1、项目项目17 加工中心典型加工中心典型零件的编程与加工零件的编程与加工技能要求1掌握加工中心典型指令的应用特点及格式。2通过对中等复杂零件的编程与加工，掌握加工中心的编程技巧。典型案例加工如图下所示零件。毛坯为808030的铝合金。要求采用粗、精加工各表面。图17-1典型案例零件图知识学习 一、子程序M98、M99 在程序中含有某些固定顺序或重复出现的区域时，这些在程序中含有某些固定顺序或重复出现的区域时，这些顺序或区域可以作为顺序或区域可以作为“子程序子程序”存入存贮器内，反复调用以存入存贮器内，反复调用以简化程序。子程序以外的加工程序简化程序。子程序以外的加工程序“主程序主程序”。子程序编
2、程是计算机程序设计中的基本功能，现代子程序编程是计算机程序设计中的基本功能，现代CNC系统一般都提供调用子程序功能。但子程序调用不是数控系系统一般都提供调用子程序功能。但子程序调用不是数控系统的标准功能，不同的数控系统所用的指令和格式不同。统的标准功能，不同的数控系统所用的指令和格式不同。1 指令指令M98：调用子程序：调用子程序 M99：子程序结束：子程序结束 2格式格式M98 P 子程序格式子程序格式:O（子程序号）（子程序号）M993说明说明（1）P后的前后的前3位数为子程位数为子程序被重复调用的次数，当不序被重复调用的次数，当不指定重复次数时，子程序只指定重复次数时，子程序只调用一次。
3、后调用一次。后4位数为子程位数为子程序号；序号；（2）M99为子程序结束，为子程序结束，并返回主程序；并返回主程序；（3）M98程序段中，不得程序段中，不得有其它指令出现。有其它指令出现。例1：加工如图17-2所示零件，设毛坯是12010012mm的板料，材料为45钢。图17-2子程序应用零件图其程序如下：二、返回参考点指令G28和从参考点返回指令G29执行执行G28指令时，各轴先以指令时，各轴先以G00的速度快移到程的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。格式：格式：G28 X Y Z 执行执行G29指令时，各轴先以指令时，各轴先以G00
4、的速度快移到由的速度快移到由前段前段G28指令定义的中间点位置，然后再向程序指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。指令的目标点快速定位。格式：格式：G29 X Y Z 说明：说明：(1)使用使用G28指令前，要求机床在通电后必须指令前，要求机床在通电后必须(手动手动)返回过返回过一次参考点。一次参考点。(2)G28、G29指令均属非模态指令，只在本程序段内有效。指令均属非模态指令，只在本程序段内有效。(3)G28、G29指令时，从中间点到参考点的移动量不需计算。指令时，从中间点到参考点的移动量不需计算。G29指令一般在指令一般在G28后出现。其应用习惯通常为：在换刀程后出现。
5、其应用习惯通常为：在换刀程序前先执行序前先执行G28指令回参考点指令回参考点(换刀点换刀点)，执行换刀程序后，执行换刀程序后，再用再用G29指令往新的目标点移动。指令往新的目标点移动。图17-3回参考点编程图例例如图17-3程序为：N50G90G28X70.0Z130.0；ABRN60T0202；换刀N70G29X30.0Z180.0；RBC 三、刀具选择与刀具交换指令换刀指令是加工中心特有的程序，除换刀程序外，加工中心的编程方法与普通数控铣床基本相同。刀具的选择是将刀库上指定了刀号的刀具转到换刀的位置，为下次换刀做准备。这一动作的实现是通过选刀指令T功能实现的。刀具交换是指刀库上正处于换刀位
6、置的刀具与主轴上的刀具进行自动交换。这一动作的实现是通过换刀指令M06指令实现的。不同的数控系统，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行，换刀动作必须在主轴停转条件下进行，换刀完毕起动主轴后，方可执行下面程序段的加工动作，选刀动作可与机床的加工动作重合起来。常用的换刀程序可采用以下两种编程。方法一：N60G28Z0T02M06；方法二：N30G01Z30T02；N90G28Z0M06；N100G01ZT03；四、比例及镜像功能指令1.各轴按相同比例编程各轴按相同比例编程功能：各个轴可以按不同比例来缩小或放大。格式：G51 XY Z P G50其中X、Y、Z是比例中心坐标(绝对方式)；P是比
7、例系数。图17-4各轴按相同比例编程2.各轴以不同比例编程各轴以不同比例编程功能：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，可获得镜像加工功能，如图17-5所示。编程格式：G51XYZIJK；G50其中X、Y、Z是比例中心坐标；I、J、K是对应X、Y、Z轴的比例系数，O是比例中心。图17-5各轴以不同比例编程图17-6是镜像功能的应用实例，其中槽深为2mm，比例系数取为1或-1。设刀具起始点在O点，程序如下：图17-6镜像功能镜像功能主程序程 序说 明O1169；主程序名N10 M03 S600；N20 G55 G90 G01 X0 Y0 Z10.0；N30 M98 P878
8、7；调用子程序切削1#三角形N40 G51 X50.0 Y50.0 I-1.0 J+1.0；以X50，Y50为比例中心，以X比例为-1、Y比例为+1开始镜向N50 M98 P8787；/调用子程序切削2#三角形N60 G51 X50.0 Y50.0 I-1.0 J-1.0；以X50 Y50为比例中心，以X比例为-1、Y比例为-1开始镜向N70 M98 P8787；调用子程序切削3#三角形N80 G51 X50.0 Y50.0 I+1.0 J-1.0；以X50 Y50为比例中心，以X比例为+1、Y比例为-1开始镜向N90 M98 P8787；调用子程序切削4#三角形N100 G50；取消镜向N1
9、10 M05；N120 M30；主程序结束O8787；子程序名N10 G00 X80.0 Y60.0；到三角形左顶点N20 G01 Z-2.0 F100；N30 G01 X100.0 Y60.0；切削三角形一边N40 X100.0 Y100.0；切削三角形第二边N50 X80.0 Y60.0；切削三角形第三边N60 G00 Z4.0；N70 M99；子程序结束并返回主程序镜像功能子程序 五、极坐标系设定指令G16：极坐标系指定G15：极坐标系指令取消极坐标轴的方位取决于G17,G18,G19指定的加工平面。当用G17指定加工平面时，+X轴为极轴，程序中的X坐标指令极半径，Y坐标指令极角；当用G
10、18指定加工平面时，+Z轴为极轴，程序中的Z坐标指令极半径,X坐标指令极角；当用G19指定加工平面时，+Y轴为极轴，程序中的Y坐标指令极半径，Z坐标指令极角。图17-7极坐标指令应用程 序说 明O0001；主程序名N100 G90 G00 X0 Y0；快速点定位到工件中心N110 G68 R45.0；调用旋转指令N120 M98 P0002；调用子程序再旋转加工七次N250 G68 R45.0；N260 M98 P0002；N270 G69；旋转结束N280 M30主程序结束表17-2 旋转加工主程序程 序说 明O0002；子程序名N10 G91 G17设置平面及相对坐标方式N20 G01 X
11、20.0 Y0 F250圆弧瓣加工程序N30 G03 X20.0 Y0 R10.0 N40 G02 X-10.0 Y0 R5.0 N50 G02 X-10.0 Y0 R5.0 N60 G00 X-20.0 Y0退刀N70 M99子程序结束并返回主程序表17-3 旋转加工子程序典型案例实施2 2刀具与切刀具与切削用量选择削用量选择 1零件工艺分析零件工艺分析 3参考程序参考程序1零件工艺分析零件工艺分析由图17-1可知，该零件主要加工表面有外框、内圆槽及沉孔等，关键加工在于内槽加工，加工该表面时要特别注意刀具进给，避免过切。因该零件既有外型又有内腔，所以加工时应先粗后精，充分考虑到内腔加工后尺寸
12、的变形，以保证尺寸。该零件选择在加工中心上加工。该工件不大，可采用通用夹具虎钳作为夹紧装置。用虎钳夹紧该工件时要注意以下几点：第一，工件安装时要放在虎钳的中间；第二，安装虎钳时要对固定钳口找正；第三，工件被加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉；第四，安装工件时，注意工件上浮。产品名称或代号课内实训样件零件名称典型案例零件零件图号17-1序号刀具号刀具名称数量加工表面刀具直径Rmm刀具补偿号备注1T01中心钻1打中心孔3H01 2T02立铣刀1外方框、内圆槽粗加工16H02、D02=8.2D07=133T03立铣刀1外方框、内圆槽精加工10H03、D03=5 4T04麻花头1钻孔7.8H0
13、4 5T05铰刀1铰孔8H7H05 编制 审核 批准 共1页第1页2刀具与切削用量选择刀具与切削用量选择表17-4 刀具选择表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典型案例零件17-1工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统场地001O1700精密虎钳加工中心VDL800FANUC 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打中心孔T013849(V=8)85(f=0.05)02外方框、内圆槽粗加工T0216597(V=30)119(f=0.1)03外方框、内圆槽精加工T0310955(V
14、=30)76(f=0.02)04钻孔T0478 612(V=15)85(f=0.05)05铰孔T058H7199(V=5)24(f=0.02)编制 审核 批准 共1页第1页表17-5 工艺卡片3参考程序参考程序程 序说 明O1700；主程序名N010 T01 M06；3中心孔N020 G90 G54 G00 X0 Y0 S849 M03；N030 G43 G00 Z100.0 H01 M08；N040 G98 G81 X0 Y0 Z-3.0 R5.0 F85；打中心孔N050 X25.0 Y25.0；N060 X-25.0；N070 Y-25.0；N080 X25.0；N090 G80 G49
15、 M09；N100 T02 M06；16端铣刀N110 M03 S600；N120 G43 G00 H02 Z100.0 M08；N130 G00 Y-65.0；N140 Z2.0；N150 G01 Z-9.8 F40；N160 D02 M98 P0001 F120；外方框粗加工N170 G0 Z10.0；N180 X0 Y0；N190 Z2.0；N200 G01 Z-4.8；N210 D07 M98 P0002 F120；内圆槽粗加工N220 G0 Z50.0 M09；N230 T03 M06；10端铣刀N240 M03 S955；N250 G43 G00 Z100.0 H03 M08；N2
16、60 G00 Y-65.0；N270 Z2.0；N280 G01 Z-10.0 F64；N290 D03 M98 P0001 F76；外方框精加工N300 G00 Z50.0；N310 X0Y0；N320 Z2.0；N330 G01 Z-5.0 F64；N340 D03 M98 P0002 F76；内圆槽精加工N350 G00 Z100.0 M09；N360 T04 M06；7.8麻花钻N370 G43 G00 Z50.0 H04；N380 M03 S612；N390 M08；N400 G83 X25.0 Y25.0 R5.0 Z-22.0 Q3.0 F61；钻孔N410 X-25.0；N42
17、0 Y-25.0；N430 X25.0；N440 G80 M09；N450 T05 M06；8H7铰刀N460 M03 S199；N470 G43 G00 Z100.0 H05；N480 M08；N490 G81 X25.0 Y25.0 R5.0 Z-15.0 F24；铰孔N500 X-25.0；N510 Y-25.0；N520 X25.0；N530 G80 M09；N540 G00 Z100.0；N550 M05；N560 M30；主程序结束O0001；外方框子程序名N010 G41 G01 X30.0 F100；N020 G03 X0 Y-35.0 R30.0；N030 G01 X-30.
18、0；N040 G02 X-35.0 Y-30.0 R5.0；N050 G01 Y30.0；N060 G02 X-30.0 Y35.0 R5.0；N070 G01 X30.0；N080 G02 X35.0 Y30.0 R5.0；N090 G01 Y-30.0;N100 G02 X30.0 Y-35.0 R5.0；N110 G01 X0；N120 G03 X-30.0 Y-65.0 R30.0；N130 G40 G01 X0；N140 M99；子程序结束并返回主程序O0002；内圆槽子程序名N010 G41 G01 X-5.0 Y15.0 F100；N020 G03 X-20.0 Y0 R15.0
19、；N030 G03 X-20.0 Y0 I20.0 J0；N040 G03 X-5.0 Y-15.0 R15.0；N050 G40 G01 X0 Y0；N060 M99；子程序结束并返回主程序实施步骤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
20、。（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 如图17-8所示，已知毛坯尺寸为10010050mm，材料45钢，要求编制数控加工程序并完成零件的加工。图17-8拓展训练零件图
