数控机床的应用 PPT课件

数控机床原理及应用 第四十三讲 1 本讲内容提要 简单二维轮廓零件的数控铣削加工手工编程实例简单二维轮廓零件数控挖糟铣削加工手工编程实例 2 简单二维轮廓零件编程实例 一般来说 轮廓加工是指用圆柱形铣刀的侧刃来切削工件 成形一定尺寸和形状的轮廓 轮廓加工一般根据工件轮廓的坐标来编程 使用刀具半径补偿的方法使刀具向工件轮廓一侧偏移 以切削成形准确的轮廓轨迹 如果要实现粗 精切削 可以粗 精切削分开编程进行加工 也可以用同一程序段 通过改变刀具半径补偿值来实现粗切削和精切削 如果切削工件的外轮廓 刀具切入和切出时要注意避让夹具 并使切入点的位置和方向尽可能是切削轮廓的切线方向 以利于刀具切入时受力平稳 如果是切削工件的内轮廓 要更合理选择切入点 3 简单二维轮廓零件编程实例 切入方向和下刀位置 避免刀具碰伤工件上不该切削的部位 在数控加工中 常常要注意并防止刀具在运动中与夹具 工件等发生意外的碰撞 为此 必须设法告诉操作者程编中的刀具运动路线 如从哪里下刀 在哪里让刀等 使操作者在加工前就有所了解 计划好夹紧位置及控制好夹紧元件的高度 这样就可以避免上述事故的发生 同时 走刀路线图也有利于程编人员编程和进行程序分析 在绘制走刀路线图时往往还需进行必要的坐标值计算 4 简单二维轮廓零件编程实例 实例 工件毛坯为45mm 35mm 10mm的长方体零件 材料为硬铝 上下表面和 12mm的中心孔已加工完成 工件如图所示 加工其上部轮廓后形成如图所示的二阶凸台 图中未注明公差 故不考虑尺寸精度问题 刀具用 20mm立铣刀 在数控立铣床上加工 凸轮的加工数量为1件 凸轮加工实例 走刀路线图 5 简单二维轮廓零件编程实例 程序起始点坐标是 0 0 100 使用刀具半径补偿功能和刀具长度补偿功能 20mm立铣刀刀具半径补偿值存放在D01中 刀具长度补偿值存放在H01中 首先加工凸台下侧面 然后加工顶部凸台上侧面 下侧面加工时 先安排粗加工 进给量为120mm min 后安排精加工 进给量60mm min 粗加工又分两次完成 第一次粗加工后 前后平面间距离为41mm 第二次粗加工的切削量为2mm 加工后 前后平面间距离37mm 两边各留1mm精加工余量 用同一把铣刀完成粗精加工切削 精加工结束后 刀具移至中间点 0 0 5 同时除消半径补偿 6 简单二维轮廓零件编程实例 顶部凸台四角各有半径r 2mm的小圆弧 加工顶部凸台上侧面时 重新设定半径补偿值 并存入D02 两部位加工采用不同的补偿值 主要原因是铣削力不同 刀具变形不同 分别设定补偿值有利于加工精度的提高 工件坐标系的原点设在顶部凸台面中心 编写加工程序 首先应当计算基点 凸台是前后及左右对称 所以 只要计算出第一象限的基点值 就可以确定其它象限的基点值 首先讨论加工下侧面时的基点计算 然后讨论上侧面的基点计算 7 简单二维轮廓零件编程实例 1 下侧面的基点计算第一象限基点的坐标分别为 式中R 侧圆弧面半径 A 两圆弧侧面在水平轴上的距离 B 前后侧面距离 下侧面时的基点计算 8 简单二维轮廓零件编程实例 下侧面基点计算结果见下表 因为加工路线是从第二象限开始顺时针方向连续加工 故每次循环至第二象限时的X坐标值应按上面公式单独计算 9 简单二维轮廓零件编程实例 上测面的基点计算因凸台拐角有小圆弧r 所以在第一象限内应有两个基点A和B 为计算方便 先解出小圆弧圆心的坐标XP YP和角度 上侧面时的基点计算 10 简单二维轮廓零件编程实例 凸台数控加工程序如下 0813N010G54G90G00X0Y0Z100N020S500M03N030G00G43Z5H01N040G41X 25Y20 5D01N050G01Z 10F80N060X17 00N070G02Y 20 5R38N080G01X 17N090G02X 18 19Y18 5R38 11 简单二维轮廓零件编程实例 N100G01X15 88N110G02Y 18 5R36N120G01X 15 88N130G02X 16 46Y17 5R36N140G01X15 31F60N150G02Y 17 5R35N160G01X 15 31N170G02X 13 36Y20 5R35N180G01Z5N190G00G40X0Y0 12 简单二维轮廓零件编程实例 N200G41X 20 0Y15D02N210G01Z 3N220X12 59F60N230G02X14 40Y13 85R2N240Y 13 85R32 5N250X12 59Y 15R2N260G01X 12 59N270G02X 14 4Y 13 85R2N280Y13 85R32 5 N290X 12 59Y15R2N300G01Z5N310G00G40X0Y0N320G49Z100M05N330M30 13 简单二维轮廓零件挖槽编程 挖槽加工是轮廓加工的扩展 它既要保证轮廓边界 又要将轮廓内 或外 的多余材料铣掉 如下图所示 挖槽加工的常见形式 14 简单二维轮廓零件挖槽编程 对于挖槽的编程和加工要选择合适的刀具直径 刀具直径太小将影响加工效率 刀具直径太大可能使某些转角处难以切削 或由于岛屿的存在形成不必要的区域 由于圆柱形铣刀垂直切削时受力情况不好 因此要选择合适的刀具类型 一般可选择双刃的键槽铣刀 并注意下刀时的方式 可选择斜线下刀或螺旋线下刀 以改善下刀切削时刀具的受力情况 当刀具在一个连续的轮廓上切削时使用一次刀具半径补偿 刀具在另一个连续的轮廓上切削时应重新使用一次刀具半径补偿 以避免过切或留下多余的凸台 15 简单二维轮廓零件挖槽编程 挖槽加工实例 加工右图所示工件 工件毛坯为80mm 60mm 20mm的长方体零件 材料为45号钢 上下表面已加工完成 要加工成形中间的环形槽 16 简单二维轮廓零件挖槽编程 根据零件图分析 要加工的部位是一个环形槽 中间的凸台作为槽的岛屿 外轮廓转角处的半径是5mm 槽最窄处的宽度是15mm 所以选用直径 10mm的直柄键槽铣刀较合适 工件安装时可直接用平口钳来装夹 切削用量选择主轴转速S设为500r min 切削用量F设为Z方向20mm min X Y方向40mm min 17 简单二维轮廓零件挖槽编程 首先加工外侧面 然后加工内侧面 用同一把铣刀完成内 外侧面的加工 图中未注明公差 故不考虑尺寸精度问题 粗精加工一次完成 外侧面加工时 从起刀点A螺旋下刀进行加工 加工完成后刀具在B点 然后再进行内侧面加工 加工时刀具由B点加左偏切削进给至E点 接着加工到F G H E 最后向Z轴正方向提刀 快速回到初始点 同时取消刀具半径补偿 在内侧面加工时 10mm立铣刀刀具半径补偿值存放在D01中 刀具长度补偿值存放在H01中 工件坐标系的原点设在 18 简单二维轮廓零件挖槽编程 顶部凸台面中心 编写加工程序 首先应当计算基点 由右图可知 走刀路径是前后及左右对称 所以 只要计算出第一象限的基点值 就可以确定其它象限的基点值 走刀路线图 19 简单二维轮廓零件挖槽编程 外侧面基点计算结果 XA 25 83mmYA 20mm四个象限基点坐标值为 20 简单二维轮廓零件挖槽编程 内侧面四个象限基点坐标值为 21 简单二维轮廓零件挖槽编程 零件数控加工程序如下 0814N010G54G90G00X0Y0Z200N020S500M03N030G43Z5H01N040G00X25 83Y20N050G02Y 20Z 5R45F120N060G01X 25 83N070G02Y15R45N080G01X25 31 22 简单二维轮廓零件挖槽编程 N090G02Y 15R45N100G01G41X 18 99Y 10D01N110G02Y10R50N120G01X18 99N130G02Y 10R50N140G01X 18 99N150G00Z200N160G40X0Y0N170G49N180M05N190M30 23 本讲小结 简单二维轮廓零件的数控铣削加工手工编程实例简单二维轮廓零件数控挖糟铣削加工手工编程实例 24 第5章数控车床编程 例1 用G71和G82指令编写车削如图所示工件的加工程序 毛坯直径为 28mm 工件外圆分粗 精车 精车余量在X轴方向为0 4mm 直径值 在Z轴方向为0 1mm 粗车时背吃刀量1mm 退刀量0 7mm 根据普通螺纹标准和加工工艺 M16粗牙普通螺纹的大径尺寸为15 8mm 螺距为2mm 总背吃刀量1 3mm 半径值 用高速钢螺纹车刀低速七次进给车削 背吃刀量 半径值 分别为ap1 0 4mm ap2 ap3 ap4 0 2mm ap5 ap6 ap7 0 1mm 进退刀段取 1 2mm 2 1mm 1号刀为90 外圆车刀 基准刀 2号刀为车槽刀 主切削刃宽3mm 左刀尖为刀位点 3号刀为60 螺纹车刀 4号刀为切断刀 主切削刃宽3mm 刀头长30mm 左刀尖为刀位点 O0001N10G92X28Z0 N20G00X70Z30T0101 N30M03S500 N40G90G00X40Z2 N50G71U1R0 7P60Q130X0 4Z0 1F150 N60G01X6 8Z2 N70X15 8Z 2 5F100 N80X15 8Z 28 N90X16 N100X24Z 38 N110Z 48 N120G02Z 66R15 N130G01Z 80 N135X40 N140G00X70Z30T0100 N150M06T0202 N160S200 N170G00X30Z 28 N180G01X20F300 N190X12F50 N200G04P1 N210G01X12 8 N220X18 8Z 25 N230G00X70Z30 N240T0200 N250M06T0303 N260S150 N270G00X24Z2 N280G82X15Z 26F2 N290X14 6Z 26F2 N300X14 2Z 26F2 N310X13 8Z 26F2 N320X13 6Z 26F2 N330X13 4Z 26F2 N340X13 2Z 26F2 N350G00X70Z30 N360T0300 N370M06T0404 N380S200 N390G00X30Z 83 N400G01X 1F50 N410G00X30 N420G00X70Z30 N430T0400 N440M05 N450M02 25 数控车床加工实例 零件图如图所示 要求以小批量生产条件编程 毛坯为 30 120的棒料 材料为45号钢 未注倒角为2 45 26 O0001N010G92G90X30Z0 N020G00X40Z90 N030M06T0101 N040M03S600 N050G00X30Z2 N060G71P070Q170U2R2X0 4Z0 2F100 N070G00X8Z2 N080G01X16Z 2 N090Z 20 N100X20C 2 N110Z 40 27 N115G04P2 N120X15Z 50 N130G02X25Z 65R20 N140G01Z 80 N150G04P2 N160G00X30 N170X40Z90 N180G70P070Q170 N190G00X40Z90T0100 N200M06T0303 N210G00X30 N220Z 20 28 N230G01X12F10 N24