数控机床编程与实训操作 课件 项目 2 任务 2 数控铣床加工工艺

《数控机床编程与实训操作》项目2数控铣床编程与实训操作任务2数控铣床加工工艺

2.2.1常用代码及说明1.数控铣床常用G代码

FANUC0i及广州数控980M系统数控铣床常用G代码见表。《数控机床编程与实训操作》《数控机床编程与实训操作》2.2.1常用代码及说明2.主要G代码编程格式与说明简介FANUC0i系统及广州数控980M系统主要G代码用途、编程格式与说明见表。《数控机床编程与实训操作》2.2.1常用代码及说明《数控机床编程与实训操作》2.2.1常用代码及说明2.2.2铣削运动

在铣削加工中,工件表面的形状、尺寸及相互位置关系是通过刀具相对于工件的运动形成的,其运动可分为切削运动(表面形成运动)和辅助运动两类。切削运动是使工件获得所要求的表面形状和尺寸的运动,是机床最基本的运动,按其在切削加工中所起作用的不同,一般分为主运动和进给运动;辅助运动主要包括刀具、工件、机床部件位置的调整,工件分度、刀架转位、送夹料,启动、变速、停止和自动换刀等运动。铣削加工工件表面形成如图所示。《数控机床编程与实训操作》2.2.2铣削运动

1.主运动

主运动是指直接切除工件上的多余材料,以形成需要的工件新表面的基本运动。主运动通常是切削运动中速度最高、消耗功率最多的运动。铣床上的主运动是指铣刀的旋转运动。2.进给运动

进给运动是将切削层间歇地或连续地投入切削,以逐渐完成整个工件表面的运动。在铣削加工中,进给运动一般包括X、Y、Z三个坐标轴的运动。进给运动的特点是速度相对较低,耗损的功率也少。3.表面成形运动

在实际加工过程中,主运动和进给运动一般是同时进行的,此时刀具切削刃上选定点与工件间的相对运动是主运动和进给运动的合成运动,即表面成形运动。

《数控机床编程与实训操作》4.铣削三要素

铣削三要素是指切削速度(vc)、进给量(f)和背吃刀量(切削深度)(ap)。(1)切削速度(vc)。主运动的线速度称为切削速度。由于铣床的主运动是指铣刀的旋转运动,因此铣削的切削速度是指铣刀外圆上刀刃运动的线速度。vc=πdn/1000(m/min)

式中:d———铣刀的直径(mm);n———铣刀的转速(r/min)。

在加工过程中,习惯的做法是将切削速度(vc)转算成机床的主轴转速(n)。在数控铣床中,用S后加不同的数字来设定主轴转速。(2)进给量(f)。

进给运动速度的大小称为进给量,它一般有三种表示方法,即:1)每齿进给量(fz):铣刀每转过一齿,工件沿进给方向所移动的距离(mm/z)。2)每转进给量(f):铣刀每转过一转,工件沿进给方向所移动的距离(mm/r)。3)每分钟进给量(vf):铣刀每旋转一分钟,工件沿进给方向所移动的距离(mm/min)。

上述三种进给量的关系是:vf=nf=nzfz

式中:z———铣刀齿数。(3)背吃刀量(切削深度)(ap)。铣削时铣刀的吃刀量包括背吃刀量(ap)和侧吃刀量(ae)。背吃刀量(ap)是指刀具切削过程中沿刀具轴线方向工件被切削的切削层尺寸(单位为mm),侧吃刀量(ae)是指垂直于刀具轴线方向和进给运动方向所在平面的方向上工件被切削的切削层尺寸(单位为mm)。《数控机床编程与实训操作》2.2.2铣削运动

2.2.3铣床夹具1.铣床夹具的基本要求在数控铣削加工中一般不要求很复杂的夹具,只要求简单的定位、夹紧就可以了,其基本要求为:(1)为保证工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外,以方便加工,夹具要尽可能开敞,同时考虑铣床主轴与工作台面之间的最小距离和刀具的装夹长度,确保在主轴的行程范围内能使工件的加工内容全部完成,并防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生干涉。(2)为保持零件的安装方位与铣床坐标系及编程坐标系方向的一致性,夹具应保证在铣床上实现定向安装,还要求协调零件定位面与铣床之间保持一定的坐标联系。(3)夹具的刚性与稳定性要好,选择合适的夹点数量及位置。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计,当必须在加工过程中更换夹紧点时,要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件的定位精度。2.铣床夹具的种类数控铣削加工常用的夹具大致有以下几种:(1)万能组合夹具。(2)专用铣削夹具。(3)多工位夹具。(4)气动或液压夹具。(5)通用铣削夹具。

《数控机床编程与实训操作》

3.数控铣床夹具的选用原则

在选用夹具时,通常需要考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性,选用时可参考下列原则:

(1)单件生产或新产品研制时,应广泛采用万能组合夹具,只有在万能组合夹具无法解决时才考虑采用其他夹具。

(2)小批量或成批生产时可考虑采用专用铣削夹具,但应尽量简单。

(3)生产批量较大时可考虑采用多工位夹具、气动或液压夹具。

4.铣床常用夹具

(1)机用平口钳。

在铣削形状比较规则的零件时常用机用平口钳装夹。机用平口钳是利用螺杆或其他机构使两个钳口作相对移动而夹持工件的工具。如图所示,它由底座、钳身、钳口垫、固定钳口、活动钳口以及使活动钳口移动的螺杆组成。

《数控机床编程与实训操作》2.2.3铣床夹具《数控机床编程与实训操作》2.2.3铣床夹具

(3)铣床用卡盘。

当需要在数控铣床上加工回转体零件时,可以采用三爪卡盘装夹,对于非回转零件可采用四爪卡盘装夹。铣床用卡盘的使用方法与车床用卡盘相似,使用时用T型槽螺栓将卡盘固定在机床工作台上即可。铣床用卡盘既可以卧式装夹,用于回转体零件的侧面加工,也可以立式装夹,用于铣削端面,在端面上加工各种孔、槽等。(4)组合夹具。

组合夹具是机床夹具中一种标准化、系列化和通用化程度较高的工艺装备。它在新产品研制和单件、小批量生产方面有着很大的优越性,在数控铣床上使用组合夹具可以更好地提高生产率和经济效益。组合夹具是在专用夹具的基础上发展起来的一种夹具。按照用途的不同,组合夹具一般由基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、其他件、合件八类构件组成(如图所示)。《数控机床编程与实训操作》2.2.3铣床夹具《数控机床编程与实训操作》2.2.3铣床夹具2.2.4铣床刀具

1.铣床常用刀具(1)铣刀。

不管是什么形式的铣刀,从其基本组成上来看都包括两大部分,即参加切削的刀头部分和夹持刀具的刀柄部分。我们这里所说的刀具种类和刀具材料,一般指的是参加切削的刀头部分。1)铣刀种类。铣刀从结构上看可分为整体式和镶嵌式,镶嵌式可分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构不同,可分为可转位和不转位。铣刀按其制造所采用的材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具和金刚石刀具等。

2)常用铣刀。

根据加工对象的不同,可选择不同类型的铣刀来完成切削任务。常见的铣刀有圆柱面铣刀、端面铣刀、立铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、模具铣刀等。《数控机床编程与实训操作》2.2.4铣床刀具

①圆柱面铣刀(如图所示)。圆柱面铣刀主要用于卧式铣床上加工平面。②端面铣刀(如图所示)。端面铣刀主要用于立式铣床上加工平面、台阶面等。

《数控机床编程与实训操作》③立铣刀(如图所示)。立铣刀主要用于立式铣床上加工凹槽、台阶面、成型面等。④键槽铣刀(如图所示)。键槽铣刀主要用于立式铣床上加工(圆头)封闭键槽等。

⑤三面刃铣刀(如图所示)。三面刃铣刀主要用于卧式铣床上加工槽、台阶面等。《数控机床编程与实训操作》2.2.4铣床刀具

⑥模具铣刀。模具铣刀主要用于立式铣床上加工模具型腔、三维成型表面等。模具铣刀按工作部分形状不同,可分为圆柱形球头铣刀、圆锥形球头铣刀和圆锥形立铣刀3种形式(如图所示)。

《数控机床编程与实训操作》2.2.4铣床刀具

(2)常用铣刀材料。

数控铣床用刀具材料可分为:高速钢刀具、硬质合金刀具、涂层硬质合金刀具、陶瓷刀具、金刚石刀具等。

2.加工工艺路线(1)走刀路线的选择。走刀路线是刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹,它不但包括了工序的内容,而且反映了工序的顺序。1)如图所示,当铣削平面零件外轮廓时,一般采用立铣刀侧刃切削。《数控机床编程与实训操作》2.2.4铣床刀具

2)铣削封闭的内轮廓表面时,若内轮廓曲线允许外延,则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延,如图所示,刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出。《数控机床编程与实训操作》2.2.4铣床刀具

3)图所示为圆弧插补方式铣削外整圆时的走刀路线图。铣削内圆弧时也要遵循从切向切入的原则,最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线,如图所示,这样可以提高内孔表面的加工精度和加工质量。《数控机床编程与实训操作》

4)对于孔位置精度要求较高的零件,在精镗孔系时,镗孔路线一定要注意各孔的定位方向一致,即采用单向趋近定位点的方法,以避免传动系统反向间隙误差或测量系统的误差对定位精度的影响。

5)铣削曲面时,常用球头铣刀采用行切法进行加工。所谓行切法,是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的,而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。左图和中图分别为用行切法加工和环切法加工凹槽的走刀路线,而右图是先用行切法,最后环切一刀光整轮廓表面。

《数控机床编程与实训操作》

6)轮廓加工中应避免进给停顿,因为刀具会在进给停顿处的零件轮廓上留下刻痕。7)为提高工件表面的精度和降低粗糙度,可以采用多