2020年模具数控加工技术教案第21次课23次课

模具数控加工技术教案第21次课23次课 第 二 十 一 次 课 授 课 提 纲 第三节 加工中心的程序编制 一、加工中心的编程要求 加工中心的编程有如下要求： （1）首先应进行合理的工艺分析和工艺设计。 （2）根据加工批量等情况，确定采用自动换刀或手动换刀。 （3）为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便操作者在运行程序前确定刀具补偿参数。 （4）尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不同的子程序中。 （5）除换刀程序外，加工中心的编程方法与数控铣床基本相同。 二、换刀程序的编制 不同的加工中心，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行。换刀完毕启动主轴后，方可执行后面的程序段。选刀可与机床加工重合起来，即利用切削时间进行选刀。多数加工中心都规定了换刀点位置。主轴只有运动到这个位置，机械手或刀库才能执行换刀动作。一般立式加工中心规定的换刀点位置在机床Z轴零点处，卧式加工中心规定在机床Y轴零点处。 编制换刀程序一般有两种方法： 方法一： N10 G91 G28 Z0 T02 N11 M06 即一把刀具加工结束，主轴返回机床原点后准停，然后刀库旋转，将需要更换的刀具停在换刀位置，接着进行换刀，再开始加工。选刀和换刀先后进行，机床有一定的等待时间。 方法二： N10 G01 XYZT02 N17 G91 G28 Z0 M06 N18 G01 XYZT03 这种方法的找刀时间和机床的切削时间重合，当主轴返回换刀点后立刻换刀，因此整个换刀过程所用的时间比第一种要短一些。在单机作业时，可以不考虑这两种换刀方法的区别，而在柔性生产线上则有实际的作用。 三、固定循环指令的编程方法 加工中心的编程方法与数控铣床基本相同，在这里主要介绍加工中心的固定循环指令的编程方法。 加工中心配备的固定循环功能主要用于孔的加工，包括钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻丝等，有的加工中心还具有键槽、椭圆、方槽加工等固定循环。 1固定循环的动作 孔加工固定循环通常由以下六个动作组成： 如图5-27所示，图中用虚线表示快速进给，用实线表示切削进给。 （1）初始平面 （2）R点平面 （3）孔底平面 孔加工循环与平面选择指令（G17、G18、G19）无关，即不管选择了哪个平面，孔加工都是在XY平面上定位并Z在轴方向上钻孔。 2固定循环的代码及格式 （1）数据形式，如图图5-28所示。 （2）返回点平面G98、G99 （3）固定循环指令的G代码 这里介绍FANUC 0M-C数控系统的固定循环功能，如表5-1所示。 （4）固定循环的格式 G73G89 X Y Z R Q P F K 取消孔加工固定循环用G80。 对于加工一般的孔，可以使用G81代码，刀具动作比较简单。在孔中心上方定位后，快速靠近工件表面，然后以切削进给速度加工孔，到达要求的深度时，主轴不停，快速退刀，停留的位置由G98、G99指定，如图图5-29所示。当使用不同的刀具，就可以进行钻孔、扩孔、铰孔、锪孔等加工。 G81的指令格式为：G81 X Y Z R F 3固定循环编程实例 【例题5-1】如图5-30所示零件。 对该零件编制加工程序的步骤如下： （1）为方便加工时对刀，设置编程坐标系如图中所示，取零件上表面为Z向零点。 （2）计算孔中心坐标。 （3）设计加工路线。按129的顺序依次钻孔，快进R点距离零件上表面5mm，考虑钻头钻尖的影响，为保证能将孔完整地加工出来，钻孔深度为35mm。 （4）编写程序单。根据加工路线和坐标数据，选择G81钻孔固定循环指令逐条编写加工程序，如表5-2所示。 第四节 加工中心加工实例 【例题5-2】如图5-31所示，为座盒零件图，图5-32为其立体图。零件材料为LY12CZ。 1工艺分析 2工艺路线设计 如图5-33所示。 该零件的主要加工内容可安排在一台或两台加工中心上进行。可采取以下加工： （1）下料； （2）铣上下平面，保证厚度尺寸25； （3）打2-8工艺孔； （4）铣反面矩形槽，锐边倒圆； （5）铣正面矩形槽、外形，锐边倒圆，钻、铰 8、 10孔； （6）钳工去工艺凸台、毛刺； （7）检验。 3加工中心加工的工序设计 在加工中心上加工内容为上述2中（4）和（5），即铣正反面矩形槽、外形，锐边倒圆及钻孔。为控制零件的加工变形，外形和矩形槽同时在厚度方向进行分层铣削，最后钻、铰孔。 （1）以正面和 8工艺孔定位装夹，铣反面外形、矩形槽、锐边倒圆，如图5-34所示。 （2）以反面和 8工艺孔定位装夹，铣正面外形、四处矩形槽，锐边倒圆，如图5-35所示。 （3）钻、铰 10和 8的孔，如图5-36所示。 （4）钳工去掉工艺凸台，并修锉毛刺，完成该零件的全部加工。 4程序编制 （1）程序编制方法 为提高效率、保证程序的准确性，采用自动编程方法更恰当。 （2）编程坐标系和对刀点 考虑零件在机床工作台上的安装位置，取长度方向为X坐标，宽度方向为Y坐标，厚度方向为Z坐标。由于采用工艺凸台和工艺孔定位装夹，为方便对刀操作，编程坐标系原点和对刀点设在同一点，即工件左侧工艺孔的中心，Z向零点设在夹具定位面上。 第五章小结 加工中心是在数控铣床的基础上发展起来的，在单机作业时，其工艺设计与程序编制和数控铣床基本相同。当加工的内容和使用的刀具比较多时，需充分利用加工中心的自动换刀功能，尽量将工序集中，从而提高其加工效率。 加工中心的加工工艺范围比较宽，随着其加工对象的复杂行和多样性，所用的刀具、夹具、量具及辅具等也比较多，在编制工艺规程和数控程序时应全面考虑，注意在工艺文件中表达详细和准确。对于稍微复杂零件的程序编制，应尽量采用数控自动编程方法（将在第七中介绍），以提高编程的效率和准确性。 第 二 十 二 次 课 授 课 提 纲 现场教学 1、现场讲解华中型数控铣削系统的用户界面、功能、编程、程序输入和程序校验，数控加工中心Siemens 810D系统等内容； 2、现场演示华中型数控铣削系统和数控加工中心Siemens 810D系统下的程序调试和加工零件的过程； 3、学生实际操作数控铣床ZJK7532、仿形铣ZJK7532A和加工中心XH714加工零件； 4、了解数控铣削和加工中心加工的工艺与工装。 第 二 十 三 次 课 授 课 提 纲 第六章 数控特种加工技术 第一节 数控电火花成形加工技术 电火花加工又称放电加工或电蚀加工。它是利用在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用对工件进行加工的一种工艺方法。 一、数控电火花成形加工简介 （一）数控电火花成形加工原理 如图6-1所示，电火花成形加工的原理是基于工件与工具电极（简称电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到零件的加工要求。 电火花成形加工须具备以下条件： （1）自动进给调节系统保证工件与电极之间经常保持一定距离以形成放电间隙。 （2）加工中工件和电极浸泡在液体介质中，这种液体介质称为工作液。 （3）脉冲电源输出单向脉冲电压加在工件和电极上。当电压升高到间隙中工作液的击穿电压时，会使介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电，如图6-2（a）所示，瞬间高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料形成小的凹坑，如图6-2（b）。脉冲电源提供的脉冲电流波形如图6-3所示。 （二）数控电火花成形机床的主要组成 电火花成形加工机床按数控程度分为普通（非数控）电火花成形加工机床和数控电火花成形加工机床。 见图6-1，数控电火花成形加工机床主要由主机、脉冲电源和机床电气系统、数控系统和工作液循环过滤系统等部分组成。 1主机及附件 机床主机由床身、立柱、主轴头、工作台等组成。附件包括用以实现工件和电极的装夹、固定和调整其相对位置的机械装置，电极自动交换装置（或）等。 可调节工具电极角度的夹头属机床附件。 平动头也属机床附件，如图6-4所示。 2脉冲电源 脉冲电源的作用是将工频交流电转变成一定频率的定向脉冲电流，提供电火花成形加工所需能量。 3数控系统 （1）自动进给调节系统 它的任务是通过改变、调节主轴头（电极）进给速度，使进给速度接近并等于蚀除速度，以维持一定的“平均”放电间隙，保证电火花加工正常而稳定进行，以获得较好的加工效果。 常用自动进给调节系统有电液自动控制系统和电机械式自动进给调节系统，数控电火花机床普遍采用电机械式自动进给调节系统。 （2）电火花成形加工单轴数控系统 （3）电火花成形加工多轴数控系统 图6-5为采用X、Z、C多轴联动加工型孔。图（a）为横向X轴伺服进给水平加工圆孔；图（b）为横向X轴和垂直方向Z轴联动加工；图（c）为Z向伺服进给，每加工一个长方孔后，C轴分度转过300（12等分），加工圆周均布的多个长方形孔。 图 6-6为电火花三轴数控摇动加工（指工作台在数控系统控制下向外逐步扩弧运动）型腔。 4工作液循环过滤系统 工作液在电火化成形加工中的作用是形成火花击穿放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态；对放电通道起压缩作用，使放电能量集中；在强迫流动过程中，将电蚀产物从放电间隙中带出来，并对电极和工件表面起到冷却作用。 工作液循环过滤系统由工作液箱、液压泵、电机、过滤器、工作液分配器、阀门、油杯等组成，它的作用是强迫一定压力的工作液流经放电间隙将电蚀产物排出，并且对使用过的工作液进行过滤和净化。 工作液循环过滤系统的工 作方式有冲油式、抽油式两种，如图6-7所示。 （三）数控电火花成形加工的特点及应用 数控电火花成形加工的特点与应用有如下方面： （1）适合于难切削材料的加工 （2）可加工特殊及复杂形状的零件 （3）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加