数控车(铣)床编程与操作课题一键槽铣削课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,学习目标,1.知识目标,理解局部坐标系概念；,熟练应用子程序编程；,掌握坐标轴偏移指令；,掌握键槽加工工艺制定方法。,2.技能目标,会选择键槽铣刀；,掌握圆弧切向进刀方法；,掌握键槽铣削方法及尺寸控制方法。,模块五 凹槽加工,课题1 键槽铣削,学习目标模块五 凹槽加工 课题1 键槽铣削,1,数控车(铣)床编程与操作课题一键槽铣削课件,2,知识学习,一、编程指令,1.局部坐标系概念,如果工件在不同位置有重复出现的形状或结构，可把这一部分形状或结构编写成子程序，主程序在适当的位置调用、运行，即可加工出相同的形状和结构，从而简化编程。而编写子程序时不可能用工件坐标系，必须重新建立一个子程序的坐标系，这种在工件坐标系中建立的子坐标系称为局部坐标系。图5-1-3,如图5-1-3所示：加工五个矩形槽，用子程序编程，方便快捷，工件坐标系XOY设置在左下角，而子程序坐标系，即局部坐标系则应设置在矩形槽中心，即X，0，Y，子程序中基点坐标是相对对于局部坐标系X，0，Y，（当前坐标系）而言，其坐标值计算方便、快捷。,2.坐标系（可编程的）偏移指令,知识学习 一、编程指令,3,（1）指令功能,通过编程将工件坐标系原点偏移到需要的位置，如偏移到局部坐标系原点上，使工件坐标系与局部坐标系重合。,（2）指令格式,坐标系偏移指令格式见表5-1-1。,表5-1-1法那克系统与西门子系统坐标系偏移指令格式,图5-1-3,系统,法那克系统,西门子系统,指令格式,G52 X,Y,Z,；坐标系偏移。,G52 X0 Y0 Z0；取消坐标系偏移,G158 X,Y,Z,；可编程的零点偏移,G158；指令后面不跟坐标轴名称，表示取消当前的可编程零点偏移。,（1）指令功能图5-1-3系统法那克系统西门子系统指令格式,4,表5-1-2法那克系统与西门子系统示例程序,程序段号,程序内容,（法那克系统）,程序内容,（西门子系统）,指令说明,N10,G0 G54 X0 Y0,G0 G54 X0 Y0,刀具移动到工件坐标系原点O点处,N20,G52 X20 Y20 Z0,G158 X20 Y20 Z0,将工件坐标系偏移到X20 Y20处,N30,G00 X0 Y0,G00 X0 Y0,在局部坐标（当前坐标）系中，刀具移动到X0 Y0处即槽1#几何中心点,N40,G52 X60 Y20 Z0,G158 X60 Y20 Z0,将工件坐标系偏移到X60 Y20处,N50,G00 X0 Y0,G00 X0 Y0,在局部坐标（当前坐标）系中，刀具移动到X0 Y0处即槽2#几何中心点,N60,G52 X0 Y0 Z0,G158,取消坐标系偏移,N70,G00 X0 Y0,G00 X0 Y0,刀具移动到工件坐标系原点O点处,表5-1-2法那克系统与西门子系统示例程序程序段号程序内容程,5,（3）指令使用说明,坐标系偏移指令要求为一个独立程序段。,坐标系偏移指令可以对所有坐标轴零点进行偏移。,后面的偏移指令取代先前的偏移指令（即都是在工件坐标系基础上进行偏移）。,坐标系偏移指令有多种，可设定的偏移（如G54、G55等）、可编程的偏移等。,法那克系统说明书中常称G52指令为局部坐标系指令，其含义相同。,（3）指令使用说明,6,二、加工工艺分析,1.工、量、刃具选择,（1）工具选择：工件采用平口钳装夹，试切法对刀，其它工具见表5-1-3。,（2）量具选择：轮廓尺寸、槽间距用游标卡尺测量，深度尺寸用深度游标卡尺测量，表面质量用粗糙度样板检测，另用百分表校正平口钳及工件上表面。具体规格、参数见表5-1-3。,（3）刃具选择：刀具直径选择主要应考虑凹槽拐角圆弧半径值大小，本课题最小圆弧轮廓半径R5，所选铣刀直径应小于等于10，此处选8；粗加工用键槽铣刀铣削，精加工用能垂直下刀的立铣刀或用键槽铣刀替代。加工材料为硬铝，铣刀材料用普通高速钢铣刀即可，具体规格见表5-1-3。,二、加工工艺分析,7,表5-1-3工、量、刃具清单,工、量、刃具清单,图号,SKX5-1-1,种类,序号,名称,规格,精度,单位,数量,工具,1,平口钳,QH135,个,1,2,扳手,把,1,3,平行垫铁,副,1,4,塑胶榔头,个,1,量具,1,游标卡尺,0150mm,0.02,把,1,2,深度游标卡尺,0200mm,0.02,把,1,3,百分表及表座,010mm,0.01,个,1,4,粗糙度样板,N0N1,12级,副,1,刃具,1,键槽铣刀,8,个,1,2,立铣刀,8,个,1,表5-1-3工、量、刃具清单工、量、刃具清单图号SKX5-1,8,2.加工工艺方案,（1）加工工艺路线,槽1#、槽2#、槽3#尺寸完全一样，可编写一个子程序，调用三次。槽4#、槽5#尺寸完全一样可另编一子程序，调用二次；粗、精加工子程序分别编写，加工时分别调用。子程序坐标系（局部坐标系）建立在槽的几何中心上，工件坐标系建立在工件几何中心上，用坐标系偏移指令将工件坐标系原点偏移到局部坐标系原点上再调用子程序，加工各个槽。其中单个槽加工工艺如下：,1）圆弧切入、切出,槽加工与内轮廓加工类似无法沿轮廓延长线方向切入、切出，一般都沿法向切入、切出，也可沿槽内轮廓切向切入、切出；具体做法是沿内轮廓设置一过渡圆弧切入和切出工件轮廓，如图5-1-4加工圆形槽切入、切出路径。图5-1-5为加工键槽使用刀具半径补偿后再设置圆弧切入、切出路径。,2.加工工艺方案,9,图5-1-5,图5-,1-4,刀具半径补偿后再设置圆弧切入、切出路径。图5-1-5图5-1-4,2）铣削方向的确定,与内轮廓加工一样，顺铣时由于切削厚度由厚变薄，不存在刀齿滑行，刀具磨损少，表面质量较高；故一般都采用顺铣方式。当铣刀沿槽轮廓逆时针方向铣削时，刀具旋转方向与工件进给方向一致为顺铣如图5-1-5所示。,图5-1-5图5-1-4刀具半径补偿后再设置圆弧切入、切出路,10,3）铣削路径,铣削凹槽时仍采用行切和环切相结合的方式进行铣削，以保证能完全切除槽中余量，本课题由于凹槽宽度较小，铣刀沿轮廓加工一圈即可把槽中余量全部切除，故不需采用行切方式切除槽中多余余量。其中每一个槽，根据尺寸精度，表面粗糙度要求，分为粗、精两道加工路线；粗加工时，留0.3mm左右精加工余量，再精加工至尺寸。,（2）合理切削用量选择,加工材料为硬铝，粗铣铣削深度除留精铣余量，其余一刀切完。切削速度可较高，进给速度选择50-80mm/min,具体见表5-1-4。,3）铣削路径,11,表5-1-4粗、精铣削用量,刀具,工作内容,F(mm/min),n(r/min),高速钢键槽铣刀粗铣（T1）,垂直进给,深度方向留0.3mm精加工余量,50,1000,表面直线进给,轮廓留0.3mm精加工余量,70,1000,表面圆弧进给,轮廓留0.3mm精加工余量,70,1000,高速钢立铣刀精铣（T2）,垂直进给,50,1200,表面直线进给,60,1200,表面圆弧进给,60,1200,表5-1-4粗、精铣削用量工作内容 F(mm/min)n(,12,三、参考程序编制,1.工件坐标系建立,工件坐标系X、Y零点应建立在设计基准上，即建立在工件几何中心上；Z方向零点设置在工件上表面；子程序坐标系（局部坐标系）X、Y零点建立在键槽几何中心上，Z零点仍设置在工件上表面上。,2.基点坐标计算,键槽几何中心在工件坐标系中的坐标见表5-1-5，即采用坐标系偏移指令偏移值。,槽1,（-20，20）,槽2,（0，0）,槽3,（20，-20）,槽4,（-20，-20）,槽5,（20，20）,图5-1-6,三、参考程序编制槽1（-20，20）槽2（0，0）槽3（2,13,子程序中局部坐标系为键槽几何中心，局部坐标系中基点A、B、C、D点（见图,主程序：法那克系统程序名“O0510”；西门子系统程序名“XX0510.MPF”,程序段号,程序内容,（法那克系统）,程序内容,（西门子系统）,动作说明,N5,G40 G90 G49 G80,G40 G90,设置初始状态,N10,G54M3S1000T01,G54M3S1000T01D01,建立工件坐标系，选刀具,N20,G52 X-20 Y-20 Z0,G158 X-20 Y-20 Z0,工件坐标系偏移到槽4中心,N30,M98 P0020,L20,调用子程序粗加工槽4,N40,G52 X20 Y20 Z0,G158 X20 Y20 Z0,工件坐标系偏移到槽5中心,N50,M98 P0020,L20,调用子程序粗加工槽5,N60,G52 X-20 Y20 Z0,G158 X-20 Y20 Z0,工件坐标系偏移到槽1中心,N70,M98 P0030,L30,调用子程序粗加工槽1,N80,G52 X0 Y0 Z0,G158,取消坐标轴偏移,子程序中局部坐标系为键槽几何中心，局部坐标系中基点A、B、C,14,N90,M98 P0030,L30,调用子程序粗加工槽2,N100,G52 X20 Y-20 Z0,G158 X20 Y-20 Z0,工件坐标系偏移到槽3中心,N110,M98 P0030,L30,调用子程序粗加工槽3,N120,G52 X0 Y0 Z0,G158,取消坐标轴偏移,N130,M5,M5,主轴停,N140,M0,M0,程序停,手动换刀并改参数,N150,M3 S1200 T02,M3 S1200 T02 D02,设置精加工参数,N160,G52 X-20 Y-20 Z0,G158 X-20 Y-20 Z0,工件坐标系偏移到槽4中心,N170,M98 P0200,L200,调用子程序精加工槽4,N180,G52 X20 Y20 Z0,G158 X20 Y20 Z0,工件坐标系偏移到槽5中心,N190,M98 P0200,L200,调用子程序精加工槽5,N200,G52 X-20 Y20 Z0,G158 X-20 Y20 Z0,工件坐标系偏移到槽1中心,N90M98 P0030L30调用子程序粗加工槽2N100G,15,N210,M98 P0300,L300,调用子程序精加工槽1,N220,G52 X0 Y0 Z0,G158,取消坐标轴偏移,N230,M98 P0300,L300,调用子程序精加工槽2,N240,G52 X20 Y-20 Z0,G158 X20 Y-20 Z0,工件坐标系偏移到槽3中心,N250,M98 P0300,L300,调用子程序精加工槽3,N260,G52 X0 Y0 Z0,G158,取消坐标轴偏移,N270,G0 Z100,G0 Z100,刀具抬起,N280,M30,M30,程序结束,N210M98 P0300L300调用子程序精加工槽1N22,16,程序段号,程序内容,（法那克系统）,程序内容,（西门子系统）,动作说明,N10,G0G43X15Y5Z5H01,G0 X15Y5 Z5,刀具空间移动至局部坐标系中X15Y5上方,N20,G41 X4.854 Y-4 D1,G41 X4.854 Y-4,建立刀具半径补偿,N30,G1 Z-2.7 F50,G1 Z-2.7 F50,下刀深度2.7mm,N40,G3 X7.5 Y-5 R4 F70,G3X7.5 Y-5CR=4F70,圆弧切入至A点,N50,X7.5 Y5 R5,X7.5 Y5 CR=5,圆弧加工至B点,N60,G1 X-7.5 Y5,G1 X-7.5 Y5,直线加工至C点,N70,G3 X-7.5 Y-5 R5,G3 X-7.5 Y-5 CR=5,圆弧加工至D点,N80,G1 X7.5 Y-5,G1 X7.5 Y-5,直线加工至A点,N90,G3 X10.146 Y-4 R4,G3 X10.146Y-4CR=4,圆弧切出,程序段号程序内容程序内容动作说明N10G0G43X15Y5Z,17,N100,G0 Z5,G0 Z5,抬刀,N110,G40 X15 Y5,G40 X15 Y5,取削刀具半径补偿,N120,M99,M17,子程序结束并返回主程序