第七章　数控铣床加工中心　　　　零件加工综合实例

第七章　数控铣床加工中心　　　　零件加工综合实例第七章　数控铣床加工中心　　　　零件加工综合实例 • 数控铣床加工中心零件加工综合实例

教学目标 • 1. 学会数控铣床程序编制的方法 • 2. 学会在数控仿真软件上校验程序的方法 • 3.了解在数控铣床上加工零件的方法与步骤

教学重点难点 • 1. 零件图分析， • 2. 加工工艺的制订 • 3. 子程序编程应用

主要教学内容及步骤如下

一、实例一 • 已知零件图如图所示，毛坯尺寸为85*85*15的方形坯料，材料为硬铝，且底面和四周轮廓均已加工好，要求在数控铣床上完成顶面加工、外轮廓的粗精加工、内槽粗精加工、两孔加工。

1.零件图分析 • 该零件毛坯尺寸为85*85*15，且底面和四周轮廓不需要加工。在零件上有4个加工特征，分别是顶面、外轮廓、凹槽、两孔，尺寸标注完整。设计基准在工件上表面的中心位置。

2.工艺处理 • 1）工件的装夹。本例工件毛坯的外形为长方体，为使定位和装夹准确、可靠，选择机用虎钳来进行装夹。 • 2）刀具的选择。该工件的材料为硬铝，切削性能较好，选用高速钢立铣刀即可满足工艺要求。工件上表面铣削用φ60mm端铣刀（T01），凸台轮廓选用φ12mm立铣刀（T02），凹槽加工用8mm键槽铣刀（T03），孔加工用φ9.7麻花钻（T04）和φ10H8铰刀（T05）。

3）加工工艺方案。该工件首先应铣毛坯上表面；然后粗、精铣凸台轮廓，粗、精铣凹槽；最后钻、铰两孔。其具体工艺方案安排如下：3）加工工艺方案。该工件首先应铣毛坯上表面；然后粗、精铣凸台轮廓，粗、精铣凹槽；最后钻、铰两孔。其具体工艺方案安排如下： • 铣毛坯上表面：用φ60mm端铣刀，主轴转速为600r/min，进给速度为100mm/min。

粗铣凸台轮廓：用φ12mm立铣床刀，留精铣余量3.5mm，主轴转速为800r/min，进给速度为120mm/min。粗铣凸台轮廓：用φ12mm立铣床刀，留精铣余量3.5mm，主轴转速为800r/min，进给速度为120mm/min。 • 精铣凸台轮廓：用φ12mm立铣刀，主轴转速为1000r/min，进给速度为100mm/min。

粗铣槽：用φ8mm键槽铣刀，主轴转速为800 r/min，进给速度为100 mm/min。 • 精铣槽：用φ8mm键槽铣刀，主轴转速为1000 r/min，进给速度为80 mm/min。 • 钻两孔：用φ9.7麻花钻，主轴转速为1000 r/min，进给速度为100 mm/min。 • 铰两孔：用φ10H8铰刀，主轴转速为1200 r/min，进给速度为80mm/min。

3.数学处理 • 该零件的设计基准在工件上表面的中心，根据基准重合原则将工件坐标系建立在工件中心上表面位置。图形尺寸已知，坐标点计算略。

4.程序编制 • 切削液的开、关指令可不编入程序，在切削过程中根据需要用手动的方式打开或关闭切削液。

O0001； • N10 M03 S600； • N20 G54 G00 X-80 Y-20 Z10； • N30 Z0.2； • N40 G01 X80 F120； • N50 G00 Y20； • N60 G01 X-80 F120； • N70 G00 Z5； • N80 X-80 Y-20；

N90 Z0； • N100 M03 S800； • N110 G01 X80 F80； • N120 G00 Y20； • N130 G01 X-80 F80； • N140 G00 Z100； • N150 X0 Y0； • N160 M05； • N170 M30；

O0002； • N10 M03 S800； • N20 G54 G00 X0 Y-50 Z10； • N30 G01 Z-2 F80； • N40 G41 G01 X16 Y-50 D01 F120； • N50 M98 P2000； • N60 G01 Z5；

N70 M03 S1000； • N80 G01 Z-2 F80； • N90 G41 G01 X16 Y-50 D02 F100； • N100 M98 P2000； • N110 G00 Z100； • N120 X0 Y0 ； • N130 M05； • N140 M30；

O2000； • N10 G03 X0 Y-34 R16； • N30 G01 X-29； • N40 X-34 Y-29； • N50 Y-10； • N60 G03 X-34 Y10 R10； • N70 G01 X-34 Y29； • N80 G02 X-29 Y34 R5； • N90 G01 X29 Y34；

N100 X34 Y29； • N110 Y10； • N120 G03 X34 Y-10 R10； • N130 G01 X34 Y-29； • N140 G02 X29 Y-34 R5； • N150 G01 X0 Y-34； • N160 G03 X-16 Y-50 R16； • N170 G40 G01 X0 Y-50； • N180 M99；

O0003； • N10 M03 S800； • N20 G54 G00 X-9 Y-9 Z10； • N30 G01 Z-5 F80； • N40 M98 P3000； • N50 G01 Z-6 F80； • N60 M98 P3000； • N70 M03 S1000； • N80 G00 X0 Y0；

N90 G01 Z-6 F80； • N100 G41 G01 X-10 Y-5 D03 F100； • N110 G03 X0 Y-15 R10； • N120 G01 X10； • N130 G03 X15 Y-10 R5； • N140 G01 Y10； • N150 G03 X10 Y15 R5； • N160 G01 X-10 Y15；

N170 G03 X-15 Y10 R5； • N180 G01 X-15 Y-10； • N190 G03 X-10 Y-15 R5； • N200 G01 X0 Y-15； • N210 G03 X10 Y-5 R10； • N220 G40 G01 X0 Y0； • N230 G00 Z100； • N240 M05； • N250 M30；

O3000； • N10 G01 X9 F100； • N20 Y-3； • N30 X-9； • N40 Y3； • N50 X9； • N60 Y9； • N70 X-9； • N80 G00 Z5； • N90 M99；

O0004； • N10 M03 S1000； • N20 G54 G00 X-34 Y0 Z10； • N30 G98 G83 Z-20 R5 Q5 F100； • N40 X34 Y0； • N50 G80 G00 Z100； • N60 X0 Y0 ； • N70 M05； • N80 M30；

O0005； • N10 M03 S1200； • N20 G54 G00 X-34 Y0 Z10； • N30 G98 G85 Z-20 R5 F80； • N40 X34 Y0； • N50 G80 G00 Z100； • N60 X0 Y0； • N70 M05； • M80 M30；

二、实例二 • 已知零件如图所示，毛坯尺寸为96*96*52mm的方形坯料，材料为硬铝，且底面和四周轮廓已加工好，其中正五边形外接圆直径为φ80mm。

1.零件图分析 • 该零件毛坯尺寸为96*96*52，且底面和四周轮廓不需要加工，需要加工的表面有四边形凸台外轮廓、ABCDE五边形凸台外轮廓、圆形凹槽、4个盲孔。设计基准在工件上表面的中心位置。

2.工艺处理 • 1）工件的装夹 • 本例工件毛坯的外形为长方体，为使定位和装夹准确、可靠，选择机用虎钳来进行装夹。

2）刀具选择 • 选择以下4种刀具进行加工，T01为φ60mm端铣刀，加工工件上表面；T02为φ20 mm立铣刀，加工外轮廓及表面；T03为φ10 mm 键槽铣刀，加工内轮廓；T05为φ9.7mm麻花钻，用于孔加工；T06为φ10H8铰刀，用于铰孔。

3）加工工艺方案 • 对于四边形、五边形外轮廓及圆形内表面，采用先粗铣后精铣的加工方法，孔采用先钻后铰的方法。加工方案安排如下： • 铣毛坯上表面：用φ60mm端铣刀，主轴转速为600r/min ,进给速度为100mm/min。

粗铣四边形凸台轮廓：用φ20 mm立铣刀，留精铣余量3.5mm，主轴转速为800r/min ,进给速度为120mm/min。 • 精铣四边形凸台轮廓：用φ20 mm立铣刀，主轴转速为1000r/min ,进给速度为100mm/min。 • 粗铣五边形凸台轮廓：用φ20 mm立铣刀，留精铣余量3.5mm，主轴转速为800r/min ,进给速度为120mm/min。

精铣五边形凸台轮廓：用φ20 mm立铣刀，，主轴转速为1000r/min ,进给速度为100mm/min。 • 粗铣凹槽：用φ10mm键槽铣刀，主轴转速为800r/min ,进给速度为100mm/min。 • 精铣凹槽：用φ10mm键槽铣刀，主轴转速为1000r/min ,进给速度为80mm/min。 • 钻孔：用φ9.7麻花钻，主轴转速为1000r/min ,进给速度为100mm/min。 • 铰孔：用φ10H8铰刀，主轴转速为1200r/min ,进给速度为80mm/min。

3．数学处理 • 建立工件坐标系：原点设在工件表面中心点位置。工件各坐标计算简单，五边形各坐标如下：A（-23.512，-31.944）、B（-37.82，12.6）、C（0，40）、D（37.82，12.36）、E（23.512，-31.944）。

4．程序编制 • 子程序加工轨迹如图所示。

O0001（主程序） • N10 M06 T01； • N15 M03 S600； • N20 G54 G00 X-90 Y-25 Z150； • N40 G43 Z100 H01； • N50 Z0.2； • N60 G01 X90 F120； • N70 G00 Y25； • N80 G01 X-90 F120； • N90 G00 Z5；

N100 X-90 Y-25； • N110 Z0； • N120 M03 S800； • N130 G01 X90 F80； • N140 G00 Y25； • N150 G01 X-90 F80； • N160 G00 Z100； • N170 G49 G00 Z150； • N180 M05；

N190 M06 T02； • N200 M03 S1000； • N210 G54 X0 Y0 Z150； • N220 G43 Z100 H02； • N230 G00 X0 Y-60 Z5； • N240 M98 P41001； • N250 G90 G00 X0 Y-60 Z5； • N260 M98 P31002； • N270 G90 G00 Z5；

N280 X0 Y0； • N290 M98 P51003； • N300 G90 Z100； • N310 G00 X0 Y-60 Z5； • N320 M98 P2001； • N330 G90 G00 X0 Y-60 Z5； • N340 M98 P2002； • N350 G90 G00 X0 Y0 Z5；

N360 M98 P2003； • N370 G90 Z100； • N380 G49 Z150； • N390 M05； • N400 M06 T03； • N410 M03 S1000； • N420 G00 X0 Y0 Z150； • N430 G43 Z100 H03； • N440 G99 G82 X-35 Y-35 Z-27 R5 P1000 F100；

N450 Y35.0； • N460 X35.0； • N470 Y-35.0； • N480 G80 G00 X0 Y0 ； • N490 G00 Z100； • N500 G49 G00 Z150； • N510 M05； • N520 M06 T04； • N530 M03 S1200； • N540 G54 G00 X-34 Y0 Z150； • N550 G43 Z100 H04；

N560 G99 G85 X-35 Y-35 Z-22 R5 F100； • N570 Y35； • N580 X35； • N590 Y-35； • N600 G80 G00 X0 Y0 ； • N610 Z100； • N620 G49 G00 Z150； • N630 G00 X0 Y0； • N640 M05； • N650 M30；

O1001； • N10 G91 G01 Z-8 F100； • N20 G41 G01 X15 Y0 D01； • N30 G03 X-15 Y15 R15； • N40 G01 X-35； • N50 G02 X-10.0 Y10 R10； • N60 G01 Y70； • N70 G02 X10 Y10 R10； • N80 G01 X70；

N90 G02 X10 Y-10 R10； • N100 G01 Y-70； • N110 G02 X-10 Y-10 R10； • N120 G01 X-35； • N130 G03 X-15 Y-15 R15； • N140 G40 G01 X15 Y0； • N150 G00 Z5； • N160 M99；

O2001； • N10 G91 G01 Z-18 F100； • N20 G41 G01 X15 Y0 D02； • N30 G03 X-15 Y15 R15； • N40 G01 X-35； • N50 G02 X-10 Y10 R10； • N60 G01 Y70； • N70 G02 X10 Y10 R10；

N80 G01 X70； • N90 G02 X10 Y-10 R10； • N100 G01 Y-70； • N110 G02 X-10 Y-10 R10； • N120 G01 X-35； • N130 G03 X-15 Y-15 R15； • N140 G40 G01 X15 Y0； • N150 G00 Z18； • N160 M99；

O1002； • N10 G91 G01 Z-8 F100； • N20 G41 G01 X28.056 Y0 D01； • N30 G03 X-28.056 Y28.056 R28.056； • N40 G01 X-23.512； • N50 X-14.308 Y44.304； • N60 X37.82 Y27.64； • N70 X37.82 Y-27.64；

N80 X-14.308 Y-44.304； • N90 X-23.512； • N100 G03 X-28.056 Y-28.056 R28.056； • N110 G40 G01 X28.056 Y0； • N120 G02 X0 Y0 I0 J60； • N130 G00 Z5； • N140 M99；

O2002； • N10 G91 G01 Z-15 F100； • N20 G41 G01 X28.056 Y0 D01； • N30 G03 X-28.056 Y28.056 R28.056； • N40 G01 X-23.512； • N50 X-14.308 Y44.304； • N60 X37.82 Y27.64； • N70 X37.82 Y-27.64；

N80 X-14.308 Y-44.304； • N90 X-23.512； • N100 G03 X-28.056 Y-28.056 R28.056； • N110 G40 G01 X28.056 Y0； • N120 G02 X0 Y0 I0 J60； • N130 G00 Z15； • N140 M99；

第七章 数控铣床加工中心 零件加工综合实例