【正文】 【例 57】 精加工圖 539所示內(nèi)輪廓面，進(jìn)給速度F?=?100 mm/min，主軸轉(zhuǎn)速 S?=?1000 r/min，試用刀具補(bǔ)償指令編程。在建立刀具半徑補(bǔ)償之前，刀具應(yīng)遠(yuǎn)離零件輪廓適當(dāng)?shù)木嚯x，且應(yīng)與選定好的切入點(diǎn)和進(jìn)刀方式協(xié)調(diào)，保證刀具半徑補(bǔ)償?shù)挠行?，如圖 537所示。 D代碼中存放刀具半徑值作為偏置量，用于 CNC系統(tǒng)計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，一般有 D00～ D99，偏置量可用 CRT/MDI方式輸入。 G17 G41 X Y D G18 G42 X Z D G19 G40 Y Z D G01 (G00) 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 536 建立和取消刀補(bǔ)過程 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 (3) ?X、 Y是 G0 G00運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 535 刀具半徑的左右補(bǔ)償 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 3．編程格式 4．說明 (1) ?G4 G4 G40為模態(tài)指令，機(jī)床初始狀態(tài)為 G40。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 534 刀具半徑補(bǔ)償 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 2．指令及功能 G41是刀具半徑左補(bǔ)償指令 (簡稱左刀補(bǔ) )，即假定工件不動(dòng)，順著刀具前進(jìn)方向看，刀具位于工件輪廓的左邊，如圖 535(a)所示。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 刀具半徑補(bǔ)償指令 (G4 G4 G40) 1．刀具半徑補(bǔ)償功能的作用 在用銑刀進(jìn)行輪廓加工時(shí)，因?yàn)殂姷毒哂幸欢ǖ陌霃?，所以刀具中?(刀心 )軌跡和工件輪廓不重合。使用 G43時(shí)相加，使用 G44時(shí)相減，然后將運(yùn)算結(jié)果作為終點(diǎn)坐標(biāo)值進(jìn)行加工。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 (1) 指令： G43是建立刀具長度正補(bǔ)償， G44是建立刀具長度負(fù)補(bǔ)償， G49是取消刀具長度補(bǔ)償。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 533 倒角和拐角圓弧過渡的實(shí)例 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 編程如下： O5015 N001 G92 G90 X0 Y0； N002 G00 ； N003 G01 ， ； N004 ， ； N005 G03 ， ； N006 G01 ， ； N007 ， ； N008 ， ； N009 ； N010 G00 X0 Y0； N011 M02； 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 刀具長度補(bǔ)償指令 (G4 G4 G49) 刀具長度補(bǔ)償功能用于 Z軸方向的刀具補(bǔ)償，其實(shí)質(zhì)是將刀具相對工件的坐標(biāo)由刀具長度基準(zhǔn)點(diǎn) (或稱刀具安裝定位點(diǎn) )移到刀具刀位點(diǎn)的位置。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 ① 倒角：在 C之后，指定從虛擬拐點(diǎn)到拐角起點(diǎn)和終點(diǎn)的距離。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 532 螺旋槽加工 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 (1) 計(jì)算求得刀心軌跡坐標(biāo)如下： A點(diǎn)： X?=?96， Y?=?60， Z?=?4； B點(diǎn)： X?=?24， Y?=?60， Z?=?1； 導(dǎo)程： K?=?6。 ③ ?K是螺旋線的導(dǎo)程，為正值。 G0 G03分別表示順時(shí)針、逆時(shí)針螺旋線插補(bǔ)。 ④ 加工整圓時(shí)，不可以使用 R編程，只能使用 I、 J、 K編程。 ③ 圓弧的圓心角 ≤180176。 (2) 圓弧的順、逆方向的判斷：沿與圓弧所在平面相垂直的另一坐標(biāo)軸的負(fù)方向看去，順時(shí)針為 G02，逆時(shí)針為G03，如圖 529所示。 ③ 如果 F代碼不指定，進(jìn)給速度被當(dāng)作零。 ③ 在未知 G00軌跡的情況下，應(yīng)盡量不用三坐標(biāo)編程，避免刀具碰撞工件或夾具。 (3) 說明： ① 常見 G00軌跡如圖 527所示。該組指令為模態(tài)指令，一般系統(tǒng)初始狀態(tài)為 G17狀態(tài)。 G92指令是通過程序來設(shè)定、選用工件坐標(biāo)系的，它所設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與當(dāng)前刀具所在的位置有關(guān)；G54～ G59指令是通過 MDI方式在設(shè)置參數(shù)方式下設(shè)定工件坐標(biāo)系的，一旦設(shè)定，編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置是不變的，它與刀具的當(dāng)前位置無關(guān)，除非再通過 MDI方式進(jìn)行修改。 工件坐標(biāo)系 (即加工坐標(biāo)系 )是通過設(shè)定各軸從機(jī)械原點(diǎn)(即圖 525中的參考點(diǎn) )到它們各自坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離來確定的。如圖 524所示，在加工之前，用手動(dòng)方式使刀具中心 (刀位點(diǎn) )位于刀具起點(diǎn) A，若已知刀具起點(diǎn)在工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值為 (α， β， γ)，則執(zhí)行程序段 G92 X α Y β Z γ后即建立了以工件零點(diǎn) OP為編程原點(diǎn)的工件坐標(biāo)系。 采用 G90編程時(shí)： A(10， 10)、 B(35， 50)、 C(90， 50)； 采用 G91編程時(shí)： B(25， 40)、 C(55， 0) 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 523 絕對、增量坐標(biāo) 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 工件坐標(biāo)系的設(shè)置與偏置 工件坐標(biāo)系的設(shè)定有以下兩種方法。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 加工中心的常用指令及應(yīng)用 絕對和增量編程方式 加工中心有兩種方法指令刀具的移動(dòng)，即絕對編程方式與增量編程方式。 在加工中心 XH713A換刀時(shí)，還必須結(jié)合 M98指令。 S代碼以地址 S后面接 1～ 4位數(shù)字組成。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 表 56 BEIJINGFANUC 0iMA數(shù)控系統(tǒng) M指令表 M 代碼 功能 應(yīng) 用 M00 程序暫停 當(dāng)執(zhí)行有 M00 指令的程序段后，主軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 、進(jìn)給、切削液都將停止。三軸聯(lián)動(dòng)的加工中心可以完成空間曲面的加工，但編程較為復(fù)雜，三軸聯(lián)動(dòng)以上的加工中心最好采用計(jì)算機(jī)輔助編程。正確掌握和應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)的各種功能對編程人員來講是十分必要的。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 2．常用裝夾方法 數(shù)控銑床或加工中心上常用的工件裝夾方法主要有以下幾種： (1) 用壓板、螺栓直接把工件裝夾在銑床的工作臺(tái)面上。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 表 53 銑刀每齒進(jìn)給量 fz 粗 銑 精 銑 工件材料 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 ～ ～ 鑄鐵 ～ ～ ～ ～ mm/z 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 3) 切削速度 銑削的切削速度可參照表 54進(jìn)行選取。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀。半精銑時(shí)，背吃刀量或側(cè)吃刀量取～ 2 mm；精銑時(shí)，圓周銑側(cè)吃刀量取 ～ mm，面銑刀背吃刀量取 ～ 1 mm。 (2) 當(dāng)工件表面粗糙度值 Ra為 ～ μm時(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。端銑時(shí)， ae為表面寬度；而圓周銑削時(shí)， ae為切削層深度。 2．銑削用量的選擇 從刀具耐用度出發(fā)，銑削用量的選擇方法是：先選取背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度，如圖 522所示。實(shí)踐證明，鉆頭直徑增大時(shí)，切削溫度有所下降。 普通麻花鉆鉆削進(jìn)給量可按以下經(jīng)驗(yàn)公式估算選?。? f?=?(～ )d0 式中， d0—— 孔的直徑。若兩次鉆出孔徑，可取較大的進(jìn)給量，既不降低生產(chǎn)效率，又提高了孔的加工精度。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 520 曲面加工常用的刀具 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 3) 銑刀及鉆頭的刀位點(diǎn) 如圖 521所示，鉆頭的刀位點(diǎn)是鉆頭頂點(diǎn)；圓柱銑刀的刀位點(diǎn)是刀具中心線與刀具底面的交點(diǎn)；球頭銑刀的刀位點(diǎn)是球頭的球心點(diǎn)或球頭頂點(diǎn)。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 (2) 曲面加工時(shí)銑刀的選擇。對不通孔 (深槽 )，選取 L=H+(5～10)mm，其中 L為刀具切削部分的長度， H為零件高度；加工通孔及通槽時(shí)，選取 L?=?H?+?rc?+?(5～ 10)mm，其中 rc為刀尖角半徑。 粗加工內(nèi)輪廓面時(shí)，銑刀最大直徑 Dt可按下式計(jì)算： 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 式中， D—— 輪廓的最小凹圓角直徑； δ—— 圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量； δ1—— 精加工余量； θ—— 圓角兩鄰邊的夾角，如圖 519所示。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 2) 銑刀的選擇 (1) 銑刀參數(shù)的確定。其主切削刃位于圓周面上，端面上的切削刃是副切削刃，故切削時(shí)一般不宜沿軸線方向進(jìn)給。當(dāng)?shù)稐U臂為 4～ 7倍刀桿直徑時(shí)，小孔用硬質(zhì)合金制刀桿，大孔用減振刀桿。對階梯孔的鏜削加工采用組合鏜刀，以提高鏜削效率。鉆大孔時(shí)，可采用剛度較大的硬質(zhì)合金扁鉆；鉆淺孔時(shí) (L/D≤2)宜采用硬質(zhì)合金的淺孔鉆，以提高效率和加工質(zhì)量。當(dāng)采用圖 518(b)所示的加工方案時(shí)，葉形的準(zhǔn)確度高，但程序較多。如采用圖 517(b)所示的進(jìn)給路線，先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，則能獲得較好的效果。銑削內(nèi)圓弧時(shí)，也要遵循從切向切入的原則，安排切入、切出過渡圓弧，如圖516所示，若刀具從編程原點(diǎn)出發(fā)，其加工路線可安排為1→2→3→4→5 ，這樣，可以提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 513 安全面高度 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 3) 銑削輪廓的進(jìn)給路線 銑削工件外輪廓時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃切削。 對于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料來說，建議采用順銑加工，這對于降低工件表面粗糙度值和提高刀具耐用度都有利。此外，逆銑時(shí)刀齒作用于工件的垂直進(jìn)給力 Fv朝上，有抬起工件的趨勢，這就要求工件裝夾牢固。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 510 刀具 Z向進(jìn)給路線設(shè)計(jì)示例 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 如圖 511所示，加工不通孔時(shí)，工作進(jìn)給距離為 ZF = Za + H + Tt 加工通孔時(shí)，工作進(jìn)給距離為 ZF = Za + H +?Z0?+?Tt 上述進(jìn)給距離中刀具切入、切出距離的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 51。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 59 定位進(jìn)給路線設(shè)計(jì)示例 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 2) 確定 Z向 (軸向 )進(jìn)給路線 刀具在 Z向的進(jìn)給路線分為快速移動(dòng)進(jìn)給路線和工作進(jìn)給路線。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 58 鉆孔時(shí)最短走刀路線設(shè)計(jì) 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 (2) 定位要準(zhǔn)確。即在刀具不與工件、夾具和機(jī)床碰撞的前提下空行程時(shí)間盡可能短。 7．加工精度較高的中小批量零件 針對加工中心的加工精度高、尺寸穩(wěn)定的特點(diǎn)，對加工精度要求較高的中小批量零件，選擇加工中心加工，容易獲得所要求的尺寸精度和形狀位置精度，并可得到良好的互換性。圖 56所示為某電器盒殼的注塑模具，由于工序高度集中，動(dòng)模、靜模等關(guān)鍵件基本上可在加工中心上通過一次安裝完成全部的機(jī)加工內(nèi)容，尺寸累計(jì)誤差及修配工作量較少，同時(shí)，模具的可復(fù)制性強(qiáng)，互換性好。 1) 凸輪類 這類零件有各種曲線的盤形凸輪、圓柱凸輪和端面凸輪等，加工時(shí)，可根據(jù)凸輪表面的復(fù)雜程度，選用三軸、四軸或五軸聯(lián)動(dòng)的加工中心。加工部位集中在單一端面上的盤、套、板類零件宜選擇立式加工中心進(jìn)行加工；加工部位不是位于同一方向上的零件宜選擇臥式加工中心進(jìn)行加工。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 52 直紋曲面 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 3．箱體類零件 如圖 53所示，箱體類零件一般要進(jìn)行多工位孔系及平面的加工，精度要求較高，特別是形狀精度和位置精度要求較嚴(yán)格，通常要經(jīng)過銑、鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、锪、攻螺紋等工步，需要刀具較多。 20′，最后變化到截面 (4)，斜角均勻變化為0176。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 圖 51 平面類零件 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 2．直紋曲面類零件 直紋曲面類零件是指由直線依某種規(guī)律移動(dòng)所產(chǎn)生的曲面類零件。 圖 51所示的三個(gè)零件均為平面類零件。第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 數(shù)控鏜銑削編程的工藝準(zhǔn)備 鏜銑削數(shù)控系統(tǒng)的主要基本功能 加工中心的常用指令及應(yīng)用 思考與訓(xùn)練 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 數(shù)控鏜銑削編程的工藝準(zhǔn)備 數(shù)控鏜銑削加工的主要對象 數(shù)控鏜銑削是機(jī)械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工方法之一，其既可以在數(shù)控銑床上進(jìn)行，也可在加工中心上進(jìn)行。 第 5章 數(shù)控鏜銑削編程 1．平面類零件 平面類零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工