典型零件编程与加工实例分享

【例7-1】 样板零件的数控加工中心加工

如图7-54所示样板零件，该零件已经过粗加工，单边余量2mm，工件厚度为10mm。按SINUMERIK 802D系统编程格式，编制该零件精铣外轮廓、钻9-ϕ10mm的孔与镗ϕ100mm孔的加工程序。

图7-54 样板零件

具体操作步骤：

1）工艺分析 首先分析零件图，选择刀具、切削用量并确定进给路线等。

2）工件原点 工件原点即编程原点的设定，如图7-54所示。

3）数值计算 对有关基点坐标值的计算，为编程做好必要的准备。

4）输入和编辑程序 按键将屏幕切换到“程序管理”屏幕；按新程序键，出现对话框，输入新程序名；再按确认√键，则屏幕被切换到“零件程序编辑”屏幕，输入下列程序：

MAIN16.MPF

N10 G54 G17 G90

N20 T1D1ϕ16mm立铣刀

N30 M03 S1200

N40 G00 X-20 Y-20 Z5

N50 G01 Z-12 F100 M08

N60 G41 G01 X0 Y0 F150

N70 G01 Y140

N80 G02 X153.46 Y171.69 CR=80

N90 G03 X275.19 Y99.77 CR=120

N100 G02 X280 Y0 CR=50

N110 G01 X0 Y0

N120 G40 G00 X-15 Y-15

N130 G00 Z50 M09

N140 M05

N150 T2 D2换ϕ10mm钻头，钻孔

N170 M03 S900

N180 G54 G00 X0 Y0 Z50 M08

N190 MCALL CYCLE82（20，0，5，-12，0，0.1）钻孔循环

N200 HOLESl（48，30，0，0，48，5）钻排孔

N210 X280 Y50

N220 HOLES2（80，140，65，60，120，3）钻圆周孔

N230 MCALL

N240 G00 Z50 M05 M09

N250 T3 D3换镗孔刀

N270 M03 S800

N280 G54 G00 X80 Y140 Z30 M08

N290 G01 Z-12 F120

N300 M05

N310 G00 Z50 M09(www.xing528.com)

N320 M30

在程序编辑完毕后，按重编译键，使上述程序自动生成程序段号。

5）先用T1刀，直径为ϕ10mm平铣刀。

6）将准备好的工件坯料装上工作台，并夹紧固定。

7）按键，将屏幕切换到回参考点状态，将三坐标轴回零点。

8）按键，切换屏幕到“手动”状态，根据零件编程原点为对刀点，移动工作台，对刀，并将屏幕上的三个坐标值记录下来。

9）按键，将屏幕切换到“补偿”屏幕，按零点偏移键，将光标移动到G54，输入X、Y、Z三值。

10）按键将屏幕切换到“补偿”屏幕，在T1刀号上输入刀具半径补偿R5，长度补偿为零。

11）按键，将屏幕切换到回参考点状态，将机床三轴回零点。

12）按键，将“方式”开关切换到“自动”状态；按键，将屏幕切换到“程序管理”屏幕，将光标移到该加工程序上；按执行键；再按启动键，即开始自动加工。

【例7-2】 壳体零件的数控加工中心加工

（1）零件图分析 壳体零件如图7-55所示，其材料为铸铁（HT200），在数控加工工序之前已加工好底面和ϕ80^+0.054₀ mm孔，要求在加工中心上铣削上表面、槽和加工4×M10mm螺纹孔，编制数控加工程序。

图7-55 壳体零件简图

（2）工艺分析 定位基准选择：本工序所加工表面的设计基准是底面和ϕ80^+0.054₀ mm的孔，根据基准重合的原则，以底面限制三个自由度，ϕ80^+0.054₀ mm孔限制两个自由度，在零件的后面限制一个绕孔转动的自由度，实现完全定位。

夹紧方案的确定：采用螺钉和压板，压板压在ϕ80^+0.054₀ mm孔的上端面，夹紧力的方向对着底面，旋紧螺母将工件夹紧。

工步顺序的安排：根据先面后孔的原则，本工序中工步顺序安排为：铣平面；钻4×M10mm的中心孔（锪窝定位）；钻螺纹底孔4×ϕ8.5mm；攻螺纹4×M10mm；铣尺寸为10^+0.1₀ mm的槽。

确定工艺参数：具体工艺参数可参照表7-6、表7-7。

表7-6 数控加工工序卡片

表7-7 数控加工刀具卡片

（3）确定加工原点 选工件的设计基准为编程原点，即以ϕ80^+0.054₀ mm孔轴线与工件上表面交点为编程原点。

（4）数据计算 计算螺纹孔4×M10mm中心位置坐标分别为（-65，-95）、（65，-95）、（125，65）、（-125，65）。

计算基点坐标：铣上表面和螺旋槽的编程轨迹为内腔轮廓线，需要计算轨迹的基点坐标，经计算各基点坐标为J（0，70）、B（6，70）、C（100.04，8.946）、D（57.01，-60.527）、E（40，-70）、F（-40，-70）、G（-57.01，-60.527）、H（-100.04，8.946）、I（-66，70）。

四个圆弧的圆心坐标分别为：（60，30）、（40，-50）、（-40，-50）、（-66，30）。

（5）编写加工程序 主程序及子程序分别见表7-8。

表7-8 壳体零件加工主程序及其说明

（续）

（6）程序校验 填写程序单和输入程序后，必须对程序的内容进行检查、校验，具体方法是：首先检查功能指令代码是否错漏，其次检查刀具半径、长度补偿地址号，再验算数据是否计算有误，正负号等是否正确，然后可以用模拟显示来检验程序的路径。

（7）试切削加工 试切削前不仅需要输入程序，还要进行下列工作。

1）安装刀具、刀柄及有关刀具方面的测量调整工作 先将所需各种刀具装于各自的刀柄中，然后装在相应的刀位上。由于程序中下刀的尺寸是按照刀具及刀柄的计算长度计算出来的，可能有一定的误差，需经现场测试。根据测试结果来修正程序或设定刀具长度补偿值。现场测试方法一般是用手动移动刀具（Z向），使刀尖与工件表面接触，根据数控装置上CRT屏幕的位置显示值来决定。

2）安装夹具、毛坯及有关对刀调整工作 在加工中心工作台上安装夹具后，如果对刀点设在夹具上，即可进行对刀工作。如果对刀点设在零件毛坯上，则须将零件装上，再进行对刀。现工件坐标原点与对刀点重合，并设置在工件上，此时，在钻夹头刀柄上夹上带有千分表的表杆，并装在主轴上。手动移动工作台使千分表的触点与工件已加工内孔圆周表面相接触，回转主轴进行调整，使主轴中心线与内孔中心线相重合，并记录下此时机床的X、Y坐标值。如用G92指令设置工件坐标系，此时坐标值的反值（即正负号颠倒）即为G92指令程序段中X地址和Y地址的数值。

3）加工零件的试切削 当刀具、夹具和毛坯程序等一切都准备就绪后，即可进行工件的试切削工作。首先将机床锁住，空运行程序，检查程序中可能出现的错误。其次，可利用机床Z坐标锁住的功能，检查刀具在X、Y平面内走刀轨迹的情况。有时为了便于观察，可利用跳跃任选程序段的功能，使刀具在贴近工件表面处走刀，进一步检查刀具的轨迹，以便发现走刀轨迹的错误，或是否会发生碰撞。一般试切工件时，多采用单段运行，并将G00快速移动速度调慢，以便发生程序错误时引起碰撞事故而紧急停车。在试切工作进行中，同时观察屏幕上显示的程序、坐标位置、图形显示等，以便确认各程序段的正确性。

首件试切完毕后，应对其进行全面的检测，必要时进行适当的修改程序或调整机床，直到加工件全部合格后，程序编制工作才算结束，并应将已经验证的程序及有关资料进行妥善保存，便于以后的查询和总结。