项目五.pptx22教学课件 数控铣床编程与操作项目教程 .pptx

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1、项目五.pptx22教学课件 数控铣床编程与操作项目教程 项目五槽类零件的数控铣削加工目 录contents任务一任务二矩形槽数控铣削精密铣削键槽任务三任务四任务五平 底 偏 心 圆 弧 槽 的 数 控 铣 削 加 工用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 柱面槽的加工任务一矩形槽数控铣削任 务 一 矩形槽数控铣削(1)掌握矩形槽类零件的加工工艺。(2)掌握矩形槽类零件的编程方法。实训领域目标任 务 一 矩形槽数控铣削 已知某内轮廓型腔的零件图如图5-1所示,要求对该型腔进行粗、精加工，零件材料为45号钢。任务描述任 务 一 矩形槽数控铣削预备知识 矩形槽与圆腔挖腔相似，但走刀路径可有

2、以下几种，如图5-2所示。图5-2(a)所示的走刀路线是从角边起刀，按Z字形排刀，称为行切法。这种走刀，编程简单，但行间在两端有残留。口图5-2(b)所示的走刀路线是从中心起刀或长边从(长一宽)/2处起刀.按逐圈扩大的路线走刀称为环切法。每圈需变换终点位置尺寸，编程复杂，但腔中无残留。图5-2(c)所示的走刀路线结合图5-2(a)和肉5-2(b两种的优点。先以Z字形排刀,然后沿腔周走一刀，切去残留。编程时刀具先快速定位在S点纵向快速定位在R点.然后切前进给至第县切深 按上述种走刀方式任选一种，切人一层后，刀具回到出 发点再纵向进刀切除第二层.直到腔底切完后.力具快速离开方腔。同样，有的系统已将

3、上述加工过程做成发指令。在编程时只需指令相应参量.即可将 方整挖出。FANLC系统有用户基指令功能川户可自行编制挖方腔玄指令。任 务 一 矩形槽数控铣削预备知识任 务 一 矩形槽数控铣削操作步骤 1.刀具选择方法 粗加工采用20 mm的立铣刀,精加工采用$10 mm的键槽铣刀。2.安全面高度选择 安全面高度为100 mm。3.编程原点选择 编程原点设在工件下表面中心线上,如图5-1所示。4.下刀/退刀方式选择 粗加工从中心工艺孔垂直下刀,向周边扩展,如图5-1中俯视图点画线所示。为此,要求在腔槽中心钻好大于p20 mm工艺孔。任 务 一 矩形槽数控铣削操作步骤 5.装夹工件方法 采用平口虎钳装

4、夹工件.其操作步骤如下:(1)把平口虎钳装夹在工作台上。将平口虎钳放在机床工作台上,找正平口虎钳的固定钳口.使固定钳口与工作台的一个导轨的进给方向平行,即以固定钳口为基准，校正虎钳在工作台上的位置.使平口虎钳在机床上定位。用T形螺钉把平口虎钳夹紧在工作台上。(2)工件在平口虎钳上的装夹。平口虎钳的固定钳口是夹具的定位表面。将工件装夹在钳口中央(不要放在钳口-侧，以防止夹持不稳),工件的侧面靠在固定钳口上,底面由平行垫铁支撑,工件不宜高出或伸出钳口过多.以防铣削时产生振动。(3)用平口虎钳夹紧工件后,为确保定位可靠,应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。夹紧操作中，首先应轻夹工件;然后以底面定位,

5、用橡胶锤轻敲工件顶面,以确保I件底面与平行垫铁贴合,同时用百分表测上表面找平工件;最后采用适当的夹紧力夹紧工件,不可过小，也不能过大。不允许任意加长虎钳手柄。任 务 一 矩形槽数控铣削操作步骤 6.走刀路线 粗加工深度方向采用层切法，分三层切削加工。每层中的加工采用环切法。侧面留0.5 mm的精加工余量.如图5-2主视图中十字线所示。精铣内腔时,采用铣刀1/4圆弧轨迹,沿加工表面切向进刀和退刀,避免在工件表面产生进、退刀痕迹,如图5-2中虚线所示。7.加工程序 图5-1所示零件的加工程序(不包括钻工艺孔)见表5-1。任 务 一 矩形槽数控铣削操作步骤任 务 一 矩形槽数控铣削操作步骤任 务 一

6、 矩形槽数控铣削操作步骤任 务 一 矩形槽数控铣削操作步骤 编写图5-3所示圆形腔零件的加工程序。任务二精密铣削键槽任 务 二 精密铣削键槽(1)掌握精密槽类零件的加工工艺。(2)掌握精密槽类零件的编程方法。实训领域目标任 务 二 精密铣削键槽 精密加工键槽,精密铣削键槽走刀路线如图5-4所示。任务描述任 务 二 精密铣削键槽预备知识 铣削平键槽，-般采用与键槽宽度尺寸相同的键槽铣刀;工件Z向采用层切法.逐渐切人工件;Z向层间采用啄钻下刀或坡走下刀,铣削出平键槽长度尺寸和深度尺寸。精密铣平键槽的方法如下;采用小于键宽尺寸的键槽铣刀.首先采用层切法啄钻或坡走铣粗铣键槽.然后沿槽轮廓精铣槽至槽宽尺

7、寸。本工件采用14 mm键槽铣刀坡走下刀,粗铣键槽,粗铣后槽宽为14 mm,留精铣余量为0.5mm,然后用该键槽铣刀沿槽周边走刀一周,铣除余量,加工键槽到设计尺寸。任 务 二 精密铣削键槽操作步骤 1.工件坐标系原点选择 以键槽中点为编程原点,如图5-4中的O点所示。2.工件装夹方法 把V形块放在工作台上,用百分表拉表找正,使V形口方向与机床X轴平行,将V形块夹紧在工作台上。工件采用V形块定位,并用螺母和压板将其夹紧在V形块上。3.刀具选择 采用p14 mm的键槽铣刀。刀具半径为右补偿方式,刀补号为D01。任 务 二 精密铣削键槽操作步骤 4.走刀路线 粗铣键槽下刀方式如下:刀具由工件上点(X

8、-22.5,Y0)处坡走下刀,其示意图如图5-5 所示。每次切削一-层，每次背吃刀量(Z轴方向层间距离)ap=2mm,走刀五次即完成加工。主轴转速S为1 000 r/min,进给速度F为50 mm/min。精銑走刀路銭如下:在XY面内插朴切削.采用半径朴儂功能,刀具執迹A-B-C-D-A。圏5-1所示曲銭廓的基点坐示如下:A(一22.57.5),B(22.5.7.5),C(22.5,一7.5),D(-22.5,-7.5)。任 务 二 精密铣削键槽操作步骤5.加工程序键槽加工程序见表5-2。任 务 二 精密铣削键槽操作步骤任 务 二 精密铣削键槽实训情境编写图5-6所示精密键槽零件的加工程序。任

9、务三平 底 偏 心 圆 弧 槽 的 数 控 铣 削 加 工任 务 三 平 底 偏 心 圆 弧 槽 的 数 控 铣 削 加 工(1)掌握偏心圆弧槽类零件的加工工艺。(2)掌握偏心圆弧槽类零件的编程方法。实训领域目标任 务 三 平 底 偏 心 圆 弧 槽 的 数 控 铣 削 加 工 圆弧槽形凸轮如图5-7所示,材料为45号钢，热处理为调质处理。数控铣削凸轮的圆弧槽预加工情况如下:坯料已经热处理,上下平面、外國精加工到规定尺寸,精加工后的尺寸为125 mmX20 mm。任务描述任 务 三 平 底 偏 心 圆 弧 槽 的 数 控 铣 削 加 工操作步骤 1.工件坐标系原点选择 本工序加工凸轮槽的设计基

10、准在工件中心.所以工件原点定在p125mm毛坯中心的上表面。2.工件装夹方法 采用T形螺钉、压板装夹工件.操作要领如下:(1)用平行垫铁支撑工件,用T形螺钉.压板把工件夹紧在工作台上。夹紧点应对准垫铁，以确保夹紧力作用在垫铁上,使夹紧可靠。夹紧操作中应首先轻夹工件,然后拉千分表找平工件上表面，橡胶锤轻敲工件顶面,调整工件,以确保工件上表面水平,最后采用适当的夹紧力夹紧工件。(2)工件外圆是其定位表面,把磁力百分表座吸附在主轴上,表触头打在工件上,找正工件编程原点,存储编程原点偏置量。任 务 三 平 底 偏 心 圆 弧 槽 的 数 控 铣 削 加 工操作步骤 3.刀具选择 粗铣采用p9mm的键槽

11、铣刀,刀具号为T01,刀补号为H01,键槽铣刀轴向端面有端面切削刃能沿Z向切入工件实体。精铣采用$10 mm的立铣刀,刀具号为T02,刀补号为H02,啄钻下刀,每次下刀2 mm。4.走刀路线 安全高度为50mm,慢速下刀高度为2mm。采用层切法加工,槽经六次切削至规定深度。层间距为2 mm,采用啄钻下刀。通过采用不同直径的刀具,取得不同的侧吃刀量。第一-次粗铣,在实体上用d9 mm键槽铣刀,Z轴起始位置Z=0.2 mm,所以六次执行子程序后,槽的铣削深度尺寸为11.8mm,这样,在深度方向(Z向)留下精铣余量为0.2mm,槽边留下0.5mm精铣余量。第二次精铣,用10mm立铣刀加工槽宽到设计尺

12、寸(10mmX12 mm)。Z轴起始位置Z=0,六次执行子程序后.槽的铣削深度尺寸为12 mm。任 务 三 平 底 偏 心 圆 弧 槽 的 数 控 铣 削 加 工操作步骤 5.加工程序 凸轮槽铣削加工程序见表5-3。任 务 三 平 底 偏 心 圆 弧 槽 的 数 控 铣 削 加 工操作步骤续表任 务 三 平 底 偏 心 圆 弧 槽 的 数 控 铣 削 加 工实训情境编写图5-8所示圆弧槽形凸轮的加工程序。任务四用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 (1)掌握球头铣刀加工圆弧槽类零件的加工工艺。(2)掌握球头铣刀加工圆弧槽类零

13、件的编程方法。实训领域目标任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 图5-9所示为曲面槽零件加工简图,其平面已加工完，在数控铣床上铣削凹形曲面槽,采用刀具直径为16mm的球头铣刀,试编制铣削程序。任务描述任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 预备知识 在使用球头铣刀时应注意切削厚度的选择,这将直接影响到被加工零件的质量和效率。1.刀具表面切削速度 使用球头铣刀时,球头刀顶点的表面切速(m/min)为零。随切深的变化，刀具有效切削直径也随之变化。计算刀具表面切速时必须使用刀具有效切削直径,而不是公称直径。例5-1 如图5-10所示，该球头铣刀的直径为g50

14、 mm,切深为3.2 mm,若要在50mm直径处得到152.4m/min的表面切速,刀具转速应为970r/min。但同样的转速,在切深3.2 mm处的有效直径为24.6 mm,计算后刀具表面切速为74.9 m/min。若要在有效直径24.6mm处得到152.4m/min的表面切速,刀具转速应为1973r/min。任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 预备知识 2.球头铣刀的切削厚度 球头铣刀的切削厚度由径向切削厚度决定,它与每齿进给量fz值相关。切深太小会加剧刀片摩擦,使刀片过早磨损.同时也会引起振动。球头铣刀在计算合理切削厚度及相应进给速度时要考虑径向切削厚度系数RCT

15、F,面铣刀的每齿进给量f:见表5-4。例5-2所需切 削厚度为0.12 mm,刀具直径为50 mm,由表5-5查得在切深值为3.175 mm对应的RCTF值为0.4,则因此,每齿进给量fz:值为0.3 mm。任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 预备知识任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 操作步骤 1.工件坐标系原点选择 从图样中得知加工表面的设计基准在工件中心,所以工件原点定在坯料上表面中心点，见图5-9中的O点。2.工件装夹方法 采用平口虎钳装夹工件。3.刀具选择方法 采用16 mm的球头铣刀,刀位点在刀端中心点,如图5-11所示。刀具长度补偿

16、号为H01。任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 操作步骤 4.走刀路线 刀具由工件毛坯外直线退刀和进刀。铣削曲面槽走刀路线如图5-12所示，在XZ面内插补切削,采用半径补偿功能,Z向分层切削,-层中的刀具轨迹为123-4562。采用层切法加工槽,槽的最深处距离上表面为25mm,按照槽最深处计算加工余量,每层余量为5 mm。利用刀具补偿功能,在加工中每循环-次子程序,用G10指令改变刀具长度补偿值,使刀具在原位置基础上增加5 mm长度,这样虽然程序没改变,却可以达到切深5mm,切除-层余量,循环五次即完成加工。主轴转速S为1 000 r/min,进给速度F为80 mm/m

17、in。可以完成分层多刀加工。经计算,图5-9所示凹形曲线轮廓的基点坐标如下:A(X-70,Z 0),B(X-6.25,Z-16.54),C(X26.25,Z-16.5),D(X70,Z0);圆心坐标如下:O(一45,0),02(45,0),O3(0,-39.69)。任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 操作步骤任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 操作步骤5.加工程序采用子程序编程的加工程序见表5-6。任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 操作步骤任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 操作步骤 6.操作提示

18、 该加工程序没采用刀具半径补偿功能,而以刀具的刀位点编程。程序中的子程序,是依据图5-9所示的槽的轮廓编制的,是槽的精加工轨迹。为能够采用这个程序完成粗加工,加工开始时把Z轴编程原点提高25mm,使编程轨迹偏离精加工表面25mm,然后分层逐层切人工件坯料,直至完成槽的精加工。程序利用刀具长度补偿功能,用G10指令改变刀具D01中存储的长度补偿值,由于采用了增量输人方式，每运行-次子程序,刀具沿其轴向在原来位置基础上增加长度5 mm,即切人工件坯料5 mm。循环切削五次,得以完成五层切削加工,达到槽深设计尺寸的要求。操作上首先以球头铣刀刀位点(见图5-11)对刀,完成G54编程原点偏移值的输入,

19、然后把G54原点偏置存储器中Z轴值增加25mm,即把Z轴编程原点提高25mm,最后运行程序,加工工件。任 务 四 用 球 头 铣 刀 切 削 加 工 圆 弧 槽 实训情境 编写图5-13所示弯管模的加工程序,平面已加工完,要求数控加R5 mm沟槽,工件材质为W18Cr4V任务五柱面槽的加工任 务 五 柱面槽的加工(1)了解汽车弹簧靠模的加工工艺。(2)了解汽车弹簧靠模的编程方法。实训领域目标任 务 五 柱面槽的加工 汽车弹簧靠模如图5-14所示，汽车弹簧靠模螺旋槽的设计参数表见表5-7。任务描述任 务 五 柱面槽的加工任务描述任 务 五 柱面槽的加工任务描述续表任 务 五 柱面槽的加工预备知识

20、 一般的槽类加工使用线框造型的方法,它能满足大部分挖槽加工的需要。根据零件的特点.挖槽零件模型通常可分为无岛屿零件和有岛屿零件两大类。无岛屿零件只需构造槽的外形轮廓即可。有岛屿零件通常也只需构造槽和岛屿的外形轮廓即可满足加工要求,但必须注意:当岛屿高度不同时,应合理设置构图深度。对于复杂的挖槽加工,其零件模型必须采用曲面造型或实体造型的方法.此时的零件模型精确地描述了零件的结构形状,可以满足任意挖槽加工的要求。下面以汽车弹簧靠模的加工为例来说明特型槽的加工方法。任 务 五 柱面槽的加工操作步骤 1.工艺分析 首先对该模型做简单分析,它是由-组螺旋形沟槽组成的。加工设备既能使用数控车床加工，也可

21、以用数控铣床或加工中心加工。汽车弹簧靠模采用四轴数控铣床加工,该靠模外形为圆柱形.所以靠模-端需要用夹具来固定.该夹具能进行360旋转,-般使用90圆盘装夹。靠模另一端打上顶孔,在加工时使用尾座,尾座类似于车床装夹零件。加工时加工零件跟随圆盘旋转,加工程序的编制采用手工编制的方法。因为该零件用带有圆盘四轴数控铣床来加工,在装夹找正时要注意使圆盘相对工件及尾座同心。为了方便,该靠模零件在四轴加工中心上完成加工,设计图5-15所示的夹具。对汽车弹簧靠模螺旋槽的加工主要使用两把刀具来完成:一-把为用于粗加工的常用球头铣刀刀具,另一把为用于精加工的特制成型刀具。根据弹簧靠模螺旋槽的形状设计成型刀具.铣

22、削槽所用成型刀具如图5-16所示。任 务 五 柱面槽的加工操作步骤任 务 五 柱面槽的加工操作步骤 采用样板检查槽的形状。根据汽车弹簧靠模设计参数表，制作沟槽形面检验样板,如图5-17所示。任 务 五 柱面槽的加工操作步骤2.靠模的数控加工程序汽车弹簧靠模加工清单如图5-18所示。汽车弹簧靠模刀具清单见表5-8。任 务 五 柱面槽的加工操作步骤汽车弹簧靠模的加工程序清单见表5-9。任 务 五 柱面槽的加工操作步骤续表任 务 五 柱面槽的加工操作步骤续表任 务 五 柱面槽的加工操作步骤任 务 五 柱面槽的加工操作步骤 3.工件加工 (1)刀具预调和参数设定。在准备刀具时,使用对刀仪在机外对刀具直

23、径、长度进行预调,或者在机床上使用专门的高度对刀块进行预调，并将刀具预调结果准确.详细地记录下来,待下步操作使用。(2)安装分配刀号。将刀具按照数控工艺安排的加工顺序安装到刀库中。通过加工中心机床的MDI方式将刀具的相关参数输入到CNC系统中，在CNC系统中进行注册。(3)工件装夹定位。普通机械加工后的工件状态如图5-19所示。按照图5-20所示装配图将工件和夹具装夹紧固,准备加工。将设备圆盘夹在数控铣床工作台上,方向为立装。将夹具与工件软夹紧在圆盘上,上尾座,定位工件,然后在数控铣床头上安装百分表,找正工件与圆盘的中心。旋转圆盘,压表工件，见表的压动刻度,顺时针走表时说明此点处高,应向相反方

24、向移动。逆时针走表与顺时针走表相反,调整方法相似,向相反方向移动。确定圆心后压紧工件,在工件A处找到零点,对数控铣床显示数据进行清零操作。任 务 五 柱面槽的加工操作步骤 (4)程序装人与试运行。使用专门的程序传输软件或者借助CAD/CAM软件本身的传输功能,通过操作面板,在编辑(EDITOR)模式下将程序输人到数控系统中。任 务 五 柱面槽的加工操作步骤 在对程序做格式、书写等简单校验后,还必须对程序进行试运行,目的是检查程序的正确性,防止出现过切。(5)程序规范固化。在对加工工件的所有程序进行试运行检查后,还对加工程序进行规范固化,提高后续工件的加工效率。(6)开始加工。待所有的准备工作完成后.就可以直接加工工件。加工完毕后,需要对工件进行测量检验。若工件没有达到图样要求的尺寸.在可修复的情况下再进行加工,直至符合图样的技术要求。任 务 五 柱面槽的加工操作步骤 4.检验 该工件精度要求不高.沟槽的形状和尺寸靠程序和成型刀具来保证,采用样板来检查。任 务 五 柱面槽的加工实训情境 编写图5-21所示柱面槽零件的加工程序。