1、项目14槽类零件的编程与加工技能要求1.掌握FANUC 0i Mate数控系统的编程指令G00、G01、G17、G18、G19、G02、G03、G43、G44、G49的编程格式及应用。2.了解数控铣床加工槽类零件的特点，并能够正确地对零件进行数控铣削工艺分析。3.通过对槽类零件的加工，掌握数控铣床加工零件的工艺编制方法。4.通过对槽类零件的加工，掌握数控铣床的编程方法。典型案例典型案例：在FANUC 0i Mate数控铣床上加工如图14-1所示零件，设毛坯是707010 mm的板料，且四个侧面和上下表面已加工，材料为45钢。图14-1典型案例零件图 一、插补平面选择 G17、G18、G19 知
2、识学习功能：该组指令用于选择直线、圆弧插补的平面。G17选择XY平面，G18选择XZ平面，G19选择YZ平面如图13-6所示。对于数控铣床和加工中心镗铣床，通常都是在XY坐标平面内进行轮廓加工。该组指令为模态指令，一般系统初始状态为G17状态。故G17可省略。图图图图14-2 14-2 插补平面选择插补平面选择插补平面选择插补平面选择 例如，图 14-3所示为半径等于 50mm 的球面，其球心位于坐标原点 O。编写刀具中心轨迹 AB、BC、CA 的圆弧插补和插补平面选择程序，则加工程序见表 14-1。程 序说 明N010 G54 G21 G40 G49 G90；建立工件坐标系N020 G00
3、X50.0 Y0；快速到达起刀点N030 M03 S800；主轴正转，其转速为800r/mmN040 G17 G90 G03 X0 Y50.0 I-50.0 J0；选择在XY平面内逆时针圆弧插补N050 G19 G91G03 Y-50.0 Z50.0 J-50.0 K0；选择在YZ平面平面内逆时针圆弧插补N060 G18 G90 G03 X50.0 Z0 R50.0；选择在XZ平面平面内逆时针圆弧插补N070 M30；程序结束表14-1 用插补平面选择编写的数控加工程序二、螺旋线插补指令 G02、G03 功能:在圆弧插补时,垂直插补平面的直线轴同步运动,构成螺旋线插补运动,如图14-4所示。G
4、02、G03分别表示顺时针、逆时针螺旋线插补,判断方向的方法同圆弧插补。格式：XY平面螺旋线：G17G02（G03）XYIJZKFZX平面圆弧螺旋线：G18G02（G03）XZIKYJFYZ平面圆弧螺旋线：G19G02（G03）YZJKXIF图图图图14-4 14-4 螺旋线切削螺旋线切削螺旋线切削螺旋线切削说明：以G17为例：（1）X、Y、Z是螺旋线的终点坐标。（2）I、J是圆心在X、Y平面上,是相对螺旋线起点的增量坐标。（3）K是螺旋线的导程,为正值。例如，如图 14-5所示，刀具从起始点开始沿圆弧段 1)和圆弧段 2)进行圆弧插补，通过 R 的正、负值可到不达同一位置，编写G02、G03
5、 的程序，则加工程序见表 14-2。程 序说 明N010 G54 G90 G40 G49 G17；建立工件坐标系N020 M03 S800；主轴正转，其转速为800r/mmN030 G00 X30.0 Y-50.0 Z0；快速达到下刀点N040 G01 Y0 F50；直线插补N050 G03 X0 Y30.0 R30.0 Z10.0；逆时针螺旋线圆弧插补N060 G00 Z30.0；刀具移至退刀点N070 X30.0 Y-50.0；N080 M30；程序结束表14-2 用螺旋线圆弧插补编写的数控加工程序三、刀具长度补偿指令 G43、G44、G49 指令：指令：G43 建立刀具长度正补偿建立刀具
6、长度正补偿 G44 建立刀具长度负补偿建立刀具长度负补偿 G49 取消刀具长度补偿取消刀具长度补偿格式：格式：说明：以G17为例（1）Z为补偿轴的终点坐标，H为长度补偿偏置号。调用G43 时，数控系统会将程序中 Z 坐标值自动加上 H 代码所指定的偏移量；在调用 G44 时，自动减去 H 代码指定的偏移量。实际应用中，常使用G43 长度补偿，只有在特殊情况下才使用 G44 指令；执行 G43时：Z实际值=Z指令值+（H）；执行 G44时：Z实际值=Z指令值（H）；（H）是指编号为寄存器中的补偿值，H00H99；（2）刀具长度正补偿即刀具实际位移量小于指令给定位 移量时,为刀具长度正补偿;反之则
7、为刀具长度负补偿。（3）G43和G44为模态指令。刀具长度补偿量（补偿值）的确定刀具长度补偿量（补偿值）的确定 1)第一种方法如图所示：事先通过机外对刀法测量出刀具长度,如图 14-7中所示 H01和 H02，作为刀具长度补偿值(该值应为正)，输入到对应的刀具补偿参数中，此时，工件坐标系(G54)中 Z 值的偏置值应设定为工件原点相对机床原点的 Z 向坐标值(该值为负)。2)第二种方法如图 14-8所示：将工件坐标系(G54)中 Z 值的偏置值设定为零，即 Z 向的工件原点与机床原点重合，通过机内对刀测量出刀具 Z 轴返回机床原点时刀位点相对工件基准面的距离(图中 H01、H02 均为负值)作
8、为每把刀具长度补偿值。3)第三种方法如图 14-9所示：将其中一把刀具作为基准刀，其长度补偿值为零，其他刀具的长度补偿值为与基准刀的长度差值(可通过机外或机内对刀的方法测量)。此时应先通过机内对刀法测量出基准刀在 z 轴返回机床原点时刀位点相对工件基准面的距离，并输入到工件坐标系(C54)中 Z 值的偏置参数中。例如，如图 14-10所示的三条槽，槽深均为 2mm，试用刀具补偿指令编程。选择 8 铣刀为 1 号，刀补设为 0，6 铣刀为 2 号，刀补设为 2mm，则加工程序见表 14-3。表表14-3 用刀具长度补偿编写的数控加工程序用刀具长度补偿编写的数控加工程序程 序说 明O1000;程序
9、名N0020 G54 G90 G17；建立工件坐标系等指令N0030 T01 M06;换01号刀N0040 S1200 M03；主轴正转1200r/minN0050 G43 G00 H01 Z100.0；建立1号刀具长度补偿，N0060 G00 X20.0 Y20.0；01号刀至下刀点N0070 Z5.0；N0080 G01 Z-2.0 F100；刀具Z向至槽底N0090 X80.0；N0100 G00 Z100.0；刀具上提100mmN0110 G49;N0120 M06 T02；换02号刀N0140 S1500 M03；主轴正转1500r/minN0150 G43 G00 H02 Z100
10、.0；建立2号刀具长度补偿N0160 X20.0 Y40.0；02号刀至下刀点N0170 G01 Z-2.0 F100；Z向进刀至槽底N0180 X80.0；X向进给槽长N0190 G00 Z5.0；N0200 X20.0 Y60.0；刀具移至下刀点N0210 G01 Z-2.0 F100；Z向进刀至槽底N0220 X80.0；X向进给槽长N0230 G00 Z100.0；N0240 X0 Y0；刀具移至退刀点N0250 G49；取消刀具补偿N0260 M05;N0270 M30；程序结束典型案例实施2 2刀具与切削刀具与切削用量选择用量选择 1零件工艺分析零件工艺分析 3参考程序参考程序工件
11、在加工时需采用一次装夹方式，采用平口虎钳夹紧的装夹方式。通过图纸分析，确定工件S型槽加工部分，并保证槽深和槽宽的尺寸。如图14-11所示，加工工件时使用O为坐标原点。图14-11编程原点示意图1零件工艺分析零件工艺分析尺寸计算铣S型槽在X正方向上的铣削起点坐标尺寸=15；铣S型槽在Y正方向上的铣削起点坐标尺寸=15+10=25；铣S型槽在X正方向上的铣削终点坐标尺寸=15+40=55；铣S型槽在Y正方向上的铣削终点坐标尺寸=15+4010=45；2.刀具与切削用量选择刀具与切削用量选择表表14-4 14-4 刀具选择表刀具选择表产品名称或代号课内实训样件零件名称S型槽零件零件图号14-1序号刀
12、具号刀具名称数量加工表面刀具半径Rmm刀具补偿号备注1T01键槽铣刀1 粗铣S型槽301 2T02键槽铣刀1精铣S型槽302 编制 审核 批准 共1页第1页表表14-5 14-5 工艺卡片工艺卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号课内实训样件S型槽零件14-1工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统场地001O1400精密虎钳数控铣床XD40AFANUC 0i Mate数控实训中心机房、车间工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速n（r/min）进给量f(mm/min)背吃刀量mm备注01粗铣S型槽T 0166001001.8 02精铣S型槽T 026800600.2 编制 审核 批准 共
13、1页第1页3程序编制程序编制 表表14-6 14-6 工件工件S型槽加工程序型槽加工程序程 序说 明O1400；工件S型槽加工程序名N2 G15 G40 G49 G50 G69 G80；安全模式：取消指令N4 G17 G21 G54 G90 G94；建立工件坐标系等指令N6 T01;选择1号刀N8 M06;机械手旋转换刀装刀N10 M03 S600；主轴转数为600r/min，主轴正转N12 G00 G43 H01 Z100.0 M08；建立T01刀具长度补偿N14 X15.0 Y25.0；快速移动到下刀点的上方N16 Z5.0；冷却液打开N18 G01 Z-1.8 F100；粗铣S型槽6键槽
14、铣刀T01N20 G03 X25.0 Y15.0 R10.0；逆时针圆弧插补N22 G01 X45.0；直线插补N24 G03 X45.0 Y35.0R10.0；逆时针圆弧插补N26 G01 X25.0；直线插补N28 G02 X25.0 Y55.0R10.0；顺时针圆弧插补N30 G01 X45.0；直线插补N32 G02 X55.0 Y45.0R10.0；顺时针圆弧插补N34 G00 Z100.0；快速退刀N36 G49;取消刀具长度补偿N38 T02;选择2号刀N40 M06;机械手旋转换刀装刀N42 M03 S800；主轴转数为800r/min，主轴正转N44 G00 G43 H02
15、Z100.0 M08；建立T02刀具长度补偿N46 X15.0 Y25.0；快速移动到下刀点的上方N48 Z5.0;N50 G01 Z-2.0 F60；精铣S型槽6键槽铣刀T02N52 G03 X25.0 Y15.0 R10.0；逆时针圆弧插补N54 G01 X45.0；直线插补N56 G03 X45.0 Y35.0R10.0；逆时针圆弧插补N58 G01 X25.0；直线插补N60 G02 X25.0 Y55.0R10.0；顺时针圆弧插补N62 G01 X45.0；直线插补N64 G02 X55.0 Y45.0R10.0；顺时针圆弧插补N66 G00 Z100；快速退刀N68 G49；取消刀
16、具长度补偿N70 M09；冷却液停止N72 M05；主轴停止N74 M30；程序结束并返回程序起点实施步骤1.完成本次加工任务按以下完成本次加工任务按以下7个步骤完成：个步骤完成：（1）检查机床，确认机床正常时，开机并回零；）检查机床，确认机床正常时，开机并回零；（2）装刀及工件装夹；）装刀及工件装夹；（3）对刀，将工件坐标系原点设置在右端面回转中心；）对刀，将工件坐标系原点设置在右端面回转中心；（4）输入并检查加工程序；）输入并检查加工程序；（5）各项工作准备好后开始切削。）各项工作准备好后开始切削。（6）在加工一定尺寸后测量其精度，示范精度检验方法。指导学生利用修）在加工一定尺寸后测量其精
17、度，示范精度检验方法。指导学生利用修改刀补设置，校正尺寸精度。改刀补设置，校正尺寸精度。（7）加工完毕后将工件取出，去除毛刺，同时清扫机床，擦净刀具、量具）加工完毕后将工件取出，去除毛刺，同时清扫机床，擦净刀具、量具等相关工件，并按规定摆放整齐。等相关工件，并按规定摆放整齐。评价标准考核分类考核项目考核指标权重备注职业素养着装着装规范5劳动纪律、劳动态度遵守规章制度，劳动态度端正5职业行为符合车间管理规定10产品质量加工工艺工艺合理20加工程序正确、效率高20加工质量尺寸合格、符合技术要求40拓展训练在FANUC 0i Mate数控铣床上加工如图14-12所示零件，设毛坯是707010 mm的板料，且四个侧面和上下表面已加工，材料为45钢，要求编制数控加工程序并完成零件的加工。图14-12拓展训练题图
