1、學習情境五 遮罩上模型芯的加工精品課程 使用加工中心的零件加工常州輕工職業技術學院任務1 遮罩上模型芯外輪廓的加工任務2 遮罩上模型芯圓角的加工任務3 遮罩上模型芯孔系的加工 遮罩上模型芯毛坯材料為45鋼，該工件的四周輪廓及各表面已加工完畢，毛坯尺寸為10510545mm，如圖1所示。本任務進行遮罩上模型芯外輪廓的加工（圖2）。任務1 遮罩上模型芯外輪廓的加工/任務描述圖1 遮罩上模型芯毛坯 圖2 遮罩上模型芯外輪廓 遮罩上模型芯毛坯材料為45鋼，該工件的四周輪廓及各表面已加工完畢，毛坯尺寸為10510545mm，如圖1所示。本任務進行遮罩上模型芯外輪廓的加工（圖2）。任務1 遮罩上模型芯外輪

2、廓的加工/任務描述圖1 遮罩上模型芯毛坯 圖2 遮罩上模型芯外輪廓 任意角度倒角/倒圓弧指令 編寫外形和型腔的程序時，經常會出現加工倒角或倒圓弧的情況，此時可將倒角和倒圓弧的程序段省略，在相連的兩程序段（直線插補與直線插補程序段之間、直線插補與圓弧插補程序段之間、圓弧插補與直線插補程序段之間、圓弧插補與圓弧插補程序段之間）直接采用倒角或倒圓弧指令來簡化編程。 倒角程序段格式：G1 X Y F , C 倒圓弧程序段格式： G1 X Y F , R G2/G3 X Y R F , R任務1 遮罩上模型芯外輪廓的加工/相關知識倒角倒圓角任意角度倒角/倒圓弧指令 以下圖為例，應用倒角和倒圓弧指令完成輪

3、廓的精加工編程，起刀點為Q（-25，-20），輪廓從點A（0，0）開始順時針走刀。任務1 遮罩上模型芯外輪廓的加工/相關知識任意角度倒角/拐角圓弧舉例器具及材料準備工件裝夾選擇切削用量1背吃刀量ap 由于刀具材料為高速鋼，工件加工深度為25mm，取ap5mm，分五層進行粗銑。精加工時取ap25mm。2主軸轉速 根據學習情境一中介紹的高速鋼刀具轉速的確定方法，粗加工時，18mm三刃高速鋼立銑刀選擇350r/min；精加工時，12mm三刃高速鋼立銑刀選擇600r/min。3進給速度 根據學習情境一中介紹的進給速度的確定方法，粗加工時，18mm三刃高速鋼立銑刀選擇60mm/min；精加工時，12mm

4、三刃高速鋼立銑刀選擇100 mm/min。任務1 遮罩上模型芯外輪廓的加工/任務實施確定加工路線和工件坐標系對刀設置刀具半徑補償參數加工工序任務1 遮罩上模型芯外輪廓的加工/任務實施加工內容刀 具 與 切 削 參 數刀 具 規 格主軸轉速r/min進給率mm/r刀具補償刀號刀具名稱材料粗加工外輪廓T 118三刃立銑刀高速鋼3506001精加工外輪廓T212三刃立銑刀高速鋼60010002任務1 遮罩上模型芯外輪廓的加工/考核任務在任務1完成外輪廓加工的基礎上，加工遮罩上模型芯上表面的四周圓角。任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/任務描述變量1.變量的表示變量用變量符號#和后面的變量號指定，如：#1

5、；表達式可以用于指定變量號，此時表達式必須封閉在括號中，如：#1+#212；變量號可用變量代替，如#31，則#3#1。2.變量的類型任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/相關知識/一、用戶宏程序變量號變量類型功 能#0空變量該變量總是空，沒有值能賦給該變量。#1#33局部變量局部變量只能用在宏程序中存儲數據，例如，運算結果。當斷電時局部變量被初始化為空。調用宏程序時，自變量對局部變量賦值。#100#199#500#999公共變量公共變量在不同的宏程序中的意義相同。當斷電時變量#100#199初始化為空；變量#500#999的數據保存，即使斷電也不丟失。#1000系統變量系統變量用于讀和寫CNC的各種

6、數據，例如，刀具的當前位置和補償值。3.變量的引用 在地址后指定變量號即可引用其變量值。當用表達式指定變量時，要把表達式放在括號中。如：G01 X#1+#2 F#3； 改變引用變量值的符號，要把“”放在#的前面，如：G00 X#1； 當引用未定義的變量時，變量及地址字都被忽略，如：當變量#1的值是0，并且變量#2的值是空時，G00 X#1 Y#2的執行結果為G00 X0。 在編程時，每個程序段只允許一個變量的定義或變量的運算，否則系統報警。任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/相關知識/一、用戶宏程序正確的編程方法錯誤的編程方法N100 #1=0 N100 #1=0 #2=6 #3=8N110 #2

7、=6N110 #4=#2*SIN#1+#3 #5=#2#2*COS#1N120 #3=8N130 #4=#2*SIN#1+#3N140 #5=#2#2*COS#1表 變量的正確和錯誤編程方法對比算術和邏輯運算任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/相關知識/一、用戶宏程序功 能格 式備 注功 能格 式備 注定義# i# j平方根# i=SQRT# j加法減法乘法除法# i# j# k# i# j# k# i# j*# k# i# j / # k絕對值# i=ABS# j舍入# i=ROUND# j四舍五入取整上取整# i=FUP# j下取整# i=FIX # j正弦反正弦余弦反余弦正切反正切# i=S

8、IN# j# i=ASIN# j# i=COS# j# i=ACOS# j# i=ATN# j# i=ATAN# j/# k角度以度指定。 6530表示為65.5度自然對數# i=LN# j指數函數# i=EXP# j或# i=# jOR# k邏輯運算一位一位地按二進制數執行異或# i=# jXOR# k與# i=# jAND# K從BCD轉為BIN從BIN轉為BCD# i=BIN# j# i=BCD# j用于與PMC的信息交換（BIN：二進制；BCD：十進制）表 算術和邏輯運算任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/相關知識/一、用戶宏程序表 運算符運算符含義運算符含義EQ等于（）GE大于或等于（）

9、NE不等于（）LT小于（）GT大于（）LE小于或等于（）宏程序語句與NC語句下面的程序段為宏程序語句：1.包含算術或邏輯運算（）的程序段；2.包含控制語句（如：GOTO、DO、END）的程序段；3.包含宏程序調用指令（如：用G65、G66、G67或其它G指令、M指令調用宏程序）的程序段。除了宏程序語句以外的任何程序段都為NC語句。轉移和循環1.無條件轉移（GOTO語句）編程格式：GOTO xx （xx：程序段號。199999）2.條件轉移（IF語句）（1）如果指定的條件表達式滿足時，轉移到標有順序號N的程序段；如果指定的條件表達式不滿足，執行下個程序段。編程格式：IF條件表達式GOTO xx（

10、2）如果條件表達式滿足，執行預先決定的宏程序語句。只執行一個宏程序語句。編程格式：IF條件表達式THEN 宏程序語句例：如果#1和#2的值相同，0賦給#3IF#1EQ#2 THEN #3=0任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/相關知識/一、用戶宏程序3.循環（WHILE語句） 在WHILE后指定一個條件表達式。當指定條件滿足時，執行從DO到END之間的程序。否則，轉到END后的程序段執行。 DO后的m和END后的m是指定程序執行范圍的標號，標號值為1，2，3。任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/相關知識/一、用戶宏程序（1）標號1到3可以根據要求多次使用（2）循環可以從里到外嵌套3級（3）控制可以轉到

11、循環的外邊循環語句的嵌套H的幾何補償值編程格式：G10 L10 P_ R_H的磨損補償值編程格式：G10 L11 P_ R_D的幾何補償值編程格式：G10 L12 P_ R_D的磨損補償值編程格式：G10 L13 P_ R_注：P：刀具補償號R：刀具補償量。在G90有效時，R后的數值直接輸入補償相應的位置；在G91有效時，R后的數值與相應位置原有的數值相疊加，得到一個新的數值替換原有數值。任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/相關知識/二、刀具補償賦值曲面加工刀具任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/相關知識/三、曲面加工刀具和切削用量（a) 整體球頭銑刀 （b) 機械夾持球頭銑刀球頭銑刀（a) 整體圓角

12、銑刀 （b) 機械夾持圓角銑刀圓角銑刀切削用量（1）背吃刀量與側吃刀量的確定 曲面加工的背吃刀量與側吃刀量由ap/ae0.05DC2（刀具直徑）確定。在加工曲面時，使用立銑刀加工，半精加工的背吃刀量1.5mm；精加工的側吃刀量約為0.2mm；使用球頭銑刀和圓角銑刀，精加工的側吃刀量約為0.2mm。（2）進給量的確定 曲面在加工前通常已完成粗加工，所以硬質合金銑刀半精加工時，加工鋼材的每齒進給量約為0.008DC2，精加工的每齒進給量為（0.0080.015）DC2，加工鑄鐵時的每齒進給量比加工鋼材時稍大，高速鋼銑刀的每齒進給量比硬質合金立銑刀稍低。考慮到提高加工效率，實際取值往往高于理論計算值

13、。（3）主軸轉速的確定 主軸轉速S可通過與切削速度vc的關系計算獲得，切削速度選擇與立銑刀相同。球頭銑刀或圓角銑刀的加工半徑通常小于刀具半徑，所以在使用球頭銑刀或圓角銑刀時，應適當提高主軸轉速。任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/相關知識/三、曲面加工刀具和切削用量器具及材料準備工件裝夾選擇切削用量1背吃刀量ap 由于刀具材料為硬質合金，曲面尺寸為R5mm，編程時以角度作為變量，每次變化1，共分90次完成加工。選擇球頭銑刀加工比選擇立銑刀加工時的表面粗糙度要好，球頭銑刀加工時，球面與曲面處處相切。2主軸轉速 根據硬質合金刀具轉速的確定方法，12mm兩刃硬質合金球頭銑刀選擇3000轉/分。3進給速度

14、 根據硬質合金刀具進給速度的確定方法，12mm兩刃硬質合金球頭銑刀選擇600mm/min。任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/任務實施器具及材料準備工件裝夾選擇切削用量1背吃刀量ap 由于刀具材料為硬質合金，曲面尺寸為R5mm，編程時以角度作為變量，每次變化1，共分90次完成加工。選擇球頭銑刀加工比選擇立銑刀加工時的表面粗糙度要好，球頭銑刀加工時，球面與曲面處處相切。2主軸轉速 根據硬質合金刀具轉速的確定方法，12mm兩刃硬質合金球頭銑刀選擇3000轉/分。3進給速度 根據硬質合金刀具進給速度的確定方法，12mm兩刃硬質合金球頭銑刀選擇600mm/min。任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/任務實施確

15、定加工路線和工件坐標系對刀設置刀具半徑補償參數 12mm兩刃硬質合金球頭銑刀（T3）對應3號半徑補償，由于曲面加工時，采用變刀具半徑補償的編程方法，因此D3在加工時為一個變量。任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/任務實施任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/任務實施加工工序加工內容刀 具 與 切 削 參 數刀 具 規 格主軸轉速r/min進給率mm/r刀具補償刀號刀具名稱材料加工外輪廓圓角R5T 312兩刃球頭銑刀硬質合金300060003編制程序加工零件零件測量現場整理任務2 遮罩上模型芯圓角的加工/考核任務在任務1、任務2完成的基礎上，加工遮罩上模型芯上的所有孔。任務3 遮罩上模型芯孔系的加工/任務

16、描述 鏜孔是利用鏜刀對工件上已有尺寸較大孔的加工，特別適合于加工分布在同一或不同表面上的孔距和位置精度要求較高的孔系。 鏜孔加工精度等級可達到IT7級，表面粗糙度為Ra為1.60.8m，運用于高精度加工場合。鏜孔時，要求鏜刀和鏜桿必須具有足夠的剛性；鏜刀夾緊牢固，裝卸和調整方便；具有可靠的斷屑和排屑措施，確保切屑順利折斷和排出，精鏜孔的余量一般單邊小于0.3mm。 鏜刀的種類很多，如圖所示為單刃鏜刀和微調鏜刀結構示意圖。任務3 遮罩上模型芯孔系的加工/相關知識/一、鏜孔加工方法（a）盲孔鏜刀（b）通孔鏜刀（c）微調鏜刀鏜刀結構示意圖指令格式 G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_指令

17、動作說明任務3 遮罩上模型芯孔系的加工/相關知識/二、定向鏜孔指令精鏜孔循環指令G76器具及材料準備工件裝夾選擇切削用量1背吃刀量ap 中心鉆的背吃刀量ap=2mm；所有麻花鉆的背吃刀量ap=45mm；粗鏜刀背吃刀量ap=0.9mm，精鏜刀背吃刀量ap=0.2mm。2主軸轉速 根據高速鋼與硬質合金刀具轉速的確定方法，各刀具選擇的轉速見工序表。3進給速度 根據高速鋼與硬質合金刀具進給速度的確定方法，各刀具選擇的進給速度見工序表。任務3 遮罩上模型芯孔系的加工/任務實施任務3 遮罩上模型芯孔系的加工/任務實施加工內容刀 具 與 切 削 參 數刀 具 規 格主軸轉速r/min進給率mm/r刀具補償刀號刀具名稱材料點所有中心孔T4中心鉆高速鋼100010004鉆4mm孔T5麻花鉆高速鋼900