點的距離。極角:是指程序段終點坐標與工件坐標系原點的連線與X軸的夾角。以工件坐標系原點作為極坐標原點3.極坐標編程例1（Z向切削深度為5mm）……G90G00X40.0Y-60.0；G01Z-5.0F100；G41G01Y-43.30D01；（切入點位于輪廓的延長線上）G90G17G16；（設定工件坐標系原點為極坐標系原點）G41G01X50.0Y240.0D01；（極徑為50.0，極角為240°）Y180.0；（極角為180°）Y120.0；Y60.0；Y0；

Y-60.0；G15；（取消極坐標編程）G90G40G01X40.0Y-60.0；O0001；極坐標加工正多邊形外形例2

（孔加工深度為20mm）……O0002；G90G17G16；（設定工件坐標系原點為極坐標系原點）G81X50.0Y30.0Z-20.0R5.0F100；Y120；Y210；Y300；G15G80；（取消極坐標系）……復習：有關卡盤的裝夾與校正知識提問：有關對刀知識學生實踐：1.完成主教材圖6—1所示零件的編程刀具φ12mm立銑刀程序段號加工程序程序說明O0062；主程序N10G90G94G21G40G17G54G15；程序初始化N20G91G28Z0；Z向回參考點N30M03S600；主軸正轉N40G90G00X50.0Y－50.0M08；刀具在XY平面中快速定位，切削液開N50Z20.0；刀具Z向快速定位N60G01Z－8.0F100；刀具Z向切深N70G17G16；采用極坐標編程N80G41G01X40.0Y306.0D01；加工五邊形N90

Y234.0；N100

Y162.0；N110

Y90.0；N120Y18.0；N130Y306.0；（轉下頁）N140G40G01X60.0；N150G01Z－4.0；N160G41G01X31.0Y280.0D01；加工左側圓弧凸臺N170G02Y162.0R31.0；N180G02X19.0R6.0；N190G03Y270.0R19.0；N200G02X31.0R6.0；N210G40G01X60.0Y306.0；N220G41G01X19.0Y306.0；加工右側圓弧凸臺N230G03Y90.0R19.0；N240G02X31.0R6.0；N250G02Y306.0R31.0；N260G02X19.0R6.0；N270G40G01X0；取消刀具半徑補償N280G15；取消極坐標N290G91G28Z0；程序結束部分N300M05；N310M30；（轉下頁）O0063；N10G90G94G21G40G17G54G15；程序開始部分N20G91G28Z0；N30M03S600；N40G90G00X0Y0；刀具定位N50Z30.0M08；N60G17G16；極坐標編程加工孔N70G81X25.0Y342.0Z-25.0R5.0F100；N80Y162.0；N90G15G80；N100G91G28Z0；程序結束部分N110M05；N120M30；鉆孔加工程序2.完成下圖所示零件的加工極坐標編程實例（1）選擇數(shù)控機床：為TH7650型FANUC0i系統(tǒng)加工中心。（2）選擇刀具及切削用量φ12mm的高速鋼立銑刀；切削速度n=500～600r/min；切削用量進給速度取f=100～200mm/min；背吃刀量取ap=8mm。

（4）采用極坐標方式完成φ90mm外圓輪廓的編程、加工。（3）用所編程序加工工件。加工視頻學生回顧極坐標編程的適用場合，有關指令。以半徑與角度形式標示的零件圓周分布的孔類零件適用場合指令G16G15任務小結

任務2離合器零件加工1．進一步掌握極坐標指令的編程方法。2．了解坐標系旋轉的概念。3．掌握采用坐標系旋轉編程的方法。4．了解采用坐標系旋轉編程的注意事項。通過完成任務，掌握以下知識和技能。離合器零件的加工訂單，數(shù)量為20件，零件圖如圖所示。毛坯材料為45鋼，毛坯內、外輪廓已加工完成，本任務主要進行凸臺的加工。試編寫其加工程序并完成加工單個凸臺的子程序用極坐標指令進行編程多個相同的輪廓用坐標旋轉的方式進行編程1.坐標系旋轉指令R

:指定坐標系旋轉的角度；（該角度一般取0～360°的正值）

旋轉角度零度方向為第一坐標軸的正方向逆時針方向為角度方向的正方向不足1°的角度以小數(shù)點表示（如10°54’用10.9°表示）例G68X30.0Y50.0R45.0；該指令表示坐標系以坐標點（30，50）作為旋轉中心，逆時針旋轉45°。

（3）坐標系旋轉編程實例例用φ8mm立銑刀精加工如圖6-7所示工件內輪廓（材料為2A04），試采用坐標系旋轉指令編寫其加工中心加工程序。加工中心加工程序。

例如圖所示的外輪廓B和C，其中外輪廓B由外輪廓A繞坐標點M（-25.98，-15.0）旋轉135°所得；外輪廓C由外輪廓A繞坐標點N（25.98，15.0）旋轉295°所得。試編寫外輪廓B和外輪廓C的加工程序加工中心加工程序。編寫構建輪廓的加工程序O××××； ……G41G01X

Y

D××F

；（輪廓加工）……G40G01X

Y

；……M30；2.?坐標系旋轉編程注意事項（1）在坐標系旋轉取消指令（G69）以后的第一個移動指令必須用絕對值指定。如果采用增量值指令，則不執(zhí)行正確的移動。（2）在坐標系旋轉編程過程中，如需采用刀具補償指令進行編程，則需在指定坐標系旋轉指令后再指定刀具補償指令，取消時，按相反順序取消。（3）在坐標系旋轉方式中，返回參考點指令（G27、G28、G29、G30）和改變坐標系指令（G54～G59、G92）不能指定。如果要指定其中的某一個，則必須在取消坐標系旋轉指令后指定。（4）采用坐標系旋轉編程時，要特別注意刀具的起點位置，以防加工過程中產生過切現(xiàn)象。1.?加工準備（1）選擇數(shù)控機床本任務選用的機床為配FANUC0i系統(tǒng)的TH7650型加工中心。（2）選擇刀具及銑削用量選擇φ16mm高速鋼立銑刀作為本任務零件的加工刀具。銑削用量推薦值如下：主軸轉速n=600～800r/min，進給速度vf=100～200mm/min，銑削深度的取值等于輪廓高度，取ap=8mm。2.?編寫數(shù)控加工程序本任務零件的數(shù)控加工程序（參考）3.?完成數(shù)控加工完成離合器零件的加工

任務3模具型腔零件加工通過完成任務，掌握以下知識和技能1．了解坐標鏡像的概念。2．掌握采用坐標鏡像編程的方法。3．了解采用坐標鏡像編程的注意事項。4．了解比例縮放的概念及其編程方法。模具型腔零件的加工訂單，訂單數(shù)量為5件，零件圖如圖所示。毛坯材料為45鋼，毛坯外輪廓和兩個孔已加工完成，本任務主要進行內輪廓的加工。試編寫其加工程序并完成加工四個內輪廓是沿中心線對稱分布采用坐標鏡像編程，使程序簡單明了1.可編程鏡像指令采用坐標鏡像指令可以實現(xiàn)所編程序沿某一坐標點或坐標軸（線）的對稱加工?？删幊嚏R像指令格式及說明格式一:G17G51.1X

Y

；（可編程鏡像設置指令）G50.1；（可編程鏡像取消指令）X

Y

：用于指定對稱軸或對稱點。G51.1指令后一個坐標字——以某一坐標軸為鏡像軸例：“G51.1X0；”表示：將Y軸設置為鏡像軸線兩個坐標字——以某一坐標點為鏡像點例：“G51.1X0Y0；”表示：以原點為對稱點鏡像格式二：G17G51X

Y

I

J

；（可編程鏡像設置指令）G50；（可編程鏡像設置指令）G51指令功能實現(xiàn)鏡像軸線或鏡像點的設置可同時進行比例縮放（不討論）當I或J為“1”時，將相應屏蔽X值或Y值，以非屏蔽坐標值所確定的直線作為鏡像軸線例：“G51X0Y20.0I1.0J－1.0；”表示：屏蔽X值，以Y=20的直線為鏡像軸線；當I和J均為“－1”時，將以X、Y坐標值所確定點為鏡像點例：“G51X0Y0I－1.0J－1.0；”表示：坐標原點為鏡像點I、J可分別取值為“1”或“－1”2.坐標鏡像編程實例例用φ10mm立銑刀加工如圖6-10所示外輪廓，毛坯材料為45鋼，試編寫其加工程序。坐標鏡像編程實例參考程序3.鏡像編程的注意事項

（1）指定平面內執(zhí)行鏡像指令時，如果程序中有圓弧指令，則圓弧的旋轉方向相反，即G02變成G03，相應地，G03變成G02。（2）

在指定平面內執(zhí)行鏡像指令時，如果程序中有刀具半徑補償指令，則刀具半徑補償?shù)钠梅较蛳喾矗碐41變成G42，相應地，G42變成G41。（3）

在可編程鏡像方式中，返回參考點指令（G27、G28、G29、G30）和改變坐標系指令（G54～G59、G92）不能指定。如果要指定其中的某一個，則必須在取消可編程鏡像后指定。（4）

在使用鏡像功能時，由于數(shù)控鏜銑床的Z軸一般安裝有刀具，所以，Z軸一般都不進行鏡像加工。1.加工準備（1）選擇數(shù)控機床本任務選用的機床為配FANUC0i系統(tǒng)的TH7650型加工中心。（2）選擇刀具及銑削用量選擇φ10mm的高速鋼鍵槽銑刀作為本任務零件的加工刀具。銑削用量推薦值如下：主軸轉速n=500～600r/min，進給速度vf=100～200mm/min，銑削深度的取值等于輪廓高度，取ap=8mm。2.編寫數(shù)控加工程序（1）計算基點坐標采用CAD繪圖分析方法得出的局部基點坐標如下：（2）編制加工程序刀具T01：φ1