五軸數(shù)控系統(tǒng)加工編程與操作 課件全套 項(xiàng)目1-6 五軸數(shù)控機(jī)床分類及典型應(yīng)用-五軸機(jī)床工件測頭應(yīng)用

項(xiàng)目一五軸數(shù)控機(jī)床分類及典型應(yīng)用

機(jī)械工業(yè)出版社《五軸數(shù)控系統(tǒng)加工編程與操作》學(xué)習(xí)任務(wù)：任務(wù)1.1五軸數(shù)控機(jī)床常見分類1任務(wù)1.2五軸加工特點(diǎn)及優(yōu)勢2任務(wù)1.3五軸加工典型應(yīng)用3任務(wù)1.5五軸數(shù)控系統(tǒng)與編程方法任務(wù)1.6五軸加工相關(guān)工藝系統(tǒng)任務(wù)1.7智能制造背景下的五軸加工技術(shù)任務(wù)1.4五軸加工分類方式7456學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識目標(biāo)：根據(jù)機(jī)床各坐標(biāo)軸位置識別五軸數(shù)控機(jī)床的三大主要類型了解五軸加工特點(diǎn)與優(yōu)勢了解五軸數(shù)控機(jī)床常用行業(yè)及其典型零件比較五軸同步加工與定向加工的特點(diǎn)及區(qū)別了解五軸人機(jī)對話數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及編程方法歸納五軸常見工藝系統(tǒng)，如刀具系統(tǒng)、夾具的分類及特點(diǎn)了解五軸技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用情況技能目標(biāo)：能夠根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)區(qū)分并說出五軸數(shù)控機(jī)床所屬類型能夠根據(jù)五軸典型零件的形狀及特點(diǎn)分辨其所屬行業(yè)領(lǐng)域能夠根據(jù)圖紙和零件特點(diǎn)選用五軸加工的方式能夠以SINUMERIK840Dsl五軸數(shù)控系統(tǒng)為例說出五軸的編程方法能夠根據(jù)圖紙和零件特點(diǎn)識別常用工藝系統(tǒng)產(chǎn)品，如刀具系統(tǒng)、夾具

課程安排

五軸數(shù)控機(jī)床（5-Axis），指的是X、Y、Z，三根常見的直線軸上加上兩根旋轉(zhuǎn)軸。A、B、C三軸中的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸具有不同的運(yùn)動方式。通過不同的組合，主要有主軸傾斜式、工作臺傾斜式、工作臺/主軸傾斜式三大類形式。任務(wù)1.1五軸數(shù)控機(jī)床常見分類及特點(diǎn)1.1.1主軸傾斜式五軸數(shù)控機(jī)床

兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸都在主軸頭一側(cè)的機(jī)床結(jié)構(gòu)，稱為主軸傾斜五軸機(jī)床，或稱為雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸機(jī)床。特點(diǎn):主軸運(yùn)動靈活，工作臺承載能力強(qiáng)且尺寸可以設(shè)計(jì)的非常大。適用于加工船舶推進(jìn)器，飛機(jī)機(jī)身模具、汽車覆蓋件模具等大型零部件。主軸的剛性和承載能力較低，不利于重載切削。主要分為兩個(gè)結(jié)構(gòu)形式：

1）十字交叉型雙擺頭五軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)2）刀軸俯垂型五軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)十字交叉擺頭結(jié)構(gòu)

刀軸俯垂擺頭結(jié)構(gòu)1.1.2工作臺傾斜式五軸數(shù)控機(jī)床

兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸都在工作臺一側(cè)的機(jī)床結(jié)構(gòu)，稱為工作臺傾斜式五軸數(shù)控機(jī)床，或稱為雙轉(zhuǎn)臺五軸結(jié)構(gòu)機(jī)床。特點(diǎn)：主軸結(jié)構(gòu)簡單，剛性較好。制造成本較低，C軸回轉(zhuǎn)臺可無限制旋轉(zhuǎn)，但由于工作臺為主要回轉(zhuǎn)部件，尺寸受限。承載能力不大，不適合加工過大的零件。主要分為兩個(gè)結(jié)構(gòu)形式：1）B軸俯垂工作臺五軸數(shù)控機(jī)床2）雙轉(zhuǎn)臺（搖籃式）結(jié)構(gòu)五軸數(shù)控機(jī)床工作臺俯垂結(jié)構(gòu)

雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)1.1.3主軸/工作臺傾斜式五軸數(shù)控機(jī)床

兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的主軸頭設(shè)置在刀軸一側(cè)，另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸在工作臺一側(cè)，稱為工作臺/主軸傾斜式五軸結(jié)構(gòu)，或稱為擺頭轉(zhuǎn)臺式五軸結(jié)構(gòu)。

特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)布局較為靈活，可以是Ａ/Ｂ/Ｃ三軸中的任意兩軸組合，其結(jié)合了主軸傾斜和工作臺傾斜的優(yōu)點(diǎn)，加工靈活性和承載能力均有所改善。工作臺/主軸傾斜結(jié)構(gòu)

工作臺/主軸傾斜結(jié)構(gòu)機(jī)床任務(wù)1.2五軸數(shù)控加工特點(diǎn)及優(yōu)勢1.2.1改善切削狀態(tài)和切削條件

如圖a）所示，當(dāng)切削刀具向頂端或工件邊緣移動時(shí)，切削狀態(tài)逐漸變差。為保持最佳切削狀態(tài)，就需要旋轉(zhuǎn)工作臺。如果要完整加工不規(guī)則平面，還需要將工作臺以不同方向多次旋轉(zhuǎn)。如圖b）刀尖位置示意圖可知，五軸機(jī)床偏轉(zhuǎn)刀具可以避免球頭銑刀中心點(diǎn)切削速度為0情況，獲得更好的表面質(zhì)量。a）三軸切削與五軸切削方式

b）球刀刀尖位置比對圖任務(wù)1.2五軸數(shù)控加工特點(diǎn)及優(yōu)勢1.2.2效率提升與干涉消除

如圖所示，針對葉輪、葉片和模具陡峭側(cè)壁加工，三軸數(shù)控機(jī)床無法滿足加工要求，五軸數(shù)控機(jī)床則可以通過刀軸空間姿態(tài)角控制，完成此類加工內(nèi)容。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)短刀具加工深型腔，有效提升系統(tǒng)剛性，減少刀具數(shù)量，避免專用刀具，擴(kuò)大通用刀具的使用范圍，從而降低了生產(chǎn)成本。

如圖所示，對于一些傾斜面，五軸數(shù)控加工能夠利用刀具側(cè)刃以周銑方式完成零件側(cè)壁切削，從而提高加工效率和表面質(zhì)量。而三軸數(shù)控加工則依靠刀具的分層切削和后續(xù)打磨來逼近傾斜面。五軸在陡峭側(cè)壁加工避免刀具干涉

五軸在斜側(cè)壁特征零件加工中的應(yīng)用任務(wù)1.2五軸數(shù)控加工特點(diǎn)及優(yōu)勢1.2.3生產(chǎn)制造鏈和生產(chǎn)周期縮短

五軸數(shù)控機(jī)床通過主軸頭偏擺進(jìn)行側(cè)壁加工，不需要多次零件裝夾，有效減少了定位誤差，提高了加工精度,并且使生產(chǎn)制造鏈縮短。在航空航天、汽車等領(lǐng)域，具備高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力能夠很好地解決新產(chǎn)品研發(fā)過程中復(fù)雜零件加工的精度和周期問題，大大縮短研發(fā)周期和提高新產(chǎn)品的成功率。

五軸一次裝夾加工多面航空結(jié)構(gòu)件任務(wù)1.3五軸加工典型應(yīng)用b）藝術(shù)品模型加工a）異型零件加工

1.3.1異形零部件及藝術(shù)品加工

五軸數(shù)控機(jī)床具有三個(gè)線性軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，刀具可以切削3軸機(jī)床和4軸機(jī)床無法切削的位置，尤其是對于一些具有非對稱，且不在一個(gè)基準(zhǔn)平面上的異型零部件具有一次裝夾，一次加工成型的優(yōu)勢。任務(wù)1.3五軸加工典型應(yīng)用1.3.2模具制造領(lǐng)域應(yīng)用

五軸加工技術(shù)在模具制造應(yīng)用較廣，如曲面、清角、深腔、空間角度孔等。五軸加工技術(shù)能夠解決模具中超高型芯和超深型腔等加工難題。a）復(fù)雜模芯加工

b）沖壓模具加工任務(wù)1.3五軸加工典型應(yīng)用1.3.3汽車領(lǐng)域結(jié)構(gòu)殼體及箱體加工

五軸數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用能夠降低汽車殼體和箱體類零件夾具的復(fù)雜性，通過簡單的裝夾方案，將工序進(jìn)行集中，從而降低成本，提高加工精度。a）結(jié)構(gòu)殼體加工b）箱體零件加工任務(wù)1.3五軸加工典型應(yīng)用1.3.4發(fā)動機(jī)領(lǐng)域葉輪及葉片加工

五軸數(shù)控機(jī)床能夠控制刀軸空間姿態(tài)，通過同步加工使刀具上某一最佳切削位置始終參與加工，實(shí)現(xiàn)曲面跟隨切削，極大地提高了整體葉輪的曲面精度和葉輪在使用中的工作效率。a）半封閉式葉輪加工

b）開放式葉輪加工任務(wù)1.3五軸加工典型應(yīng)用1.3.5航空、航天制造領(lǐng)域應(yīng)用

航空結(jié)構(gòu)件變斜面整體加工效果的實(shí)現(xiàn)，需要機(jī)床五軸聯(lián)動配合刀具側(cè)刃進(jìn)行切削，以保證曲面連續(xù)性和完整性，此外結(jié)構(gòu)件連接肋板和強(qiáng)度肋板的負(fù)角度側(cè)壁，以及大深度型腔的加工，都需要五軸控制刀軸矢量角實(shí)現(xiàn)有效切削。a）大型曲面加工

b）變斜面結(jié)構(gòu)件加工任務(wù)1.3五軸加工典型應(yīng)用1.3.6汽車及醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用如圖a）所示，通過五軸聯(lián)動再配合管道的加工工藝方式可以實(shí)現(xiàn)彎曲氣缸孔壁的銑削加工。如圖b）所示，醫(yī)療行業(yè)中骨板、牙模等空間異型零件的加工，若采用五軸數(shù)控機(jī)床可以簡化此類零件的制造難度，有效提高生產(chǎn)效率。a）汽車氣缸加工

b）骨骼關(guān)節(jié)板加工任務(wù)1.4五軸加工方式分類1.4.1五軸定位加工五軸定位加工分為“3+2”和“4+1”兩種類型。所謂3+2或4+1定向加工，即五軸數(shù)控機(jī)床的部分進(jìn)給軸（主要是旋轉(zhuǎn)軸）在加工動作實(shí)施過程中，僅起到刀具軸空間姿態(tài)或工件空間位置的方向改變且固定不做進(jìn)給運(yùn)動，同時(shí)另一部分進(jìn)給軸實(shí)施進(jìn)給動作，從而保證切削運(yùn)動的有效實(shí)施，定向加工可以實(shí)現(xiàn)多工序集中，有效減少工件裝夾的次數(shù)，從而避免定位誤差對加工精度造成的影響。a）3+2五軸定向加工

b）4+1五軸定向加工任務(wù)1.4五軸加工方式分類1.4.2五軸同步加工

五軸同步加工又稱為五軸聯(lián)動加工，即機(jī)床的五個(gè)進(jìn)給軸根據(jù)程序同時(shí)實(shí)現(xiàn)五軸插補(bǔ)運(yùn)動。通過五個(gè)坐標(biāo)軸的聯(lián)動，保證采用刀具刃部切削速度最理想的位置進(jìn)行切削，避免刀具制造誤差和靜點(diǎn)切削對零件尺寸和表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響，有效提高加工精度和加工效率。a）葉輪五軸同步加工b）空間直紋面五軸同步加工任務(wù)1.4五軸加工方式分類1.4.3“3+2”定向加工與5軸同步加工特點(diǎn)比對項(xiàng)目3+2軸定向加工5軸同步加工優(yōu)點(diǎn)1）較小的編程成本；2）只采用線性軸運(yùn)動，因此無動態(tài)限制；3）加工具有較大的剛性，由此提高刀具使用壽命和表面質(zhì)量1）在固定裝夾位置上可加工較深型腔側(cè)壁和底面；2）可采用緊湊裝夾位置的較短刀具；3）工件表面質(zhì)量均勻，無過渡接刀痕跡；4）減少特種刀具的使用，降低成本；缺點(diǎn)1）工件幾何尺寸的限制，刀具無法切削到較深的型腔側(cè)壁和底面；2）采用較長的刀具銑削深的輪廓，加工質(zhì)量和效率會受到影響；3）進(jìn)刀位置較多，增加了加工的時(shí)間且產(chǎn)生了明顯的過渡接刀痕跡；1）較高的編程成本高碰撞危險(xiǎn)；2）因運(yùn)動的補(bǔ)償運(yùn)動，加工時(shí)間常常被延長；3）由于采用了更多的軸，運(yùn)動誤差可能會自行增加；任務(wù)1.4五軸加工方式分類1.4.4“3+2”定向加工方式在技能競賽中的應(yīng)用介紹

近幾年“3+2”五軸定向加工方式在五軸技能競賽中應(yīng)用廣泛，實(shí)現(xiàn)非正交平面上圖形編程的應(yīng)用和考核越來越多，不同的數(shù)控系統(tǒng)在編寫“3+2”定向加工程序時(shí)均有其特點(diǎn)。第七屆數(shù)控大賽五軸加工賽項(xiàng)——主艙體零件圖（樣題）任務(wù)1.5五軸數(shù)控系統(tǒng)與編程方法1.5.1高檔五軸數(shù)控系統(tǒng)簡介

目前先進(jìn)的高檔五軸數(shù)控系統(tǒng)一般采用最先進(jìn)的多核處理器技術(shù)、基于驅(qū)動的高性能NCU（數(shù)控單元）。以SINUMERIK840Dsl為例，其系統(tǒng)高性能主要體現(xiàn)：（1）高度模塊化，并配備數(shù)量極多的軸，可在最多30個(gè)加工通道中控制多達(dá)93根軸。（2）5軸模具加工中心進(jìn)行高速切削時(shí)的超高精度和動態(tài)，加工性能。（3）最佳的數(shù)控性能以及空前的靈活性和開放性。高度系統(tǒng)開放性使機(jī)床制造商能夠?qū)⒖刂葡到y(tǒng)的性能與機(jī)床工藝相融合，涵蓋多種附加解決方案、產(chǎn)品和服務(wù)。（4）系統(tǒng)通用性，從五軸加工領(lǐng)域來說，適用于車銑復(fù)合、五軸龍門、五軸激光加工、五軸3D打印、五軸工業(yè)機(jī)器人數(shù)控加工控制等工藝，如圖1-22所示。（5）廣泛的高精尖行業(yè)認(rèn)可度，如應(yīng)用于航空航天、船舶制造、醫(yī)療器械、模具加工等領(lǐng)域，既適合大批量生產(chǎn)也能滿足單件小批量生產(chǎn)的要求。SINUMERIKE840Dsl五軸數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用加工領(lǐng)域任務(wù)1.5五軸數(shù)控系統(tǒng)與編程方法1.5.2五軸數(shù)控加工編程方式總體介紹

特

點(diǎn)國標(biāo)G代碼手工編程

一般通過CAM生成G代碼，除極簡單和老式五軸機(jī)，基本不適用于手工G代碼編程。宏程序（參數(shù)編程）

對編程人員要求很高，需要熟練記憶代碼，只適用規(guī)則、少品種大批量零件編程。人機(jī)對話混合編程

對于大多數(shù)的規(guī)則空間箱體、軸類、結(jié)構(gòu)件適用，不用另外購置CAM軟件及建模，只要懂得工藝即可編程，編程結(jié)果可以通過系統(tǒng)3D零件仿真，程序量小，系統(tǒng)直接啟動。（人機(jī)對話混合編程由于含部分代碼，不如工步編程直觀、簡便）人機(jī)對話工步編程CAM軟件編程

適用于任何零件，尤其是曲面加工。但是對于軟件后置處理（需熟悉數(shù)控系統(tǒng)五軸變換、刀尖跟隨、程序壓縮等指令）對復(fù)雜零件裝夾和實(shí)體的建模要求較高。各種編程方式比對任務(wù)1.5五軸加工相關(guān)工藝系統(tǒng)

五軸加工工藝與三軸加工工藝基本相同，坐標(biāo)軸數(shù)增加的作用可以減少工件的裝夾定位次數(shù)，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成盡可能多的加工內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)工序集中。簡單來說，除機(jī)床外，五軸加工工藝系統(tǒng)，同樣包括刀具系統(tǒng)（刀柄、刀具）、夾具系統(tǒng)和工件系統(tǒng)。五軸工藝系統(tǒng)部分常見五軸刀具系統(tǒng)任務(wù)1.6五軸加工相關(guān)工藝系統(tǒng)1.6.1五軸相關(guān)刀具系統(tǒng)介紹

刀具系統(tǒng)是工藝系統(tǒng)重要組成部分，由刀柄和刀具兩部分組成，合理地選用刀柄不僅可以提高加工精度還可以有效降低工藝難度。根據(jù)機(jī)床的主軸錐孔不同，通常分為兩大類，即通用刀柄和高速刀柄。1、通用刀柄:7:24錐度刀柄是機(jī)床領(lǐng)域應(yīng)用最普遍的主軸接口形式，容易拆卸，無自鎖。通常有5種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，即NT、DIN69871（德國標(biāo)準(zhǔn)）、IS07388/1（國際標(biāo)準(zhǔn)）、MASBT（日本標(biāo)準(zhǔn)）、ANSI/ASME（美國標(biāo)準(zhǔn)）。主軸通過將刀柄尾部拉釘將刀柄拉緊。目前國內(nèi)使用最多的是DIN69871型即JT）和MASBT型兩種。7:24刀柄加緊示意簡圖2.高速刀柄

由于7:24的通用刀柄是靠刀柄的7:24錐面與機(jī)床主軸孔的7:24錐面接觸定位連接的，在高速加工、連接剛性和重合精度三方面有局限性。在五軸加工，尤其是高速中出現(xiàn)了HSK，其余還有KM、NC5刀柄、CAPTO等多種型號類型。HSK刀柄夾緊示意簡圖1.6.2五軸相關(guān)刀具介紹

序號

三軸加工

五軸加工1

刀具過長引發(fā)刀具震動

五軸空間擺動，縮短刀具裝夾長度剛性更好2

表面粗糙度超差

高剛性保證振動減少，表面質(zhì)量更高3

多次裝夾頻繁換刀，加工效率下降

大多數(shù)情況下，一次裝夾加工效率更高4

刀具數(shù)量增加，成本過高

充分利用空間偏擺，所需刀具數(shù)量相對更少5

重復(fù)對刀造成累計(jì)誤差等問題

對刀數(shù)量更少，加工誤差相對更少傳統(tǒng)三軸加工相比五軸生產(chǎn)加工刀具應(yīng)用比對1.6.3五軸相關(guān)夾具介紹

五軸數(shù)控加工時(shí)，做好定位及夾緊，是保證工件加工精度的重要前提。通過夾具裝夾減少主軸及刀具干涉，減少五軸復(fù)雜運(yùn)動，提高效率，降低能耗，也是夾具的重要作用之一，夾具分類介紹如下：1）常見平口鉗及鉗形夾具2）常見自定心卡盤及組成4）專用夾具及應(yīng)用3）常見組成壓板1）常見平口鉗及鉗形夾具

精密平口鉗

圓形基座臺鉗矩形基座單動臺鉗圓形基座單動臺鉗

平口鉗在五軸加工中也屬于常用夾具，主要由活動鉗身、固定鉗身、底座、絲桿等部分組成。2）常見自定心卡盤及組成

a）三爪自定心卡盤

b）四爪自定心卡盤

自定心卡盤包含三爪和四爪兩種，是五軸機(jī)床常見夾具?？ūP自定心卡盤裝夾方便，能自動定心。3）常見組合壓板

a）套裝組合壓板

b）組合壓板附件

組合壓板是用于模板、治具或者板料固定的鑄造類機(jī)床附件。它的使用范圍廣泛，其夾緊力大，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適用范圍廣，且價(jià)格低，作為各類機(jī)床的附件配套使用。4）專用夾具及應(yīng)用

專用夾具是為某一特定零件的某一道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)制造的夾具。夾具的功能單一，且具有針對性，用于產(chǎn)品相對穩(wěn)定且批量較大的生產(chǎn)情況。專用夾具由定位元件、夾緊裝置、夾具體、連接元件、對刀、導(dǎo)向元件、其他元件或裝置組成。

五軸剛性支架配合燕尾夾具五軸快換專用裝夾思考：1.什么是智能制造機(jī)床數(shù)字化技術(shù)？2.智能制造數(shù)字化背景下五軸加工相關(guān)新技術(shù)應(yīng)用有哪些？項(xiàng)目二五軸加工坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換機(jī)械工業(yè)出版社《五軸數(shù)控系統(tǒng)加工編程與操作》學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識目標(biāo)：理解空間直角坐標(biāo)系的概念理解五軸加工坐標(biāo)系理解五軸加工坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換循環(huán)技能目標(biāo)：掌握建立五軸加工坐標(biāo)系的方法掌握五軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換循環(huán)的用法概述：五軸加工坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換在現(xiàn)代的五軸加工生產(chǎn)實(shí)踐中，得到越來越廣泛的應(yīng)用。如航空航天、汽車制造領(lǐng)域等。五軸加工坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換是重要的五軸功能，也是學(xué)習(xí)五軸加工和編程的關(guān)鍵基礎(chǔ)。五軸機(jī)床中的坐標(biāo)系1五軸加工工件坐標(biāo)系的建立2擺動循環(huán)CYCLE800簡介3擺動循環(huán)CYCLE800典型應(yīng)用機(jī)床4擺動循環(huán)CYCLE800主要參數(shù)說明5目錄五軸機(jī)床中的坐標(biāo)系1五軸加工工件坐標(biāo)系的建立2擺動循環(huán)CYCLE800簡介3擺動循環(huán)CYCLE800典型應(yīng)用機(jī)床4擺動循環(huán)CYCLE800主要參數(shù)說明5五軸機(jī)床中的坐標(biāo)系1、坐標(biāo)系學(xué)習(xí)基礎(chǔ)：

坐標(biāo)系是描述某一質(zhì)點(diǎn)空間狀態(tài)的基本參照系。在參照系中，為確定空間一質(zhì)點(diǎn)的位置，按規(guī)定方法選取一組有次序的數(shù)據(jù)，這組數(shù)據(jù)稱作“坐標(biāo)”。2、三軸加工坐標(biāo)系：

在常規(guī)的三軸銑削加工中，坐標(biāo)系分為機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系兩種。

機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，并設(shè)有固定的坐標(biāo)原點(diǎn)——機(jī)床參考點(diǎn)。

工件坐標(biāo)系是編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，所以又稱作編程坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)由數(shù)控加工的編程人員來確定，編程人員必須依據(jù)工件圖上的尺寸標(biāo)注，選擇使坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算量最小的基準(zhǔn)點(diǎn)作為工件零點(diǎn)。五軸機(jī)床中的坐標(biāo)系3、五軸坐標(biāo)系的構(gòu)成與方向判定：

構(gòu)成五軸坐標(biāo)系的元素是構(gòu)成空間直角坐標(biāo)系的X、Y、Z三個(gè)基本直線軸和A、B、C三個(gè)附加旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)軸A的回轉(zhuǎn)中心是X軸，旋轉(zhuǎn)軸B的回轉(zhuǎn)中心是Y軸，旋轉(zhuǎn)軸C的回轉(zhuǎn)中心是Z軸。

三個(gè)基本直線軸的正方向按照右手定則進(jìn)行判定。大拇指、食指、中指的指向分別為X、Y、Z軸的正方向。

三個(gè)附加旋轉(zhuǎn)軸的正方向依照右手螺旋法則進(jìn)行判定。先將大拇指指向待判定旋轉(zhuǎn)軸所圍繞的直線軸的正方向，然后其余四指自然彎曲，彎曲的四指的指向即為該旋轉(zhuǎn)軸的正方向。西門子數(shù)控系統(tǒng)中五種坐標(biāo)系的劃分常用坐標(biāo)系分類序號類型縮寫說明1機(jī)床坐標(biāo)系MCS由所有實(shí)際存在的機(jī)床軸構(gòu)成，使用機(jī)床零點(diǎn)M。2基準(zhǔn)坐標(biāo)系BCS由三條相互垂直的軸（幾何軸）、以及其他輔助軸構(gòu)成。BCS由MCS經(jīng)過運(yùn)動轉(zhuǎn)換而成。3基準(zhǔn)零點(diǎn)坐標(biāo)系BNS由基準(zhǔn)坐標(biāo)系（BCS）通過基準(zhǔn)偏移后得到。4可設(shè)定的工件零點(diǎn)坐標(biāo)系ENS通過可設(shè)定的零點(diǎn)偏移，可以由基準(zhǔn)零點(diǎn)坐標(biāo)系（BNS）得到可設(shè)定的零點(diǎn)坐標(biāo)系（ENS）。在NC程序中使用G指令G54...G57和G505...G599來激活可設(shè)定的零點(diǎn)偏移。5可編程的工件坐標(biāo)系WCS工件坐標(biāo)系始終是直角坐標(biāo)系，并且與具體的工件相聯(lián)系，使用工件零點(diǎn)W。各坐標(biāo)系之間的對應(yīng)關(guān)系一般情況下基準(zhǔn)坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系為重合狀態(tài)，視為第一級坐標(biāo)系?；鶞?zhǔn)零點(diǎn)坐標(biāo)系是建立在基準(zhǔn)坐標(biāo)系之上的第二級坐標(biāo)系。可設(shè)定的零點(diǎn)坐標(biāo)系即工件坐標(biāo)系G54-G57，是建立在基準(zhǔn)零點(diǎn)坐標(biāo)系之上的第三級坐標(biāo)系?？删幊痰墓ぜ鴺?biāo)系為第四級，其坐標(biāo)系變換的基礎(chǔ)是可設(shè)定的零點(diǎn)坐標(biāo)系，在五軸定向加工的擺動循環(huán)中會用到。每一級的坐標(biāo)系偏移與上一級坐標(biāo)系偏移之間都是疊加的關(guān)系。

五軸機(jī)床中的五種坐標(biāo)系存在遞進(jìn)轉(zhuǎn)換的關(guān)系，最底層的機(jī)床坐標(biāo)系是其上每一級坐標(biāo)系建立的基礎(chǔ)。根據(jù)五軸機(jī)床中坐標(biāo)系的分類，可以得到各個(gè)層級坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系?？蚣艿母拍罴疤攸c(diǎn)1、框架的概念：

框架是一種可以進(jìn)行多種變換的空間直角坐標(biāo)系2、框架的組成：基本框架（基本偏移，G500）：取消工件零點(diǎn)偏置?？稍O(shè)定的框架（G54...G59）：標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系名稱?？删幊痰目蚣埽═RANS,ROT...）：坐標(biāo)系的偏移和旋轉(zhuǎn)等。

框架（FRAME）這個(gè)概念用來表述一種可以進(jìn)行多種變換的空間直角坐標(biāo)系?？蚣芸梢酝ㄟ^定義一種運(yùn)算規(guī)范，把空間中某一位置的直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為空間中另一個(gè)位置上的直角坐標(biāo)系。

借助于框架，工件坐標(biāo)系能夠任意進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、比例縮放和鏡像“框架（FRAMES）”示意工件坐標(biāo)系的變換

工件坐標(biāo)系的變換可以通過框架運(yùn)動指令來實(shí)現(xiàn)。在五軸加工中需要用到的框架運(yùn)動指令包括平移指令TRANS/ATRANS和旋轉(zhuǎn)ROT/AROT。變換類型指令及參數(shù)說明TRANSX……Y……Z……可編程的絕對零點(diǎn)偏移。相對于當(dāng)前有效的可設(shè)定工件零點(diǎn)G54-G57以及G505-G599的絕對平移。ATRANSX……Y……Z……可編程的增量零點(diǎn)偏移。相對于當(dāng)前激活的可設(shè)定工件零點(diǎn)或相對于當(dāng)前已經(jīng)激活的可編程工件零點(diǎn)的疊加平移。X……Y……Z……為各軸指定平移量ROTX……Y……Z……可編程的絕對坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。相對于當(dāng)前有效的可設(shè)定工件坐標(biāo)系G54-G57以及G505-G599的絕對旋轉(zhuǎn)。AROTX……Y……Z……可編程的增量坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。相對于當(dāng)前激活的可設(shè)定工件零點(diǎn)或相對于當(dāng)前已經(jīng)激活的可編程工件坐標(biāo)系的疊加旋轉(zhuǎn)。X……Y……Z……指定需要旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸軸及其旋轉(zhuǎn)角度TRANS/ROT取消之前編程的所有可編程框架思考與探討：除了笛卡爾坐標(biāo)系還有那種坐標(biāo)系常用于五軸數(shù)控加工？為什么空間直角坐標(biāo)系更適合于五軸數(shù)控加工？“框架”在五軸加工中的實(shí)際作用是什么？五軸機(jī)床中的坐標(biāo)系五軸機(jī)床中的坐標(biāo)系1五軸加工工件坐標(biāo)系的建立2擺動循環(huán)CYCLE800簡介3擺動循環(huán)CYCLE800典型應(yīng)用機(jī)床4擺動循環(huán)CYCLE800主要參數(shù)說明5工件坐標(biāo)系建立的常用方法1、切削式

測量工具為主軸上裝夾的切削刀具，用旋轉(zhuǎn)的刀具與工件輕微地接觸，通過觀察切屑的方法確認(rèn)工件輪廓的位置，從而實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的建立，又稱為試切法。但這種方法確定工件位置的精度較低，而且對于被測量的表面也會有所損傷，所以試切法只適用于粗加工時(shí)的工件坐標(biāo)系建立。2、非切削式

非切削式坐標(biāo)系建立采用的測量裝置較多，有簡單易用的機(jī)械式尋邊器，靈敏度較高的光電式尋邊器，還有可以進(jìn)行自動化測量的高精度工件探頭等。這種方法具有較高的精度，不僅可以在數(shù)控系統(tǒng)的手動方式下，通過簡單的操作步驟快速實(shí)現(xiàn)，也可以通過在加工程序中調(diào)用數(shù)控系統(tǒng)的測量循環(huán)指令在加工過程中自動完成。定向加工3+2工件坐標(biāo)系建立

在進(jìn)行五軸3+2方式的銑削加工時(shí)，被加工的工件的上表面在空間上也許會是一個(gè)傾斜的平面，。首先必須設(shè)法先將這個(gè)空間傾斜的平面給“找平”了才行，這時(shí)就要依靠西門子數(shù)控系統(tǒng)中特別為五軸工件測量準(zhǔn)備的“校準(zhǔn)平面”這個(gè)功能。

通常在將工件毛坯放置在工作臺上裝夾的時(shí)候，為了使毛坯的邊沿與機(jī)床坐標(biāo)軸保持平行一致，往往要花費(fèi)很多的時(shí)間。使用校準(zhǔn)邊沿這個(gè)功能，工件毛坯的擺放就隨意了許多。

矩形工件的上表面和基準(zhǔn)邊都確定好以后，就可以使用測量工件里的“矩形凸臺”功能對毛坯進(jìn)行四點(diǎn)分中的操作了。思考與探討：建立工件坐標(biāo)系常用的方法有幾種？各有什么利弊？西門子數(shù)控系統(tǒng)建立工件坐標(biāo)系的典型方法有哪些特點(diǎn)？在西門子數(shù)控系統(tǒng)中各種建立工件坐標(biāo)系的方法之間有什么關(guān)聯(lián)？五軸加工工件坐標(biāo)系的建立五軸機(jī)床中的坐標(biāo)系1五軸加工工件坐標(biāo)系的建立2擺動循環(huán)CYCLE800簡介3擺動循環(huán)CYCLE800典型應(yīng)用機(jī)床4擺動循環(huán)CYCLE800主要參數(shù)說明5使用范圍：擺動循環(huán)借助五軸加工機(jī)床上的回轉(zhuǎn)頭或者回轉(zhuǎn)臺，可以快速將刀具軸線自動擺動到與空間內(nèi)任意傾斜平面相垂直的狀態(tài)，并且可以自動轉(zhuǎn)換刀具長度和半徑補(bǔ)償?shù)姆较?。能夠在三軸加工的基礎(chǔ)上通過一個(gè)簡單的循環(huán)指令，就可以實(shí)現(xiàn)五軸定向加工。擺動循環(huán)定義及使用范圍定義：CYCLE800是一種專用于五軸坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的循環(huán)，通過對系統(tǒng)“框架”的靜態(tài)轉(zhuǎn)換，能夠?qū)崿F(xiàn)3+2軸機(jī)床把工件坐標(biāo)系通過“平移-旋轉(zhuǎn)-再平移”的方式轉(zhuǎn)移到當(dāng)前所需要加工的傾斜面上，實(shí)現(xiàn)空間工件坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)。提示：學(xué)習(xí)CYCLE800，首先要了解什么是“3+2”定向加工。它是指五軸機(jī)床中的3個(gè)線性軸進(jìn)行聯(lián)動，其余2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行定向。加工前，先通過兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的定位功能，使得機(jī)床主軸與被加工工件呈固定的空間角度，然后再通過三個(gè)基本線性軸的聯(lián)動，對工件上的某一區(qū)域進(jìn)行三軸加工。這種編程方式比較簡單，可以使用三軸加工策略。CYCLE800用于3+2軸定向加工，在西門子840Dsl和828D（指定版本）上均可使用。CYCLE800無論在手動方式還是在自動方式下，都可以通過西門子數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)交互式圖形畫面直觀、簡便編程。

在實(shí)際生產(chǎn)中的五軸加工過程中，固定軸3+2銑削的應(yīng)用非常廣泛。

最為典型的五軸定向加工應(yīng)用是“擺動平面”，即先將刀軸擺動至與空間傾斜平面相垂直的位置，再進(jìn)行空間上的三軸聯(lián)動加工。

在自動方式下，擺動循環(huán)還有一種優(yōu)化球刀加工狀態(tài)的功能——銑刀定位。如，當(dāng)使用球頭銑刀進(jìn)行平面銑削加工的時(shí)候，為了避免球頭刀的刀具尖端中心部分參與切削，通常需要將刀軸與被加工表面呈大約15度的傾斜角，應(yīng)用“銑刀定位”的刀具回轉(zhuǎn)功能就可以非常簡單地實(shí)現(xiàn)將球頭刀的刀桿偏轉(zhuǎn)一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌?，防止因?yàn)榍蝾^刀與被加工表面垂直而產(chǎn)生的刀尖線速度趨向于零的不利切削條件。擺動循環(huán)的使用特點(diǎn)

在工件坐標(biāo)系中，可以方便地實(shí)現(xiàn)對傾斜平面加工的快速編程，不需要特別計(jì)算旋轉(zhuǎn)軸位置。

在回轉(zhuǎn)模式不使用直接回轉(zhuǎn)軸的情況下，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于五軸結(jié)構(gòu)運(yùn)動系統(tǒng)的編程。擺動循環(huán)程序可以在任何結(jié)構(gòu)類型的SINUMERIK五軸機(jī)床中運(yùn)行。在CAM軟件上進(jìn)行編程時(shí)，不需要在后處理器里面再設(shè)置特定的五軸運(yùn)動結(jié)構(gòu)。刀具參數(shù)和零點(diǎn)偏移可以隨時(shí)在機(jī)床上通過刀具表和零偏表進(jìn)行設(shè)置和修改，而不用修改數(shù)控加工程序?；剞D(zhuǎn)平面時(shí)刀具與被加工表面自動保持垂直，可以直接使用平面加工中可用的所有鉆削、銑削以及測量循環(huán)?；剞D(zhuǎn)前刀具沿刀軸的回退自動考慮機(jī)床軟限位，有多種回退策略可供選擇。數(shù)控系統(tǒng)復(fù)位或掉電后也可保持回轉(zhuǎn)框架，便于從傾斜平面中沿刀軸方向退回刀具。使用擺動循環(huán)的優(yōu)勢思考與探討：在什么情況下需要使用擺動循環(huán)？使用擺動循環(huán)的優(yōu)勢有哪些？擺動循環(huán)CYCLE800簡介五軸機(jī)床中的坐標(biāo)系1五軸加工工件坐標(biāo)系的建立2擺動循環(huán)CYCLE800簡介3擺動循環(huán)CYCLE800典型應(yīng)用機(jī)床4擺動循環(huán)CYCLE800主要參數(shù)說明5

擺動循環(huán)在西門子數(shù)控系統(tǒng)中是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功能，不需要任何的附加選項(xiàng)就可以非常方便地使用。CYCLE800適用于目前已知的所有五軸加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)類型，包括雙擺頭的T型結(jié)構(gòu)、雙擺工作臺的P型結(jié)構(gòu)以及一擺頭加一轉(zhuǎn)臺的M型結(jié)構(gòu)（以下每種僅舉1個(gè)例子，其余請參照第一章五軸機(jī)床分類，分類內(nèi)機(jī)床均可應(yīng)用CYCLE800。）。擺動循環(huán)適用的機(jī)床結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)頭（T型）回轉(zhuǎn)臺（P型）回轉(zhuǎn)頭+回轉(zhuǎn)臺（M型）可回轉(zhuǎn)刀架可回轉(zhuǎn)工件夾具混合式運(yùn)動轉(zhuǎn)換思考與探討：擺動循環(huán)可以適用于所有結(jié)構(gòu)的五軸機(jī)床么？為什么？五軸機(jī)床的結(jié)構(gòu)對于其所加工的五軸零件的范圍有所限制嗎？為什么？擺動循環(huán)CYCLE800典型應(yīng)用機(jī)床五軸機(jī)床中的坐標(biāo)系1五軸加工工件坐標(biāo)系的建立2擺動循環(huán)CYCLE800簡介3擺動循環(huán)CYCLE800典型應(yīng)用機(jī)床4擺動循環(huán)CYCLE800主要參數(shù)說明5

回轉(zhuǎn)平面的整個(gè)過程可以分解為三個(gè)步驟。先用坐標(biāo)系平移功能將可設(shè)定工件坐標(biāo)系沿X、Y、Z三個(gè)方向任意移動，建立坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)中心。接著用坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)功能將坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使待加工傾斜表面的法向矢量方向與刀具軸線方向重合。最后，根據(jù)需要再次進(jìn)行坐標(biāo)系平移以簡化坐標(biāo)系傾斜狀態(tài)下的編程操作。擺動循環(huán)的調(diào)用方法步驟名稱內(nèi)容步驟1平移根據(jù)圖紙所示加工平面的位置和角度，對G54坐標(biāo)系位置進(jìn)行平移步驟2旋轉(zhuǎn)根據(jù)圖紙所示加工平面的角度，旋轉(zhuǎn)傾斜面至加工表面步驟3平移對坐標(biāo)系進(jìn)行二次平移，以簡化程序編輯的方式1)選擇被回轉(zhuǎn)的加工平面2)選擇回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)記錄的名稱3)選擇回轉(zhuǎn)前/后的回退模式4)是否實(shí)施真正的回轉(zhuǎn)運(yùn)動5)平面回轉(zhuǎn)的方式6)指定回轉(zhuǎn)的參考點(diǎn)7)平面回轉(zhuǎn)的模式8)回轉(zhuǎn)的順序9)回轉(zhuǎn)角度+回轉(zhuǎn)之后的平移10)旋轉(zhuǎn)軸定位方向 11)是否刀尖跟蹤擺動循環(huán)的參數(shù)說明1.加工平面選擇——PL

該選項(xiàng)用于設(shè)定加工所在平面，雖然五軸加工中加工平面是經(jīng)常切換的，但是在使用擺動循環(huán)CYCLE800指令的加工中，我們通常選擇G17平面作為初始平面，通過選擇回轉(zhuǎn)指令可以使坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到加工平面旋轉(zhuǎn)的目的。2.回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)組名稱——TC可以根據(jù)需要為不同的CYCLE800數(shù)據(jù)組設(shè)置不同的名稱，選擇不同的名稱即可切換相應(yīng)的參數(shù)。在調(diào)用CYCLE800指令時(shí)，回轉(zhuǎn)平面對話框中TC項(xiàng)中的名稱必須與當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)所設(shè)定的回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)組名稱一致，否則程序無法運(yùn)行。3.回退選擇項(xiàng)可以在回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸到新加工平面之前從工件加工位置回退刀具以避免與工件碰撞?？梢栽诨剞D(zhuǎn)數(shù)據(jù)組中選擇相應(yīng)的回退類型。一般通常我們選擇Z,XY方式，先沿Z向退刀，然后再XY平移到指定位置。

擺動循環(huán)的參數(shù)說明沿“Z”回退。沿Z軸的回退位置參考MCS定義。回退只在Z軸發(fā)生。沿“Z,XY”回退。沿Z，X，Y軸的回退位置參考MCS定義。回退首先在Z軸發(fā)生，然后再XY軸。沿“最大刀具方向”回退。沿參考WCS的刀具方向回退，直至達(dá)到軟件限制。在機(jī)床結(jié)構(gòu)類型為T和M的情況下，多軸同時(shí)移動。4.是否自動回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸

通常如果旋轉(zhuǎn)軸是伺服軸就應(yīng)該選擇“是”，系統(tǒng)會自動讓加工平面按要求進(jìn)行回轉(zhuǎn)。但如果旋轉(zhuǎn)軸是手動控制軸，就應(yīng)該選擇“否”，系統(tǒng)會在這里自動生成一個(gè)進(jìn)給保持的狀態(tài)，并提示各個(gè)旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)該轉(zhuǎn)到的位置。5.回轉(zhuǎn)平面選擇項(xiàng)1）新建：從初始的坐標(biāo)系原點(diǎn)開始建立一個(gè)新的坐標(biāo)平面。2）附加：在已變換角度或位移的平面上，繼續(xù)累加旋轉(zhuǎn)或平移。通常我們選擇新建來建立新的坐標(biāo)平面。很少采用附加的方式建立坐標(biāo)平面。6.指定平面回轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)在平面回轉(zhuǎn)之前，將當(dāng)前工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)（X0、Y0、Z0）平移到坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。擺動循環(huán)的參數(shù)說明7.回轉(zhuǎn)模式1）缺省回轉(zhuǎn)模式——逐軸加工平面圍繞直角坐標(biāo)系的各個(gè)幾何軸依次進(jìn)行回轉(zhuǎn)。后一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)將疊加在前一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)之上。旋轉(zhuǎn)順序可自由選擇。2）可選回轉(zhuǎn)模式1——直接回轉(zhuǎn)軸加工平面的回轉(zhuǎn)位置由具體的機(jī)床軸回轉(zhuǎn)位置決定，需要直接對實(shí)際存在的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行編程。最終的平面回轉(zhuǎn)方向是兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸各自到位后合成的結(jié)果。3）可選回轉(zhuǎn)模式2——投影角回轉(zhuǎn)平面的角度值被投影至直角坐標(biāo)系的前兩個(gè)坐標(biāo)軸上，然后再圍繞第三坐標(biāo)軸進(jìn)行疊加旋轉(zhuǎn)。以G17平面為例：先圍繞著X和Y軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，之后再圍繞新的Z軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。4）可選回轉(zhuǎn)模式3——立體角是與投影角類似的一種特殊回轉(zhuǎn)模式，回轉(zhuǎn)的依據(jù)是幾何軸。首先圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)α度，然后再圍繞新的Y軸旋轉(zhuǎn)β度。擺動循環(huán)的參數(shù)說明8.回轉(zhuǎn)的次序——軸序列1）缺省回轉(zhuǎn)模式——逐軸加工平面圍繞直角坐標(biāo)系的各個(gè)幾何軸依次進(jìn)行回轉(zhuǎn)。后一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)將疊加在前一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)之上。旋轉(zhuǎn)順序可自由選擇。8.回轉(zhuǎn)角度2）可選回轉(zhuǎn)模式1——直接回轉(zhuǎn)軸加工平面的回轉(zhuǎn)位置由具體的機(jī)床軸回轉(zhuǎn)位置決定，需要直接對實(shí)際存在的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行編程。最終的平面回轉(zhuǎn)方向是兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸各自到位后合成的結(jié)果。3）可選回轉(zhuǎn)模式2——投影角回轉(zhuǎn)平面的角度值被投影至直角坐標(biāo)系的前兩個(gè)坐標(biāo)軸上，然后再圍繞第三坐標(biāo)軸進(jìn)行疊加旋轉(zhuǎn)。以G17平面為例：先圍繞著X和Y軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，之后再圍繞新的Z軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。4）可選回轉(zhuǎn)模式3——立體角是與投影角類似的一種特殊回轉(zhuǎn)模式，回轉(zhuǎn)的依據(jù)是幾何軸。首先圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)α度，然后再圍繞新的Y軸旋轉(zhuǎn)β度。擺動循環(huán)的參數(shù)說明9.回轉(zhuǎn)角度及回轉(zhuǎn)后的再平移1）回轉(zhuǎn)角度這里的回轉(zhuǎn)角度的項(xiàng)目和順序，由前面選擇的回轉(zhuǎn)模式以及回轉(zhuǎn)順序所決定。

2）回轉(zhuǎn)后再平移

平面回轉(zhuǎn)后，可以重新指定工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置。但這時(shí)指定的位置基準(zhǔn)是回轉(zhuǎn)后的新坐標(biāo)系。10.回轉(zhuǎn)方向當(dāng)加工平面在空間傾斜后，所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)方案往往不是只有一種。這就需要在這里指定第一回轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向，為系統(tǒng)指定唯一的回轉(zhuǎn)方案。11.是否刀具跟蹤這個(gè)選項(xiàng)決定了在平面回轉(zhuǎn)的運(yùn)動過程當(dāng)中，刀具是如何進(jìn)行運(yùn)動的。五軸機(jī)床一般分為五軸四聯(lián)動和五軸全聯(lián)動兩種。對于五軸全聯(lián)動并且?guī)в形遢S跟蹤選項(xiàng)的五軸機(jī)床，是可以選擇刀具帶跟蹤模式的。但是對于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸不能同時(shí)參與插補(bǔ)運(yùn)動的五軸機(jī)床，就只能選擇刀具不帶跟蹤的模式了。擺動循環(huán)的參數(shù)說明擺動循環(huán)回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)設(shè)定示例五軸機(jī)床回轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)示意圖回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表說明項(xiàng)目內(nèi)容或數(shù)值說明名稱TC1回轉(zhuǎn)循環(huán)名稱設(shè)置。運(yùn)動回轉(zhuǎn)臺根據(jù)五軸機(jī)床結(jié)構(gòu)類型選擇相對應(yīng)的形式。回轉(zhuǎn)頭回轉(zhuǎn)頭+回轉(zhuǎn)臺回退無空運(yùn)行刀軸擺動之前的刀尖定位方式ZZ，XYZ或ZXY最大刀具方向返回位置Z或ZXY回退位置刀軸退刀運(yùn)動的目標(biāo)位置坐標(biāo)(安全位置坐標(biāo))偏置矢量I2回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)到回轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)中心/交點(diǎn)的距離回轉(zhuǎn)軸矢量V1第一回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)軸B繞Y軸旋轉(zhuǎn)偏置矢量I3回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)從回轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)中心/交點(diǎn)到回轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)中心/交點(diǎn)的距離回轉(zhuǎn)軸矢量V2第二回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)軸C繞Z軸旋轉(zhuǎn)偏置矢量I4回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)結(jié)束矢量鏈I4=-（I2+I3）回轉(zhuǎn)模式直接回轉(zhuǎn)軸CYCLE800所設(shè)定的三種回轉(zhuǎn)模式，其使用原則要根據(jù)零件的性質(zhì)和加工要求來定，以方便編程為準(zhǔn)則。投影角立體角度刀具跟蹤否刀具運(yùn)動過程中是否帶有刀尖跟隨功能，一般3+2機(jī)床加工選擇“否”方向參考回轉(zhuǎn)軸1，方向選擇+方向參考：B軸擺動時(shí)的優(yōu)先方向。本書中所述機(jī)床是正向優(yōu)先?；剞D(zhuǎn)軸2，方向選擇+回轉(zhuǎn)軸1，方向選擇-回轉(zhuǎn)軸2，方向選擇-否，無顯示，方向+否，無顯示，方向-JobShop功能自動回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)組切換支持在工步編程方式下使用CYCLE800手動回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)組切換回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表與設(shè)置界面

回轉(zhuǎn)軸

回轉(zhuǎn)軸1B模式自動角度范圍-5-110回轉(zhuǎn)軸2C模式自動方式角度范圍0-360“回轉(zhuǎn)軸通道1”界面中的回轉(zhuǎn)軸1的標(biāo)識符“B”和回轉(zhuǎn)軸2的標(biāo)識符“C”分別代表P型機(jī)床，圍繞Y、Z方向的旋轉(zhuǎn)軸?；剞D(zhuǎn)軸1即為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸之中的第一回轉(zhuǎn)軸，回轉(zhuǎn)軸2即為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸之中的第二回轉(zhuǎn)軸?；剞D(zhuǎn)數(shù)據(jù)定義了五軸機(jī)床中兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)中心在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，以及兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)中心之間的位置關(guān)系。這些數(shù)據(jù)在機(jī)床出廠時(shí)已經(jīng)由機(jī)床制造廠商精確測量后設(shè)定而成，操作者不得隨意調(diào)整或修改其中的信息，否則將會影響旋轉(zhuǎn)軸擺動和定位的準(zhǔn)確性，從而影響五軸加工的精度。思考與探討：擺動循環(huán)的參數(shù)有哪些分類？它們之間的關(guān)系如何？擺動循環(huán)回轉(zhuǎn)平面“三部曲”的特點(diǎn)什么？擺動循環(huán)工藝參數(shù)中的哪些關(guān)鍵參數(shù)需要特別注意？擺動循環(huán)CYCLE800主要參數(shù)說明項(xiàng)目三五軸空間變換定向加工基礎(chǔ)

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)：知識目標(biāo)：了解常用銑削刀具的種類了解刀具補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)知識了解刀具幾何參數(shù)跟刀具補(bǔ)償對應(yīng)關(guān)系了解設(shè)置界面各參數(shù)含義及作用技能目標(biāo)：掌握在操作系統(tǒng)中建立要使用的刀具掌握如何刪除操作系統(tǒng)中已有刀具掌握如何在操作系統(tǒng)中裝載刀具掌握如何在操作系統(tǒng)中卸載刀具掌握CYCLE800指令中直接編程法掌握CYCLE800指令中立體角編程法掌握CYCLE800指令中附加功能編程法本項(xiàng)目主要通過使用“3+2”加工方式對三個(gè)零件進(jìn)行練習(xí)編程與加工，訓(xùn)練零件既具有外形結(jié)構(gòu)較為簡單的特征，又是最常見的零件形面特征，也是學(xué)習(xí)應(yīng)用回轉(zhuǎn)平面CYCLE800循環(huán)指令入門的題材。通過對這三個(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，結(jié)合兩種常用的回轉(zhuǎn)平面定位編程操作詳細(xì)說明，可方便初學(xué)者對多軸機(jī)床加工中常用的“3+2”定向加工方式有一個(gè)系統(tǒng)理解。概況子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具1子任務(wù)二

裝載刀具與卸載刀具2任務(wù)一創(chuàng)建五軸機(jī)床刀具表子任務(wù)一

正四棱臺零件加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

正四棱臺零件編程方式與過程2任務(wù)二正四棱臺零件編程與加工子任務(wù)一

編程加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

正四方凸臺零件編程方式及過程2任務(wù)三正四方凸臺圓形腔與側(cè)面孔零件編程與加工子任務(wù)一

編程加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

2任務(wù)四多角度空間斜面零件編程與加工子任務(wù)三3多角度空間斜面零件使用CYCLE800指令中直接編程法編程多角度空間斜面零件使用CYCLE800指令中立體角編程法編程任務(wù)一創(chuàng)建五軸機(jī)床刀具表

1、任務(wù)描述：加工工件必須使用切削刀具。我們首先將本章練習(xí)零件加工中所使用的刀具存儲在機(jī)床系統(tǒng)上的刀具存儲器中，以備編寫程序時(shí)和實(shí)際加工中進(jìn)行調(diào)用。序號刀具名稱程序中的刀具名稱規(guī)格刀具長度參數(shù)1面銑刀FACENILL63φ63mm95.01mm刃長：5mm，刃數(shù):62立銑刀CUTTER12φ12mm149.23mm刃長：32mm，刃數(shù)：43立銑刀CUTTER8φ8mm131.10mm100101刃長：20mm，刃數(shù)：34倒角刀CENTERDRILL6φ6mm148.48mm480101刃數(shù)：25中心鉆CENTERDRILL10φ10mm138.50mm

刀尖頂角：90°6麻花鉆頭DRILL3.5φ3.5mm137.47mm

刀尖頂角：118°7麻花鉆頭DRILL5φ5mm148.48mm刀尖頂角：118°8麻花鉆頭DRILL6.8φ6.8mm152.50mm刀尖頂角：118°9麻花鉆頭DRILL8.5φ8.5mm158.60mm刀尖頂角：118°10麻花鉆頭DRILL12φ12mm195.90mm刀尖頂角：118°學(xué)習(xí)任務(wù)書學(xué)習(xí)準(zhǔn)備任務(wù)一創(chuàng)建五軸機(jī)床刀具表

序號工作準(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刀具刀具列表對應(yīng)刀具

子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具1子任務(wù)二

裝載刀具與卸載刀具2任務(wù)一創(chuàng)建五軸機(jī)床刀具表

子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具學(xué)習(xí)任務(wù)書1、建立與刪除刀具本次任務(wù)中，首先分別創(chuàng)建銑刀、倒角刀、中心鉆、鉆頭等，并掌握刪除已存在的刀具。子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具任務(wù)操作1——創(chuàng)建銑刀子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具任務(wù)操作2——創(chuàng)建倒角刀與中心鉆子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具任務(wù)操作3——刪除刀具子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具任務(wù)操作3——刪除刀具子任務(wù)一建立刀具與刪除刀具1子任務(wù)二

裝載刀具與卸載刀具2任務(wù)一創(chuàng)建五軸機(jī)床刀具表

子任務(wù)一裝載刀具與卸載刀具任務(wù)操作1——裝載刀具子任務(wù)一裝載刀具與卸載刀具任務(wù)操作1——裝載刀具子任務(wù)一裝載刀具與卸載刀具任務(wù)操作2——卸載刀具學(xué)生提問？任務(wù)一創(chuàng)建五軸機(jī)床刀具表

任務(wù)二正四棱臺零件編程與加工學(xué)習(xí)任務(wù)書1、任務(wù)描述：在課前依據(jù)本任務(wù)書，通過查閱機(jī)床說明書和相關(guān)資料，熟悉西門子840Dsl五軸機(jī)床的基本參數(shù)及基本操作；初步掌握CYCLE800的基本指令格式內(nèi)容，按照圖3-1所示正四棱臺斜平面底座零件尺寸核準(zhǔn)毛坯，選擇合適刀具及定位方式。通過手動編程方式，在西門子SINUTRAIN仿真軟件上編制并仿真程序，了解刀具加工60度斜面的旋轉(zhuǎn)及移動編程方式。程序無誤后傳輸至系統(tǒng)，通過裝夾找正，調(diào)用程序完成零件程序的編程驗(yàn)證與正確加工。學(xué)習(xí)準(zhǔn)備任務(wù)二正四棱臺零件編程與加工序號工作準(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90棒料或70X70X50方料2A123刀具φ12mm立銑刀（1把）或根據(jù)小組討論決定4夾具平口鉗為更好避免加工干涉，可使用數(shù)控虎鉗5量具游標(biāo)卡尺測量范圍0-150（mm），精度0.02mm子任務(wù)一

正四棱臺零件加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

正四棱臺零件編程方式與過程2任務(wù)二正四棱臺零件編程與加工如圖所示的正四棱臺零件的底沿邊長60mm，上沿邊長44mm，棱面與設(shè)定G17平面的夾角為60°。設(shè)定正四棱臺上平面的中心位置為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。子任務(wù)一正四棱臺零件加工任務(wù)描述任務(wù)操作1——編程加工任務(wù)分析子任務(wù)一正四棱臺零件加工任務(wù)描述任務(wù)操作2——分析正四棱臺斜平面銑削的加工過程子任務(wù)一正四棱臺零件加工任務(wù)描述任務(wù)操作3——分析編程指令及方法本練習(xí)使用擺動循環(huán)CYCLE800指令完成指定的正四棱臺斜平面定位（即加工平面坐標(biāo)系參考點(diǎn)定位在每一斜面上的指定位置）后，再使用平面銑削循環(huán)CYCLE61指令完成圖示尺寸的斜平面銑削加工。為了簡化學(xué)習(xí)的過程，本練習(xí)僅使用1把φ12mm立銑刀，選用回轉(zhuǎn)臺運(yùn)動系統(tǒng)類型P（部件）和人機(jī)對話“programGUIDEG”代碼進(jìn)行編程，總體可以采用三種不同的編程方法思路來完成該零件的加工。子任務(wù)一正四棱臺零件加工任務(wù)描述任務(wù)操作3——分析編程指令及方法特別提示：由于SINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)的強(qiáng)大功能及豐富的編程方式，可以采取多種編程方法來完成編程學(xué)習(xí)和實(shí)踐過程，如“直接（新建回轉(zhuǎn)平面）編程”、“立體角編程”、“附加功能編程”三種方法。學(xué)習(xí)提示子任務(wù)一正四棱臺零件加工任務(wù)描述任務(wù)操作4——斜平面定向和定位坐標(biāo)使用擺動循環(huán)CYCLE800回轉(zhuǎn)平面功能——坐標(biāo)系平移+坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行斜平面定向和坐標(biāo)定位，將坐標(biāo)位置定位在每一邊所需加工平面位置上，零件圖中的數(shù)字指明了四個(gè)斜平面加工的先后順序。通過4次回轉(zhuǎn)平面設(shè)定，實(shí)現(xiàn)4個(gè)不同位置斜平面的銑削編程的過程，詳見任務(wù)實(shí)操過程。子任務(wù)一正四棱臺零件加工任務(wù)描述特別提示：銑削平面的五軸定向操作在通常情況下，采取坐標(biāo)系“平移—旋轉(zhuǎn)—平移”三個(gè)步驟。即首先平移WCS（工件坐標(biāo)系），然后圍繞新參考點(diǎn)旋轉(zhuǎn)WCS，回轉(zhuǎn)后在新建的回轉(zhuǎn)平面上平移WCS至指定位置。本零件僅需要前兩步即可完成加工坐標(biāo)系的定向工作。學(xué)習(xí)提示任務(wù)操作4——斜平面定向和定位坐標(biāo)子任務(wù)一正四棱臺零件加工任務(wù)描述任務(wù)操作5——刀具軌跡分析子任務(wù)一

正四棱臺零件加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

正四棱臺零件編程方式與過程2任務(wù)二正四棱臺零件編程與加工子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作1——CYCLE800初始化設(shè)置子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作2——初始化設(shè)置完成后，進(jìn)行工件毛坯的設(shè)定針對本任務(wù)的正四棱臺零件，最方便的毛坯設(shè)置是選擇“中心六面體”形式。本練習(xí)加工選擇的毛坯是已經(jīng)經(jīng)過加工后，符合圖紙外形標(biāo)注尺寸的零件半成品。這里需要說明的是：編程中創(chuàng)建工件毛坯的步驟不是必須做的。所建立的毛坯僅僅是為了在驗(yàn)證編寫程序正確性的模擬加工操作中查看毛坯外形，或是在實(shí)際加工中的過程查看，以及分析零件實(shí)體加工后內(nèi)部結(jié)構(gòu)。與工件的實(shí)際加工可以講沒有必然的關(guān)聯(lián)。子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作3——直接編程法編程子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作3——直接編程法編程子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作3——立體角編程法編程分析零件的幾何形狀，四個(gè)斜平面尺寸與形狀完全一致。在編程過程中可以考慮采用完全相同的銑削循環(huán)來完成加工，減少編程過程中的相互位置計(jì)算及減少分析坐標(biāo)平移后的X、Y軸旋轉(zhuǎn)方向。此時(shí)，可以利用擺動循環(huán)CYCLE800的回轉(zhuǎn)平面功能中“立體角”回轉(zhuǎn)模式來進(jìn)行參數(shù)設(shè)定與編制程序。所謂立體角，是指一個(gè)空間夾角是在原始坐標(biāo)系基礎(chǔ)上，通過沿兩坐標(biāo)軸（Z軸、Y軸）旋轉(zhuǎn)后形成的空間角度。立體角的應(yīng)用原則是：工件坐標(biāo)系首先圍繞Z軸進(jìn)行指定角度旋轉(zhuǎn)，再圍繞Y軸進(jìn)行指定角度旋轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)立體角回轉(zhuǎn)工作臺方式的參數(shù)設(shè)置見。子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作3——直接編程法編程子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作3——直接編程法編程子任務(wù)二零件測量編程方式及過程任務(wù)操作4——立體角編程法編程1.根據(jù)立體角的應(yīng)用原則，結(jié)合當(dāng)前工件零點(diǎn)的位置，首先進(jìn)行工件坐標(biāo)系零點(diǎn)的平行偏移，再進(jìn)行立體角的坐標(biāo)變換。工件坐標(biāo)系的平行偏移可通過X0、Y0、Z0的實(shí)際坐標(biāo)偏移量來進(jìn)行設(shè)定。坐標(biāo)系平移參數(shù)設(shè)定后進(jìn)行α角（圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)角度）的設(shè)定，α角參數(shù)確定以后，再進(jìn)行β角（圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)角度）的設(shè)定。采用立體角的方法編寫加工正四棱臺加工中坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的過程，如下圖所示。子任務(wù)二零件測量編程方式及過程子任務(wù)二零件測量編程方式及過程子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作4——立體角編程法編程子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作4——立體角編程法編程子任務(wù)二正四棱臺零件編程方式與過程任務(wù)操作5——附加功能編程法編程在常規(guī)編程中，初學(xué)者一般的思路都是先進(jìn)行工件坐標(biāo)系的偏移（基礎(chǔ)編程中的框架編程指令，如TRANS、ROT等），然后再進(jìn)行CYCLE800的立體角旋轉(zhuǎn)定位。需要說明，利用此種方式在回轉(zhuǎn)平面中需選擇“附加”的形式才能正確完成定位加工。否則會出現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用擺動循環(huán)CYCLE800指令后將前一程序段的偏移指令自動替換撤銷。這是因?yàn)椴捎肅YCLE800回轉(zhuǎn)平面定位編程指令中，其功能已經(jīng)完全覆蓋（包含）基礎(chǔ)編程中的框架編程指令，系統(tǒng)會自動按最新方式進(jìn)行執(zhí)行。例如在采用“立體角”定位編程方式中，工件零點(diǎn)坐標(biāo)已經(jīng)在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)設(shè)定了偏移量。任務(wù)三正四方凸臺圓形腔與側(cè)面孔

零件編程與加工學(xué)習(xí)任務(wù)書依據(jù)本任務(wù)書的要求，掌握SINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)五軸機(jī)床的基本參數(shù)及基本操作；掌握凸臺銑削，圓形腔銑削循環(huán)和鉆孔循環(huán)指令，進(jìn)一步熟悉CYCLE800的編程。按照圖3-6所示的正四方凸臺、圓形腔與側(cè)面孔核準(zhǔn)零件毛坯尺寸，并選擇合適刀具及夾具。通過手動編程方式，使用擺動循環(huán)CYCLE800指令進(jìn)行“3+2”定向加工，完成周邊四個(gè)孔的鉆孔及孔口倒角加工。程序無誤后傳輸至機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，通過裝夾找正，調(diào)用程序完成零件程序的驗(yàn)證與正確加工。學(xué)習(xí)準(zhǔn)備序號工作準(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90棒料或70X70X50方料2A123刀具或根據(jù)小組討論決定4夾具平口鉗為更好避免加工干涉，可使用數(shù)控虎鉗5量具游標(biāo)卡尺測量范圍0-150（mm），精度0.02mm任務(wù)三正四方凸臺圓形腔與側(cè)面孔

零件編程與加工子任務(wù)一編程加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

正四方凸臺零件編程方式及過程2任務(wù)三正四方凸臺圓形腔與側(cè)面孔

零件編程與加工如圖的正四方凸臺圓形腔與側(cè)面孔零件是在材質(zhì)為2A12的φ90mm圓柱毛坯上，加工出尺寸為60mm×60mm×25mm的正方凸臺，中心處有一個(gè)φ40mm，深25mm的圓形腔，并在凸臺得四個(gè)側(cè)面上各加工一個(gè)φ12mm通孔。在凸臺邊沿和φ40mm圓形腔邊沿倒角1×45°。設(shè)定工件上平面的中心位置為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。任務(wù)操作1——分析工件坐標(biāo)系原點(diǎn)任務(wù)三正四方凸臺圓形腔與側(cè)面孔

零件編程與加工子任務(wù)一編程加工任務(wù)描述任務(wù)操作2——分析正四方凸臺圓形腔與側(cè)面孔

及邊沿倒角銑削的加工過程子任務(wù)一編程加工任務(wù)描述任務(wù)操作3——分析編程指令及方法本練習(xí)先使用循環(huán)CYCLE63指令完成指定的四方凸臺銑削后，然后使用擺動循環(huán)CYCLE800指令完成指定的鉆孔平面定位，接著使用鉆孔循環(huán)CYCLE82指令完成圖示側(cè)孔的鉆削加工，最后進(jìn)行倒角加工。為了簡化學(xué)習(xí)的過程，本練習(xí)只進(jìn)行外形尺寸的粗加工。選用人機(jī)對話“programGUIDEG”代碼進(jìn)行編程。子任務(wù)一編程加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

正四方凸臺零件編程方式及過程2任務(wù)三正四方凸臺圓形腔與側(cè)面孔

零件編程與加工子任務(wù)二正四方凸臺零件編程方式及過程任務(wù)操作1——編程前初始設(shè)置完成五軸擺動循環(huán)CYCLE800初始化設(shè)置工作，其操作步驟及參數(shù)設(shè)定見上一節(jié)表3-10。初始化設(shè)置完成后，進(jìn)行工件毛坯的設(shè)定。針對該任務(wù)的零件，應(yīng)選在“圓柱體”形式，尺寸Φ90mm×50mm。本練習(xí)加工選擇的毛坯是已經(jīng)經(jīng)過加工后，符合圖紙外形標(biāo)注尺寸的零件半成品。任務(wù)操作2——調(diào)用Φ12mm立銑刀再手動輸入M6;S5000M3;G54G90G0X0Y0M8;子任務(wù)二正四方凸臺零件編程方式及過程任務(wù)操作3——創(chuàng)建60mm×60mm凸臺輪廓和Φ90mm圓輪廓的加工程序塊子任務(wù)二正四方凸臺零件編程方式及過程任務(wù)操作4——使用CYCLE62調(diào)用指令、CYCLE63循環(huán)指令進(jìn)行四方凸臺的銑削子任務(wù)二正四方凸臺零件編程方式及過程任務(wù)操作5——使用圓形腔銑削循環(huán)POCKET4指令銑削Φ40mm圓形腔子任務(wù)二正四方凸臺零件編程方式及過程任務(wù)操作6——鉆削4個(gè)Φ12mm通孔子任務(wù)二正四方凸臺零件編程方式及過程任務(wù)操作7——邊沿倒角加工倒角加工時(shí)，只需要把“銑削”對話框的加工方式從“粗加工”改為“倒角”，所以不需要重新編寫，只需把前面銑削四方外輪廓、銑削Φ40mm圓形腔、鉆削Φ12mm孔的程序全復(fù)制，粘貼到N310G54G90G0X0Y0M8之后。進(jìn)入到CYCLE63（凸臺銑削）、POCKET4（Φ40圓形腔銑削）中，把“粗加工”改為“倒角”。另外，4個(gè)鉆孔程序X0Y0，CYCLE82(100,0,5,,15,0.6,10,1,11)，替換為POCKET4〖圓形腔〗命令來做，同樣把“粗加工”改為“倒角”。子任務(wù)二正四方凸臺零件編程方式及過程任務(wù)四多角度空間斜面零件編程與加工學(xué)習(xí)任務(wù)書本任務(wù)要求加工多角度空間斜面零件，如圖3-10所示，該零件是在50mm×50mm×25mm矩形凸臺的基礎(chǔ)上，頂部的四個(gè)邊沿分別被加工成30°空間傾斜面、45°標(biāo)準(zhǔn)倒角和15°指定斜面。掌握CYCLE800指令和平面銑削指令的配合使用。按照圖3-11所示的多角度空間斜面零件尺寸核準(zhǔn)毛坯，選擇合適刀具及夾具。通過手動編程方式，使用擺動循環(huán)CYCLE800指令進(jìn)行“3+2”定向加工，完成四個(gè)斜面及鉆孔加工。程序無誤通過后傳輸至系統(tǒng)，通過獨(dú)立裝夾找正，調(diào)用程序完成零件程序的編程驗(yàn)證與正確加工。學(xué)習(xí)準(zhǔn)備序號工作準(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60mm×60mm×50mm的方料2A123刀具或根據(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)卡尺測量范圍0-150（mm），精度0.02mm萬能角度尺測量范圍0-320（度），精度2′任務(wù)四多角度空間斜面零件編程與加工子任務(wù)一

編程加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

2任務(wù)四多角度空間斜面零件編程與加工子任務(wù)三3多角度空間斜面零件使用CYCLE800指令中直接編程法編程多角度空間斜面零件使用CYCLE800指令中立體角編程法編程如圖3-11示的多角度空間斜面零件是在50mm×50mm×25mm方形立柱的基礎(chǔ)上，頂部的四個(gè)邊沿被切割成空間30°傾斜面、15°傾斜斜面和5×45°倒角。設(shè)定零件上平面的中心位置為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。任務(wù)操作1——分析工件坐標(biāo)系原點(diǎn)任務(wù)四多角度空間斜面零件編程與加工子任務(wù)一加工任務(wù)描述任務(wù)操作2——分析編程思路多角度空間斜面零件的編程思路是：首先是在三軸基礎(chǔ)上編寫50mm×50mm×25mm矩形凸臺的加工程序，然后編寫30°空間傾斜面、兩個(gè)45°標(biāo)準(zhǔn)倒角、15°指定斜面和30°空間傾斜面上鉆孔的加工程序。子任務(wù)一加工任務(wù)描述任務(wù)操作3——分析多角度空間斜面零件銑削的加工過程子任務(wù)一

編程加工任務(wù)描述1子任務(wù)二

2任務(wù)四多角度空間斜面零件編程與加工子任務(wù)三3多角度空間斜面零件使用CYCLE800指令中直接編程法編程多角度空間斜面零件使用CYCLE800指令中立體角編程法編程為了實(shí)現(xiàn)零件的安全、正確加工，首先要完成CYCLE800循環(huán)初始設(shè)置的設(shè)定工作，使工作臺處在“零位”任務(wù)操作1——編程前初始設(shè)置點(diǎn)子任務(wù)二直接編程法編程針本題所示的正四棱臺零件，最方便的毛坯設(shè)置是選擇“中心六面體”形式，尺寸60mm×60mm×50mm。本練習(xí)加工選擇的毛坯是已經(jīng)經(jīng)過加工后，符合圖紙外形標(biāo)注尺寸的零件半成品。任務(wù)操作2——工件毛坯的設(shè)定子任務(wù)二直接編程法編程任務(wù)操作3——程序頭的編寫和矩形凸臺的加工子任務(wù)二直接編程法編程加工程序頭的編寫任務(wù)操作3——程序頭的編寫和矩形凸臺的加工子任務(wù)二直接編程法編程凸臺加工使用凸臺銑削循環(huán)CYCLE76指令進(jìn)行矩形凸臺的銑削任務(wù)操作4——定向加工30°

空間傾斜面子任務(wù)二直接編程法編程工作臺回退方向選擇“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“-”，刀具選擇“不跟蹤”。工件坐標(biāo)系首先沿Y軸負(fù)方向平移25mm，然后繞Z軸旋轉(zhuǎn)-30°（順時(shí)針轉(zhuǎn)動），最后繞Y軸旋轉(zhuǎn)30°，完成“三個(gè)步驟”定位后（見表3-30），根據(jù)圖3-14中所示的尺寸條件，通過三角函數(shù)進(jìn)行計(jì)算：銑削寬度X1=cos30°×25mm=21.65mm,Y1=25mm/sin30°=50mm,銑削深度Z0=21.65×sin30°×cos30°=9.37mm。任務(wù)操作5——定向加工標(biāo)準(zhǔn)

倒角1子任務(wù)二直接編程法編程工件坐標(biāo)系先沿Y軸負(fù)方向平移20mm，然后繞X軸旋轉(zhuǎn)45°，最后沿旋轉(zhuǎn)后的X軸正方向平移25mm后（見表3-31）。根據(jù)圖3-13中所示的尺寸條件,X1=50mm，通過三角函數(shù)進(jìn)行計(jì)算：銑削寬度Y1=5mm/sin45°=7.07mm，銑削深度Z0=5mm×sin45°=3.54mm任務(wù)操作6——定向加工標(biāo)準(zhǔn)

倒角2子任務(wù)二直接編程法編程工件坐標(biāo)系先沿X軸負(fù)方向平移20mm，然后繞Y軸旋轉(zhuǎn)-45°，最后沿旋轉(zhuǎn)后的Y軸負(fù)方向平移25mm后（見表3-32）。根據(jù)圖3-16中所示的尺寸條件，Y1=50mm，通過三角函數(shù)進(jìn)行計(jì)算：銑削寬度X1=5mm/sin45°=7.07mm，銑削深度Z0=5mm×sin45°=3.54mm任務(wù)操作7——定向加工15°

指定斜面子任務(wù)二直接編程法編程工件坐標(biāo)系先沿Y軸正方向平移15mm，然后繞X軸旋轉(zhuǎn)-15°，最后沿