1、 轮廓加工轮廓加工 实训内容：实训内容：1.G541.G54坐标系的对刀练习与操作。坐标系的对刀练习与操作。2.2.铣削方案的分析与确定。铣削方案的分析与确定。3.3.编程相关知识的学习与应用。编程相关知识的学习与应用。4.4.外轮廓件的编程与加工。外轮廓件的编程与加工。5.5.内轮廓零件的编程与加工。内轮廓零件的编程与加工。6.6.环岛零件编程与加工。环岛零件编程与加工。轮廓加工轮廓加工4.1外轮廓加工外轮廓加工任务一任务一:采用已加工的采用已加工的120*120*81坯料加工如图坯料加工如图4-1-1所示的模具所示的模具镶件。材料：镶件。材料：45#钢。表面粗糙度全部钢。表面粗糙度全部Ra
2、=3.2um图图4-1-1轮廓加工轮廓加工4.1.1相关知识相关知识一、刀具半径补偿指令一、刀具半径补偿指令G40、G41、G421.刀具半径补偿功能刀具半径补偿功能铣削刀具的基准点和刀位点都在刀具的中心线上，实际加工中生成的零件轮廓是由刀刃的切削点形成的。以立铣刀为例：刀位点位于刀具底部中心，切削点位于刀具的外圆，两者相差一个刀具半径值。2.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G41、G42G41、G42指令是指令机床数控系统在规定坐标平面内向左或向右偏移一个刀具半径，编程时使用G41、G42指令必须与具有直线运动指令配合使用，G41、G42指令才能有效。指令编程格式：(G17/G18/G19)
3、G01/G00 G4l X Y Z D ；(G17/G18/G19)G01/G00 G42 X Y Z D ；在G17指令后的刀具半径补偿，补偿偏置量在XY平面上；在G18指令后的刀具半径补偿，补偿偏置量在XZ平面上；在G19指令后的刀具半径补偿，补偿偏置量在YZ平面上。轮廓加工轮廓加工(1）刀具半径左补偿指令）刀具半径左补偿指令-G41顺着刀具直线前进的方向看，刀心在顺着刀具直线前进的方向看，刀心在工件的左边，需对刀具进行左补偿；。工件的左边，需对刀具进行左补偿；。如图如图4-1-2中的中的号路线所示。号路线所示。（2）刀具半径右补偿指令）刀具半径右补偿指令-G42顺着刀具直线前进的方向看，
4、顺着刀具直线前进的方向看，刀心在工件的右边，需对刀具进行刀心在工件的右边，需对刀具进行右补偿。右补偿。如图如图4-1-2中的中的号路线所示。号路线所示。图图4-1-2轮廓加工轮廓加工二、外轮廓零件的切入切出进给路线的确定二、外轮廓零件的切入切出进给路线的确定平面轮廓表面多由直线和圆弧或各种曲线构成，常用两坐标联动的三平面轮廓表面多由直线和圆弧或各种曲线构成，常用两坐标联动的三坐标铣床加工，铣削时需要安排好刀具的切入切出进给路线，切人点、坐标铣床加工，铣削时需要安排好刀具的切入切出进给路线，切人点、切出点尽量选在工件轮廓的切线上，必要时可以增加一段直线或圆弧，切出点尽量选在工件轮廓的切线上，必要
5、时可以增加一段直线或圆弧，保证切入、切出的平稳。保证切入、切出的平稳。铣削外轮廓的进给路线：为避免因切削力变化在加工表面产生刻痕，铣削外轮廓的进给路线：为避免因切削力变化在加工表面产生刻痕，当用立铣刀铣削外轮廓平面时，应避免刀具沿零件外轮廓的法向切人、当用立铣刀铣削外轮廓平面时，应避免刀具沿零件外轮廓的法向切人、切出，而应沿切削起始点延伸线如图切出，而应沿切削起始点延伸线如图4-1-3所示）或切线方向所示）或切线方向(如图如图4-1-4所示所示)逐渐切入、切出工件。逐渐切入、切出工件。图图4-1-3图图4-1-4轮廓加工轮廓加工4.1.2任务实施任务实施一、工艺分析一、工艺分析1.技术要求分析
6、技术要求分析该零件为模具镶件，其该零件为模具镶件，其120*120尺寸及公差由坯料制造时保证。成尺寸及公差由坯料制造时保证。成形部分即台阶尺寸精度要求较高，且成形尺寸只许正差，这是为后续形部分即台阶尺寸精度要求较高，且成形尺寸只许正差，这是为后续工序钳工修正和抛光留量。因此，在编程、加工或机床调整时保证本工序钳工修正和抛光留量。因此，在编程、加工或机床调整时保证本工序加工出工件的最大极限尺寸工序加工出工件的最大极限尺寸2.确定加工方案确定加工方案工件的铣削过程分为三个阶段进行，即加工工艺路线为：粗铣工件的铣削过程分为三个阶段进行，即加工工艺路线为：粗铣半半精铣精铣精铣。精铣。轮廓加工轮廓加工3
7、.工艺装备的选择工艺装备的选择机床：机床：FANUCOi系统，立式数控铣床。系统，立式数控铣床。夹具：高精度平口虎钳。夹具：高精度平口虎钳。刀具：直柄、四刃硬质合金直径刀具：直柄、四刃硬质合金直径25mm的立铣刀。的立铣刀。4.切削用量的确定切削用量的确定依据本任务工件材料依据本任务工件材料45钢和选用刀具材料。切削用量的确定如下：钢和选用刀具材料。切削用量的确定如下：粗铣、半精铣粗铣、半精铣 ap=5.0 f=300mm/min n=800r/min精铣精铣 f=300mm/min n=3000r/min轮廓加工轮廓加工二、加工程序的设计二、加工程序的设计1.进给路线的确定进给路线的确定本任
8、务实施加工的部位有三处，其进给路线分别确定如下：铣上平面时，进给路线采用行切法，由左向右行切。切入 切出选择切向外延的进刀路线，外延量取20mm。如图4-1-5a所示。铣削圆台时，进给路线采用环切法，顺时针方向进给，切入 切出选择切向外延的进刀路线，外延量取20mm。如图4-1-5b所示。铣削正方形台时，进给路线采用环切法，顺时针方向进给，粗铣采用直接从工件左下角沿Z轴垂直进刀，分层逐次切削。半精铣切入 切出选择切向外延的进刀路线，外延量取20mm。如图4-1-5c所示。轮廓加工轮廓加工2.坐标系的确定坐标系的确定编程时选择G54作为工件坐标系，坐标系原点设在工件上表面几何中心处，即，80圆台
9、圆心。如图4-1-5 b所示。3.数值计算数值计算由确定的进给路线可知，以刀具中心为基准按轮廓编程，起刀点均设在X-120.0，Y-120.0，Z100.0处。则三个铣削过程在XY平面内的有关节点计算如下：铣平面：行切，每刀沿X方向的切削宽度设为20mm。切入点坐标：X-40.0 -X=60.0-20.0=40.0 Y-80.0 -Y=60.0+20.0=80.0 切出点坐标：X-40.0 Y80.0轮廓加工轮廓加工4.加工程序加工程序O0411;主程序名；G90 G54 G40;绝对坐标G54，取消以前刀补；M03 S800;启动主轴，转数800r/min；G00 X-120.0 Y-120
10、.0 Z100.0;快速点定位，初始定位点；Z-0.95;快速点定位到Z-0.95;G00 X-70.0 Y-80.0;快速点定位到起刀点，刀具左补偿；M98P30412;调用子程序3次；G90 G00 Z100.0;快速抬刀；S800;转数800r/min；X-120.0 Y-120.0;快速点定位；X-53.0 Y-80.0;快速点定位到圆台加工切入点；Z-6.05;快速进刀定位，保证台高5正差0.05；轮廓加工轮廓加工G01 Y65.0 F300;Y53.0;X65.0;X53.0;直线插补铣四方去余量；Y-65.0;Y-53.0;X-100.0;G00 Z-5.0;快速抬刀；Y-60.
11、0;快速点定位；X-42.0;快速点定位到圆弧插补粗铣圆台起刀点；G01 G41 X-42.0 Y-50.0 D01;直线插补,刀具左补偿D01；轮廓加工轮廓加工Y0.0;直线切入；直线切入；G02 X-42.0 Y0.0 I42.0;圆弧插补粗铣圆台，直径圆弧插补粗铣圆台，直径84；G01 X-40.3;直线插补点定位到半精铣起刀点；直线插补点定位到半精铣起刀点；G02 X-40.3 Y0.0 I40.3;圆弧插补半精铣圆台，直径圆弧插补半精铣圆台，直径80.6；G01 X-40.0;直线插补点定位到精铣起刀点；直线插补点定位到精铣起刀点；S3000;转数转数3000r/min；G02 X-
12、40.0 Y0.0 I40.0;圆弧插补精铣圆台，直径圆弧插补精铣圆台，直径80.0；G01 Y20.0;直线切出（圆切线方向）；直线切出（圆切线方向）；G00 Z100.0;快速抬刀；快速抬刀；X-52.0 Y-52.0;快速点定位到粗铣方台下刀点；快速点定位到粗铣方台下刀点；Z-5.0;快速下刀；快速下刀；G01 Z-5.95;直线插补下刀定位，直线插补下刀定位，Z-5.95为精铣留余量；为精铣留余量；M98P70413;调用子程序（粗铣方台）调用子程序（粗铣方台）G00 Z20.0;快速抬刀；快速抬刀；Y-70.0;快速点定位；快速点定位；X-50.3;快速点定位到半精铣方台起刀点；快速
13、点定位到半精铣方台起刀点；G01 Z-40.0;直线插补下刀定位；直线插补下刀定位；轮廓加工轮廓加工G01 Y40.0;G02 X-40.0 Y50.3 I10.3;G01 X40.0;G02 X50.3 Y40.0 J-10.3;G01 Y-40.0;直线和圆弧插补半精铣方台轮廓；G02 X40.0 Y-50.3 I-10.3;G01 X40.0;G02 X-50.3 Y-40.0 J10.3;G01 Y70.0;G00 Z10.0;快速抬刀；Y-70.0;快速点定位；X-50.025;快速点定位到精铣方台起刀点；G01 Z-40.05;直线插补下刀定位，保证40.正差0.05;轮廓加工轮廓
14、加工Y40.0;G02 X-40.0 Y50.025 I10.025;G01 X40.0;G02 X50.025 Y40.0 J-10.025;G01 Y-40.0;精铣方台轮廓；G02 X40.0 Y-50.025 I-10.025;G01 X-40.0;G02 X-50.025 Y-40.0 J10.025;G03 X-80.025 Y-10.0 R30.0;圆弧切出；G00 Z100.0;快速抬刀；X-120.0Y-120.0 G40;快速点定位，初始定位点；M05;主轴停；M30;程序结束；轮廓加工轮廓加工O0412;子程序（上表面铣削）；S3000;G91 G01 X20.0 F30
15、0;增量坐标沿X轴正向进给20.0；G90 Y80.0;G91 X20.0;行切走刀路线；G90 Y-80.0;M99;子程序结束；轮廓加工轮廓加工O0413;子程序（粗铣方形台）；G91 G01 Z-5.0;增量坐标沿Z轴负向进给5.0；G90 G01 Y40.0;G02 X-40.0 Y52.0 R12.0;G01 X40.0;G02 X52.0 Y40.0 R12.0;G01 Y-40.0;粗铣方台轮廓，留余量单边2.0；G02 X40.0 Y-52.0 R12.0;G01 X-40.0;G02 X-52.0 Y-40.0 R12.0;G03 X-102.0 Y-5.0 R50.0;圆弧
16、切出，R50;G01 Y-100.0；X-52.0;回垂直下刀点；M99;子程序结束；轮廓加工轮廓加工4.2 内轮廓零件加工（腔槽类零件）内轮廓零件加工（腔槽类零件）任务一：加工如图4-2-1所示的箱盖零件，材料：45#钢。图4-2-1轮廓加工轮廓加工4.2.1相关知识相关知识一、刀具长度补偿指令一、刀具长度补偿指令G43、G44、G491.刀具长度补偿功能刀具长度补偿功能刀具基准点是用标准长度的刀具对刀时的刀位点。工件坐刀具基准点是用标准长度的刀具对刀时的刀位点。工件坐标系设定是以刀具基准点为依据的，零件加工程序中的指标系设定是以刀具基准点为依据的，零件加工程序中的指令值是刀位点的值。由于各
17、个刀具的长度不一致，其刀位令值是刀位点的值。由于各个刀具的长度不一致，其刀位点与基准点不一定重合，故要用刀具长度补偿。用了刀具点与基准点不一定重合，故要用刀具长度补偿。用了刀具长度补偿后，改变刀具，只需改变刀具长度补偿值，而不长度补偿后，改变刀具，只需改变刀具长度补偿值，而不必变更零件加工程序。必变更零件加工程序。轮廓加工轮廓加工2.刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令G43、G44、G49G43、G44指令是指令机床数控系统在刀具长度的方向的坐标轴上加一个刀指令是指令机床数控系统在刀具长度的方向的坐标轴上加一个刀具长度差值或减一个刀具长度差值，编程时使用具长度差值或减一个刀具长度差值，编程时使用
18、G43、G44指令必须与具有指令必须与具有直线运动指令配合使用，直线运动指令配合使用，G43、G44指令才能有效。指令才能有效。指令编程格式：指令编程格式：(G17/G18/G19)G01/G00 G43 X Y Z H ；(G17/G18/G19)G01/G00 G44 X Y Z H ；在在G17后的刀具长度补偿指令，只能将刀具长度的补偿值补偿到后的刀具长度补偿指令，只能将刀具长度的补偿值补偿到Z轴。轴。在在G18后的刀具长度补偿指令，只能将刀具长度的补偿值补偿到后的刀具长度补偿指令，只能将刀具长度的补偿值补偿到Y轴。轴。在在G19后的刀具长度补偿指令，只能将刀具长度的补偿值补偿到后的刀具
19、长度补偿指令，只能将刀具长度的补偿值补偿到X轴。轴。轮廓加工轮廓加工（1）刀具长度正补偿指令G43刀具长度正补偿，就是实际使用的刀具长度比编程时的标准刀具长，用G43指令，使刀具朝Z轴正方向移动一个偏置量，如图4-2-2所示。图4-2-2 a表示不同长度的刀具与基准刀具的长度差值。图4-2-2 b表示不同长度的刀具使用了刀具长度偿指令后，在执行同一运动的时能够到达同一位置。（2）刀具长度负补偿指令G44刀具长度负补偿，就是实际使用的刀具长度比编程时的标准刀具短，用G44指令，使刀具朝Z轴负方向移动一个偏置量，如图4-2-2所示。图4-2-2 a图4-2-2 b轮廓加工轮廓加工二、内轮廓零件铣削
20、的工艺知识二、内轮廓零件铣削的工艺知识1.零件的尺寸精度与表面粗糙度零件的尺寸精度与表面粗糙度内轮廓零件加工影响质量的另一个问题是排屑、散热困难，切屑滞留内轮廓零件加工影响质量的另一个问题是排屑、散热困难，切屑滞留在在“腔腔”内，被刀具搅动，粘带进入切削区域，挤压刀具和加工表面，内，被刀具搅动，粘带进入切削区域，挤压刀具和加工表面，造成尺寸精度与表面质量降低。同时，切削温度的变化同样会造成尺造成尺寸精度与表面质量降低。同时，切削温度的变化同样会造成尺寸精度的降低。寸精度的降低。2.腔内过渡圆弧尺寸对铣削加工的影响腔内过渡圆弧尺寸对铣削加工的影响腔内侧壁过渡圆弧半径腔内侧壁过渡圆弧半径R往往限制
21、了刀具直径往往限制了刀具直径D的选择图的选择图4-2-3所示，所示，R较小，即较小，即R0.2H时，刀具刚性降低，加工工艺性较差。时，刀具刚性降低，加工工艺性较差。轮廓加工轮廓加工3.零件的定位基准零件的定位基准当零件需要多次装夹才能完成加工时，应保证多次装夹的当零件需要多次装夹才能完成加工时，应保证多次装夹的定位基准尽量一致。定位基准尽量一致。4.零件加工中的换刀次数零件加工中的换刀次数在数控铣床上加工的准备时间在数控铣床上加工的准备时间(如停车及对刀等所需时间如停车及对刀等所需时间)过长，不仅会降低生产效率，而且还会给编程增加许多麻过长，不仅会降低生产效率，而且还会给编程增加许多麻烦；同时
22、，还因换刀增加了零件加工面上的接刀痕迹，从烦；同时，还因换刀增加了零件加工面上的接刀痕迹，从而降低了零件的加工质量。因此，在工艺安排上应用同一而降低了零件的加工质量。因此，在工艺安排上应用同一把刀具尽可能完成最多的加工内容。尺寸最小，最难加工把刀具尽可能完成最多的加工内容。尺寸最小，最难加工的部位或需要特殊成形刀具加工的部位，应安排在最后加的部位或需要特殊成形刀具加工的部位，应安排在最后加工，以达到最终减少换刀次数。工，以达到最终减少换刀次数。轮廓加工轮廓加工三、内轮廓零件的切入切出进给路线的确定三、内轮廓零件的切入切出进给路线的确定铣削封闭的内轮廓表面时，为避免沿轮廓曲线的法向切入、切出。刀
23、具可以沿一段过渡圆弧切入和切出工件轮廓，或用直线、圆弧组合的切入和切出方式，切点应选在工件轮廓的特征点上。如图4-2-5所示为铣削内轮廓的切入、切出进给路线。图4-2-5轮廓加工轮廓加工4.2.2任务实施任务实施一一.工艺分析工艺分析1.技术要求分析技术要求分析该零件的加工表面由平面、方槽、圆弧型腔及该零件的加工表面由平面、方槽、圆弧型腔及4个个20的沉孔组成；尺寸标的沉孔组成；尺寸标注完整，几何条件充分；各尺寸均未标注有公差，所有表面的表面粗糙度均注完整，几何条件充分；各尺寸均未标注有公差，所有表面的表面粗糙度均为为Ra6.3um，尺寸精度和表面质量要求均不高；材料为，尺寸精度和表面质量要求
24、均不高；材料为45钢，无热处理要钢，无热处理要求。求。2.确定加工方案确定加工方案加工工艺路线的确定加工工艺路线的确定其加工工艺路线为：其加工工艺路线为：普通铣床粗铣普通铣床粗铣半精铣（六面体）半精铣（六面体）平面磨磨六面到平面磨磨六面到Ra6.3um数控铣型腔部分粗铣数控铣型腔部分粗铣半精铣半精铣精铣。精铣。轮廓加工轮廓加工3.工艺装备的选择工艺装备的选择机床：普通铣床机床：普通铣床X53K、平面磨床、平面磨床M1420、数控铣床、数控铣床FANUCOi系系统，立式数控铣床。统，立式数控铣床。夹具：高精度平口虎钳。夹具：高精度平口虎钳。刀具：直柄、四刃硬质合金直径刀具：直柄、四刃硬质合金直径
25、20mm的立铣刀一把。的立铣刀一把。直柄、两刃硬质合金直径直柄、两刃硬质合金直径8mm的键槽铣刀一把。的键槽铣刀一把。4.切削用量的确定切削用量的确定该零件的加工有普通加工和数控加工两部分，这里仅确定数控加工切该零件的加工有普通加工和数控加工两部分，这里仅确定数控加工切削用量。削用量。粗铣、半精铣时：粗铣、半精铣时：进给速度进给速度f=200mm/min 主轴转数主轴转数n=1000r/min精铣时：精铣时：进给速度进给速度f=100mm/min 主轴转数主轴转数n=2000r/min 轮廓加工轮廓加工二、加工程序的设计二、加工程序的设计1.进给路线的确定进给路线的确定1）粗铣：先用行切法，分
26、层切削切去中间）粗铣：先用行切法，分层切削切去中间80*80方形部分余量，每方形部分余量，每层切削深度层切削深度ap=5.0mm。进给路线如图。进给路线如图4-2-6所示。再用环切法，所示。再用环切法，从心部垂直下刀，以铣圆的方式，分层切削四角圆弧部分，进给路线从心部垂直下刀，以铣圆的方式，分层切削四角圆弧部分，进给路线如图如图4-2-6所示。所示。2）半精铣：采用环切法，分层切削，法向切入、切出，每层切削深）半精铣：采用环切法，分层切削，法向切入、切出，每层切削深度度ap=12.50mm。进给路线如图。进给路线如图4-2-7所示。所示。图图4-2-6图图4-2-7轮廓加工轮廓加工2.坐标系的
27、确定坐标系的确定编程时选择编程时选择G54作为工件坐标系，坐标系原点设在工件上表面几何中作为工件坐标系，坐标系原点设在工件上表面几何中心处，如图心处，如图4-2-7所示所示.3.数值计算数值计算由确定的进给路线可知，以刀具中心为基准按轮廓编程，应采用左补由确定的进给路线可知，以刀具中心为基准按轮廓编程，应采用左补偿偿G41指令。指令。1）粗铣行切的直线起点、终点坐标，考虑粗铣留加工余量）粗铣行切的直线起点、终点坐标，考虑粗铣留加工余量2.0mm。按图按图4-2-6确定，则：确定，则：起点坐标起点坐标 X=38.0 X=80/2-2=38 Y=-38.0 -Y=80/2-2=38终点坐标终点坐标
28、 X=38.0 X=80/2-2=38 Y=38.0 Y=80/2-2=38行切的轨迹终点坐标行切的轨迹终点坐标 X=-38.0 -X=80/2-2=38 Y=-38.0 -Y=80/2-2=38轮廓加工轮廓加工4.加工程序加工程序O0421;主程序名；主程序名；G54 G90 G40 G49;绝对坐标绝对坐标G54，取消前次操作的刀具补偿；，取消前次操作的刀具补偿；M03 S1000;G00 X0.0 Y0.0Z100.0;X40.0 Y40.0 Z100.0;Z0.0;M98P50422;G00 Z10.0;X-40.0 Y40.0 Z10.0;Z0.0;M98P50422;G00 Z10
29、.0;X-40.0 Y-40.0 Z10.0;多次调用多次调用O0422子程序，粗铣四角子程序，粗铣四角R15盲孔；盲孔；Z0.0;M98P50422;G00 Z10.0;X40.0 Y-40.0 Z10.0;Z0.0;轮廓加工轮廓加工M98P50422;G54 G00 Z10.0;G01 X28.0 Y-28.0 F200;点定位，确定粗铣起刀点；M98P50423;调用O0423子程序，粗铣四方；G00 Z10.0;抬刀；X0.0 Y0.0;回坐标原点；G41 X37.0 Y20.6 D04;刀具左补偿D04（虚拟刀具）；Z0.0;G01 X40.0 Y20.6 F200;定位到半精铣垂直
30、下刀点；Z-12.5;垂直进给，半精铣层切深度，第一刀；M98P0424;调用O0424子程序，半精铣型腔轮廓；G01 Z-25.0;垂直进给，半精铣层切深度，第二刀；M98P0424;调用O0424子程序，半精铣型腔轮廓；G00 Z10.0;X0.0Y0.0 G40;取消刀具半径补偿；轮廓加工轮廓加工S2000;G00 Z-24.0;G01 Z-25.0 F100;G41X40.0 Y20.6 D01;刀具左补偿 偏置号D01；M98P0424;调用O0424子程序，精铣型腔轮廓；G00 Z100.0;X0.0 Y0.0 G40;取消刀具半径补偿；X40.0 Y40.0;Z-24.0;G01
31、 Z-30.0;G00 Z10.0;X-40.0 Y40.0;Z-24.0;G01 Z-30.0;G00 Z10.0;快速定位，钻铣四角20沉孔；轮廓加工轮廓加工X-40.0 Y-40.0;Z-24.0;G01 Z-30.0;G00 Z10.0;X40.0 Y-40.0;Z-24.0;G01 Z-30.0;G00 Z100.0;抬刀；X0.0 Y0.0;M05;M00;程序暂停；T02;手动换刀；M03 S2000;G00 X66.0 Y0.0;定位到铣密封槽下刀点；G43 G00 Z2.0 H02;刀具长度正补偿，偏置号H02；G01 Z0.0 F100;定位到进刀面；M98P20425;调
32、用子程序O0425，铣密封槽;G00 Z50.0;抬刀；Z100.0 G49;取消刀具长度补偿；X0.0 Y0.0;M05;M30;轮廓加工轮廓加工关于加工程序说明：关于加工程序说明：主程序中标有“*”的程序段（*G41 X37.0 Y20.6 D04;），程序中的D04刀具偏置号为虚拟刀具：设D04=1号刀半径+0.3mm=20/2+0.3（半精铣余量）=10.3并且将D04=10.3通过MDI方式输入系统的寄存器中。在主程序G41 X37.0 Y20.6 D04程序段执行时，机床上装夹的仍然是1号刀，刀补应该是D01（10），而实际调用的是D04（10.3），刀具左补偿10.3mm，此时，
33、多出的0.3mm恰是精铣余量。即，在左补偿D04的状态下，半精铣加工程序与精铣程序相同，半精铣加工可调用精铣加工程序。使用虚拟刀具编程，可避免粗加工、半精加工的编程节点的坐标计算。在形状复杂，加工余量较大的工件加工时，粗加工、半精加工的去余量计算是非常繁琐的工作，利用虚拟刀具半径补偿功能只需编制精加工程序即可完成全部的加工过程。轮廓加工轮廓加工4.3复杂轮廓加工（带岛屿件）复杂轮廓加工（带岛屿件）任务三 完成图4-3-1所示是电器接线盒盖的塑料注塑模具型芯镶件数控铣削加工，采用已加工完成的标准坯料。坯料尺寸：140*100*45；材料：T10A；完全退火。图4-3-1轮廓加工轮廓加工4.3.1
34、相关知识相关知识一、倒角加工指令一、倒角加工指令在我们常见的机械零件中倒角种类有两种：一种是倒斜角（倒角线为直线）；在我们常见的机械零件中倒角种类有两种：一种是倒斜角（倒角线为直线）；另一种是倒圆角（倒角线为圆弧线）。根据以前所学知识，倒斜角就是直线另一种是倒圆角（倒角线为圆弧线）。根据以前所学知识，倒斜角就是直线插补程序插补程序G01 X Y ；倒圆角就是圆弧插补程序倒圆角就是圆弧插补程序G02/G03 X Y R ；1.直线后倒斜角指令直线后倒斜角指令指令编程格式：指令编程格式：G17 G90/G91 G01X Y C ；该指令用于加工两条相邻直该指令用于加工两条相邻直线间的倒斜角，如图线
35、间的倒斜角，如图4-3-2所示。所示。图图4-3-2轮廓加工轮廓加工2.直线后倒圆角指令直线后倒圆角指令指令编程格式：G17 G90/G91 G0l X Y R ；该指令用于加工两条相邻直线间的倒圆角，如图4-3-3所示。指令中X、Y的坐标值是：在G90绝对值编程时，为没倒角前两条相邻直线的交点G的坐标值。在G91增量值编程时为交点G到先期加工的直线的起点的增量值。指令中的R值为倒圆角的半径值。图4-3-3轮廓加工轮廓加工3.圆弧后倒斜角指令圆弧后倒斜角指令指令编程格式：G17 G90/G91 G02 X Y R RL ；G17 G90/G91 G03 X Y R RL ；若圆弧与直线相交，交
36、点在G点，加工时先加工圆弧，后加工直线，用该指令在圆弧和直线之间插入倒角加工。如图4-3-4所示。图4-3-4轮廓加工轮廓加工4.圆弧后倒圆角指令圆弧后倒圆角指令指令编程格式：G17 G90/G91 G02 X Y R RC ；G17 G90/G91 G03 X Y R RC ；若圆弧与直线相交，交点在G点，加工时先加工圆弧，后加工直线，用该指令在圆弧和直线之间插入倒圆角加工。如图4-3-5所示。图4-3-5轮廓加工轮廓加工二、轮廓铣削时的二、轮廓铣削时的“超程超程”和和“过切过切”现象现象1.外轮廓加工时的外轮廓加工时的“过切过切”和和“超程超程”现象现象在较高进给速度的外轮廓加工中，在轮廓
37、的拐角处易产生“过切”和“超程”现象。如图4-3-6所示。2.内轮廓加工时的内轮廓加工时的“过切过切”现象现象在较高进给速度的内轮廓加工中，在轮廓的拐角处易产生“过切”现象。如图4-3-7所示。图4-3-6图4-3-7轮廓加工轮廓加工4.3.2任务实施任务实施一、工艺分析一、工艺分析1.技术要求分析技术要求分析根据工件工用要求分析，工件是塑料注塑模具型芯镶件，按模具零件生产和装配要求，根据工件工用要求分析，工件是塑料注塑模具型芯镶件，按模具零件生产和装配要求，100*80台阶尺寸是与固定板孔的配合尺寸，精度应为台阶尺寸是与固定板孔的配合尺寸，精度应为IT67级左右，应精铣完成。级左右，应精铣完
38、成。2.确定加工方案确定加工方案加工工艺路线的确定加工工艺路线的确定按上述技术要求分析和选用的坯料形式，本工序的铣削工艺应采用粗铣按上述技术要求分析和选用的坯料形式，本工序的铣削工艺应采用粗铣半精铣半精铣精铣精铣精细铣的工艺路线完成。精细铣的工艺路线完成。3.工艺装备的选择工艺装备的选择机床：机床：FANUCOi系统，立式数控铣床。系统，立式数控铣床。夹具：高精度平口虎钳。夹具：高精度平口虎钳。刀具：直柄、四刃硬质合金直径刀具：直柄、四刃硬质合金直径30mm的立铣刀一把。的立铣刀一把。直柄、四刃硬质合金直径直柄、四刃硬质合金直径10mm的立铣刀一把。的立铣刀一把。4.切削用量的确定切削用量的确
39、定粗铣、半精铣外轮廓时：粗铣、半精铣外轮廓时：进给速度进给速度f=200mm/min 主轴转数主轴转数n=800r/min轮廓加工轮廓加工二、加工程序的设计二、加工程序的设计1.进给路线的确定进给路线的确定切入、切出，采用沿直边外延方式，外延量取20mm。进给路线如图4-3-8所示。2.坐标系的确定坐标系的确定编程时选择G54作为工件坐标系，坐标系原点设在工件上表面几何中心处，如图4-3-8所示。图4-3-8轮廓加工轮廓加工3.数值计算数值计算1）外轮廓铣削坐标值计算 起刀点坐标：X-60.0 -X=60.0 Y60.0 Y=40.0+20.0 终刀点坐标：X-80.0 -X=60.0+20.
40、0 Y40.0 Y=40.02）型腔、岛屿铣削坐标值计算起刀点坐标：X0.0 Y17.5 Y=10.0+7.5 终刀点坐标与起刀点坐标相同。3）型腔、岛屿铣削由型腔轮廓向岛屿轮廓过渡轨迹与坐标值计算确定，如图4-3-9所示。图4-3-9轮廓加工轮廓加工4.加工程序加工程序O4316;程序名；程序名；G54 G40 G49 G90;G54绝对坐标编程，取消刀具补偿（相当于初始化）；绝对坐标编程，取消刀具补偿（相当于初始化）；M03 S800;G00 X-100.0 Y100.0 Z100.0;Z0.0;G42 X-60.0 Y60.0 D11;调用虚拟调用虚拟1号刀具半径偏置号刀具半径偏置 D1
41、1，为粗铣做准备；，为粗铣做准备；Z-10.0;刀具定位到起点，垂直下刀；刀具定位到起点，垂直下刀；M98P4317;调用子程序；调用子程序；G00 Z-20.0;M98P4317;G00 Z-30.0;重复垂直下刀，定位；调用子程序，粗铣外轮廓；重复垂直下刀，定位；调用子程序，粗铣外轮廓；M98P4317;G00 Z-35.0;M98P4317;G00 Z100.0;抬刀；抬刀；G40 X-100.0 Y100.0 Z100.0;取消虚拟取消虚拟1号刀具半径偏置号刀具半径偏置 D11；Z0.0;轮廓加工轮廓加工G42 X-60.0 Y60.0 D12;调用虚拟调用虚拟2号刀具半径偏置号刀具半
42、径偏置 D12，为半精铣做准备；，为半精铣做准备；Z-20.0;M98P4317;G00 Z-35.0;重复垂直下刀，定位；调用子程序，半精铣外轮廓；重复垂直下刀，定位；调用子程序，半精铣外轮廓；M98P4317;G00 Z100.0;抬刀；抬刀；G40 X-100.0 Y100.0 Z100.0;取消虚拟取消虚拟2号刀具半径偏置号刀具半径偏置 D12；Z0.0;G42 X-60.0 Y60.0 D01;调选调选1号刀具半径偏置号刀具半径偏置 D01，为精铣做准备；，为精铣做准备；Z-35.0;重复垂直下刀，定位；调用子程序，精铣外轮廓；重复垂直下刀，定位；调用子程序，精铣外轮廓；M98P43
43、17;G00 Z100.0;抬刀；抬刀；G40 X-100.0 Y100.0 Z100.0;取消取消1号刀具半径偏置号刀具半径偏置 D01；M05;M30;轮廓加工轮廓加工小结小结 本模块是以轮廓零件的加工为载体，重点介绍了刀具半本模块是以轮廓零件的加工为载体，重点介绍了刀具半径补偿指令径补偿指令G41、G42、G40的功能与编程应用；刀具长的功能与编程应用；刀具长度补偿指令度补偿指令G43、G44、G49的功能与编程应用；倒角功的功能与编程应用；倒角功能与编程应用。并在本模块中引入了虚拟刀具概念，灵活能与编程应用。并在本模块中引入了虚拟刀具概念，灵活运用虚拟刀具有利于进一步简化加工程序，用同一程序，运用虚拟刀具有利于进一步简化加工程序，用同一程序，同一把刀具轻松的实现对工件的粗加工，半精加工，精加同一把刀具轻松的实现对工件的粗加工，半精加工，精加工等一系列的加工过程。同时，通过任务载体的实施，学工等一系列的加工过程。同时，通过任务载体的实施，学习、掌握刀具偏置指令的编程应用和习、掌握刀具偏置指令的编程应用和G54坐标系的对刀操坐标系的对刀操作。作。
