数控铣项目四

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,*,数控铣床编程与加工技术,项目,4,非圆公式曲面加工,数控铣床编程与加工技术,项目,4,非圆公式曲面加工,任务描述：支撑座零件如图,6-1,所示，上下表面、外轮廓已在前面工序加工完成。本工序完成零件上所有孔的加工，试编写其加工程序。零件材料为,HT150,。,图,4-1,椭圆底板加工,4.1,任务一 椭圆底板的铣削加工,数控铣床编程与加工技术,4.2,知识链接,4.2.1,非圆公式曲面的加工方法,1.,非圆公式曲面的加工特点,规则曲面有球面、锥面、柱面、椭球面等。数控机床加工这些零件时，可用球头刀或立铣刀采用“行（层）切法”加工，即刀具沿,XY,平面运动一周，在零件轮廓上加工出一平面曲线，然后在,Z,方向移动一个行距,Z,，再加工出一个新的平面曲线，直至整个曲面形状加工结束。这种三坐标运动，两坐标联动的加工方法称为两轴半加工。图,6-2,为圆锥体采用两轴半加工的刀具轨迹。,图,4-2,两轴半零件加工轨迹,数控铣床编程与加工技术,2.,规则曲面的编程方法,规则曲面的编程方法通常有自动编程法、宏程序法等。,自动编程法,宏程序法,宏程序的编程加工，一般是采用厂方所提供的宏程序,(,或用户自行开发的宏程序,),通过对变量进行赋值及处理后完成程序的加上任务。,数控铣床编程与加工技术,4.2.2 B,类宏程序编程,1.,宏程序的定义,在一般的程序编制中程序字为一常量，一个程序只能描述一个几何形状，缺乏灵活性与通用性，针对这种情况，数控机床提供了另一种编程方式，即宏编程。,在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理使程序具有特殊功能，这种有变量的程序叫宏程序。通过使用宏程序，能执行一些有规律变化,(,如非圆二次曲线轮廓,),的动作。,宏程序分,A,类和,B,类两种，,FANUC 0i,系统采用,B,类宏程序进行编程。,数控铣床编程与加工技术,2.,宏程序中的变量,(1),变量的表示,一个变量由符号“,#”,和变量序号组成，如：,#i(i=1,，,2,，,3,，,),，此外，变量还可以用表达式进行表示，但其表达式必须全部写入方括号“,”,中。,【,例,】#100,，,#500,，,#5,，,#1+#2+10,；,数控铣床编程与加工技术,(2),变量的引用,将跟随在地址符后的数值用变量来代替的过程称为引用变量。同样，引用变量也可以采用表达式。,【,例,】G01 X#100 Y-#101 F#101+#103,；,当,#100=100.0,、,#101=50.0,、,#103=80.0,时，上例即表示为,G0l Xl00.0 Y-50.0 F130,；,(3),宏变量的类型,根据变量号，宏变量可分成四种类型，如表,6-1,所示。,数控铣床编程与加工技术,变量号,变量类型,功 能,#0,空变量,该变量通常为空（,null,）,该变量不能赋值,#1#33,局部变量,局部变量只能在宏程序内部使用，用于保存数据，如运算结果等。当电源关闭时，局部变量被清空，而当宏程序被调用时，（调用）参数被赋值给局部变量。,#100#149(#199),#500#531(#999),全局变量,全局变量可在不同宏程序之间共享，当电源关闭时，,#100#149,被清空，而,#500#531,的值仍保留。在某一运算中，,#150#199,，,#532#999,的变量可被使用，但存储器磁带长度不得小于,8.5m,。,#1000#9999,系统变量,系统变量可读、可写，用于保存,NC,的各种数据项，如：当前位置、刀具补偿值等。,表,4-1,变量的类型,数控铣床编程与加工技术,(4),宏变量的引用,在程序中引用,(,使用,),宏变量时，其格式为：在指令字地址后面跟宏变量号。当用表达式表示变量时，表达式应包含在一对方括号内。,如：,G01 X#1+#2 F#3;,(5),算术和逻辑运算（见表,6-2,）,数控铣床编程与加工技术,函 数,格 式,备 注,赋值,#i=#j,求和,求差,乘积,求商,#i=#j+#k,#i=#j-#k,#i=#j*#k,#i=#j/#k,正弦,余弦,正切,反正切,#i=SIN#j,#i=COS#j,#i=TAN#j,#i=ATAN#J/#k,角度用十进制度表示。,平方根,t,绝对值,四舍五入,向下取整,向上取整,#i=SQRT#j,#i=ABS#J,#I=ROUND#J,#I=FIX#J,#I=FUP#J,或,OR,异或,XOR,与,AND,#I=#J OR#K,#I=#J XOR#K,#I=#J,逻辑运算用二进制数按位操作,十,二进制转换,二,十进制转换,#I=BIN#J,#I=BCD#J,用于转换发送到,PMC,的信号或从,PMC,接收的信号,表,4-2,算术和逻辑运算,数控铣床编程与加工技术,(6),宏程序指令,无条件转移,格式：,GOTO n;,n,（转移到的程序段）顺序号,例：,GOTO 200;,当执行到该语句时，将无条件转移到,N200,程序段执行。,数控铣床编程与加工技术,条件分支,IF,语句,在,IF,后指定一条件，当条件满足时，转移到顺序号为,n,的程序段，不满足则执行下一程序段。,格式：,IF,表达式,GOTO n;,处理；,Nn;,数控铣床编程与加工技术,条件表达式,:,条件表达式由两变量或一变量一常数中间夹比较运算符组成，条件表达式必需包含在一对方括号内。条件表达式可直接用变量代替。,比较运算符,:,比较运算符由两个字母组成，用于比较两个值，来判断它们是相等，或一个值比另一个小或大。注意不能用不等号（见表,6-3,）。,数控铣床编程与加工技术,表,4-3,比较运算符,运算符,含义,EQ,相等,equal to(=),NE,不等于,not equal to(),GT,大于,Greater than(),GE,大于等于,greater than or equal to(),LT,小于,less than(),LE,小于等于,less than or equal to(),数控铣床编程与加工技术,（,3,）循环语句,在,WHILE,后指定一条件表达式，当条件满足时，执行,DO,到,END,之间的程序，,(,然后返回到,WHILE,重新判断条件,),不满足则执行,END,后的下一程序段。,格式：,WHILE,条件表达式,DO m;(m=1,2,3),处理；,END m;,数控铣床编程与加工技术,3.,用户宏程序举例,例题,1,：椭圆,O0001,N2#100=1,角度步长,N4#101=0,初始角度,N6#102=361,终止角度,N8#103=45,长半轴,N10#104=25,短半轴,N12#105=-10.0,深度,N13G90G00X#103+20Y0Z100.0,刀具运行到,(65,0,100),的位置,N14S1000M03,N15G01Z#105F1000.0,刀具下到,-10mm,N16#114=#101,赋初始值,N18#112=#103*COS#114,计算,X,坐标值,N20#113=#104*SIN#114,计算,Y,坐标值,N22G01G42XROUND#112YROUND#113D02F500.0,走到第一点，并运行一个步长,N24#114=#114+#100,变量,#114,增加一个角度步长,N26IF#114LT#102GOTO18,条件判断,#114,是否小于,361,，满足则返回,18,N28G01G40X#103+20Y0,取消刀具补偿，回到,(65,0),N30G90G00Z100.0M05,快速抬刀,N32M30,程序结束,t,b,x,y,a,数控铣床编程与加工技术,4.3,任务决策和执行,1.,工艺过程,粗加工椭圆,精加工椭圆,2.,刀具与工艺参数（略）,3.,装夹方案,连杆零件毛坯用虎钳装夹，底部用垫铁支撑。,4.,程序编制,在毛坯中心建立工件坐标系，,Z,轴原点设在顶面上。,根据椭圆参数方程：,X=a*cos,；,Y=b*sin,数控铣床编程与加工技术,精加工参考程序：,O0001,G54G40G49G80G90,G0X60Y0Z30,M3S500,#1=0,离心角设为自变量，初始值赋为,0,#2=360,终止角度,#3=1,角度增量,#4=24,椭圆长半轴,#5=18,椭圆短半轴,G01Z-10F80,WHILE#1LE#2DO1,如果,#1360,（即未走完椭圆一圈），循环,1,继续,#6=#4*COS#1,椭圆上任意一点的,X,坐标,#7=#5*SIN#1,椭圆上任意一点的,Y,坐标,数控铣床编程与加工技术,G42D01G01X#6Y#7F100,以直线逼近椭圆,#1=#1+#3,离心角每次以,#3,递增,END1,G40G01X60Y0,Z30,M05,M30,数控铣床编程与加工技术,数控铣床编程与加工技术,加工基座,R4,圆角,，如图，要求设计加工工艺方案，编制加工工艺过程卡刀具调整卡、数控加工程序卡，并进行仿真加工。,4.4,任务二 基座圆角加工,数控铣床编程与加工技术,4.5,知识链接,一、曲面的铣削方法,1.,边界敞开的曲面,如图所示的发动机大叶片,采用图,a,的加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。,采用图,b,的加工方案时，符合这类零件数据给出情况，便于加工后检验，叶形的准确度高，但程序较多。,由于曲面零件的边界是敞开的，没有其他表面限制，所以曲面边界可以延伸，球头刀应由边界外开始加工。,采用两种加工路线,数控铣床编程与加工技术,23,开始切削型腔的方法,坡走铣,螺旋插补铣,2.,曲面型腔,预钻削起始孔。不推荐这种方法：这需要增加一种刀具，从切削的观点看，刀具通过预钻削孔时因切削力而产生不利的振动。当使用预钻削孔时，常常会导致刀具损坏；,最佳的方法之一是使用,X/Y,和,Z,方向的线性坡走切削，以达到全部轴向深度的切削；,可以以螺旋形式进行圆插补铣。这是一种非常好的方法，因为它可产生光滑的切削作用，而只要求很小的开始空间,主要有以下三种方法：,数控铣床编程与加工技术,二、曲面的加工时的刀具选择,对于一些立体型面和变斜角轮廓外形加工，常用的刀具有球头铣刀、鼓形刀、锥形刀等。其中球头铣刀应用较多，适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。,数控铣床编程与加工技术,1.,刀具：,10,球头刀,2.,走刀路线：由大端到小端，按轮廓形状，技术环切法走刀。,4.6,任务实施,3.,编程：宏程序编程，按刀心轨迹编程。,圆角程序,O0802,#1=40,(X,向外形,),#2=50,（,Y,向外形）,#3=4,（周边圆角半径）,#4=5,（铣刀半径）,#5=0,角度初始值,#15=3,自变量,#5,递增,#6=10,矩形圆角,#20=10,切入切出圆弧半径,M03S1000,G90G54G00X0Y0Z50,#8=#2/2+#4,初始刀位点,Y,#9=#6+#4,首轮圆角半径,G00X#20+2Y-#8-#20,前侧中央,WHILE#5LE90DO1,条件语句,#11=#1/2-#3+#3+#4,*,COS#5,X,坐标,数控铣床编程与加工技术,#22=#2/2-#3+#3+#4,*,COS#5,Y,坐标,#33=#3+#4,*,SIN#5-1,Z,坐标,G00Z#33,下刀,G01X#20Y-#22-#20F200,切削起点,G91G03X-#20Y#20R#20,圆弧切入,G90G01X-#11,R#16F400,轮廓走刀,Y#22,R#16,X#11,Y-#22,X-2,G91G03X-#20Y-#20R#20F200,圆弧切出,G90G00X#20+2,