项目三 数控铣床操作与零件加工 任务一 平面类零件铣削加工

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1 项目三 数控铣床操作与零件加工 任务一 平面类零件铣削加工
《数控铣削加工实训》课程 项目三 数控铣床操作与零件加工 任务一 平面类零件铣削加工 丽水市职业高级中学 数控学部

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3 子任务一 数控铣床的对刀操作

4 子任务一 数控铣床的对刀操作 1、用机用虎钳装夹零件的对刀 （1）用机用虎钳装夹零件的分中对刀方法
子任务一 数控铣床的对刀操作   1、用机用虎钳装夹零件的对刀 （1）用机用虎钳装夹零件的分中对刀方法 当工件左右、前后对称时，通常把工件坐标系原点设置在工件上表面正中位置，如图所示，下面介绍其对刀方法，这种对刀方法习惯称为“分中对刀方法”，简称“分中”。

5 子任务一 数控铣床的对刀操作 1）对X方向：用刀轻轻碰工件的左边，以刚刚碰到为准。记下机械坐标值“X左”，然后移动刀具的正Z轴，离开工件。然后将刀具移动到工件的右边，用刀轻轻碰之。记下机械坐标值“X右”，然后移动刀具的正Z轴，离开工件。 计算：X=（X左+ X右）/2， 将X值，输入到G54中的X位置上。 2）对Y方向：用刀轻轻碰工件的前边，以刚刚碰到为准。记下机械坐标值“Y前”，然后移动刀具的正Z轴，离开工件。然后将刀具移动到工件的后边，用刀轻轻碰之。记下机械坐标值“Y后”，然后移动刀具的正Z轴，离开工件。 计算：Y=（Y前+ Y后）/2，将Y值，输入到G54中的Y位置上。

6 子任务一 数控铣床的对刀操作 3）对Z方向：用刀具轻轻碰工件的顶面，以刚刚碰到为准。
子任务一 数控铣床的对刀操作 3）对Z方向：用刀具轻轻碰工件的顶面，以刚刚碰到为准。 记下机械坐标值“Z”值，将Z值，输入到G54中的Z位置上。 4）对刀检查：移动刀具的正Z轴，离开工件。在“单段”或“自动”模式，按下“MDI”键，输入一个指令段（G54、G01X0Y0），每输完一个指令段，按“循环启动” 执行这个指令段。仔细观察机床位置与工件坐标值是否相符。 注：数控系统有“相对坐标清零”时，可以采用“相对坐标清零”的方法，这样计算起来比较简单。

7 子任务一 数控铣床的对刀操作 （2）用机用虎钳装夹零件的角点对刀方法
子任务一 数控铣床的对刀操作  （2）用机用虎钳装夹零件的角点对刀方法 当工件左右、前后不对称时，通常把工件坐标系原点设置在工件上表面左前角点位置，如图所示，下面介绍其对刀方法。 角点对刀方法与其它对刀法的原理是一样的，角点对刀方法就是通过对刀找到工件上表面左前角点在机床坐标系中的机械坐标值。

8 子任务一 数控铣床的对刀操作 1）对X方向：用刀轻轻碰工件的左边，以刚刚碰到为准。记下机械坐标值“X左”，计算：X=（X左+ R）/2，R为铣刀半径。将X值，输入到G54中的X位置上。 注：数控系统有“相对坐标清零”时，刀碰到工件的左边后，对X的相对坐标清零，再抬刀把铣刀向右移动一个刀具半径值。记下机械坐标值“X”，将X值输入到G54中的X位置上。 2）对Y方向：用刀轻轻碰工件的前边，以刚刚碰到为准。记下机械坐标值“Y前”，计算：Y=（Y前+ R）/2，R为铣刀半径。将Y值，输入到G54中的Y位置上。 3）对Z方向：用刀具轻轻碰工件的顶面，以刚刚碰到为准。 记下机械坐标值“Z”值，将Z值，输入到G54中的Z位置上。

9 子任务一 数控铣床的对刀操作 2、用卡盘装夹圆形零件的对刀
子任务一 数控铣床的对刀操作  2、用卡盘装夹圆形零件的对刀 在数控铣床上使用卡盘作为夹具时，通常用压板将卡盘压紧在工作台面上，使卡盘轴心线与主轴平行。三爪卡盘装夹一般为圆形工件，圆形工件通常把工件坐标系原点设置在工件上表面圆心位置。其对刀方法采用百分表（或千分表）对刀法。

10 子任务一 数控铣床的对刀操作 （1）X、Y向对刀
子任务一 数控铣床的对刀操作 （1）X、Y向对刀 如图所示，将百分表的安装杆装在刀柄上，或将百分表的磁性座吸在主轴套筒上，移动工作台使主轴中心线（即刀具中心）大约移到工件中心，调节磁性座上伸缩杆的长度和角度，使百分表的触头接触工件的圆周面，（指针转动约0.1mm）用手慢慢转动主轴，使百分表的触头沿着工件的圆周面转动，观察百分表指针的偏移情况，慢慢移动工作台的X轴和Y轴，多次反复后，待转动主轴时百分表的指针基本在同一位置（表头转动一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内，如0.02mm），这时可认为主轴的中心就是X轴和Y轴的原点。记下机械坐标值“X、Y”值，将X、Y值，输入到G54中的X、Y位置上。

11 子任务一 数控铣床的对刀操作 （2）Z向对刀 卸下百分表装上铣刀，用刀具轻轻碰工件的顶面，以刚刚碰到为准。记下机械坐标值“Z”值，将Z值，输入到G54中的Z位置上。 注：对刀部位是圆柱外表面时，如图所示。用机用虎钳装夹圆形零件时，也采用此对刀方法。还有分中棒对刀法、对刀仪对刀法将在后续项目中介绍。

12 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工

13 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工   1、平面铣削的工艺知识 （1）平面铣削的加工方法 平面铣削的加工方法主要有周铣和端铣两种。

14 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工 （2）平面铣削的刀具 1）立铣刀 立铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，圆周切削刃为主切削刃，主要用来铣削台阶面。一般￠20mm～￠40mm的立铣刀铣削台阶面的质量较好。 2）面铣刀 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为主切削刃，主要用来铣削大平面，以提高加工效率。 立铣刀 面铣刀

15 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工 （3）平面铣削的切削参数 1)背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择 背吃刀量和侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定： ①在要求工件表面粗糙度值Ra为12.5～25微米时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，粗铣一次进给就可以达到要求。但余量较大、数控铣床刚性较差或功率较小时，可分两次进给完成。 ②在要求工件表面粗糙度值Ra为3.2～12.5微米时，可分粗铣和半精铣两步进行，粗铣的背吃刀量与侧吃刀量取同。粗铣后留0.5～1mm的余量，在半精铣时完成。 ③在要求工件表面粗糙度值Ra为0.8～3.2微米时，可分为粗铣、半精铣和精铣三步进行。半精铣时背吃刀量与侧吃刀量取1.5～2mm，精铣时，圆周侧吃刀量可取0.3～0.5mm，端铣背吃刀量取0.5～1mm。

16 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工 2)进给速度Vf的选择 进给速度Vf与每齿进给量fz有关。即Vf = nZfz 每齿进给量参考切削用量手册或下表选取。

17 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工 3）切削速度 下表为铣削速度Vc的推荐范围。
实际编程中，切削速度确定后，还要计算出主轴转速，其计算公式为： n=1000Vc/（πD） 式中：υc—切削线速度，m/min； n—为主轴转速，r/min； D—刀具直径，mm。 计算的主轴转速最后要参考机床说明书查看机床最高转速是否能满足需要。

18 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工 2、平面加工程序的编制

19 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工 （1）平面加工程序的编制与录入 （2）平面加工程序的校验 首先在手动模式下，按“机床锁定、Z轴锁定”。再按“F9显示切换”，变换到图形界面。最后，在自动模式下，按“程序F1——程序校验——循环启动”，仔细检查程序轨迹，并修改程序直至完全正确。 注：程序轨迹图形中，红轨迹线为快速移动，黄轨迹线为进给移动。

20 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工 3、平面加工 在检查对刀建立的工件坐标系和程序的校验没问题后，可以运行程序进行平面试切加工。在试切加工前，仔细检查一下程序内的Z坐标值，保证安全。 试切加工注意事项： 1）试切加工前，要把机床解锁，使刀移至在工件上方100mm以上；快速倍率和进给倍率调至10%； 2）在“单段”或“自动”模式，按下“循环启动”键，试切加工过程中，手放在“进给保持”上，随时准备暂停；

21 子任务二 平面加工程序的编制及平面铣削加工 3、平面加工 试切加工注意事项： 3）当刀具快接近工件时，按下“进给保持”，暂停检查正运行程序段的Z值是否正确；再检查此时的工件坐标位置是否相符； 4）试切加工过程中，要边加工边检查，发现问题，及时暂停。Z轴深度到位后，进给倍率和主轴倍率可根据加工情况进行调整。 注：平面加工可分粗、精加工，粗加工时给精加工留0.1mm的余量，精加工时应注意测量，保证高度尺寸20mm。

22 子任务三 跑道形工件编程与加工

23 子任务三 跑道形工件编程与加工 1、跑道形工件外轮廓编程
子任务三 跑道形工件编程与加工 1、跑道形工件外轮廓编程 跑道形工件外轮廓比较简单，由两段圆弧、两段直线组成，编程的关键是确定走刀路线。为保证工件尺寸，需要采用刀具半径补偿指令G41、G42、G40。参考加工刀路为1－2－3－4－5－6－7－8－9－10－11－12，如图所示，1－2段建立刀补，11－12段取消刀补，3－4圆弧切入段、9－10圆弧切出段，参考程序为O0088－2。 注：粗、精加工采用同一程序，通过设置刀补值控制加工余量和达到尺寸要求。

24 子任务三 跑道形工件编程与加工

25 子任务三 跑道形工件编程与加工 2、跑道形工件内轮廓编程
子任务三 跑道形工件编程与加工 2、跑道形工件内轮廓编程 跑道形工件内轮廓由四段圆弧、四段直线组成，编程的参考加工刀路为1－2－3－4－5－6－7－8－9－10－11－12－13－14，如下图所示，1－2段建立刀补，13－14段取消刀补，2－3圆弧切入段、12－13圆弧切出段，参考程序为O0088－3。

26 子任务三 跑道形工件编程与加工 外轮廓加工参考刀路及参考程序 内轮廓加工程序O0088-3： %0088-3
子任务三 跑道形工件编程与加工 内轮廓加工程序O0088-3： %0088-3 G54G17G21G40G49G80G90 M3S1000 G0Z100 X0Y0 Y-2 Z10 G1Z-1F200 G41G1X6Y2D1 G3X0Y8R6 G1X-6.5 G3X-12.5Y2R6 G1Y-2 G3X-6.5Y-8R6 G1X6.5 G3X12.5Y-2R6 G1Y2 G3X6.5Y8R6 G1X0 G3X-6Y2R6 G40G1X0Y-2 M5 M30 外轮廓加工参考刀路及参考程序

27 子任务三 跑道形工件编程与加工 注意事项： （1）加入圆弧切入段、圆弧切出段，是为了在加工时沿轮廓切向切入切出，保证工件表面质量；
子任务三 跑道形工件编程与加工 注意事项： （1）加入圆弧切入段、圆弧切出段，是为了在加工时沿轮廓切向切入切出，保证工件表面质量； （2）铣削外形轮廓时，刀具应在工件外面下刀，注意避免刀具快速下刀时与工件发生碰撞； （3）使用立铣刀粗铣内槽时，应先在工件上钻工艺孔，避免立铣刀中心垂直切削工件； （4）在进行刀具半径补偿时，切入和切出圆弧半径应大于刀具半径补偿设定值； （5）精铣时应采用顺铣方式，以提高尺寸精度和表面质量； （6）铣削内槽的R6内圆弧时，注意调低刀具进给率。

28 子任务三 跑道形工件编程与加工 3、子程序调用指令M98、M99
子任务三 跑道形工件编程与加工 3、子程序调用指令M98、M99 跑道形工件内外轮廓的加工深度都是5mm，但上面程序的加工深度只有1mm，要把深度加工到位，必须不断修改程序的下刀Z值，并多次调用程序加工。其实可采用子程序调用指令M98、M99，使编程加工简化。 若一组程序段在一个程序中多次出现，或在几个程序中都要使用它，为了简化程序，可以把这组程序段抽出来，按规定的格式写成一个新的程序段，以供主程序调用，这种程序就叫做子程序。主程序执行过程中如果需要某一个子程序，可以通过一定的格式的子程序调用指令来调用该子程序，执行完后返回到主程序，继续执行后面的程序段。

29 子任务三 跑道形工件编程与加工 采用子程序编程参考刀路及参考程序 采用子程序编程O0088-4： G1X-6.5 G3X-12.5Y2R6
子任务三 跑道形工件编程与加工 采用子程序编程参考刀路及参考程序 采用子程序编程O0088-4： G1X-6.5 G3X-12.5Y2R6 %0088-4 G1Y-2 G54G17G21G40G49G80G90 G3X-6.5Y-8R6 G1X6.5 M3S1000 G3X12.5Y-2R6 G0Z100 G1Y2 X0Y0 G3X6.5Y8R6 Y-2 G1X0 Z10 G3X-6Y2R6 Z4 G40G1X0Y-2 M98P1L5 G91Z4 G90G0Z100 M99 M5 M30 %0001 G91G1Z-5F200 G90G41G1X6Y2D1 G3X0Y8R6

30 子任务三 跑道形工件编程与加工 （1）子程序的编程格式 %×××× …… M99
子任务三 跑道形工件编程与加工 （1）子程序的编程格式 %×××× …… M99 注：在子程序开头必须规定子程序号，以作为调用入口地址，在子程序的结尾用M99，以控制执行完该子程序后返回主程序。

31 子任务三 跑道形工件编程与加工 （2）子程序的调用格式 M98P××××L×××× P 被调用的子程序号；L 重复调用次数。
子任务三 跑道形工件编程与加工 （2）子程序的调用格式 M98P××××L×××× P 被调用的子程序号；L 重复调用次数。 （3）子程序嵌套 子程序执行过程中也可以调用其他子程序，这就是子程序嵌套。子程序嵌套的次数由具体控系统规定，编程中使用较多的是二重嵌套。 跑道形工件内轮廓编程采用子程序调用指令M98、M99的加工刀路，如上图所示。参考程序为O0088－4。

32 子任务四 “心”形工件的编程与加工

33 子任务四 心”形工件的编程与加工 1、“心”形工件的圆形外轮廓编程与加工 加工走刀路线为1－2－3－4－5－6－7－8－9。
子任务四 心”形工件的编程与加工 1、“心”形工件的圆形外轮廓编程与加工 加工走刀路线为1－2－3－4－5－6－7－8－9。 用子程序分层铣削校验轨迹。

34 子任务四 心”形工件的编程与加工 1、“心”形工件的圆形外轮廓编程与加工 圆形外轮廓参考程序 用子程序分层铣削校验轨迹。 O0088-5：
子任务四 心”形工件的编程与加工 1、“心”形工件的圆形外轮廓编程与加工 圆形外轮廓参考程序 O0088-5： %0088-5 G54G17G21G40G49G80G90 M3S1000 G0Z100 X0Y0 Y-77.5 Z4 M98P1L5 G90G0Z100 M5 M30 %0001 G91G1Z-5F200 G90G41G1X30Y-67.5D1 G3X0Y-37.5R30 G2I0J37.5 G3X-30Y-67.5R30 G40G1X0Y-77.5 G91Z4 M99 用子程序分层铣削校验轨迹。

35 子任务四 心”形工件的编程与加工 2、“心”形工件的心形内轮廓编程与加工 走刀路线为1－2－3－4－5－6－7－8－9－10。
子任务四 心”形工件的编程与加工 2、“心”形工件的心形内轮廓编程与加工 走刀路线为1－2－3－4－5－6－7－8－9－10。 用子程序分层铣削校验轨迹。

36 子任务四 心”形工件的编程与加工 2、“心”形工件的心形内轮廓编程与加工 心形内轮廓参考程序 用子程序分层铣削校验轨迹。 O0088-6：
子任务四 心”形工件的编程与加工 2、“心”形工件的心形内轮廓编程与加工 心形内轮廓参考程序 O0088-6： %0088-6 G54G17G21G40G49G80G90 M3S1000 G0Z100 X0Y0 Z4 M98P1L5 G90G0Z100 M5 M30 %0001 G91G1Z-5F200 G90G41G1X-14Y-16D1 G3X0Y-30R14 G3X30Y0R30 G3X3Y7.94R15 G2X-3Y7.94R5 G3X-30Y0R15 G3X0Y-30R30 G3X14Y-16R14 G40G1X0Y0 G91Z4 M99 用子程序分层铣削校验轨迹。

37 子任务四 心”形工件的编程与加工 3、“心”形工件的跑道形内轮廓编程与加工 走刀路线为1－2－3－4－5－6－7－8。
子任务四 心”形工件的编程与加工 3、“心”形工件的跑道形内轮廓编程与加工 走刀路线为1－2－3－4－5－6－7－8。 用子程序分层铣削校验轨迹。

38 子任务四 心”形工件的编程与加工 3、“心”形工件的跑道形内轮廓编程与加工 心形内轮廓参考程序 用子程序分层铣削校验轨迹。 O0088-7：
子任务四 心”形工件的编程与加工 3、“心”形工件的跑道形内轮廓编程与加工 心形内轮廓参考程序 O0088-7： %0088-7 G54G17G21G40G49G80G90 M3S1000 G0Z100 X0Y0 Y25 Z4 M98P1L5 G90G0Z100 M5 M30 %0001 G91G1Z-5F200 G90G41G1Y31D1 G1X-9 G3Y19R6 G1X9 G3Y31R6 G1X0 G40G1Y25 G91Z4 M99 用子程序分层铣削校验轨迹。

39 拓展练习 动手动脑，全面发展

40 拓展练习 动手动脑，全面发展 （1）对下图所示工件进行编程并加工。

41 拓展练习 动手动脑，全面发展 （2）对下图所示工件进行编程并加工。

42 拓展练习 动手动脑，全面发展 （3）对下图所示工件进行编程并加工。

43 拓展练习 动手动脑，全面发展 （4）对下图所示工件进行编程并加工。

44 谢 谢！