刀具補償功能的綜合應用.doc

第三節(jié) 數控銑削加工平面凸輪零件的典型實例教學目標 通過本章的深入講解，使學生加深對數控銑床的了解，并能熟練掌握刀具半徑補償和刀具長度補償具體應用，和凸輪零件的數控加工工藝運用。同時，對進一步鞏固前章所學的編程知識，增強工程實踐動手能力，提高綜合加工實訓能力。具體要求1. 了解程序停止（M00）、程序跳段的使用方法。2. 熟練區(qū)分左刀具半徑補償和右刀具半徑補償。 3. 合理使用刀具半徑補償值分配粗、精加工余量。4. 掌握平面凸輪零件的編程方法。5. 正確完成調用子程序銑削工件。實驗條件1立式數控銑床。2零件圖，見右圖所示。3半精加工后的鋁板一塊（規(guī)格：1108010）。4強力夾頭刀柄一套。512mm鍵槽刀。6平口鉗、墊鐵、夾具。7游標卡尺。教學重點、難點使用刀具半徑補償時，正確選擇好起始點、走刀路徑，以及改變半徑補償值D完成粗、精加工。學時安排理論講解、示范操作45分鐘教學內容一、 具半徑補償（G41、G42）的與含義在輪廓加工中，由于刀具總有一定的半徑（如銑刀半徑），刀具中心的運動軌跡并不等于所要加工零件的實際輪廓。也就是說，在數控銑床進行輪廓加工時，一般要考慮刀具半徑。如下圖所示，在外輪廓加工時，刀具中心需要偏移零件的外輪廓面一個半徑值。這種偏移習慣上稱為刀具半徑補償。使用刀具半徑補償功能，系統(tǒng)可以自動計算出偏離一定距離（稱偏置）的刀具軌跡。它不但大大簡化了編程，而且還可以很容易地調整加工輪廓尺寸。當然，對于特別簡單的零件，也可以在加工程序中偏離輪廓一個刀具半徑值來編程（不使用刀具半徑補償功能）。根據ISO標準，當刀具中心軌跡在編程軌跡（零件輪廓）前進方向左邊時，稱為左刀具補償，簡稱左刀補，用G41表示；反之，則稱為右刀補，用G42表示（如下圖所示）；當不需要進行刀補時用G40表示。二、刀具半徑補償的應用特點1避免計算刀具中心軌跡，直接用零件輪廓尺寸編程。2刀具因磨損、重磨、換新刀而引起的刀具半徑改變后，不修改程序。3用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具補償值，可進行粗精加工。4利用刀具補償值，控制工件輪廓尺寸精度。三、刀具半徑補償的建立和取消刀補建立時，刀具從起點出發(fā)沿直線接近加工零件，根據G41或G42使刀具中心在原來的編程軌跡的基礎上伸長或縮短一個刀具半徑值。刀補取消時，在最后一段刀補軌跡加工完成后，應走一端直線撤消刀補，撤消刀補時應注意不能碰刀，如下圖所示。四、使用G41、G42和G40的說明1. 刀具必須有相應的刀補號才能生效。2. 只有在線性插補（G00，G01）時才可以進行選擇或取消G41/G42和G40。3. 正確選擇起始點可以保證刀具運行不發(fā)生碰撞。4. 加工窄槽、小于偏置量等零件時，應預先檢查有無干涉現象，即刀具是否過切。5. 加工小于刀具半徑的內角的零件時，會產生過切。五、內、外輪廓加工的走刀路線下圖為圓弧插補方式銑削外圓時的走刀路線圖。當整圓加工完畢時，不要在切點處直接退刀，而應讓刀具沿切線方向多移動一段距離，以免取消刀補時，刀具與工件表面想碰，造成工件報廢。銑削內圓弧時也要遵循從切向切入、切出的原則，最好安排從圓弧過度到圓弧的加工路線 銑外圓的切入切出路線 銑內圓的切入切出路線銑內輪廓的切入切出路線若刀具只能沿內輪廓曲線的法向切入切出時，此時刀具的切入切出點應盡量選在內輪廓曲線兩幾何元素的交點處，如右上圖所示。七、加工實例如下圖所示為平面簡單凸輪零件，材料為10mm厚鋁合金板。（一） 工藝分析：閱圖可知，該零件由AB、BC、AF三圓弧及線段CD、EF構成，可采用20孔中心作為定位基準，通過螺栓螺母裝夾。為保證加工精度，可使用改變刀具半徑補償值的方法，完成零件的粗、精加工。為簡化編程，可將先將凸輪的加工輪廓程序編出作為子程序，然后再加上左刀補（加工方向順時針），調用該子程序進行粗加工（刀補值6.2），并通過再次改變刀具半徑補償值完成對該輪廓面的精凸輪輪廓的粗加工（刀具半徑補償值可設為6.2）。加工（刀補值6）。（二）加工步驟：1開機、機床回參考點。2先用平口鉗裝夾夾具，再裝夾工件。3. 選用20mm孔做基準并找正。4設定零點偏置G54。5第一次調用子程序完成凸輪輪廓的粗加工（刀具半徑補償值可設為6.2）。 6程序暫停（M00），測量尺寸。7重新加刀補，調用第二次子程序，完成凸輪的凸輪輪廓的粗加工（刀具半徑補償值可設為6.2）。8拆卸工件，修角倒棱，保養(yǎng)機床。9. 按關機操作步驟正常關機。（三） 編程要點：1. 預先進行數學處理 選取工件坐標系，其原點選擇在20孔中心線原點處。A、B、C、D、E、F各點的坐標計算如下：A點：X0，Y50；B點：X0，Y-50；C點：X8.6603，Y-45；D點：X25.9808，Y-15；E點：X25.9808，Y15；F點：X8.6603，Y45。2. 進刀點及進刀方法 設置進刀線長20mm，進刀圓弧R20，退刀線長20mm，下刀點坐標X20、Y-90，左刀偏，深度進刀采用G01指令。3. 完成一個加工循環(huán)后（調用完一次子程序），需提刀取消刀補。再次調用子程序加工時，應重新加入刀補，以免發(fā)生碰刀事故。4. 若加工中留余量，可將半徑補償值設大，如刀具的標準半徑為3mm，當刀具參數設成3.1時，加工余量單邊留0.1 mm。（四）參考程序主程序：O9876N01 G54 G90 G00 S1500 M03 D1 X0 Y0 Z25 ； N02 G01 F800 X20 Y-90 ； （下刀點）N03 G01 Z-7 ； （下刀）N04 G41 F200 Y-70 ； （開始刀具半徑補償，刀補值為6.2）N05 M98 9875 ； （第一次調用子程序，）N06 G40 G00 Y-90； （取消刀具半徑補償）N07 X20 Y-90 ； （下刀點）N08 G01 F800 Z-7 ； （下刀）N09 G41 D2 F200 Y-70 ； （開始刀具半徑補償，調用D2刀補值）N10 M98 9875 ； （第二次調用子程序，）N11 G40 G00 Y-90； （取消刀具半徑補償）N12 G00 Z100； （Z向提刀）N13 G01 X0 Y0 M05 ； （返回對刀點）N14 M30 ； （程序結束）子程序：O9875N01 G03 X0 Y-50 R20 ； （切入工件至B點） N02 G02 X0 Y50 R50； （切削BA?。?N03 G02 X8.6603 Y45 R10； （切削AF弧） N04 G01 X25.9808 Y15 ； （切