多軸加工編程與操作 任務6 具有型腔特征的零件的銑削

多軸加工編程與操作21世紀技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機械設計制造系列PART01任務1平面直線輪廓的零件的銑削PART02任務2平面帶圓弧輪廓的零件的銑削PART03任務3平面內外基本輪廓的零件的銑削目錄CONTENTSPART04任務4具有平移旋轉特征的零件的銑削PART05任務5具有孔類特征的零件的銑削PART06任務6具有型腔特征的零件的銑削PART07任務7具有不規(guī)則凸臺及型腔特征的零件的銑削PART08任務8具有公式曲線特征的零件的銑削PART09任務9六面體零件的銑削PART10任務10具有傾斜形狀特征的零件的銑削PART06任務6具有型腔特征的零件的銑削任務6具有型腔特征的零件的銑削根據圖6-1所示的圖紙，分析尺寸精度及技術要求，制定零件加工工藝方案，編制加工程序，模擬仿真，最終在數(shù)控銑床上完成加工?！救蝿彰枋觥咳蝿?具有型腔特征的零件的銑削知識目標掌握銑型腔循環(huán)的常用方法。掌握銑槽循環(huán)的常用方法。能夠根據零件圖紙編寫加工程序?！救蝿漳繕恕咳蝿?具有型腔特征的零件的銑削銑矩形型腔循環(huán)指令。銑圓弧型腔循環(huán)指令。銑直槽循環(huán)指令。銑圓形槽循環(huán)指令。刀庫的使用。【知識學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削概述1.型腔和槽循環(huán)型腔和槽循環(huán)（251～254）的名稱及功能見表6-1?！局R學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削2.循環(huán)251～254的特點（1）銑削循環(huán)251～254可以完整加工型腔和槽。根據循環(huán)參數(shù)的不同，分為以下加工方式：1）完整加工：粗銑，底面精銑，側面精銑。2）僅粗銑。3）底面精銑和側面精銑。4）僅底面精銑。5）僅側面精銑?！局R學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削（2）粗銑。1）刀具由型腔中心切入并進刀至第一切入深度。用參數(shù)Q366定義切入方式。2）TNC由內向外粗銑型腔。注意行距系數(shù)（參數(shù)Q370）和精銑余量（參數(shù)Q368）。3）重復上述過程，直至達到編程的型腔深度。（3）精銑。1）如果定義了精銑余量并指定了進給次數(shù)，TNC將按指定次數(shù)進給來精銑型腔壁。相切接近型腔壁。2）TNC由內向外精銑型腔底面。相切接近型腔底面?！局R學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削（4）編程注意事項。1）用半徑補償R0在加工面上將刀具預定位至起點位置。注意參數(shù)Q367（型腔位置）。2）TNC沿接近起始位置的坐標軸（加工面）執(zhí)行循環(huán)。如果程序為CYCLCALLPOSX...Y...Z...，則表示沿X軸和Y軸。3）TNC自動沿刀具軸預定位刀具。注意參數(shù)Q204（第二安全高度）。4）循環(huán)參數(shù)DEPTH（深度）的代數(shù)符號決定加工方向。如果編程定義DEPTH=0，這個循環(huán)將不被執(zhí)行。5）循環(huán)結束時，TNC將刀具退至起始位置處。6）如果輸入了正深度，無論TNC顯示出錯信息（bit2=1）或不顯示出錯信息（bit2=0），都應對MP7441的bit2賦值。注意，輸入正深度后，TNC將反向計算預定位，也就是說刀具將沿刀具軸以快速移動速率FMAX移至低于工件表面的安全高度處?！局R學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削二、循環(huán)指令1.循環(huán)251（矩形型腔）【知識學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削2.循環(huán)252（圓弧型腔）【知識學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削3.循環(huán)253（直槽）【知識學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削4.循環(huán)254（圓形槽）【知識學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削4.循環(huán)254（圓形槽）【知識學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削四、刀庫1.刀庫系統(tǒng)刀庫系統(tǒng)是加工中心自動化加工過程中用于儲刀和換刀的裝置，主要由刀庫和換刀機構組成。刀庫主要提供儲刀位置，并能根據程序正確選擇刀具并加以定位，為刀具交換做準備。換刀機構負責進行刀具交換。刀庫和換刀機構必須同時存在，二者相輔相成，缺一不可?！局R學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削2.刀庫的種類（1）圓盤式刀庫。1）圓盤式刀庫又稱固定地址換刀刀庫，即每個刀位上都有編號（即刀號地址），一般從1編到12、18、20、24等。操作者將一把刀具安裝進某一刀位后，不管更換多少次，該刀具總是在該刀位內。2）圓盤式刀庫制造成本低，主要部件是刀庫體及分度盤，裝配、調整和維護均比較方便。刀庫的分度通過經典的“馬氏機構”實現(xiàn)，前后、上下運動主要通過氣缸實現(xiàn)。3）機床每次開機后，刀庫必須“回零”。刀庫旋轉時，只要擋板靠近（距離為0.3mm左右）無觸點開關，數(shù)控系統(tǒng)就默認為1號刀，并以此為計數(shù)基準，“馬氏機構”轉過幾次，當前就是幾號刀。只要機床不關機，當前刀號就會被記憶。更換刀具時，一般按最近距離旋轉原則。刀具按逆時針方向編號，如果刀庫數(shù)量是1，當前刀號為8，要換6號刀，按最近距離旋轉原則，刀庫逆時針旋轉；如果要換10號刀，刀庫順時針旋轉。機床關機后刀具記憶清零?！局R學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削4）圓盤式刀庫的換刀時間比較長，約8秒（從一次切削到另一次切削）。5）圓盤式刀庫的總刀具數(shù)量不宜過多，通常40號刀柄的不超過24把，50號刀柄的不超過20把，大型龍門機床的刀具數(shù)量可達60把，如圖6-21所示?！局R學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削（2）鏈式刀庫。1）鏈式刀庫在立式加工中心并不常見，主要用于大型臥式加工中心，鏈式刀庫可以儲存數(shù)量較多的刀具，均在20把以上，有些可以儲存120把。鏈式刀庫先通過鏈條將要換的刀具傳送到指定位置，再由機械手將刀具裝到主軸上。2）鏈式刀庫采用的鏈條式結構存在明顯缺陷：機械剛性差，傳動間隙大，導致刀庫定位精度差，常引起機床故障。此外，鏈式刀庫的換刀時間也比較長。鏈式刀庫如圖6-22所示?！局R學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削（3）斗笠式刀庫。1）斗笠式刀庫是數(shù)控加工中心常用的刀庫，因刀庫形狀像斗笠而得名。一般儲刀數(shù)量不能太多，8～24把為宜。斗笠式刀庫具有體積小、安裝方便、故障率少、換刀速度快（4～6s）等特點。2）換刀時，整個刀庫向主軸平行移動，首先取下主軸上面原有的刀具，當主軸上面的刀具進入刀庫卡槽時，主軸向上移動脫離刀庫，然后刀庫轉動，目標刀具對準主軸正下方，主軸下移，使刀具進入主軸錐孔內，刀具夾緊后，刀庫退回，整個換刀過程完成。斗笠式刀庫如圖6-23所示?！局R學習】任務6具有型腔特征的零件的銑削一、圖紙分析看懂工件圖樣，了解圖樣上各加工部位的尺寸標注和精度要求等。二、檢測毛坯確定工件的加工余量：毛坯為110mm×110mm×30mm的六面體，六個面均為精加工表面，材料為鋁合金。三、工件裝夾根據工件的形狀特點，采用平口虎鉗裝夾工件。選毛坯的側面和底面為精基準，工件的編程坐標系選在工件上表面的對稱中心，如圖6-24所示?！救蝿諏嵤咳蝿?具有型腔特征的零件的銑削四、刀具的選擇根據工件輪廓形狀，選取整體銑鋁專用硬質合金兩刃直柄立銑刀，直徑Φ12mm，長度60mm。五、刀具的建立1.立銑刀軸向下刀路線采用立銑刀銑削平面輪廓工件時，一般采用分層銑削，即分層切除加工余量，從工件上一層進入下一層時要求銑刀沿軸向切削。對于中心切削立銑刀可以沿軸線切入工件。刀具端面有中心孔或切口的立銑刀不具備鉆孔功能，此種立銑刀的一次鉆孔深度通常不大于0.5mm?！救蝿諏嵤咳蝿?具有型腔特征的零件的銑削當工件的加工邊界敞開時，應從工件坯料的邊界外下刀、進刀、退刀。加工工件內廓時，立銑刀須沿其軸線方向切入工件實體，此時要考慮的是刀具如何切入工件（下刀方式），以及切入位置（下刀點）。常用的軸向下刀方式有以下4種：（1）軸向直接進刀。采用這種下刀方式之前，最好用鉆頭加工出工藝孔。（2）坡走切入下刀。按具有一定斜度的走刀路線切入工件。在工件的兩個切削層之間，立銑刀從工件的上一層沿斜線切入下一層，如圖6-25所示?！救蝿諏嵤咳蝿?具有型腔特征的零件的銑削背吃刀量應小于刀片尺寸，坡度的角度α通過下式計算：【任務實施】任務6具有型腔特征的零件的銑削（3）啄鉆切入下刀。立銑刀可以在工件的兩個切削層之間鉆削切入，如圖6-26所示。層間深度與刀片尺寸有關，一般為0.5～2mm。（4）螺旋切入下刀。立銑刀從工件的上一層沿螺旋線切入下一層，如圖6-27所示。螺旋線半徑盡量取大一些，這樣切入的效果更好?！救蝿諏嵤咳蝿?具有型腔特征的零件的銑削本任務采用螺旋切入下刀方式。（2）建立刀具。根據任務分析，加工該零件需要用到D12R0立銑刀。點擊【手動操作模式】→【刀具表】→【編輯】→【開】，用光標鍵依次選擇2號刀位、9號刀位，然后按順序填充D12R0立銑刀和測頭的信息，如圖6-28所示?！救蝿諏嵤咳蝿?具有型腔特征的零件的銑削由于該任務需要加工多個型腔，型腔寬為15mm，且所選刀具的直徑為12mm，因此必須設定最大切入角，如圖6-29所示?！救蝿諏嵤咳蝿?具有型腔特征的零件的銑削六、對刀與工件坐