数控铣床知识--轮廓加工

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,项目三 轮廓加工,项目三 轮廓加工,典型平面,二维轮廓零件,a),齿轮,b),链轮,c),凸轮,d),离合器,e),花键轴,2,典型平面,3,学习目标,掌握数控铣床,/,加工中心铣削轮廓的工艺设计,掌握数控铣床,/,加工中心铣削外轮廓的方法,掌握数控铣床,/,加工中心铣削内轮廓的方法,掌握数控铣床,/,加工中心铣削复杂轮廓的方法,掌握数控铣床,/,加工中心铣削轮廓的编程方法,4,任务实施,知识准备,技能目标,任务描述,5,拓展训练,任务一 外轮廓加工,任务一,【,任务描述,】,6,图示零件，轮廓较为复杂，如果直接计算刀具刀位点的轨迹进行编程，则计算复杂，容易出错，编程效率低，而采用刀具半径补偿方式进行编程，则较为简便。零件毛坯为,80mm80mm20mm,的,45,钢，四周与上下表面已经加工好了，只进行外轮廓加工。,掌握外轮廓铣削的编程方法,能熟练运用刀具半径补偿进行编程,了解数控铣削加工阶段的划分方法,掌握刀具半径补偿的基本概念,7,任务一,【,技能目标,】,一,数控铣削加工工序的划分,二,铣削内外轮廓的进给路线,三,数控加工工艺文件,四,手工编程中基点的计算,五,指令介绍,六,刀具半径补偿,七,循环,8,任,务一,【,知识准备,】,9,一、,数控铣削加工工序的划分,1.,加工阶段,(1),粗加工阶段,(2),半精加工阶段,(3),精加工阶段,(4),光整加工阶段,2.,数控铣削加工工序的划分原则,(1),按所用刀具划分,(2),按安装次数划分,(3),按粗、精加工划分,(4),按加工部位划分,任务一,【,知识准备,】,10,平口钳,3.,工步的划分,4.,数控铣削加工顺序的安排,(1),基面先行原则,(2),先粗后精原则,(3),先主后次原则,(4),先面后孔原则,5.,数控加工工序与普通工序的衔接,任务一,【,知识准备,】,11,二、铣削内外轮廓的进给路线,三、数控加工工艺文件,1.,数控加工编程任务书,2.,工序卡,3.,工件安装和零点设定卡,4.,数控加工进给路线图,5.,数控加工程序单,任务一,【,知识准备,】,12,四、手工编程中基点的计算,任务一,【,知识准备,】,13,五、指令介绍,1.,圆弧插补,(1),圆弧程序的一般书写格式,(2),通过中间点进行圆弧插补,(3),切线和过渡圆弧,2.,圆弧进给率修正,任务一,【,知识准备,】,14,六、刀具半径补偿,1.,刀位点,2.,刀具补偿功能的概念,(1),刀具半径补偿定义,(2),刀具半径补偿指令,(3),刀具半径补偿过程,(4),刀具半径补偿注意事项,任务一,【,知识准备,】,15,3.,刀具补偿,D,(1),编程举例,(2),补偿存储器的,(3),刀具半径补偿中的几个特殊情况,4.,拐角特性,5.,刀具半径补偿编程示例,任务一,【,知识准备,】,16,七、循环,1.,轮廓铣削,CYCLE72,(1),功能,1),循环运行可选择使用或不使用刀具半径补偿。,2),轮廓可以封闭也可以不封闭,.,3),轮廓的定义方向必须是它的加工方向,4),循环可选择粗加工或精加工,(2),刀具动作顺序,1),粗加工时循环形成以下动作顺序,2),精加工时循环形成以下动作顺序,(3),参数说明,1)KNAME(,名称,),2)LP1,、,LP2(,长度、半径,),3)AS1,、,AS2(,接近方向,/,路径，,.,返回方向,/,返回路径,),4)FF3(,返回进给倍率,),任务一,【,知识准备,】,17,任务一,【,知识准备,】,18,2.,矩形外轮廓,(,凸台,),铣削,任务一,【,知识准备,】,19,3.,圆形凸台铣削,任务一,【,知识准备,】,任务一,【,任务实施,】,20,加工准备,工件检验,检测评分,任务反馈,21,加工准备,1.,材料准备,2.,设备准备,3.,量具与刀具,4.,识读零件图,5.,工艺分析,6.,程序编制,任务一,【,任务实施,】,22,工件检验,1.,长度尺寸测量,2.,圆弧的测量,3.,表面粗糙度的测量,检测评分,任务反馈,造成尺寸精度降低的常见原因,任务一,【,任务实施,】,23,1.,试简要叙述刀具半径补偿的过程。,2.,采用刀具半径补偿编程时，应注意哪些问题？,3.,试采用刀具半径补偿指令编写,任务一,【,拓展训练,】,任务实施,知识准备,技能目标,任务描述,24,拓展训练,任务二 内轮廓铣削,任务二,【,任务描述,】,图示零件，为封闭内轮廓。因此，如何进行刀具的,Z,向进给是加工本工件的关键。另外，对于侧面轮廓，需将工件竖起来重新装夹校正后再进行加工。该零件的毛坯为,100mm100mm20mm,的,45,钢。,任务二,【,技能目标,】,26,掌握内轮廓铣削的加工工艺的设计方法,掌握内轮廓铣削的编程方法,掌握内轮廓铣削时刀具的进刀方式,一,内轮廓的加工工艺,二,螺旋类加工,三,子程序,27,任,务二,【,知识准备,】,28,一、内轮廓的加工工艺,1.,加工内轮廓时的,Z,向进刀方式,(1),垂直切深进刀,(2),在工艺孔中进刀,(3),三轴联动斜线进刀,(4),三轴联动螺旋线进刀,任务二,【,知识准备,】,29,2.,平面切削,任务二,【,知识准备,】,30,二、螺旋类加工,任务二,【,知识准备,】,31,任务二,【,知识准备,】,图示螺旋槽由两个螺旋面组成，前半圆,AmB,为左旋螺旋面，后半圆,AnB,右旋螺旋面。螺旋槽最深处为,A,点，最浅处为,B,点。要求用,8mm,的立铣刀进行加工该螺旋槽，编制数控加工程序。刀具半径补偿号为,D01,，长度补偿号为,D01,。,加工准备,能熟练运用刀具半径补偿进行编程,了解数控铣削加工阶段的划分方法,编写加工程序,32,任务二,【,任务实施,】,33,加工准备,1.,选择数控机床,本任务选用的机床为,TK7650,型,SIEMENS802D,系统数控铣床。,2.,选择刀具及切削用量,加工本任务工件时，选择如图,3.58,所示键槽铣刀,(,Z,向垂直进刀,),或立铣刀,(,Z,向螺旋线进刀,),进行加工，根据内轮廓的形状，选择刀具直径为,16mm,。,切削用量推荐值如下：主轴转速,n,=500,700 r/min,；,XY,平面内进给速度取,f,=10,0,200,mm/min,，,Z,向进给速度取,f,=5,0,100,mm/min,；背吃刀量的取值等于型腔高度，取,a,p,=8 mm,。,任务二,【,任务实施,】,34,任务二,【,任务实施,】,编写加工程序,1.设计加工路线,2.分析基点坐标,3.编制加工程序,35,任务二,【,任务实施,】,任务反馈轮廓加工精度及误差分析,轮廓铣削精度主要包括尺寸精度、形状和位置精度及表面粗糙度。数控铣削加工过程中产生精度降低的原因是多方面的，在实际加工过程中，造成形状和位置精度降低的常见原因见表,3.20,，造成表面粗糙度降低的常见原因见表,3.21,。,表,3.20,数控铣形位精度误差降低原因分析,影响因素,序号,产 生 原 因,装夹与校正,1,工件装夹不牢固，加工过程中产生松动与振动,2,夹紧力过大，产生弹性变形，切削完成后变形恢复,3,工件校正不正确，造成加工面与基准面不平行或不垂直,刀具,4,刀具刚度差，刀具加工过程中产生振动,5,对刀不正确，产生位置精度误差,加工,6,背吃刀量过大，导致刀具发生弹性变形，加工面呈锥形,9,切削用量选择不当，导致切削力过大，而产生工件变形,工艺系统,10,夹具装夹找正不正确,(,如本任务中钳口找正不正确,),11,机床几何误差,12,工件定位不正确或夹具与定位元件制造误差,36,任务二,【,任务实施,】,表,3.21,表面粗糙度影响因素分析,影响因素,序号,产 生 原 因,装夹与校正,1,工件装夹不牢固，加工过程中产生振动,刀具,3,刀具磨损后没有及时修磨,4,刀具刚度差，刀具加工过程中产生振动,5,主偏角、副偏角及刀尖圆弧半径选择不当,加工,6,进给量选择过大，,残留面积高度增高,7,切削速度选择不合理，产生积屑瘤,8,背吃刀量,(,精加工余量,),选择过大或过小,9,Z,向分层切深后没有进行精加工，留有接刀痕迹,切削液选择不当或使用不当,加工过程中刀具停顿,加工工艺,10,工件材料热处理不当或热处理工艺按排不合理,11,采用不适当的进给路线，精加工应采用逆铣,37,任务二,【,拓展训练,】,1.,采用立铣刀加工内轮廓时，如何进行,Z,向进刀？,2.,加工如图,3.60,所示工件，毛坯尺寸为,90mm80 mm15mm,，试编写该零件的数控铣床加工程序,任务实施,知识准备,技能目标,任务描述,38,拓展训练,任务三 复合轮廓的加工,任务三,【,任务描述,】,图示的轮廓零件上具有许多形状相同或相似的部分，并且具有一定的角度关系。对于这样的零件可以采用前面介绍的方法加工，但相对来说比较繁琐。应用坐标变换的方法编程则较为简单,。,40,掌握可转位刀片的表示与夹紧方法,掌握可转位刀片的刀尖圆弧半径与表面粗糙度的关系,掌握可转位刀片的选用方法,掌握坐标变换指令的应用方法,掌握子程序的应用方法,任务三,【,技能目标,】,一,机夹可转位刀片及代码,二,极坐标与柱面坐标,三,坐标变换,41,任,务三,【,知识准备,】,42,一、机夹可转位刀片及代码,1.,可转位刀片的表示方法,任务三,【,知识准备,】,可转位刀片十个号位表示的内容,位号,表示内容,代表符号,备注,1,刀片形状,一个英文字母,具体含义请查,数控加工技师手册,2,刀片主切削刃法向后角,一个英文字母,3,刀片尺寸精度,一个英文字母,4,刀片固定方式及有无断断屑槽形,一个英文字母,5,刀片主切削刃长度,二位数,6,刀片厚度，主切削刃到刀片定位底面的距离,二位数,7,刀尖圆角半径或刀尖转角形状,二位数或一个英文字母,8,切削刃形状,一个英文字母,9,刀片切削方向,一个英文字母,10,刀片断屑槽形式及槽宽,一个英文字母及一个阿拉伯数字,43,任务三,【,知识准备,】,2.,机夹可转位刀片的夹紧方式,(1),刀片的定位,(2),刀片的夹紧,44,任务三,【,知识准备,】,3.,可转位刀片的选择,45,任务三,【,知识准备,】,二、极坐标与柱面坐标,1.,极坐标,2.,柱面坐标,3.,极坐标中的刀具移动方式,4.,极坐标的应用,46,任务三,【,知识准备,】,三、坐标变换,1.,零点偏置指令,G53,、,G54,G59,、,G500,、,G513,2.,可编程的零点偏置,TRANS,、,ATRANS,3.,比例缩放（,SCALE ,ASCALE,）,4.,可编程镜像,(MIRROR,，,AMIRROR),5.,坐标系旋转 （,ROT,，,AROT,）,47,任务三,【,知识准备,】,例加工图,3.84,所示五边形，分别位于平面和斜面的正中心，试用坐标平移指令及空间坐标系旋转指令编写该轮廓的数控铣削加工程序（五边形轨迹的加工程序编写在子程序,L20,中）。,加工准备,工件检验,48,任务三,【,任务实施,】,49,任务三,【,任务实施,】,加工准备,1.,选择数控机床,本任务选用的机床为,TK7650,型,SIEMENS802D,系统数控铣床。,2.,识读零件图,2.,工艺分析,3.,程序编制,本试题是山东省与河南省技能鉴定试题，分析图样可以得出要保证的加工尺寸有轮廓,365.282+0.04 0mm,、,365.282+0.282 0mm,、,218+0.03 0mm,和高度尺寸,27mm,这些尺寸在加工时可直接测量保证；,R,13mm,、,R,15mm,尺寸在输入时要保证正确；,15+0.02 0mm,需要正确的测量毛坯的厚度尺寸，换算出易于测量的槽深度尺寸。 未注圆角,R,5mm,由刀具直接保证。,图中基点坐标,1,用三角函数公式计算获得，如下：,Y,69.282/2,34.641,X,34.641TAN(30)20,50,任务三,【,任务实施,】,工件检验,1.,长度尺寸测量,2.,圆弧的测量,3.,垂直度的检验方法。,4.,表面粗糙度的测量,51,任务三,【,任务实施,】,52,任务三,【,拓展训练,】,1.,怎样表示可转位刀片？,2.,各转位刀片有哪几种紧固方式？,3.,怎样选择可转位刀片？,4.,坐标变换编程有什么用处？,5.,编写图示零件的加工程序，并加工出来,任务二,【,项目小结,】,53,项目小结,本项目主要介绍了外轮廓、内轮廓、复合轮廓的铣削；圆弧插补、坐标变换指令、螺旋线插补指令、刀具半径补偿、子程序、循环等内容。通过本项目的学习要求学生能正确选用可转位刀片，能正确装夹可转位刀片；能编写铣削外轮廓与内轮廓的程序、能应用坐标变换与子程序编写复合轮廓的加工程序、能应用循环编写外轮廓加工程序，并能在数控铣床或加工中心上加工出来，能找出加工中出现误差的原因，并能进行修正。,感谢您的关注！,再见！,项目二 平面加工,演讲完毕，谢谢观看！,内容总结,项目三 轮廓加工。5.数控加工工序与普通工序的衔接。2)轮廓可以封闭也可以不封闭.。1)KNAME(名称)。3)AS1、AS2(接近方向/路径，.返回方向/返回路径)。4)FF3(返回进给倍率)。任务反馈造成尺寸精度降低的常见原因。任务二 【任务描述】。因此，如何进行刀具的Z向进给是加工本工件的关键。螺旋槽最深处为A点，最浅处为B点。要求用8mm的立铣刀进行加工该螺旋槽，编制数控加工程序。刀具半径补偿号为D01，长度补偿号为D01。XY平面内进给速度取f=100200 mm/min，Z向进给速度取f=50100 mm/min。任务反馈轮廓加工精度及误差分析。轮廓铣削精度主要包括尺寸精度、形状和位置精度及表面粗糙度。工件校正不正确，造成加工面与基准面不平行或不垂直。刀具刚度差，刀具加工过程中产生振动。夹具装夹找正不正确(如本任务中钳口找正不正确)。工件定位不正确或夹具与定位元件制造误差。刀片断屑槽形式及槽宽,