ME培訓資料加工概述

制造工程師培訓資料制造工程師培訓資料11數(shù)控銑加工根本學問概述數(shù)控銑加工根底數(shù)控銑機床數(shù)控就是以數(shù)字形式的指令操縱機床。數(shù)控機床用軟的的零件程序代替了一般機床中大量的凸輪、擋塊、限位開關等硬件。編制零件的程序比制造大量的硬件簡潔得多。數(shù)控機床分為一般數(shù)控機床〔NC〕和計算機數(shù)控機床〔CNC〕?，F(xiàn)代的數(shù)控機床多是CNC機床。數(shù)控機床的大致組成如下軟件局部加工數(shù)據(jù)軟件局部加工數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)硬件計算機伺服機構(gòu)機床數(shù)控機床的根本生產(chǎn)過程零件程序毛坯零件的裝夾及找正坐標原點設置刀具預備機床自動加工數(shù)控機床的特點加工精度高、可加工一般機床無法加工的簡潔外形的零件、提高生產(chǎn)效率、減輕工作強度，改善環(huán)境、易于治理。1把握系統(tǒng)把握系統(tǒng)承受編制的加工程序，經(jīng)過處理、計算后去把握機床動作。把握動作包括：主軸的啟停、轉(zhuǎn)向、速度選擇、進給的坐標、進給方式〔直線、圓弧等〕、進給速度、刀具及刀具補償、關心操作〔機臺鎖緊/松開、冷卻泵等開閉〕當前國內(nèi)可見到的把握系統(tǒng)大致有：FANUC、SIEMENS、Mitsubishi、FIDIA、CINCINNANTI、DECKEL、Heidenhain、ALLEN-BRADLEY、FAGOR、Num、OKUMA等。機床坐標系機床坐標系包含機床坐標和工作坐標。機床坐標是數(shù)控加工中系統(tǒng)中確實定坐標〔MachineCoordinate〕。不同的把握系統(tǒng)其機床坐標原點位置不同。一般為右上角，如圖示2。機床坐標在加工過程中作為其它坐標的參照坐標。數(shù)控機床在停機后，由于溫度、震驚等緣由，機床導軌等會發(fā)生確定位移。所以數(shù)控機床再啟動后，應領先校正機床的坐標原點，以保證坐標正確。Y行XY行X行Z行程工件機床工作臺工作坐標為設置在被加工零件上的坐標系，它建立在機床坐標之下，可以有任意多個。數(shù)控加工工藝〕銑削根本概念一般銑削的定義銑削是由多齒刀具〔銑刀〕做連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動，工件相對與刀具作連續(xù)平移運動在銑床上切削加工的方法。數(shù)控銑削的定義銑削是由多齒刀具〔銑刀〕做連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動，工件相對與刀具作連續(xù)移動〔平移、旋轉(zhuǎn)〕的運動在銑床上切削加工的方法。銑削用的刀具圓柱銑刀〔主要用于銑削平面?！持饼X圓柱銑刀、螺旋齒圓柱銑刀〔右旋〕〔規(guī)格 等多種〕立銑刀〔銑削平面、臺面、溝槽、曲面等〕端面立銑刀、球面立銑刀。這是數(shù)控銑中最常用的兩種銑刀。斷面立銑刀機夾球面立銑刀可用于銑削加工的幾何外形一般銑削加工外形〔兩大類：平面、槽〕平面、臺面、斜面、矩形槽、丁型槽、燕尾槽、半圓形鍵槽、各種成型槽、齒槽、鋸斷等數(shù)控銑削加工外形〔〕平面、槽、曲面、鉆孔、鉸孔、鏜孔、銑孔。主要銑削要素n〔/分〕v〔/分〕銑刀旋轉(zhuǎn)運動的線速度。〔又稱：線速度〕〕。V〔/分〕銑刀相對工作臺每分鐘進給量。進給速度即是CAXA－ME切削層深度:h一次走刀切削厚度。影響切削要素的綜合因素機床：機床剛性、最大轉(zhuǎn)速、進給速度等刀具：刀具長度、刃長、刀具刃口、刀具材料、刀具齒數(shù)、刀具直徑等工件：材質(zhì)、熱處理性能等。裝夾方式〔工件緊固程度〕：壓板、臺鉗等。冷卻狀況：油冷、氣冷等。零件裝夾與找正將被加工零件固定到機床的工作臺上，使其在加工過程中與工作臺之間不發(fā)生位移。在裝夾過程中，使被加工零件用于基準的方向與數(shù)控機床的基準方向建立聯(lián)系的過程即找正。一般找一個方向，如X方向或Y方向。數(shù)控機床加工中，零件的裝夾找正很重要。首先零件必需裝夾牢靠，決不允許加工過程中零件由于裝夾不緊松動。假設零件松動，輕者工件報廢、嚴峻的可能發(fā)生損害事故。找正常用方法：零件裝夾在機床工作臺上，留意放置方向應當與加工時工作坐標方向相符。在機床的主軸上安一個千分表，表的觸指頂上被加工零件的一個邊，如X軸方向的某邊。沿X向搖動手輪，看千分表指針擺動狀況。假設搖擺范圍在誤差允許內(nèi)，說明零件的X軸與機床的X軸根本全都，反之，需要調(diào)整零件直到千分表搖擺在允許誤差范圍內(nèi)。數(shù)控加工編程根底數(shù)控機床加工是依據(jù)事先編制好的程序運行的。組成這些程序的代碼格式目前有兩種：ISO格式和EIA格式。目前大多數(shù)系統(tǒng)使用國際通用的ISO格式。機床的把握系統(tǒng)大多供給了確定的編程力氣，如具有循環(huán)調(diào)用、函數(shù)、條件推斷功能。這些功能有些是直接使用國際通用的G代碼編程，有些則需要使用系統(tǒng)供給的專用語言編程。國際通用的G代碼具體包括G指令和M指令等。不同把握系統(tǒng)的指令含義多少有些出入，但是根本的“直線”“圓弧”“速度”“進給”等指令是通用的。早期的加工編程方式一般為手工編程方式,即人為在紙上計算好程序，然后手工在機床把握面板上一個字符一個字符地輸入編好的加工指令。通用加工代碼G指令：快速移動<G00>確定指令<G90>半徑補償關閉<G40>直線插補<G01>相對指令<G91><G43>順圓插補<G02>半徑左補償<G41><G54>逆圓插補<G03>半徑右補償<G42><G55>**有些數(shù)控銑床沒有G55、G56、G57等坐標設置。主軸正轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)<M03>主軸正轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)<M03><M04>主軸停頓程序停頓<M05><M30〉冷卻液關冷卻液開<M08>或<M09><M07>進給速度<F>進給速度<F>主軸轉(zhuǎn)速<S>刀具調(diào)用<T>一個程序應有的指令在正常走刀加工前，還需要定義一些關心項。首先要確定編程是按確定坐標編程還是按相對坐標編程。在機床的把握系統(tǒng)允許的狀況下，手工編程常常使用混合方式。確定坐標與相對坐標編程指令代碼G90為確定坐標編程方式指令，G91為相對坐標編程方式指令。確定坐標編程，是將程序中的全部需要表達的點的坐標，按工作坐標系的坐標表示的編程方式。相對坐標編程，是將程序中的全部點的坐標，都以前一點為坐標原點來表示的編程方式。區(qū)分如下：工作坐標系指令代碼G54為最通用的工作坐標系指令。對于大多數(shù)機床還可以設置多個工作坐標系如G55、G56、G57等。工作坐標參見1.3刀具調(diào)用指令對于加工中心來說，機床具有刀具庫。在程序中可以指定使用刀具庫中的第幾號刀具。一般用T指令作為刀具調(diào)用指令。在“T”后跟隨一個數(shù)字。代表調(diào)用刀具庫中的第幾號刀。如：“T03”代表調(diào)用刀具庫中的第三號刀具。有些機床在刀具調(diào)用前還必需讓主軸運行到某一特定換刀位置上，然后才可以調(diào)用刀具。有些機床的T指令則包含了前面的功能，主軸可以在任意位置執(zhí)行T指令。對于FANUC系統(tǒng)的換刀指令如下：1、先將主軸抬至安全位置G00Z〔起始高度〕2、關閉主軸旋轉(zhuǎn)M053、設置要調(diào)用的刀具并設置刀具補償T〔刀具號〕G43H〔刀具補償號〕4、執(zhí)行刀具調(diào)用M061.5.2.4對于一個標準程序步驟如下：步驟1G90G91$G902G54、G55、G56等$WCOORD3TT$TOOL_NO4G43H01等$LCMP_LEN$TOOL_NO5G00Z$G0$COORD_Z6S$SP_SPEED7M03$SP_CW8G07$COOL_ON9X、Y〔〕10Z〔〕11ZF〔〕12X、Y、Z、F〔〕13Z、F〔〕14G08或G09$COOL_OFF15M05$SPN_OFF16TT$TOOL_NO174～1518G00X、Y、Z〔〕19M30$PRO_STOPCAXA系統(tǒng)后置宏指令CAXA制造工程師系統(tǒng)為滿足各種機床把握系統(tǒng)的需要，供給了很多宏指令?？梢砸罁?jù)機床的不同需求，由用戶修改程序的頭、尾、換刀等輸出代碼格式。系統(tǒng)規(guī)定的刀具號主軸速度系統(tǒng)規(guī)定的刀具號主軸速度當前X坐標值當前Y坐標值當前Z坐標值當前日期當前時間當前刀具信息行號指令行完畢符TOOL_NOSP_SPEEDCOORD_XCOORD_YCOORD_ZPOST_AMEPOST_DATEPOST_TIMEPOST_CODETOOL_MSGPARA_MSGLIE_O_ADDBLOCK_ED制造工程師培訓資料制造工程師培訓資料66速度指令速度指令快速移動直線插補順圓插補逆圓插補XY平面定義XZ平面定義YZ平面定義確定指令相對指令刀具半徑補償取消刀具長度補償坐標設置主軸停換行指令FEEDG0G1G2G3G17G18G19G90G91DCMP_OFFDCMP_LFTDCMP_RGHLCMP_LENWCOORDSP_CWSP_CCWSP_OFFSP_FCOOL_ONCOOL_OFFPRO_STOP@在CAXA中設置FANUC系統(tǒng)換刀、冷卻液自動開關實例CAXA制造工程師支持各種機床系統(tǒng)的后置代碼，其中內(nèi)置了FANUC系統(tǒng)，但是由于使用FANUC系統(tǒng)的機床種類繁多，不僅有數(shù)控銑床，還有各種帶有刀具庫的加工中心。為通用起見，CAXA制造工程師內(nèi)置的FANUC系統(tǒng)后置，沒有將換刀指令和冷卻液自動開關指令內(nèi)置。但允許用戶依據(jù)自己的機床狀況添加這些指令。換刀指令FANUC系統(tǒng)完整的換刀指令代碼實例：調(diào)用刀庫中刀具號為12的刀具，調(diào)用刀具長度補償號為12并執(zhí)行該調(diào)用指令。上述過程指令為：“T12G43H12M06”其中“T”為調(diào)用刀具指令“12”為調(diào)用刀具的刀具號，該刀具號依據(jù)需要而不同“G43”為調(diào)用刀具長度補償指令“12”為調(diào)用刀具長度補償號，依據(jù)庫中刀具不同，其號碼不同用CAXA的宏指令寫出上述過程為：“T$TOOL_NO$LCMP_LENH$COMP_NOM06”$TOOL_NO”為CAXA“刀具號”宏指令“$LCMP_LEN” 為CAXA刀具“長度補償”宏指令即默認的“G43”“$COMP_NO” 為CAXA刀具“長度補償號”宏指令冷卻指令假設在加工時，需要冷卻液自動翻開，在換刀前關閉，換刀完畢后翻開，程序完畢時再關閉。在相應位置參與“COOL_ON”和“COOL_OFF”。實例要求設置CAXA后置FANUC項，將后置修改成具有在調(diào)用程序時自動換刀，并自動進展冷卻液開關的功能。翻開制造工程師2023頂部菜單“應用”項下“后置處理”中“后置設置”，系統(tǒng)彈出該對話框：修改程序頭“$G90$WCOORD$G0$COORD_Z@$SPN_F$SPN_SPEED$SPN_CW”語句，在其中插入換刀指令并在結(jié)尾部加上冷卻液翻開宏指令，修改后程序頭為：“$G90$WCOORD@T$TOOL_NO$LCMP_LENH$COMP_NOM06@$G0$COORD_Z@$SPN_F$SPN_SPEED$SPN_CW$COOL_ON”修改換刀“$SPN_OFF@$SPN_F$SPN_SPEED$SPN_CW”語句，在其中插入換刀和冷卻液開關，修改后為“$COOL_OFF$SPN_OFF@T$TOOL_NO$LCMP_LENH$COMP_NOM06@$SPN_F$SPN_SPEED$SPN_CW$COOL_ON”修改程序尾“$SPN_OFF@$PRO_STOP”語句，在其中參與冷卻液關閉指令，修改后指令如下：“$COOL_OFF$SPN_OFF@$PRO_STOP”留意：假設依據(jù)有些用戶的習慣，第一段程序使用的刀具，每次都已經(jīng)事先在主軸上安裝好了，那么程序頭中應當去掉換刀指令，只保存冷卻液開項。改為如下：“$G90$WCOORD@$G0$COORD_Z@$SPN_F$SPN_SPEED$SPN_CW$COOL_ON”1010ME快速入門根本概念軟件坐標與機床工作坐標CAXA軟件中供給了兩種坐標系:確定坐標和用戶定義坐標。數(shù)控機床的坐標也有機床確定坐標的工作坐標〔用戶定義坐標〕兩種。CAXA軟件中確實定坐標和機床確實定坐標都屬于原始參照坐標。但是在機床的數(shù)控編程中，使用坐標只能是機床工作坐標。CAXA軟件造型過程中，允許交替使用軟件確實定坐標和用戶定義坐標。軟件在輸出機床代碼時，依據(jù)軟件當前使用的坐標輸出代碼。兩軸平面加工機床坐標系的X和Y軸兩軸聯(lián)動，而Z軸固定，即機床在同一高度下對工件進展切削。兩軸加工適合于銑削平面圖形。在CAXA-ME中，機床坐標系的Z軸即是確定坐標系的Z軸，平面圖形均指投影到確定坐標系的XOY面的圖形。兩軸半平面加工兩軸半加工在二軸的根底上增加了Z軸的移動，當機床坐標系的X和Y軸固定時，Z軸可以有上下的移動。利用兩軸半加工可以實現(xiàn)分層加工，每層在同一高度〔指Z向高度，下同〕上進展兩軸加工，層間有Z向的移動。CAXA-ME的平面輪廓和平面區(qū)域加工功能均針對兩軸半加工來設置。。三軸曲面加工機床坐標系的X、Y和Z三軸聯(lián)動。三軸加工適合于進展各種非平面圖形即一般的曲面的加工。制造工程師供給多達7種的加工方式來實現(xiàn)對各種簡潔曲面的自動編程輪廓輪廓是一系列首尾相接曲線的集合，如以以下圖所示：開輪廓 閉輪廓 圖8-2輪廓例如在進展數(shù)控編程，交互指定待加工圖形時，常常需要用戶指定圖形的輪廓，用來界定被加工的區(qū)域或被加工的圖形本身。假設輪廓是用來界定被加工區(qū)域的，則要求指定的輪廓是閉合的；假設加工的是輪廓本身，則輪廓也可以不閉合。由于CAXA-ME對輪廓作到當前坐標系的當前平面投影，所以組成輪廓的曲線可以是空間曲線。但要求指定的輪廓不應有自交點。區(qū)域和島區(qū)域指由一個閉合輪廓圍成的內(nèi)部空間，其內(nèi)部可以有“島”。島也是由閉合輪廓界定的。區(qū)域指外輪廓和島之間的局部。由外輪廓和島共同指定待加工的區(qū)域，外輪廓用來界定加工區(qū)域的外部邊界，島用來屏蔽其內(nèi)部不需加工或需保護的局部。如以以下圖所示。島區(qū)域島區(qū)域圖8-3刀具、刀具庫功能：定義、確定刀具的有關數(shù)據(jù)，以便于用戶從刀具庫中調(diào)用信息和對刀具庫進展維護。此功能位于應用菜單中的軌跡生成菜單中,點按刀具庫治理,消滅以以下圖概念說明：

圖8-4刀具庫CAXA-ME主要針對數(shù)控銑加工，目前供給三種銑刀：球刀〔 R=r〕端刀〔r=0〕和R刀〔r<R〕，其中R為刀具的半徑、r為刀角半徑。刀具參數(shù)中還有刀桿長度L和刀刃長度l，如以以下圖所示：圖8-5在三軸加工中，端刀和球刀的加工效果有明顯區(qū)分，當曲面外形簡潔有起伏時，建議使用球刀，適當調(diào)整加工參數(shù)可以到達好的加工效果。在二軸中，為提高效率建議使用端刀，由于一樣的參數(shù)，球刀會留下較大的殘留高度。選擇刀刃長度和刀桿長度時請考慮機床的情況及零件的尺寸是否會干預。對于刀具，還應區(qū)分刀尖和刀心，兩者均是刀具的對稱軸上的點，其間差一個刀角半徑，如以以下圖所示：刀心刀尖球頭刀 r<R的端刀

刀尖、刀心重合r=0的端刀圖8-6刀的分類參數(shù)說明：當前刀具名：當前刀具的名稱，用于刀具標識和列表，刀具名是唯一的。通過下拉列表可顯示刀具庫中的全部刀具，并可在列表中選擇當前刀具。刀具補償號：刀具補償值的序列號，其值可與刀具號不全都。刀具半徑：刀具的半徑。刀角半徑：刀具的刀角半徑，應不大于刀具半徑。刀刃有效長度：刀具的刀桿可用于切削局部的長度。刀桿長度：刀尖到刀柄之間的距離。刀桿長度應大于刀刃有效長度。刀具庫治理具有如下功能：增加刀具：用于增加刀具到刀具庫中。按“增加刀具”按鈕彈出對話框，輸入增加刀具的名稱，確定后可修改刀具的各個參數(shù)。此功能可將常用刀具預先定義好刪除當前刀具：刪除刀具庫中不需要的刀具。選擇需刪除的刀具，然后按“刪除當前刀具”按鈕，確認刪除后，該刀具即被刪除。留意：刪除當前刀具后，當前刀具自動設為刀具庫中的其它刀具，當?shù)毒邘熘兄挥幸话训毒邥r，不能刪除該刀具。預顯刀具參數(shù)：修改刀具參數(shù)后，按“預顯刀具參數(shù)”按鈕可顯示參數(shù)修改后刀具的外形。操作說明:用鼠標點按“當前刀具名”列表中的刀具，則選中的刀具就成為當前刀具。各參數(shù)項內(nèi)顯示該刀具的參數(shù)，同時預顯框內(nèi)可按比例顯示刀具外形。此后生成的刀具軌跡，其使用的刀具就是當前刀具。刀位軌跡、刀位點刀具軌跡是系統(tǒng)按給定工藝要求生成的對給定加工圖形進展切削時刀具行進的路線，如以以下圖所示。刀具軌跡由一系列有序的刀位點和連接這些刀位點的直線〔直線插補〕或圓弧〔圓弧插補〕組成。本系統(tǒng)的刀具軌跡是按刀尖位置來顯示的。圓弧插補直線插補退刀點 刀位點進刀點圖8-7切削用量功能：定義各種速度及高度參數(shù)圖8-8切削用量參數(shù)表主軸轉(zhuǎn)速：切削時機床主軸轉(zhuǎn)動的角速度，單位轉(zhuǎn)/分鐘〔rpm/min〕；進給速度：正常切削時刀具行進的線速度，單位毫米/分鐘〔mm/min〕；接近速度：為從慢速下刀高度切入工件前刀具行進的速度，；退刀速度；刀具離開工件回到安全高度時刀具行進的速度，在安全高度以上刀具行進的線速度取機床的G00。行間連接速度：用于有往復加工的加工方式中，避開在順逆銑的變換過程中，機床的進給方向產(chǎn)生急劇變化對機床及工件的損壞。此速度一般小于進給速度起止高度：進退刀具的初始高度。安全高度：為避開碰撞工件而設定的高度，應高于零件的最大高度。G0快速下刀到指定位置，然后以接近速度下刀到加工位置?？焖僮叩禛00

起止高度切削〔進給速度〕 安全高度慢速下刀高度接近速度走刀

加工圖形

退刀〔退刀速圖8-9速度參數(shù)與加工的效率親熱相關，而這些速度參數(shù)的給定一般依靠于用戶的閱歷，原則上講，它們與機床本身、工件的材料、刀具材料、工件的加工精度和外表光滑度要求等相關。進退刀參數(shù)功能：制定進退刀方式，避開刀的碰撞及得到好的接刀口質(zhì)量。圖8-10進退刀參數(shù)表進刀方式垂直：刀具在工件的第一個切削點處〔此點為系統(tǒng)依據(jù)圖形外形自動予以推斷〕直接開頭切削。強制：刀具從給定點向工件的第一個切削點前進。圓弧：刀具按給定半徑，以1/4圓弧向工件的第一個切削點前進。轉(zhuǎn)角直線：刀具按給定長度，以相切方式向工件的第一個切削點前進。退刀方式垂直：刀具從工件的最終一個切削點直接退刀。強制：刀具從工件的最終一個切削點向給定點退刀。圓弧：刀具從工件的最終一個切削點按給定半徑，以1/4圓弧退刀。直線：刀具按給定長度，以相切方式從工件的最終一個切削點退刀。各種進退刀方式的示意圖如下：垂直進刀，垂直退刀 直線進刀，圓弧退刀 圓弧進刀，直線退刀圖1 圖2 圖3 強制從圓心進刀，圓弧退刀 圓弧進刀，圓弧退刀圖4 圖5留意：圖1，圖2，圖3加工外輪廓，圖4，圖5加工內(nèi)輪廓進退刀方式對接刀局部的外表質(zhì)量影響很大，我們應依據(jù)裝夾的狀況，選擇一種簡潔下刀避開碰撞，又能保證外表質(zhì)量的下刀，退刀方式加工參數(shù)表說明加工參數(shù)：加工精度：刀具軌跡和實際加工模型的偏差即是加工精度。用戶給出的加工精度是刀具軌跡同加 工模型之間的最大允許偏差，系統(tǒng)保證刀具軌跡與實際加工模型之間的偏離不大于此精度。用戶應依據(jù)實際工藝要求給定加工誤差，如在進展粗加工時，加工誤差可以較大，否則加工效率會受到不必要的影響；而進展精加工時，需依據(jù)外表要求等給定加工誤差。在兩軸加工中，對于直線和圓弧的加工不存在加工誤差，加工誤差指對樣條線進展加工時用折線段靠近樣條時的誤差，加工精度越高，折線段越短，加工代碼越長。拔模斜度：二軸半加工時輪廓具有的傾斜度，與拔?；鶞蕝f(xié)作使用刀次：生成的刀位的行數(shù)頂層高度：加工零件的最高高度底層高度：加工完成后，即最終一層所在的高度。留意此兩高度都為相對當前坐標系的值，加工時應將機床坐標系與當前坐標系設為全都。每層下降高度：每加工完一層，加工下一層時刀具下降的高度。拐角過渡方式：拐角過渡就是在切削過程遇到拐角時的處理方式，本系統(tǒng)供給尖角和圓弧兩種過渡方法，如下圖所示