课题型腔铣削加工.docx
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课题型腔铣削加工.docx
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课题型腔铣削加工
课题5:
型腔铣削加工
理论:
1.掌握型腔铣削加工的工艺知识;
2.掌握型腔铣削加工的编程指令。
技能:
1.能编制型腔加工的加工程序;
2.能熟练使用数控铣床仿真软件;
3.能完成型腔加工仿真加工。
1.型腔铣削工艺知识;
2.型腔铣削的编程指令。
型腔铣削的编程
专业课(理实一体)
讲授法、引导文教学法、案例教学法、示范法、练习法
多媒体、网络或投影仪
8/32
杨丰
回顾:
铣削台阶时编程
1.任务:
加工要求、零件图
2.相关知识:
(1)工艺知识
(2)编程知识
3.项目实施
4.练习
课题5:
型腔铣削加工
5.1任务:
矩形型腔零件的铣削
矩形型腔零件如图5-1所示,毛坯外形各基准面已加工完毕,已经形成精毛坯。
要求完成零件上型腔的粗、精加工,零件材料为45钢。
5.2型腔加工的工艺知识
1.刀具切入方法
刀具引入到型腔有三种方法:
(1)使用键槽铣刀沿Z向直接下刀,切入工件。
(2)先用钻头钻孔,立铣刀通过孔垂向进入再用圆周铣削。
(3)使用立铣刀螺旋下刀或者斜插式下刀
①使用立铣刀斜插式下刀
使用立铣刀时,由于端面刃不过中心,一般不宜垂直下刀,可以采用斜插式下刀。
斜插式下刀,即在两个切削层之间,刀具从上一层的高度沿斜线以渐近的方式切入工件,直到下一层的高度,然后开始正式切削,如图7-2所示。
采用斜插式下刀时要注意斜向切入的位置和角度的选择应适当,一般进刀角度为5°~10°。
②螺旋下刀
螺旋下刀,即在两个切削层之间,刀具从上一层的高度沿螺旋线以渐近的方式切入工件,直到下一层的高度,然后开始正式切削。
2.加工刀路设计
精加工刀具路径
图5-4精加工刀具路径
3.刀具
5.3子程序
如果程序包含固定的加工路线或多次重复的图形,则此加工路线或图形可以编成单独的程序作为子程序。
这样在工件上不同的部位实现相同的加工,或在同一部位实现重复加工,大大简化编程。
子程序作为单独的程序存储在系统中时,任何主程序都可调用,最多可达999次调用。
当主程序调用子程序时它被认为是一级子程序,在子程序中可再调用下一级的另一个子程序,子程序调用可以嵌套4级,如图5-5所示。
1.子程序的结构
子程序与主程序一样,也是由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。
于程序与主程序唯一的区别是结束符号不同,子程序用M99,而主程序用M30或M02结束程序。
例如:
O□□□□;(子程序名)
…;
…;(子程序内容)
…;
M99;(子程序结束)
2.子程序的调用
在主程序中,调用子程序的程序段格式为:
M98P×××□□□□;
×××表示子程序被重复调用的次数,□□□□表示调用的子程序名(数字)。
例如:
M98P51234;表示调用子程序O1234重复执行5次。
当子程序只调用一次时,调用次数可以不写,如M98P1234;表示调用O1234子程序执行1次。
3.子程序应用实例
例5.1加工图5-6所示零件上的4个相同尺寸的长方形槽,槽深2mm,槽宽10mm,未注圆角R5,铣刀直径φ10mm,试用子程序编程。
图5-6子程序编程举例
加工程序如下:
O0001;主程序名
N10G17G21G40G54G80G90G94;程序初始化
N20G00Z80.0;刀具定位到安全平面,启动主轴
N30M03S1000;
N40G00X20.0Y20.0;
N50Z2.0;快速移动到A1点上方2mm处
N60M98P0002;调用2号子程序,完成槽Ⅰ加工
N70G90G00X90.0;快速移动到A2点上方2mm处
N80M98P0002;调用2号子程序,完成槽Ⅱ加工
N90G90G00Y70.0;快速移动到A3点上方2mm处
N100M98P0002;调用2号子程序,完成槽Ⅲ加工
N110G90G00X20.0;快速移动到A4点上方2mm处
N120M98P0002;调用2号子程序,完成槽Ⅳ加工
N130G90G00X0Y0;回到工件原点
N140Z10.0;
N150M05;主轴停
N160M30;程序结束
O0002;子程序名
N10G91G01Z-4.0F100;刀具Z向工进4mm(切深2mm)
N20X50.0;A→B
N30Y30.0;B→C
N40X-50.0;C→D
N50Y-30.0;D→A
N60G00Z4.0;Z向快退4mm
N70M99;子程序结束,返回主程序
4.子程序使用中的注意事项
(1)在编制子程序时,在子程序的开头O的后面编制子程序号,子程序的结尾一定要有返回主程序的辅助指令M99。
(2)在子程序的最后一个单段用P指定序号(图5-7),子程序不回到主程序中呼叫子程序的下一个单段,而是回到P指定的序号。
返回到指定单段的处理时间通常比回到主程序的时间长。
图5-7子程序返回到指定的单段
5.4任务决策和实施
(1)工艺分析
本工序加工内容为型腔底面和内壁。
型腔的4个角都为圆角,圆角的半径限定刀具的半径选择,圆角的半径大于或等于精加工刀具的半径。
图中圆角半径为R10mm,粗加工刀具选用φ20的键槽铣刀,精加工选用φ16的立铣刀。
粗加工为Z字形走刀,从槽的左下角下刀,沿X方向切削。
设置精加工余量S=0.2mm,半精加工余量C=0.4mm,根据前面公式确定粗加工刀间距个数N=8(来回走刀9次),刀间距为16.1mm。
半精加工从粗加工的最后刀具位置开始,沿轮廓逆时针加工矩形槽侧壁。
精加工采用圆弧切入,逆时针加工(顺铣)。
由于槽比较深,粗、精加工采用分层铣削,每次铣削深度为10mm。
精加工一次直接铣削到深度。
(2)刀具与工艺参数
见表5-1、表5-2。
表5-1数控加工刀具卡
单位
数控加工刀具卡片
产品名称
零件图号
零件名称
程序编号
序号
刀具号
刀具名称
刀具
补偿值
刀补号
直径
长度
半径
长度
半径
长度
1
T01
键槽铣刀
φ20mm
2
T02
立铣刀
φ16mm
8
D02
表5-2数控加工工序卡
单位
数控加工工序卡片
产品名称
零件名称
材料
零件图号
工序号
程序编号
夹具名称
夹具编号
设备名称
编制
审核
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速
/(r/min)
进给速度
/(mm/min)
背吃刀量
/mm
1
粗加工和半精加工形腔内壁,精加工形腔底面
T01
φ20mm键槽刀
400
200
2
精加工形腔内壁
T02
φ16mm立铣刀
600
120
(3)装夹方案
本工序采用平口钳装夹,由于加工内腔,所以不存在刀具干涉问题,只要保证对刀面高于钳口即可。
(4)程序编制
在零件中心建立工件坐标系,Z轴原点设在零件上表面上。
粗加工程序(φ20mm键槽刀):
O0010;主程序名
N10G17G21G40G54G80G90G94;程序初始化
N20G00Z80.0;刀具定位到安全平面
N30M03S400;启动主轴
N40X-64.4Y-64.4;移动到下刀点
N50Z5.0;
N60G01Z-10.0F50;下刀至-10mm
N70M98P0011;调用子程序
N80G90X-64.4Y-64.4;移动到下刀点
N90Z-20F50;下刀至-20mm
N100M98P0011;调用子程序
N110G90G00Z200.0;
N120X200.0Y200.0;
N130M05;主轴停止
N140M30;程序结束
分层铣削子程序:
O0011;子程序名
N10G91;增量坐标
N20G01X128.8F200;第1次切削
N30Y16.1;间距1
N40X-128.8;第2次切削
N50Y16.1;间距2
N60X128.8;第3次切削
N70Y16.1;间距3
N80X-128.8;第4次切削
N90Y16.1;间距4
N100X128.8;第5次切削
N110Y16.1;间距5
N120X-128.8;第6次切削
N130Y16.1;间距6
N140X128.8;第7次切削
N150Y16.1;间距7
N160X-128.8;第8次切削
N170Y16.1;间距8
N160X128.8;第9次切削
N170X0.4;半精加工起点X坐标
N180Y0.4;半精加工起点Y坐标
N190X-129.6;-X方向运动
N200Y-129.6;-Y方向运动
N210X129.6;+X方向运动
N220Y129.6;+Y方向运动
N230M99;子程序结束
精加工程序(φ16mm立铣刀):
O0020;程序名
N10G17G21G40G54G80G90G94;程序初始化
N20G00Z80.0;刀具定位到安全平面
N30M03S600;启动主轴
N40X0Y-59.0;移动到下刀点
N50Z5.0;
N60G01Z-20.0F80;下刀至-20mm
N70G41X-16D02F120;建立刀补
N80G03X0Y-75.0R16.0;切向切入
N90G01X65.0;开始精加工
N100G03X75.0Y-65R10.0;
N110G01Y65.0;
N120G03X65.0Y75.0R10.0;
N130G01X-65.0;
N140G03X-75.0Y65.0R10.0;
N150G01Y-65.0;
N160G03X-65.0Y-75.0R10.0;
N170G01X0;
N180G03X16.0Y-59.0R16.0;切向切入出
N190G01G40X0;取消刀补
N200G00Z200.0;
N210X200.0Y200.0;
N220M05;主轴停止
N230M30;程序结束
5.5巩固练习
利用数控加工仿真软件,完成如图5-8所示零件上深槽加工,要求分粗、精加工,并实现分层加工。
图5-8槽加工练习
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- 课题 铣削 加工