1、加工中心操作工教学案例加工中心操作工教学案例班 级： 人 数： 科 目： 实习时间： 宜宾职业技术学院 图8-4模具零件数控铣削加工教学案例项目九：轮廓铣削加工【例1】使用刀具半径补偿功能完成如图9-1所示轮廓加工的编程。图9-1 刀具半径补偿过程参考程序如下：O5001 N10 G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S500 N20 G00 Z50.0 安全高度N30 Z10 参考高度N40 G41 X20 Y10 D01 建立刀具半径补偿N50 G01 Z-10 F50 下刀N60 Y50N70 X50N80 Y20N90 X10N100 G00 Z50 抬刀到安全高度N110 G4
2、0 X0 Y0 M05 取消刀具半径补偿N120 M30 程序结束【例2】加工如图9-2所示零件凸台外轮廓，毛坯为70mm50mm20mm长方块（其余面已经加工），材料为45钢，单件生产。任务实施的具体方法及步骤加工工艺的确定1.分析零件图样零件轮廓由直线和圆弧组成，尺寸精度约为IT11，表面粗糙度全部为Ra3.2m，没有形位公差项目的要求，整体加工要求不高。2.工艺分析1）加工方案的确定根据图样加工要求，采用立铣刀粗铣精铣完成。2）确定装夹方案该零件为单件生产，且零件外型为长方体，可选用平口虎钳装夹。工件上表面高出钳口8mm左右。3）确定加工工艺加工工艺见表9-1。表9-1 数控加工工序卡数
3、控加工工艺卡片产品名称零件名称材 料零件图号45钢工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车 间虎钳工步号工 步 内 容刀具号主轴转速/(r/min)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm侧吃刀量/mm备注1粗铣外轮廓T015001204.82精铣外轮廓T016009050.34）进给路线的确定在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。为了保证表面质量，进给路线采用顺铣和圆弧进退刀方式，采用子程序对零件进行粗、精加工，该零件进给路线如图所示。 加工路线图5）刀具及切削参数的确定（表格）刀具及切削参数见表。数控加工刀具卡数控加工刀具卡片工序号程序编号产品名称零件名称材 料零件图号
4、45序号刀具号刀具名称刀具规格/mm补偿值/mm刀补号备注直径长度半径长度半径长度1T01立铣刀（3齿）16实测8.38D01D02 高速钢参考程序编制1.工件坐标系的建立为使编程方便，工件坐标系建立在左右和前后对称中心线的交点上，Z轴0点在工件上表面。2.基点坐标计算3.参考程序主程序程序说明O5004主程序名N10 G90 G54 G00 X0 Y-40建立工件坐标系，快速进给至下刀位置A点（图5-24）N20 M03 S500启动主轴N30 Z50 M08主轴到达安全高度，同时打开冷却液N40 Z10接近工件N50 G01 Z-4.8 F120Z向下刀N60 M98 P5011 D01调
5、用子程序粗加工零件轮廓，D01=8.3N70 G00 Z50 M09Z向抬刀并关闭冷却液N80 M05主轴停N90 G91 G00 Y200Y轴工作台前移，便于测量N100 M00程序暂停，进行测量N110 G54 G90 G00 Y0Y轴返回N120 M03 S600启动主轴N130 Z50 M08刀具到达安全高度并开启冷却液N140 Z10接近工件N150 G01 Z-5 F90Z向下刀N160 M98 P5011 D02调用子程序零件轮廓精加工D02=8N170 G00 Z50 M09刀具到达安全高度，并关闭冷却液N180 M05主轴停N190 M30主程序结束备注：如四个角落有残留，可
6、手动切除。子程序程序说明N10 O5011子程序名N20 G41 G01 X20建立刀具半径补偿，AB（图5-24）N30 G03 X0 Y-20 R20圆弧切向切入BCN40 G01 X-20 Y-20走直线CDN50 X-30 Y-10走直线DEN60 Y10走直线EFN70 G03 X-20 Y20 R10逆圆插补FGN80 G01 X20走直线GHN90 G03 X30 Y10 R10逆圆插补HIN100 G01 Y-10走直线IJN110 X20 Y-20走直线JKN120 X0走直线KCN130 G03 X-20 Y-40 R20圆弧切向切出CLN140 G40 G00 X0取消刀
7、具半径补偿，LAN150 M99子程序结束布置作业加工如图所示零件凸台外轮廓（单件生产），毛坯为96mm80mm20mm长方块（其余面已经加工），材料为45钢。轮廓加工模具零件数控铣削加工教学案例项目十：型腔加工加工图所示零件，毛坯为50mm20mm的圆盘（上、下面和圆柱面已加工好），材料为45钢，单件生产。简单型腔零件任务实施的具体方法及步骤加工工艺的确定1.分析零件图样该零件要求加工矩形型腔，表面粗糙度要求为Ra3.2m。2.工艺分析1）加工方案的确定根据零件的要求，型腔加工方案为：型腔去余量型腔轮廓粗加工型腔轮廓精加工。2）确定装夹方案选三爪卡盘夹紧，使零件伸出5mm左右。3）确定加工工
8、艺加工工艺见表。数控加工工序卡片数控加工工艺卡片产品名称零件名称材 料零件图号45钢工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车 间三爪卡盘工步号工 步 内 容刀具号主轴转速/(r/min)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm侧吃刀量/mm备注1型腔去余量T0140010042型腔轮廓粗加工T0140012040.73型腔轮廓精加工T016006040.34）进给路线的确定（1）型腔去余量走刀路线型腔去余量走刀路线如图所示。刀具在1点螺旋下刀（螺旋半径为6mm），再从1点至2点，采用行切法去余量。型腔去余量走刀路线图8-4中各点坐标如表8-2所示。表8-2 型腔去余量加工基点坐标1（-4，-7
9、）2（-10，-10）3（10，-10）4（10，-3）5（-10，-3）6（-10，3）7（10，3）8（10，10）9（-10，10）（2）型腔轮廓加工走刀路线型腔轮廓加工走刀路线如图所示。刀具在1点下刀后，再从1点2点3点4点，采用环切法加工型腔轮廓。型腔轮廓加工走刀路线图中各点坐标如表所示。型腔轮廓加工基点坐标1（-10，0）2（-10，7）3（-17，0）4（-17，-10）5（-10，-17）6（10，-17）7（17，-10）8（17，10）9（10，17）10（-10，17）11（-17， 10）12（-10，-7）5）刀具及切削参数的确定刀具及切削参数见表8-4。数控加工刀具
10、卡数控加工刀具卡片工序号程序编号产品名称零件名称材 料零件图号45序号刀具号刀具名称刀具规格/mm补偿值/mm刀补号备注直径长度半径长度半径长度1T01立铣刀（3齿）12实测6.36实测D01D02高速钢参考程序编制1.工件坐标系的建立以图示的上表面中心作为G54工件坐标系原点。2.基点坐标计算（略）3.参考程序（型腔加工时采用键槽铣刀直接下刀） 参考程序程序说明O8001主程序名N10 G54 G90 G17 G40 G80 G49 G21设置初始状态N20 G00 Z50安全高度N30 G00 X-4 Y-7 S400 M03启动主轴，快速进给至下刀位置（点1，见图8-4）N40 G00
11、Z5 M08接近工件，同时打开冷却液N50 G01 Z0 F60接近工件N60 G03 X-4 Y-7 Z-1 I-3螺旋下刀N70 G03 X-4 Y-7 Z-2 I-3N80 G03 X-4 Y-7 Z-3 I-3N90 G03 X-4 Y-7 Z-4 I-3N100 G03 X-4 Y-7 Z-4 I-3修光底部N110 G01 X-10 Y-10 F10012（见图8-4）N120 X1023N130 Y-334N140 X-1045 N150 Y356N160 X1067N170 Y1078N180 X-1089N190 G01 X-10 Y0进给至型腔轮廓加工起点（点1，见图8-5
12、）N200 M98 P8002 D01 F120调子程序O8002，粗加工型腔轮廓,D01=6.3N210 M98 P8002 D02 F60 S600调子程序O8002，精加工型腔轮廓,D02=6N220 G00 Z50 M09Z向抬刀至安全高度，并关闭冷却液N230 M05主轴停N240 M30主程序结束子程序O8002子程序名N10 G41 G01 X-10 Y712（见图8-5），建立刀具半径补偿N20 G03 X-17 Y0 R723N30 G01 Y-1034N40 G03 X-10 Y-17 R745 N50 G01 X1056N60 G03 X17 Y-10 R767N70 G
13、01 X17 Y1078N80 G03 X10 Y17 R789N90 G01 X-10910N100 G03 X-17 Y10 R71011N110 G01 Y0113N120 G03 X-10 Y-7 R7312N120 G40 G00 X-10 Y0121，取消刀具半径补偿N130 M99子程序结束布置作业练习编写图所示零件（未注圆角半径为R6）的型腔加工工艺及程序。毛坯为60mm60mm20mm的长方块（六面已加工好），材料为45钢，单件生产。模具零件数控铣削加工教学案例项目十一：孔类零件加工例1：如图所示，为一长方形板类零件，工件材料为45号钢，六面已加工，试分析孔加工工艺及编写该零
14、件的加工程序。1、零件加工工艺分析如图所示的零件，其上共有4个孔，两个精度要求不高的6/12的沉头孔，可以直接钻头钻穿，后采用12的立铣刀扩出沉孔。8H7的通孔要求精度较高，可以先采用7.8的钻头先钻穿，留0.2mm的余量进行铰削加工，保证精度。36的沉孔为了保证孔的同轴度和表面的垂直度可以采用背镗工艺，因此该零件安排的加工工艺过程如下： (1）为保证孔间距精度，先采用中心钻点孔。(2）采用6的钻头钻削两个6孔。(3）采用7.8钻头钻削8孔留余量0.2mm。(4）采用30钻头钻留余量2mm。(5）扩12沉孔。(6) 粗镗32孔留余量0.03mm。(7）背镗36孔至尺寸。(8）铰8H7。(9)
15、精镗32孔。2、刀具及切削用量的选择加工零件所需的刀具及其切削用量选择见表。 加工刀具及切削用量刀号加 工 内 容刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/min刀具补偿类型材料半径长度T1中心钻点孔3mm中心钻高速钢130080H01T2钻孔6mm钻头800100H02T3钻孔7.8钻头600100H03T4钻孔30钻头20060H04T5扩孔12立铣刀600100H05T6粗镗可调粗镗刀硬质合金800100H06T7镗孔可调背镗刀60050H07T8铰孔8H7铰刀高速钢20050H08T9精镗可调精镗刀硬质合金80050H093、确定编程原点位置及相关的数值计算根据工艺分析，为方便计算与编程
16、，如图10.1所示，选左上角的O点为工件坐标系原点。4个点位的坐标如下：A（X = 15.00 Y = -15.00） B（X = 15.00 Y = -45.00） C（X = 30.00 Y = -30.00） D（X = 60.00 Y = -30.00）4、参考程序程序段号O100程序名G40 G80 G49；安全设定。G28 G91 Z0；经当前点，返回换刀点。G28 X0 Y0；返回机床原点。G54；坐标系设定。N1M06 T01；换1号刀（3mm中心钻），适用无机械手盘式刀库。M03 S1300；主轴设定。M8；冷却液设定。G43 G90 G0 Z20. H01；下刀至横越平面，
17、同时执行刀具长度补偿。G99 G81 X15. Y-15. R3 Z -4. F80；中心钻点出A孔位。X15. Y-45.；点出B孔位。X30. Y-30.；点出C孔位。X60. Y-30.；点出D孔位。G80 G28 G91 Z0；返回换刀点。N2M06 T02；换2号刀（6mm钻头）。M03 S800；主轴设定。G43 G90 G0 Z20. H02；下刀至横越平面，同时执行刀具长度补偿。G73 X15. Y-15. Z -19. Q4. F100；断削钻方式钻削A孔。X15. Y-45.；断削钻方式钻削B孔。G80 G28 G91 Z0；返回换刀点。N3M06 T03；换3号刀（7.8
18、钻头）。M03 S600；主轴设定。G43 G90 G0 Z20. H03；G73 X30. Y-30. Z -19. Q4. F100；断削钻方式钻削C孔。G80 G28 G91 Z0；M5；主轴停。M9；冷却液停M1；选择性暂停，测量尺寸，保证余量。（试件时使用）N4M06 T04；换4号刀（30钻头）。M03 S200；M8；冷却液设定。G43 G90 G0 Z20. H04；G73 X60. Y-30. Z -19. Q4. F60；断削钻方式钻削D孔。G80 G28 G91 Z0；N5M06 T05；换5号刀（12立铣刀）。M03 S600；G43 G90 G0 Z20. H05；G
19、81 X15. Y-15. Z -19. F100；铣削沉孔A。X15. Y-45.；铣削沉孔B。G80 G28 G91 Z0；N6M06 T06；换6号刀（可调粗镗刀）。M03 S800；G43 G90 G0 Z20. H06；G86 X60. Y-30. R3. Z -17. F100；镗32孔留0.02mm余量。G80 G28 G91 Z0；M5；M9；M1；选择性暂停，调整余量。（试件时使用）N7M06 T07；换7号刀（可调背镗刀）。M03 S600；M8；冷却液设定。G43 G90 G0 Z20. H07；G87 X60. Y-30. R-18. Z -12. Q2. F50；背镗
20、36孔至尺寸。G80 G28 G91 Z0；M5；M9；M1；选择性暂停，控制尺寸。（试件时使用）N8M06 T08；换8号刀（8H7铰刀）。M03 S200；M8；冷却液设定。G43 G90 G0 Z20. H08；G85 X30. Y-30. R3. Z -19. F50；铰8H7孔。G80 G28 G91 Z0；M5；M9；M1N9M06 T09；换9号刀（可调精镗刀）。M03 S800；M8；冷却液设定。G43 G90 G0 Z20. H09；G76 X60. Y-30. R3. Z -17.Q2. F50；精镗32孔至尺寸。G80 G28 G91 Z0；M30；程序结束，光标返回程序
21、头。5、加工注意事项(1）装夹镗刀杆时，要注意首先使用M19控制好准定方位，另外，注意系统内设的退刀方向。 (2）在首件加工要按下选择性暂停按钮，调整好刀具，控制精度。模具零件数控铣削加工教学案例项目十二：旋转类零件数控铣削加工引题：让同学们观察几幅图，看看与前面所练习的图形有什么不同（分析图形），联系学生们学过的绘图软件CAD或CAXA中学习的旋转绘图指令，引出本节课的学习内容运用旋转指令编程。 在数铣、加工中心中，对于一些复杂图形，尤其是点坐标计算较麻烦、较困难的图形，我们常采用一些特殊功能的指令（如旋转、镜像、极坐标等）来编程，这样可以简化程序、减少编程时间、提高加工效率。像这样具有确定
22、的旋转角度或均匀分布的图形，我们都可以采用旋转指令来编程。一、 相关知识与旋转有关的两个名词：（如图所示）1、 旋转中心2、 旋转角度二、 旋转指令的格式格式 ：G17 G68 X_Y_ R _ ； . .G69 ；说明： 1、G68：建立旋转； G69：取消旋转； 2、X、 Y：旋转中心的坐标值； 3、R：旋转角度，单位 是( ) ，0 R360。4、G68 、G69为模态指令，可相互注销， G69为缺省值。思考：你们能不能写出G18、G19平面的格式？三、旋转指令的应用应用一：常用于多个相同图形按固定角度旋转的零件，采用调用子程序的方式来编程。实例1：使用旋转指令编制如图所示轮廓的加工程序
23、：设刀具起点距工件上表面 100mm，切削深度 5mm。分析：将第一个图形逆时针旋转，角度依次是45度、90度。程序如下：O0001 ；（主程序 ） G17 G90 G54 G0 X0 Y0 M03 S1000 ；G43 Z100 H01 ；Z5. ；M98 P100 ； 加工 G68 X0 Y0 R45 ； 旋转 45 M98 P100 ； 加工 G68 X0 Y0 R90 ；旋转 90 M98 P100 ； 加工 G69 ； 取消旋转G00 Z100 ；M05 ；O100 ； （子程序 (的加工程序)）X0 Y0G41 X20. Y- 10. D01 ；01 Z-5. F50 ； Y0 F
24、100 G02 X40 . Y0 R10. ；X30. Y0 R5. ；G03 X20. Y0 R5. ；G01 Y- 6. ；G00 Z10. ；G40 X0 Y0 ；M99 ； M30 ； 总结：1、在使用旋转指令编程时，有刀具补偿的情况下，应先旋转坐标系再建立补。2、主程序中调用子程序的起始点为选转点，子程序的终止点也转点；3、刀具的补偿功能只能放在子程序中；课堂训练：练习一：如图所示，试用旋转指令编写加工程序，切削深度 5mm。分析：1、选择右端水平放置的凹槽作为子程序，将其逆时针旋转，角度依次是60、120、180、240、300。O0002 ；（主程序）G17 G90 G54 G0
25、 X40 Y0 M03 S1000 ；G43 Z100 H02 ；Z5. ；M98 P200 ；G68 X0 Y0 R60.0 ；M98 P200 ；G68 X0 Y0 R 120.0 ；M98 P 200；G68 X0 Y0 R 180.0 ；M98 P200 ；G68 X0 Y0 R 240.0 ；M98 P200 ；G68 X0 Y0 R 300.0 ；M98 P200 ；G69 ；O200 ； （子程序 ）X40 Y0 ；G41 X40. Y4. D02 ；01 Z-5. F50 ； X15 . F100 ；G03 X15. Y-4. R4. ；G01 X40. ；G00 Z10. ；
26、G40 X40. Y0 ；M99 ；G00 Z100. ；M05 ；M30 ；应用二：该指令常用于编程图形具有旋转中心和某一固定角度的场合。实例2、如图所示旋转类零件，毛坯尺寸为50mm50mm15 mm，试编写加工程序。分析：1、审图看图形尺寸，判断是加工凸件还是凹件。 2、图形逆时针旋转60 ，编程时应顺时针旋转60，R应为负值。程序如下：O0001 ；G17 G90 G54 G0 X0 Y0 M03 S1000 ；G43 Z100 H01 ；Z5. ；G68 X0 Y0 R-60 ；G41 X40. Y- 15. D01 ；01 Z-5. F50 ；X-15. , R5. ;Y15. , R5. ；X15. , R5. ;
