模块三 任务4 型腔的数控铣削加工

项目一：凸模的加工【项目目标】通过对企业产品的分析、编程、加工及检测，进一步培养学生的质量意识、协作意识，实现知识学习、技能训练、素质养成的有机融合。【素养目标】1.学会分析零件图，并能根据零件图合理选择刀具、设置工艺参数、编制加工工艺；2.掌握G代码、M辅助代码功能；3.掌握工件坐标系的设定方法及对刀操作；4.能正确使用测量工具控制工件尺寸。【项目描述】

凸模又叫冲针、冲头、阳模、上模等，是模具中用于成型制品内表面的零件，即以外形为工作表面的零件。

本项目的凸模零件主要包含平面、外轮廓、槽与型腔等的铣削加工以及孔加工等内容，并达到以下要求：几何公差等级为IT8；表面粗糙度值为Ra3.2µm。凸模的加工——加工工艺路线【任务目标】1.掌握型腔的数控铣削加工方法，选择合理的刀具与工艺参数编制加工工艺；2.学会G68/G69指令的格式及使用方法；3.学会型腔零件的数控铣削加工程序的编制方法，在仿真软件上进行模拟验证；4.掌握数控铣床/加工中心的操作方法，按图纸要求加工出合格的产品。任务4型腔的数控铣削加工【任务描述】一、编程指令

用坐标系旋转编程功能（旋转指令）可将工件旋转某一指定的角度，简化编程。坐标系旋转指令为G68、G69。旋转加工示意图【知识链接】G17G68X＿Y＿R＿；建立坐标系旋转…………坐标系旋转方式……G69；取消坐标系旋转1.指令格式：1）X＿Y＿：坐标系的旋转中心；2）R＿：旋转角度，顺时针旋转时为“－”，逆时针旋转时为“＋”。

有效范围：-360°≤R≤360°。2.参数说明:3）平面选择G17/G18/G19只能在坐标系旋转代码G68之前指定。4）取消坐标系旋转G69后，第一个移动指令必须用绝对值编程。如果用增量值编程将执行不正确的移动。5）G68/G69为模态指令，可相互注销，G69为缺省值。6）CNC数据处理的顺序是:①程序镜像；②比例缩放；③坐标系旋转；④刀尖圆弧半径补偿C方式。在指定这些指令时，应按顺序指定:取消时，应按相反顺序取消。在旋转方式或比例缩放方式中不能指定镜像指令，但在镜像指令中可以指定比例缩放指令或坐标系旋转指令。7）在坐标系旋转方式中，返回参考点指令(G27、G28、G29、G30)和改变坐标系指令(G54～G59，G92)不能指定。如果要指定其中的某一个，则必须在取消坐标系旋转指令后指定。3．示例如图3-47所示，用

2mm铣刀刻旋转矩形轮廓，采用刀具中心轨迹编程。O5006;N10G17G90G54G40G94;N20M03S2000;N30M06T01;N40G90G00X0Y0Z200;N50Z5;N60M08;N70G68X0Y0R20;N80G01Z-5F100M08;N90X20;N100Y26;N110X0;N120Y0;N130G69;N140G0Z5;N150G00Z100;N160M09;N170M05;N180M30;%二、工艺知识1.型腔的类型及特点（1）简单型腔采用分层切削，把每层入刀点统到沿Z轴的一根轴线上，沿此轴预钻入刀孔，底面与侧面都要留有余量。精加工时，先加工底面，后加工侧面，（2）有岛屿类型腔有岛屿类型腔是在简单型腔底面上凸起一个或多个小岛屿。粗加工时让刀具在内外轮廓中间区域中运动，并使底面、内轮廓、外轮廓留有均匀的余量。精加工时先加工底面，再加工两侧面。（3）有槽类型腔有槽类型腔是简单型腔底面下还有槽。它的加工方法是两简单型腔的组合，先粗加工各型腔，留精加工余量，再统一精加工各表面。铣削型腔常用的刀具有平底立铣刀、键槽铣刀，型腔的斜面、曲面区域要用R形立铣刀或球头刀加工。2.刀具选用（1）圆形型腔铣削方法（2）方形型腔铣削方法(a)行切(b)环切(c)行切→环切3.内型腔加工路线（3）不规则形状型腔（4）带孤岛的型腔铣削方法4.型腔铣削加工的刀具引入方法1）使用键槽铣刀沿Z轴垂直向下进刀切入工件。2）预先钻一个孔，再用直径比孔径小的立铣刀切削。3）斜线进刀及螺旋进刀。【任务实施】一、工艺分析1.工件装夹方案的确定2.工、量、刀具的确定以工件底面和侧面作为定位基准，可采用机床用精密平口虎钳装夹，选择合适的等高垫铁，夹持10mm左右，使工件贴紧等高垫铁。3.加工工艺方案的制定工步加工内容刀具主轴转速（r/min）进给量（mm/min）背吃刀量（mm）名称直径(mm)1粗铣旋转长方形型腔，留余量0.5mm键槽铣刀（T1）

10100030032精铣型腔至尺寸。键槽铣刀（T2）

103000100033去毛刺

4工件精度检测

加工工艺卡1.确定工件坐标系2.基点计算基点坐标（X，Y）基点坐标（X，Y）S(0，0，100)S1（8,0）S2（-8,0）A1(15，3)B1（8,10）B2（-8,10）A2(-15，3)A3(-15，-3)B3（-8,-10）B4（8,-10）A4(15，-3)矩形型腔加工路线从起点：0→S1→A1→B1→B2→A2→A3→B3→B4→A4→A1→S1→0，后抬刀结束。二、程序编制基点坐标（X，Y）基点坐标（X，Y）SS1S2A1B1B2A2A3B3B4A43.参考程序1.开机及回参考点2.程序输入3.装夹工件及刀具4.手动对刀及参数设置X、Y、Z方向用试切法对刀，在G54中设置参数值。5.图形模拟仿真加工6.设置参数

修改参数输入中的刀具补正（形状）刀具半径值，粗加工时

10mm键槽铣刀的半径偏置D01设置为5.25，精加工时

10mm键槽铣刀的半径偏置D02设置为5。三、图形仿真（模拟软件技能训练）四、自动加工（机床实操技能训练）1.加工准备1）检查毛坯尺寸。2）开机、回参考点。3）程序输入。4）工件装夹。5）刀具装夹。2.对刀操作3.程序校验