數(shù)控機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)樣板式樣

1、項(xiàng)目5 型腔加工訓(xùn)練一訓(xùn)練目的l 根據(jù)工藝要求掌握內(nèi)型腔和封閉凹槽的加工方案。l 合理選用刀具及合理的切削用量。l 運(yùn)用環(huán)切法切削內(nèi)型腔。l 掌握內(nèi)型腔的加工刀具、走刀路線、去除余量的方法和編程技巧。任務(wù)1 工藝分析及理1.零件圖樣的分析零件圖圖1-5-1毛坯圖圖1-5-2如圖1-5-1所示，零件材料為硬鋁，切削性能較好，加工部分由內(nèi)型腔和島內(nèi)型腔構(gòu)成，圖中主要尺寸注明公差要考慮精度問題。零件毛坯100mm×120mm×20mm的方料，已完成上下平面及周邊側(cè)面的加工,如圖1-5-2所示。2.選擇加工機(jī)床用立式三坐標(biāo)數(shù)控銑床或加工中心較為合適。機(jī)床型號(hào)：XK6325（FANU

2、C-oi MC系統(tǒng)）或VMA600。這里選用VMA600加工中心。3.加工工藝分析本零件在加工中心上一次裝夾即可完成所有加工內(nèi)容，故確定一道工序，四個(gè)工步完成零件加工。工步一用16的高速鋼鍵槽銑刀環(huán)切法粗銑十字形凹槽。側(cè)面留單邊余量0.1mm。深度留0.1mm精加工余量。工步二用16的高速鋼立銑刀環(huán)切法精加工十字形凹槽到圖紙尺寸要求。工步三用8的高速鋼鍵槽銑刀粗銑方形凹槽，側(cè)面留單邊余量0.1mm。深度方向留0.1mm精加工余量。工步四用8的高速鋼立銑刀精銑方形凹槽到圖紙尺寸要求。4.走刀路線工步一環(huán)切法粗銑十字形凹槽。走刀路線如圖1-5-3。從A（-10，0）點(diǎn)下至切削深度，按ACDEFHI

3、JKMNLPQR STZDE FHBO的路線進(jìn)給，從O（0，0）點(diǎn)抬刀。圖1-5-3 粗銑十字形凹槽走刀路線工步二環(huán)切法精銑十字形凹槽。走刀路線如圖1-5-3所示。從A（-10，0）點(diǎn)下至切削深度，AC建立左刀補(bǔ)，CE直線切入，按EFHIJKMNLPQR STZDE FH的路線進(jìn)給，HB直線切出，從BO取消刀補(bǔ)，O點(diǎn)抬刀。工步三粗銑封閉方型凹槽，方型凹槽內(nèi)輪廓走刀路線（經(jīng)旋轉(zhuǎn)45度角后得到）如圖1-5-4。O（0，0）A（0，-40）建立左刀補(bǔ)，A點(diǎn)下刀至切削深度，按ABCDEFHIJA的路線進(jìn)給，A點(diǎn)抬刀，AO點(diǎn)取消刀補(bǔ)。 方型凹槽外輪廓走刀路線（經(jīng)旋轉(zhuǎn)45度角后得到）如圖1-5-4。O（0

4、，0）K（0，-40）建立右刀補(bǔ)，K點(diǎn)下刀至切削深度，按KMNUVWQPSK的路線進(jìn)給，K點(diǎn)抬刀，KO點(diǎn)取消刀補(bǔ)。圖1-5-4 方型凹槽走刀路線工步四精銑封閉方型凹槽。走刀路線同工步三。5.工件的裝夾以已加工過的底面和側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，在平口虎鉗上裝夾工件，鉗口高度為50mm，工件頂面高于鉗口10mm左右，工件底面用墊塊將工件墊起，在虎鉗上夾緊前后兩側(cè)面?；Q用T型螺栓固定在銑床工作臺(tái)上。6.合理切削用量選擇查附表可知，鋁合金允許切削速度V為150300m/min，精加工取V=200m/min，粗加工取V=150m/min。查附表，16高速鋼銑刀的每齒切削量粗加工取Sz=0.1mm/齒，精加工

5、取Sz=0.1mm/齒×0.8=0.08mm/齒。修正系數(shù)取0.4（考慮到實(shí)習(xí)用機(jī)床剛性不是很好，修正系數(shù)范圍0.30.6）。查附表，8高速鋼銑刀的每齒切削量粗加工取Sz=0.075mm/齒，精加工取Sz=0.075mm/齒×0.8=0.06mm/齒。修正系數(shù)取0.4（考慮到實(shí)習(xí)用機(jī)床剛性不是很好，修正系數(shù)范圍0.30.6）。計(jì)算16鍵槽銑刀粗加工切削用量： n=1000v/D=1000×150×0.4/3.14×161200r/minF=2Sz×n=2×0.075×1200180mm/min計(jì)算16立銑刀精加工切

6、削用量： n=1000v/D=1000×200×0.4/3.14×161600r/minF=3Sz×n=3×0.06×1600280 mm/min 計(jì)算8鍵槽銑刀粗加工切削用量： n=1000v/D=1000×150×0.4/3.14×82400r/minF=2Sz×n=2×0.075×2400360mm/min計(jì)算8立銑刀精加工切削用量： n=1000v/D=1000×200×0.4/3.14×83100r/minF=3Sz×n=3&

7、#215;0.06×3100550 mm /min數(shù)控加工工藝卡片如表1-5-1所示。表1-5-1數(shù)控加工工藝卡片工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)材料使用設(shè)備1O1006臺(tái)式虎鉗鋁合金加工中心(VMA600)工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格(mm)主軸轉(zhuǎn)速(r·min-1)進(jìn)給速度( mm·min-1)切深mm備注1粗銑十字槽T0216鍵槽銑 刀12002404.92粗銑方形型腔T038鍵槽銑 刀24003604.93精銑十字槽T0416立銑 刀16003500.14精銑方形型腔T058 立銑 刀31005500.1注意事項(xiàng)：?jiǎn)?dòng)機(jī)床回零后，檢查機(jī)床零點(diǎn)位置是否正確。正

8、確操作機(jī)床，注意安全，文明生產(chǎn)。表1-5-2數(shù)控加工刀具及其補(bǔ)償編號(hào)刀具名稱刀具規(guī)格數(shù)量用途刀具材料加工性質(zhì)刀具補(bǔ)償H(mm)D(mm)2鍵槽銑刀161銑十字槽高速鋼粗銑銑十字槽H02=0D02=7.93鍵槽銑刀81銑方形型腔高速鋼粗銑方形型腔H03=3.05D03=3.94立銑刀161銑十字槽高速鋼精銑銑十字槽H04=0.67D04=85立銑刀81銑方形型腔高速鋼精銑方形型腔H05=2.89D05=4注：H02H05中的數(shù)值根據(jù)具體對(duì)刀情況而定任務(wù)2 程序編制1.工件坐標(biāo)系的確定選擇工件的對(duì)稱中心為工件坐標(biāo)點(diǎn)，選擇工件的上平面為工件坐標(biāo)系的Z=0面，機(jī)床坐標(biāo)設(shè)在G54上。2.編程點(diǎn)坐標(biāo)確定

9、由于圖形各坐標(biāo)編程點(diǎn)確定比較簡(jiǎn)單，故省略。 3.編寫加工程序用FANUC Series Oi-Mc數(shù)控系統(tǒng)的指令及規(guī)則編寫加工程序如下：表1-5-3數(shù)控加工程序（主程序）程 序說 明O1700;N10 G90 G17 G40 G49 G80 G21 G69;N20 T02 M06N30 M03 S1000;N40 G54 G00 X20 Y0；N50 G43 Z50 H02；N60 G01 Z5 F300；N70 Z-5 F100；N80 F300；N90 D02；N100 M98 P1711；N110 G49 G00 Z50 ；N120 M00；N130 T04 M06N140 M03 S1

10、800；N150 G43 H04 Z5；N160 G01 Z-5 F100；N170 F250;N180 D04；N190 M98 P1711；N200 G49 G00 Z50；N210 M00；N220 T03 M06；N230 M03 S1800；N240 G90 G54 G00 X0 Y0；N250 G43 G00 Z50 H03；N260 G68 X0 Y0 R45；N270 D03；N280 M98 P1712；N290 D03；N300 M98 P1713；N310 G49 G00 Z50；N320 G69 M05；N330 M00；N340 T05 M06N350 M03 S20

11、00；N360 G43 G00 Z50 H05；N370 G68 X0 Y0 R45；N380 D05；N390 M98 P1712；N400 D05；N410 M98 P1713；N420 G49 G00 Z50；N430 G69 M05；N440 M30；程序號(hào)注銷換16鍵槽銑刀主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1000r/min建立工件坐標(biāo)系，刀具快速移動(dòng)到下刀點(diǎn)位置建立刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償Z向下刀到工件上表面上方5mm安全高度Z向下刀到工件上表面下方5mm處環(huán)切法粗加工十字形槽換16立銑刀環(huán)切法精加工十字形槽換8鍵槽銑刀，粗加工方形型腔建立刀補(bǔ)，D03=3.9mm調(diào)用內(nèi)輪廓方型腔槽子程序建立刀補(bǔ)，D03=3.9

12、mm調(diào)用外輪廓方型腔槽子程序換8立銑刀，精加工方形型腔建立刀具半徑補(bǔ)償，D05=4mm調(diào)用內(nèi)輪廓方型腔槽子程序調(diào)用外輪廓方型腔槽子程序程序結(jié)束表1-5-4數(shù)控加工程序(加工封閉凹槽外輪廓子程序)程 序說 明O1711;N10 G54 G90;N20 G41 X-10 Y0; N30 G01 Y-20 F300;N40 G03 X-10 Y-20 R10;N50 G01 Y-10;N60 G02 X-15 Y-10 R5;N70 G01 X20;N80 G03 X20 Y10 R10;N90 G01 X15;N100 G02 X10 Y15 R5;N110 Y20; N120 G03 X-10

13、Y20 R10;N130 G01 Y15;N140 G02 X-15 Y10 R5;N150 G01 X-20;N160 G03 X-20 Y-10 R10;N170 G01 X0;N180 Y0;N190 G00 Z20;N200 G40 X20;N210 M99;程序號(hào)(十字形槽子程序)子程序結(jié)束，返回主程序O1712;N10 G54 G90;N20 G41 G01 Y-40; N21 G01 Z-5 F100;N30 G01 Y-30 F300;N40 G03 X40 Y-30 R10;N50 G01 Y30;N60 G03 X30 Y40 R10;N70 G01 X-30;N80 G0

14、3 X-40 Y30 R10;N90 G01 X-30;N120 G03 X-30 Y-40 R10;N130 G01 X0;N190 G00 Z20;N200 G40 Y0;N210 M99;(內(nèi)輪廓方槽子程序)O1713;N10 G54 G90;N20 G42 G01 Y-30; N21 G01 Z-5 F100;N30 G01 Y-20 F300;N40 G03 X30 Y-20 R5;N50 G01 Y20;N60 G03 X20 Y30 R5;N70 G01 X-20;N80 G03 X-30 Y20 R5;N90 G01 Y-20;N120 G03 X-20 Y-30 R5;N13

15、0 G01 X0;N190 G00 Z20;N200 G40 Y0;N210 M99;(外輪廓方槽子程序)說明：粗銑和精銑時(shí)使用同一加工程序，通過調(diào)整刀具補(bǔ)償參數(shù)就可實(shí)現(xiàn)粗、精加工，刀具補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)置與調(diào)整見表1-6-2所示。任務(wù)3 機(jī)床操作1加工準(zhǔn)備(1) 閱讀零件圖(圖1-5-1)，并按毛坯圖檢查坯料的尺寸。(2)開機(jī)，機(jī)床回零操作。(3)輸入程序并檢查該程序。(4)安裝夾具，夾緊工件。裝夾時(shí)用平行墊鐵墊起毛坯，零件的底面要保證墊出一定厚度的標(biāo)準(zhǔn)塊，用機(jī)用虎鉗裝夾工件，使毛坯上表面伸出鉗口10mm左右。定位時(shí)要利用百分表調(diào)整工件與機(jī)床X軸的平行度，控制在0.02mm之間。(5)準(zhǔn)備刀具本課

16、題共使用四把刀具，安裝時(shí)要嚴(yán)格按照步驟來執(zhí)行，并要檢查刀具安裝的牢固程度。2.對(duì)刀，設(shè)定工作坐標(biāo)系(1)X、Y向?qū)Φ栋惭b分中棒用MDI方式將主軸旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速不宜過高，一般在600r/min之內(nèi)），在工件上方將分中棒快速移至工件左方，Z軸下刀到一定深度，在手輪方式下將分中棒與工件側(cè)面接觸（快接近工件側(cè)面時(shí)要降低手輪倍率），此時(shí)記下機(jī)床X坐標(biāo)值A(chǔ)。手動(dòng)提刀，Z軸移動(dòng)至工件上方，將相對(duì)坐標(biāo)X值清零，此時(shí)X坐標(biāo)值為0。MDI方式再次使主軸旋轉(zhuǎn)，在工件上方將分中棒快速移至工件的右方，Z軸下刀至一定的深度，在手輪方式下將分中棒與工件側(cè)面接觸，此時(shí)記下機(jī)床X坐標(biāo)值B。手動(dòng)提刀，Z軸移動(dòng)至工件上方，再將分中棒移

17、到相對(duì)坐標(biāo)值為（0+B）/2處，此位置即為工件X向中心，將該位置對(duì)應(yīng)的機(jī)械坐標(biāo)X值存至零點(diǎn)偏至G54中。同理，可找正Y軸工件中心。(2)Z軸對(duì)刀Z軸對(duì)刀需要加工所需的刀具來找正。一般可用已知厚度的塞尺、圓柱形的標(biāo)準(zhǔn)刀柄或Z軸設(shè)定器作為刀具與工件的中間襯墊以保護(hù)工件表面。將2號(hào)基準(zhǔn)刀Z向所對(duì)的零點(diǎn)機(jī)械坐標(biāo)存至零點(diǎn)偏至G54中。用對(duì)刀法或?qū)Φ秲x等方法測(cè)量出3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)刀相對(duì)于基準(zhǔn)刀的長(zhǎng)度，將相應(yīng)的數(shù)值輸入到對(duì)應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償單元H03、H04、H05參數(shù)代號(hào)中去（基準(zhǔn)刀長(zhǎng)度補(bǔ)償代號(hào)H02值為零）。3程序模擬與調(diào)試（1）鎖住機(jī)床，調(diào)出所需程序，在“圖形模擬”功能下，實(shí)現(xiàn)圖形軌跡的校驗(yàn)。圖形模擬后，松開機(jī)床鎖住按鈕，重新回零。（2）把工件坐標(biāo)系的Z值朝正方向移動(dòng)50mm，適當(dāng)降低進(jìn)給速度，單段運(yùn)行，檢查刀具運(yùn)動(dòng)是否正確。4工件加工