數(shù)控銑削加工工藝分析和數(shù)控機床編程及加工

項目一數(shù)控銑削加工工藝分析

項目導(dǎo)入一相關(guān)知識

二項目實施三拓展知識四?一、項目導(dǎo)入圖1-1所示為平面槽形凸輪零件圖，零件材料為HT200，其外部輪廓尺寸已經(jīng)由前道工序加工，本工序的任務(wù)是在銑床上加工槽與孔。要求分析其數(shù)控銑床加工工藝，設(shè)計數(shù)控加工工藝方案，編制數(shù)控加工工序卡、數(shù)控銑削加工刀具卡。圖1-1平面槽形凸輪??二、項目實施圖1-1所示為平面槽形凸輪零件，其外部輪廓尺寸已經(jīng)由前道工序加工完，本工序的任務(wù)是在銑床上加工槽與孔。零件材料為HT200，其數(shù)控銑床加工工藝分析如下。1．零件圖工藝分析凸輪槽內(nèi)、外輪廓及20、12兩個孔的加工應(yīng)分粗、精加工兩個階段進(jìn)行，以保證表面粗糙度要求。同時以底面A定位，提高裝夾剛度以滿足垂直度要求。

?2．選擇加工設(shè)備對平面槽形凸輪的數(shù)控銑削加工，一般采用2軸以上聯(lián)動的數(shù)控銑床，因此，首先要考慮的是零件的外形尺寸和重量，使其在銑床的允許范圍以內(nèi)；其次，考慮數(shù)控銑床的精度是否能滿足凸輪的設(shè)計要求；最后，看凸輪的最大圓弧半徑是否在數(shù)控系統(tǒng)允許的范圍之內(nèi)。根據(jù)以上3條即可確定所要使用2軸以上聯(lián)動的數(shù)控銑床。?3．確定裝夾方案裝夾示意如圖1-37所示，采用雙螺母夾緊，提高裝夾剛性，防止銑削時振動。圖1-37凸輪加工裝夾示意圖1—開口墊圈2—帶螺紋圓柱銷3—壓緊螺母4—帶螺紋削邊銷5—墊圈6—工作7—墊塊?4．確定加工順序及進(jìn)給路線，確定加工順序及走刀路線

圖1-38所示即為銑刀在水平面內(nèi)的切入進(jìn)給路線。深度進(jìn)給有兩種方法：一種是在XOZ平面（或YOZ平面）來回銑削逐漸進(jìn)刀到既定深度；另一種是先打一個工藝孔，然后從工藝孔進(jìn)刀到既定深度。?（a）直線切入外凸輪廓（b）過渡圓弧切入內(nèi)凹輪廓圖1-38平面槽形凸輪的切入進(jìn)給路線?5．刀具選擇根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，銑削凸輪槽內(nèi)、外輪廓（即凸輪槽兩側(cè)面）時，銑刀直徑受槽寬限制，同時考慮鑄鐵屬于一般材料，加工性能較好，取為6

mm。粗加工選用6高速鋼立銑刀，精加工選用6硬質(zhì)合金立銑刀。所選刀具及其加工表面見表1-4平面槽形凸輪數(shù)控加工刀具卡片。?平面槽形凸輪數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號×××產(chǎn)品名稱或代號零件名稱平面槽形凸輪零件圖號X01序號刀具刀具卡子×××規(guī)格名稱數(shù)量刀長（mm）加工表面?zhèn)渥?T015中心鉆鉆5

mm中心孔20孔粗加工2T0219.6鉆頭1453T0311.6鉆頭16012孔粗加工4T0420鉸刀14520孔精加工5T0512鉸刀16012孔精加工6T0690°倒角銑刀120孔倒角1.5×457T076高速鋼立銑刀120粗加工凸輪槽內(nèi)外輪廓底圓角R0.58T086硬質(zhì)合金立銑刀120精加工凸輪槽內(nèi)外輪廓編制×××審核××批準(zhǔn)×××年月日共頁第頁

?6．切削用量的選擇凸輪槽內(nèi)、外輪廓加工時留0.1

mm精銑余量，精銑20、12兩個孔時留0.1

mm銑削余量。選擇主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度時，先查切削用量手冊，確定切削速度與每齒進(jìn)給量，然后按式（1-1）和式（1-２）計算進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速。7．填寫數(shù)控加工工序卡片將各工步的加工內(nèi)容、所用刀具和切削用量填入平面槽形凸輪數(shù)控加工工序卡?單位名稱×××產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號×××平面槽形凸輪X01工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間001O001螺旋壓板ＸＫ５025/4數(shù)控中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度（mm/min）被吃刀量（mm）備注1A面定位鉆5

中心孔T01575540手動2鉆19.6孔T0219.640240自動3鉆11.6孔T0611.640220自動4鉸20孔T0420160200.2自動5鉸12孔T0520160200.2自動620孔倒角1.5×45T0690°40240手動7一面兩孔定位，粗銑凸輪槽內(nèi)輪廓T0761

100404自動8粗銑凸輪槽外輪廓T0761

100204自動9精銑凸輪槽內(nèi)輪廓T0861

4952014自動10精銑凸輪槽外輪廓T0861

4952014自動11翻面裝夾，銑

20孔口倒角T0690°40220手動編制×××審核×××批準(zhǔn)×××年月日共頁第頁?機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學(xué)中心實驗?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進(jìn)行加工；結(jié)合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機床完成相應(yīng)的運動。數(shù)控編程的目的機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。數(shù)控編程的內(nèi)容機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗及試切數(shù)控機床機械工程實驗教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關(guān)1有效M20√M21自定義開關(guān)1無效M21√8M22自定義開關(guān)2有效M22√M23自定義開關(guān)2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√機械工程實驗教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進(jìn)行有關(guān)數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯編譯等。每一個工件程序由若干個程序段組成；每一個程序段完成一個加工步驟；每一個程序指令有程序段號和若干個指令代碼組成，指令代碼在程序段中的位置可以是任意的，同組指令在同一程序段中不能重復(fù)使用；最后一個程序段由指令代碼M02作為程序結(jié)束標(biāo)志。機械工程實驗教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹

在運行加工程序之前，必須通過參數(shù)設(shè)置對機床和刀具進(jìn)行調(diào)整，使其與加工要求相符，這樣才能正確地進(jìn)行加工或模擬加工。OpenSoftCNC軟件系統(tǒng)的參數(shù)主要有以下內(nèi)容：①基本設(shè)置設(shè)置可修改的基本參數(shù)。②刀具設(shè)置設(shè)置刀具編號、類型和刀具補償?shù)葏?shù)。③軸參設(shè)置設(shè)置和查看坐標(biāo)軸參數(shù)。④工件坐標(biāo)設(shè)置設(shè)置G54—G59等工件坐標(biāo)系的原點坐標(biāo)。⑤PLC設(shè)置用于查看PLC緩沖區(qū)配置、PLC程序梯形圖及PLC程序指令流程。機械工程