數(shù)控加工技術(shù)及應(yīng)用 課件 項(xiàng)目二 零件數(shù)控銑削加工

項(xiàng)目二零件數(shù)控銑削加工任務(wù)一長方體零件外輪廓加工任務(wù)二長方體六面及外輪廓銑削加工任務(wù)三平面型腔類零件銑削加工任務(wù)四盤類零件鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔加工任務(wù)五盤類零件螺紋加工任務(wù)六盤類零件曲面加工

任務(wù)一長方體零件外輪廓加工

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)(1)了解數(shù)控銑床各部分系統(tǒng)組成及主要技術(shù)參數(shù);(2)掌握數(shù)控銑床加工程序的一般格式;(3)掌握絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編程;(4)掌握數(shù)控銑削編程最基本的指令。

技能目標(biāo)

(1)會(huì)使用手動(dòng)及手搖方式進(jìn)行機(jī)床調(diào)整;

(2)會(huì)正確對刀,用G92指令建立工件坐標(biāo)系;

(3)會(huì)輸入程序并進(jìn)行圖形模擬;

(4)會(huì)使用數(shù)控銑床進(jìn)行長方體零件外輪廓加工。

二、工作任務(wù)

長方體零件如圖2-1所示,材料為2A12-鋁合金,毛坯尺寸為85mm×85mm×35mm,編寫加工程序,用自動(dòng)運(yùn)行方式加工零件至要求的尺寸。

圖2-1長方體零件圖

三、相關(guān)知識(shí)

(一)DXK45立式數(shù)控床身銑床操作面板說明及各功能按鈕的操作

1.CRT/MDI單元

圖2-2所示為FANUC0iMateMB系統(tǒng)的CRT/MDI單元示意圖。

圖2-2-CRT/MDI單元圖

圖2-3所示為MDI鍵盤,其各鍵功能與FANUC0iMateTB系統(tǒng)基本相同,鍵盤各鍵的功能在項(xiàng)目一的任務(wù)一中已列舉。

圖2-3MDI鍵盤的布局圖

2.主操作面板

主操作面板位于CRT/MDI面板下方,主要包括機(jī)床操作的各個(gè)旋鈕開關(guān)、倍率開關(guān)、急停按鈕、機(jī)床狀態(tài)指示燈等功能,面板布局因生產(chǎn)廠家不同而不同。

1)方式選擇開關(guān)

(1)手輪方式:按手搖脈沖發(fā)生器上的指定軸,以手輪進(jìn)給方式移動(dòng)。

(2)手動(dòng)方式:按“+”或“-”按鈕,可使被選擇軸按面板倍率開關(guān)對應(yīng)的速度移動(dòng)。

(3)手動(dòng)快速方式:按“+”或“-”按鈕,可使被選擇軸按規(guī)定速度快速移動(dòng)。

(4)手動(dòng)返回參考點(diǎn)方式:先選擇返回參考點(diǎn)的軸,按“+”按鈕,可使被選擇的軸按規(guī)定速度自動(dòng)返回參考點(diǎn),相應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮。

(5)MDI方式:手動(dòng)輸入幾段程序指令,啟動(dòng)運(yùn)行輸入的程序。

(6)程序編輯方式:用于輸入或編輯零件加工程序。

(7)自動(dòng)運(yùn)行方式:用于執(zhí)行零件加工程序。

2)手動(dòng)操作開關(guān)

(1)手動(dòng)軸選擇開關(guān):用于手動(dòng)方式、手動(dòng)快速方式、手動(dòng)返回參考點(diǎn)方式下被選擇的手動(dòng)軸X、Y、Z。

(2)超程解除按鈕:用于當(dāng)機(jī)床任意一軸超出行程范圍時(shí),該軸的硬件超程開關(guān)動(dòng)作。按下該按鈕,機(jī)床便進(jìn)入緊急停止?fàn)顟B(tài),此時(shí)(按下超程解除按鈕的同時(shí)),反方向手動(dòng)可將這一軸移出超程區(qū)域。

3)倍率開關(guān)

(1)進(jìn)給倍率開關(guān):在自動(dòng)方式下進(jìn)給速度的倍率為0%~150%。在手動(dòng)方式下進(jìn)給速度的倍率為0%~100%。

(2)快速倍率開關(guān):用于給定G00和手動(dòng)快速倍率,有LOW、50%、100%三擋。

(3)主軸倍率開關(guān):用于主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),擋位有50%、60%、70%、80%、90%、100%、110%、120%。

4)選擇功能開關(guān)及指示燈

(1)單程序段:將該開關(guān)打開,相應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮。自動(dòng)方式下按循環(huán)啟動(dòng)按鈕,程序被一段一段地執(zhí)行。

(2)選擇跳段:將該開關(guān)打開,相應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮。自動(dòng)方式下加工程序中有“/”符號的程序段將被跳過,不執(zhí)行。

(3)選擇停止:將該開關(guān)打開,相應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮。自動(dòng)方式下加工程序中的M01被認(rèn)為具有和M00同樣的功能。

(4)試運(yùn)行:將該開關(guān)打開,相應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮。自動(dòng)方式下加工程序中不同的進(jìn)給速度F將以同樣的速度快速運(yùn)行,運(yùn)行速度可由進(jìn)給倍率開關(guān)調(diào)節(jié)。

(5)機(jī)床閉鎖:將該開關(guān)打開,相應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮。在自動(dòng)方式下,各軸的運(yùn)動(dòng)都被鎖住,顯示的坐標(biāo)位置正常變化,主軸開、停及變速按程序進(jìn)行。

(6)Z軸閉鎖:將該開關(guān)打開,相應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮。在自動(dòng)方式下,Z軸的運(yùn)動(dòng)被鎖住,顯示的坐標(biāo)位置正常變化,X、Y軸運(yùn)行,主軸開、停及變速按程序進(jìn)行。

(7)循環(huán)啟動(dòng)按鈕:按下此按鈕,相應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮,在編輯或MDI方式下輸入的程序被自動(dòng)執(zhí)行,當(dāng)程序執(zhí)行完時(shí),指示燈熄滅。

(8)進(jìn)給保持按鈕:在循環(huán)啟動(dòng)執(zhí)行中,按下該按鈕,相應(yīng)的指示燈被點(diǎn)亮。此時(shí)暫停程序的執(zhí)行并保持NC系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)。再按下該按鈕,相應(yīng)的指示燈熄滅,系統(tǒng)則繼續(xù)執(zhí)行程序。

5)主軸操作

(1)主軸正轉(zhuǎn):在手動(dòng)方式下使主軸按被S指定的速度正轉(zhuǎn)。

(2)主軸反轉(zhuǎn):在手動(dòng)方式下使主軸按被S指定的速度反轉(zhuǎn)。

(3)主軸停止:在任何方式下使主軸立即減速停止。

6)緊急停止

在緊急情況下,按該按鈕可以使機(jī)床的全部動(dòng)作立即停止

(二)數(shù)控銑床的坐標(biāo)系

1.機(jī)床坐標(biāo)系

在數(shù)控機(jī)床中,為了確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng),使機(jī)床移動(dòng)部件能夠精確定位,需要在機(jī)床上建立坐標(biāo)系。

圖2-4所示為立式數(shù)控床身銑床DXK45機(jī)床坐標(biāo)系示意圖,O為機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn),該機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)及參考點(diǎn)在同一位置,該點(diǎn)是機(jī)床的一個(gè)固定點(diǎn),在出廠前已經(jīng)預(yù)調(diào)好,不允許用戶隨意改動(dòng)。

圖2-4機(jī)床坐標(biāo)系示意圖

2.工件坐標(biāo)系

在數(shù)控編程時(shí),為了簡化編程,首先要確定工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)。工件原點(diǎn)也叫編程原點(diǎn),是人為設(shè)定的,應(yīng)便于坐標(biāo)計(jì)算及編程。工件坐標(biāo)系是指由工件原點(diǎn)與X、Y、Z

軸組成的工件坐標(biāo)系,當(dāng)建立起工件坐標(biāo)系后,顯示器上絕對坐標(biāo)顯示的是刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置。

(三)絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編程

1.絕對坐標(biāo)編程G90

絕對尺寸值依據(jù)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)來確定,它與工件坐標(biāo)系的建立位置有關(guān),如圖2-5所示,O點(diǎn)為工件坐標(biāo)系原點(diǎn),B點(diǎn)X、Y的絕對坐標(biāo)為(47,25)。

例:刀具從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)的程序?yàn)镚90G01X47Y25F100;

圖2-5絕對編程

2.增量坐標(biāo)編程G91

增量尺寸是指機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)尺寸值相對于前一位置來確定,它與工件坐標(biāo)系的建立位置無關(guān),如圖2-6所示,從A點(diǎn)到B點(diǎn),X、Y的增量坐標(biāo)為(38,15)。

圖2-6增量編程

1.準(zhǔn)備功能G指令

準(zhǔn)備功能也稱G功能,它是由地址字G及其后面的兩位數(shù)字組成的,主要用來指令機(jī)床的動(dòng)作方式。

1)工件坐標(biāo)系設(shè)定G92

該指令是一個(gè)非運(yùn)動(dòng)指令,只起預(yù)置寄存作用,一般作為第一條指令放在整個(gè)程序的前面,程序結(jié)束后,刀具必須回到起刀點(diǎn)的位置,才能再次加工。用該指令設(shè)定工件坐標(biāo)系后,刀具的起刀點(diǎn)到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)之間的距離就是一個(gè)確定的絕對坐標(biāo)值。

刀位點(diǎn)是表示刀具尺寸的特征點(diǎn),由于刀具的幾何形狀不同,其刀位點(diǎn)的位置不同。圖2－7所示為常用刀具的刀位點(diǎn)。

2)快速點(diǎn)定位指令G00

3)直線插補(bǔ)指令G01

圖2-7刀位點(diǎn)

2.輔助功能M指令

輔助功能是由地址M及后面兩位數(shù)字組成的,主要用于機(jī)床加工操作時(shí)的工藝性指令。

M03———主軸正轉(zhuǎn)(由Z軸正向朝負(fù)向看,順時(shí)針旋轉(zhuǎn))

M04———主軸反轉(zhuǎn)(由Z軸正向朝負(fù)向看,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))

M05———主軸停轉(zhuǎn)

M08———冷卻開

M09———冷卻關(guān)

M30———程序結(jié)束

3.功能指令F、S

1)功能指令F

指令F指定進(jìn)給速度,由地址F和其后面的數(shù)字組成。

2)功能指令S

(五)數(shù)控銑床操作步驟

1.開機(jī)準(zhǔn)備工作

(1)打開機(jī)床總電源開關(guān),置于“ON”位置。

(2)按下CNC面板電源按鈕。

2.回機(jī)床參考點(diǎn)

(1)將方式選擇旋鈕轉(zhuǎn)至手動(dòng)返回參考點(diǎn)。

(2)按下軸向選擇鍵“+Z”,則Z軸回參考點(diǎn),待Z軸的參考點(diǎn)指示燈亮起,即表示Z軸已回參考點(diǎn)。

(3)按下軸向選擇鍵“+X”,則X軸回參考點(diǎn),待X軸的參考點(diǎn)指示燈亮起,即表示X軸已回參考點(diǎn)。

(4)按下軸向選擇鍵“+Y”,則Y軸回參考點(diǎn),待Y軸的參考點(diǎn)指示燈亮起,即表示Y軸已回參考點(diǎn)。

3.手動(dòng)控制

手動(dòng)操作時(shí),可完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、主軸旋轉(zhuǎn)、冷卻液開或關(guān)等動(dòng)作。

1)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操作

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)操作包括手動(dòng)方式的選擇,進(jìn)給速度、進(jìn)給方向的控制。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中,按下坐標(biāo)進(jìn)給鍵,進(jìn)給部件連續(xù)移動(dòng),直到松開坐標(biāo)進(jìn)給鍵為止。

2)主軸及冷卻操作

在手動(dòng)狀態(tài)下,可啟動(dòng)主軸正、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn),冷卻液開、關(guān)等動(dòng)作。

四、任務(wù)實(shí)施

(一)數(shù)控銑床對刀

用G92設(shè)定工件坐標(biāo)系的步驟如下:

(二)編制加工程序

圖2-8對刀建立工件坐標(biāo)系

(三)自動(dòng)加工

1.機(jī)床試運(yùn)行

(1)按下編輯鍵,調(diào)出需要執(zhí)行的程序號O2001,將光標(biāo)移動(dòng)到O2001位置。

(2)按下AUTO自動(dòng)運(yùn)行按鈕鍵。

(3)按下PROG鍵,按下“檢視”軟鍵,使屏幕顯示正在執(zhí)行的程序及坐標(biāo)。

(4)按下“機(jī)床鎖住”鍵。

(5)按下“循環(huán)啟動(dòng)”鍵,機(jī)床試運(yùn)行執(zhí)行程序,刀具不進(jìn)給,這時(shí)可檢查輸入的程序是否正確、程序有無編寫格式錯(cuò)誤等。機(jī)床試運(yùn)行主要用于檢查刀具軌跡是否與要求相符。

(6)按GRAPH鍵,顯示動(dòng)態(tài)圖形畫面,檢查刀具運(yùn)動(dòng)軌跡

2.機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行

(1)分別移動(dòng)X軸、Y軸、Z軸至G92設(shè)定的起刀點(diǎn)位置。如圖2-8所示,使刀具刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系下的(60,60,30)位置。

(2)按下編輯鍵,調(diào)出需要執(zhí)行的程序號O2001,將光標(biāo)移動(dòng)到O2001位置。

(3)按下AUTO自動(dòng)方式選擇鍵。

(4)按下PROG鍵,按下“檢視”軟鍵,使屏幕顯示正在執(zhí)行的程序及坐標(biāo)。

(5)按下“循環(huán)啟動(dòng)”鍵,自動(dòng)循環(huán)執(zhí)行加工程序。

(6)根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速和刀具進(jìn)給量。在機(jī)床運(yùn)行過程中,可以用“主軸倍率”旋鈕進(jìn)行主軸轉(zhuǎn)速的修調(diào),用“進(jìn)給倍率”旋鈕可進(jìn)行刀具進(jìn)給速度的修調(diào)。

五、知識(shí)拓展

(一)數(shù)控銑床坐標(biāo)軸的命名

(1)Z軸。一般選取產(chǎn)生切削力的主軸軸線為Z軸,刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较颉?/p>

(2)X軸。立式數(shù)控銑床操作者面對機(jī)床,由主軸頭看向機(jī)床立柱,水平向右方向?yàn)閄軸正方向。

(3)Y軸。

根據(jù)已確定的X、Z軸,如圖2-9所示,按右手笛卡兒直角坐標(biāo)系規(guī)則來確定Y軸。

圖2-9右手笛卡兒直角坐標(biāo)系

(4)A、B、C軸。根據(jù)已確定的X、Y、Z軸,如圖2-9所示,用右手螺旋法則分別確定A、B、C三個(gè)回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸,螺旋前進(jìn)方向?yàn)槠湔较颉?/p>

(5)附加坐標(biāo)軸。平行于X、Y、Z軸的第二組坐標(biāo)軸用U、V、W表示。第二組回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸用D、E、F表示。

如果假定刀具不動(dòng)、工件運(yùn)動(dòng),這時(shí)確定的機(jī)床坐標(biāo)系的表示字母右上角帶“'”,如X'、Y'、Z'、A'、B'、C',如圖2-10所示。

帶“'”與不帶“'”的機(jī)床坐標(biāo)軸方向正好相反,操作者必須對同一問題的兩種坐標(biāo)表示方式都要熟悉。

圖2-10帶“'”與不帶“'”坐標(biāo)系的關(guān)系

(二)DXK45數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù)及各部分組成

1.DXK45數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù)

DXK45數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù)見表2-1

2.DXK45數(shù)控銑床各部分組成

1)主傳動(dòng)系統(tǒng)

主傳動(dòng)系統(tǒng)由FANUC交流主軸電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)到主軸,傳動(dòng)比為1∶2。

2)進(jìn)給系統(tǒng)

進(jìn)給系統(tǒng)由FANUC交流伺服電機(jī)X、Y、Z軸通過彈性聯(lián)軸節(jié)與進(jìn)給滾珠絲杠直連。

3)刀柄自動(dòng)夾緊及換刀系統(tǒng)

自動(dòng)夾緊刀具機(jī)構(gòu),由拉桿、碟形彈簧、松刀油缸和卡爪等部分組成。

4)自動(dòng)潤滑系統(tǒng)

機(jī)床導(dǎo)軌及滾珠絲杠的潤滑由CNC系統(tǒng)控制定量齒輪潤滑泵,定時(shí)給運(yùn)動(dòng)部件導(dǎo)軌及滾珠絲杠供油,油箱配有液位開關(guān),CNC系統(tǒng)可對油箱內(nèi)液位進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警,也可對潤滑周期進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。

5)冷卻系統(tǒng)

機(jī)床配有冷卻箱,根據(jù)加工要求選用合理的切削液,由閥門控制流量大小,手動(dòng)或通過程序指令進(jìn)行開、關(guān)控制。

(三)DXK45立式數(shù)控銑床安全操作規(guī)程及維護(hù)保養(yǎng)

(1)操作機(jī)床前,應(yīng)熟悉機(jī)床的結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù),按照上電順序啟動(dòng)機(jī)床。

(2)機(jī)床上電后,檢查各開關(guān)、按鈕和按鍵是否正常,有無報(bào)警及其他異?，F(xiàn)象。

(3)機(jī)床手動(dòng)回零,按照先回Z軸,再回X、Y軸的順序進(jìn)行。

(4)輸入并嚴(yán)格檢查程序的正確性,并在機(jī)床鎖定或Z軸鎖定的情況下,單段執(zhí)行程序進(jìn)行圖形模擬,確認(rèn)走刀軌跡是否正確。

(5)檢查所選擇的切削參數(shù)S、F是否合理,刀具和工件是否裝夾可靠,定位是否準(zhǔn)確。

(6)在工作臺(tái)上安裝工件和夾具時(shí),應(yīng)考慮重力平衡,合理利用臺(tái)面。

(7)正確對刀,建立工件坐標(biāo)系,手動(dòng)移動(dòng)坐標(biāo)系各軸,確認(rèn)對刀的準(zhǔn)確性。

(8)機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行加工時(shí),必須關(guān)閉防護(hù)罩。

(9)禁止戴手套操作機(jī)床,留長發(fā)者,要將頭發(fā)盤起來并戴好工作帽。

(10)不要觸摸正在加工的工件,運(yùn)轉(zhuǎn)的刀具、主軸或進(jìn)行工件測量。

(11)機(jī)床加工中,禁止清掃切屑,等待機(jī)床停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,用毛刷清除切屑。

(12)禁止在主軸上敲擊夾緊刀具,應(yīng)在刀具安裝臺(tái)上裝夾刀具。

(13)不能隨意改變數(shù)控系統(tǒng)出廠設(shè)置好的機(jī)床參數(shù)。

(14)每天檢查潤滑油箱,油量不足時(shí),增添32號液壓導(dǎo)軌潤滑油。

(15)每天檢查液壓站油液位置,油液低于正常位置時(shí),增添30號液壓油。

(16)每天檢查液壓站壓力,正常值為3.5~4.0MPa,不在正常值時(shí)調(diào)整液流閥。

(17)下班前應(yīng)清掃機(jī)床,保持清潔,將工作臺(tái)移至中間位置并切斷電源。

能力測試

1.熟悉操作面板上每個(gè)按鈕及按鍵的作用。

2.如圖2-11所示的長方體零件,材料為2A12鋁合金,毛坯尺寸為85mm×85mm×35mm,編寫零件加工程序,加工至圖紙要求。

圖2-11長方體零件圖

任務(wù)小結(jié)

(1)數(shù)控銑床的機(jī)床坐標(biāo)系由廠家設(shè)定,工件坐標(biāo)系原點(diǎn)由編程人員設(shè)定;數(shù)控銑床基本指令的應(yīng)用;F、M、S指令功能;數(shù)控銑床對刀方法;面板操作;程序輸入、編輯;手動(dòng)控制機(jī)床;自動(dòng)運(yùn)行加工;數(shù)控銑床各部分的組成。

(2)長方體零件外輪廓加工示例,綜合運(yùn)用各種G、F、M、S等指令進(jìn)行編程。

任務(wù)二長方體六面及外輪廓銑削加工

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)(1)掌握銑平面及外輪廓的編程方法;(2)掌握圓弧插補(bǔ)G02、G03指令的應(yīng)用;(3)掌握刀具半徑補(bǔ)償G41、G42、G40指令的應(yīng)用。

技能目標(biāo)

(1)會(huì)用G54~G59設(shè)定工件坐標(biāo)系,正確對刀;

(2)會(huì)編寫平面及外輪廓加工程序;

(3)會(huì)使用數(shù)控銑床進(jìn)行平面及外輪廓加工。

二、工作任務(wù)

零件圖如圖2-12所示,材料為2A12鋁合金,毛坯尺寸為85mm×85mm×35mm,編寫加工程序,按圖加工至尺寸要求。

圖2-12-零件圖

三、相關(guān)知識(shí)

(一)設(shè)定工件坐標(biāo)系G54~G59

數(shù)控銑床設(shè)定工件坐標(biāo)系常用兩種方式,一種是用G92設(shè)定,另一種是用G54~G59設(shè)定。

用CRT/MDI在參數(shù)表中設(shè)置G54工件坐標(biāo)系的步驟如下:

(1)按下MDI面板上的OFFSET/SETTING鍵,在工件坐標(biāo)系設(shè)置頁面中找到G54,移動(dòng)光標(biāo)到Z對應(yīng)的數(shù)據(jù)框。

(2)啟動(dòng)主軸,按圖2-13所示將Z軸手動(dòng)移動(dòng)到工件坐標(biāo)系Z0點(diǎn)(工件頂面),用?12立銑刀試切,在MDI面板上輸入Z0,按下CRT下部測量軟鍵,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算刀具當(dāng)前點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值,并保存到G54下的Z數(shù)據(jù)框中,完成Z軸對刀。

圖2-13Z軸對刀

(3)移動(dòng)光標(biāo)到X對應(yīng)的數(shù)據(jù)框,按圖2-14所示將X軸手動(dòng)移動(dòng)到右側(cè)工件外輪廓A點(diǎn)試切,在MDI面板上輸入刀具中心當(dāng)前點(diǎn)在欲建立的工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)X48.5(85/2+12/2),按下CRT下部測量軟鍵,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算刀具中心當(dāng)前點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值,并保存到G54下的X數(shù)據(jù)框中,完成X軸對刀;或?qū)軸手動(dòng)移動(dòng)到左側(cè)工件外輪廓B點(diǎn)試切,在MDI面板上輸入X-48.5(85/2+12/2),按下CRT下部測量軟鍵,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算刀具中心當(dāng)前點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值,并保存到G54下的X數(shù)據(jù)框中,完成X軸對刀。

(4)移動(dòng)光標(biāo)到Y(jié)對應(yīng)的數(shù)據(jù)框,按圖2-14所示將Y軸手動(dòng)移動(dòng)到前側(cè)工件外輪廓C點(diǎn)試切,在MDI面板上輸入Y-48.5(85/2+12/2),按下CRT下部測量軟鍵,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算刀具中心當(dāng)前點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值,并保存到G54下的Y數(shù)據(jù)框中,完成Y軸對刀。

圖2-14X、Y軸對刀

(5)執(zhí)行G54后,CRT顯示器上的絕對坐標(biāo)X、Y、Z值表示當(dāng)前刀具刀位點(diǎn)在G54工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置,這樣就完成了G54的設(shè)置。

(二)坐標(biāo)平面選擇指令G17、G18、G19

在進(jìn)行圓弧插補(bǔ)時(shí),必須選擇插補(bǔ)平面,用G17選擇XY平面,用G18選擇ZX平面,用G19選擇YZ平面,各插補(bǔ)平面如圖2-15所示。

圖2-15插補(bǔ)平面

(三)圓弧插補(bǔ)指令G02、G03

圓弧插補(bǔ)指令可命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進(jìn)給速度作圓弧運(yùn)動(dòng),切削出圓弧輪廓。圓弧插補(bǔ)指令分為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G02-和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G03。如圖2-16所示,圓弧運(yùn)動(dòng)的判定方向?yàn)閺姆遣逖a(bǔ)平面的第三坐標(biāo)正向朝負(fù)向看,順時(shí)針方向?yàn)镚02,逆時(shí)針方向?yàn)镚03。

圖2-16圓弧插補(bǔ)方向與平面選擇的關(guān)系

1.用插補(bǔ)參數(shù)I、J、K編程

指令格式為:

G17G02(G03)XYIJF;

G18G02(G03)XZIKF;

G19G02(G03)YZJKF;

其中:X、Y、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo);F為圓弧進(jìn)給速度;I、J、K分別為圓心相對圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo),即圓弧起點(diǎn)到圓心的矢量在X、Y、Z方向的分量,如圖2-17所示,插補(bǔ)參數(shù)等于圓心坐標(biāo)減去起點(diǎn)坐標(biāo),這與G90、G91無關(guān)。

圖2-17用插補(bǔ)參數(shù)I、J、K編程

2.用圓弧半徑R編程

指令格式為:

G17G02(G03)XYRF;

G18G02(G03)XZRF;

G19G02(G03)YZRF;

其中:X、Y、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo);F為圓弧進(jìn)給速度;R為圓弧半徑,如圖2-18所示,從起點(diǎn)A到終點(diǎn)B,在相同的半徑下,圓心在C點(diǎn)及D點(diǎn)的兩種情況分別用R的正、負(fù)值來區(qū)別。

圖2-18圓弧半徑編程

例1如圖2-19所示,刀具當(dāng)前位置在A點(diǎn),刀具軌跡為A→B→C,分別用絕對坐標(biāo)G90編程;增量坐標(biāo)G91編程;插補(bǔ)參數(shù)I、J編程;圓弧半徑R編程。圖2-19圓弧插補(bǔ)

(四)刀具半徑補(bǔ)償指令G41、G42、G40

1.刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕?/p>

指令格式為:

G00(或G01)G41(或G42)D

X

Y

;

其中:G41為左側(cè)刀具半徑補(bǔ)償,如圖2-20所示圖2-20刀具半徑左補(bǔ)償及右補(bǔ)償

直線情況時(shí),如圖2-21所示,用G41指令時(shí),刀具欲從起點(diǎn)A移至終點(diǎn)B,當(dāng)執(zhí)行有刀具半徑補(bǔ)償指令的程序段后,將在終點(diǎn)B處形成一個(gè)與直線BF相垂直的矢量BC,刀具中心由A點(diǎn)移至C點(diǎn),形成的矢量BC在直線BF左邊,刀具中心偏向編程軌跡左邊。用G42指令時(shí),矢量BC與直線BD垂直,刀具中心偏向編程軌跡右邊。

圖2-21直線情況

圓弧情況時(shí),如圖2-22所示,B點(diǎn)的偏移矢量BC垂直于過B點(diǎn)的切線。圓弧上每一點(diǎn)的偏移矢量方向總是變化的。圖2-22-圓弧情況

2.刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行

刀具半徑補(bǔ)償建立后,刀具中心軌跡始終偏離編程軌跡一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值,如圖2-23所示,細(xì)實(shí)線表示刀具中心軌跡,粗實(shí)線表示編程軌跡。

圖2-23刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行

3.刀具半徑補(bǔ)償?shù)某蜂N

最后一段刀具半徑補(bǔ)償軌跡加工完成后,與建立刀具半徑補(bǔ)償類似,也應(yīng)有一直線程序段G00或G01指令取消刀具半徑補(bǔ)償,以保證刀具從刀具半徑補(bǔ)償終點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到取消刀具

半徑補(bǔ)償點(diǎn)。指令中有X、Y時(shí),X、Y表示編程軌跡取消刀補(bǔ)點(diǎn)位置的坐標(biāo)值。

例2-零件圖如圖2-23所示,其加工程序如下:

四、任務(wù)實(shí)施

(一)零件加工方案的確定

根據(jù)如圖2-12所示的零件圖,長方體六個(gè)面及頂面的外輪廓的加工需要兩次裝夾才能完成。

第一次裝夾,用平口虎鉗,以毛坯面為粗基準(zhǔn),厚度方向夾持7mm,側(cè)面伸出虎鉗鉗口28mm,加工底面及長方體四個(gè)側(cè)面。

第二次裝夾,用平口虎鉗,以已加工過的側(cè)面及底面為精基準(zhǔn)定位,加工頂面及外輪廓。

(二)編寫加工程序

1.加工底面的程序

選用?100盤銑刀,用G54設(shè)定工件坐標(biāo)系,Z軸原點(diǎn)設(shè)在毛坯表面,X、Y軸原點(diǎn)設(shè)在工件對稱中心。

2.加工長方體四個(gè)側(cè)面的程序

選用?20立銑刀,用G54設(shè)定工件坐標(biāo)系,Z軸原點(diǎn)設(shè)在工件表面,X、Y軸原點(diǎn)設(shè)在工件對稱中心。

3.加工頂面程序

選用?100盤銑刀,用G54設(shè)定工件坐標(biāo)系,Z軸原點(diǎn)設(shè)在工件底面,X、Y軸原點(diǎn)設(shè)在工件對稱中心。

4.加工外輪廓面程序

選用?20立銑刀,用G54設(shè)定工件坐標(biāo)系,Z軸原點(diǎn)設(shè)在工件頂面,X、Y軸原點(diǎn)設(shè)在工件對稱中心。

五、知識(shí)拓展

(一)分析銑平面及外輪廓加工工藝,確定走刀路線

1.擬定工藝路線

在數(shù)控銑床上加工零件時(shí),一般按工序集中的原則劃分工序。加工工步按照基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、刀具集中的方法。

2.確定走刀路線

平面加工一般采用面銑刀加工。

3.逆銑和順銑

銑削有逆銑和順銑兩種方式,如圖2-24所示。圖2-24逆銑與順銑

(二)平口虎鉗的使用

1.平口虎鉗的結(jié)構(gòu)

常用平口虎鉗有回轉(zhuǎn)式和非回轉(zhuǎn)式兩種?；剞D(zhuǎn)式的鉗體能在底座上任意扳轉(zhuǎn)角度,如圖2-25所示,非回轉(zhuǎn)式不能在底座上扳轉(zhuǎn)角度。

圖2-25回轉(zhuǎn)式平口虎鉗的結(jié)構(gòu)

2.平口虎鉗的用途與規(guī)格

銑削長方體零件的平面、臺(tái)階面及斜面時(shí)常用平口虎鉗裝夾。平口虎鉗的規(guī)格用鉗口開口寬度來表示,有100mm、120mm、150mm等規(guī)格。

3.平口虎鉗的安裝

(1)將平口虎鉗底面和數(shù)控銑床工作臺(tái)面清理干凈,必要時(shí)用油石打磨,不能有毛刺,如圖2-26所示把虎鉗放在工作臺(tái)面上,前后推拉幾下,讓二者間無污塵,充分接觸。圖2-26平口虎鉗的安裝找正

(2)推動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)虎鉗,目測使固定鉗口與機(jī)床坐標(biāo)軸平

行且螺栓U形槽對準(zhǔn)工作臺(tái)T形槽后,從工作臺(tái)側(cè)面插入T

形塊或T形螺栓。

(3)用墊圈、螺母或墊塊、壓板輕微壓緊虎鉗,擰緊平口

鉗轉(zhuǎn)盤螺釘,張大鉗口。

(4)把裝有杠桿百分表或普通百分表的磁性表座吸在主

軸箱上。

(5)用手搖方式手動(dòng)調(diào)整X、Y、Z軸的位置,使百分表的觸頭與虎鉗固定鉗口的光滑側(cè)面盡可能垂直接觸壓表。

(6)用手輪移動(dòng)X軸,觀察百分表指針的晃動(dòng)情況,用彈性榔頭輕敲虎鉗,直到將表針晃動(dòng)量調(diào)整到要求的精度為止。

(7)用扳手緊固螺母,壓緊虎鉗。

(8)移動(dòng)X軸,再觀察一下表針的晃動(dòng)情況,如超出規(guī)定,用彈性榔頭敲擊虎鉗的某些部位作微量調(diào)整,直至滿足要求為止,最后徹底擰緊螺母,取下磁性表座。

(三)工件裝夾

如圖2-27所示,根據(jù)工件的高度情況,在虎鉗的鉗口內(nèi)放入墊鐵(比工件窄),然后放入工件,用彈性榔頭敲擊工件的上表面,使工件與墊鐵完全接觸,擰緊虎鉗鉗口。

圖2-27工件裝夾

(1)工件安裝時(shí),基準(zhǔn)面應(yīng)緊貼固定鉗口面。

(2)虎鉗上安裝工件時(shí),工件位置要適當(dāng),不要靠一端,以提高銑削時(shí)的穩(wěn)定性。

(3)工件的加工面應(yīng)高于鉗口,如工件低于鉗口平面時(shí),可在工件下墊放適當(dāng)厚度的平行墊鐵,裝夾時(shí)應(yīng)使工件緊貼在平行墊鐵上。

(四)手動(dòng)換刀

(1)按下松刀按鈕。

(2)將刀柄組合體裝入主軸錐孔,注意主軸端面鍵與刀柄鍵槽的位置。

(3)松開按鈕,刀柄組合體被固定在主軸上。

能力測試

如圖2-28所示的長方體零件,材料為2A12鋁合金,毛坯尺寸為85mm×85mm×35mm,制訂零件加工方案,編寫零件加工程序,加工至圖紙要求。

圖2-28長方體零件圖

任務(wù)小結(jié)

(1)數(shù)控銑床G54~G59工件坐標(biāo)系的設(shè)定;G17、G18、G19坐標(biāo)平面選擇指令應(yīng)用;G02、G03圓弧插補(bǔ)指令應(yīng)用;G41、G42、G40刀具半徑補(bǔ)償指令應(yīng)用。

(2)平口虎鉗的使用;工件裝夾;刀具裝夾;手動(dòng)換刀。

任務(wù)三平面型腔類零件銑削加工

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)(1)掌握銑內(nèi)凹平面及內(nèi)輪廓的編程方法;(2)掌握子程序指令M98、M99的應(yīng)用。

技能目標(biāo)(1)會(huì)編寫內(nèi)凹平面及內(nèi)輪廓加工程序;(2)會(huì)使用數(shù)控銑床進(jìn)行平面型腔類零件銑削加工。

二、工作任務(wù)

零件圖如圖2-29所示,材料為2A12鋁合金,六面尺寸為80mm×80mm×30mm,外輪廓尺寸為72mm×72mm×5mm,前道工序已加工至尺寸要求,按圖編寫內(nèi)輪廓加工程序,加工至尺寸要求。

圖2-29零件圖

三、相關(guān)知識(shí)

(一)子程序指令M98、M99

在一個(gè)加工程序中,如果其中有些加工內(nèi)容完全相同,為了簡化程序,可以把這些重復(fù)的程序段單獨(dú)列出,并按一定的格式編寫成一個(gè)程序,該程序稱為子程序。

1.子程序的格式

2.子程序的調(diào)用

3.子程序的執(zhí)行

從主程序中調(diào)用子程序或由子程序調(diào)用下一級子程序的執(zhí)行順序如圖2-30所示。

圖2-30子程序執(zhí)行順序圖

(二)型腔加工下刀方式及走刀路線設(shè)計(jì)

1.銑削凹平面及內(nèi)輪廓工藝分析

銑削凹平面及內(nèi)輪廓時(shí),一般要根據(jù)內(nèi)輪廓深度及圓角半徑選擇刀具,刀具半徑應(yīng)小于或等于內(nèi)輪廓圓角半徑,刀具刃長應(yīng)大于內(nèi)輪廓深度。

2.確定走刀路線

內(nèi)輪廓銑削加工路線的確定,一般是采用鍵槽銑刀或立銑刀側(cè)刃切削。

四、任務(wù)實(shí)施

(一)零件加工方案的確定

根據(jù)零件圖2-29,六面尺寸為80mm×80mm×30mm,外輪廓尺寸為72mm×72mm×5mm,前道工序已加工至尺寸要求,內(nèi)輪廓(40mm×40mm×10mm)需要加工,要求一次裝夾就能完成。

(二)編寫加工程序

五、知識(shí)拓展

(一)刀具及刀柄的合理選擇

1.數(shù)控銑床的刀柄標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控銑床的刀柄一般采用7∶24錐面與主軸錐孔配合定位,刀柄及其尾部的拉釘已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,常用的刀柄規(guī)格有BT30、BT40、BT50。

2.數(shù)控銑床的刀柄

(二)刀具裝夾

1.拉釘與刀柄的連接

拉釘與刀柄連接,刀柄與主軸錐孔配合,選用的拉釘和刀柄必須與機(jī)床的主軸錐孔和拉刀機(jī)構(gòu)相匹配,具體參看機(jī)床使用說明書。拉釘和刀柄有多種規(guī)格,都已標(biāo)準(zhǔn)化,連接時(shí)將刀柄放置在裝卸座上,用扳手將拉釘旋入刀柄尾部擰緊。

2.刀具與刀柄的連接

將刀柄放置在裝卸座上,用專用扳手將刀具裝入或卸下,不同刀柄與刀具的連接方式不同。

(三)切削用量的選擇

銑削用量包括吃刀量、進(jìn)給速度和切削速度。對銑削加工而言,從刀具耐用度出發(fā),先選擇吃刀量,其次確定進(jìn)給速度及切削速度

1.吃刀量的選擇

當(dāng)加工余量不大時(shí),盡量一次進(jìn)給銑去全部加工余量;當(dāng)工件加工精度或表面粗糙度要求較高時(shí),可分粗銑、精銑進(jìn)行。具體數(shù)值可參考表2-2。

2.切削速度

切削速度的選取主要取決于工件材料、刀具材料、刀具的耐用度等因素。具體數(shù)值可參考表2-3。

主軸轉(zhuǎn)速n的單位是r/min,一般根據(jù)切削速度vc、刀具直徑D來選定。其關(guān)系為

3.進(jìn)給速度F

進(jìn)給速度F是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移,單位為mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進(jìn)給量fz的關(guān)系為

F=fz×z×n

每齒進(jìn)給量fz的選取主要取決于工件材料、刀具材料、表面粗糙度等因素。具體數(shù)值可參考表2-4。

能力測試

零件圖如圖2-31所示,材料為2A12鋁合金,六面尺寸為80mm×80mm×30mm,前道工序已加工至尺寸要求,按圖編寫內(nèi)輪廓加工程序,加工至尺寸要求。

圖2-31零件圖

任務(wù)小結(jié)

(1)數(shù)控銑床子程序M98、M99指令應(yīng)用;銑內(nèi)輪廓G41、G42、G40刀具半徑補(bǔ)償指令應(yīng)用。型腔加工下刀方式及走刀路線設(shè)計(jì);刀具及刀柄的合理選擇;切削用量的合理選擇。

(2)平面型腔類零件銑削加工示例,綜合運(yùn)用各種G、F、M、S等指令進(jìn)行編程。

任務(wù)四盤類零件鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔加工一、學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)掌握孔加工固定循環(huán)G81、G82、G83、G73、G85、G86、G80等指令的應(yīng)用;(2)掌握孔加工固定循環(huán)的六個(gè)基本動(dòng)作;(3)掌握鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及鏜孔切削用量的合理選擇。

技能目標(biāo)(1)會(huì)使用各種固定循環(huán)指令編寫孔加工程序;(2)會(huì)使用數(shù)控銑床進(jìn)行盤類零件鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及鏜孔加工。

二、工作任務(wù)

零件圖如圖2-32所示,材料為2A12鋁合金,六面80mm×80mm×30mm、外輪廓72mm×72mm×5mm及內(nèi)輪廓40mm×40mm×10mm,前道工序已加工至尺寸要求,

按圖編寫?25及2×?10孔加工程序,加工至尺寸要求。

圖2-32-零件圖

三、相關(guān)知識(shí)

(一)孔加工固定循環(huán)動(dòng)作

孔加工過程中有許多固定不變的動(dòng)作,將這些動(dòng)作順序用鉆(鏜)孔的固定循環(huán)指令來代替,可大大簡化編程,一個(gè)指令可以控制6個(gè)順序動(dòng)作,如圖2-33所示。

圖2-33固定循環(huán)動(dòng)作

1.固定循環(huán)動(dòng)作

(1)動(dòng)作1:X、Y軸快速移動(dòng)定位,使刀具中心移到孔的中心位置。

(2)動(dòng)作2:快速下刀進(jìn)至R平面,刀具從初始位置快速進(jìn)到R平面后轉(zhuǎn)換為工進(jìn),即切削進(jìn)給。若刀具已在R平面,則不動(dòng)。

(3)動(dòng)作3:刀具以工進(jìn)速度進(jìn)到Z平面,深孔加工時(shí)可多次抬刀。

(4)動(dòng)作4:孔底動(dòng)作,锪孔點(diǎn)窩、鏜孔時(shí)用,包括暫停、主軸準(zhǔn)停、刀具移動(dòng)等動(dòng)作。

(5)動(dòng)作5:快速退刀返回到R平面。

(6)動(dòng)作6:快速退刀返回到初始平面。

2.固定循環(huán)動(dòng)作的幾個(gè)位置

(1)初始平面。

(2)R平面。

(3)Z平面。

3.返回平面模式指令

返回平面模式指令有G98、G99,如圖2-34所示。

G98———返回初始平面。

G99———返回R平面。

圖2-34返回平面模式指令

(二)孔加工固定循環(huán)指令

固定循環(huán)指令中,一個(gè)指令執(zhí)行多個(gè)動(dòng)作,鉆孔、鏜孔等加工指令執(zhí)行以下循環(huán):

G81———鉆孔循環(huán);

G82———锪孔循環(huán);

G83———鉆深孔循環(huán);

G73———高速鉆深孔循環(huán);

G85———鏜孔循環(huán);

G86———鏜孔循環(huán);

G84———攻右旋螺紋;

G74———攻左旋螺紋;

G80———取消孔加工固定循環(huán)。

1.G81鉆孔循環(huán)指令

G81指令主要用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等加工方法,如圖2-35所示。

圖2-35G81鉆孔循環(huán)指令

2.G82锪孔循環(huán)指令

G82指令主要用于點(diǎn)窩和锪臺(tái)階孔,動(dòng)作與G81指令近似,但刀具在孔底要暫停一下,無Z向進(jìn)給時(shí)轉(zhuǎn)幾圈,以保證孔底被锪平,如圖2-36所示。

圖2-36G82锪孔循環(huán)指令

3.G83鉆深孔循環(huán)指令

G83指令用于加工深孔,動(dòng)作是每次進(jìn)刀一定深度后快退抬刀至孔口,將切屑帶出孔外,再進(jìn)刀,循環(huán)往復(fù),使加工繼續(xù)進(jìn)行,可避免刀具折斷,如圖2-37所示。圖中d由系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)設(shè)定,為快進(jìn)至上次鉆孔深度的一定距離,以防撞刀。

圖2-37G83鉆深孔循環(huán)指令

4.G73高速鉆深孔循環(huán)指令

G73指令是為了加工深孔設(shè)置的,對于一些工件材料塑性較好,容易產(chǎn)生帶狀切屑,纏繞鉆頭而影響加工,為了斷屑,鉆孔時(shí)須進(jìn)一下刀,抬一下刀斷屑,如圖2-38所示。圖中d由系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)設(shè)定,為每次抬刀距離。

圖2-38G73高速鉆深孔循環(huán)指令

5.G85鏜孔循環(huán)指令

G85指令是鏜孔指令,為了防止退刀時(shí)劃傷孔表面,采用工進(jìn)速度退刀,如圖2-39所示。

圖2-39G85鏜孔循環(huán)指令

6.G86鏜孔循環(huán)指令

G86與G85的區(qū)別為G86指令在退刀時(shí)在孔底主軸停止,然后快速退刀。這樣可防止以工進(jìn)速度退刀時(shí)將孔鏜大,不易控制精度,但刀具容易在孔壁劃出刀痕,如圖2-40所示。

圖2-40G86鏜孔循環(huán)指令

四、任務(wù)實(shí)施

(一)工藝分析

1.工件定位

根據(jù)零件圖2-32,六面80mm×80mm×30mm、外輪廓72mm×72mm×5mm及內(nèi)輪廓40mm×40mm×10mm,前道工序已加工至尺寸要求,?25及2×?10孔需要加工,要求一次裝夾完成。

2.加工工步

(1)點(diǎn)窩2×?10及?25孔中心(A2.5中心鉆)。

(2)鉆2×?10及?25底孔至尺寸?9.9(?9.9鉆頭)。

(3)擴(kuò)?25底孔,由?9.9孔擴(kuò)至尺寸?23(?23鉆頭)。

(4)鉸2×?10孔至尺寸要求(?10鉸刀)。

(5)粗鏜?25底孔,由?23鏜至尺寸?24.8(鏜刀)。

(6)精鏜?25孔至尺寸要求(鏜刀)。

(二)編寫加工程序

選用G54設(shè)定工件坐標(biāo)系,Z軸原點(diǎn)設(shè)在工件頂面,X、Y軸原點(diǎn)設(shè)在工件對稱中心。

(1)點(diǎn)窩2×?10及?25孔中心,選用A2.5中心鉆。

(2)鉆2×?10及?25底孔至尺寸?9.9,選用?9.9鉆頭。

(3)擴(kuò)?25底孔,由?9.9孔擴(kuò)至尺寸?23,選用?23鉆頭。

(4)鉸2×?10孔至尺寸要求,選用?10H7鉸刀。

(5)粗鏜?25底孔,由?23鏜至尺寸?24.8,選用鏜刀,尺寸調(diào)整為?24.8。

(6)精鏜?25孔至尺寸要求,選用精鏜刀,尺寸調(diào)整為?25。

五、知識(shí)拓展

(一)中心鉆、鉆頭、鉸刀、絲錐及鏜刀等刀位點(diǎn)

各種孔加工方法,其刀具的回轉(zhuǎn)中心都是與主軸同心,對于不同的刀具,其刀位點(diǎn)都位于刀具頂端的回轉(zhuǎn)中心上,如圖2-41所示。對于這些刀具加工孔,刀具中心和孔中心同軸,孔中心主要是在XY平面內(nèi)確定。

圖2-41刀位點(diǎn)

(二)鉆孔切削用量的選擇

1.鉆中心孔切削用量

中心鉆切削用量的選擇表見表2-5。

2.鉆孔切削速度

加工不同材料的切削速度見表2-6。

3.鉆孔切削用量

高速鋼鉆頭切削用量選擇表見表2-7。

(三)孔加工切削用量的選擇

數(shù)控銑床孔加工中的切削用量包括背吃刀量ap、切削速度vc和進(jìn)給量f,這些參數(shù)均應(yīng)在機(jī)床給定的允許范圍內(nèi)選取。

1.孔的加工方法

孔的加工方法比較多,有鉆、擴(kuò)、鉸、鏜和攻絲等,大直徑孔還可采用圓弧插補(bǔ)方式進(jìn)行銑削加工。孔的加工方式及所能達(dá)到的精度如表2-8所示。

孔的具體加工方案可按下述方法制定:

(1)所有孔系一般先完成全部粗加工后,再進(jìn)行精加工。

(2)對于直徑大于?30mm的已鑄出或鍛出毛坯孔的加工,一般先進(jìn)行毛坯的預(yù)加工,直徑上留4~6mm的余量,然后再按“粗鏜—半精鏜—精鏜”三個(gè)工步的加工方案完成加工。有空刀槽時(shí)可用鋸片銑刀在半精鏜之后、精鏜之前用圓弧插補(bǔ)方式銑削完成,也可用單刃鏜刀鏜削加工,但加工效率較低?？讖捷^大時(shí)可用立銑刀以圓弧插補(bǔ)方式通過粗銑—精銑加工方案完成加工。

(3)對于直徑小于?30mm的孔,毛坯上一般不鑄出或鍛出預(yù)制孔。為提高孔的位置精度,在鉆孔前必須鉆出中心孔作導(dǎo)向孔,即通常采用鉆中心孔—鉆—擴(kuò)—孔口倒角—鉸的加工方案。對于有同軸度要求的孔,須采用鉆中心孔—鉆—半精鏜—孔口倒角—精鏜(或鉸)的加工方案?？卓诘菇前才旁诎刖庸ず?、精加工之前進(jìn)行,以防孔內(nèi)產(chǎn)生毛刺。在實(shí)體材料上的孔加工方式及加工余量如表2-9所示。

2.切削用量的選用原則

粗加工時(shí),應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。

選擇切削用量時(shí)應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量ap,其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件,選取盡可能大的進(jìn)給量f,最后根據(jù)刀具耐用度要求,確定合適的切削速度vc。

能力測試

零件圖如圖2-42所示,材料為2A12鋁合金,六面80mm×80mm×20mm,前道工序已加工至尺寸要求,按圖編寫?30、2×?8孔及4×?11孔的加工程序,加工至尺寸要求。

圖2-42-零件圖

任務(wù)小結(jié)

(1)孔加工固定循環(huán)G81、G82、G83、G73、G85、G86、G80等指令的應(yīng)用;孔加工固定循環(huán)動(dòng)作;鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及鏜孔切削用量的選擇。

(2)盤類零件鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及鏜孔加工示例,綜合運(yùn)用各種G、F、M、S等指令進(jìn)

任務(wù)五盤類零件螺紋加工一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)(1)掌握攻絲固定循環(huán)G84、G74指令的應(yīng)用;(2)掌握螺旋線插補(bǔ)G02、G03指令的應(yīng)用;(3)掌握攻絲切削用量的合理選擇。

技能目標(biāo)(1)會(huì)使用攻絲循環(huán)指令編寫攻螺紋加工程序;(2)會(huì)使用螺旋線插補(bǔ)指令編寫銑螺紋加工程序;(3)會(huì)使用數(shù)控銑床進(jìn)行盤類零件螺紋加工。

二、工作任務(wù)

零件圖如圖2-43所示,材料為45鋼,六面80mm×80mm×20mm,前道工序已加工至尺寸要求,按圖編寫M30×1.57H及2×M107H螺紋的加工程序,加工至尺寸要求。

圖2-43零件圖

三、相關(guān)知識(shí)

(一)攻絲固定循環(huán)指令G84、G74

1.攻右旋螺紋循環(huán)指令G84

G84指令用于加工右旋螺紋(常用螺紋),在G84指令之前主軸正轉(zhuǎn),絲錐快進(jìn)至R平面后,工進(jìn)攻螺紋至Z平面時(shí)暫停,主軸反轉(zhuǎn)工退至R平面暫停,然后主軸正轉(zhuǎn),如圖2-44所示。

圖2-44G84攻右旋螺紋循環(huán)

2.攻左旋螺紋循環(huán)指令G74

G74指令用于加工左旋螺紋,在G74指令之前主軸反轉(zhuǎn),絲錐快進(jìn)至R平面后,工進(jìn)攻螺紋至Z平面時(shí)暫停,主軸正轉(zhuǎn)工退至R平面暫停,然后主軸反轉(zhuǎn),如圖2-45所示。

圖2-45G74攻左旋螺紋循環(huán)

(二)螺旋線插補(bǔ)指令G02、G03

螺旋線的形成是刀具作圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)與之同步地作軸向運(yùn)動(dòng)。螺旋線插補(bǔ)是指一個(gè)非圓弧插補(bǔ)軸與其他圓弧插補(bǔ)軸同步移動(dòng),形成螺旋移動(dòng)軌跡,如圖2-46所示。

圖2-46螺旋線插補(bǔ)

1.螺旋線插補(bǔ)用參數(shù)I、J編程

指令格式為:

G17G02(G03)X

Y

Z

I

J

F;

其中:G02、G03為螺旋線的旋向,其定義同圓弧插補(bǔ);G17為選擇XY平面圓弧插補(bǔ);X、Y、Z為螺旋線的終點(diǎn)坐標(biāo);I、J為圓弧圓心相對于螺旋線起點(diǎn)在XY平面上的坐標(biāo);F為

沿圓弧的進(jìn)給速度。

例1如圖2-46所示,假設(shè)A點(diǎn)為螺旋線起點(diǎn),坐標(biāo)為(50,0,0),B點(diǎn)為螺旋線終點(diǎn),坐標(biāo)為(0,50,48)。

程序如下:

G17G03X0Y50Z48I-50J0F80;

2.螺旋線插補(bǔ)用圓弧半徑R編程

指令格式為:

G17G02(G03)X

Y

Z

R

F

;

其中,R為螺旋線在XY平面上的投影半徑。其余X、Y、Z、F與用參數(shù)I、J編程時(shí)的含義相同。

例2-如圖2-46所示,A點(diǎn)為螺旋線起點(diǎn),B點(diǎn)螺旋線終點(diǎn),B點(diǎn)的Z坐標(biāo)為48,螺旋線圓弧半徑為50。

程序如下:

G17G03X0Y50Z48R50F80;

(三)螺紋銑削編程

傳統(tǒng)的螺紋加工方法主要為采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐、板牙等攻、套螺紋。

圖2-47所示為螺旋線插補(bǔ)銑削螺紋示意圖,圖中K為螺距。自下而上進(jìn)行G03逆時(shí)針插補(bǔ),銑削右旋內(nèi)螺紋;自上而下進(jìn)行G02順時(shí)針插補(bǔ),銑削右旋外螺紋。

圖2-47螺旋線插補(bǔ)銑削螺紋示意圖

圖2-48所示為M30×1.5右旋內(nèi)螺紋銑削時(shí)銑刀切入、切出尺寸聯(lián)系圖。圖中螺紋中心為O點(diǎn),銑刀切入、切出時(shí)圓弧中心為D點(diǎn)。銑刀圓弧切入從A點(diǎn)到B點(diǎn)螺旋線插補(bǔ),

切入圓弧半徑為R13,然后從B點(diǎn)螺旋線插補(bǔ)銑削螺紋一圈,銑削圓弧半徑為R15,銑刀圓弧切出從B點(diǎn)到C點(diǎn)螺旋線插補(bǔ),切出圓弧半徑為R13。

圖2-48螺紋銑刀圓弧切入、切出尺寸聯(lián)系圖

四、任務(wù)實(shí)施

(一)工藝分析

1.工件定位裝夾

根據(jù)零件圖2-43,六面80mm×80mm×20mm,前道工序已加工至尺寸要求,M30×1.57H及2×M107H螺紋需要加工。

2.加工工步

(1)點(diǎn)窩2×M107H及M30×1.57H螺紋孔中心(A2.5中心鉆)。

(2)鉆2×M10螺紋底孔至尺寸?8.5(?8.5鉆頭)。

(3)鉆M30×1.5螺紋底孔至尺寸?27(?27鉆頭)。

(4)鏜?27孔至M30×1.5螺紋底孔?28.4(鏜刀)。

(5)2×M10及M30×1.5孔口倒角2×45°(?35鉆頭)。

(6)攻2×M107H螺紋至尺寸要求(M10絲錐)。

(7)銑M30×1.57H螺紋至尺寸要求(?21螺紋梳銑刀)

(二)編寫加工程序

(1)工步(6)攻2×M107H螺紋至尺寸要求,選用M10絲錐。選用G54設(shè)定工件坐標(biāo)系,Z軸原點(diǎn)設(shè)在工件頂面,X、Y軸原點(diǎn)設(shè)在工件對稱中心。

(2)工步(7)銑M30×1.57H螺紋至尺寸要求,選用螺紋梳銑刀(直徑21mm),螺距為1.5mm,刀片長度為21mm。選用G54設(shè)定工件坐標(biāo)系,Z軸原點(diǎn)設(shè)在工件頂面,X、Y軸原點(diǎn)設(shè)在M30螺紋孔中心。

五、知識(shí)拓展

(一)螺紋底孔尺寸

用絲錐攻螺紋稱為攻絲,如圖2-49所示。攻右旋螺紋必須用右旋絲錐,通常右旋螺紋及右旋絲錐不標(biāo)注旋向;攻左旋螺紋必須用左旋絲錐,通常左旋螺紋及左旋絲錐需要標(biāo)注左旋,左旋螺紋在生產(chǎn)實(shí)際中使用很少。

圖2-49絲錐攻螺紋

1.普通螺紋攻絲前的底孔直徑(經(jīng)驗(yàn)公式)

式中:P為螺距(mm);d為螺紋公稱直徑(mm);d0為攻絲前鉆頭直徑(mm)。

2.普通螺紋底孔推薦鉆頭直徑

普通螺紋底孔推薦鉆頭直徑見表2-10,其中常用的M6、M8、M10、M12的螺距和底孔鉆頭直徑應(yīng)記住,會(huì)對工作帶來極大方便。

(二)攻螺紋切削用量的選擇

1.切削速度vc

絲錐攻螺紋時(shí),不同材料的攻絲切削速度vc見表2-11。

主軸轉(zhuǎn)速由切削速度、螺紋直徑等通過公式進(jìn)行計(jì)算。其關(guān)系為

2.進(jìn)給速度F

進(jìn)給速度的選擇決定于螺距,對于剛性攻螺紋和用攻螺紋夾頭的浮動(dòng)攻螺紋,進(jìn)給速度F計(jì)算如下:

式中:F為進(jìn)給速度(mm/min);P為螺距(mm);S為主軸轉(zhuǎn)速(r/min)。

能力測試

零件圖如圖2-50所示,材料為45鋼,六面80mm×80mm×20mm,前道工序已加工至尺寸要求,按圖編寫M30×2-7H及4×M12-7H螺紋的加工程序,加工至尺寸要求

圖2-50零件圖

任務(wù)小結(jié)

(1)攻絲固定循環(huán)G84、G74指令的應(yīng)用;攻絲切削用量的選擇;螺旋線插補(bǔ)G02、G03指令的應(yīng)用;圓柱內(nèi)螺紋銑削編程。

(2)盤類零件螺紋加工示例,綜合運(yùn)用各種G、F、M、S等指令進(jìn)行編程。

任務(wù)六盤類零件曲面加工一、學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)(1)掌握宏程序的編程方法;(2)掌握坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)G68、G69指令的應(yīng)用;(3)掌握宏程序的調(diào)用。

技能目標(biāo)(1)會(huì)使用宏程序編寫曲面加工程序;(2)會(huì)使用坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令編寫加工程序;(3)會(huì)使用數(shù)控銑床進(jìn)行盤類零件曲面加工。

二、工作任務(wù)

零件圖如圖2-51所示,材料為45鋼,六面80mm×80mm×20mm,前道工序已加工至尺寸要求,按圖編寫橢圓的加工程序,加工至尺寸要求。

圖2-51零件圖

三、相關(guān)知識(shí)