1、在线教务辅导网：http:/,教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网,QQ:349134187 或者直接输入下面地址：,http:/,学习目标1.知识目标掌握圆弧过渡、直线过渡指令及编程；掌握刀具半径补偿指令及使用；掌握平面外轮廓切向切入、切出方式；掌握平面外轮廓加工工艺的制定方法。2.技能目标掌握平面外轮廓加工方法及尺寸控制；会解决平面外轮廓多余材料的处理方法。,课题2 平面外轮廓加工,知识学习,一、编程指令1.倒圆、倒角指令（1）指令功能在一个轮廓拐角处可以插入倒角或倒圆。（2）指令格式 见表4-2-1。,法那克系统与西门子系统倒角、倒圆指令格式,（3）指令使用说明 指令格式中X、Y坐
2、标是指两轮廓（直线与直线、直线与圆弧）间虚拟交点P2点的坐标值。 法那克系统中C表示从虚拟交点到拐角起点和终点的距离，西门子系统中CHF表示倒角部分长度（拐角起点到终点的距离），倒角的方向与两轮廓角平分线垂直。 倒圆指令中的R（或RND）表示倒圆部分圆弧半径，该圆弧与两轮廓相切。 倒角、倒圆指令不仅可用于直线与直线、直线与圆弧之间也可用于圆弧与直线、圆弧与圆弧之间的过渡。 倒角、倒圆指令只能在（G17、G18或G19）指定平面内执行，在平面切换过程中，不能指定倒角或倒圆。 如果超过3个程序段中不含移动指令时，不能进行倒角或倒圆。 不能进行任意角度倒角和拐角圆弧过渡。,2.刀具半径补偿指令（G4
3、1/G42）（1）指令功能使刀具在所选择的平面内向左或向右偏置一个半径值，编程时只需按零件轮廓编程，不需要计算刀具中心运动轨迹，从而方便、简化计算和程序编制。（2）指令代码G41：刀具半径左补偿G42：刀具半径右补偿G40：取消刀具半径补偿（3）指令格式 见表4-2-2。,表4-2-2法那克系统与西门子系统刀具半径补偿指令格式,其中X、Y为建立刀具半径补偿（或取消刀具半径补偿）时目标点坐标，D为刀具半径补偿号。刀具半径左补偿、右补偿方向判别：在补偿平面内，沿着刀具进给方向看刀具在轮廓左边用左补偿，沿着刀具进给方向看刀具在轮廓右边，用右补偿。如图4-2-3所示。,（4）指令使用刀具补偿过程中运动
4、轨迹可分为：建立刀具半径补偿、使用刀具半径补偿、撤消刀具半径补偿三个步骤。建立补偿时，刀具以直线运动接近工件轮廓，并在轮廓起始点处与轨迹切向垂直。正确选择起始点，才能保证刀具运行时不发生碰撞。建立刀具半径补偿后刀具轨迹如图4-2-4所示。如P1点坐标为（20，10），执行刀具半径补偿指令N20 G1 G42 X20 Y10 D1 ，刀心轨迹并不是到达P1点而是到达偏移后的点。,图4-2-4,使用刀具半径补偿，建立刀具半径补偿指令后刀具在运行中始终按偏离一个刀具半径值进行移动，。系统在进入补偿（G41/G42）状态时不得变换补偿平面（如从G17平面切换到G18平面），否则会发生报警。 刀具半径补
5、偿的取消，用G40取消刀具半径补偿，此状态也是编程开始所处的状态。只有在直线移动命令中才能取消补偿运行，否则只能取消补偿状态。取消刀具半径补偿时刀心轨迹如图4-2-5所示。,例：如图4-2-6，工件铣削3mm深，建立刀补前的刀具位置坐标为（-15，-20），采用刀具半径右补偿，则加工程序为（法那克系统与西门子系统程序相同）：N10 G54 G17 M3 S800 T1；设置工艺参数N20 G0 X-15 Y-20 Z5； 快速移动到补偿前位置点上方N30 G0 Z-3； 下刀N40 G1 G42 X0 Y0 D1 F70；建立刀具半径右补偿（西门子系统可不写D1）N50 X37 Y0； 加工轮
6、廓N60 G2 X50 Y13 I13 J0；N70 G1 Y20；N80 G3 X40 Y30 I-10 J0；N90 G1 X0；N100 Y0；N110 G1 G40 X-15 Y-20； 取消刀具半径补偿N120 G0 Z100； 抬刀N130 M2； 程序结束,（5）指令使用说明 只有在直线移动命令中才可以进行G41/G42选择，取消补偿时也只有在移动命令中才能取消补偿运行。 刀具半径补偿指令应指定所在的补偿平面（G17/G18/G19）。 建立刀具半径补偿G41/G42程序段之后应紧接着是工件轮廓的第一个程序段（除M指令或在补偿的平面内没有位移的程序段）。 在使用刀具半径补偿过程中
7、不可以切换补偿平面（如从G17切换到G18平面）。,二、加工工艺分析1.工、量、刃具选择（1）工具选择：工件采用平口钳装夹，试切法对刀，其它工具见表4-2-3。（2）量具选择：轮廓尺寸用游标卡尺测量，深度尺寸用深度游标卡尺测量，表面质量用粗糙度样板检测，另用百分表校正平口钳及工件上表面。具体规格、参数见表4-2-3。（3）刃具选择：四个圆弧轮廓直径为20，所选铣刀直径不得大于20，此课题选用直径为16铣刀。粗加工用键槽铣刀铣削，精加工用立铣刀侧面下刀铣平面。工件材料为硬铝，铣刀材料用普通高速钢铣刀即可，具体规格、参数见表4-2-3。,表4-2-3工、量、刃具清单,2.加工工艺方案（1）加工工艺
8、路线1）切入、切出方式选择铣削平面外轮廓零件时，一般采用立铣刀侧刃进行切削，由于主轴系统和刀具刚性变化，当铣刀沿工件轮廓切向切入工件时，也会在切入处产生刀痕。为了减少刀痕，切入、切出时可沿零件外轮廓曲线延长线的切线方向切入、切出工件，如图4-2-9所示。,2）铣削方向选择图4-2-7铣刀沿工件轮廓顺时针方向铣削时，铣刀旋转方向与工件进给方向一致为顺铣；图4-2-8铣刀沿工件轮廓逆时针方向铣削时，铣刀旋转方向与工件进给方向相反为逆铣。一般情况下尽可能采用顺铣，即外轮廓铣削时宜采用沿工件顺时针方向铣削。,3）铣削路线刀具由1点运行至2点（轨迹的延长线上）建立刀具半径补偿，然后按3451617的顺序
9、铣削加工。切出时由17点插补到18点时取削刀具半径补偿。见图4-2-9所示。加工中用键槽铣刀粗加工立铣刀精加工手动铣削剩余岛屿材料或编程铣削剩余岛屿材料。精加工（轮廓）余量用刀具半径补偿控制，精加工尺寸精度由调试参数值控制。,图4-2-9,（2）合理切削用量的选择 加工材料为硬铝，硬度低，切削力较小，粗铣深度除留精铣余量，一刀切完；切削速度选择较高，进给速度5080mm/min ,具体见表4-2-4示 。,表4-2-4铣削外轮廓合理切削用量,3.参考程序编制（1）工件坐标系建立 根据工件坐标系建立原则，此课题工件坐标系建立在工件几何中心上较为合适。（2）基点坐标计算,表4-2-5各点坐标,主程
10、序：法那克系统程序名“O0420”；西门子系统程序名“XX0420.MPF”。,子程序：法那克系统子程序名“O0050”；西门子系统子程序名“L50.SPF”。,用加工中心加工时，只需把手动换刀指令换成自动换刀指令即可，即N70段程序改成自动换刀指令M6 T2。,资料链接,使用刀具半径补偿指令加工内、外轮廓和内角时，常出现以下几种临界加工情况引起的过切现象：（1）图4-2-10，轮廓过渡时轮廓位移小于刀具半径（BR）产生的过切。,图4-2-10,（2）图4-2-11，凹槽宽度小于铣刀直径时（B2R）产生的过切。,图4-2-11,（3）图4-2-12，内轮廓加工，当铣刀半径大于内轮廓圆弧半径时产
11、生的过切。,图4-2-12,以上几种情况，一般数控系统都会发出报警信息，必须更改轮廓参数或铣刀半径才能消除报警。,技能训练,一、加工准备1.检查毛坯尺寸。2.开机、回参考点。3.程序输入：将数控程序通过面板输入到数控系统中。4.工件装夹：平口钳装夹在工作台上，用百分表校正；工件装夹在平口钳上，底部用垫块垫起，使工件伸出钳口510mm，用百分表校平上表面。5.刀具装夹：共采用两把铣刀，一把粗加工键槽铣刀，一把精加工立铣刀，通过弹簧夹头把铣刀装夹在铣刀刀柄中。根据加工情况分别把粗、精加工铣刀柄装入铣床主轴（加工中心则把粗、精铣刀全部装入刀库中）。,二、对刀操作1.X、Y方向对刀X、Y方向采用试切法
12、对刀，将机床坐标系原点偏置到工件坐标系原点上，通过对刀操作得到X、Y偏置值输入到G54中，G54中Z坐标输入0。2.Z方向对刀依次安装粗、精加工铣刀，测量每把刀的刀位点从参考点到工件上表面的Z数据输入到相应的刀具长度补偿号中，加工时调用。三、机床刀具半径补偿值的调整采用刀具半径补偿功能时，机床中刀具半径补偿值应作相应调整，调整方法如下：,法那克系统按 （参数）键，按 （补正）软键出现如图4-2-13画面；把光标移动至所用刀具号的（形状）D处，输入刀具半径值8，按输入软键即可。西门子系统按 功能切换键，按 软键，按 软键出现图4-2-14画面，按T选择刀具号，按D选择刀沿号，再把光标移至半径-几
13、何尺寸位置，输入半径值8，按 回车键即可。四、空运行及仿真法那克系统：调整机床刀具半径补偿值，把基础坐标系中Z方向值变为+50，打开程序，选择MEM工作模式，按下空运行按钮，按循环启动按钮，观察加工情况及程序运行情况；或用机床锁住功能进行空运行。空运行结束后，使空运行按钮复位。西门子系统：调整机床刀具半径补偿值，设置空运行和程序测试有效，打开程序，选择AUTO（自动加工）模式，按下数控启动键，观察程序运行情况。用仿真软件在计算机上进行仿真练习，测试程序及加工情况。,四、空运行及仿真法那克系统：调整机床刀具半径补偿值，把基础坐标系中Z方向值变为+50，打开程序，选择MEM工作模式，按下空运行按钮
14、，按循环启动按钮，观察加工情况及程序运行情况；或用机床锁住功能进行空运行。空运行结束后，使空运行按钮复位。西门子系统：调整机床刀具半径补偿值，设置空运行和程序测试有效，打开程序，选择AUTO（自动加工）模式，按下数控启动键，观察程序运行情况。用仿真软件在计算机上进行仿真练习，测试程序及加工情况。五、零件自动加工及尺寸控制加工时先用16键槽铣刀进行粗加工，后用16立铣刀进行精加工。因粗、精加工轮廓子程序相同，故粗加工轮廓时把机床中刀具半径补偿值设置为8.3mm，轮廓留0.3mm精加工余量,深度方向也留0.3mm精加工余量，由程序控制。用立铣刀精加工时机床中刀具半径补偿值先设置为8.2mm，运行完
15、精加工程序后，根据轮廓实测尺寸再修改机床中刀具半径补偿值，然后重新运行精加工程序，以保证轮廓尺寸符合图纸要求，具体做法如下：,若第一次运行精加工程序后，用游标卡尺测得轮廓700 -0.1实际尺寸为70.55mm，比图纸要求尺寸还大0.450.55mm，单边大0.2250.275mm（取中间值0.25mm），则机床中刀具半径补偿值应修改为8.2-0.25=7.95mm，然后重新运行精加工程序进行精加工，即可保证轮廓尺寸符合图纸尺寸要求。深度尺寸也用类似方法进行控制，通过设置长度补偿值（或长度磨损值）第一次精加工程序运行后，测量实际深度尺寸，再修改长度补偿值（或长度磨损值），然后重新运行精加工程序
16、以保证深度尺寸。,六、零件检测与评分程序执行完毕后，进行尺寸检测，检测结果写入评分表中（见表4-2-6）。,操作注意事项,1.编程时采用刀具半径补偿指令，加工前应设置好机床中半径补偿值，否则刀具将不按半径补偿加工。2.首件加工都是采用“试测法”控制轮廓及深度尺寸，故加工时应及时测量工件尺寸和修改数控机床中刀具半径、长度补偿（或长度磨损）等参数，首件加工合格后，就不需调整机床中半径、长度补偿等参数，除非刀具在加工过程中磨损。3.为保证工件轮廓表面质量，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工完成。4.尽量避免切削过程中途停顿，减少因切削力突然变化造成弹性变形而留下的刀痕。5.平面外轮廓粗加工时，通常采用由外向内逐渐接近工件轮廓铣削的方式进行，并可采取通过改变刀具半径补偿值的方法实现。6.铣削平面外轮廓时尽量采用顺铣方式，以提高表面质量。7.工件装夹在平口钳上应校平上表面，否则深度尺寸不易控制；也可在对刀前（或程序中）用盘铣刀铣平上表面。,思考与练习,图4-2-151.采用倒角、倒圆指令只能加工出什么样尺寸要求的倒角、倒圆？2.如何判断刀具半径补偿方向？3.什么是刀具半径补偿？使用刀具半径补偿指令应注意哪些问题？4.如何确定外轮廓切入、切出方向？5.如图4-2-15零件，试编写程序并加工。,图4-2-15,
