模具制造工艺学编程题2011

四、编程综合题

1、如图1所示曲线槽图形。毛坯为100mm×100mm×14mm，六个面已经过精加工，保证了各面相互的垂直度及平行度。试进行加工工艺分析，编写程序加工出如图中所示的φ80圆台及中间曲线凹槽。并说明各程序段的意义。工件材料为铝材。

图1 轮廓图形

答：1、根据图纸要求，确定工艺方案及加工路线

（1）以已精加工过的底面为定位基准，用数控铣床的台钳夹紧工件的两侧。台钳固定于铣床工作台上。

（2）工步顺序

①铣刀先加工外圆，再加工曲线内槽；

②考虑到工件的材料为铝材，材质较软。切削深度设为4mm；

③采用刀具半径左补偿进行编程；

④只加工了中间φ80的凸台，凸台周围平面的编程加工未作考虑。加工曲线内槽时，

未采用斜线或螺旋下刀。

2、编写程序

%0101

G54G90X0Y0Z0；绝对坐标编程，设置对刀点

G17G00X0Y0Z50; 刀具快速定位

M03S2000;

Z5;

X20Y-44F100; 刀具快速移动至外圆切削起点

G01Z-4; 切深4mm

G41X0Y-40D01; 刀具左补偿，D01=4mm

G02X0Y-40I0J40; 铣削φ80圆台

G40G01X-20Y-44; 切线铣出，取消刀补

G00Z5; 快速抬刀

X0Y15; 刀具快速移动至曲线内槽起点

G01Z-4; 切深4mm

G42X0Y0D02; 刀具右补偿，D02=4mm

G02X-30Y0I-15J0; 顺时针铣曲线槽左边小圆弧

X30Y0I30J0; 铣曲线槽左边大圆弧

X0Y0I-15J0; 铣曲线槽右边小圆弧

G40G01X0Y15; 切线铣出，取消刀补

G00Z50; 快速抬刀

X0Y0; 刀具快速移动至对刀点

M05M30; 主程序结束

2、如图2所示，工件材料为45#钢，试进行加工工艺分析，编写采用固定循环方式加工图中各孔的程序。并说明各程序段的意义。Φ40的底孔已铸出。

图2 零件图

答：1、根据图纸要求，确定工艺方案及加工路线

（1）以工件已精加工过的底面为定位基准，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上。为避免加工到机床的工作台，工件的下部要避空。

（2）工步顺序

①中间Φ40的底孔已铸出，使用刀具T01镗孔刀镗中间孔。

②使用T02的Φ13钻头钻两侧孔；

③使用T03锪孔钻加工两侧的台阶孔；

④钻削两侧孔之前未钻中心孔，实际加工时必须先钻中心孔。

2、编写程序

按机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的钻孔加工工艺过程编写成程序清单。加工程序如下：

%0102

T01; 镗中间孔

G54G90G00X0Y0Z100;绝对坐标编程，设置对刀点

G01G43H01Z50; 刀具长度补偿，刀具进给至进刀点

M03S500F30;

G98G85X0Y0R3Z-45; G85粗镗循环，返回R点平面

G80G28G49Z0M00; 取消粗镗循环，返回参考点，程序暂停

T02M06; 钻两侧孔

G00Z100; 刀具快速移至进刀点

X-60Y0; 刀具移至第一个孔的中心

M03S600;

G01G43H02Z30; 刀具长度补偿，刀具进给至进刀点

G98G73G90X-60Y0R-15Z-48Q-4K1F40; G73钻孔循环，钻第一个孔，返回R点平面

G98G73G90X60Y0R-15Z-48Q-4K1F40; G73钻孔循环，钻第二个孔，返回R点平面

G80G28G49Z0M00; 取消钻孔循环，返回参考点，程序暂停

T03M06; 锪两侧孔

GOOZ100; 刀具快速移至进刀点

X-60Y0; 刀具移至第一个孔的中心

G01G43H03Z30M03S350; 刀具长度补偿，刀具进给至进刀点

G98G82X-60Y0R-15Z-32P100F25; G82锪孔循环，锪第一个孔，返回R点平面

G98G82X60Y0R-15Z-32P100F25; G82锪孔循环，锪第二个孔，返回R点平面

G80G28G49Z0; 取消锪孔循环，返回参考点，程序暂停

M05M30; 程序结束

3、编写图3所示轮廓图形的加工程序。毛坯为120mm×60mm×14mm板材，3mm深的外轮廓已粗加工过，周边留0.5mm余量。试进行加工工艺分析，编写程序精加工出如下图所示的外轮廓及φ16mm的孔。并说明各程序段的意义。工件材料为铝材。

图3 轮廓图形

答：根据图纸要求，确定工艺方案及加工路线

（1）以底面为定位基准，用机用台钳夹紧工件毛坯两侧，台钳固定于铣床工作台上。（2）工步顺序：

①钻孔φ16mm；

②按OABCDEFGH线路铣削轮廓。

（3）采用刀具左补偿，顺铣加工。

（4）C点的内凹尖角无法加工，此处可不作考虑。

2、编写程序

（1）加工φ16mm孔程序(手工安装好φ16mm钻头)

%0103

G54G90X0Y0Z0；绝对坐标编程，设置对刀点

M03S100；

G17G00X40Y25；在XOY平面内加工

G98G81X40Y30Z-10R15F100；钻孔循环

G00Z50；取消循环，快速退刀

M05

M02

（2）铣轮廓程序(手工安装好ф12mm四刃立铣刀，不考虑刀具长度补偿) %0104

G54G90G41G00X-20Y-10Z-5D01；刀具半径补偿，快速定位

M03S1250；

G01X5Y-10F400；刀具进给至切削起点

G01Y30；铣削OA

X10Y40C10；铣削AB

X26.771Y40；铣削BC

G02X58.856Y31.667R20；铣削CD

G03X68.284Y25R10；铣削DE

G01X85Y25；铣削EF

X90Y20C5；铣削FG

X90Y0；铣削GH

X-10Y0；铣削HO

G00X0Y0Z100；快速抬刀

G40；取消刀补

M05M30；程序结束

4、工件图形如图4所示。毛坯为70mm×70mm×14mm板材，六个面已经过精加工，保证了各面相互的垂直度及平行度。试进行加工工艺分析，编写程序加工出如图所示的凹槽。并说明各程序段的意义。工件材料为铝材。

图4-59轮廓图形

答：1、根据图纸要求，确定工艺方案及加工路线

（1）以已精加工过的底面为定位基准，用数控铣床的台钳夹紧工件的两侧。台钳固定于铣床工作台上。

（2）工步顺序

①铣刀先走两个圆轨迹，粗加工凹槽；

②每次切削深度为2mm；

③加工中间φ16mm的凸台时，未采用刀具半径补偿；

④采用刀具半径左补偿，加工50mm×50mm四周R6倒圆的正方形槽。

⑤实际加工时，可通过改变刀补值对圆的正方形槽进行精加工。改变半径值对中间φ

16mm的圆凸台进行精加工。

（3）虽然铝材材质较软，但为便于和钢件的加工接轨，编程加工零件的曲线内槽时，采用了斜线下刀。

2、编写程序

考虑到所加工槽的深度为4mm，分两刀加工，每刀切深2mm。为简化加工程序，可采用子程序。该工件的加工程序如下：

%0105

G54G90X0Y0Z0；绝对坐标编程，设置对刀点

G17G00X0Y0Z10; 刀具快速定位

M03S1200;

G01X16Y16F200;

Y-16Z-2；斜线下刀，切削深度-2mm

Y0; 回到下刀点

M98P101; 调用程序号为101的子程序

G01X16Y16F200;

Y-16Z-4；斜线下刀，切削深度-4mm

Y0; 回到下刀点

M98P101; 调用程序号为101的子程序

G01Z5M09;

G00X0Y0Z25;

M05M30; 主程序结束

子程序：

%101 程序号为100的子程序

G03X13Y0I-13J0; 铣削φ16的圆台

G01X17;

G03X17Y0I-17J0; 铣削φ24的圆台

G41G01X24Y18D01; 刀具左补偿，铣削四角倒圆的正方形槽

G03X18Y24I-6J0;

G01X-18;

G03X-24Y18I0J-6;

G01Y-18;

G03X-18Y-24I6J0;

G01X18;

G03X24Y-18I0J6;

G01Y0;

G40G01X15Y0; 取消刀补

M99; 子程序结束

5、如图5所示的图形。零件的外圆φ130及中间φ28的圆孔已经在车床上加工完成。试进行加工工艺分析，要求编写程序加工内外径分别为φ40及φ120的圆槽和四个梯形通孔。并说明各程序段的意义。零件材料为45#钢。

图5 旋转铣槽

图6 节点坐标图

答：1、工艺方案

①根据工件的尺寸形状特点，确定以工件的外圆进行定位装夹。用三爪卡盘定位夹紧

工件的外圆，使用杠杆百分表进行定位。再用压板压紧三爪卡盘，固定于铣床工作台上。

②加工圆槽采用φ20平底四刃立铣刀，按φ120的圆形轨迹编程，采用逐步加大刀具

补偿半径的方法，一直至铣出φ40的内圆为止。

③加工梯形槽采用φ10的平底四刃立铣刀，以右前方的梯形槽为基本图形进行编程。

在深度上分四次进刀切削（实际加工时每刀下2mm）。其余三个槽孔则通过旋转功

能铣出。由于梯形槽的宽度仅20mm，刀具只需沿槽的周围切削一周，即可完成梯

形槽的加工。（可通过改变刀补，进行梯形槽的粗、精加工。

④为方便加工四个梯形通孔时下刀，避免铲刀，要先采用螺旋下刀，加工出下刀孔。

⑤加工中间圆环槽时要采用先采用螺旋下刀加工下刀孔，避免铲刀。

⑥实际生产时，为保证加工精度，可通过变换刀补来进行粗、精加工的设置。

节点计算

通过计算机分析或数学计算，右前方的梯形槽节点的坐标分别为：

A(46.306,18.862),

B(37.749,21.794),

C(30.741,17.748),

D(28.117,10.460)，

如图6所示。

2、编写程序

以工件的上表面中心点为对刀点。编写程序如下：

%0106

G54G90X0Y0Z0；绝对坐标编程，设置对刀点

G17G00X0Y0Z10; 刀具快速定位

M03S600;

X40;

G03I-40Z-5; 螺旋下刀，加工φ90、内径φ70深4mm的圆环槽

G41X60D01; 刀具左补偿，D01=10

G03I-60; 加工外径φ120，内径φ104的圆环槽

G01G40X40; 取消刀补

G41G01X60D02; D02=20。在圆环槽内直线切削

G03I-60; 加工外径φ100，内径φ80的圆环槽

G01G40X40; 取消刀补

G41G01X60D03; D03=30。在圆环槽内直线切削

G03I-60; 加工外径φ80，内径φ60的圆环槽

G01G40X40; 取消刀补

G41G01X60D04; D03=40。在圆环槽内直线切削

G03I-60; 加工外径φ60，内径φ40的圆环槽

G01G40X40; 取消刀补

G00Z10; 刀具返回进给起点

G28Z25M05; 返回参考点，主轴停

G28X0Y0;

M00; 程序停止，换刀

G29X0Y0; 从参考点返回

G00Z10; 刀具移至进刀点

M03S1800;

M98P100; 调用程序号为100的子程序

G68X0Y0P90; 旋转变换，原点为X0Y0，角度为90度

M98P100; 调用程序号为100的子程序

G69; 取消旋转变换功能

G68X0Y0P180; 旋转变换，原点为X0Y0，角度为180度

M98P100; 调用程序号为100的子程序

G69; 取消旋转变换功能

G68X0Y0P270; 旋转变换，原点为X0Y0，角度为270度

M98P100; 调用程序号为100的子程序

G69; 取消旋转变换功能

G00Z25; 快速抬刀

M05 M30; 主程序结束

子程序：

%100 程序号为100的子程序

G00X40; 刀具快速定位

G01X43F100

G03I-3Z-6; 螺旋下刀，加工φ16深5mm的圆孔

M98P110; 调用程序号为110的子程序

G01X43

G03I-3Z-5; 螺旋下刀，加工φ16深5mm的圆孔

G01Z-20F100; 切深20mm

M98P110; 调用程序号为110的子程序

G01X43

G03I-3Z-5; 螺旋下刀，加工φ16深5mm的圆孔

M98P110; 调用程序号为110的子程序

G01X45

G03I-3Z-5; 螺旋下刀，加工φ16深5mm的圆孔

M98P110; 调用程序号为110的子程序

G00Z10; 快速抬刀

X0Y0; 刀具定位

M99; 子程序返回

%110 程序号为110的子程序

G01G41X46.306Y18.862D05; 刀具左补偿，D05=5。在梯形槽内切削至A点G03X37.749Y21.794R6; 铣AB圆弧

G01X20.741Y17.748; 铣BC直线

G03X28.117Y10.460R6; 铣CD圆弧

G02Y-10.460R30; 铣腰形槽内圆弧

G03X30.741Y-17.748R6; 铣R6圆弧

G01X37.749Y-21.794; 铣直线

G03X46.306Y-18.862R6; 铣R6圆弧

G03Y18.862R50; 铣腰形槽外圆弧

G40G01X40Y0; 取消刀补，刀具定位

M99; 子程序返回