《铭牌外形的加工》PPT课件.ppt

第3章 铭牌外形的加工,铭牌外形的零件图,本章主要介绍,2D外型模型,平面铣削,2D外形铣削 粗加工、精加工,后处理 （NC程序）,加工 程序单,操作机床 加工,检验 与分析,教学目的,通过对铭牌进行数控编程与操作机床加工出产品的学习与训练，掌握典型零件CAM过程，掌握二维刀具路径平面铣削与外形铣削的有关参数的设置。,重点与难点,重点： 平面铣削对话框与外形铣穴对话框中参数的设定。 难点： 加工工艺的制定与操作数控机床加工。,二维线框架模型,二维线框架模型,3.2 加工工艺分析,.毛坯尺寸 .装夹方法 1004013mm的铝板材 虎钳装夹,3.机床,采用DM4800加工中心 加工，机床的最高转速为 8000转/分 4刀具 直径为16MM的高速钢 平端铣刀（简称”平刀”）,加工工艺流程图,底座外形 粗加工,顶面外形 粗加工,顶平面铣削加工,底座外形 精加工,顶面外形 精加工,反向装夹，将原装 夹位铣平,3.3 铭牌外形的加工刀具路径,3.3.1、平面的铣削加工 顶平面为毛坯面，需要将顶平面全部铣平，采用面铣削的方法。 1面铣参数对话框 单击 刀具路径 面铣 串连 命令 单击选中底座外形某一条线为串连的边界 单击主菜单中的 执行 命令,面铣参数对话框,2 选择加工刀具参数., 进给率 1200 mm/min Z轴进给率 800 mm/min 提刀速率 2000 mm/min 主轴转速 1500 r/min 冷却液 喷油 注意： 进给率的选择是一个较复杂的问题，与手工编程有一些不同，计算机辅助编程一般采用小的吃刀量，快的进给率，即所谓的“小量快走”的方法。对于不同的机床、材料、刀具以及加工的方法与要求，进给率的选择也不同。,3.“面铣加工参数”对话框, 参考高度 50 mm 绝对坐标 进给下刀位置 10 mm 增量坐标 工件表面 1 mm 绝对坐标 深度 0 mm 绝对坐标 Z方向预留量 0.1 mm,4刀具路径模拟, 单击 主菜单 刀具路径 操作管理 命令，弹出如图所示对话框。 单击 刀具路径模拟 自动执行 命令,5. 实体切削验证, 单击操作管理员对话框中的 实体切削验证 选项，出现如图所示界面。 单击参数设定按钮“ ”，出现如图所示对话框。 单击持续执行按钮 “ ”，出现模拟实体加工过程的画面。 注意： 设毛坯顶面最高位置高度为: 1.0mm，,3.3.2 底座外形粗加工,底座外形粗加工，采用刀具沿着铭牌的最外边界线用刀具的侧刃铣削的方法进行加工，该方法叫外形铣削（2D）加工。 1. 外形铣削对话框 单击 主菜单 刀具路径 外形铣削 串连 命令 选取底座外形线框为加工范围。 单击 执行 命令,2. 选择刀具参数,仍用直径为16mm的平刀。刀具的参数同平面铣削加工刀具的参数，,3. 选择2D外形铣削参数, 参考高度 50 。 进给下刀位 2 。 要加工的表面 0.1 。 深度 -7.2。 补正形式：电脑 。 补正方向：左补正 。 注意： 串连方向选择顺时针，刀具半径补正方向选择左补正，刚好构成顺铣。采用顺铣加工时，加工平稳，表面质量好。 XY方向预留量 0.1 。 Z方向预留量 0。 单击选中 Z轴分次层铣 项，在Z方向分层多次加工工件。 单击选中 进/退刀向量 项，设定刀具从毛坯外边进刀的路径与退出毛坯的路径。,4. Z轴分层铣削参数, 最大粗切深度 1.0 mm,5. 进/退刀向量设定,进刀向量的引线长改为 0 ，圆弧半径为 16mm,注意： 平刀的底部中心没有刀刃，若直接从顶面向毛坯垂直下刀时，底部中心没有切削毛坯，毛坯会顶住刀具，故一般采用从毛坯外面进刀、退刀，这样可以避免产生冲击而造成刀具的损坏，同时保护加工面，不会留下下刀刀痕。,产生刀具路径,单击 确定 按钮，产生了加工刀具路径，,模拟刀具路径,实体切削验证,3.3.3 顶面外形粗加工,顶面外形粗加工，同样可采用外形铣削（2D）的方法， 选择刀具参数同底座外形粗加工， 外形铣削参数改动参数如下： 深度： -2 mm 绝对坐标。 XY方向预留量 ： 0.2 mm。 Z方向预留量 ：0.1 mm。,模拟刀具路径,切削验证,3.3.4 底座外形精加工,精加工可用粗加工的刀路，稍作改动，重新进行计算，生成新的精加工刀路。另取用新的直径为16mm的平刀，为获得较理想的表面粗糙度，应采用小的进给率。刀具下到Z为-7.2mm处，绕底座外形外侧顺铣一次到位 1 .选择刀具参数 进给率400 ，进给 率比粗加工的进给率小，获 得的加工表面粗糙度值小， 表面较光滑。 下刀速率 300 。 提刀速率2000 。 主轴转速1500 ， 主轴转速比粗加工的转速 高，获得的加工表面粗糙 度小，表面较光滑。 冷却液 喷油,1. 选择2D外形铣削参数, 补正方向：左补正 。保证了精加工为顺铣。 XY方向预留量 0。 不单击选中 平面多次铣削 项，XY平面方向不多次铣削。 不单击选中 Z轴分层铣深 项，Z轴方向不分层铣深。,2.模拟刀具路径 实体切削验证,模拟刀具路径,实体切削验证,3.3.5 顶面外形精加工,1.选择顶面外形为加工串联,用直径为16mm的精加工平刀，刀具参数同底座外形精加工。 外形铣削参数： 深度 2 ， 绝对坐标。 补正位置控制器：左补正 。 XY方向预留量 0 。 Z 方向预留量 0 。 单击选中 平面多次铣削 项。 单击选中 进/退刀向量 项。,设定XY平面多次铣削参数, 粗铣次数： 0，不粗铣。 精铣次数： 2。 精铣间距： 0.1 mm 精铣次数与间距的设定，是 根据XY方向精加 工的余量 为0. 2mm来计算的。 选择选中 最后深度。 单击选中 不提刀。,2.模拟刀具路径 实体切削验证,模拟刀具路径,单击“操作管理员”对话框中的 全选 刀具路径模拟 选项，单击 自动执行 命令,可模拟全部刀具路径,3.5 后处理,为了让初学者了解每一步的效果，每一个刀具路径，都可以产生一个NC程序。现有五个刀具路径， 可处理成五个NC程序 单击 执行后处理 选项，,产生NC加工程序,3.6 程序单,表3-1铭牌数控加工程序单,3.7 CNC加工,3.7.1 毛坯的准备 3.7.2 刀具的准备 选择两把 16mm高速钢平刀，一把用来粗加工，一把用来精加工。将刀具装在BT40的夹头上，装刀长度为20mm。 3.7.3 操作 CNC机床，加工铭牌外形 1. 开机 发那科（FANUC）系统面板如图所示。接通电源，打开加工中心机床后面的总开关，按下机床电源开关（Power On），该键灯亮；松开红色急停开关（EmergencyStop）；打开输送数据的计算机。启动空压机，检查润滑油泵、油路等是否正常工作。,发那科系统面板,操作 CNC机床,2 . 归零 转动模式选择（MODE）旋钮，选择归零模式ZRN。转动坐标轴选择（Axis）旋钮，选择Z轴先归零，按下运行键（Cycle start），Z轴归零，同样方法将Y轴、X轴归零。三轴归零后，X、Y、Z三轴机械坐标显示为零。 3. 储存NC 程序 将程序单中所列的NC 程序储存到机床输数用计算机要求的目录下，如“MCED”，打开机床用的专用输数程序，会出现输数对话框。 4. 装夹好刀具及工件 装刀操作过程： 转动模式（MODE）选择旋钮，选择手动模式（HANDLE），右手按住装在主轴护板上的松刀（装刀）键（PRESS UNCLAMP），左手扶住刀柄，对准刀柄槽，再松右手后装好刀具。 装夹坯料： 各轴归零后，在操作面板中选择手动模式（HANDLE），操作手动轮，移动工作台到适当位置，将工作台清理干净，然后用虎钳夹紧坯料。,5. 分中对零,转动模式(MODE)选择旋钮，选择面板输入模式（MDI），按程序键（PRGRA）。在操作面板中输入“S600；M03；”，按启动键（OUTPUT START），启动主轴。 选择手动模式（HANDLE），操作手动轮，在坯料的左边，降下主轴，向左移动工作台，刀具刚好碰到坯料后，升高主轴，移动光标到相对坐标中X轴相应的数值，按取消键（CAN），X轴相对坐标清零。 然后在坯料的右边进行对刀，刀具刚好碰到坯料后，抬高主轴，将此时的X轴坐标值除以2得到一个新值，并操作手动轮，将X轴移到该数值，再按取消键（CAN），X轴相对坐标清零。这样完成了坯料X轴方向分中，找到了X轴方向的零点。 Y轴对零方法与上述相同。 Z轴对零：将刀具向下移动，碰到坯料顶面最低点时，停止移动主轴(也可以通过在坯料的顶面走“十”字的办法找到最低点)，将光标移到Z轴坐标位置，按取消键（CAN），Z轴坐标清零。 此时相对坐标中X、Y、Z三轴的相对坐标值显示皆为0。表示刀尖位置处于零点位置。,6 设定G54工作坐标值,按显示屏幕下的（总合）坐标软体键，显示3个坐标系，记录此时的机械坐标（Machine Postion）X、Y、Z的坐标值。 按坐标设置菜单键（MENU OFSET），显示工作坐标系设定画面，按光标（CURSOR）键“”，将光标移动到G54工作坐标中，将相应的已记录的机械坐标（Machine Postion）系中 X、Y、Z的坐标值，输入到G54工作坐标中。这样就设定好G54工作坐标。 按坐标显示键（POS），显示机械坐标，逐一检查坐标输入是否正确。提高主轴，并按主轴停止键(Spindle Stop)，主轴停止旋转，完成设定G54工作坐标值的操作。 为了保证顶平面加工后有0.1mm的加工余量，将已设定的G54坐标中的Z轴坐标再下降0.1mm，也可直接将G54坐标中的Z轴坐标值减0.1mm，得到新的G54坐标。,粗加工,7 准备输数 转动模式(MODE)选择旋钮，选择数据传输模式为DNC，将快速移动（Rapid Override）键调到25，进给率（Feed Override）键调到为零，关好机床门。 8 输数 在输数计算机的输数对话框中选择“SEND”选项，输入要运行的NC程序名称：MP1.NC，回车确认，可以开始加工。 9 粗加工 按程序开始（Cycle start）按钮, 启动循环开始程序，用手握住程序进给档（Feed Override）旋钮，并慢慢调动该钮，这时机床开始自动运行，注意观察其运行是否正常，特别注意下刀位置，如发现问题，立即按进给停止（Feed Hold）键。如运行正常，可逐渐调高程序进给速度，调至100%，快速移动进给率(Rapid Override)可调到50%，这样机床自动执行第一个程序。 加工走完第一个程序后，机床报警。按（Reset）键取消报警。观察检验加工的结果是否有问题。输入第二个程序（MP2）、第三个程序（MP3），程序的输入方法重复步骤7、8、9。完成了铭牌的粗加工。,10测量刀长补正值Z0,精加工顶面外形、底座外形时，采用手工换刀方式，另换一把16mm的精加工用平刀。第二把平刀的长度与第一把平刀的装刀长度不一样，也就是Z轴的零点变化了，需要重新对零，但有时零点被加工掉，无法直接找回零点，或不容许破坏已加工好的表面。这时候可采用间接找零的方法，即采用刀长补正的方法。 第一把刀粗加工完后，停转主轴，按“Spindle Stop”键。 调整对刀器表盘，指针指向零点，并把对刀器放在机床工作台平整台面上。 在手动模式（HANDLE）下，利用手摇移动工作台至适合位置，向下移动主轴，用刀的底端压对刀器的顶部，表盘指针转动，指针指向零，记录此时Z轴相对坐标对应的数值Z0，即对刀器顶面与工件的工作坐标零点的距离，作为其余刀具的零点补正值，如图所示。 确抬高主轴， 取下第一把刀。,11. 第二把16mm平刀的对零方法,第二把 16mm平刀的对零方法如下所述。 装上第二把刀 16mm精加工平刀。 在手动模式（HANDLE）下，向下移动主轴，用刀的底端压对刀器的顶部，表盘指针转动，指针指向零。 按清零（CAN）键，将Z轴相对坐标清零。此时清零的目的是便于记数。 抬高主轴，移走对刀器。 将主轴Z坐标移到 -Z0 位置，铵清零（CAN）键，将Z轴相对坐标清零。此时第二把刀的底端位于工件的Z轴零点位置。 再将此时的Z轴的机械坐标，输入到Z轴的G54工作坐标中，这样，就设定好第二把刀的零点。,12. 精加工,重复步骤7、8、9，输入第四个程序（MP4）、第五个程序（MP5），完成铭牌的精加工。 13加工结束 待工件加工好后，注意检查工件尺寸是否符合图纸要求。做好清洁保养工作，并按照开机的反顺序关闭加工中心。,3.8 检验与分析,检查与分析的具体内容如下： 顶平面加工完后，可用肉眼观察顶平面是否全部加工到位。否则需要降低零点的高度，重新加工。 底座外形粗加工完后，用游标卡尺检验铭牌的外形尺寸是否为96.2mm36.2mm，Z方向的尺寸是否为7.3mm。观察表面粗糙度情况。 顶面外形粗加工完后，用游标卡尺检验铭牌的内形尺寸是否为90.4mm30.4mm，Z方向的尺寸是否为2mm ，观察表面粗糙度情况。 底座外形精加工完后，用游标卡尺检验铭牌的外形尺寸是否为96mm36mm。检查表面粗糙度是否比粗加工时明显降低，是否符合要求。 顶面外形精加工完后，用游标卡尺检验铭牌的外形尺寸是否为90mm30mm。Z方向的尺寸是否为2.1mm，检查表面粗糙度是否比粗加工时明显降低，清角是否完全。 通过检验，分析加工工艺是否合理，对不合理的地方进行改进，重新编写NC程序。,2D外型模型,平面铣削,2D外形铣削 粗加工、精加工,后处理 （NC程序）,加工 程序单,操作机床 加工,检验 与分析,总结,练习3,1请给出面铣用16平刀加工铝材的粗加工刀具参数。 2说明面铣的三个深度参数（参考高度，进给下刀位置,工作表面）的意义。 3数控加工机床2D外形铣削一般采用顺铣还是逆铣？怎样保证顺铣？ 42D外形铣削为什么要设定进/退刀向量参数？ 5粗加工与精加工工艺参数有什么样不同？给出16平刀加工铝铭牌的外形精加工的刀具参数。 6叙述数控机床的对零操作,设定G54坐标的过程。 7. 请叙述手工换刀的刀具长度补正的方法。,