數控機床編程與操作項目教程 第3版 課件 任務3.4 平面外輪廓的編程與加工

項目3數控銑削編程與加工數控機床編程與操作任務3.4平面外輪廓的編程與加工數控機床編程與操作知識目標掌握G41/G42/G40刀具半徑補償指令的功能及使用掌握G43/G44/G49刀具長度補償指令的功能及使用掌握平面外輪廓切入切出方式掌握順銑、逆銑的概念。

學習目標任務導入知識學習任務實施知識拓展

技能目標能在機床中正確設置刀具補償值；會設置不同刀具半徑補償值去除外輪廓中的多余材料。學習目標任務導入知識學習任務實施知識拓展任務引入完成如圖所示的凸模板外輪廓銑削加工，材料：硬鋁2A12毛坯尺寸為120mm×90mm×16mm，單件生產任務導入知識學習任務實施知識拓展學習目標任務分析零件材料硬鋁2A12，切削性能較好加工部位：厚度為3mm的零件凸臺外輪廓輪廓形狀由R40mm凹圓弧段R15mm凸圓弧段8段直線構成硬鋁2A12厚度為3mm的零件凸臺外輪廓R40mm凹圓弧段R15mm凸圓弧段8段直線構成精度要求不高考慮到編程方便采用半徑補償功能半徑補償指令（G41/G42/G40）指令功能數控機床在實際加工過程中是通過控制刀具中心軌跡來實現(xiàn)切削加工的。知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入在編程過程中，為了避免復雜的數值計算，一般按零件的實際輪廓來編寫程序，但刀具具有一定的半徑尺寸，如果不考慮刀具半徑尺寸，那么加工出來的輪廓相差一個刀具半徑值。因此，采用刀具半徑補償功能來實現(xiàn)刀具所在平面內向左或向右偏置一個半徑值，可以達到簡化編程的目的。知識學習G41—

左偏刀具半徑補償G42—

右偏刀具半徑補償G40—

撤銷刀具半徑補償G41、G42、G40為同一組模態(tài)指令，可相互注銷系統(tǒng)通電后默認為G40指令代碼半徑補償指令（G41/G42/G40）指令格式G41/G42

X_Y_D_；G00/G01建立半徑補償程序段…；G40G00/G01X_Y_；撤銷半徑補償程序段知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入…；輪廓切削程序段指令含義解釋X、Y：為建立刀具半徑補償（或撤銷半徑補償）后目標點坐標D：半徑補償值的地址符，后跟兩位或一位數字，如D11表示11號刀具半徑補償寄存器。執(zhí)行G41或G42指令時，系統(tǒng)會到指定寄存器內讀取半徑補償值，并使其參與刀具軌跡的運算，刀具半徑補償值的設置則是通過機床控制面板進行操作的。知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入G41與G42的判斷方法

G41與G42的判斷方法是：G41G42為左偏刀具半徑補償定義為假設工件不動沿著刀具運動方向向前看，刀具在零件左側的刀具半徑補償。為右偏刀具半徑補償定義為假設工件不動，沿著刀具運動方向向前看，刀具在零件右側的刀具半徑補償。G41刀具半徑左補償舉例知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入G42刀具半徑右補償舉例知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入刀具半徑補償的過程刀具半徑補償過程：

知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入編程走刀路線：O→A→B→C→D→A→O實際刀具軌跡：O→A’→B’→C’→D’→E’→O知識學習刀具半徑補償的過程刀補的建立

刀具由起刀點以切削進給（G01）或快速進給（G00）方式接近工件的一段過程，如圖。建立刀補半徑補償時，刀具軌跡不是O→A，而是O→A’知識學習刀具半徑補償的過程刀補的進行階段

刀具半徑補償建立后，再撤銷刀具半徑補償前，刀具一直處于偏置方式中，如圖。A’→B’→C’→D’→E’輪廓加工過程知識學習刀補的取消階段刀具半徑補償的過程

刀具撤離工件，回到退刀點，取消刀具半徑補償。與建立刀具半徑補償過程類似，以切削進給或者快速進給方式離開工件至退刀點。退刀點也應該位于零件輪廓之外刀具半徑補償注意事項

刀具半徑補償模式的建立與取消程序段，只能在G00或G01移動指令模式下才有效。為保證刀補建立與刀補取消時刀具與工件的安全，通常采用G01運動方式來建立或取消刀補

同一程序中,G41/G42指令必須與G40指令成對出現(xiàn)。G00G01G01G41/G42G40知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入刀具半徑補償注意事項

為了保證加工質量,避免刀具發(fā)生干涉，采用切線切入切出方式來建立或取消刀補。知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入刀具半徑補償注意事項

補償平面發(fā)生變化時,G41與G42切換補償方向時，通常要經過取消補償方式

為了防止在半徑補償建立與取消過程中刀具產生過切現(xiàn)象，刀具半徑補償建立與取消程序段的起始位置與終點位置最好與補償方向在同一側知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入在刀具補償模式下，一般不允許存在連續(xù)兩段或兩段以上的非補償平面內移動指令，否則刀具也會出現(xiàn)過切等危險動作。在補償狀態(tài)下，銑刀的直線移動量及銑削內側圓弧的半徑值要大于或等于刀具半徑，否則補償時會產生干涉刀具半徑補償注意事項知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入刀補的應用1、刀具直徑變化時2、粗精加工3、用同一程序段進行同一公稱直徑的凹、凸模加工知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入指令實例G41G40··G17G90G54G00X0Y0M03S800Z5

G41G00X60Y30D01G01Z–2

F200Y80F120G03X100Y120R40G01X180Y60G02X160Y40R20G01X50G00Z5G40G00X0Y0Z50M05M30指令功能長度補償指令（G43/G44/G49）使用刀具長度補償指令，在編程時就不必考慮刀具的實際長度及各把刀具不同的長度尺寸加工時，用MDI方式輸入刀具的長度尺寸，即可正確加工當由于刀具磨損、更換刀具等原因引起刀具長度尺寸變化時，只要修正刀具長度補償量，而不必調整程序或刀具知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入長度補償指令（G43/G44/G49）—刀具長度正補償—刀具長度負補償—刀具長度負補償G49G44G43指令格式G43/G44ZH…..G49Z

知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入長度補償指令（G43/G44/G49）

G43

為正補償，即將Z坐標尺寸字與H代碼中長度補償的量相加，按其結果進行Z軸運動。G44

為負補償，即將Z坐標尺寸字與H中長度補償的量相減，按其結果進行Z軸運動G49為撤消補償知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入應用舉例如圖所示:采用多把刀具時，由于每把刀具長度不同，需設長度補償如果補償量=+3mm,存儲地址為H01,即H01=+3mm知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入工、量、刃具的選擇平口虎鉗普通立銑刀知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入工、量、刃具清單

種類序號名稱規(guī)格精度數量工具1平口鉗QH13512扳手13平行墊鐵14塑膠錘子1量具1百分表及表座0－100.0112游標卡尺0－1500.0213深度游標卡尺0－2000.021刀具1Φ20立銑刀Φ20mm

1工藝方案－下刀方式對于零件外輪廓加工，刀具的下刀點選在零件輪廓外側距離應大于刀具半徑。如圖知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入工藝方案－進退刀方式的選擇a)垂直進退刀b)側向進退刀c)圓弧進退刀知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入工藝方案－銑削方向的選擇刀具的運動方向、軌跡是指加工過程中刀具的走勢，銑削加工時有順銑和逆銑兩種，它們對刀具的耐用度、已加工表面的質量和銑削的平穩(wěn)性等有重要影響。本例采用順銑順銑

逆銑

知識學習知識學習任務實施知識拓展學習目標任務導入工藝方案－銑削路線刀具由O點運行至P點（軌跡的延長線上）建立刀具半徑補償，然后按1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11的順序銑削加工。圓弧切出到11點，圓弧半徑根據情況決定，本例取圓弧半徑為R20，再取消半徑補償到達O點。程序編制1）工件坐標系的建立

此任務工件坐標系的原點選在工件上表面的中心，遵循基準重合的原則。

2）基點坐標的計算3）參考程序任務實施學習目標任務導入知識拓展知識學習基點坐標基點坐標O-80,-60652,0P-52,-53752,-321-52,0847,-372-46,379-37,-373-23,3710-52,-22423,3711-72,-2545,37參考程序O0004G00G90G54X-80Y-60Z50S800M03；M08；

G43Z5H01；G01Z-3F200；

G01G41D01X-52Y-53F100；X-52Y0；X-46Y37；X-23Y37；G03X23Y37R40；G01X45Y37X52Y0；X52Y-32；X47Y-37；X-37Y-37；G02X-52Y-22R15；G03X-72Y-2R20；G01G40X-80Y-60 F200；G01Z5F200；M09；G49G00Z100；M05；M30；任務實施任務實施學習目標任務導入知識拓展知識學習與加工相關知識的學習2.對刀及設定工件坐標系3.機床刀具補償值的設置4.空運行5.零件自動加工及尺寸控制6.零件尺寸檢測7.加工結束、拆下工件、清理機床加工步驟1.加工前的準備任務實施任務實施學習目標任務導入知識拓展知識學習編程與操作注意事項1.對于使用刀具半徑補償指令的程序，加工前應設置好半徑補償值，否則刀具將不按半徑補償加工2.為保證工件輪廓表面質量，最終輪廓應安排在最后一次進給中連續(xù)加工完成，盡量避免切削過程中途停頓，減少因切削力突然變化造成彈性變形而留下的刀痕。3.平面外輪廓粗加工時，通常采用由外向內逐漸接近工件輪廓的方式進行銑削，并可采取通過改變刀具半徑補償值的方法實現(xiàn)。任務實施任務實施學習目標任務導入知識拓展知識學習編程與操作注意事項4.銑削平面外輪廓時盡量采用順銑方式，以提高表面質量。5.工件裝夾在平口鉗上應校平上表面，否則深度尺寸不易控制，在總尺寸是未注公差的情況下，也可在對刀前（或程序中）用面銑刀銑平上表面。任務實施任務實施學習目標任務導入知識拓展知識學習過切現(xiàn)象（1）加工拐角時出現(xiàn)過切解決辦法：①選用剛性好、抗振及熱變形小的刀具②采用進給速度分級編程。將AB和BC段均分為AX、XB及BY、YC，其中，AX和YC段為正常速度段，XB和BY段為低速段（一般不超過正常速度的的1/2）知識拓展學習目標任務導入知識學習任務實施（2）刀具直徑大于內輪廓轉角或溝槽時產生的過切過切現(xiàn)象解決辦法：在不能改變零件結構的情況下，改變加工刀具的直徑。

知識拓展知識拓展學習目標任務導入知識學習任務實施薄板易變性工件的銑削加工薄板工件是指平面寬度B與厚