項目數(shù)控銑削加工技術(shù)任務(wù)2

1、數(shù)控加工技術(shù)項目課程南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院模具設(shè)計與制造教研室項目2 模具數(shù)控銑削加工技術(shù)任務(wù)3輪廓銑削加工 任務(wù)描述： 連桿零件如圖圖2.71所示，按單件生產(chǎn)安排其數(shù)控加工工藝，編寫出凸臺外輪廓加工程序。毛坯為1245022的長方料，材料為45#鋼。 圖2.71 連桿零件圖2.3.1 任務(wù) 連桿外輪廓銑削加工任務(wù)2.3輪廓銑削加工 2.3.2 知識鏈接 1.分析輪廓銑削工藝 1）確定輪廓銑削的走刀路線 確定平面零件外輪廓的進給路線用立銑刀的側(cè)刃銑削平面工件的外輪廓時，為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，刀具切入工件時，應(yīng)避免沿零件輪廓的法向切入，而應(yīng)沿外輪廓曲線延長線的切向切入，以避免在切入處產(chǎn)

2、生刀具的切痕而影響表面質(zhì)量，保證零件外輪廓曲線平滑過渡。同理，在切出工件時，也應(yīng)避免在零件的輪廓處直接退刀，而應(yīng)沿零件輪廓延長線的切向逐漸切離工件，如圖2.72(a)所示。 確定銑削內(nèi)輪廓的進給路線如圖2.72(b)所示，內(nèi)輪廓的進給路線,銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時，同銑削外輪廓一樣，刀具同樣不能沿輪廓曲線的法向切入和切出。此時刀具可沿一過渡圓弧切入和切出工件輪廓，圖中R3為零件圓弧輪廓半徑，R2為過渡圓弧半徑。 （a）外輪廓刀具切入、切出的進給路線(b) 內(nèi)輪廓的進給路線圖2.72 輪廓進給路線 確定銑削封閉內(nèi)腔的進給路線(a)行切法 (b)環(huán)切法 (c)先行切后環(huán)切法圖2.73 凹槽銑削加工進

3、給路線確定曲面銑削的進給路線(a)平面直紋刀路 (b) 垂直直紋刀路圖2.74曲面銑削加工進給路線 2）輪廓銑削的切削參數(shù)（1）銑刀每齒進給量每齒進給量參考值見表2.8 工件材料fz/粗銑精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼0.100.150.100.250.020.050.100.15鑄鐵0.120.200.150.30表2.8 銑刀每齒進給量參考值 （2）切削速度Vc銑削加工的切削速度Vc可參考表2.9選取，也可參考有關(guān)切削用量手冊中的經(jīng)驗公式通過計算選取。 工件材料硬度（HBS）Vc/（m.min）高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼22518426615022532512365412

4、03254256213675鑄鐵19021366615019026091845902603204.5102130表2.9 銑削加工的切削速度參考值 2.輪廓銑削常用編程指令1）G02、G03圓弧插補指令 【特別提示】圓弧插補方向。在直角坐標系中，當(dāng)從 Z軸（X軸或 Y軸）由正向負的方向看時，G02順時針方向和G03逆時針方向為圓弧插補方向，如圖2.75所示。半徑編程方式。X, Y, Z ：圓弧終點坐標，在G90 時為圓弧終點在工件坐標系中的坐標；在G91 時為圓弧終點相對于圓弧起點的位移量；R為圓弧半徑。圓心坐標編程方式。I, J, K ：圓心相對于圓弧起點的偏移值(等于圓心的坐標減去圓弧起點

5、的坐標）；在G90/G91 時都是以增量方式指定，I、J、K的選擇，如圖2.76所示。 圖2.77 整圓編程圖2.76 I、J、K的選擇 2）G27、G28、G29、G30參考點相關(guān)指令圖2.78 返回參考點和從參考點返回（1）G27返回參考點檢查指令 指令格式：G27 X_ Y_； （2）G28、G30返回參考點指令 指令格式： G28 X_ Y_； 返回參考點G30 P2 X_ Y_；返回第2參考點 G30 P3 X_ Y_ ；返回第3參考點 G30 P4 X_ Y_ ；返回第4參考點 （3）G29從參考點返回指令 指令格式：G29 X_Y_ ； 4）G04刀具暫停指令 指令格式：G04

6、X_（或P_）；X單位 秒，P單位為毫秒。 5）G40、G41、G42刀具半徑補償指令 （1）刀具半徑補償概念 在進行輪廓銑削編程時，由于銑刀的刀位點在刀具中心，和切削刃不一致，為了確保銑削加工出的輪廓符合要求，編程時就必須在圖紙要求輪廓的基礎(chǔ)上，整個周邊向外或向內(nèi)預(yù)先偏離一個刀具半徑值，作出一個刀具刀位點的行走軌跡，求出新的節(jié)點坐標，然后按這個新的軌跡進行編程，這就是人工預(yù)刀補編程 。 對有刀具半徑補償功能的數(shù)控系統(tǒng)，可不必求刀具中心的運動軌跡，直接按零件輪廓軌跡編程，同時在程序中給出刀具半徑的補償指令，這就是機床自動刀補編程。 （）編程格式格式說明：G40：取消刀具半徑補償；G41：左刀補

7、(在刀具前進方向左側(cè)補償)；G42：右刀補(在刀具前進方向右側(cè)補償)；G17、G18、G19：刀具半徑補償平面；D：G41/G42 的參數(shù)，即刀補號碼(D00D99) （3）刀補過程 刀具半徑補償?shù)倪^程分為三步： 刀補的建立：在刀具從起點接近工件時，刀心軌跡從與編程軌跡重合過度到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程。 刀補進行：刀具中心始終與變成軌跡相距一個偏置量直到刀補取消。 刀補取消：刀具離開工件，刀心軌跡要過渡到與編程軌跡重合的過程。圖2.79 刀補過程 【特別提示】刀具補償方向的判斷 (a)左刀補G41 (b)右刀補G42圖2.80 刀具補償方向 刀具半徑補償值設(shè)定 引入和取消刀補在指定刀補

8、平面執(zhí)行刀補時，不能出現(xiàn)連續(xù)兩個非坐標軸移動類指令或非刀補平面坐標移動，否則將可能產(chǎn)生過切或少切現(xiàn)象。在建立或取消刀補時，注意由于程序軌跡方向不當(dāng)而發(fā)生過切，如圖2.81所示。 圖2.81 過切 當(dāng)?shù)堆a數(shù)據(jù)為負值時，則G41、G42功效互換。 G41、G42指令不要重復(fù)規(guī)定，否則會產(chǎn)生一種特殊的補償。 G40、G41、G42都是模態(tài)代碼，可相互注銷。 （5）刀具半徑補償應(yīng)用利用同一個程序、同一把刀具，通過設(shè)置不同大小的刀具補償半徑值而逐步減少切削余量的方法來達到粗、精加工的目的。如圖2.82所示，粗加工時，刀具補償半徑為Rd，精加工時，刀具補償半徑為R，即在刀具程序不變的情況下，達到完成粗精分

9、開加工的目的。圖2.82 刀具半徑補償應(yīng)用 【應(yīng)用實例2】任務(wù)描述：編程加工如圖2.84所示的輪廓工件，編程坐標系如圖所示。刀具偏置號為D01偏置，方向為工件的左側(cè)，起始點坐標為（0，0，0）。 圖2.84 應(yīng)用實例2程序如下：O0010G40 G49 G80 T1；G54 G90 G00 X0 Y0； 設(shè)置工件坐標系G43 H1 Z50； 設(shè)置刀具長度補償Z2 M03 S800； 下刀啟動主軸G01 Z-5 F200 ； Z軸進給G41 X25 Y55 D1； 切入工件，建立刀補Y90；X45；G03 X50 Y115 R65；G02 X90 R-25；G03 X95 Y90 R65；G01

10、 X115；Y55；X70 Y65；X25 Y55；G40 X0 Y0； 取消刀補，返回G00 Z100； 抬刀M05； 主軸停M30； 程序結(jié)束 （4）注意事項與說明 刀補的引入和取消要求必須在G00或G01程序段 ，不應(yīng)在G02/G03程序段上進行。如G41 G02 X20 Y0 R10 D01 通常會導(dǎo)致機床報警。 在指定刀補平面執(zhí)行刀補時，不能出現(xiàn)連續(xù)兩個非坐標軸移動類指令或非刀補平面坐標移動，否則將可能產(chǎn)生過切或少切現(xiàn)象。非坐標軸移動類指令大致有以下幾種：M指令；S指令；暫停指令；某些G指令，如：G90，G91 X0等。非刀補平面坐標移動，如G00 Z-10（刀補平面為XY平面時）。

11、 （4）注意事項與說明 在刀補建立或取消時，注意由于程序軌跡方向不當(dāng)而發(fā)生過切。 對于這種情況，可適當(dāng)調(diào)整Ps、Pe的位置，使刀補建立或取消時的180（通常取90或180 ），從而避免過切。 3.刀具半徑補償指令 （4）注意事項與說明 當(dāng)?shù)堆a數(shù)據(jù)為負值時，則G41、G42功效互換。 G41、G42指令不要重復(fù)規(guī)定，否則會產(chǎn)生一種特殊的補償。 G40、G41、G42都是模態(tài)代碼，可相互注銷。 【應(yīng)用實例3】任務(wù)描述：已知某輪廓零件如圖2.85所示，工件材料為5mm厚的鋁板，編寫工件精加工程序。加工刀具：直徑10的立銑刀；安全高度10mm；切削用量：主軸轉(zhuǎn)速600r/min，進給速度300mm/m

12、in；采用順銑，上平面為Z0。 程序：O0001； 程 序 名N010 G54 G90 G00 X20.0 Y-40.0； 建立工件坐標系，快速移動到A點N020 Z10.0； 快進安全高度N030 G01 Z-5.0 F300 S500 M03； 下刀，啟動主軸N040 M08； 冷卻液開N050 G41 X0 Y-35.0 D01； 刀具左補償，到達1 點N060 G02 X-5.0 Y-30.0 R5.0； 2 點N070 G03 X-30.0 Y-5.0 R30.0； 3 點N080 G02 Y5.0 R5.0； 4 點N090 G03 X-5.0 Y30.0 R30.0； 5 點N1

13、00 G02 X5.0 R5.0； 6 點N110 G03 X30.0 Y5.0 R30.0； 7 點N120 G02 Y-5.0 R5.0； 8 點N130 G03 X5.0 Y-30.0 R30.0； 9 點N140 G02 X0 Y-35.0 R5.0； 1 點N150 G40 G01 X-20.0； 退出輪廓至B點，取消刀補N160 G00 Z100.0 M09； 抬 刀N190 M30； 程 序 結(jié) 束1.工藝過程粗銑高度為16mm凸臺；粗銑高度為8mm凸臺；精銑高度為8mm凸臺；精銑高度為16mm凸臺； 2.3.3 任務(wù)實施 2.刀具與工藝參數(shù)見表3-3、表3-4。 單 位數(shù)控加工

14、刀具卡片產(chǎn)品名稱零件圖號零件名稱程序編號序號刀具號刀具名稱刀 具補償值刀補號直徑長度半徑長度半徑長度1T01立銑刀20mm2T02立銑刀20mm表3-3 數(shù)控加工刀具卡 單 位數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱零件名稱材 料零件圖號工序號程序編號夾具名稱夾具編號設(shè)備名稱編制審核工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）進給速度/（mm/min）背吃刀量/mm1粗銑高度為16mm凸臺T0120mm立銑刀3208042粗銑高度為8mm凸臺T0120mm立銑刀3208043精銑高度為8mm凸臺T0220mm立銑刀4807084精銑高度為16mm凸臺T0220mm立銑刀480708表3-4 數(shù)控加工工

15、序卡 3.裝夾方案連桿零件毛坯用虎鉗裝夾，底部用墊鐵支撐。4.程序編制在40圓臺中心建立工件坐標系，Z軸原點設(shè)在頂面上。（1）輪廓粗加工 16mm凸臺粗加工凸臺輪廓的粗加工采用分層銑削的方式。零件的粗、精加工，采用同一把刀具，同一加工程序，通過改變刀具半徑補償值的方法來實現(xiàn)。粗加工單邊留余量0.2mm。具體加工路線如下圖所示。 加工路線：ABCDEFGHI，逆銑加工。各點坐標為：A（101，-20） B（81，-20） C（61， 0）D（39.049，19.905） E（-42.171，11.943 ） 加工程序如下：O0001N102G0G17G40G49G80G90N106G0G90G5

16、4X101.Y-20.S320M3 刀具快速定位，主軸啟動N108Z50. 抬刀至安全高度N110Z10. 下刀至參考高度N112G1Z-4.F100. Z平面第一層切削N114G42D1X81.F80. 建立刀具半徑右補償D1=10.2N116G2X61.Y0.R20. 切向切入N118G3X39.049Y19.905R20.N120G1X-42.171Y11.943 N122G3Y-11.943R12.N124G1X39.049Y-19.905 N126G3X61.Y0.R20.N128G2X81.Y20.R20.N130G1G40X101.N132Y-20.N134Z-8.F100. Z

17、平面第二層切削N136G42D1X81.F80.N138G2X61.Y0.R20.N140G3X39.049Y19.905R20.N142G1X-42.171Y11.943N144G3Y-11.943R12.N146G1X39.049Y-19.905N148G3X61.Y0.R20.N150G2X81.Y20.R20.N152G1G40X101. N154Y-20.N156Z-12.F100. Z平面第三層切削N158G42D1X81.F80.N160G2X61.Y0.R20.N162G3X39.049Y19.905R20.N164G1X-42.171Y11.943N166G3Y-11.943

18、R12.N168G1X39.049Y-19.905N170G3X61.Y0.R20. N172G2X81.Y20.R20.N174G1G40X101.N176Y-20.N178Z-16.F100. Z平面第四層切削 N180G42D1X81.F80.N182G2X61.Y0.R20.N184G3X39.049Y19.905R20.N186G1X-42.171Y11.943N188G3Y-11.943R12.N190G1X39.049Y-19.905N192G3X61.Y0.R20.N194G2X81.Y20.R20. 切向切出N196G1G40X101. 取消刀具半徑補償N200G0Z50.

19、抬刀至安全高度N202M5 主軸停止N208M30 程序結(jié)束 8mm凸臺粗加工加工路線如下圖所示。分別按照刀具路徑1、2、3完成零件的粗加工。 程序：O0002N102G0G17G40G49G80G90N106G0G90G54X10.Y-35.S320M3 刀具快速定位，主軸啟動N108Z50. 抬刀至安全高度N110Z10. 下刀至參考高度N112G1Z-4.F100. 刀路1，Z平面第一層切削N114Y35.F80.N116X-4.N118Y-35.N120X-18.N122Y32.212N124Z6.F1000.N128X10.Y-35. N132G1Z-8.F100. 刀路1，Z平面第

20、二層切削N134Y35.F80.N136X-4.N138Y-35.N140X-18.N142Y32.212N146G0Z50. 抬刀至安全高度N148X-43.166Y-22.094N150Z10. 下刀至參考高度N152G1Z-4.F100. 刀路2，Z平面第一層切削N154G3X-18.8Y0.R22.2F80.N156X-43.166Y22.094R22.2N158G1Z6.F1000.N162Y-22.094 N166G1Z-8.F100. 刀路2 ，Z平面第二層切削N168G3X-18.8Y0.R22.2F80.N170X-43.166Y22.094R22.2N174G0Z50. 抬

21、刀至安全高度N176X38.054Y-30.056N178Z10. 下刀至參考高度N180G1Z-4.F100. 刀路3，Z平面第一層切削N182G2Y30.056R30.2F80.N184G1Z6.F1000.N188Y-30.056N192G1Z-8.F100. 刀路3，Z平面第二層切削N194G2Y30.056R30.2F80.N198G0Z50.N200M5 主軸停止N206M30 程序結(jié)束 （2）輪廓精加工 輪廓的精加工同意采用切向切入和切向切出，利用刀具半徑補償進行零件的精加工。具體加工程序如下：O0003N102G0G17G40G49G80G90N106G0G90G54X101.

22、Y20.S480M3 刀具快速定位，主軸啟動N108Z50. 抬刀至安全高度N110Z10. 下刀至參考高度N112G1Z-8.F100. 16mm凸臺Z平面第一層精修N114G41D1X81.F70. 建立刀具半徑左補償D1=10N116G3X61.Y0.R20. 切向切入N118G2X39.049Y-19.905R20.N120G1X-42.171Y-11.943N122G2Y11.943R12. N124G1X39.049Y19.905N126G2X61.Y0.R20.N128G3X81.Y-20.R20.N130G1G40X101.N132Y20.N134Z-16.F100. 16mm凸臺Z平面第二層精修N136G41D