项目管理及数控铣知识分析(PPT 27页).ppt

数控铣床编程与加工技术 项目4非圆公式曲面加工 数控铣床编程与加工技术 项目4非圆公式曲面加工 任务描述 支撑座零件如图6 1所示 上下表面 外轮廓已在前面工序加工完成 本工序完成零件上所有孔的加工 试编写其加工程序 零件材料为HT150 图4 1椭圆底板加工 4 1任务一椭圆底板的铣削加工 数控铣床编程与加工技术 4 2知识链接 4 2 1非圆公式曲面的加工方法1 非圆公式曲面的加工特点规则曲面有球面 锥面 柱面 椭球面等 数控机床加工这些零件时 可用球头刀或立铣刀采用 行 层 切法 加工 即刀具沿XY平面运动一周 在零件轮廓上加工出一平面曲线 然后在Z方向移动一个行距 Z 再加工出一个新的平面曲线 直至整个曲面形状加工结束 这种三坐标运动 两坐标联动的加工方法称为两轴半加工 图6 2为圆锥体采用两轴半加工的刀具轨迹 图4 2两轴半零件加工轨迹 数控铣床编程与加工技术 2 规则曲面的编程方法规则曲面的编程方法通常有自动编程法 宏程序法等 自动编程法 宏程序法宏程序的编程加工 一般是采用厂方所提供的宏程序 或用户自行开发的宏程序 通过对变量进行赋值及处理后完成程序的加上任务 数控铣床编程与加工技术 4 2 2B类宏程序编程1 宏程序的定义在一般的程序编制中程序字为一常量 一个程序只能描述一个几何形状 缺乏灵活性与通用性 针对这种情况 数控机床提供了另一种编程方式 即宏编程 在程序中使用变量 通过对变量进行赋值及处理使程序具有特殊功能 这种有变量的程序叫宏程序 通过使用宏程序 能执行一些有规律变化 如非圆二次曲线轮廓 的动作 宏程序分A类和B类两种 FANUC0i系统采用B类宏程序进行编程 数控铣床编程与加工技术 2 宏程序中的变量 1 变量的表示一个变量由符号 和变量序号组成 如 i i 1 2 3 此外 变量还可以用表达式进行表示 但其表达式必须全部写入方括号 中 例 100 500 5 1 2 10 数控铣床编程与加工技术 2 变量的引用将跟随在地址符后的数值用变量来代替的过程称为引用变量 同样 引用变量也可以采用表达式 例 G01X 100Y 101F 101 103 当 100 100 0 101 50 0 103 80 0时 上例即表示为G0lXl00 0Y 50 0F130 3 宏变量的类型根据变量号 宏变量可分成四种类型 如表6 1所示 数控铣床编程与加工技术 表4 1变量的类型 数控铣床编程与加工技术 4 宏变量的引用在程序中引用 使用 宏变量时 其格式为 在指令字地址后面跟宏变量号 当用表达式表示变量时 表达式应包含在一对方括号内 如 G01X 1 2 F 3 5 算术和逻辑运算 见表6 2 数控铣床编程与加工技术 表4 2算术和逻辑运算 数控铣床编程与加工技术 6 宏程序指令 无条件转移格式 GOTOn n 转移到的程序段 顺序号例 GOTO200 当执行到该语句时 将无条件转移到N200程序段执行 数控铣床编程与加工技术 条件分支IF语句在IF后指定一条件 当条件满足时 转移到顺序号为n的程序段 不满足则执行下一程序段 格式 IF 表达式 GOTOn 处理 Nn 数控铣床编程与加工技术 条件表达式 条件表达式由两变量或一变量一常数中间夹比较运算符组成 条件表达式必需包含在一对方括号内 条件表达式可直接用变量代替 比较运算符 比较运算符由两个字母组成 用于比较两个值 来判断它们是相等 或一个值比另一个小或大 注意不能用不等号 见表6 3 数控铣床编程与加工技术 表4 3比较运算符 数控铣床编程与加工技术 3 循环语句在WHILE后指定一条件表达式 当条件满足时 执行DO到END之间的程序 然后返回到WHILE重新判断条件 不满足则执行END后的下一程序段 格式 WHILE 条件表达式 DOm m 1 2 3 处理 ENDm 数控铣床编程与加工技术 3 用户宏程序举例 例题1 椭圆O0001N2 100 1角度步长N4 101 0初始角度N6 102 361终止角度N8 103 45长半轴N10 104 25短半轴N12 105 10 0深度N13G90G00X 103 20 Y0Z100 0刀具运行到 65 0 100 的位置N14S1000M03N15G01Z 105 F1000 0刀具下到 10mmN16 114 101赋初始值N18 112 103 COS 114 计算X坐标值N20 113 104 SIN 114 计算Y坐标值N22G01G42X ROUND 112 Y ROUND 113 D02F500 0走到第一点 并运行一个步长N24 114 114 100变量 114增加一个角度步长N26IF 114LT 102 GOTO18条件判断 114是否小于361 满足则返回18N28G01G40X 103 20 Y0取消刀具补偿 回到 65 0 N30G90G00Z100 0M05快速抬刀N32M30程序结束 t b x y a 数控铣床编程与加工技术 4 3任务决策和执行 1 工艺过程 粗加工椭圆 精加工椭圆2 刀具与工艺参数 略 3 装夹方案连杆零件毛坯用虎钳装夹 底部用垫铁支撑 4 程序编制在毛坯中心建立工件坐标系 Z轴原点设在顶面上 根据椭圆参数方程 X a cos Y b sin 数控铣床编程与加工技术 精加工参考程序 O0001G54G40G49G80G90G0X60Y0Z30M3S500 1 0离心角设为自变量 初始值赋为0 2 360终止角度 3 1角度增量 4 24椭圆长半轴 5 18椭圆短半轴G01Z 10F80WHILE 1LE 2 DO1如果 1 360 即未走完椭圆一圈 循环1继续 6 4 COS 1椭圆上任意一点的X坐标 7 5 SIN 1椭圆上任意一点的Y坐标 数控铣床编程与加工技术 G42D01G01X 6Y 7F100以直线逼近椭圆 1 1 3离心角每次以 3递增END1G40G01X60Y0Z30M05M30 数控铣床编程与加工技术 数控铣床编程与加工技术 加工基座R4圆角 如图 要求设计加工工艺方案 编制加工工艺过程卡刀具调整卡 数控加工程序卡 并进行仿真加工 4 4任务二基座圆角加工 数控铣床编程与加工技术 4 5知识链接 一 曲面的铣削方法 1 边界敞开的曲面 如图所示的发动机大叶片 采用图a的加工方案时 每次沿直线加工 刀位点计算简单 程序少 加工过程符合直纹面的形成 可以准确保证母线的直线度 采用图b的加工方案时 符合这类零件数据给出情况 便于加工后检验 叶形的准确度高 但程序较多 由于曲面零件的边界是敞开的 没有其他表面限制 所以曲面边界可以延伸 球头刀应由边界外开始加工 采用两种加工路线 数控铣床编程与加工技术 23 开始切削型腔的方法 坡走铣 螺旋插补铣 2 曲面型腔 预钻削起始孔 不推荐这种方法 这需要增加一种刀具 从切削的观点看 刀具通过预钻削孔时因切削力而产生不利的振动 当使用预钻削孔时 常常会导致刀具损坏 最佳的方法之一是使用X Y和Z方向的线性坡走切削 以达到全部轴向深度的切削 可以以螺旋形式进行圆插补铣 这是一种非常好的方法 因为它可产生光滑的切削作用 而只要求很小的开始空间 主要有以下三种方法 数控铣床编程与加工技术 二 曲面的加工时的刀具选择 对于一些立体型面和变斜角轮廓外形加工 常用的刀具有球头铣刀 鼓形刀 锥形刀等 其中球头铣刀应用较多 适用于加工空间曲面零件 有时也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工 数控铣床编程与加工技术 1 刀具 10球头刀 2 走刀路线 由大端到小端 按轮廓形状 技术环切法走刀 4 6任务实施 3 编程 宏程序编程 按刀心轨迹编程 圆角程序O0802 1 40 X向外形 2 50 Y向外形 3 4 周边圆角半径 4 5 铣刀半径 5 0角度初始值 15 3自变量 5递增 6 10矩形圆角 20 10切入切出圆弧半径M03S1000G90G54G00X0Y0Z50 8 2 2 4初始刀位点Y 9 6 4首轮圆角半径G00X 20 2 Y 8 20 前侧中央WHILE 5LE90 DO1条件语句 11 1 2 3 3 4 COS 5 X坐标 数控铣床编程与加工技术 22 2 2 3 3 4 COS 5 Y坐标 33 3 4 SIN 5 1 Z坐标G00Z 33下刀G01X 20Y 22 20 F200切削起点G91G03X 20Y 20R 20圆弧切入G90G01X 11 R 16F400轮廓走刀Y 2