数控铣床加工实例

A7数控铳床加工实例钻孔类零件2. k数控铳床加工实例钻孔类零件工艺分析及处理(1) 零件图的分析该工件材料为45号钢，切削性能较好，孔直径尺寸精度不高，可以一次完成钻削加工。孔的 位置没有特别要求，可以按照图纸的基本尺寸进 行编程。环形分布的孔为盲孔，当钻到孔底部时 应使刀具在孔底停留一段时间，由于孔的深度较 深，应使刀具在钻削过程中适当退刀以利于排出 切屑。工艺分析及处理(2) 加工方案及刀具选择工件上要加工的孔共28个，先钻削环形分布的8个孔, 钻完第I个孔后刀具退到孔上方1 mm处，再快速定位到第 2个孔上方，钻削第2个孔，直到8个孔全钻完。然后将刀 具快速定位到右上方第1个孔的上方，钻完一个孔后刀具 退到这个孔上方Imm处，再快速定位到第2个孔上方，钻 到第2个孔，直到20个孔全钻完。钻削用的刀具选择C4 mm的高速麻花钻。工艺分析及处理(3) 零件的装夹及夹具的选择工件毛坯在工作台上的安装方式主要根据工件毛坯的尺寸和形状、生产批量的大小等因素来决定，一般大批量 生产时考虑使用专用夹具，小批量或单件生产时使用通用 夹具如平口钳等，如果毛坯尺寸较大也可以直接装夹在工 作台上。本例中的毛坯外形方正，可以考虑使用平口钳装 夹，同时在毛坯下方的适当位置放置垫块，防止钻削通孔 时将平口钳钻坏。工艺分析及处理(4) 刀具和切削用量的选择影响切削用量的因素很多，工件的材料和硬度、加工的精度要求、刀具的材料和耐用度、是否使用切削液等都直接影响到切削用量的大小。在数控程序中，决定用量的 参数是主轴转速S和进给速度F,主轴转速S、进给速度F值的选择与在普通机床上加工时的值相似，可以通过计算 的方法得到，也可查阅金属切削工艺手册，或根据经验数 据给定。本例S设为1000 r/min。数控铳床加工实例钻孔类零件程序编制工件坐标系的确定工件坐标系确定得是否合适，对编程和加工是否方便有着十分重要的影响。一般将工件坐标系的原点选在工件的一 个重要基准点上，如果要加工部分的形状关于某一点对称， 则一般将对称点设为工件坐标系的原点，如果工件的尺寸在 图纸上是以坐标来标注的，则一般以图纸上的零点作为工件 坐标系的原点。本例将工件的上表面中心作为工件坐标系的 原点。数控铳床加工实例钻孔类零件数控铳床加工实例钻孔类零件程序编制参考程序% 01001N10N20N30N40N50N60N70N80N90G49 G80；X100 Y100 Z100 ；X18 Y0 ；G90G92G00S1000 M03 ；安全保护指令设定工件坐标系刀具定位到第1个孔的上方 主轴正转G43 H01 Z10 M08 ；G99 G82 Z-10 R1 P1000 F40 ；钻第 1 个孔 X12.728 ； X0 Y18 ；X-12.728 Y12.728 ；刀具定位到初始平面，开切削液钻第2个孔依次在其它位置钻孔N100 X-18 Y0 ；N110 X-12.728 Y-12.728 ；N120N130N140N150N160N170N180数控铳床加工实例钻孔类零件程序编制XO Y-18 ；G98 X12.728 Y-12.728 ； 钻孔结束后返回初始平面G80；第1次钻孔循环结束G99 G73 X40 Y40 Z-22 R-4 Q4 F40 ；第2次循环的第 1 个孔X30 ；钻第2个孔X20 ；依次在其它位置钻孔X10 ；N190 X0 ；N200 X-10 ；N210 X-20 ；数控铳床加工实例-程序编制钻孔类零件N220N230N240N250N260N270N280N290N300N310X-30 ；X-40 ；Y0；Y-40 ；X-30 ；X-20 ；X-10 ；X0 ；X10 ；X20 ；数控铳床加工实例一一钻孔类零件程序编制N320 X30 ；Y0；钻孔结束后返回初始平面 第2次钻孔循环结束，关切削液 主轴停止转动 刀具退到程序起点N330 X40 ； N340 G91N350 G80 M09 ；N360 M05 ；N370 GOO G49 Z100 ；M380 X100 Y100 ；程序结束N600 M30 ；数控铳床加工实例-平面轮廓类零件数控铳床加工实例一一平面轮廓类零件工艺分析及处理(1) 零件图的分析工件毛坯为2 85mm X30mm的圆柱件，材料为硬铝，加工其上部轮廓后形成 如图所示的凸台。加工部分凸台的精度不 高，可以按照图纸的基本尺寸进行编程，一次铳削完成。工艺分析及处理(2) 加工方案及刀具选择由于凸台的高度是5 mm ,工件 轮廓外的切削余量不均匀，根据计算, 选用010 mm的圆柱形直柄铳刀可通 过一次铳削成形凸台轮廓。数控铳床加工实例一一平面轮廓类零件工艺分析及处理(3) 零件的装夹及夹具的选择本例工件毛坯的外形是圆柱形，为使工件定 位和装夹准确可靠，选择两块V形块和平口钳来进 行装夹。数控铳床加工实例一一平面轮廓类零件工艺分析及处理(4)刀具和切削用量的选择综合分析工件的材料和硬度、加工的 精度要求、刀具的材料和耐用度、使用切 削液等因素，主轴转速S设为800 r/min , 切削用量F设为40 mm/min。数控铳床加工实例一平面轮廓类零件程序编制1工件坐标系的确定工件坐标系原点确定得是否合适，对编程时节点坐标值的计算有着十 分重要的作用。如果工件坐标系确定后，轮廓上的某些点的坐标值计算较 麻烦，而将坐标系旋转一定角度后计算较简单时，可以使用坐标系旋转指 令，但在同一个连续的轮轮廓上，一般不宜将轮廓分割后使用坐标系旋转， 以增加程序的直观性和可读性。圆形工件一般将工件坐标系的原点选在圆心上，由于本例的加工轮廓 关于圆心和X轴有一定的对称性，所以将工件的上表面中心作为工件坐标系的原点。根据计算，图中轮廓上各点的坐标分别是：A(27.5 , 21.651 )； B(5,34.641 )； C (-32.5, 12.990)； D (-32.5, -12.990)； E (5. -34.641 )； F (27.5, -21.651 )o数控铳床加工实例平面轮廓类零件程序编制参考程序编制轮廓加工程序时，不但要选择合理的切入、切 出点和切入、切出方向，还要考虑轮廓的公差带范围， 尽可能使用公称尺寸来编程，而将尺寸偏差使用刀具半 径补偿来调节，但如果轮廓上不同尺寸的公差带不在轮 廓的同一侧，就应根据标注的尺寸公差选择准确合理的 编程轮廓。切削液的开、关指令可不编入程序，在切削 过程中根据需要用手动的方式打开或关闭切削液。数控铳床加工实例平面轮廓类零件程序编制 参考程序% 03003N10N20N30N40N50N60N70N80G90 G40 G49；安全保护指令G55 GOO X50 Y20 S800 M03；快速定位到第2工件坐标系G43 H01 Z-5；G01 G42 D02 X27.5 Y21.651 F40；X5 Y34.641 ；建立刀具补偿，切向轮廓上第1点（A点）切向轮廓上B点G03 X-32.5 Y12.990 R25； C点G01 Y-12.990；D 点G03 X5 Y-34.641 R25； E 点数控铳床加工实例平面轮廓类零件程序编制N90 G01 X27.5 Y-21.651； F点N100 G03 Y21.651 R25；切到A点，轮廓封闭N110 G01 G40 X30 Y40；取消刀具半径补偿N120 GOO G49 Z30；N130 M05；N140 G91 G28 Z0；N150 G90；N160 M30；数控铳床加工实例一一挖槽类零件挖槽加工是轮廓加工的扩展，它既要保证轮廓边界，又要 将轮廓内（或外）的多余材料铳掉，根据图纸的要求不同，挖槽 加工通常有如图所示的几种形式。其中图a为铳削一个封闭区 域内的材料。图b为在铳削一个封闭区域内的材料的同时，要 留下中间的凸台（一般称为岛屿）。图c为由于岛屿和外轮廓边 界的距离小于刀具直径，使加工的槽形成了两个区域。图d为 要铳削凸台轮廓外的所有材料。(8)(b)c)数控铳床加工实例一一挖槽类零件注意：1 根据以上特征和要求，对于挖槽的编程和加工要选择合适的刀具直径, 刀具直径太小将影响加工效率，刀具直径太大可能使某些转角处难以切 削，或由于岛屿的存在形成不必要的区域。2由于圆柱形铳刀垂直切削时受力情况不好，因此要选择合适的刀具类型，一般可选择双刃的键槽铳刀，并注意下刀时的方式，可选择斜向下 刀或螺旋形下刀，以改善下刀切削时的刀具受力情况。3当刀具在一个连续的轮廓上切削时使用一次刀具半径补偿，刀具在另一个连续的轮廓上切削时应重新使用一次刀具半径补偿，以避免造成过 切现象或留下多余的凸台。4切削如图(b)所示的形状时，不能用图纸上所示的外轮廓作为边界，因 为将这个轮廓作边界时角上的部分材料可能铳削不掉。数控铳床加工实例挖槽类零件60100数控铳床加工实例挖槽类零件厂VzzzziD/J仝R7i h.Vgh03060100数控铳床加工实例挖槽类零件数控铳床加工实例一一挖槽类零件工艺分析及处理(1) 零件图的分析工件毛坯为100 mmX80mm X 25 mm禹长方体零件，材料 为45号钢，要加工成形中间的环形 槽。工艺分析及处理(2) 加工方案及刀具选择根据零件图分析，要加工的部位是一个环形 槽，中间的凸台作为槽的岛屿，外轮廓转角处的 半径是R4,槽较窄处的宽度是10 mm,所以选用 直径2 6m m的直柄键槽铳刀较合适。工艺分析及处理(3) 零件的装夹及夹具的选择工件安装时可直接用平口钳来装夹o数控铳床加工实例挖槽类零件工艺分析及处理(4)切削用量的选择切削用量选择主轴转速S设为500r/min ,切肖!J 用量F设为Z方向20mm/min , XY方向40mm/min数控铳床加工实例挖槽类零件程序编制工件坐标系的确定(20.494, 20)；C(-20.494, 20)；本例中的槽呈前后、左右对称状，故工件坐标系的原点设 定在工件中心的上表面，将使轮廓上节点的坐标计算比较方便。 根据计算，轮廓上有关点的坐标如下：A(23.647, 18.642)；D(-23.647, 18.642)；J(-11J8, 10)；K(-11.18, -10)；E(-23.647, -18.642)； F(-20.494, -20), G(20.494, -20)； H(23.647, -18.642)； 1(11-18, 10)；L(11.18, -10)o数控铳床加工实例一一挖槽类零件程序编制参考程序由于加工的区域是一个封闭的环形槽，所以刀具下 刀时应选择在槽的上方往下切入，切入到槽底后使用刀 具半径补偿按环形铳削的方式分别切削槽的外轮廓，再 将槽中间左右两处没有铳削的余量铳掉，然后退回刀具。安全保护指令刀具定位到下刀点上方在槽中间切入到槽底数控铳床加工实例一一挖槽类零件程序编制参考程序% 04004N10 GOO G40 G49 G90；N20 G92 X150 Y100 Z100；N30 GOO X22 Y10；N40 G43 H01 Z5；N50 S500 M03；N60 G01 Z-5 F20；N70 G41G03X23.647 Y18.462 D02 F40；切向外轮廓A点，建立刀具半径补偿X20.494 Y20 R4；切削AB弧数控铳床加工实例挖槽类零件程序编制参考程序N90 G01 X-20.494；N100N110N120N130N140N150N160切削BC线R4；切削CD弧切削DE弧 切削EF弧 切削FG线R4；切削GH弧切削HA孤G03 X-23.647 Y18-642Y-18.462 R30；X-20.494 Y-20 R4；G01 X20-494；G03 X23.647 Y-18.642Y18.462 R30；G01 G40 X17 Y15；切向槽内点，取消外轮廓刀具半径补偿N170N180N190N200N210N220N230N240程序编制G01 G42 X11.180 Y10X-11.180； G03 G01 G03 G01 G02 G00Y-10 R15； X11.180； Y10 R15；G40 X17 Y15； Y-15 R22.5；Z1；参考程序D02；切向内轮廓I点，建立刀具半径补偿 切削IJ线切削JK弧切削KL线切削LI弧取消刀具半径补偿 铳槽右侧的剩余余量 退刀到参考平面数控铳床加工实例挖槽类零件程序编制参考程序N250 X-17N260N270N280N290N300N310N320N330G01G02G00M05；Y-15； Z-5 F20； Y15 G49R22.5 F40； Z30；Z0；G91 G2 G28 XO Y0； G90；M30；定位到左侧槽上方 切入铳槽左侧的剩余余量 退刀返回机床零点程序编制参考程序对于封闭的槽，女n篁因为槽的形状和尺寸等因素， 使刀具难于在下刀到槽底后再使用刀具半径补偿的方 式切向槽的外轮廓或内轮廓，可先在槽的上方使用刀 具半径补偿使刀具定位到加工的轮廓，然后在垂直下 刀到槽底进行切削，需要注意的是，不能在刀具进行Z 方向移动时建立或取消刀具半径补偿，并且在建立刀 具半径补偿的程序段的后面，没有xy平面内移动指令 的程序段不能超过两个。数控铳床加工实例一一挖槽类零件程序编制参考程序% 01005N10N20N30N40N50G40 G90；X150 Y100 Z100；XO Y0；G00G92G00S500 M03；G40N60N70N80G01G03G01X23.647 Y18.462 D02；建立刀具半径补偿，定位到外轮廓A点上方G43 H01 Z-5 F20； 下刀X20.494 Y20 R4 F40； 开始切削轮廓 X-20.494；数控铳床加工实例一一挖槽类零件程序编制参考程序N90 G03 X-23.647 Y18.642 R4；N100 Y-18.462 R30； N110 X-20.494 Y-20 R4； N120 G01 X20.494；N130G03 X23.647 Y-18.462 R4；N140 Y18.462 R30；N150N160N170N180GOO Z1；G40 Y0；G42 X11.180 Y10 D02；G01 G43 H01 Z-5 F20；轮廓切削结束退刀取消外轮廓刀具半径补偿 建立内轮廓刀具半径补偿 下刀数控铳床加工实例一一挖槽类零件程序编制N190N200N210N220N230N240N250N260N270X-11.180 F40；G03G01G03G00G40G01G02G00Y-10 R15； X11.180； Y10 R15； Z1； X17 Y15； G43 H01 Z-5参考程序开始切削轮廓轮廓切削结束 退刀取消内轮廓刀具半径补偿F20；Y-15 R22.5 F40； Z1；铳槽右侧的剩余余量数控铳床加工实例挖槽类零件程序编制参考程序N280 X-17 Y-15；N290 G01 Z-5 F20；铳槽左侧的剩余余量N300 G02 Y15 R22.5 F40；N310 GOO G49 Z30；N320 M05；N330 G91 G28 Z0；N340 G28 XO Y0；N350 G90；N360 M30；数控铳床加工实例子程序在加工过程中如果有完全相同的部分， 可以将这相同的部分编成子程序，通过调用 子程序来实现相同的部分加工。编子程序时 要注意子程序的完整性和独立性，如果在其 它工件上有和它完全相同的部分，这个子程 序也可以被其它主程序调用。数控铳床加工实例一子程序18012060数控铳床加工实例子程序工艺分析及处理工件材料为45号钢，加工图中的矩形槽及其底部的圆孔。要加工的槽共有10个，其中每一排的5个槽的形状完 全一样，仔细分析可知，第1排的槽和第2排的槽其形状和 尺寸完全一样，只是旋转的角度不同，可以考虑使用坐标 系旋转指令，这样还能使矩形槽轮廓的点的坐标值计算方 便。关于挖槽的其它考虑因素与上例类似。由于矩形槽四角的过渡圆弧半径为R5mm,槽底部的圆孔直径为eiOmm；故选择直径为C8mm的直柄键槽铳 刀。主轴转速S选择800 r/min ,进给速度F选择：Z方向为20mm/min , XY方向为40mm/min。数控铳床加工实例子程序程序编制一般在主程序中使用绝对坐标编程，可方便直观地确定每一个加工部分 的具体位置，而在子程序中使用增量式编程，避免多次调用子程序出现的坐 标干涉。也可使用G92指令在子程序中重新定义工件坐标系。从图中可以看 出，加工的槽的位置呈前后、左右对称状，故工件坐标系的原点定在工件中 心的上表面，将使加工的轮廓槽在整个工件上的位置很直观。由于10个矩形槽的形状和尺寸完全一样，只是旋转的角度不同，为了轮廓上节点坐标的计算方便和简化编程，用子程序来完成水平形状的矩形槽的 切削，在主程序中通过旋转坐标系后分别调用子程序。在计算轮廓的节点坐 标时，使用其公称尺寸来计算，它的公差在刀具半径补偿中和刀具实际尺寸 一并考虑。数控铳床加工实例 子程序程序编制参考程序(1)主程序06001N010 G90 G69 G40 G49；N020 G54 GOO X-60 Y20；进入第1工件坐标系，定位到左上方槽的中心N030 GOO G43 H01 Z3；N040 S800 M03；N050 G68 R45；坐标系旋转45N060 M98 P6002；调用子程序N070 G69 GOO X-30；取消坐标系旋转，定位到第2个槽的中心数控铳床加工实例 子程序程序编制参考程序N080N090N100N110N120N130N140N150N160调用子程序定位到第3个槽的中心定位到第4个槽的中心定位到第5个槽的中心G68 R45；M98 P6002；G69 GOO X0；G68 R45；M98 P6002；G69 GOO X30；G68 R45；M98 P6002；G69 GOO X60； 坐标系旋转45。坐标系旋转45。调用子程序数控铳床加工实例 子程序程序编制参考程序N170 G68N180 M98N190 G69N200 G68N210 M98N220 G69N230 G68N240 M98N250 G69R45： P6002： GOO Y-20； R-45； P6002； GOO X30； R-45； P6002； GOO X0；定位到第2排右面第1个槽的中心坐标系旋转45。调用子程序定位到第2排右面第2个槽的中心定位到第2排右面第3个槽的中心数控铳床加工实例 子程序程序编制参考程序N260 G68R-45；N270 M98P6002；N280 G69GOO X-30；定位到第2排右面第4个槽的中心N290 G68R-45；N300 M98P6002；N310 G69GOO X-60；定位到最后5个槽的中心N320 G68R-45；N330 M98P6002；N340 G69；取消坐标系旋转数控铳床加工实例程序编制子程序参考程序N350 GOO G49 Z50；退刀N360 M05；N370 G91 G28 Z0；N380 G28 XO Y0；N390 G90；N400 M30；参考程序切入到矩形槽底D02 F40；切向矩形轮廓第1点并建立刀具半径补偿 逆时针切削矩形轮廓(2)子程序P 06002：N10 G91 G01 Z-9 F20；N20 G01 G41 X-10 Y7.5N30 G03 X-5 Y-5 R5；N40 G01 Y-5；N50 G03 X5 Y-5 R5；N60 G01 X20；N70 G03 X5 Y5 R5；数控铳床加工实例子程序程序编制参考程序N80 G01 Y5；N90 G03 X-5 Y5 R5； N100N110G01G40N120N130N140G01G01G03X-20；X10 Y-7.5；矩形轮廓切削结束，返回矩形中心，取消刀具半径补偿Z-5 F20；G41 X-5 F40；I5 J0；切入到矩形槽中间的圆孔的底部 切向圆周轮廓并建立刀具半径补偿 切削整圆参考程序圆周切削结束，返回圆心，取消刀具半径补偿N150 G01 G40 X5；刀具退出N160 GOO Z14；N170 G90；返回主程序