課題5：型腔銑削加工

1、課題5：型腔銑削加工理論：1.掌握型腔銑削加工的工藝知識；2.掌握型腔銑削加工的編程指令。技能：1.能編制型腔加工的加工程序；2.能熟練使用數(shù)控銑床仿真軟件；3.能完成型腔加工仿真加工。1. 型腔銑削工藝知識；2. 型腔銑削的編程指令。型腔銑削的編程專業(yè)課（理實一體）講授法、引導(dǎo)文教學(xué)法、案例教學(xué)法、示范法、練習(xí)法多媒體、網(wǎng)絡(luò)或投影儀8/32楊豐回顧：銑削臺階時編程1.任務(wù)：加工要求、零件圖2.相關(guān)知識：（1）工藝知識（2）編程知識3.項目實施 4.練習(xí)課題5：型腔銑削加工5.1任務(wù)：矩形型腔零件的銑削矩形型腔零件如圖5-1所示，毛坯外形各基準(zhǔn)面已加工完畢，已經(jīng)形成精毛坯。要求完成零件上型腔的

2、粗、精加工，零件材料為45鋼。5.2 型腔加工的工藝知識1.刀具切入方法刀具引入到型腔有三種方法：（1）使用鍵槽銑刀沿Z向直接下刀，切入工件。（2）先用鉆頭鉆孔，立銑刀通過孔垂向進入再用圓周銑削。（3）使用立銑刀螺旋下刀或者斜插式下刀使用立銑刀斜插式下刀使用立銑刀時，由于端面刃不過中心，一般不宜垂直下刀，可以采用斜插式下刀。斜插式下刀，即在兩個切削層之間，刀具從上一層的高度沿斜線以漸近的方式切入工件，直到下一層的高度，然后開始正式切削，如圖7-2所示。采用斜插式下刀時要注意斜向切入的位置和角度的選擇應(yīng)適當(dāng)，一般進刀角度為510。立銑刀斜插式下刀螺旋下刀螺旋下刀,即在兩個切削層之間,刀具從上一層

3、的高度沿螺旋線以漸近的方式切入工件,直到下一層的高度,然后開始正式切削。2.加工刀路設(shè)計精加工刀具路徑圖5-4精加工刀具路徑3.刀具5.3子程序如果程序包含固定的加工路線或多次重復(fù)的圖形，則此加工路線或圖形可以編成單獨的程序作為子程序。這樣在工件上不同的部位實現(xiàn)相同的加工，或在同一部位實現(xiàn)重復(fù)加工，大大簡化編程。 子程序作為單獨的程序存儲在系統(tǒng)中時，任何主程序都可調(diào)用，最多可達999次調(diào)用。 當(dāng)主程序調(diào)用子程序時它被認(rèn)為是一級子程序，在子程序中可再調(diào)用下一級的另一個子程序，子程序調(diào)用可以嵌套4級，如圖5-5所示。O2000； M98 P3000； M99； O1000； M98 P2000；

4、M99； O0001； M98 P1000； M30； 一重嵌套二重嵌套1. 子程序的結(jié)構(gòu)子程序與主程序一樣，也是由程序名、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。于程序與主程序唯一的區(qū)別是結(jié)束符號不同，子程序用M99，而主程序用M30或M02結(jié)束程序。例如：O； （子程序名）； （子程序內(nèi)容）；M99； （子程序結(jié)束）2. 子程序的調(diào)用在主程序中，調(diào)用子程序的程序段格式為：M98 P；表示子程序被重復(fù)調(diào)用的次數(shù)，表示調(diào)用的子程序名（數(shù)字）。例如：M98 P51234；表示調(diào)用子程序O1234重復(fù)執(zhí)行5次。當(dāng)子程序只調(diào)用一次時，調(diào)用次數(shù)可以不寫，如M98 P1234；表示調(diào)用O1234子程序執(zhí)行1次。3

5、. 子程序應(yīng)用實例例5.1 加工圖5-6所示零件上的4個相同尺寸的長方形槽，槽深2mm，槽寬10mm，未注圓角R5，銑刀直徑10mm，試用子程序編程。圖5-6 子程序編程舉例加工程序如下：O0001； 主程序名N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94 ； 程序初始化N20 G00 Z80.0； 刀具定位到安全平面，啟動主軸N30 M03 S1000； N40 G00 X20.0 Y20.0； N50 Z2.0； 快速移動到A1點上方2mm處N60 M98 P0002； 調(diào)用2號子程序，完成槽加工N70 G90 G00 X90.0； 快速移動到A2點上方2mm處N80 M9

6、8 P0002； 調(diào)用2號子程序，完成槽加工N90 G90 G00 Y70.0； 快速移動到A3點上方2mm處N100 M98 P0002； 調(diào)用2號子程序，完成槽加工N110 G90 G00 X20.0； 快速移動到A4點上方2mm處N120 M98 P0002； 調(diào)用2號子程序，完成槽加工N130 G90 G00 X0 Y0； 回到工件原點N140 Z10.0；N150 M05； 主軸停N160 M30； 程序結(jié)束O0002； 子程序名N10 G91 G01 Z-4.0 F100； 刀具Z向工進4mm（切深2mm）N20 X50.0； ABN30 Y30.0； BCN40 X-50.0；

7、CDN50 Y-30.0； DAN60 G00 Z4.0； Z向快退4mmN70 M99； 子程序結(jié)束，返回主程序4. 子程序使用中的注意事項（1）在編制子程序時，在子程序的開頭O的后面編制子程序號，子程序的結(jié)尾一定要有返回主程序的輔助指令M99。（2）在子程序的最后一個單段用P指定序號（圖5-7），子程序不回到主程序中呼叫子程序的下一個單段，而是回到P指定的序號。返回到指定單段的處理時間通常比回到主程序的時間長。圖5-7 子程序返回到指定的單段5.4 任務(wù)決策和實施（1）工藝分析本工序加工內(nèi)容為型腔底面和內(nèi)壁。型腔的4個角都為圓角，圓角的半徑限定刀具的半徑選擇，圓角的半徑大于或等于精加工刀具

8、的半徑。圖中圓角半徑為R10mm，粗加工刀具選用20的鍵槽銑刀，精加工選用16的立銑刀。粗加工為Z字形走刀，從槽的左下角下刀，沿X方向切削。設(shè)置精加工余量S=0.2mm，半精加工余量C=0.4mm，根據(jù)前面公式確定粗加工刀間距個數(shù)N=8（來回走刀9次），刀間距為16.1 mm。半精加工從粗加工的最后刀具位置開始，沿輪廓逆時針加工矩形槽側(cè)壁。精加工采用圓弧切入，逆時針加工（順銑）。由于槽比較深，粗、精加工采用分層銑削，每次銑削深度為10mm。精加工一次直接銑削到深度。（2）刀具與工藝參數(shù)見表5-1、表5-2。表5-1 數(shù)控加工刀具卡單 位數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱零件圖號零件名稱程序編號序號刀具號

9、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鍵槽銑刀20mm2T02立銑刀16mm8D02表5-2 數(shù)控加工工序卡單 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粗加工和半精加工形腔內(nèi)壁，精加工形腔底面T0120mm鍵槽刀4002002精加工形腔內(nèi)壁T0216mm立銑刀600120（3）裝夾方案本工序采用平口鉗裝夾，由于加工內(nèi)腔，所以不存在刀具干涉問題，只要保證對刀面高于鉗口即可。（4）程序編制在零件中心建立工件坐標(biāo)系，Z軸原點設(shè)在零件上

10、表面上。粗加工程序（20mm鍵槽刀）：O0010； 主程序名N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94 ； 程序初始化N20 G00 Z80.0； 刀具定位到安全平面N30 M03 S400； 啟動主軸N40 X-64.4 Y-64.4； 移動到下刀點N50 Z5.0；N60 G01 Z-10.0 F50； 下刀至-10mmN70 M98 P0011； 調(diào)用子程序N80 G90 X-64.4 Y-64.4； 移動到下刀點N90 Z-20 F50； 下刀至-20mmN100 M98 P0011； 調(diào)用子程序N110 G90 G00 Z200.0； N120 X200.0 Y2

11、00.0；N130 M05； 主軸停止 N140 M30； 程序結(jié)束分層銑削子程序：O0011； 子程序名N10 G91 ； 增量坐標(biāo)N20 G01 X128.8 F200； 第1次切削 N30 Y16.1； 間 距1N40 X-128.8； 第2次切削N50 Y16.1； 間 距2N60 X128.8； 第3次切削N70 Y16.1； 間 距3N80 X-128.8； 第4次切削N90 Y16.1； 間 距4N100 X128.8； 第5次切削N110 Y16.1； 間 距5N120 X-128.8； 第6次切削N130 Y16.1； 間 距6N140 X128.8； 第7次切削N150 Y

12、16.1； 間距7N160 X-128.8； 第8次切削N170 Y16.1； 間距8N160 X128.8； 第9次切削N170 X0.4； 半精加工起點X坐標(biāo)N180 Y0.4； 半精加工起點Y坐標(biāo)N190 X-129.6； -X方向運動N200 Y-129.6； -Y方向運動N210 X129.6； +X方向運動N220 Y129.6； +Y方向運動N230 M99； 子程序結(jié)束精加工程序（16mm立銑刀）：O0020； 程序名N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94 ； 程序初始化N20 G00 Z80.0； 刀具定位到安全平面N30 M03 S600； 啟動主軸N40 X0 Y-59.0； 移動到下刀點N50 Z5.0；N60 G01 Z-20.0 F80； 下刀至-20mmN70 G41 X-16 D02 F120； 建立刀補N80 G03 X0 Y-75.0 R16.0； 切向切入N90 G01 X65.0； 開始精加工N100 G03 X75.0 Y-65 R10.0； N110 G01 Y65.0； N120 G03 X65.0Y75.0 R10.0；N130 G01 X-65.0；N140 G03 X-75.0 Y65.0 R10.0；N150 G01 Y-65.0；N160 G03 X-65.0 Y-7