《数控加工工艺与编程》课件 项目17.pptx

1、数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程项目项目17学习目标学习目标项目项目17 槽类零件加工槽类零件加工掌握槽类零件铣削加工的基本方法；掌握槽类零件铣削加工的基本方法；掌握槽类零件几何要素的精度加工方法；掌握槽类零件几何要素的精度加工方法；掌握比例及镜像功能指令和坐标旋转指令的使用方法。掌握比例及镜像功能指令和坐标旋转指令的使用方法。工作任务工作任务如如图所图所示，槽形零件示，槽形零件的毛坯为四周已加工的铝的毛坯为四周已加工的铝锭（厚为锭（厚为20 mm，槽宽，槽宽6 mm，槽深，槽深2 mm）。试）。试编写该槽形零件加工程序。编写该槽形零件加工程序。知识准备知识准备17.1 各种类型槽的铣削方

2、法各种类型槽的铣削方法17.2 比例及镜像功能（比例及镜像功能（G51、G50）17.3 坐标系旋转功能（坐标系旋转功能（G68、G69）17.1 各种类型槽的铣削方法各种类型槽的铣削方法17.1.1 槽加工进给路线的确定槽加工进给路线的确定铣削加工进给路线包括切削进给和铣削加工进给路线包括切削进给和Z向快速移动进给两种进给路线。向快速移动进给两种进给路线。Z向向快速移动进给常采用下列进给路线：快速移动进给常采用下列进给路线：（1）铣削开口不通槽）铣削开口不通槽时，铣刀在时，铣刀在Z向可直接快速向可直接快速移动到位，不需工作进给，移动到位，不需工作进给，如如图所图所示。示。（2）铣削封闭槽（如

3、铣键槽时，铣刀需要有一切入距离）铣削封闭槽（如铣键槽时，铣刀需要有一切入距离Za，先快速移动到，先快速移动到距工具加工表面一切入距离距工具加工表面一切入距离Za的位置上（的位置上（R平面），然后以工作进给速度进给至平面），然后以工作进给速度进给至铣削深度铣削深度H，如，如左左图所示。图所示。（3）铣削轮廓及通槽时，铣刀应有一段切出距离）铣削轮廓及通槽时，铣刀应有一段切出距离Z0，可直接快速移动到距，可直接快速移动到距零件表面零件表面 处处Z0，如右图所示。，如右图所示。17.1.2 直角沟槽的铣削直角沟槽的铣削直角沟槽主要用三面刃铣刀来铣削，也可用立铣刀、槽铣刀及合成铣刀来铣直角沟槽主要用三面

4、刃铣刀来铣削，也可用立铣刀、槽铣刀及合成铣刀来铣削。对封闭的沟槽则都采用立铣刀或键槽铣刀。削。对封闭的沟槽则都采用立铣刀或键槽铣刀。键槽铣刀一般都是双刃的，端面刃能直接切入零件，故在铣封闭槽之前可以不键槽铣刀一般都是双刃的，端面刃能直接切入零件，故在铣封闭槽之前可以不必预先钻孔。键槽铣刀直径的尺寸精度较高，其直径的基本偏差有必预先钻孔。键槽铣刀直径的尺寸精度较高，其直径的基本偏差有d8和和e8两种。两种。立铣刀在铣封闭槽时，需预先钻好落刀孔。宽度大于立铣刀在铣封闭槽时，需预先钻好落刀孔。宽度大于25 mm的直角沟槽大都采的直角沟槽大都采用立铣刀来加工。对宽度大和深的沟槽也大多采用立铣刀来铣削。

5、用立铣刀来加工。对宽度大和深的沟槽也大多采用立铣刀来铣削。盘形槽铣刀简称槽铣刀，它的特点是刀齿的两侧一般没有刃口。有的槽铣刀齿盘形槽铣刀简称槽铣刀，它的特点是刀齿的两侧一般没有刃口。有的槽铣刀齿背做成铲齿形，这种切削刃在用钝以后，刃磨时只能磨前面而不能磨后面，刃磨后背做成铲齿形，这种切削刃在用钝以后，刃磨时只能磨前面而不能磨后面，刃磨后的切削刃形状和宽度都不改变，适用于加工大批相同尺寸的沟槽。这种铣刀的缺点的切削刃形状和宽度都不改变，适用于加工大批相同尺寸的沟槽。这种铣刀的缺点是制造复杂，切削性能也较差。是制造复杂，切削性能也较差。槽铣刀的宽度尺寸精度和键槽铣刀相同，其基本偏差为槽铣刀的宽度尺

6、寸精度和键槽铣刀相同，其基本偏差为k8。如。如左左图所示，零件图所示，零件的封闭槽则必须用立铣刀或键槽铣刀来加工。立铣刀的尺寸精度较低，其直径的基的封闭槽则必须用立铣刀或键槽铣刀来加工。立铣刀的尺寸精度较低，其直径的基本偏差为本偏差为js14，现采用直径为，现采用直径为16的立铣刀加工图中所示的封闭槽。由于此直角槽的立铣刀加工图中所示的封闭槽。由于此直角槽底部是贯通的，故装夹时应注意沟槽下面不能有垫铁，以免妨碍立铣刀穿通。而应底部是贯通的，故装夹时应注意沟槽下面不能有垫铁，以免妨碍立铣刀穿通。而应采用两块较窄的平行垫铁，垫在零件下面，如采用两块较窄的平行垫铁，垫在零件下面，如右右图所示。这条封

7、闭槽的长度是图所示。这条封闭槽的长度是32 mm，当用直径为，当用直径为16的铣刀切入后，工作台实际只需移动的铣刀切入后，工作台实际只需移动16 mm。1.铣通键槽铣通键槽17.1.3 键槽的铣削方法键槽的铣削方法如车床光杠上的键槽属于通键槽，铣刀如车床光杠上的键槽属于通键槽，铣刀轴上的键槽虽属半封闭键槽，但由于封闭的轴上的键槽虽属半封闭键槽，但由于封闭的一端是弧形的，故铣削时也可按通键槽一样一端是弧形的，故铣削时也可按通键槽一样加工，这类键槽一般都采用盘形槽铣刀来铣加工，这类键槽一般都采用盘形槽铣刀来铣削。这种长的轴类零件，若外圆已经磨准，削。这种长的轴类零件，若外圆已经磨准，则可用虎钳装夹

8、进行铣削（见图）。为了避则可用虎钳装夹进行铣削（见图）。为了避免因零件伸出钳口太多而产生振动和弯曲，免因零件伸出钳口太多而产生振动和弯曲，可在伸出端用千斤顶来支承。若零件直径是可在伸出端用千斤顶来支承。若零件直径是粗加工时，则应采用三爪自定心卡盘加后顶粗加工时，则应采用三爪自定心卡盘加后顶尖来装夹，中间还应采用千斤顶来支承。尖来装夹，中间还应采用千斤顶来支承。当零件装夹完毕，并把中心对好以当零件装夹完毕，并把中心对好以后，接着是调整铣削深度。调整时先使后，接着是调整铣削深度。调整时先使旋转的切削刃和圆柱面接触，然后退出旋转的切削刃和圆柱面接触，然后退出零件，再把工作台上升到键槽的深度，零件，再

9、把工作台上升到键槽的深度，即可开始铣削。当铣刀开始切到零件时，即可开始铣削。当铣刀开始切到零件时，应慢慢移动工作台（手动），而且不浇应慢慢移动工作台（手动），而且不浇注切削液，仔细观察在铣削宽度接近铣注切削液，仔细观察在铣削宽度接近铣刀宽度时，轴的一侧是否有先出现台阶刀宽度时，轴的一侧是否有先出现台阶的现象。若有该情况（见图），则说明的现象。若有该情况（见图），则说明铣刀还没有对准中心，铣刀应向有台阶铣刀还没有对准中心，铣刀应向有台阶的一侧移动一段距离，一直到对准为止。的一侧移动一段距离，一直到对准为止。2.铣封闭键槽铣封闭键槽如图所示，以加工传动轴上封闭键槽为例，介绍封闭槽加工方法和步骤。如

10、图所示，以加工传动轴上封闭键槽为例，介绍封闭槽加工方法和步骤。（1）一次铣到位。如图所示，）一次铣到位。如图所示，这种加工方法对铣刀的使用较不利，这种加工方法对铣刀的使用较不利，因为铣刀在用钝时，其切削刃上的因为铣刀在用钝时，其切削刃上的磨损长度等于键槽的深度。若刃磨磨损长度等于键槽的深度。若刃磨圆柱面切削刃，则因铣刀直径被磨圆柱面切削刃，则因铣刀直径被磨小而不能再进行精加工。因此，以小而不能再进行精加工。因此，以磨去端面一段较为合理。但对刃磨磨去端面一段较为合理。但对刃磨的铣刀直径，在使用之前需用千分的铣刀直径，在使用之前需用千分尺进行检查。尺进行检查。（2）分层铣削。如图所示，槽）分层铣削

11、。如图所示，槽的铣削每次铣削深度只有的铣削每次铣削深度只有0.5 mm左左右，以较快的进给量往复进行铣削，右，以较快的进给量往复进行铣削，一直铣到预定的深度为止。这种加一直铣到预定的深度为止。这种加工方法的特点是：铣刀用钝后只需工方法的特点是：铣刀用钝后只需磨端面刃（磨削不到磨端面刃（磨削不到1 mm），铣刀），铣刀直径不受影响，在铣削时也不会产直径不受影响，在铣削时也不会产生让刀现象。生让刀现象。17.1.4 T形槽的铣削形槽的铣削如图所示，铣削带有如图所示，铣削带有T形槽的零件，在铣床上装夹时，使零件形槽的零件，在铣床上装夹时，使零件侧面与工作台进给方向一致。侧面与工作台进给方向一致。1.

12、铣铣T形槽的步骤形槽的步骤（1）铣直角槽。在立式铣床上用键槽铣刀（或在卧式铣床上用槽铣刀）铣）铣直角槽。在立式铣床上用键槽铣刀（或在卧式铣床上用槽铣刀）铣出一条宽出一条宽18H7、深、深30 mm的直角槽，如图所示。的直角槽，如图所示。（2）铣）铣T形槽。拆下键槽铣刀，装上形槽。拆下键槽铣刀，装上直径直径32、厚、厚15 mm的的T形槽铣刀，接着把形槽铣刀，接着把T形槽铣刀的端面调整到与直角槽的槽底相形槽铣刀的端面调整到与直角槽的槽底相接触，然后开始铣削，如接触，然后开始铣削，如右右图所示。图所示。（3）槽口倒角。如果）槽口倒角。如果T形形槽在槽口处有倒角，可拆下槽在槽口处有倒角，可拆下T形槽

13、铣刀，装上倒角铣刀倒角，形槽铣刀，装上倒角铣刀倒角，如如右右图所示。倒角时应注意两图所示。倒角时应注意两边对称。边对称。2.铣铣T形槽应注意的事项形槽应注意的事项（1）T形槽铣刀在切削时切屑排出非常困难，经常把容屑槽填满而使铣刀失形槽铣刀在切削时切屑排出非常困难，经常把容屑槽填满而使铣刀失去切削能力，以致铣刀折断，所以应经常清除切屑。去切削能力，以致铣刀折断，所以应经常清除切屑。（2）T形槽铣刀的颈部直径较小，要注意避免因铣刀受到过大的铣削力和突形槽铣刀的颈部直径较小，要注意避免因铣刀受到过大的铣削力和突然的冲击力而折断。然的冲击力而折断。（3）由于排屑不畅，切削时热量不易散失，铣刀容易发热，

14、在铣钢件时，应）由于排屑不畅，切削时热量不易散失，铣刀容易发热，在铣钢件时，应充分喷注切削液。充分喷注切削液。（4）T形槽铣刀不能用得太钝，用钝的刀具的切削能力将大大减弱，铣削力形槽铣刀不能用得太钝，用钝的刀具的切削能力将大大减弱，铣削力和切削热会迅速增加，所以用钝的和切削热会迅速增加，所以用钝的T形铣刀铣削是铣刀折断的主要原因之一。形铣刀铣削是铣刀折断的主要原因之一。（5）T形槽铣刀在切削时工作条件较差，所以要采用较小的进给量和较低的切形槽铣刀在切削时工作条件较差，所以要采用较小的进给量和较低的切削速度，但铣削速度不能太低，否则会降低铣刀的切削性能和增加每齿的进给量。削速度，但铣削速度不能太

15、低，否则会降低铣刀的切削性能和增加每齿的进给量。（6）为了改善切屑的排出条件以及）为了改善切屑的排出条件以及减少铣刀与槽底面的摩擦，在设计和工艺减少铣刀与槽底面的摩擦，在设计和工艺条件条件7的许可的条件下，可把直角槽稍铣的许可的条件下，可把直角槽稍铣深些，这时铣好的深些，这时铣好的T形槽形状如图所示。形槽形状如图所示。这种形状的这种形状的T形槽对实际应用没有多大影形槽对实际应用没有多大影响。响。槽类零件的加工一般是进给路线简单，单重复次数较多，其编程一般采用子槽类零件的加工一般是进给路线简单，单重复次数较多，其编程一般采用子程序来完成。程序来完成。17.2 比例及镜像功能（比例及镜像功能（G5

16、1、G50）17.2.1 各轴按相同比例编程各轴按相同比例编程指令格式：指令格式：G51 X_ Y_ Z_ P_;G50;参数说明如下：参数说明如下：X、Y、Z为比例中心坐标（绝对方式），为比例中心坐标（绝对方式），P为比例系数，最小输入量为为比例系数，最小输入量为0.001，比例系数的范围为：，比例系数的范围为：0.001999.999。该指令以后的移动指令，从比。该指令以后的移动指令，从比例中心点开始，实际移动量为原数值的例中心点开始，实际移动量为原数值的P倍。倍。P值对偏移量无影响。值对偏移量无影响。例如，如例如，如图所图所示，起刀点为示，起刀点为X10 Y-10，编程如下：，编程如下：

17、O0001;主程序主程序N100 G92 X-50 Y-40;N110 G51 X0 Y0 P2;N120 M98 P0100;N130 G50;N140 M30;O0100;子程序子程序N10 G00 G90 X0 Y-10 F100;N20 G02 X0 Y10.I0 J10;N30 G01 X15 Y0;N40 G01 X0 Y-10;N50 M99;子程序返回子程序返回17.2.2 各轴以不同比例编程各轴以不同比例编程各个轴可以按不同比例来缩小或放大，当给定的比例系数为各个轴可以按不同比例来缩小或放大，当给定的比例系数为1时，为镜像加时，为镜像加工指令。工指令。指令格式：指令格式：G5

18、1 X_ Y_ Z_I_ J_ K_;G50;参数说明如下：参数说明如下：X、Y、Z为比例中心坐标，为比例中心坐标，I、J、K对应对应X、Y、Z轴的比例系数，在轴的比例系数，在0.0019.999范围内。本系统范围内。本系统设定设定I、J、K不能带小数点，比例为不能带小数点，比例为1时，应输入时，应输入1000，并在程序中都应输入，不，并在程序中都应输入，不能省略。能省略。17.2.3 镜像功能镜像功能G51指令当比例系数为指令当比例系数为1时，为镜像加工指令。时，为镜像加工指令。例如例如，图所图所示槽加工刀具路径，其中槽深为示槽加工刀具路径，其中槽深为2 mm，比例系数取为，比例系数取为+1

19、000或或1000。设刀具起始点在。设刀具起始点在O点，程序如下：点，程序如下：O9000;子程序子程序N10 G00 X60 Y60;到三角形左顶点到三角形左顶点N20 G01 Z-2 F100;切入零件切入零件N30 G01 X100 Y60;切削三角形一边切削三角形一边N40 X100 Y100;切削三角形第二边切削三角形第二边N50 X60 Y60;切削三角形第三边切削三角形第三边N60 G00 Z4;向上抬刀向上抬刀N70 M99;子程序结束子程序结束O100;主程序主程序N10 G92 X0 Y0 Z10;建立加工坐标系建立加工坐标系N20 G90;选择绝对方式选择绝对方式N30

20、M98 P9000;调用调用9000号子程序切削号子程序切削1#三角形三角形N40 G51 X50 Y50 I-1000 J1000;以以X50 Y50为中心，为中心，X比例为比例为-1、Y比例为比例为+1镜像镜像N50 M98 P9000;调用调用9000号子程序切削号子程序切削2#三角形三角形N60 G51 X50 Y50 I-1000 J-1000;以以X50 Y50为中心，为中心，X比例为比例为-1、Y比例为比例为-1镜像镜像N70 M98 P9000;调用调用9000号子程序切削号子程序切削3#三角形三角形N80 G51 X50 Y50 I1000 J-1000;以以X50 Y50为

21、中心，为中心，X比例为比例为+1、Y比例为比例为-1镜像镜像N90 M98 P9000;调用调用9000号子程序切削号子程序切削4#三角形三角形N100 G50;取消镜像取消镜像N110 M30;程序结束程序结束17.3 坐标系坐标系旋转功能（旋转功能（G68、G69）该指令可使图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度，该指令可使图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度，G68表示表示开始坐标系旋转，开始坐标系旋转，G69用于撤销旋转功能。用于撤销旋转功能。17.3.1 基本编程方法基本编程方法指令格式：指令格式：G68 X_ Y_ R_;G69;参数说明如下：参数说明如下：X、Y为旋

22、转中心的坐标值（可以是为旋转中心的坐标值（可以是X、Y、Z中的任意两个），它们由当前中的任意两个），它们由当前平面选择指令平面选择指令G17、G18、G19中的一个确定。当中的一个确定。当X、Y省略时，省略时，G68指令认为当指令认为当前的位置即为旋转中心。前的位置即为旋转中心。R为旋转角度，逆时针旋转定义为正方向，顺时针旋转定义为负方向。为旋转角度，逆时针旋转定义为正方向，顺时针旋转定义为负方向。当在绝对坐标方式下程序时，当在绝对坐标方式下程序时，G68程序段后的第一个程序段必须使用程序段后的第一个程序段必须使用绝对坐标方式移动指令，才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量坐标绝对坐标方式移动

23、指令，才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量坐标方式移动指令，那么系统将以当前位置为旋转中心，按方式移动指令，那么系统将以当前位置为旋转中心，按G68给定的角度旋给定的角度旋转坐标。转坐标。例如，如图所示，编制该轮廓的数控加工程序，设刀具起点距零件上表面例如，如图所示，编制该轮廓的数控加工程序，设刀具起点距零件上表面50 mm，切削深度，切削深度3 mm。O10;子程序（加工图形子程序（加工图形1的程序）的程序）G41 G01 X30 Y-5 D01 F50;Y0;G02 X50 I10;X40 I-5;G03 X20 I-5;G0 Y-5;G40 X0 Y0;M99;O20;主程序主程序G5

24、4 G90 G17 M03 S600;G43 G0Z5 H01;G01 Z-3 F50;M98 P10;加工图形加工图形1G68 X0 Y0 R45;旋转旋转45M98 P10;加工图形加工图形2G68 X0 Y0 R90;旋转旋转90M98 P10;加工图形加工图形3G69;G49 Z50;M05;M30;17.3.2 坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系镜像旋转时，旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内。例如，图所示的镜像旋转时，旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内。例如，图所示的镜像轮廓，其数控镜像加工程序如下：镜像轮廓，其数控镜像加工程序如下：

25、N10 G92 X0 Y0;N20 G68 G90 X10 Y10 R-30;N30 G90 G42 G00 X10 Y10 F100 H01;N40 G91 X20;N50 G03 Y10 I-10 J5;N60 G01 X-20;N70 Y-10;N80 G40 G90 X0 Y0;N90 G69 M30;当选用半径为当选用半径为R5的立铣刀时，设置：的立铣刀时，设置：H01=5。17.3.3 与比例编程方式的关系与比例编程方式的关系数控铣镜像加工编程，执行比例模式时，同时执行坐标旋转指令，旋转中数控铣镜像加工编程，执行比例模式时，同时执行坐标旋转指令，旋转中心坐标也执行比例操作，但旋转角

26、度不受影响，这时各指令的排列顺序如下：心坐标也执行比例操作，但旋转角度不受影响，这时各指令的排列顺序如下：G51G68G41/G42G40G69G50任务执行任务执行零件图工艺分析零件图工艺分析加工参考程序（加工参考程序（FANUC系统）系统）（1）零件图工艺分析。该槽形零件除了槽的加工外，还有螺纹孔的加工。结构）零件图工艺分析。该槽形零件除了槽的加工外，还有螺纹孔的加工。结构相对比较简单，也没有特别高的尺寸精度和粗糙度要求。故工艺路线为：钻孔相对比较简单，也没有特别高的尺寸精度和粗糙度要求。故工艺路线为：钻孔扩扩孔孔攻螺纹攻螺纹铣槽，数控加工工序卡如表所示。铣槽，数控加工工序卡如表所示。（厂

27、名）（厂名）零件名零件名称称泵盖泵盖零件号零件号数控加工工序卡片数控加工工序卡片材料材料工艺压板工艺压板程序号程序号夹具名夹具名称称机用平口虎钳和压板机用平口虎钳和压板使用设备使用设备XK5034工序号工序号编制编制车间车间工步号工步号工步内工步内容容刀具编刀具编号号刀具规刀具规格格/mm主轴转主轴转速速/r/min进给速度进给速度/mm/min被吃刀被吃刀量量/mm备注备注1中心钻中心钻T014中心中心钻钻1500802扩钻扩钻T025钻头钻头20001003攻螺纹攻螺纹T03M6攻螺攻螺纹纹2002004铣斜槽铣斜槽T046铣刀铣刀2300180（2）在数控钻铣床）在数控钻铣床ZJK753

28、2A-2上进行加工，加工参考程序（上进行加工，加工参考程序（FANUC系系统）如下：统）如下：N10 G21;设定单位为设定单位为mmN20 G40 G49 G80 H00;取消刀补和循环加工取消刀补和循环加工N30 G28 X0 Y0 Z50;回参考点回参考点N40 M00;开始开始5 mm钻孔钻孔N50 M03 S1500;N60 G90 G43 H01 G00 X0 Y20.0 Z10.0;快速进到快速进到R点，建立长度补偿点，建立长度补偿N70 G81 G99 X0 Y20.0 Z-7.0 R2.0 F80;G81循环钻孔（深循环钻孔（深7），返回），返回R点点N80 G99 X17.

29、32 Y10.0;N90 G99 Y-10.0;N100 G99 X0 Y-20.0;N110 G99 X-17.32 Y-10.0;N120 G98 Y10.0;N130 G80 M05;取消循环钻孔指令、主轴停止取消循环钻孔指令、主轴停止N140 G28 X0 Y0 Z50;回参考点回参考点N150 G49 M00;开始扩孔开始扩孔N160 M03 S2000;N170 G90 G43 H02 G00 X0 Y20.0 Z10.0;N180 G83 G99 X0 Y20.0 Z-12.0 R2.0 Q7.0 F100;G83循环扩孔循环扩孔N190 G99 X17.32 Y10.0;N20

30、0 G99 Y-10.0;N210 G99 X0 Y-20.0;N220 G99 X-17.32 Y-10.0;N230 G98 Y10.0;N240 G80 M05;取消循环扩孔指令、主轴停止取消循环扩孔指令、主轴停止N250 G28 X0 Y0 Z50;N260 G49 M00;开始攻螺纹开始攻螺纹N270 M03 S200N280 G90 G43 H03 G00 X0 Y20.0 Z10.0;N290 G84 G99 X0 Y20.0 Z-8.0 R7 F200;G84循环攻螺纹循环攻螺纹N300 G99 X17.32 Y10.0;N305 G99 Y-10;N310 G99 X0 Y-

31、20.0;N320 G99 X-17.32 Y-10.0;N330 G98 Y10.0;N340 G80 M05;取消螺纹循环指令、主轴停止取消螺纹循环指令、主轴停止N350 G28 X0 Y0 Z50;N360 G49 M00;铣槽程序铣槽程序N370 M03 S2300;N380 G90 G43 G00 X-30.0 Y10.0 Z10.0 H04;N390 Z2.0;N400 G01 Z0 F180;N410 X0 Y40.0 Z-2.0;N420 X30.0 Y10.0 Z0;N430 G00 Z2.0;N440 X-30.0 Y-30.0;N450 G01 Z-2.0 F100;N460 X30.0;N470 G00 Z10.0 M05;N480 G28 X0 Y0 Z50;N490 M30;THANK YOU!