实训六,铣削加工——复杂零件轮廓加工一、实训目的与要求通过较复杂零件轮廓的加工，进一步熟悉和掌握数控系统常用指令的编程与加工工艺，加深对数控铣床工作原理的了解。
二、实训仪器与设备
(1)配备华中世纪星(HNC—21M)数控系统的ZJK7532A-4立式钻铣床。
(2)毛坯一件(材料为石蜡)，90×83×30如图4—4所示。
(3) Φ12立铣刀一把，Φ6麻花钻一根。
三、相关知识概述
数控铣床的主要加工对象为平面类零件、箱体类零件和曲面类零件。如果换上孔加工刀具，还能进行数控钻、镗、锪、铰及攻螺纹等孔加工操作。由于数控铣床没有刀具库，不具有自动换刀功能，所以其加工程序的编制比较简单；通常数值计算量不大的平面轮廓加工程序或孔加工程序可直接通过手工编程完成。
编程时选择合适的坐标位置编程方式可使程序简化，减少数值计算工作量。坐标位置编程方式有绝对指令方式和相对指令方式两种，主要根据图纸上尺寸的标注方式来选择。当加工尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对指令方式编程较为方便。当加工尺寸是以轮廓o顶点之间的间距给出时，采用相对指令方式编程较为方便。
(1)绝对值编程指令(G90)和相对值编程指令(G91)。
格式：
式中，G90为绝对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于程序原点的；G91为·相对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿坐标轴移动的距离。
G90、G91为模态功能指令，G90为缺省值。
(2)固定循环指令(G98，G99)
固定循环指令的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。数据形式(G90或G91)，在程序开始时就已指定，因此，在固定循环指令的程序格式中可不注出。
格式
图6—1 G73指令动作图 图6—2 G74指令动作图
式中，第一个G代码(G98或者G99)为返回点平面G代码，G98为返回初始平面，G99为返回R点平面；第二个G代码为孔加工方式，即固定循环代码G73(高速深孔加工指令)，G74，G76和G81～G89中的任一个(G73、G74指令动作图，如图6—l、图6—2所示)；X、Y为孔位数据，指被加工孔的坐标位置；Z为R点到孔底的距离(G9l时)或孔底坐标(G90时)；R为初始点到R点的距离(G91时)或R点的坐标值(G90时)；Q为每次进给深度(G73或G83时)，增量值，Q<0；K为每次退刀(G73或G83：、时)刀具的位移增量，K>0；I、J为刀尖向反方向的移动量(分别在X、y轴向上)；P为刀具在孔底的暂停时间；F为刀具切削进给速度；L为固定循环的次数。
四、实训内容
(1)根据HNC一21M数控系统的程序格式，编制如图6一3所示零件的加工程序。
6—3 加工零件图
(2)根据上述加工零件制定加工工艺。
1)工艺分析。
①技术要求。本实验加工零件的毛坯如图6—4所示，毛坯的大平面经过预先铣削加工，材料为石蜡。
图6—4 零件毛坯图
②加工工艺的确定。
加工方式：由零件图和毛坯图可知，该零件需要进行铣削和钻削加工。
装夹定位的确定：为了在一次装夹后完成所有的加工，所准备的毛坯增加了一个工艺厚度，可以利用它将其装夹在乎口钳上，在加工完零件形状后再设法去除。
③加工刀具的确定，立铣刀(Φ16、Φ8)各1把，麻花钻(Φ6)一把。
④切削用量：主轴转速300r／min，进给速度150mm／min。、
2)数学计算。
①以中心点为程序原点，建立工件坐标系。
②根据零件图中的尺寸标注，程序中有些基点的绝对坐标位置可直接读出，另外些基点间的相对位置也可直接读出，所以在编程时可用绝对坐标位置和相对坐标位置这两种坐标值方式。
3)参考程序如下(外形加工程序中D01指令调用01号刀的半径值8mm，内腔清角加工程序中D02指令调用02号的半径值4mm，该值应在运行程序前设置在刀具表中)。
％0001 ；外形加工程序
N01 G54G90G00X55Y55Z100.0
N02 S300M03
N03 Z10
N04 G01Z-5F150
N05 G41X31D01
N06 Y-31
N07 X-31
N08 Y31
N09 X31
N10 X30Y0
N11 G02X30Y0I-30J0
N12 G01Y-5
N13 G40
N14 G00Z5
N15 X55Y55
N16 Z-5
N17 G01Z-15F150
N18 G41X40D01
N19 Y-30
N20 G03X30Y-40R10
N21 G01X-30
N22 G03X-40Y-30R10
N23 G01Y30
N24 G03X-30Y40R10
N25 G01X30
N26 G03X40Y30R10
N27 G01X42
N28 G40
N29 G00Z5
N30 X0Y0
N31 G01Z-10F150
N32 G41X15D01
N33 Y15
N34 X-15
N35 Y-15
N36 X15
N37 Y1
N38 G40
N39 G00Z100
N40 M30
%0002 ；内腔清角加工程序
N01 G54G00G90X0Y0Z50
N02 S300M03Z-5
N03 G01Z-10F150
N04 G41X15D02
N05 Y15
N06 X-15
N07 Y-15
N08 X15
N09 Y1
N10 G40
N11 G00Z100
N12 M30
%0003 ；钻孔加工程序
N01 G54G00G90X28Y28Z100
N02 S300M03Z10
N03 G98G73X28Y28Z-18R-4Q-1.5K0.5F50
N04 X-28
N05Y-28
N06 X28
N07 G80
N08 G00Z100
M30
在HNC—21M数控系统中输入程序进行校验和仿真，并加工。
五、实训总结
根据零件图中的尺寸标注，程序中有些基点的绝对坐标位置可直接读出，另外一些基点间的相对位置也可直接读出。所以在编程时可用绝对坐标位置和相对坐标位置两种坐标值方式。这样减少不必要的数学计算。
该程序用到高速深孔加工循环指令，应使Z轴进行间歇进给，以便深孔加工时容易排屑。
六、实训报告
(1)零件加工设备概述(设备名称、型号、加工能力）。
(2)零件加工工艺分析(零件图、刀具运行轨迹、加工程序及过程概述)。
(3)根据本实验，总结数控铣床加工零件的全过程。
二、实训仪器与设备
(1)配备华中世纪星(HNC—21M)数控系统的ZJK7532A-4立式钻铣床。
(2)毛坯一件(材料为石蜡)，90×83×30如图4—4所示。
(3) Φ12立铣刀一把，Φ6麻花钻一根。
三、相关知识概述
数控铣床的主要加工对象为平面类零件、箱体类零件和曲面类零件。如果换上孔加工刀具，还能进行数控钻、镗、锪、铰及攻螺纹等孔加工操作。由于数控铣床没有刀具库，不具有自动换刀功能，所以其加工程序的编制比较简单；通常数值计算量不大的平面轮廓加工程序或孔加工程序可直接通过手工编程完成。
编程时选择合适的坐标位置编程方式可使程序简化，减少数值计算工作量。坐标位置编程方式有绝对指令方式和相对指令方式两种，主要根据图纸上尺寸的标注方式来选择。当加工尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对指令方式编程较为方便。当加工尺寸是以轮廓o顶点之间的间距给出时，采用相对指令方式编程较为方便。
(1)绝对值编程指令(G90)和相对值编程指令(G91)。
格式：
式中，G90为绝对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于程序原点的；G91为·相对值编程指令，每个坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿坐标轴移动的距离。
G90、G91为模态功能指令，G90为缺省值。
(2)固定循环指令(G98，G99)
固定循环指令的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。数据形式(G90或G91)，在程序开始时就已指定，因此，在固定循环指令的程序格式中可不注出。
格式
图6—1 G73指令动作图 图6—2 G74指令动作图
式中，第一个G代码(G98或者G99)为返回点平面G代码，G98为返回初始平面，G99为返回R点平面；第二个G代码为孔加工方式，即固定循环代码G73(高速深孔加工指令)，G74，G76和G81～G89中的任一个(G73、G74指令动作图，如图6—l、图6—2所示)；X、Y为孔位数据，指被加工孔的坐标位置；Z为R点到孔底的距离(G9l时)或孔底坐标(G90时)；R为初始点到R点的距离(G91时)或R点的坐标值(G90时)；Q为每次进给深度(G73或G83时)，增量值，Q<0；K为每次退刀(G73或G83：、时)刀具的位移增量，K>0；I、J为刀尖向反方向的移动量(分别在X、y轴向上)；P为刀具在孔底的暂停时间；F为刀具切削进给速度；L为固定循环的次数。
四、实训内容
(1)根据HNC一21M数控系统的程序格式，编制如图6一3所示零件的加工程序。
6—3 加工零件图
(2)根据上述加工零件制定加工工艺。
1)工艺分析。
①技术要求。本实验加工零件的毛坯如图6—4所示，毛坯的大平面经过预先铣削加工，材料为石蜡。
图6—4 零件毛坯图
②加工工艺的确定。
加工方式：由零件图和毛坯图可知，该零件需要进行铣削和钻削加工。
装夹定位的确定：为了在一次装夹后完成所有的加工，所准备的毛坯增加了一个工艺厚度，可以利用它将其装夹在乎口钳上，在加工完零件形状后再设法去除。
③加工刀具的确定，立铣刀(Φ16、Φ8)各1把，麻花钻(Φ6)一把。
④切削用量：主轴转速300r／min，进给速度150mm／min。、
2)数学计算。
①以中心点为程序原点，建立工件坐标系。
②根据零件图中的尺寸标注，程序中有些基点的绝对坐标位置可直接读出，另外些基点间的相对位置也可直接读出，所以在编程时可用绝对坐标位置和相对坐标位置这两种坐标值方式。
3)参考程序如下(外形加工程序中D01指令调用01号刀的半径值8mm，内腔清角加工程序中D02指令调用02号的半径值4mm，该值应在运行程序前设置在刀具表中)。
％0001 ；外形加工程序
N01 G54G90G00X55Y55Z100.0
N02 S300M03
N03 Z10
N04 G01Z-5F150
N05 G41X31D01
N06 Y-31
N07 X-31
N08 Y31
N09 X31
N10 X30Y0
N11 G02X30Y0I-30J0
N12 G01Y-5
N13 G40
N14 G00Z5
N15 X55Y55
N16 Z-5
N17 G01Z-15F150
N18 G41X40D01
N19 Y-30
N20 G03X30Y-40R10
N21 G01X-30
N22 G03X-40Y-30R10
N23 G01Y30
N24 G03X-30Y40R10
N25 G01X30
N26 G03X40Y30R10
N27 G01X42
N28 G40
N29 G00Z5
N30 X0Y0
N31 G01Z-10F150
N32 G41X15D01
N33 Y15
N34 X-15
N35 Y-15
N36 X15
N37 Y1
N38 G40
N39 G00Z100
N40 M30
%0002 ；内腔清角加工程序
N01 G54G00G90X0Y0Z50
N02 S300M03Z-5
N03 G01Z-10F150
N04 G41X15D02
N05 Y15
N06 X-15
N07 Y-15
N08 X15
N09 Y1
N10 G40
N11 G00Z100
N12 M30
%0003 ；钻孔加工程序
N01 G54G00G90X28Y28Z100
N02 S300M03Z10
N03 G98G73X28Y28Z-18R-4Q-1.5K0.5F50
N04 X-28
N05Y-28
N06 X28
N07 G80
N08 G00Z100
M30
在HNC—21M数控系统中输入程序进行校验和仿真，并加工。
五、实训总结
根据零件图中的尺寸标注，程序中有些基点的绝对坐标位置可直接读出，另外一些基点间的相对位置也可直接读出。所以在编程时可用绝对坐标位置和相对坐标位置两种坐标值方式。这样减少不必要的数学计算。
该程序用到高速深孔加工循环指令，应使Z轴进行间歇进给，以便深孔加工时容易排屑。
六、实训报告
(1)零件加工设备概述(设备名称、型号、加工能力）。
(2)零件加工工艺分析(零件图、刀具运行轨迹、加工程序及过程概述)。
(3)根据本实验，总结数控铣床加工零件的全过程。
