数控铣床-U型件加工

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,*,项目二,U,型件加工,任务描述,技能目标,知识准备,任务实施,项目小结,任务描述,本任务主要是训练学生掌握数控铣削加工中平面加工以及外轮廓加工的基本方法。,1,、加工工件如图,5,3,所示。毛坯外形尺寸：,60mm60mm30mm,，材料：硬铝。,图,5,3,零件图,2,、,加工工件如图,6,5,所示。毛坯外形尺寸：,60mm60mm18mm,，材料：硬铝。,图,6,5 U,形凸台,任务描述,技能目标,熟悉数控铣床操作界面,了解数控铣床轮廓,加工编程的基本格式,熟练利用修改刀具半径,补偿值去除余量的方法,掌握外轮廓加工的加工,工艺粗、精加工的,走刀路线,掌握平面加工的加工工艺,粗、精加工平面,的走刀路线,3,1,5,4,2,技 能,目 标,知识准备,Step,1,铣削的方式,STEP,2,铣削指令,STEP,3,平面铣削方法,STEP,4,实体造型,知 识 准 备,知识准备,1,、周铣和端铣,用刀齿分布在圆周表面的铣刀来进行铣削的方式叫做周铣，如图,5-2(a),所示；,用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀来进行铣削的方式叫做端铣，如图,5,2(b),所示。,一、铣削的方式,铣削的方式可分为周铣和端铣，逆铣和顺铣。,图,5,2,周铣和端铣,(a),周铣,(b),端铣,与周铣相比，端铣铣平面时较为有利：,（,1,）端铣刀的副切削刃对已加工表面有修光作用，能使粗糙度降低。周铣的工件表面则有波纹状残留面积。,（,2,）同时参加切削的端铣刀齿数较多，切削力的变化程度较小，因此工作引起的振动较周铣为小。,（,3,）端铣刀的主切削刃刚接触工件时，切屑厚度不等于零，使刀刃不易磨损。,（,4,）端铣刀的刀杆伸出较短，刚性好，刀杆不易变形，可用较大的切削用量。,知识准备,知识准备,2,、顺铣和逆铣,顺铣是指铣刀旋转方向与工件进给方向一致。,逆铣是指铣刀旋转方向与工件进给方向相反。,图,6-1,铣削方式,(a),顺铣,(b),逆铣,顺铣与逆铣的区别：,A,顺铣：铣刀对工件作用力,Fc,在垂直方向分力,F,V,始终向下，对工件起压紧作用，切削平稳，适于不易夹紧或细长薄板形工件。,逆铣：垂直分力,F,V,向上，工件需较大的夹紧力。,B,顺铣：铣刀刀刃切入工件初，切屑厚度最大，逐渐减小到,0,。后刀面与已加工表面挤压、摩擦小，刀刃磨损慢，表面质量好。,逆铣：切屑厚度从,0,到最大，因刀刃不能刃磨绝对锋利，故开始时不能立即切入工件，存在对工件挤压与摩擦。工件出现加工硬化，降低表面质量。此外，刀齿磨损快耐用度降低。,知识准备,C,顺铣：水平分力,F,H,与工作台进给方向相同，当工作台进给丝杠与螺母间隙较大，工作台易出现轴向窜动。导致刀齿折断，刀轴弯曲，工件与夹具产生位移甚至机床损坏。,逆铣：,F,H,与工作台进给方向相反，工作台不会窜动。,D,顺铣：刀刃从工件外表面切入，工件表层硬皮和杂质易使刀具磨损和损坏。,逆铣：刀刃沿已加工表面切入工件，工件的表面硬皮和杂质对刀刃影响小。,E,消耗在进给运动上的功率：逆铣大于顺铣,综上所述，一般采用逆铣。,知识准备,顺铣与逆铣对照表,知识准备,知识准备,二、编程指令,1,、,绝对坐标编程与相对坐标编程,绝对坐标（,G90,）,表示指令中的坐标值都是以坐标系零点为参考点获得的，采用,G90,后，程序段中的尺寸均是以工件原点为基准的绝对尺寸。,相对坐标（,G91,）,相对坐标又称增量坐标，表示指令中的终点坐标值都是以轨迹起点为参考点获得的，采用,G91,后，程序段中的尺寸均以前一位置为基准的增量尺寸。,知识准备,【说明】,该指令使用时不带任何参数。,该指令为模态指令，例如，若程序开始采用,G90,后，后面所用指令采用的坐标值都为绝对坐标，直到在后面的程序段中由,G91,代替为止。,【终点坐标值】,采用绝对坐标表示,(G90,）：,X25 Y50,采用增量坐标表示,(G91,）：,X15 Y30,练一练,【终点坐标值】,采用绝对坐标表示,(G90,）：,X30 Y37,采用增量坐标表示,(G91,）：,X20 Y25,知识准备,2,、,快速点定位指令,快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式从当前位置迅速定位到指定的坐标位置。通常用在切削前刀具快速接近工件和切削后刀具快速返回等非加工场合。,【程序格式】,G00 X_ Y_ Z_,；,坐标值：表示移动的终点坐标,知识准备,【说明】,该指令只能用于定位，不能用于切削。,快速定位的速度由数控机床参数决定。同时，该指令也不受“,F,指令”指明的进给速度影响。,空间定位时要避免斜插。在,x/y/z,轴同时定位时，为了避免刀具运动时与夹具或工件碰撞，尽量避免,z,轴与其他轴同时运动（即斜插）。因此建议抬刀时，先运动,z,轴，再运动,x/y,轴，下刀时，则相反。,该指令为模态指令，即在没有出现同组其他指令（如,G01,、,G02,、,G03,）时，将一直有效。,该指令使用时，不运动的坐标可以省略。,例如,:G00 X10,； （表示只沿着,x,轴运动，其它坐标轴不运动）,知识准备,3,、,直线插补指令,直线插补指令控制刀具以指定的进给速度沿着直线轨迹从当前位置运动至指定的坐标位置。通常用在加工轨迹为直线的切削场合。,【程序格式】,G00 X_ Y_ Z_ F_,；,坐标值：表示移动的终点坐标,F,指令：指明进给速度,知识准备,【说明】,该指令严格控制起点与终点间轨迹为一直线，各坐标轴运动为联动，轨迹的控制由数控系统插补运算完成，因此称为直线插补指令。,该指令用于直线切削，进给速度由 “,F,指令”指明，若本指令段内无,F,指令，则续效之前的,F,值。,该指令为模态指令，即在没有出现同组其他指令（如,G01,、,G02,、,G03,）时，将一直有效。,该指令使用时，不运动的坐标可以省略。,知识准备,如图所示，使用,G01,编程，要求从点,A,线性运动到点,B,。,G01 X90 Y45 F100,知识准备,4,、,坐标平面的选择指令,坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。,G17,表示选择,XY,平面，,G18,表示选择,ZX,平面，,G19,表示选择,YZ,平面。,各坐标平面如图所示。一般，数控车床默认在,ZX,平面内加工，,数控铣床默认在,XY,平面内加工。,知识准备,5,、,顺圆指令,G02,和逆圆指令,G03,G02,为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。,G03,为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。,【顺圆与逆圆的判别】,沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向,G02,，逆时针方向,G03,，如下图所示。,知识准备,【圆弧插补指令的两种表示方式】,终点半径方式,若已知圆弧终点坐标、圆弧半径和加工方向可以选择终点半径方式的圆弧插补指令。,【程序格式】,知识准备,【说明】,终点半径方式不能加工整圆。,终点坐标既可以为绝对坐标也可以为增量坐标，但坐标值只能为加工平面内的坐标。例如，如果在,xy,平面内加工，则终点坐标只能为,xy,方向的坐标。,半径值为代数值，即有正负。,知识准备,如图所示，我们可以看出，即使圆弧起点、终点、加工方向和半径值一样，也可以加工出两种圆弧，即“,180,的圆弧”和“,180,的圆弧”。,为了保证加工的唯一性，规定：半径值为正时，,加工的为, 180,的圆弧；半径值为负时，加工的为,180,的圆弧。,圆弧,a G90 G02 X0 Y30,R30,F300,圆弧,b G90 G02 X0 Y30,R-30,F300,知识准备,终点圆心方式,若已知圆弧终点坐标、圆弧圆心坐标和加工方向可以选择终点圆心方式的圆弧插补指令。,【程序格式】,知识准备,【说明】,终点圆心方式可以加工整圆。,圆心坐标使用,IJK,表示。圆心坐标为相对值：即圆弧中心相对圆弧起点的坐标。,I,圆心相对圆弧起点的,x,坐标；,J,圆心相对圆弧起点的,y,坐标；,K,圆心相对圆弧起点的,z,坐标；,知识准备,【注意】,I/J/K,的值也有正负，圆心在起点的正方向处该值为正，圆心在起点的负方向处该值为负。,圆心,终点,(,X,Y,),起点,J,I,O,X,Y,圆心,终点,(Y, Z),K,J,O,Y,Z,圆心,终点,(,X,Z,),起点,I,K,O,Z,X,知识准备,例题,1,编出加工图所示零件程序。,1.,使用绝对值且,R,方式：,O0100,N0010 G92 X0 Y0,；,N0020 G90 G17 G00 X40 Y-40 S600 T01 M03,；,N0030 G01 X-80 Y-40 F200,；,N0040 G01 X-80 Y-20,；,N0050 G02 X-40 Y20 R40 F100,；,N0060 G03 X20 Y80 R60,；,N0070 G01 X40 Y80 F200,；,N0080 Y-40,；,N0090 G00 X0 Y0 M02,；,知识准备,2,.,使用增量值且,I,、,J,方式：,O0200,N0010 G92 X0 Y0,；,N0020 G91 G17 G00 X40 Y-40 S600 T01 M03,；,N0030 G01 X-120 Y0 F200,；,N0040 X0 Y20,；,N0050 G02 X40 Y40 I40 J0 F100,；,N0060 G03 X60 Y60 I0 J60,；,N0070 G01 X20 F200,；,N0080 Y-120,；,N0090 G00 X-40 Y40 M02,；,知识准备,例题,2,使用,G02/G03,对整圆加工编程，如图所示。,分析：,由于加工整圆，只能采用终点圆心方式。,圆弧的起点就是圆弧的终点。,程序为：,从,A,点顺时针一周时,G90 G02 X30 Y0 I-30 J0 F300,从,B,点逆时针一周时,G90 G03 XO Y-30 I0 J-30 F300,知识准备,知识准备,三、平面铣削方法,1,、手动：手动铣削平面时，只需,Z,向对刀，对刀时用手摇脉冲向下移动面铣刀试切工件上表面，并使主轴正向旋转，使面铣刀的底刃与工件的上表面轻微接触，此时将刀具,X,或,Y,向离开工件，利用“增量”使刀具移动至要切削的深度后，使用“手动”或“手摇脉冲”,X,和,Y,向移动铣削平面。,2,、自动：利用程序铣削平面。,知识准备,四、实体造型,1.,按,F5,键，选择“,xoy,平面”为视图平面和作图平面。在特征树中，单击“平面,XY”,，再单击“绘制草图”图标，创建草图。,2.,单击“矩形”图标，选择“中心 长 宽”方式，输入长和宽的值为,60,，拾取坐标原点为矩形的中心点。,知识准备,3.,单击“拉伸增料”图标，选择“固定深度”方式，设定深度值为,15,，选取“反向拉伸”，按“确定”按钮，结果如图,11-2,所示。,4.,选择已生成实体的前表面，单击“绘制草图”图标，激活前表面为草图平面。单击“直线”图标，选择“水平,/,铅垂线”方式，长度选择,100,，拾取坐标原点为中心点。单击“等距线”图标，分别作向下和向左、向右的等距线，等距距离分别为,25,和左右各,15,、,20,，再单击“圆弧”图标，选择“两点 半径”方式，拾取等距线,15,、,20,与,X,轴线的交点为圆心，分别绘制直径为,15,、,20,的圆。,知识准备,知识准备,5.,单击“曲线剪裁”图标和“删除”图标，对曲线进行裁剪和删除，结果如图,11-2,所示。单击“矩形”图标，选择“中心 长 宽”方式，输入长和宽的值为,60,，拾取坐标原点为矩形的中心点。,知识准备,6.,单击“拉伸除料”图标，选择“固定深度”方式，设定深度值为,5,，按“确定”按钮，结果如图,11-3,所示。,任务实施,一、平面加工的实训步骤,（一）确定加工工艺,（二）对刀（设定工件坐标系）,（三）编制数控加工程序,任务实施,任务实施,（四）模拟加工,检查是否和编写程序一致。,（五）加工,（六）测量,利用游标卡尺等量具检测，根据测量结果，调整加工程序，直到符合要求为止。,任务实施,二、,U,形凸台的实训步骤,（一）确定加工工艺,1,、铣削平面，可选用,55mm,可转位面铣刀,2,、粗加工外轮廓，选用,20mm,键槽铣刀,3,、精加工外轮廓，选用,20mm,键槽铣刀,任务实施,（二）设定工件坐标系,（三）编制数控加工程序,(,四）模拟加工,检查是否和编写程序一致。,（五,),加工,（六）测量,利用游标卡尺和外径千分尺等量具检测，根据测量结果，调整加工程序，直到符合要求为止。,（七）清理机床,任务实施,评价表,尺寸,任务实施,（八）效果评价表,项目小结,1,根据加工要求采用正确的对刀工具，控制对刀误差；,2,在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度；,3,对刀时需小心谨慎操作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞危险；,4,对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重后果。,5,采用寻边器对刀时，注意主轴移动方向，尤其是,Z,向对刀时。,6,注意切入和切出方式。,7,工件要装夹牢固，加工过程中，要检查加工中工件是否窜动。,