MasterCAM教案之数控加工工艺与刀位轨迹生成.docx
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MasterCAM教案之数控加工工艺与刀位轨迹生成
湖南省技工学校
理论教学教案
教师姓名蒋志杰
学
科
MasterCAM
执行记录
日期
星期
检查
签字
班级
节次
课题
数控加工工艺与刀位轨迹生成
课的
类型
单一课
教
学
目
的
1、使学生掌握CNC数控加工工艺的基本概念;
2、使学生掌握CNC数控加工刀具及刀具参数的设定;
3、进一步掌握CNC数控加工的切削方式与工艺参数设定。
教
学
重
点
1、CNC数控加工工艺的基本概念;
2、CNC数控加工刀具及刀具参数的设定。
教
学
难
点
对CNC数控加工与普通加工工艺的区别。
主要教学方法
讲授及多媒体操作演示
教
具
挂
图
多媒体电脑及投影仪
教学环节时间分配
1、组织教学时间
3min
3、讲授新课时间
71min
2、复习导入时间
5min
4、归纳小结时间
8min
5、作业布置时间
3min
教
学
后
记
教案纸
课题数控加工工艺与刀位轨迹生成
组织教学:
点名,清查学生人数,集中学生注意力。
复习提问:
我们已经学习了MasterCAM的CAD功能
及数控加工的基本操作,对于数控加工与普通加工两者
有何区别?
导入新课:
数控加工工艺与刀位轨迹的生成。
教学内容及授课步骤
一、数控加工的基本概念:
数控编程时,加工轨迹的计算是工作最大的一部分
工作,它涉及到一些复杂的计算。
当采用CAM类软件时,
复杂的计算过程完全交由计算机去完成,此时工作量大
的部分是如何把工件几何形状描述成计算机数字模型,
即所谓的CAD。
在NC编程的过程中,此时更多的是数控
铣削加工的工艺参数的选择与刀具及其参数的确定。
1、数控铣加工的基本概念:
1)用CAM软件编程实现加工的过程:
需配置好机床,这是正确输出代码的关键;
看懂图纸,用CAD功能正确表达工件;
根据工件形状,选择合适的加工方式,生成刀位轨
迹,产生刀具加工路径文件;
教案纸
生成G代码,传送给机床进行数控加工。
2)两轴加工与多轴加工:
两轴加工:
机床坐标系的X和Y轴两轴联动,而Z
轴固定,即机床在同一高度下对工件进行切削。
两轴加
工适合于铣削平面图形。
两轴半加工:
两轴半加工在二轴的基础上增加了Z
轴的移动,当机床坐标系的X和Y轴固定时,Z轴可以
有上下的移动。
利用两轴半加工可以实现分层加工,每
层在同一高度(指Z向高度)上进行两轴加工,层间有
Z向的移动。
三轴加工:
机床坐标系的X、Y和Z三轴联动。
三轴
加工适合于进行各种非平面图形即一般的曲面加工。
3)轮廓:
轮廓是一系列首尾相接曲线的集合。
在进行数控编程,交互指定待加工图形时,常常需
要用户指定图形的轮廓,用来界定被加工的区域或被加
工的图形本身。
如果轮廓是用来界定被加工区域的,则
要求指定的轮廓是闭合的;如果加工的是轮廓本身,则
轮廓也可以不闭合。
4)区域和岛屿:
区域是指由一个闭合轮廓围成的内部空间。
岛屿是指在区域内的闭合轮廓围成的内部空间。
教案纸
如上图所示,区域指外轮廓与岛屿之间的部分,由外轮
廓和岛屿共同指定待加工的区域。
外轮廓用来界定加工
区域的外部边界,岛屿用来屏蔽其内部不需要加工或需
保护的部分。
2、机床参数:
1)速度参数:
包括主轴转速、接近速度、进给速度
和退刀速度等。
主轴转速是切削时机床主轴转动的角速度;
教案纸
进给速度是正常切削时刀具行进的线速度;
接近速度为从安全高度切入工件前刀具行进的线速
度,又称为进刀速度;
退刀速度为刀具离开工件回到安全高度时刀具行进
的线速度;
在安全高度以上刀具行进的线速度取机床的G00。
注意:
速度参数的设定一般依赖于用户的经验,原则上
讲,它们与机床本身、工件的材料、刀具材料、工件的
加工精度和表面粗糙度要求等相关。
速度参数与加工的
效率密切相关。
2)安全高度和起止高度:
安全高度是指保证在此高度以上可以快速走刀不发
生干涉的高度。
安全高度应高于零件的最大高度。
起止高度是进退刀时刀具的初始高度,起止高度应
大于安全高度。
如上图所示。
3)慢速下刀高度:
每一次下刀,刀具都是快速运动(G00),当距下刀
点某一距离值时,刀具以接近速度下降。
这个距离值称
为慢速下刀高度。
4)行距和残留高度及刀次:
行距指加工轨迹相邻两行刀具轨迹之间的距离。
教案纸
如上图所示:
在三轴加工中,由于行距造成的两刀
之间一些材料未切削,这些材料距切削面的高度即是残
留高度。
在加工时,可通过控制残留高度来控制加工的
精度。
有时可通过指定刀具轨迹的行数及刀次来控制残
留高度。
5)顺铣与逆铣:
在铣加工中需注意顺铣与逆铣的不同,顺铣与逆铣
的切削效果是不同的。
在数控铣削加工中,一般总是采
用逆铣的方式,可以得到较好的加工效果。
教案纸
二、刀具及刀具参数的设定:
1、常用铣刀的种类及用途:
按铣刀的形状可以将铣刀分为:
盘铣刀、端铣刀、
成形铣刀、球头铣刀与鼓形铣刀。
1)盘铣刀一般用在铣削较大的平面;
2)端铣刀是数控铣加工中最常用的一种铣刀,广泛
用于加工平面类零件。
端铣刀除其用端刃铣削外,也常
用其侧刃铣削,有时端刃、侧刃同时进行铣削,端铣刀
也可称为圆柱铣刀;
3)成形铣刀一般都是为特定的工件或加工内容专门
设计制造的,适用于加工平面类零件的特定形状(如角
度面、凹槽面等),也适用于特形孔或台;
4)球头铣刀适用于加工空间曲面零件,有时也用于
平面类零件较大的转接凹圆弧的过渡加工;
5)鼓形铣刀主要用于对变斜角面的近似加工。
2、数控铣刀的选用原则:
刀具的选择是数控加工工艺中重要的内容之一,它
不仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。
1)选择数控铣刀通常要考虑机床的加工能力、工序
内容、工件材料等因素。
与传统的加工方法相比,数控
加工对刀具的要求更高,不仅要求精度高、刚性好、耐
教案纸
用,而且要求尺寸稳定、安装调整方便。
2)铣刀刚性与耐用度是选用数控铣刀的主要因素。
采用刚性好的铣刀,一是为了提高生产率而采用大切削
量的需要;二是为了适应数控铣床加工过程中难以调整
切削用量的特点;三是为了提高刀具的耐用度,当一把
铣刀加工的内容很多时,如刀具不耐用而磨损很快,就
会影响工件的表面质量与加工精度,而且还会增加换刀
引起的调刀与对刀次数,同时会使工件表面留下因对刀
误差而形成的接刀台阶,降低了工件的表面质量。
3)铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等
也非常重要,切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分
忌讳的。
结论:
根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及
加工余量选择刚性好、耐用度高的铣刀,是充分发挥数
控铣订的生产效率和获得满意的加工质量的前提。
3、铣刀尺寸的确定:
选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面
尺寸和形状相适应。
选择端铣刀时,刀具的有关参数,
推荐按以下经验数据选取:
刀具半径r应小于零件内轮廓面的最小曲率半径ρ,
一般取r=(0.8~0.9)ρ;
教案纸
零件的加工高度H<(1/4~1/6)r,以保证刀具有足
够的刚度;
对不通孔(深槽),选取l=H+(5~10)mm(l为刀具
切削部分长度,H为零件高度);
加工外型及通槽时,选取l=H+rc(5~10)mm(rc为刀
尖角半径)。
三、课堂总结:
1、CNC数控加工与普通机加工的不同之处;
2、CNC数控加工的操作过程及重点内容;
3、CNC数控加工参数及刀具参数的设定。
四、上机操作作业:
将前面所做的三维实体零件进行CNC数控加工,按
今天所介绍的内容设置各加工参数。
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- 关 键 词:
- MasterCAM 教案 数控 加工 工艺 轨迹 生成