Transcript 数控编程及操作
《数控编程及操作》精品课程教学单元 教学情境4 ——加工中心编程及操作 内容提纲 子项目一 典型加工中心零件一的数控加工 子项目二 典型加工中心零件二的数控加工 数控编程及操作 子项目一 典型加工中心零件一的数控加工 【知识目标】 • 1．了解加工中心的基础知识 • 2．了解加工中心加工基本工艺 • 3．了解加工中心换刀指令 • 4．掌握加工中心加工零件的基本操作方法 • 5．掌握宇龙加工中心仿真软件的操作 数控编程及操作 【能力目标】 通过典型零件的数控加工，具备编制加 工中心零件加工的工艺设计及程序序编制的 能力； 会使用掌握宇龙加工中心仿真软件 进行对刀操作。 数控编程及操作 【实施过程】 一、项目引入 加工图4-1-1所示零件，数量为1件，毛坯为 80 × 80 × 20的45钢，未注公差尺寸允许误差为 ±0.07。已知坐标原点在工件对称中心，各坐标 点分别为A（-17.242，7.7741）B（-10.218， 23.387）C（0,30）D（-3.99，-29.734）E（13.237，-21.821）F（-18.118，-5.379），要求 设计数控加工工艺方案，编制数控加工工序卡、 刀具调整卡、数控加工程序卡，并进行仿真加工， 优化走刀路线和程序。 数控编程及操作 数控编程及操作 二、相关知识 1.加工中心简介 加工中心（Machining Center）简称MC， 是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂 零件的高效率自动化机床，一般定义为“带有自 动刀具交换装置，并能够进行多种工序加工的数 控机床”。加工中心是在数控铣床的基础上发展 而来，它与数控铣床最大的区别是配置了刀库和 自动换刀装置，在加工过程中可以由程序控制选 用或更换刀具，从而实现在一次装夹工件后，完 成多工序（甚至全部工序）的加工。 数控编程及操作 2.加工中心分类 （1）按结构形式分类 ① 立式加工中心。 立式加工中心指主轴轴心线为垂直状态设 置的加工中心，如图4-1-2所示。立式加工中心 一般具有三个直线运动坐标，工作台具有分度和 旋转功能，可在工作台上安装—个水平轴的数控 转台用以加工螺旋线零件。立式加工中心多用于 加工筒单箱体、箱盖、板类零件和平面凸轮的加 工。立式加工中心具有结构简单、占地面积小、 价格低的优点。 数控编程及操作 图4-1-2 JCS-018A型立式加工中心外观图 1-X轴的直流伺服电动机 2-换刀机械手 3-数控柜 4-盘式刀库 5-主轴箱 6-操作面板 7-驱动电源柜 8-工作台 9-滑座 10-床身 数控编程及操作 ② 卧式加工中心。 卧式加工中心指主轴轴线为水平状态设置的 加工中心，如图4-1-3所示。卧式加工中心一般 具有3-5个运动坐标。常见的有三个直线运动坐 标(沿X、Y、Z轴方向)加一个回转坐标(工作台)， 它能够使工件一次装夹完成除安装面和顶面以外 的其余四个面的加工。卧式加工中心较立式加工 中心应用范围广，适宜复杂的箱体类零件、泵体、 阀体等零件的加工。但卧式加工中心占地面积大， 重量大，结构复杂，价格较高。 数控编程及操作 图4-1-3 卧式加工中心 1-主轴头 2-刀库 3-立柱 4-立柱底座 5-工作台 6-工作台底座 数控编程及操作 ③ 龙门加工中心。 龙门加工中心，形状与龙门铣床类似，主轴 多为垂直设置，适应于大型或形状复杂的工件加 工。 ④ 万能加工中心（复合加工中心）。万能加工 中心也称五面加工中心，具有立式和卧式加工中 心的功能，工件一次装夹后能完成除安装面外的 所有侧面和顶面（五个面）的加工，如图4-1-4所 示。常见的万能加工中心有两种形式：一种是主 轴可以旋转90°，既可象立式加工中心一样，也 可象卧式加工中心一样；另一种是主轴不改变方 向， 数控编程及操作 而工作台带着工件旋转90°，完成对工件五个 面的加工。在万能加工中心安装工件避免了由于 二次装夹带来的安装误差，所以效率和精度高， 但结构复杂、造价也高。 数控编程及操作 图4-1-4 万能加工中心 5轴运动方向示意 a)主轴可做90° 旋转 b) 工作台带工件可做90°旋转 数控编程及操作 （2）按换刀形式分类 ① 带刀库、机械手的加工中心。 这种加工中心的换刀装置由刀库和机械手 组成，换刀动作由机械手完成。这是加工中心最 普遍采用的换刀形式。 ② 无机械手的加工中心。 这种加工中心的换刀是通过刀库和主轴箱 的配合动作来完成，刀库中刀具存放位置方向与 主轴装刀方向一致，换刀时，主轴运动到刀位上 的换刀位置，由主轴直接取走或放回刀具。 数控编程及操作 ③ 转塔刀库式加工中心。 一般应用于小型加工中心，主要以加工孔为 主。 （3）按加工中心的功用分类 ① 镗铣加工中心（简称加工中心） ② 钻削加工中心 ③ 车削加工中心 数控编程及操作 3、自动换刀装置 （1）刀库的种类 刀库存放刀具，它是自动换刀装置中的主 要部件之一。根据刀库存放刀具的数量和取刀的 方式的不同，刀库可设计成不同类型。 ① 直线刀库。 刀具在刀库中直线排列、结构简单，存放刀 具数量有限(一般8~12把)，较少使用。 ② 圆盘刀库。 如图4-1-5(a)~(f)所示，存刀量少则6~8把， 多则50~60把，有多种形式。 数控编程及操作 ③ 链式刀库。 链式刀库是较常使用的形式，如图4-15(g)~(j)所示，常用的有单排链式刀库和加长链 条的链式刀库。 ④ 其他刀库。 格子箱式刀库，如图4-1-5(k)所示，刀库容 量较大。有单面式和多面式等形式。 数控编程及操作 a b c d e f ）盘式刀库 图4-1-5刀库 g h I j） 链式刀库 k）格子式刀库 数控编程及操作 （2）换刀方式 ① 无机械手换刀。 无机械手换刀主要通过刀库和机床主轴的 相对运动来实现换刀，换刀时，必须首先将用过 的刀具送回刀库，然后再从刀库中取出新刀具， 这两个动作不可能同时进行，因此换刀时间长。 ② 机械手换刀。 对机械手的具体要求是迅速可靠，准确协 调。采用机械手进行刀具交换的方式应用得最为 广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，而 且可以减少换刀时间。 数控编程及操作 ③ 转塔式自动换刀。 转塔式自动换刀装置是数控机床中比较简单 的换刀装置。转塔刀架上装有主轴头，转塔转动 时更换主轴头以实现自动换刀。 4、加工中心的程序编制 加工中心加工零件的工艺特点和编程方法与数 控铣床基本相同。 （1）编程要点 ① 首先应进行合理的工艺分析，由于零件加工 工序多，使用的刀具种类多，甚至在一次装夹下， 要完成粗加工、半精加工与精加工、周密合理地 安排各工序加工的顺序，有利于提高加工精度和 提高生产效率。 数控编程及操作 ② 根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还 是手动换刀。一般，对于加工批量在10件以上， 而刀具更换又比较频繁时，以采用自动换刀为宜。 但当加工批量很小而使用的刀具种类又不多时， 把自动换刀安排到程序中，反而会增加机床调整 时间。 ③ 自动换刀要留出足够的换刀空间。有些刀具 直径较大或尺寸较长，自动换刀时要注意避免发 生撞刀事故。 ④ 为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调， 并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便于操作者 在运行程序前，及时修改刀具补偿参数。 数控编程及操作 ⑤ 对于编好的程序，必须进行认真检查，并于 加工前安排好试运行。从编程的出错率来看，采 用手工编程比自动编程出错率要高，特别是在生 产现场，为临时加工而编程时，出错率更高，认 真检查程序并安排好试运行就更为必要。 ⑥ 尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不 同的子程序中。当零件加工工序较多时，为了便 于程序的调试，一般将各工序内容分别安排到不 同的子程序中，主程序主要完成换刀及子程序的 调用。这种安排便于按每一工序独立地调试程序， 也便于因加工顺序不合理而做出重新调整。 数控编程及操作 （2）加工中心换刀指令 除换刀程序外，加工中心的编程方法和普通数 控铣床相同。 ① 换刀指令：选刀（T××）；换刀（M06）。 ② 选刀和换刀通常分开进行。 ③ 为提高机床利用率，选刀动作与机床加工动 作重合。 ④ 换刀指令M06必须在用新刀具进行切削加工 的程序段之前，而下一个选刀指令T常紧跟在这 次换刀指令之后。 数控编程及操作 ⑤ 换刀点：多数加工中心规定在机床Z轴零点 （Z0），要求在换刀前用准备功能指令（G28） 使主轴自动返回Z0点。 ⑥ 换刀过程:接到T××指令后立即自动选刀， 并使选中的刀具处于换刀位置，接到M06指令后 机械手动作，一方面将主轴上的刀具取下送回刀 库，另一方面又将换刀位置的刀具取出装到主轴 上，实现换刀。 数控编程及操作 ⑦ 换刀程序编制方法 方法一：主轴返回参考点和刀库选刀同时进行， 选好刀具后进行换刀。 … N02 G28 Z0 T02； Z轴回零，选T02号 刀 N03 M06； 换上T02号刀 … 返回Z轴换刀点的同时，刀库将T02号刀具选出， 然后进行刀具交换，换到主轴上的刀具为T02， 若Z轴回零时间小于T功能执行时间(即选刀时间)， 则M06指令等刀库将T02号刀具转到换刀位置后才 能执行。因此这种方法占用机动时间较长。 数控编程及操作 方法二：在Z轴回零换刀前就选好刀 … N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02； 直线插补，选 T02号刀 N11 G28 Z0 M06； Z轴回零，换T02号 刀 … N20 G01 Z_ F_ T03； 直线插补，选T03号 刀 N21 G28 Z0 M06； Z轴回零，换T03号刀 … 数控编程及操作 N10程序段在进行直线插补的同时，刀库将 T02号刀具选出，N11程序段换上N10程序段选出 的T02号刀具；N20程序段选出下次要用的T03号 刀具。在N10程序段和N20程序段执行选刀时，不 占用机动时间，所以这种方式较好。 数控编程及操作 三、项目实施 1.分析零件图纸 （1）结构分析 如图4-1-1所示，该零件属于板类零件，加工内 容包括平面、直线和圆弧组成的内外轮廓。 （2）尺寸分析 该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下：毛坯 长宽80×80、高20，以ABCDEF构成的曲线型槽宽， 槽深4±0. 1；以工件中心为圆心的环形孔槽小 径φ14，孔深4，槽深10，槽宽3.774；中心盲孔 数控编程及操作 直径φ10，孔深10；封闭曲线ABCDEF各点坐标 已知A（-17.242，7.7741）B（-10.218，23.387） C（0,30）D（-3.99，-29.734）E（-13.237，21.821）F（-18.118，-5.379），曲线的圆弧半 径分别为R11.2，R18.9，R30；各部分尺寸完整， 其它未注尺寸控制在误差±0.07。 （3）表面粗糙度分析 本项目零件对粗糙度没有具体要求，根据 分析，该零件所有表面都可以加工出来，经济性 能良好。 数控编程及操作 ⑤ 换刀点：多数加工中心规定在机床Z轴零点 （Z0），要求在换刀前用准备功能指令（G28） 使主轴自动返回Z0点。 ⑥ 换刀过程:接到T××指令后立即自动选刀， 并使选中的刀具处于换刀位置，接到M06指令后 机械手动作，一方面将主轴上的刀具取下送回刀 库，另一方面又将换刀位置的刀具取出装到主轴 上，实现换刀。 数控编程及操作 2.确定工艺过程 （1）选择加工设备,确定生产类型 零件数量为1件，属于单件小批量生产。选用系 统为华中数控HNC-22M的立式加工中心。 （2）选择工艺装备 ① 该零件采用平口钳定位夹紧。 ② 刀具选择如下： φ10平底键槽铣刀：铣外轮廓、铣曲线槽、中 心盲孔； φ3平底键槽铣刀：铣环形槽。 数控编程及操作 ③ 量具选择如下： 量程为100mm，分度值为0.02的游标卡尺。 量程为25～50mm，分度值为0.001的内径千分尺。 （3）拟订工艺路线 ① 确定工件的定位基准。以工件底面和两侧面 为定位基准。 ② 选择加工方法。该零件的加工表面为外轮廓、 槽、孔，加工表面的最高加工精度不高，采用加 工方法为粗铣。 ③ 拟订工艺路线。 数控编程及操作 该零件分为两道工序加工，先用φ10平底 键槽铣刀加工出外轮廓、曲线型槽和中心盲孔的 凸台面，后用φ3平底键槽铣刀铣环形槽。 （a）铣外轮廓、曲线型槽和中心盲孔的加工路 线安排 首先按照C→D→E→F→A→B→C的轨迹编制程序 作为子程序，采用刀具半径补偿功能，通过改变 不同的刀具半径补偿值，多次调用子程序，用 φ10平底键槽铣刀加工出外轮廓和曲线形槽，再 铣出中心盲孔。 数控编程及操作 （b）环形槽的加工路线安排 用换刀指令换上φ3平底键槽铣刀，通过走整圆 指令，加工出环形槽。 （4）编制数控技术文档 ① 编制数控加工工序卡 数控加工工序卡如表4-1-1所示。 数控编程及操作 产品名称 零件名称 数控加工工序卡 工序号 20 程序编 号 %0001 %0002 典型加工中心零 件一 材 料 数量 夹具名称 铝 1 平口钳 使用设备 工步内容 n（r/min） 1 2 编制 铣外轮廓、曲 线 型槽和中心盲 孔 1000 铣环形槽 500 车间 数控加工车 间 切削用量 工步号 零件图号 刀具 F(mm/mi n) 100 50 审核 表4-1-1 典型加工中心零件1的数控加工工序卡 批准 ap(m m) 量具 编号 名称 编 名 号 称 T01 φ10 平底 键槽 铣刀 1 游 标 卡 尺 T02 φ3 平底 键槽 铣刀 2 内 径 千 分 尺 共1 页 第1页 数控编程及操作 ② 编制刀具调整卡 产品名称或代号 零件名称 典型加工中心零件一 刀具参数 序号 刀具号 刀具名称 刀具材料 直 径 直径 D01=32 D02=23 D03=15 D04=13.2 D05=2.2 D06=-2.2 T01 φ10平底键槽铣刀 HSS φ1 0 70 2 T02 φ3平底键槽铣刀 HSS φ3 45 审核 批 准 刀补地址 长度 1 编制 零件图号 长度 H02=25 共 页 第 页 数控编程及操作 3.数值计算 以毛坯上表面的中心点作为原点，坐标点分别 为A（-17.242，7.7741）B（-10.218，23.387） C（0,30）D（-3.99，-29.734）E（-13.237，21.821）F（-18.118，-5.379）。 4.编写程序 数控编程及操作 5.程序调试与检验（宇龙数控仿真软件模拟操 作） （1）宇龙华中数控加工中心仿真软件的工作窗 口 打开计算机，双击图标 ，单击 ，选择华 中数控系统，机床类型选择加工中心，进入华中 数控加工中心仿真系统。 华中数控加工中心仿真软件的操作界面与数控 铣床操作界面一致，各部分功能和操作方法可以 参考数控铣床仿真软件，主要区别是加工中心多 了可以存储多把刀具的刀库刀库，如图4-1-6、 图4-1-7所示。 数控编程及操作 图4-1-6 华中数控加工中心仿真系统工作窗口 数控编程及操作 图4-1-7 加工中心刀库结构（已去掉机床罩子） 数控编程及操作 （2）机床回零 选定机床开机后的第一项任务就是建立机床坐 标系。建立机床坐标系的方法是：开机后使机床 各坐标轴都回到机床参考点，这在数控操作中， 称为“回零”，操作步骤如下： ① 检查急停按钮 是否松开，如果未松开， 单击按钮使其松开。 ② 用鼠标点击操作面板上“回零”键 ，使 其指示灯变亮，进入回零模式。立式加工中心在 回零模式下，首先点击控制面板上的按钮 ， 使Z轴回零，其次点击 、 ，将X、Y轴回零。 回零后， 、 、 左上方的指示灯变亮，CRT 显示各坐标轴的数值为零。 数控编程及操作 注意： （a）立式加工中心回零时，一般Z轴先回零， 然后X、Y轴回零；判断回零是否正确，观察机械 坐标是否为 “0.000”即可。 （b）在仿真软件中，系统默认加工中心是带有 罩子的，这样在操作机床时，无法观察工作台面 的运行情况，可以去掉机床罩子以便观察机床工 作区域毛坯的安装以及加工等情况，方法同数控 铣床。 数控编程及操作 （3）安装工件 ① 打开菜单“零件/定义毛坯”，或者在工具 栏上单击按钮 ，在定义毛坯对话框中将将零 件尺寸改为80×80×20 （mm） ，并单击确定按 钮。（见图4-1-8） ② 打开菜单“零件/放置零件”，或者在工具 栏上单击 按钮，选择刚刚定义的毛坯（图41-9），按下“确定”按钮，此时界面出现一个 小键盘（图4-1-10），直接点击退出按钮。 数控编程及操作 图4-1-8 “定义毛坯”对话框 数控编程及操作 图4-1-9 “选择毛坯”对话框 数控编程及操作 图4-1-10 移动零件 数控编程及操作 （4）选择刀具 打开菜单“机床/选择刀具”，或单击刀具选择 按钮 ，打开刀具选择对话框。在刀具类型一 栏选择“平底刀”，刀具直径输入“10”，点击 确定按钮，在此选择总长为70mm，直径φ10的可 加工侧面和底面的平底键槽铣刀，此时“已经选 择的刀具”窗口里序号为1的刀具已经确定，如 图4-1-11。 数控编程及操作 图4-1-11 选择第一把刀具 数控编程及操作 然后点击“已经选择的刀具”窗口里序号2的行， 用同样的方法选择总长为45mm，直径φ3的平底 键槽铣刀，按确认按钮，完成刀具的选择与安装， 如图4-1-12所示。选完刀具后加工中心刀库如图 4-1-13所示。 数控编程及操作 图4-1-12 选择第二把刀具 数控编程及操作 图4-1-13 选好刀具后刀库已安装了两把刀具 数控编程及操作 （5）对刀 加工中心对刀的方法与数控铣床基本相同，不 同的是由于加工中心具有刀库，可以安装大小不 一的多把刀具，在对刀时，就必须以一把刀具作 为标准刀具（标刀）确定工件坐标系原点Z轴偏 置值，其他刀具则进行长度补偿。主轴安装标刀 并对刀（方法与铣床相同），确定出工件坐标系 原点在机床坐标系中坐标值；然后依次更换其他 刀具，分别对Z轴对刀，确定其他刀具与标准刀 具的长度偏差值，并输入到其他刀具所对应的长 度补偿参数里。 数控编程及操作 通过刚性靠棒、寻边器等基准工具可以确 定X、Y轴的偏置值分别为（-300，-215），接下 来我们选择1号刀具作为标准刀具，将1号刀安装 到主轴上，如图4-1-12所示，首先在“已经选择 的刀具”窗口里点击1号刀，再点击窗口下方的 按钮 ，1号刀具就安装到主轴上。1号 刀在Z轴上对刀后得到Z轴偏置值为-594，这样便 得到工具坐标系原点G54坐标值是（-300，-215， -594）。用同样的方法将2号刀具在Z轴对刀。 数控编程及操作 （6）参数设置 依次点击横排软键上的“设置”、“坐标系设 定”、选择“自动坐标系G54”为当前坐标系， 在MDI输入域中输入 “X-300Y-215Z-594”，然 后按回车键，即设定好了工件坐标系G54坐标值。 依次点击横排软键上的“刀具补偿”、“刀补 表”，将半径补偿值和长度补偿值分别输入到相 应位置，半径补偿值分别是D01=32，D02=23， D03=15，D04=13.2，D05=2.2，D06=-2.2；长度 补偿值为H02=-25。设置好的刀补表如图4-1-14 所示。 数控编程及操作 图4-1-14 设置好的刀补表 数控编程及操作 （7）输入程序 通过MDI键盘，输入该加工零件数控程序。也可 通过单击菜单“机床/DNC传送…”或者单击按 钮 ，将外部已经保存好的程序文件直接导入 到系统进行自动加工（程序见前面程序单）。 （8）轨迹检查 点击横排软键上的“程序”“程序校验“，点 击 加工方式 ，点击 ，完成程序轨迹 的检查。（如图4-1-15） 数控编程及操作 图4-1-15轨迹模拟 数控编程及操作 图4-1-16加工结果 数控编程及操作 9）自动加工 轨迹无误，再次点击“程序校验“，机床显示 在工作界面。然后点击点击 加工方式，点 击 ，完成零件的加工。加工结果如图4-116所示。 10）零件尺寸测量 点击菜单“测量\剖面图测量”弹出剖面图测量 窗口，与数控铣床相同，如图4-1-17所示。 数控编程及操作 图4-1-17加工中心工件测量 数控编程及操作 在此窗口中，通过调节卡尺，可以测量出 零件各部分尺寸。经过测量，加工后的零件各部 分尺寸均达到了图纸上尺寸的精度要求。 6.零件检测 项目加工时限为60分钟，每超5分钟扣10分， 数控编程及操作 【项目小结】 • 本项目详细介绍了加工中心的基础知识、加工中 心基本工艺、换刀指令，通过典型零件一的仿真 加工，详细介绍了加工中心加工零件的基本操作 方法与编程方法，突出了加工中心与数控铣床的 不同之处。 数控编程及操作 子项目二 典型加工中心零件二的数控加工 【知识目标】 • 1．熟练掌握加工中心换刀指令 • 2．熟练掌握加工中心加工零件的基本操作方法 • 3．熟练掌握宇龙加工中心仿真软件的操作 数控编程及操作 【能力目标】 • 通过典型零件的数控加工，具备利用多把刀具同 时完成零件外轮廓、内轮廓和槽的加工的能力； 具备熟练操作加工中心仿真软件的能力。 数控编程及操作 【实施过程】 一、项目引入 加工图4-2-1所示零件，数量为1件，毛坯为 96×70×36的45钢。要求外形不要加工，未注公 差的尺寸，允许误差在±0.07，设计数控加工工 艺方案，编制数控加工工序卡、刀具调整卡、数 控加工程序卡，进行仿真加工，优化走刀路线和 程序。 数控编程及操作 图4-2-1 典型加工中心零件二零件图 数控编程及操作 二、项目实施 1.分析零件图纸 （1）结构分析 如图4-2-1所示，该零件属于板类零件，加工内 容包括平面、由直线和圆弧组成的内外轮廓。 （2）尺寸分析 该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下： 数控编程及操作 毛坯长宽高为96×70×36，由直线和圆弧 构成的封闭曲线外轮廓高5，内轮廓深，内外轮 廓壁，工件左上端和右端各有一个半圆弧直径 φ14.6、深度5的半圆矩形槽，两槽中心线夹角 为30°，各部分尺寸完整，其它未注尺寸控制在 误差±0.07。 （3）表面粗糙度分析 本项目零件对粗糙度没有具体要求，根据分析， 该零件所有表面都可以加工出来，经济性能良好。 数控编程及操作 2.确定工艺过程 （1）选择加工设备,确定生产类型 零件数量为1件，属于单件小批量生产。选用系 统为华中数控HNC-22M的立式加工中心。 （2）选择工艺装备 ①该零件采用平口钳定位夹紧。 ②刀具选择如下： φ32平底立铣刀：铣平面 φ10平底键槽铣刀：铣内外轮廓、半圆矩形槽。 数控编程及操作 ③量具选择如下： 量程为100mm，分度值为0.02的游标卡尺。 （3）拟订工艺路线 ①确定工件的定位基准。以工件底面和两侧面 为定位基准。 ②选择加工方法。该零件的加工表面为平面、 外轮廓、内轮廓及内平面、半圆矩形槽，加工表 面的最高加工精度不高，采用加工方法为粗铣。 ③拟订工艺路线。 该零件分为两道工序加工，先用φ32平底 立铣刀铣平面，去除外轮廓较多材料，后用φ10 平底键槽铣刀铣外轮廓，铣内轮廓，铣内平面， 铣两个半圆矩形槽。 数控编程及操作 （a）铣平面加工路线安排 用直线插补走矩形路线，去除外轮廓大部分材 料，并给精加工流出余量。 （b）铣外轮廓、内轮廓、内平面，铣半圆矩形 槽加工路线安排 用换刀指令换上φ10平底键槽铣刀，按照直线 和圆弧组成的轮廓编制程序作为子程序，采用刀 具半径补偿功能，通过改变不同的刀具半径补偿 值，两次调用子程序，分别加工出外轮廓和和内 轮廓；用分层切削的方法加工内轮廓中的平面； 数控编程及操作 用半圆矩形槽的形状编制程序作为子程序，调 用子程序加工右侧槽，通过旋转变换指令并再次 调用子程序加工左上角处槽。 （4）编制数控技术文档 ①编制数控加工工序卡 数控编程及操作 产品名 称 零件名称 零件图号 数控加工工序卡 典型加工中心 零件二 工序号 20 程序编号 材 料 数量 夹具名 称 使用设备 车间 %0001 %0002 45 钢 1 平口钳 立式加工中心 数控加工 车间 切削用量 工步号 工步内容 n（r/min） 1 2 编制 刀具 铣平面 铣内外轮廓、 内平面、 半圆矩形槽 1000 500 审核 F(mm/ min) 100 50 批准 ap( m m) 5 10 量 具 编 号 名 称 编 名 号 称 T0 1 φ3 2平 底 立 铣 刀 游 标 1 卡 尺 T0 2 φ1 0平 底 键 槽 铣 刀 共1 页 第1页 数控编程及操作 ②编制刀具调整卡 产品名称或代号 零件名称 典型加工中心零件二 刀具参数 序号 刀具号 刀具名称 刀具材料 零件图号 刀补地址 直 径 长度 直径 长度 1 T01 φ32平底立槽铣刀 HSS φ3 2 60 刀具中心编 程 2 T02 φ10平底键槽铣刀 HSS φ 10 70 D01=5 D02=-6.5 H02=10 共 页 第 页 编制 审核 批 准 数控编程及操作 ③数值计算 以毛坯上表面的中心点作为原点，计算出铣平 面的刀具起点中间点和终点的坐标分别是（70,38）（41.5,38）（41.5，-38）（-41.5，38）（-41.5，60），按照图纸中尺寸计算出轮 廓和半圆矩形槽轨迹关键点坐标和其他数据。 ④编制数控加工程序 编程原点选择在工件上表面的中心处。 数控编程及操作 （5）程序调试与检验 ①选择机床 选择华中数控系统标准加工中心。 ② 机床回零 打开急停按钮，按+Z、+X、+Y顺序回零。 ③ 安装工件 定义毛坯尺寸为：长96mm，宽70mm，高36mm.，并安装 工件。 ④选择刀具 铣平面时选择直径φ32的平底立铣刀，长度60mm；铣外 轮廓、内轮廓、内平面，铣半圆矩形槽孔时选择直径 φ10的平底键槽铣刀，长度70mm。 数控编程及操作 ⑤对刀 以φ32的平底立铣刀作为标准刀具进行对刀， 确定G54坐标系中X、Y、Z的坐标值为（-300，215，-588）；对φ10的平底键槽铣刀进行Z方向 对刀，确定其长度补偿值为10mm。 ⑥参数设置 G54坐标系中设置X=-300，Y=-215、Z=-588；刀 补表里设置D01=5，D02=-6.5，H02=10。 ⑦输入程序 将编制好的程序输入到数控装置，程序见数控 加工程序卡。 ⑧轨迹检查 完成程序校验，校验结果如图4-2-2所示 数控编程及操作 图4-2-2轨迹模拟 数控编程及操作 图4-2-3加工结果 数控编程及操作 ⑨自动加工 完成零件的加工，加工结果如图4-2-3所示。 ⑩零件尺寸测量 （6）检验与评分 项目加工时限为30分钟，每超5分钟扣10分， 数控编程及操作 【项目小结】 • 本项目通过典型零件二的讲解，对加工中心的基 本操作、典型零件加工工艺编制、程序编制等知 识进行了进一步强化。编程过程中通过子程序调 用，旋转变换指令的使用，精简了程序，提高了 编程效率，为灵活编制程序提供了很好的范例。 谢谢！