五軸數(shù)控系統(tǒng)加工編程與操作 課件 項(xiàng)目四-五軸空間變換定向加工進(jìn)階V3

項(xiàng)目四五軸空間變換定向加工進(jìn)階機(jī)械工業(yè)出版社《五軸數(shù)控系統(tǒng)加工編程與操作》課程安排學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：讀懂零件圖根據(jù)圖紙要求制定加工工藝路線根據(jù)零件特征制定工藝路線、預(yù)加工毛坯刀具的選擇及應(yīng)用擺動(dòng)坐標(biāo)系的計(jì)算技能目標(biāo)：利用CYCLE800指令完成零件傾斜平面的擺動(dòng)定向利用系統(tǒng)加工循環(huán)指令完成零件特征要素的加工程序編制根據(jù)工藝路線正確完成零件的定位及裝夾建立刀具表建立基準(zhǔn)工件坐標(biāo)系本項(xiàng)目在項(xiàng)目三的基礎(chǔ)上，繼續(xù)結(jié)合三個(gè)使用“3+2”加工方式的零件練習(xí)編程與加工，在難度上有所增加。既有外形結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的特征，又有最常見(jiàn)的零件形面特征，同時(shí)增加了附加旋轉(zhuǎn)，是學(xué)習(xí)應(yīng)用回轉(zhuǎn)平面CYCLE800循環(huán)指令進(jìn)階的題材。

通過(guò)對(duì)這三個(gè)典型零件進(jìn)行回轉(zhuǎn)平面加工方向定位、加工的案例分析，可方便學(xué)習(xí)者對(duì)多軸機(jī)床加工中常用的、較復(fù)雜的“3+2”定向加工方式、“G”代碼及“ShopMILL”兩種不同編程方式，有更深層次的系統(tǒng)理解及根據(jù)零件特點(diǎn)靈活的運(yùn)用。概況子任務(wù)一加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

斜置基座零件編程方式及過(guò)程2任務(wù)一斜置機(jī)座零件編程與加工子任務(wù)一加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

半透鏡支架零件編程方式及過(guò)程2任務(wù)一半透鏡支架零件編程與加工子任務(wù)一加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

編程方式及過(guò)程2任務(wù)一通槽雙斜面零件的編程與加工任務(wù)一斜置機(jī)座零件編程與加工學(xué)習(xí)任務(wù)書(shū)1、任務(wù)描述：如圖所示的斜置機(jī)座零件，零件主要包括三個(gè)組成部分。由下到上依次為：底座部分，底座部分34mm×50mm×15mm的矩形體。中間組成部分是為與底座垂直中心線夾角呈30°方向上32mm×25mm矩形凸臺(tái)及φ12mm的通孔且貫穿底座。上面部分與中間軸線相同，主要輪廓為32mm×12.5mm矩形凸臺(tái)，并在靠近軸線位置有一個(gè)R10mm敞開(kāi)式半圓型腔。學(xué)習(xí)準(zhǔn)備序號(hào)工作準(zhǔn)備內(nèi)容備注1機(jī)床（數(shù)控系統(tǒng)）五軸機(jī)床SINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)2毛坯52mm×52mm×57mm毛坯3刀具φ12mm立銑刀、φ6mm×90°NC中心鉆、φ5mm鉆頭、φ12mm鉆頭或根據(jù)小組討論決定4夾具平口鉗注意加工干涉5量具游標(biāo)卡尺測(cè)量范圍0-150（mm），精度0.02mm任務(wù)一斜置機(jī)座零件編程與加工子任務(wù)一加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

斜置基座零件編程方式及過(guò)程2任務(wù)一斜置機(jī)座零件編程與加工子任務(wù)一加工任務(wù)描述零件圖紙部件所有加工部位均采用五軸“3+2”的定軸加工方式，對(duì)于案例的加工工藝方面不進(jìn)行過(guò)多深入闡述，主要體現(xiàn)“CYCLE800”在加工中的實(shí)際應(yīng)用。任務(wù)操作1——底座矩形體加工步驟分析子任務(wù)一加工任務(wù)描述在工件裝夾時(shí)應(yīng)注意加工過(guò)程中刀具與夾具之間的干涉問(wèn)題，建議采用較小尺寸平口鉗裝夾零件，裝夾示意如圖所示，工件編程零點(diǎn)設(shè)定在已經(jīng)加工好底座（50mm×34mm）對(duì)稱中心位置，Z向設(shè)定在距底面15mm位置任務(wù)操作2——工件裝夾子任務(wù)一加工任務(wù)描述子任務(wù)一加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

斜置基座零件編程方式及過(guò)程2任務(wù)一斜置機(jī)座零件編程與加工任務(wù)操作1——零件中間部分三平面加工零件中間部分三平面加工方式主要是通過(guò)CYCLE800回轉(zhuǎn)平面進(jìn)行坐標(biāo)定位，利用輪廓循環(huán)編程方式進(jìn)行三個(gè)定位面的加工子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作1——零件中間部分三平面加工在使用平面銑削加工第一、第二面中應(yīng)注意銑削邊界控制，見(jiàn)4-3中“平面銑削”參數(shù)框中的提示，通過(guò)邊界控制方法控制實(shí)際刀路范圍。子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程零件中間部分三個(gè)平面銑削參數(shù)的說(shuō)明。子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程提示：粗加工過(guò)程中，深度方向通過(guò)平面銑削余量控制，第一面及第二面邊界控制通過(guò)改變刀具半徑方式來(lái)進(jìn)行尺寸控制學(xué)習(xí)提示子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程三個(gè)平面精加工在上述粗加工程序基礎(chǔ)上進(jìn)行平面銑削參數(shù)的重新定義，將加工余量根據(jù)實(shí)測(cè)進(jìn)行修正，再將分層加工方式改變?yōu)橐粚蛹庸ば问阶尤蝿?wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作2——頂面、左側(cè)面及頂面Φ12mm孔加工左側(cè)面、頂面及頂面R10mm半圓型腔體及Φ12mm圓孔的加工可以在一次擺動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位中完成。本練習(xí)的機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)為B、C軸機(jī)構(gòu)，B軸轉(zhuǎn)角范圍為：+110.5°至-5.5°區(qū)間，見(jiàn)圖4-4中參數(shù)，本練習(xí)預(yù)想實(shí)現(xiàn)刀具垂直于左側(cè)面加工已經(jīng)超出這臺(tái)機(jī)床圓工作臺(tái)的擺角范圍（見(jiàn)第2章內(nèi)容），難以實(shí)現(xiàn)，故該面采用了側(cè)刃銑削方式。子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程利用CYCLE800回轉(zhuǎn)平面定位，將基準(zhǔn)工件坐標(biāo)系圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)-30°完成頂面、左側(cè)面及頂面孔的編程加工。子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程左側(cè)面銑削加工方式可通過(guò)輪廓編程方式實(shí)現(xiàn)，可將最左側(cè)邊界作為加工輪廓，通過(guò)利用“路徑銑削”的方式完成加工。左側(cè)加工路徑通過(guò)“輪廓銑削”選項(xiàng)中的“新建輪廓”來(lái)完成路徑的軌跡描述子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作3——R10mm半圓型腔及φ12mm通孔加工編程含有φ12mm通孔、R10mm半圓型腔面的矩形臺(tái)編程坐標(biāo)位置確定過(guò)程與上一步完全相同，也是在原工件坐標(biāo)系基礎(chǔ)上利用CYCLE800回轉(zhuǎn)平面參數(shù)設(shè)定工件圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)-30°。φ12mm孔用深孔固定循序加工，在調(diào)用深孔鉆削前先進(jìn)行中心孔定位鉆削加工。子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作3——R10mm半圓型腔及φ12mm通孔加工編程R10mm半圓型腔面由于采用φ12mm立銑刀，直接沿輪廓進(jìn)行加工會(huì)有材料殘留，故采用型腔銑削加工方式較為便捷完成該位置的加工，型腔形狀完全包圍整體臺(tái)階邊界范圍，如圖4-5所示，加工方式采用逐步向型腔外圍擴(kuò)展，進(jìn)刀點(diǎn)設(shè)定在φ12mm中心位置。加工路徑采用調(diào)用型腔輪廓進(jìn)行加工，加工輪廓通過(guò)〖新建輪廓〗的步驟創(chuàng)建“輪廓程序塊”來(lái)完成加工形狀輪廓描述。子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作3——4×φ3.5mm孔加工4×φ3.5mm孔的加工首先利用CYCLE800回轉(zhuǎn)平面的定位，將鉆孔平面定義為X，Y加工平面，再結(jié)合零件孔位置的標(biāo)注尺寸完成程序編輯。子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作3——4×φ3.5mm孔加工三個(gè)回轉(zhuǎn)平移分別依次進(jìn)行，首先坐標(biāo)系首先圍繞X軸旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)90°后建立全新坐標(biāo)系，再以當(dāng)前坐標(biāo)系為全新基準(zhǔn)坐標(biāo)系，圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)30°，最后沿旋轉(zhuǎn)定位后的Y坐標(biāo)軸平移37mm，最終建立加工坐標(biāo)系子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程學(xué)生提問(wèn)？子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)二半透鏡支架零件編程與加工學(xué)習(xí)任務(wù)書(shū)1、任務(wù)描述：加工如圖所示的“半透鏡支架零件”。該零件是在55mm×55mm×65mm矩形凸臺(tái)的基礎(chǔ)上，底面加工1個(gè)40mm×46mm，轉(zhuǎn)角半徑為R5mm的矩形腔；上面一個(gè)角被切割成空間45°傾斜面，且在其上有一個(gè)開(kāi)放槽；帶凸耳臺(tái)的一個(gè)側(cè)面和對(duì)面?zhèn)让婢幸粋€(gè)相同的三角形開(kāi)放輪廓槽；后側(cè)面加工一個(gè)矩形腔。根據(jù)圖紙要求，完成該零件的編程及加工。學(xué)習(xí)準(zhǔn)備序號(hào)工作準(zhǔn)備內(nèi)容備注1機(jī)床（數(shù)控系統(tǒng)）五軸機(jī)床SINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)2毛坯55mm×60mm×65mm毛坯

3刀具φ50mm面銑刀、φ12mm立銑刀、φ10mm立銑刀、φ6mm立銑刀、φ6mm×90°NC中心鉆、φ3.2mm鉆頭或根據(jù)小組討論決定4夾具平口鉗注意加工干涉5量具游標(biāo)卡尺測(cè)量范圍0-150（mm），精度0.02mm任務(wù)二半透鏡支架零件編程與加工子任務(wù)一加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

半透鏡支架零件編程方式及過(guò)程2任務(wù)二半透鏡支架零件編程與加工子任務(wù)一加工任務(wù)描述零件圖紙（1）毛坯尺寸為60mm×55mm×65mm的方料。（2）利用“CYCLE800”指令中回轉(zhuǎn)模式為“沿軸”的模式編程。（3）此例選用“P”類型回轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和“programGUIDE”方式進(jìn)行編程。（4）選用刀具為φ50mm面銑刀、φ12mm、φ10mm、φ6mm立銑刀，φ6×90°NC中心鉆和

φ3.2mm鉆頭。（5）零件裝夾定位時(shí)應(yīng)注意機(jī)床擺軸后是否會(huì)發(fā)生刀具與工件或夾具的干涉（碰撞）。任務(wù)操作1——本項(xiàng)目任務(wù)說(shuō)明子任務(wù)一加工任務(wù)描述（1）夾持55mm×65mm截面，加工零件底面全部要素，平面輪廓到尺寸，深度尺寸比圖紙要求深5mm，目的在于底面加工完成，預(yù)留5mm夾持距離。該工步將底面全部要素加工完后，翻面夾持預(yù)留部分，55mm邊平行于X軸定位，保證被加工要素開(kāi)放，加工過(guò)程中避免干涉。為方便后續(xù)加工工步的計(jì)算，以下工步工件坐標(biāo)系零點(diǎn)為均為上表面左下角位置。（2）φ50mm面銑刀銑削45°大斜面，按照?qǐng)D紙要求，粗、精銑至尺寸。（3）φ12mm立銑刀銑削斜面開(kāi)放槽，按照?qǐng)D紙要求，粗、精銑至尺寸。（4）φ12mm立銑刀，銑削帶凸耳側(cè)面，使用輪廓銑削循環(huán)，銑削截面范圍，保留凸耳輪廓。按照?qǐng)D紙要求，粗、精銑至尺寸。（5）φ6mm立銑刀，銑削帶凸耳側(cè)面開(kāi)放槽，使用輪廓銑削循環(huán)中“型腔”循環(huán)。按照?qǐng)D紙要求，粗、精銑至尺寸。（6）φ6mm立銑刀，銑削帶凸耳對(duì)面?zhèn)让骈_(kāi)放槽，使用輪廓銑削循環(huán)中“型腔”循環(huán)。按照?qǐng)D紙要求，粗、精銑至尺寸。（7）φ6mm立銑刀，銑削后立面矩形腔，按照?qǐng)D紙要求，粗、精銑至尺寸。任務(wù)操作2——零件的工藝簡(jiǎn)述子任務(wù)一加工任務(wù)描述半透鏡支架零件的加工過(guò)程子任務(wù)一加工任務(wù)描述子任務(wù)一加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

半透鏡支架零件編程方式及過(guò)程2任務(wù)二半透鏡支架零件編程與加工任務(wù)操作1——底面加工擺動(dòng)循環(huán)CYCLE800初始設(shè)置設(shè)置毛坯調(diào)用φ10mm立銑刀加工程序頭的編寫(xiě)子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作1——底面加工使用平面銑削循環(huán)POCKET3型腔銑削底面矩形腔子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作1——底面加工調(diào)用φ6mm×90°NC中心鉆，使用循環(huán)CYCLE81指令加工3×φ3.2mm孔中心孔，調(diào)用φ3.2mm鉆頭，使用CYCLE83指令加工3×φ3.2mm孔，孔位使用CYCLE802計(jì)算循環(huán)給出子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作1——底面加工調(diào)用φ8mm立銑刀，使用輪廓銑削循環(huán)CYCLE62、CYCLE63指令進(jìn)行凸耳臺(tái)的銑削子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作2——其他面加工在底面要素加工完成后，翻面裝夾預(yù)留工藝裝夾臺(tái)位置，55mm邊平行于X軸定位，保證被加工要素開(kāi)放，加工過(guò)程中避免干涉。為方便后續(xù)加工工步的計(jì)算，以下工步工件坐標(biāo)系零點(diǎn)為均為上表面左下角位置。子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)操作2——其他面加工子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程使用φ50mm面銑刀，利用CYCLE800擺動(dòng)平面指令、CYCLE61平面銑削循環(huán)，加工45°空間傾斜面定向加工45°空間傾斜面編程參數(shù)說(shuō)明：工作臺(tái)回退方向選擇“最大刀具方向”，回轉(zhuǎn)平面選擇“新建”，回轉(zhuǎn)模式選擇“沿軸”，軸序列選擇“ZYX”，方向選擇“+”（逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)），刀具選擇“不跟蹤”。工件坐標(biāo)系首先沿X軸正方向平移9mm，然后繞Y軸旋轉(zhuǎn)-45°（順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）后完成定位，定義CYCLE61平面銑削循環(huán)加工45°空間傾斜面的參數(shù)任務(wù)操作2——其他面加工子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程銑削45°空間傾斜面回轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置任務(wù)操作2——其他面加工子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程45°空間傾斜面的CYCLE61參數(shù)設(shè)置任務(wù)操作2——其他面加工子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程調(diào)用φ12mm立銑刀，利用CYCLE800擺動(dòng)平面指令、POCKET3矩形腔銑削循環(huán)，在45°空間傾斜面加工開(kāi)放槽任務(wù)操作2——其他面加工子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程調(diào)用φ12mm立銑刀，利用CYCLE800擺動(dòng)平面指令、CYCLE62、CYCLE63銑削循環(huán)，加工帶凸耳臺(tái)側(cè)面余量調(diào)用φ6mm立銑刀，利用CYCLE800擺動(dòng)平面指令、CYCLE62、CYCLE63銑削循環(huán)，加工帶凸耳臺(tái)側(cè)面開(kāi)放槽調(diào)用φ6mm立銑刀，利用CYCLE800擺動(dòng)平面指令、CYCLE62、CYCLE63銑削循環(huán)，加工帶凸耳臺(tái)對(duì)面開(kāi)放槽調(diào)用φ6mm立銑刀，利用CYCLE800擺動(dòng)平面指令、POCKET3矩形腔銑削循環(huán)，加工后面矩形腔加工完效果圖子任務(wù)二斜置基座零件編程方式及過(guò)程任務(wù)三通槽雙斜面零件的編程與加工學(xué)習(xí)任務(wù)書(shū)1、任務(wù)描述：本練習(xí)要應(yīng)用CYCLE800回轉(zhuǎn)平面進(jìn)行“3+2”定位加工，主要學(xué)習(xí)回轉(zhuǎn)平面的使用，涉及到凸臺(tái)銑削、鉆孔、輪廓銑削、平面銑削，并且使用“ShopMill”方式編程。如圖所示的通槽雙斜面零件是在φ90mm圓柱上，加工出尺寸為60mm×60mm×50mm的四方凸臺(tái)，在四方凸臺(tái)上銑削出一個(gè)斜面通槽，兩個(gè)內(nèi)側(cè)面中一個(gè)為斜面，一個(gè)為8mm厚的直立面，再在兩個(gè)側(cè)面上鉆一個(gè)φ12mm同軸通孔。本零件使用CYCLE800定向循環(huán)指令，利用鉆孔、輪廓銑削、平面銑削循環(huán)完成側(cè)面孔和斜面的加工。為了簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)的過(guò)程，根據(jù)案例的特點(diǎn)與拓展學(xué)習(xí)，本練習(xí)使用2把刀具，分別為φ12mm立銑刀、φ12mm麻花鉆頭。學(xué)習(xí)準(zhǔn)備序號(hào)工作準(zhǔn)備內(nèi)容備注1機(jī)床（數(shù)控系統(tǒng)）五軸機(jī)床SINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)2毛坯φ90mm×80mm棒料2A123刀具φ12mm立銑刀、φ12mm鉆頭或根據(jù)小組討論決定4夾具三爪卡盤注意加工干涉5量具游標(biāo)卡尺測(cè)量范圍0-150（mm），精度0.02mm萬(wàn)能角度尺測(cè)量范圍0-320（度），精度2′任務(wù)三通槽雙斜面零件的編程與加工子任務(wù)一加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

編程方式及過(guò)程2任務(wù)三通槽雙斜面零件的編程與加工子任務(wù)一加工任務(wù)描述零件圖紙本任務(wù)的通槽雙斜面零件是在φ90mm圓柱上，加工出尺寸為60mm×60mm×50mm的四方凸臺(tái)，在四方凸臺(tái)上銑削出一個(gè)斜面通槽，兩個(gè)內(nèi)側(cè)面中一個(gè)為斜面，一個(gè)為8mm厚的直立面，再在兩個(gè)側(cè)面上鉆一個(gè)φ12mm同軸通孔。本零件使用CYCLE800定向循環(huán)指令，利用鉆孔、輪廓銑削、平面銑削循環(huán)完成側(cè)面孔和斜面的加工。為了簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)的過(guò)程，根據(jù)案例的特點(diǎn)與拓展學(xué)習(xí)，本練習(xí)使用2把刀具，分別為φ12mm立銑刀、φ12mm麻花鉆頭。任務(wù)操作1——加工任務(wù)描述子任務(wù)一加工任務(wù)描述凹形零件的銑削過(guò)程子任務(wù)一加工任務(wù)描述銑削四方凸臺(tái)新建程序，設(shè)置毛坯先進(jìn)行一次擺動(dòng)循環(huán)CYCLE800的初始化設(shè)置，取消以前所有的回轉(zhuǎn)建立和調(diào)用φ12mm立銑刀創(chuàng)建四方和φ90mm圓的加工輪廓程序塊調(diào)用輪廓銑削，進(jìn)行凸臺(tái)的銑削任務(wù)操作2——編程方式及過(guò)程子任務(wù)一加工任務(wù)描述銑削60mm×37m