1、U U型件加工型件加工任务描述任务描述技能目标技能目标知识准备知识准备任务实施任务实施项目小结任务描述任务描述本任务主要是训练学生掌握数控铣削加工中平面加工以及外轮廓加工的基本方法。1、加工工件如图53所示。毛坯外形尺寸：60mm60mm30mm，材料：硬铝。图53 零件图2 2、加工工件如图65所示。毛坯外形尺寸：60mm60mm18mm，材料：硬铝。图65 U形凸台任务描述任务描述技能目标技能目标熟悉数控铣床操作界面 了解数控铣床轮廓加工编程的基本格式 熟练利用修改刀具半径补偿值去除余量的方法掌握外轮廓加工的加工工艺粗、精加工的走刀路线 掌握平面加工的加工工艺粗、精加工平面的走刀路线 31
2、542技技 能能目目 标标知识准备知识准备Step1铣削的方式STEP 2铣削指令STEP 3平面铣削方法STEP 4实体造型知 识 准 备知识准备知识准备 1 1、周铣和端铣、周铣和端铣 用刀齿分布在圆周表面的铣刀来进行铣削的方式叫做周铣，如图5-2(a)所示；用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀来进行铣削的方式叫做端铣，如图52(b)所示。一、铣削的方式一、铣削的方式铣削的方式可分为周铣和端铣，逆铣和顺铣。图52 周铣和端铣(a)周铣 (b)端铣 与周铣相比，端铣铣平面时较为有利：（1）端铣刀的副切削刃对已加工表面有修光作用，能使粗糙度降低。周铣的工件表面则有波纹状残留面积。（2）同时参加切削的端
3、铣刀齿数较多，切削力的变化程度较小，因此工作引起的振动较周铣为小。（3）端铣刀的主切削刃刚接触工件时，切屑厚度不等于零，使刀刃不易磨损。（4）端铣刀的刀杆伸出较短，刚性好，刀杆不易变形，可用较大的切削用量。知识准备知识准备知识准备知识准备 2 2、顺铣和逆铣、顺铣和逆铣 顺铣是指铣刀旋转方向与工件进给方向一致。逆铣是指铣刀旋转方向与工件进给方向相反。图6-1 铣削方式(a)顺铣(b)逆铣顺铣与逆铣的区别：A 顺铣：铣刀对工件作用力 Fc在垂直方向分力 FV始终向下，对工件起压紧作用，切削平稳，适于不易夹紧或细长薄板形工件。逆铣：垂直分力FV向上，工件需较大的夹紧力。B 顺铣：铣刀刀刃切入工件初
4、，切屑厚度最大，逐渐减小到0。后刀面与已加工表面挤压、摩擦小，刀刃磨损慢，表面质量好。逆铣：切屑厚度从0到最大，因刀刃不能刃磨绝对锋利，故开始时不能立即切入工件，存在对工件挤压与摩擦。工件出现加工硬化，降低表面质量。此外，刀齿磨损快耐用度降低。知识准备知识准备C 顺铣：水平分力FH与工作台进给方向相同，当工作台进给丝杠与螺母间隙较大，工作台易出现轴向窜动。导致刀齿折断，刀轴弯曲，工件与夹具产生位移甚至机床损坏。逆铣：FH与工作台进给方向相反，工作台不会窜动。D 顺铣：刀刃从工件外表面切入，工件表层硬皮和杂质易使刀具磨损和损坏。逆铣：刀刃沿已加工表面切入工件，工件的表面硬皮和杂质对刀刃影响小。E
5、 消耗在进给运动上的功率：逆铣大于顺铣 综上所述，一般采用逆铣。知识准备知识准备顺铣与逆铣对照表知识准备知识准备知识准备知识准备二、编程指令二、编程指令1、绝对坐标编程与相对坐标编程绝对坐标编程与相对坐标编程绝对坐标（G90）表示指令中的坐标值都是以坐标系零点为参考点获得的，采用G90后，程序段中的尺寸均是以工件原点为基准的绝对尺寸。相对坐标（G91）相对坐标又称增量坐标，表示指令中的终点坐标值都是以轨迹起点为参考点获得的，采用G91后，程序段中的尺寸均以前一位置为基准的增量尺寸。知识准备知识准备【说明】该指令使用时不带任何参数。该指令为模态指令，例如，若程序开始采用G90后，后面所用指令采用
6、的坐标值都为绝对坐标，直到在后面的程序段中由G91代替为止。【终点坐标值】采用绝对坐标表示(G90）：X25 Y50 采用增量坐标表示(G91）：X15 Y30【终点坐标值】采用绝对坐标表示(G90）：X30 Y37 采用增量坐标表示(G91）：X20 Y25知识准备知识准备2、快速点定位指令快速点定位指令 快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式从当前位置迅速定位到指定的坐标位置。通常用在切削前刀具快速接近工件和切削后刀具快速返回等非加工场合。【程序格式】G00 X_ Y_ Z_；坐标值：表示移动的终点坐标知识准备知识准备【说明】该指令只能用于定位，不能用于切削。快速定位的速度由数控机床参数决
7、定。同时，该指令也不受“F指令”指明的进给速度影响。空间定位时要避免斜插。在x/y/z轴同时定位时，为了避免刀具运动时与夹具或工件碰撞，尽量避免z轴与其他轴同时运动（即斜插）。因此建议抬刀时，先运动z轴，再运动x/y轴，下刀时，则相反。该指令为模态指令，即在没有出现同组其他指令（如G01、G02、G03）时，将一直有效。该指令使用时，不运动的坐标可以省略。例如:G00 X10；（表示只沿着x轴运动，其它坐标轴不运动）知识准备知识准备3、直线插补指令直线插补指令 直线插补指令控制刀具以指定的进给速度沿着直线轨迹从当前位置运动至指定的坐标位置。通常用在加工轨迹为直线的切削场合。【程序格式】G00
8、X_ Y_ Z_ F_；坐标值：表示移动的终点坐标F指令：指明进给速度知识准备知识准备【说明】该指令严格控制起点与终点间轨迹为一直线，各坐标轴运动为联动，轨迹的控制由数控系统插补运算完成，因此称为直线插补指令。该指令用于直线切削，进给速度由“F指令”指明，若本指令段内无F指令，则续效之前的F值。该指令为模态指令，即在没有出现同组其他指令（如G01、G02、G03）时，将一直有效。该指令使用时，不运动的坐标可以省略。知识准备知识准备如图所示，使用如图所示，使用G01G01编程，要求从点编程，要求从点A A线性运动到点线性运动到点B B。G01 X90 Y45 F100G01 X90 Y45 F1
9、00知识准备知识准备4、坐标平面的选择指令坐标平面的选择指令 坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。G17表示选择 XY平面，G18表示选择 ZX平面，G19表示选择 YZ平面。各坐标平面如图所示。一般，数控车床默认在ZX平面内加工，数控铣床默认在XY平面内加工。知识准备知识准备5、顺圆指令顺圆指令G02G02和逆圆指令和逆圆指令G03G03 G02为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。G03为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。【顺圆与逆圆的判别】沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向G02，逆时针方向G03，如下图所示。知识准备知识准备【圆弧插补指令的两种表
10、示方式】终点半径方式 若已知圆弧终点坐标、圆弧半径和加工方向可以选择终点半径方式的圆弧插补指令。【程序格式】R_F_Y_Z_X_Z_X_Y_GGGGG0302191817知识准备知识准备【说明】终点半径方式不能加工整圆。终点坐标既可以为绝对坐标也可以为增量坐标，但坐标值只能为加工平面内的坐标。例如，如果在xy平面内加工，则终点坐标只能为xy方向的坐标。半径值为代数值，即有正负。知识准备知识准备 如图所示，我们可以看出，即使圆弧起点、终点、加工方向和半径值一样，也可以加工出两种圆弧，即“180的圆弧”和“180的圆弧”。为了保证加工的唯一性，规定：半径值为正时，加工的为 180的圆弧；半径值为负
11、时，加工的为180的圆弧。圆弧a G90 G02 X0 Y30 R30 F300圆弧b G90 G02 X0 Y30 R-30 F300知识准备知识准备终点圆心方式 若已知圆弧终点坐标、圆弧圆心坐标和加工方向可以选择终点圆心方式的圆弧插补指令。【程序格式】F_KJKIJIY_Z_X_Z_X_Y_GGGGG_0302191817知识准备知识准备【说明】终点圆心方式可以加工整圆。圆心坐标使用IJK表示。圆心坐标为相对值：即圆弧中心相对圆弧起点的坐标。I圆心相对圆弧起点的x坐标；J圆心相对圆弧起点的y坐标；K圆心相对圆弧起点的z坐标；知识准备知识准备 【注意】I/J/K的值也有正负，圆心在起点的正方
12、向处该值为正，圆心在起点的负方向处该值为负。圆心 终点(X,Y)起点J I O X Y 圆心 终点(Y,Z)K J O Y Z 圆心 终点(X,Z)起点 I K O Z X 知识准备知识准备例题1 编出加工图所示零件程序。1.使用绝对值且R方式：O0100N0010 G92 X0 Y0；N0020 G90 G17 G00 X40 Y-40 S600 T01 M03；N0030 G01 X-80 Y-40 F200；N0040 G01 X-80 Y-20；N0050 G02 X-40 Y20 R40 F100；N0060 G03 X20 Y80 R60；N0070 G01 X40 Y80 F20
13、0；N0080 Y-40；N0090 G00 X0 Y0 M02；知识准备知识准备 2.使用增量值且I、J方式：O0200 N0010 G92 X0 Y0；N0020 G91 G17 G00 X40 Y-40 S600 T01 M03；N0030 G01 X-120 Y0 F200；N0040 X0 Y20；N0050 G02 X40 Y40 I40 J0 F100；N0060 G03 X60 Y60 I0 J60；N0070 G01 X20 F200；N0080 Y-120；N0090 G00 X-40 Y40 M02；知识准备知识准备例题2 使用G02/G03 对整圆加工编程，如图所示。分
14、析：由于加工整圆，只能采用终点圆心方式。圆弧的起点就是圆弧的终点。程序为：从A点顺时针一周时G90 G02 X30 Y0 I-30 J0 F300从B点逆时针一周时G90 G03 XO Y-30 I0 J-30 F300知识准备知识准备知识准备知识准备三、平面铣削方法三、平面铣削方法 1、手动：手动铣削平面时，只需Z向对刀，对刀时用手摇脉冲向下移动面铣刀试切工件上表面，并使主轴正向旋转，使面铣刀的底刃与工件的上表面轻微接触，此时将刀具X或Y向离开工件，利用“增量”使刀具移动至要切削的深度后，使用“手动”或“手摇脉冲”X和Y向移动铣削平面。2、自动：利用程序铣削平面。知识准备知识准备四、实体造型
15、四、实体造型1.按F5键，选择“xoy平面”为视图平面和作图平面。在特征树中，单击“平面XY”，再单击“绘制草图”图标，创建草图。2.单击“矩形”图标，选择“中心 长 宽”方式，输入长和宽的值为60，拾取坐标原点为矩形的中心点。知识准备知识准备3.单击“拉伸增料”图标，选择“固定深度”方式，设定深度值为15，选取“反向拉伸”，按“确定”按钮，结果如图11-2所示。4.选择已生成实体的前表面，单击“绘制草图”图标，激活前表面为草图平面。单击“直线”图标，选择“水平/铅垂线”方式，长度选择100，拾取坐标原点为中心点。单击“等距线”图标，分别作向下和向左、向右的等距线，等距距离分别为25和左右各1
16、5、20，再单击“圆弧”图标，选择“两点 半径”方式，拾取等距线15、20与X轴线的交点为圆心，分别绘制直径为15、20的圆。知识准备知识准备知识准备知识准备5.单击“曲线剪裁”图标和“删除”图标，对曲线进行裁剪和删除，结果如图11-2所示。单击“矩形”图标，选择“中心 长 宽”方式，输入长和宽的值为60，拾取坐标原点为矩形的中心点。知识准备知识准备6.单击“拉伸除料”图标，选择“固定深度”方式，设定深度值为5，按“确定”按钮，结果如图11-3所示。任务实施任务实施一、平面加工的实训步骤一、平面加工的实训步骤（一）确定加工工艺（一）确定加工工艺加加 工工 步步 骤骤刀刀 具具 与与 切切 削削
17、 参参 数数序序 号号加工内容加工内容刀刀 具具 规规 格格主轴转速主轴转速nr/min进给速度进给速度vfmm/min刀具半刀具半径补偿径补偿 类类 型型材料材料1粗加工上表面55mm面铣刀硬质合金10008010027.52精加工上表面160010012027.5（二）对刀（设定工件坐标系）（二）对刀（设定工件坐标系）（三）编制数控加工程序（三）编制数控加工程序任务实施任务实施O0001文件名%0001程序名N1G0 G54 G90 G17 X0 Y0 Z20建立工件坐标系，Z高度为20mmN2M3 S1000 F200主轴正转1000r/mmm；进给量200mm/min；具体视加工情况而
18、定 N3G0 X80 Y-30 M8快速移动到（80，-30），冷却液开N4G1 Z-1下刀1mmN5G1 X-80 Y-30 直线移动（-80，-30）N6G91 Y50增量编程y向移动到50mmN7X160增量编程x向移动到160mmN8G90 G0 Z10 M9绝对值编程z轴抬刀10mm 冷却液关N9X0 Y0刀具退回工件坐标系原点（0，0）N10M5主轴停止N11M3 S1600 F400精加工；转数1600r/mm；进给量400mm/min；具体视加工情况而定N12G0 X80 Y-30 M8刀具快速移动到点（80，-30）N13G1 Z-1.05下刀1.05mmN14G1 X-80
19、 Y-30直线移动到（-80，-30）N15G0 Z20抬刀 20mmN16G1 X80 Y20直线移动到（80，20）N17G1 Z-1.05直线下刀深度-1.05mmN18X-80直线移动（-80，20）N20G0 Z20 M9快速抬刀20mm处N21G0 X0 Y0回到坐标系原点（0，0）N22M30程序停止任务实施任务实施（四）模拟加工（四）模拟加工检查是否和编写程序一致。（五）加工（五）加工（六）测量（六）测量利用游标卡尺等量具检测，根据测量结果，调整加工程序，直到符合要求为止。任务实施任务实施二、二、U U形凸台的实训步骤形凸台的实训步骤（一）确定加工工艺（一）确定加工工艺1、铣削
20、平面，可选用55mm可转位面铣刀2、粗加工外轮廓，选用20mm 键槽铣刀3、精加工外轮廓，选用20mm键槽铣刀加加 工工 步步 骤骤刀刀 具具 与与 切切 削削 参参 数数序序号号加工内容加工内容刀刀 具具 规规 格格主轴转速主轴转速nr/min进给速度进给速度vfmm/min刀具半刀具半径补偿径补偿类类 型型材料材料1粗加工上表面55mm面铣刀硬质合金10002002精加工上表面16004003粗加工外轮廓20m键槽铣刀高速钢8001000608010.54精加工外轮廓20m键槽铣刀10001400100150计算任务实施任务实施（二）设定工件坐标系（二）设定工件坐标系（三）编制数控加工程序
21、（三）编制数控加工程序O0001文件名%0001程序名N1G0 G54 G90 G17 X0 Y0 Z20绝对尺寸编程，建立工件坐标系，快速定位到X0 Y0 Z20处N2M3 S800 主轴正转800r/minN3G0 X-50 Y-60 M08快速移动到（-50，-60）N4G1 Z-5 F100Z轴切深5mm N5G41 G1 X-20 Y-40 D01 F200X Y轴切削进给，并引入刀具1号半径补偿值N6G1 X-20 Y0直线插补（-20，0）N7G2 X20 Y0 R20顺时针圆弧插补半径为20mm，终点坐标（20.0）N8G1 X20 Y-25直线插补（20，-25）N9G1 X
22、15 Y-25直线插补（15，-25）N10G1 X15 Y0 直线插补（15，0）N11G3 X-15 Y0 R15逆时针圆弧插补终点（-15，0）半径15mmN12G1 X-15 Y-25直线插补（-15，-25）N13G1 X-50 Y-25直线插补（-50，-25）N14G0 Z20快速抬刀20mmN15G40 X0 Y0取消刀具补偿并回到坐标系原点N16M30程序停止(四）模拟加工四）模拟加工检查是否和编写程序一致。（五（五)加工加工（六）测量（六）测量利用游标卡尺和外径千分尺等量具检测，根据测量结果，调整加工程序，直到符合要求为止。（七）清理机床（七）清理机床任务实施任务实施班级班
23、级姓名姓名学号学号日期日期基本检测编程序号检测项目配分扣分得分1切削加工工艺制定正确52切削用量选择合理53程序正确、简单、明确、规范6操作4设备操作、维护保养正确45安全、文明生产106刀具选择、安装正确、规范47工件找正、安装正确、规范6基本检测结果小计40尺寸检测序号考核内容评分标准配分扣分得分1整体外形1.外形：形状正确，尺寸误差不超过1mm即得分2.尺寸：每个尺寸超出范围0.01mm扣5分每个尺寸最多扣完自身分值3.Ra值：降一级扣3分，降二级不得分102圆弧R15mm83圆弧R20mm84mm155自由公差5mm76深度尺寸5mm47深度尺寸15mm48表面粗糙度4尺寸检查小计60合 计任务实施任务实施（八）效果评价表（八）效果评价表1根据加工要求采用正确的对刀工具，控制对刀误差；2在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度；3对刀时需小心谨慎操作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞危险；4对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重后果。5采用寻边器对刀时，注意主轴移动方向，尤其是Z向对刀时。6注意切入和切出方式。7工件要装夹牢固，加工过程中，要检查加工中工件是否窜动。
