1、數(shù)控銑床與加工中心編程及加工項(xiàng)目三 平面輪廓的加工任務(wù)1 銑削水平的平面【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 o 技能目標(biāo)：n 1）會工藝性分析并能確定適當(dāng)?shù)墓に嚪桨?；n 2）能選用適當(dāng)直徑的平面銑刀及立銑刀，能選擇適當(dāng)?shù)淖叩堵肪€（銑削路徑），分別選用G54與G55進(jìn)行編程； n 3）會子程序的編制與調(diào)用，并使粗精加工調(diào)用同一子程序；n 4）能熟練裝夾工件、刀具；n 5）養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，以形成自己的編程風(fēng)格。 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 o 知識目標(biāo)：n 1）懂得平面的加工方法、工藝方案的確定與銑削方式的分類；n 2）懂得平面銑削的走刀路線，掌握選用銑削參數(shù)的方法與進(jìn)給速度單位設(shè)定指令（G94、G95）的使用方法；n 3）懂得

2、子程序的結(jié)構(gòu)與調(diào)用方法。 【任務(wù)描述】o加工如圖 3-1-1所示的零件。已知毛坯底面與四個側(cè)面已經(jīng)加工完成并合格，毛坯尺寸為10010045mm，工件材料為45 GB699-1988。現(xiàn)有刀具20立銑刀，編寫數(shù)控程序，并在數(shù)控銑床上完成上表面的加工。1001003.240+0.050圖 3-1-1 單一平面銑削零件圖【知識準(zhǔn)備】 o 一、平面加工方案的確定76o 二、銑刀的選用78o 三、銑削方式的選擇：78o 四、平面銑削路徑78o 五 子程序的結(jié)構(gòu)及調(diào)用79一、平面加工方案的確定o平面加工方案的確定可依據(jù)圖3-1-2n有銑削、刨削、車削、磨削和拉削等，精度要求高的平面還需要經(jīng)研磨或刮削加工

3、。圖3-1-2中尺寸公差等級是指平行平面之間距離尺寸的公差等級。 一、平面加工方案的確定o 1、平面的加工方法n 在數(shù)控銑床與加工中心上主要采用銑削的方法加工平面。加工方案有以下兩種：n （1）粗銑平面的加工方案：僅粗銑一次平面。經(jīng)濟(jì)精度IT11IT13，經(jīng)濟(jì)表面粗糙度值可達(dá)到Ra6.325m，對精度不高以上要求的平面可采用該加工方案。n （2）粗銑（半）精銑平面的加工方案：經(jīng)濟(jì)精度IT8IT10，經(jīng)濟(jì)表面粗糙度值可達(dá)到Ra1.66.3m。o 2、經(jīng)濟(jì)精度與經(jīng)濟(jì)粗糙度圖3-1-2 常見的平面加工方案n 圖3-1-2中所列精度和粗糙度均為各種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度與經(jīng)濟(jì)粗糙度。經(jīng)濟(jì)精度（圖3-1-2

4、中的AB段）是指在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級工人，不延長加工時(shí)間），一種加工方法所能保證的加工精度，相應(yīng)的表面粗糙度稱為經(jīng)濟(jì)粗糙度。 經(jīng)濟(jì)精度與經(jīng)濟(jì)粗糙度o經(jīng)濟(jì)精度隨年代增長和技術(shù)進(jìn)步而不斷提高（圖3-1-4）。數(shù)控編程與加工的相關(guān)人員應(yīng)詳細(xì)了解本企業(yè)各數(shù)控設(shè)備的經(jīng)濟(jì)精度與經(jīng)濟(jì)粗糙度，并探究采用先進(jìn)刀具與切削用量所能達(dá)到的最高精度及相應(yīng)的粗糙度。 圖3-1-3 加工誤差與成本C關(guān)系C0AB加工誤差（m）196010-110-210-319202000102101100年代圖3-1-4 加工精度與年代的關(guān)系 一般加工精密加工超精密加工二、銑刀的選用二、銑刀

5、的選用o 可參照表1-3-1常見銑刀的形狀及用途并根據(jù)零件表面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理選擇使用適當(dāng)直徑的面銑刀或立銑刀。n 通常，平面的加工不使用球頭刀。 銑刀種類銑刀種類用途用途圖示圖示二齒鍵槽銑刀二齒鍵槽銑刀粗銑輪廓、凹槽等表面，可沿銑刀軸線粗銑輪廓、凹槽等表面，可沿銑刀軸線方向進(jìn)給加工（垂直下刀）方向進(jìn)給加工（垂直下刀）立銑刀（立銑刀（35齒）齒）粗、精銑輪廓、凹槽等表面，一般不能粗、精銑輪廓、凹槽等表面，一般不能沿垂直銑刀軸線方向進(jìn)給加工，而采用沿垂直銑刀軸線方向進(jìn)給加工，而采用斜下刀或螺旋下刀斜下刀或螺旋下刀球頭刀球頭刀半精加工、精加工曲面，如倒圓角等半精加工、精加工曲面，如倒圓角等錐形銑刀錐

6、形銑刀加工復(fù)雜曲面，如模具加工常用加工復(fù)雜曲面，如模具加工常用面銑刀面銑刀主要用于加工較大的平面主要用于加工較大的平面成形銑刀成形銑刀加工各種成形表面，效率高加工各種成形表面，效率高見圖見圖1-3-2三、銑削方式的選擇：三、銑削方式的選擇：o銑削方式分為圓周銑和端銑兩大類，見圖銑削方式分為圓周銑和端銑兩大類，見圖1-3-9，銑削方式分類銑削方式分類o圓周銑分圓周銑分為順銑和逆為順銑和逆銑兩種（見銑兩種（見圖圖3-1-5）o端銑分為端銑分為三種，見圖三種，見圖3-1-7四、平面銑削路徑 四、平面銑削路徑o 以上三種方法，圖3-1-9的順銑方式綜合了前兩種方法，效率較高，加工質(zhì)量較好，推薦精銑平面

7、時(shí)采用該刀具路徑編程。 五 子程序的結(jié)構(gòu)及調(diào)用o CNC程序由一系列不同刀具和操作指令組成。如果該程序包含兩個或多個重復(fù)指令段，其結(jié)構(gòu)應(yīng)從單一的長程序變?yōu)閮蓚€或多個獨(dú)立的程序，其中一個為主程序，結(jié)束指令為M02或M30；而每個重復(fù)的指令段只編寫一次，結(jié)束指令為M99（以便控制器識別），而成為子程序，在需要的時(shí)候由主程序調(diào)用（調(diào)用方法有多種，最常見的指令為M98），這就是子程序的概念。o 當(dāng)然主程序中也可以M99結(jié)束，這種情況下，主程序就會永不停息的運(yùn)行下去，直至按下復(fù)位鍵為止（如機(jī)床預(yù)熱程序）。o 同主程序一樣，子程序必須有程序號，并且存儲在控制器的存儲器中。 五 子程序的結(jié)構(gòu)及調(diào)用o 調(diào)用其

8、他程序的第一個程序稱為主程序，所有被調(diào)用的程序稱為子程序。主程序絕不能被其他程序調(diào)用，它位于所有程序的頂層。子程序之間可以相互調(diào)用，直至達(dá)到一定的嵌套數(shù)目。 o 在一些參考書中，有的用“子例程”或“宏”來表示，但術(shù)語“子程序”是最常用的，而且與宏有不同的含義。宏程序見項(xiàng)目6 空間曲面零件加工 五 子程序的結(jié)構(gòu)及調(diào)用o 2、使用子程序的好處n大大減小程序長度，減小占用的存儲器空間；n減少程序錯誤；n易于檢查、修改和優(yōu)化，減少人為錯誤；n縮短編程時(shí)間和工作量。o 3、子程序的應(yīng)用場合n重復(fù)加工運(yùn)動；n與刀具相關(guān)的功能；n孔的分布模式；凹槽加工和螺紋加工；n機(jī)床預(yù)熱程序；n交換工作臺；n特殊功能及其

9、他頻繁出現(xiàn)的指令序列或不變的順序程序段。五 子程序的結(jié)構(gòu)及調(diào)用o 4、子程序的結(jié)構(gòu)n 子程序的結(jié)構(gòu)形式與主程序大致相同，但子程序與主程序最明顯的區(qū)別是使用指令M99作為末尾程序段，并且M99通常作為獨(dú)立的程序段來編程。n 建議子程序的程序號大于1000，最好采用系列編號進(jìn)行組織，如O1000、O2000、O3000或O1100、O1200、O1300等，并在子程序中進(jìn)行詳細(xì)的說明。 五 子程序的結(jié)構(gòu)及調(diào)用o5、子程序的調(diào)用格式o在主程序中使用以下三種方式：o方式1：M98 P Ln 使用地址L，對6/10/11/12/15控制器常見o 如M98 P1201 L4（調(diào)用子程序O1201四次）n

10、L的范圍：某些控制器限定重復(fù)的次數(shù)為L0L9999。o方式2：M98 P Kn 使用地址K，對0/16/18/20/21控制器常見n 如M98 P1201 K4（調(diào)用子程序O1201四次）n K的范圍：某些控制器限定重復(fù)的次數(shù)為K0K9999。o方式3：M98 Pn 使用組合結(jié)構(gòu)，對0i控制器常見。n P后8位數(shù)字，前四位制定子程序的重復(fù)次數(shù)（最大9999），后四位指定子程序的程序號。n 如M98 P00041201或M98 P41201（調(diào)用子程序O1201四次）o僅調(diào)用一次時(shí)，L1、K1可以省略，P00011201也可以寫為P1201，同樣，P00010021可寫成P21。oK0、L0意味

11、著不調(diào)用，如同在孔加工的固定循環(huán)指令（參見項(xiàng)目四任務(wù)1）中一樣。o一定要查看控制系統(tǒng)用戶手冊來找到控制單元所支持的方式，如果不指定重復(fù)次數(shù)，系統(tǒng)將調(diào)用子程序一次。五 子程序的結(jié)構(gòu)及調(diào)用o 6、子程序嵌套n 子程序最常見的是僅調(diào)用一次，控制器僅處理一次。隨后，源程序（通常是主程序）繼續(xù)運(yùn)行。這稱為單級嵌套。n FANUC控制器允許至多四級子程序嵌套（也稱為四級重疊）。n 提示：法那克系統(tǒng)主程序與子程序取名規(guī)則相同；西門子系統(tǒng)的程序命名規(guī)則有很大不同，主程序名用后綴“MPF”，子程序名用后綴“SPF”來區(qū)分。 【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】o 1、資訊工藝性分析 o 2、決策制定工藝方案o 3、計(jì)劃編制工藝

12、文件圖3-1-10 面銑刀走刀路線圖（不對稱順銑10ZOXXYOP3P2559595P4P1353540+0.0505圖3-1-11 20立銑刀走刀路線圖（不對稱順銑）說明：每次切除202/313mm，需要100/13=7.698次走刀=4次往返（或350/134）40+0.050 2013131313131313(9)P1P4P5P8P9P3P14P10P6P2P11P7P15P12P16P1321553.247（50-13+10）47834（47-13）1384重疊100310 20YZXOOX10【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】o4、實(shí)施編寫零件加工程序 o（1）面銑刀加工程序（單一程序數(shù)控銑床）：

13、oO3101; oN010 (T1：80面銑刀)oN020 (G54位于零件上表面中心)oN1 (粗銑);oN030 G17 G40 G49 G50 G69 G80 T1; (T1 用于提示操作者使用1號刀)oN040 G90 G54 G00 X95. Y-35. M03 S240; (P1)oN050 G01 G43 Z50. H01 F2000; oN060 Z1.;oN070 G01 X-95. F180; (P2)oN080 G00 Y35.; (P3)【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】oN100 G00 Z200. ; oN110 M00;(換刀、測量并修正G54的Z偏置值)oN2 (半精銑，此處

14、也可稱精銑);oN120 G17 G40 G49 G50 G69 G80 T1; (T1 用于提示操作者使用1號刀)oN130 G90 G54 G00 X95. Y-35. M03 S360; oN140 G00 Z0.;oN150 G01 X-95. F180;oN160 G00 Y35.;oN170 G1 X95.0;oN180 G00 Z200.;oN190 M30;o可以看到，N070N100程序段與N150N180程序段相同，但由于重復(fù)的程序段數(shù)目較少，似乎還可以接受?！救蝿?wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】o（2）20立銑刀加工程序（單一程序數(shù)控銑床）：oO3102(順銑的方式銑削平面)；oN010

15、(T2：20立銑刀)oN020 (G55位于零件上表面中心)oN030 G40 G94 G50 G69 G80;oN1 (粗銑);oN050 G00 G55 G90 X65.0 Y-47.0 M03 S960 T2; (T2 用于提示操作者使用2號刀)oN060 G01 Z50.0 F2000;(G01 G43 Z50.0 H02 F2000)oN070 G00 Z0.5; (P1)oN080 G01 X-65.0 F576.0; (P2)oN090 G00 Y47.0; (P3)oN100 G01 X65.0; (P4)oN110 G00 Y-34.0; (P5)oN120 G01 X-65

16、.0; (P6)oN130 G00 Y34.0; (P7)oN140 G01 X65.0; (P8)【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】oN150 G00 Y-21.0; (P9)oN160 G01 X-65.0; (P10)oN170 G00 Y21.0; (P11)oN180 G01 X65.0; (P12)oN190 G00 Y-8.0; (P13)oN200 G01 X-65.0; (P14)oN210 G00 Y8.0; (P15)oN220 G01 X65.0; (P16)oN230 G00 Z200.0;oN240 M00;(測量并修正G55的Z偏置值)oN2 (半精銑，此處也可稱精銑);oN2

17、60 G00 G55 G90 X65.0 Y-47.0 M03 S1440 T2; (T2 用于提示操作者使用2號刀)oN270 G01 Z50.0 F2000;(G01 G43 Z50.0 H02 F2000)oN280 G00 Z0;oN290 G01 X-65.0 F576.0;oN300 G00 Y47.0;oN310 G01 X65.0;【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】oN320 G00 Y-34.0;oN330 G01 X-65.0;oN340 G00 Y34.0;oN350 G01 X65.0;oN360 G00 Y-21.0;oN370 G01 X-65.0;oN380 G00 Y21.0

18、;oN390 G01 X65.0;oN400 G00 Y-8.0;oN410 G01 X-65.0;oN420 G00 Y8.0;oN430 G01 X65.0;oN440 G00 Z200.0;oN450 M30;o可以看到，N080 N230程序段與N290N440程序段相同，但由于段數(shù)太多，不便于閱讀和修改，令人難以接受。o此時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)使用子程序，使主程序變短，更容易閱讀。 【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】o（3）20立銑刀主程序：（數(shù)控銑床）oO3120(順銑的方式銑削平面主程序);oN010 (T2：20立銑刀)oN020 (G55位于零件上表面中心)oN030 G40 G94 G50 G69

19、 G80;oN040 (粗銑);oN050 G00 G55 G90 X65.0 Y-47.0 M03 S960 T2; (T2 用于提示操作者使用2號刀)oN060 G01 Z50.0 F2000;(G01 G43 Z50.0 H02 F2000)oN070 G00 Z0.5;oN080 M98 P3121;oN090 G00 Z200.0; (此段可以放在子程序中，但會使主程序不便于閱讀，建議不要過于簡化主程序)oN100 M00;(測量并修正G55的Z偏置值)oN110 (半精銑);oN120 G00 G55 G90 X65.0 Y-47.0 M03 S1440 T2; (T2 用于提示操

20、作者使用2號刀)oN130 G01 Z50.0 F2000;(G01 G43 Z50.0 H02 F2000)【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】oN140 G00 Z0;oN150 M98 P3121;oN160 G00 Z200.0; (此段可以放在子程序中，但會使主程序不便于閱讀，建議不要過于簡化主程序)oN170 M30;o 5、檢查控制程序檢驗(yàn)(仿真軟件等)o 6、評定反饋在數(shù)控機(jī)床上試切并加工出工件oO3121(SON of O3120);oN310 G01 X-65.0 F576.0;oN320 G00 Y47.0;oN330 G01 X65.0;oN340 G00 Y-34.0;oN350 G

21、01 X-65.0;oN360 G00 Y34.0;oN370 G01 X65.0;oN380 G00 Y-21.0;oN390 G01 X-65.0;oN400 G00 Y21.0;oN410 G01 X65.0;oN420 G00 Y-8.0;oN430 G01 X-65.0;oN440 G00 Y8.0;oN450 G01 X65.0;oN460 M99;【任務(wù)總結(jié)】 o 1、平面銑削的走刀路線有多種，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)觀察圖3-1-7、圖3-1-8和圖3-1-9，區(qū)分粗精加工走刀路線的不同。課后應(yīng)當(dāng)親自使用不同的刀具和走刀路線編程，以期達(dá)到真正熟練掌握平面銑削編程與加工的目的。o 2、零件的表面

22、加工往往需要粗、（半）精加工，因此常常需要使用子程序編程，使粗、精加工調(diào)用相同的子程序。o 但這不是效率最高的。因?yàn)榇?、精加工的目的不同。粗加工的目的是盡快切除多余的余料，其走刀路線不必與精加工相同。尤其在大批量加工時(shí)，為提高生產(chǎn)率，可以為粗加工選定更短的走刀路線而編寫程序。參照圖3-1-7和圖3-1-8。【任務(wù)總結(jié)】 o 3、粗、精加工的切削用量要仔細(xì)查閱相關(guān)手冊或附錄3表格并根據(jù)實(shí)際情況確定，務(wù)必進(jìn)行計(jì)算計(jì)算是種技能，只有多練習(xí)才能在實(shí)際工作中快速得到準(zhǔn)確的結(jié)果。o 計(jì)算公式要記住，尤其是簡化的主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算公式。對字符的含義及單位必須真正理解。記憶最好辦法是應(yīng)用。因此，對于每次編程與加工，

23、都要認(rèn)真選定并仔細(xì)計(jì)算。o 4、編程中，面銑刀與立銑刀分別使用G54、G55，Z偏置值要單獨(dú)確定（其XY偏置值相同）。工件偏置只有6個（G54G59），加工一個復(fù)雜工件時(shí)可能需要更多的刀具，加工中心的刀庫中刀具的數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于6，應(yīng)當(dāng)采用什么辦法來解決對刀的問題呢？請學(xué)習(xí)下一個任務(wù)，研究多刀對刀方法，掌握主刀法。【任務(wù)評價(jià)】 序號序號考核項(xiàng)目考核項(xiàng)目考核內(nèi)容考核內(nèi)容配分配分評分標(biāo)準(zhǔn)（分值）評分標(biāo)準(zhǔn)（分值）小計(jì)小計(jì)1資訊資訊工藝性分析的透徹工藝性分析的透徹性性5據(jù)工藝方案得分判定，計(jì)算公式如下：據(jù)工藝方案得分判定，計(jì)算公式如下：得分得分=0.5工藝方案得分工藝方案得分2決策決策數(shù)控加工工藝方案數(shù)

24、控加工工藝方案制定的合理性制定的合理性10據(jù)工藝文件內(nèi)容判定據(jù)工藝文件內(nèi)容判定1. 工步順序正確（工步順序正確（5）2. 刀具材質(zhì)選擇正確（刀具材質(zhì)選擇正確（3）3. 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)置適當(dāng)（工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)置適當(dāng)（2）3計(jì)劃計(jì)劃數(shù)控加工工藝文件數(shù)控加工工藝文件編制的完整性、正編制的完整性、正確性、統(tǒng)一性確性、統(tǒng)一性201. 工藝文件齊全，填寫完整、統(tǒng)一（工藝文件齊全，填寫完整、統(tǒng)一（4）2. 工藝過程卡片中切削用量適當(dāng)（工藝過程卡片中切削用量適當(dāng)（6）3. 刀具卡片中刀具代號、規(guī)格正確（刀具卡片中刀具代號、規(guī)格正確（2）4. 走刀路線的制定適當(dāng)（走刀路線的制定適當(dāng)（3）5. 坐標(biāo)卡片填寫正確（坐標(biāo)卡片填寫正確（5）4實(shí)施實(shí)施編程編程編制零件加工程序編制零件加工程序及程序檢驗(yàn)及程序檢驗(yàn)201. 各成員編制的加工程序具有一致性（各成員編制的加工程序具有一致性（5）2. 加工程序無語法錯誤（加工程序