多軸加工編程與操作 任務(wù)9 六面體零件的銑削

多軸加工編程與操作21世紀(jì)技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機(jī)械設(shè)計(jì)制造系列PART01任務(wù)1平面直線輪廓的零件的銑削PART02任務(wù)2平面帶圓弧輪廓的零件的銑削PART03任務(wù)3平面內(nèi)外基本輪廓的零件的銑削目錄CONTENTSPART04任務(wù)4具有平移旋轉(zhuǎn)特征的零件的銑削PART05任務(wù)5具有孔類特征的零件的銑削PART06任務(wù)6具有型腔特征的零件的銑削PART07任務(wù)7具有不規(guī)則凸臺(tái)及型腔特征的零件的銑削PART08任務(wù)8具有公式曲線特征的零件的銑削PART09任務(wù)9六面體零件的銑削PART10任務(wù)10具有傾斜形狀特征的零件的銑削PART09任務(wù)9六面體零件的銑削任務(wù)9六面體零件的銑削根據(jù)圖9-1所示的圖紙，分析尺寸精度及技術(shù)要求，制定零件加工工藝方案，編制加工程序，模擬仿真，最終在數(shù)控銑床上完成加工?！救蝿?wù)描述】任務(wù)9六面體零件的銑削知識(shí)目標(biāo)掌握五軸數(shù)控機(jī)床的概念及加工特點(diǎn)。掌握PLANE功能的格式及使用方法?！救蝿?wù)目標(biāo)】任務(wù)9六面體零件的銑削五軸數(shù)控機(jī)床的概念及分類。海德漢TNC多軸加工的功能。定義PLANE功能?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削一、五軸數(shù)控機(jī)床的概念及分類1.五軸數(shù)控機(jī)床的概念五軸數(shù)控機(jī)床（5-Axis）的“五軸”指的是X、Y、Z三個(gè)常見的直線軸加上兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)軸為A、B、C三軸中的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，A軸圍繞X軸旋轉(zhuǎn)，B軸圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)，C軸圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸的角度正負(fù)的判別方法是從坐標(biāo)軸的負(fù)方向觀看，順時(shí)針為負(fù)角度，逆時(shí)針為正角度，如圖9-2所示?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削2.五軸數(shù)控機(jī)床的分類（1）主軸傾斜式五軸數(shù)控機(jī)床。1）定義：兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸都在主軸頭一側(cè)的數(shù)控機(jī)床稱為主軸傾斜五軸數(shù)控機(jī)床，或稱雙擺頭式五軸數(shù)控機(jī)床，如圖9-3所示。【知識(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削2）特點(diǎn)如下：①主軸運(yùn)動(dòng)靈活，工作臺(tái)承載能力強(qiáng)且尺寸可以設(shè)計(jì)得非常大。②適用于加工船舶推進(jìn)器、飛機(jī)機(jī)身模具、汽車覆蓋件模具等大型零部件。③主軸的剛性和承載能力較低，不利于重載切削。（2）工作臺(tái)傾斜式五軸數(shù)控機(jī)床。1）定義：兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸都在工作臺(tái)一側(cè)的數(shù)控機(jī)床稱為工作臺(tái)傾斜式五軸數(shù)控機(jī)床，或稱雙轉(zhuǎn)臺(tái)式五軸數(shù)控機(jī)床，如圖9-4所示?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削（3）主軸/工作臺(tái)傾斜式五軸數(shù)控機(jī)床。1）定義：兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的主軸頭設(shè)置在刀軸一側(cè)、另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在工作臺(tái)一側(cè)的數(shù)控機(jī)床稱為主軸/工作臺(tái)傾斜式五軸數(shù)控機(jī)床，或稱擺頭轉(zhuǎn)臺(tái)式五軸數(shù)控機(jī)床，如圖9-5所示?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削2）特點(diǎn)如下：①旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)布局較為靈活，可以是A、B、C三軸中的任意兩軸的組合，結(jié)合了主軸傾斜和工作臺(tái)傾斜的優(yōu)點(diǎn)。②加工靈活性和承載能力均有所改善。3.3+2軸定向加工（1）定義：兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸先將切削刀具固定在某個(gè)傾斜位置，然后通過進(jìn)給軸X、Y、Z進(jìn)行加工?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削（2）特點(diǎn)如下：1）可以使用更短的、剛性更高的切削刀具。2）刀具可以與工件表面形成一定角度，主軸頭可以伸得更低，離工件更近。3）刀具移動(dòng)距離更短，程序代碼更少。4）加工復(fù)雜工件時(shí)，可能需要多個(gè)傾斜視圖以覆蓋整個(gè)工件，這會(huì)導(dǎo)致刀具路徑重疊，從而增加加工時(shí)間?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削4.五軸聯(lián)動(dòng)加工（1）定義：五軸聯(lián)動(dòng)加工是指圍繞進(jìn)給軸X、Y、Z及繞X、Y、Z的旋轉(zhuǎn)軸A、B、C中任意5個(gè)軸進(jìn)行的線性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。（2）特點(diǎn)如下：1）由于無須配置特殊夾具，因此降低了夾具成本，避免了多次裝夾，提高了模具加工精度。2）減少了夾具的使用數(shù)量。3）省去了許多特殊刀具，從而降低了刀具成本。4）由于加工中可以增加刀具的有效切削刃長(zhǎng)度，因此減小了切削力，提高了刀具使用壽命，降低了成本。5）相對(duì)于3+2軸定向加工來說，其主軸剛性較差。6）有些情況不宜采用五軸加工方案，例如刀具太短或刀柄太大，導(dǎo)致在任何傾斜角的工況下都無法避免振動(dòng)?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削二、海德漢TNC多軸加工功能海德漢TNC多軸加工功能見表9-1?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削三、PLANE功能1.PLANE功能：傾斜加工面PLANE功能只能用于具有兩個(gè)以上旋轉(zhuǎn)軸（主軸頭或旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)）的機(jī)床；機(jī)床只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，可以應(yīng)用PLANE軸角功能。PLANE功能參數(shù)見表9-2?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削2.PLANE功能：使用空間角SPATIAL功能：通過最多3個(gè)圍繞機(jī)床固定坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的空間角定義一個(gè)加工面。旋轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守先圍繞A軸旋轉(zhuǎn)，然后B軸，再C軸的順序。SPA代表A軸旋轉(zhuǎn)的空間角，是圍繞機(jī)床固定的X軸旋轉(zhuǎn)的角度；SPB代表B軸旋轉(zhuǎn)的空間角；SPC代表C軸旋轉(zhuǎn)的空間角，如圖9-6和圖9-7所示。由于必須輸入全部三個(gè)角，因此如果機(jī)床上缺少某個(gè)軸，應(yīng)將其角度定義為0。【知識(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削3.PLANE功能：MOVE、TURN、STAYPLANE功能中MOVE、TURN、STAY的區(qū)別見表9-3。【知識(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削4.PLANE功能：SEQ+/-設(shè)定NC系統(tǒng)通過定義加工面的位置數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)床上旋轉(zhuǎn)軸的正確定位位置。通常，有兩種方法。用SEQ+定位基本軸，假定這是一個(gè)正角，基本軸是工作臺(tái)的第二旋轉(zhuǎn)軸，或刀具的第一軸（取決于機(jī)床配置情況）；用SEQ-定位基本軸，假定這是一個(gè)負(fù)角。SEQ+/-的設(shè)定情況如圖9-8所示?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削如果用SEQ選擇的計(jì)算結(jié)果不在機(jī)床的行程范圍內(nèi)，TNC將顯示“Enteredanglenotpermitted”（輸入的角不在允許范圍內(nèi)）出錯(cuò)信息。如果未定義SEQ，TNC將按如下方法確定：（1）檢查可能的旋轉(zhuǎn)角度是否在旋轉(zhuǎn)軸的行程范圍內(nèi)。（2）如果不在，TNC將選擇最短的行程。（3）如果只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度在行程范圍內(nèi)，TNC將選擇該方向。（4）如果行程范圍內(nèi)無解，將顯示“Enteredanglenotpermitted”（輸入的角不在允許范圍內(nèi)）出錯(cuò)信息?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削COORDROT參數(shù)規(guī)定：PLANE-功能應(yīng)將坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到已定義的傾斜角位置處。不移動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，僅作數(shù)學(xué)補(bǔ)償，如圖9-9（a）所示。TABLEROT參數(shù)規(guī)定：PLANE-功能應(yīng)將圓工作臺(tái)定位到定義的回轉(zhuǎn)角度。通過工件旋轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，如圖9-9（b）所示?！局R(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削6.PLANE功能編程步驟（1）激活原點(diǎn)平移。CYCLDEF7.0DATUMSHIFT

CYCLDEF7.1X_CYCLDEF7.2Y_CYCLDEF7.3Z_（2）傾斜面加工。PLANESPATIALSPA_SPB_SPC_...（3）加工。CYCLDEF...LX_Y_M99FMAXLZ+100R0FMAX（4）復(fù)位傾斜。PLANERESETSTAY【知識(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削（5）取消原點(diǎn)平移。CYCLDEF7.0DATUMSHIFT

CYCLDEF7.1X+0CYCLDEF7.2Y+0CYCLDEF7.3Z+0【知識(shí)學(xué)習(xí)】任務(wù)9六面體零件的銑削一、圖紙分析看懂工件圖樣，了解圖樣上各加工部位的尺寸標(biāo)注和精度要求等。二、檢測(cè)毛坯確定工件的加工余量：毛坯為φ110mm×190mm的圓柱體，所有面均為精加工表面，材料為鋁合金。三、工件裝夾根據(jù)工件的形狀特點(diǎn)，采用自定心卡盤裝夾工件。選支架上的側(cè)面和底面為定位精基準(zhǔn)面，工件上表面的中心為編程零點(diǎn)，如圖9-16所示?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9六面體零件的銑削四、刀具的選擇根據(jù)工件輪廓形狀，本任務(wù)選取一把整體銑鋁專用硬質(zhì)合金兩刃直柄立銑刀，直徑φ6mm，長(zhǎng)度60mm；一把φ6鉆頭，長(zhǎng)度100mm。五、刀具的建立1.刀具表根據(jù)任務(wù)分析，加工該工件需要一把D6R0立銑刀、一把直徑φ6的鉆頭，并用機(jī)用測(cè)頭對(duì)坐標(biāo)。點(diǎn)擊【手動(dòng)操作模式】→【刀具表】→【編輯】→【開】，用光標(biāo)鍵依次選擇2號(hào)刀位、3號(hào)刀位、9號(hào)刀位，然后按順序填充D6R0立銑刀、鉆頭、測(cè)頭對(duì)應(yīng)刀位的信息。Name為刀具名字、PTVP為刀具直徑類型、L為刀具長(zhǎng)度、R為刀具半徑，如圖9-17所示。【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)9六面體零件的銑削2.裝刀建立好刀具之后，將光標(biāo)移至第一把刀具D6R0立銑刀，點(diǎn)擊【刀具存儲(chǔ)】，進(jìn)入該界面后點(diǎn)擊【刀具位置自動(dòng)】

；系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示刀具安裝的刀庫位置，并將安裝好刀具的刀柄裝入刀庫。裝刀完畢后務(wù)必關(guān)好刀庫安全門?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9六面體零件的銑削六、對(duì)刀與工件坐標(biāo)系的建立本任務(wù)中工件對(duì)刀方式與任務(wù)7一致，首先按照前述操作步驟確立中心點(diǎn)。1.對(duì)X中心（1）在MDI下，調(diào)用測(cè)頭TOOLCALL9ZS2000;，將B、C軸回零LB+0C+0R0FMAX;。（2）按【手輪激活開關(guān)鍵】

，【SmartKey】設(shè)置處于方式Ⅱ，按【開門鍵】

打開機(jī)床防護(hù)門（3）通過電子手輪將測(cè)頭從-X方向靠近工件的左側(cè)，點(diǎn)擊【探測(cè)功能】→【測(cè)量】→【X+】→【循環(huán)啟動(dòng)】；將測(cè)頭從X+方向靠近工件的右側(cè)，點(diǎn)擊【探測(cè)功能】→【測(cè)量】→【X-】→【循環(huán)啟動(dòng)】。Datum（當(dāng)前值）輸入“0”，Numberintable（想要設(shè)定的坐標(biāo)系）輸入“1”，點(diǎn)擊【鍵入預(yù)設(shè)表】。【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)9六面體零件的銑削2.對(duì)Y中心通過電子手輪將測(cè)頭從-Y方向靠近工件的左側(cè)，點(diǎn)擊【探測(cè)功能】→【測(cè)量】→【Y+】→【循環(huán)啟動(dòng)】；將測(cè)頭從Y+方向靠近工件的右側(cè)，點(diǎn)擊【探測(cè)功能】→【測(cè)量】→【Y-】→【循環(huán)啟動(dòng)】。Datum（當(dāng)前值）輸入“0”，Numberintable（想要設(shè)定的坐標(biāo)系）輸入“1”，點(diǎn)擊【鍵入預(yù)設(shè)表】。3.對(duì)工作表面零點(diǎn)坐標(biāo)由于使用的是特定的夾具裝夾工件，所以在對(duì)工件上表面時(shí)，一定要避開夾具，選取光潔平整的表面進(jìn)行測(cè)量。通過電子手輪將測(cè)頭移至工件正上方，點(diǎn)擊【探測(cè)功能】→【測(cè)量POS】→【Z-】→【循環(huán)啟動(dòng)】。Datum（當(dāng)前值）輸入“0”，Numberintable（想要設(shè)定的坐標(biāo)系）輸入“1”，點(diǎn)擊【設(shè)為原點(diǎn)】?！救蝿?wù)實(shí)施】任務(wù)9六面體零件的銑削4.對(duì)刀（1）在MDI下調(diào)用刀具TOOLCALL2ZS2000;。（2）將B、C軸回零LB+0C+0R0