单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,项目四.pptx22教学课件 数控铣床编程与操作项目教程,项目四,曲面类零件的数控铣削加工,目 录,contents,任务一,任务二,斜面及弧面的数控铣削精加工,采用宏程序加工曲面,任务一,斜面及弧面的数控铣削精加工,任务,一斜面及弧面的数控铣削精加工,（,1,）掌握曲面类零件的加工工艺。,（,2,）掌握曲面类零件的编程方法。,实训领域目标,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,图,4-1,所示为精铣形面简图，平面已加工完，形面已粗加工，在数控铣床上精加工工件上表面的两斜面及一弧面（形面余量为,0.3 mm,），工件材质为,1Cr18Ni9T,。,任务描述,图,4-1,精铣形面简图,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,预备知识,斜面及弧面的数控铣削精加工手工编程一般采用多次调用子程序，故多选用行切法进行切削加工。,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,操作步骤,1.,工件坐标系原点选择,本工序加工形面的设计基准是工件上表面角点，该点位置设为编程坐标系零点。按右手法则确定编程坐标系，如图,4-2,所示。,2.,工件装夹方法,采用平口虎钳装夹工件。工件的底面和侧面已磨削，故以其底面和侧面为定位面，操作步骤如下：,（,1,）把平口虎钳装夹在工作台上。用百分表找正固定钳口，校正平口虎钳在工作台上的装夹方向，使固定钳口与机床坐标,X,轴平行，使平口虎钳在机床上定位。用,T,形螺钉把平口虎钳夹紧在工作台上。,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,操作步骤,图,4-2,编程坐标系,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,操作步骤,（,2,）工件在平口虎钳上的装夹。平口虎钳的固定钳口是夹具的定位表面。将工件长边侧面靠实精密平口虎钳固定钳口，工件底面垫等高垫铁。,（,3,）用平口虎钳夹紧工件。为确保定位可靠，应确保工件的底面与水平等高垫铁可靠贴合。夹紧操作中应首先轻夹工件，然后用橡胶锤轻敲工件顶面，以确保工件底面与水平垫铁贴合，同时用百分表检查、找正工件，确保夹紧过程中不破坏工件的定位，最后夹紧工件。,（,4,）刀具选择。采用整体硬质合金,16 mm,球头立铣刀。,（,5,）确定切削用量。主轴转速,S,为,3 000 r/min,，进给速度,F,为,1 000 mm/min,。,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,操作步骤,（,6,）走刀路线及图形要素的数学处理。通过数学计算确定走刀路线的基点位置，也可以借助,CAD,图形软件，通过软件的查询功能确定的刀位数据，作,CAD,图时将斜面沿走向两端延伸一定长度，以保证斜面能完全被切削到。确定刀位数据为（,10,，,0,，,2.5,）、（,22.135,，,0,，,5.534,）、（,77.862,，,0,，,19.466,）和（,110,，,0,，,27.5,）。,采用行切法加工工件的斜面及弧面。在,XZ,面内，编制具有斜线和圆弧路线的子程序，作为一行的走刀轨迹（相当于一根母线）。在,Y,轴方向上，等距调用子程序，从而产生等距的多行路线，近似等于由母线平移产生的表面，这就是行切法加工表面的基本原理。本程序中每行间距为,0.3 mm,，调用,1,次子程序完成往复切削两行，调用,51,次子程序切削了,102,行。切削宽度为,1020.3=30.6 mm,。满足零件切削表面,30 mm,宽的尺寸要求。,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,操作步骤,（,7,）加工程序。图,4-1,所示零件的加工程序见表,4-1,。,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,操作步骤,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,操作步骤,注意,如果需粗、精两次分层铣削，可通过设置不同的工件原点偏置量来实现。粗铣时经过手动操作调整,Z,轴原点偏置量，将加工坐标系,Z,轴原点偏置量上移。运行程序，粗加工工件后，将,Z,轴原点偏置量下移，再次运行程序，即可以完成全部加工。,任务,一 斜面及弧面的数控铣削精加工,实训情境,图,4-3,所示为斜弧面零件，对其进行建模并编写加工程序。,图,4-3,斜弧面零件,任务,二,采用宏程序加工曲面,任务,二 采用宏程序加工曲面,（,1,）掌握宏程序的编写方法。,（,2,）掌握椭圆台宏程序的编制。,实训领域目标,任务二,采用宏程序加工曲面,编写图,4-4,所示零件的加工程序。,任务描述,图,4-4,椭圆台,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,用户宏程序是,FANUC,系统及类似产品中的特殊编程功能，在数控加工中有着广泛的应用。由于宏程序中使用了各种变量、运算指令和控制指令，大大地简化了程序，从而可以将一些有规律变化的动作用最短的程序段表示出来，并通过改变参数实现粗、精加工和达到所要求的加工精度。,数控程序中含有变量的程序称为宏程序。用户宏程序分为,A,、,B,两种。一般地，在一些较老的,FANUC,系统（如,FANUC-OMD,）中采用,A,类宏程序，而在较先进的,FANUC,系统（如,FANUC-Oi,）中则采用,B,类宏程序。,由于用,A,类宏程序需要使用“,G65HM”,格式的宏指令来表达各种数学运算和逻辑关系，不直观，可读性较差，因此在实际工作中很少使用。虽然,B,类宏程序不算是,FANUC,系统的标准配置功能，但绝大部分的,FANUC,系统也都支持,B,类宏程序。因此，这里仅介绍,B,类宏程序的相关知识。,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,1.B,类宏程序变量,（,1,）宏变量的表示形式。当指定一宏变量时，用“,#”,后跟变量号的形式表示，如,#1,。在计算机上允许给变量指定变量名，但用户宏程序没有提供这种能力。宏变量号可用表达式指定，此时，表达式应包含在方括号内，如,#,#1+#2-12,。,（,2,）宏变量的取值范围。局部变量和全局变量的取值为,10 47,10,29,和,10,29,10 47,。如计算结果无效（超出取值范围）时，系统发出编号为,111,的错误警报。,（,3,）小数点的省略。在程序中定义宏变量的值时，可省略小数点。例如，在,#1=123,中，宏变量,#1,的实际值是,123.000,。,（,4,）未赋值（定义）的变量。若一个宏变量没有赋值（无定义），则该变量被当作空变量。宏变量,#0,通常情况下是一个空变量，它只能读，不能写（赋值）。,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,（,5,）宏变量的类型。根据变量号，宏变量可分成四种类型，见表,4-2,。,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,（,6,）宏变量的引用。在程序中引用（使用）宏变量时，其格式如下：在指令字地址后面跟宏变量号，当用表达式表示变量时，表达式应包含在一对方括号内，如,G01 X,#1+#2,F#3,。,被引用宏变量的值会自动根据指令地址的最小输入单位进行圆整。例如，在程序段,G00 X#1;,中，给宏变量,#1,赋值,12.3456,，在精度为,1/1 000 mm,的数控铣床上执行时，程序段实际解释为,G00 X12.346,。,要使被引用的宏变量的值反号，在“,#”,前加前缀“,-,”即可，如,G00 X-#1,。,当引用未定义（赋值）的宏变量时，该变量前的指令地址被忽略。例如，,#1=0,，,#2=null(,未赋值,),，执行程序段“,G00 X#1 Y#2;”,，结果为,G00 X0,。,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,（,7,）宏变量值的显示。,按下偏置菜单按钮，显示刀具补偿显示屏幕，如图,4-5,所示。,图,4-5,刀具补偿显示屏幕,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,按软键,MACRO,，显示宏变量屏幕。,按键，输入变量号，再按键，光标将移动到输入变量号的位置。,当变量值为空白时，该变量为,null,。,标记*表示变量值上溢（变量的绝对值大于,99 999 999,）或下溢（变量的绝对值小于,0.0 000 001,）。,注意,宏变量不能用于程序号、程序段顺序号和程序段跳段编号。例如，宏变量不能用于以下用途：,O#1;,/#2 G00 X100.0;,N#3 Y200.0;,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,2,运算指令,B,类宏程序运算类似于数学运算，用各种数学符号来表示。常用运算指令见表,4-3,。表,4-3,中右边的表达式可用常量或变量与函数或运算符组合表示。表达式中的变量,#j,和,#k,可用常量替换，也可用表达式替换。,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,表,4-3,常用运算指令,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,（,1,）角度单位。,SIN,、,COS,、,TAN,和,ATAN,函数使用的角度单位为十进制数。,（,2,）计算次序。,B,类宏程序的计算次序为函数,SIN,#2,乘除类运算（*、,/,、,AND,、,MOD,），加减类运算（,+,、,-,、,OR,、,XOR,）。,（,3,）方括号嵌套。方括号用于改变运算顺序。方括号的嵌套深度为五层，含函数自己的方括号。当方括号超过五层时，发生,118,号报警。,（,4,）向上和向下取整。向上取整是指圆整后的整数，其绝对值比原值的绝对值大；向下圆整是指圆整后的整数，其绝对值比原值的绝对值小。当对负数取整时，需特别注意。,例如：,#1=1.2;,#3=FUP,#1,;#3=2.0,#3=FIX,#1,;#3=1.0,#2=-1.2;,#3=FUP,#2,;#3=-2.0,#3=FIX,#1,;#3=-1.0,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,3.,控制指令,（,1,）分支语句。在程序中可用,GOTO,语句和,IF,语句改变程序执行顺序。,GOTO,语句。,GOTO,语句用于无条件分支（转移），可以无条件转移（分支）到顺序号,n,所在位置，其格式为,GOTO n;,。,例如：,GOTO1;,GOTO#10;,IF,语句。,IF,语句用于条件分支，其格式如下：,IF,#1GT#100,GOTO n;,处理；,Nn;,在,IF,后指定一条件，当条件满足时，转移到顺序号为,n,的程序段；条件不满足则执行下一程序段。运算符种类见表,4-4,。,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,表,4-4,运算符种类,任务,二 采用宏程序加工曲面,预备知识,（,2,）循环语句。常用的循环语句为,WHILE,语句，其格式如下：,WHILE,条件表达式,DO m;,（,m=1,2,3),处理；,END m;,在,WHILE,后指定一条件表达式，条件满足时执行,WHILE,到,END m,之间的程序，（然后返回到,WHILE,重新判断条件）不满足则执行,END m,后的下一程序段。,任务,二 采用宏程序加工曲面,操作步骤,（,1,）工件的装夹。零件毛坯已规方，以底平面定位，将其用等高垫铁垫平装夹在平口虎钳上，用寻边器找正工件，确定工件原点。,（,2,）切削刀具。采用硬质合金,10 mm,球头立铣刀或,10 mm,立铣刀。,（,3,）确定切削用量。,粗铣。采用,10 mm,立铣刀，主轴转速,S,为,1 800 r/min,，进给速度,F,为,100 mm/min,。,精铣。采用,10 mm,球头铣刀，主轴转速,S,为,2 600 r/min,，进给速度,F,为,180 mm/min,。,为避免加工余量过大，安排粗、精两次铣削，先粗加工出长半轴为,48 mm,，短半轴为,36 mm,的椭圆柱，然后进行椭圆锥的加工。,任务,二 采用宏程序加工曲面,操作步骤,（,4,）精加工程序。椭圆台的精加工程序见表,4-5,。,任务,二 采用宏程序加工曲面,操作步骤,任务,二 采用宏程序加工曲面,操作步骤,注意,（,1,）方括号用于封闭表达式，注意不能用圆括号。,（,2,）加工椭圆锥台时自下而上的方式要优于自上而下的方式。,任务,二 采用宏程序加工曲面,实训情境,图,4-6,所示为椭球零件图