數控加工編程與操作任務五：具有對稱輪廓零件的編程與加工一、任務導入（一）任務描述如圖2-36所示，零件材料為2A12，毛坯尺寸為140mm×140mm×25mm，已完成上下面和四周面加工，要加工部位是四個凸臺與底面，試編制零件加工程序。

圖2-36對稱輪廓板（二）知識目標1．掌握局部坐標系的應用場合與方法；2．掌握鏡象功能、旋轉功能指令的格式與編程方法。3．掌握子程序的調用格式與編程方法。一、任務導入一、任務導入（三）能力目標1．能利用刀具半徑補償功能實現粗、精加工并實現精度控制。2．會使用子程序、鏡像功能、旋轉功能簡化編程并處理加工過程中出現的各種問題。（四）素質目標通過使用筒化編程指令，培養學生的效率意識，科學思維的方法與精益求精的大國工匠精神。二、實訓知識準備（一）局部坐標系設定指令G521.指令格式G52X__Y__;

設定局部坐標系G52X0Y0;取消局部坐標系用指令G52X__Y__;可以在工件坐標系(G54～G59)中設定局部坐標系。式中X、Y為局部坐標系原點在工件坐標系中的坐標位置。2.使用說明

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二、實訓知識準備（一）局部坐標系設定指令G52局部坐標系設定后，后面以G90方式指令的移動顯示的是局部坐標系中的坐標值。在工件坐標系中用G52指定局部坐標系新的零點，可以改變局部坐標系。為了取消局部坐標系并在工件坐標系中指定坐標值，應使局部坐標系零點與工件坐標系零點一致，即G52X0Y0;注意事項:G52是非模態指令，在縮放及旋轉功能下，不能使用G52指令，但在G52下能進行縮放及坐標系旋轉。臥式數控車床

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二、實訓知識準備（二）鏡像功能建立與取消指令G51.1、G50.1當工件相對于某一軸具有對稱形狀時，可以利用鏡像功能和子程序簡化編程，只對工件的一部分進行編程，就能加工出工件的對稱部分。臥式數控車床

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二、實訓知識準備（二）鏡像功能建立與取消指令G51.1、G50.11．鏡像指令格式（以G17XY平面為例）G17G51.1X0;關于Y軸鏡像G17G51.1Y0;關于X軸鏡像G17G51.1X0Y0;關于X、Y軸鏡像G17G50.1X0;取消Y軸鏡像G17G50.1Y0;取消X軸鏡像G17G50.1X0Y0;取消X、Y軸鏡像臥式數控車床

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二、實訓知識準備（二）鏡像功能建立與取消指令G51.1、G50.12．關于鏡像功能指令幾點說明(1)對X軸和Y軸鏡像由M功能指令指定的，為使鏡像功能有效，需將系統的鏡像功能接通。鏡像功能接通可由offset-setting設定，也可由系統參數設定。(2)鏡像功能一般由G代碼指定（G51.1：設置鏡像，G50.1：取消鏡像），當M功能和G代碼同時指定時，G代碼優先。(3)只對X軸或Y軸鏡像時，表2-24所列指令將與源程序相反臥式數控車床

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二、實訓知識準備（二）鏡像功能建立與取消指令G51.1、G50.12．關于鏡像功能指令幾點說明臥式數控車床

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表2-24鏡像功能指令說明指令說明圓弧指令G02與G03互換（順時針圓弧與逆時針圓弧互換）刀具半徑補償指令G41與G42互換（左刀補與右刀補互換）坐標旋轉旋轉方向互換（順時針與逆時針互換）二、實訓知識準備（二）鏡像功能建立與取消指令G51.1、G50.12．關于鏡像功能指令幾點說明臥式數控車床

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(4)鏡像功能使用完成后，必須取消鏡像。(5)G90模式下使用鏡像功能時必須從原點或對稱點開始加工，取消鏡像也要回到坐標原點或對稱點。二、實訓知識準備（三）圖形旋轉指令G68、G691．指令格式G17G68X__Y__R_;G18G68X__Z__R__;G19G68Y__Z__R__;臥式數控車床

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二、實訓知識準備（三）圖形旋轉指令G68、G692．指令說明（1）以XY平面旋轉為例，格式中X、Y為旋轉中心的坐標值，應以絕對值（G90）指令。R為旋轉角，若不使用小數點編程，則為最小設定單位。角度旋轉范圍為0～360°，逆時針方向取正值；反之取負值。如果省略(X，Y)，則以刀具當前位置為旋轉中心。（2）G69是取消坐標旋轉功能的指令。（3）G68、G69為模態指令，可互相注消。臥式數控車床

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三、方案設計(一)零件圖樣分析該零件四個凸臺分布關于X、Y軸對稱，適宜用鏡像編程，每個凸臺有四個R22.5mm的圓弧，兩對邊距離為60mm，有公差要求，相鄰凸臺最窄處為17mm，選刀應注意刀徑不能太大。外輪廓側表面粗糙度要求較高。粗銑達不到圖樣要求。三、方案設計（二）選擇機床和夾具選擇立式數控銑床，工件裝夾用臺虎鉗，以一底面和兩對立側面定位并夾緊。編程坐標系選在零件對稱中心上。（三）加工工步確定四個凸臺側面有要求，加工分兩個工步即粗、精加工兩個工步進行。粗加工銑出四個凸臺輪廓并清除殘料，同時留出精加工余量。精加工則沿四個外輪廓銑削，達到圖樣尺寸要求。（四）刀具與切削用量選擇粗加工選φ10mm兩刃鍵槽銑刀，精加工選φ10mm三刃立銑刀。加工內容及切削參數選擇見表2-28。三、方案設計零件圖號零件名稱材料數控刀具明細表程序編號車間使用設備SK-19裝飾板45＃%4000數控實訓室XH714D加工步驟刀具與切削參數工步加工內容刀具規格主軸轉速r/min進給速度mm/min刀具補償刀號名稱規格材料長度半徑mm1外輪廓粗加工T01φ10mm鍵槽銑刀高速鋼60060H01D01=5.52去殘料60060H01

3外輪廓精加工T02φ10mm三刃立銑刀80048H02D02=5.0表2-28加工內容與切削用量選擇三、方案設計（五）設計刀具進給路線凸臺的切入切出為圓弧切入和圓弧切出。采用順銑方式，如圖2-37、圖2-38所示。圖2-37輪廓銑削進給路線(按箭頭方向走）圖2-38去殘料進給路線(從中心按箭頭方向走，從N20起）三、方案設計（六）確定編程坐標系原點及編程思路本零件G54工件坐標系X、Y原點設在工件對稱中心，Z原點設在工件上表面。因四個凸臺關于中心對稱分布，可考慮使用子程序和鏡像指令，只需編制一個零件凸臺輪廓加工程序即可，通過調用子程序，實現加工分別關于Y軸鏡像、關于X、Y軸鏡像和關于X軸鏡像的第二、第三、第四象限的凸臺輪廓。由于該凸臺輪廓各基點坐標相對工件原點的坐標值計算不方便，因此可以（35，35）為坐標原點建立一個局部坐標系G52，在G52局部坐標系中再使用G68旋轉指令，按局部坐標系逆時針旋轉45度后的凸臺輪廓編程，這樣基點坐標計算就方便多了。三、方案設計（六）確定編程坐標系原點及編程思路順時針旋轉45°四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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O4000(MAIN)主程序N10G17G90G54G00X0Y0;之前，手工換10mm鍵槽刀，建立工件坐標系，快速到坐標(0,0)N20M03S600;主軸正轉N30G43Z10H01;下刀到絕對坐標Z=10處并帶刀長補償N40G01Z0F150;工進到工件表面N50F60D01M98P0024100;調用銑凸臺外輪廓子程序兩次，粗加工刀補D01=5.5N60G90Z0F150;工進提刀到絕對坐標Z=0處N70F60M98P0024200;調用去殘料加工子程序兩次表2-29主程序四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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N80G00G49Z0M05;快速提刀到參考點處N90M00;程序暫停，手工換φ10mm立銑刀N100M03S800;指令精銑主軸轉速N110G43G00Z10H02;下刀到絕對坐標Z=10處并帶刀長補償N120G01Z0F100;工進到工件表面N130F48D02M98P0024100;調用凸臺外輪廓加工子程序兩次，精加工刀補D02=5.0N140G00G49Z0M05;快速提刀到機械坐標Z0(參考點）處，主軸停N150M30;程序結束表2-29主程序四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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O4100（SUB)銑四個凸臺外輪廓子程序N10G91G01Z-2.5;增量Z向工進2.5N20M98P4110;調用一個凸臺外輪廓加工子程序(第一象限)N30G51.1X0；

建立關于Y軸的鏡像N40M98P4110；

調用一個凸臺外輪廓加工子程序(第二象限)N45G50.1X0；取消關于Y軸的鏡像N50G51.1X0Y0；建立關于X、Y坐標原點的鏡像N60M98P4110；調用一個凸臺外輪廓加工子程序(第三象限)表2-30銑四個凸臺外輪廓子程序四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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N65G50.1X0Y0;取消關于X、Y坐標原點的鏡像N70

G51.1Y0；建立關于X軸的鏡像N80M98P4110；調用一個凸臺外輪廓加工子程序(第四象限)N90

G50.1Y0；取消關于X軸的鏡像N100M99；子程序結束表2-30銑四個凸臺外輪廓子程序四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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O4110(SUB)銑一個凸臺子程序N10G52X35.Y35.；以G54坐標系中點（35，35）為原點建立局部坐標系N20G90G68X0Y0R45；以局部坐標系G52原點為旋轉中心，逆時針旋轉45度N30G01X-40.Y0；工進到絕對坐標點(-40,0)N40G41Y-10.；刀具半徑左補到(-40.,-10.)N50G03X-29.99Y0R10.；逆圓切入到(-29.99,0)N60G01Y7.5；直線插補到(-29.99,7.5)N70G03X-7.5Y29.99R22.5；逆圓銑削R22.5圓弧到(-7.5,29.99)N80G01X7.5；直線插補到(7.5,29.99)N90G03X29.99Y7.5R22.5；逆圓銑削R22.5圓弧到(29.99,7.5)表2-31銑一個凸臺外輪廓子程序四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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N100G01Y-7.5;直線插補到(29.99,-7.5)N110G03X7.5Y-29.99R22.5;逆圓銑削R22.5圓弧到(7.5,-29.99)N120G01X-7.5;直線插補到(-7.5,-29.99)N130G03X-29.99Y-7.5R22.5;逆圓銑削R22.5圓弧到(-29.99,-7.5)N140G01Y0;直線插補到(-29.99,0)N150G03X-40.Y10.R10.;逆圓銑削R10圓弧到(-40,10)N160G01G40Y0;直線插補到(-40,0)N170G69;旋轉坐標系取消N180G54G01X0Y0;直線插補到工件坐標系(0,0)處N190M99;子程序結束表2-31銑一個凸臺外輪廓子程序四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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O4200去殘料子程序名N10G91Z-2.5;增量下刀N20G90Y70.;工進到絕對坐標(0,70)N30X-19.1;工進到(-19.1,70)N40

G00X-50.9;快進到(-50.9,70)N50

G01X-70.;工進到(-70.,70)N60

Y50.9;’工進到(-70,50.9)N70G00Y19.1;快進到(-70.,19.1)表2-32去殘料子程序名四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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N80G01Y-19.1;工進到(-70,-19.1)N90G00Y-50.9;快進到(-70,-50.9)N100G01Y-70;工進到(-70,-70)N110X-50.9;工進到(-50.9,-70)N120G00X-19.1;快進到(-19.1,-70)N130G01X19.1;工進到(19.1,-70)N140G00X50.9;快進到(50.9,-70)N150G01X70.;工進到(70.,-70)表2-32去殘料子程序名四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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N160Y-50.9;工進到(70,-50.9)N170G00Y-19.1;快進到(70,-19.1)N180G01Y19.1;工進到(70,19.1)N190G00Y50.9;快進到(70,50.9)N200G01Y70;工進到(70,70)N210X50.9;工進到(50.9,70)N220G00X19.1;快進到(19.1,70)N230G01X0;工進到(0,70)表2-32去殘料子程序名四、任務實施（一）編寫零件加工程序臥式數控車床

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N240G00Y-19.1;快進到(0,-19.1)N250G01Y-60.;工進到(0,-60)N260G00Y0;快進到(0,0)N270