数控铣削加工工艺处理【专业教育】.ppt
数控铣削加工工艺处理,数控铣削加工的主要选择对象 零件图的工艺性分析 零件毛坯的工艺性分析 加工顺序的安排 加工路线的确定 加工参数的确定,1.数控铣削加工的主要选择对象,推荐下列加工内容作为采用数控铣削加工的主要选择对象: 工件上的曲线轮廓内、外形，特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓； 已给出数学模型的空间曲面； 形状复杂，尺寸繁多，划线与检测困难的部位； 用通用铣床加工时难以观察，测量和控制进给的内外凹槽； 以尺寸协调的高精度孔或面； 能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状； 采用数控铣削后能成倍提高生产效率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内容。,2.零件图的工艺性分析, 图纸尺寸的标注方法是否方便编程，构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要，各几何元素的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)是否明确，有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等等。 零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证。 内槽及缘板之间的内转接圆弧是否过小。 零件铣削面的槽底圆角或腹板与缘板相交处的圆角半径r是否太大。 零件图中各加工面的凹圆弧(R与r)是否过于零乱，是否可以统一。 零件上有无统一基准以保证两次装夹加工后其相对位置的正确性。 分析零件的形状及原材料的热处理状态，会不会在加工过程中变形，哪些部位最容易变形。,3.零件毛坯的工艺性分析,在对零件图进行工艺性分析后，还应结合数控铣削的特点，对所用毛坯(常为板料、铸件自由锻及模锻件)进行工艺性分析，否则，如果毛坯不适合数控铣削，加工将很难进行下去；甚至会造成前功尽弃的后果。这方面的教训在实际工作中也是不少见的，应引起充分重视。 根据经验，下列几方面应作为毛坯工艺性分析的要点： 毛坯的加工余量是否充分，批量生产时的毛坏余量是否稳定。 分析毛坯在安装定位方面的适应性。 分析毛坯的余量大小及均匀性。,4.加工顺序的安排,先粗后精 基准面先行原则 先面后孔 先主后次,5.进给路线,（1）铣削轮廓的进给路线,进给路线,（3）铣削曲面轮廓的进给路线,顺铣和逆铣对加工影响：,顺铣与逆铣：用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件的平面，叫做周铣法。它有两种铣削方式： (a)顺铣法：铣刀的旋转切入方向和工件的进给方向相同(顺向)。 (b)逆铣法：铣刀的旋转切入方向和工件的进给方向相反(逆向) 。,顺铣 逆铣,为了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料，尽量采用顺铣加工。但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬而且余量一般较大，这时采用逆铣较为合理。,6.加工参数的确定,主轴转速的确定 n=1000v/(D) 式中： v为切削速度，单位为mmin，由刀具的耐用度决定： n为主轴转速，单位为rmin； D为工件直径或刀具直径，单位为mm 进给速度的确定 进刀深度的确定,2.1 数控系统的功能,1 G功能 G90 G80 G40 G17 G49 G21； 功能：初始化状态设定。 式中： G90 绝对值方式； G80 取消固定循环； G40 取消刀具半径补偿； G17 选择xy平面； G49 取消刀具长度补偿； G21 公制单位输入选择；,二 基本移动指令,1.快速定位（G00/G0）,格式： G00 X_ Y_ Z_； 功能：只能快速定位，不能切削加工，可以同时指令一轴、两轴或三轴。,2.直线插补（G01）,格式： G01 X_ Y_ Z_ F ； 功能：可以同时指令一轴、两轴或三轴。 【例】在立式数控铣床上按图所示的走刀路线铣削工件上表面，已知主轴转速300r/min，进给量为200mm/min，试编制加工程序。,O5001； G90 G54 G00 X155. Y40. S300； G00 Z50. M03； Z0.； G01 X-155. F120； G00 Y-40. ； G01 X155.； G00 Z100. ; M05； M30；,3.圆弧插补（G02、G03）,式中：I、J、K圆心分别在x、y、z轴相对圆弧起点的增量（ IJK编程）,【IJK编程与R编程】,G91方式IJK编程： （G91 G17） G02 X30. Y-30.0 I-20. J-50. F120； G91方式R编程： （G91 G17） G02 X30. Y-30.0 R54. F120； G90方式IJK编程： （G90 G17 G54） G02 X90. Y40.0 I-20. J-50. F120； G90方式R编程： （G90 G17 G54） G02 X90. Y40.0 R54. F120；,三、刀具半径补偿指令,1、刀补概念 2、编程格式 3、方向判别 4、刀具半径补偿的过程 5、使用注意事项 6、刀具半径补偿的其它应用,3.2 建立刀具补偿格式： G41/G42程序段中的X、Y、Z值是建立补偿直线段的终点坐标值； G41刀具左补偿/G42刀具右补偿. D为半径补偿值寄存器的地址号，后面常用两位数字。D00-D99为刀具补偿号，D00意味着取消刀具补偿。 刀具补偿值在加工或运行之前必须设定在补偿存储器中。 取消刀具补偿格式： G40程序段中的X、Y值是撤消补偿直线段的终点坐标；,3.3 方向判断 G41左偏刀具半径补偿,G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿。,左偏刀具半径补偿,G42右偏刀具半径补偿,G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具.,右偏刀具半径补偿,3.4 刀具半径补偿的过程,1、刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。 也要从第3轴正方向往负方向判断。 2、刀补调用：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。 3、刀补取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。,3.5 注意事项,（1）为了保证刀具从无半径补偿运动到所希望的刀具半径补偿起始点，建立和取消刀补只能由G00、G01切线进入或切出,不能使用圆弧指令。 （2）切入工件前应该已经完成刀具半径补偿，可在工件外或废料中进行加刀补，而不能在切入工件时同时进行刀具补偿，这样会产生过切现象。 （3）刀具半径补偿结束用G40撤销，撤销时同样要防止过切。 （4）刀具半径补偿只能平面补偿，不要在刀具补偿状态下，连续出现二段Z轴（第三轴）的移动指令，系统无法判断下一步补偿的矢量方向，则可能产生进刀不足或进刀超差。,（5）刀具半径补偿量的符号 一般刀具半径补偿量的符号为正，若取为负值时，会引起刀具半径补偿指令G41与G42的相互转化。（6）刀补移动距离应大于刀具半径补偿值，若加工半径小于刀具半径的内圆弧，进行半径补偿将产生过切削，只有过渡圆角刀具半径 r + 精加工余量的情况下才能正常切削；若被铣削槽底宽小于刀具直径，此时也将产生过切削。（7）G41(或G42)与G40之间的程序段不得出现任何转移加工，如镜像、子程序加工等。,刀具半径补偿的应用:,用同一程序、同一尺寸的刀具，通过修改刀具补偿值的办法实现粗加工、半精加工和精加工，这样可以节省大量的算点、编程等时间。如左图所示、其刀具半径补偿的输入为： 1、刀具补偿值R刀加工余量 加工余量：粗加工：0.5mm至1.0mm 2、半精加工：0.1mm 至0.2mm （刀具半径补偿用于粗、半精、精加工） 3、精加工：0,刀具半径补偿的应用,磨损补偿 D刀补值R最小圆弧半径 在加工过程中，有时会遇到刀具磨损，用刀具半径补偿加工时，由于刀具半径补偿值未实时作出修改，造成尺寸的不准确（外轮廓可能会大，内轮廓可能会小）。等到程序走完一次加工后，测量一下尺寸，到底大多少或是小多少，如外形尺寸还大0.2mm（单边小0.1mm），那么说明刀具磨损0.1mm，如补偿值为R，则修正的刀具补偿值应为R-0.1mm。,二、刀具长度补偿指令 当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时，在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具，即可正确加工。,刀具长度补偿指令,编程格式为： G01 G43/G44 Z H / 建立补偿程序段 / 切削加工程序段 Z 为程序给定的坐标值 H 为长度补偿值寄存器的地址号 G49 / 补偿撤消程序段 G43 为正补偿，即将Z坐标尺寸字与H代码中长度补偿的量相加，按其结果进行Z轴运动。 G44 为负补偿，即将Z坐标尺寸字与H中长度补偿的量相减，按其结果进行Z轴运动。 G49为撤消补偿。 G43H00或 G44HOO也可以取消,太极图加工（实例）,说明：(不考虑刀补) 太极图直径为80mm 刀具直径为8或10mm 朔料块大小 100*100mm 主轴转速 1000转/分钟 5. 加工进给量 100mm/分钟 6. 刀具进深 2mm,太极图加工（实例）,O1234(F) 文件名 OSK6666(H) 程序名 %0001 M03S1000 （主轴正转） G54G01X0Y0F500 （确定工件中心） Z50 (初始加工安全高度),太极图加工（实例）,X-40Y0 （到达下刀点位）,太极图加工,X-40Y0 （到达下刀点位） Z5 （快速接近工件表面）,太极图加工,X-40Y0 （到达下刀点位） Z5 （快速接近工件表面） Z-2F100 （进给量变100切入深度2mm ）,太极图加工,Z-2F100 G02X-40Y0I40J0 式中： I、J=圆心（0、0）- 起点（-40、0）,太极图加工,Z-2F100 G02X-40Y0I40J0 X0Y0R20 (左侧半圆),太极图加工,Z-2F100 G02X-40Y0I40J0 X0Y0R20 G03X40Y0R20 (右侧半圆),太极图加工,G02X-40Y0I40J0 X0Y0R20 G03X40Y0R20 G01Z5（提刀）,太极图加工,G02X-40Y0I40J0 X0Y0R20 G03X40Y0R20 G01Z5 X20Y0（右侧点定位）,太极图加工,G02X-40Y0I40J0 X0Y0R20 G03X40Y0R20 G01Z5 X20Y0 Z-2（切入）,太极图加工,G02X-40Y0I40J0 X0Y0R20 G03X40Y0R20 G01Z5 X20Y0 Z-2 Z5（再抬刀）,太极图加工,G01Z5 X20Y0 Z-2 Z5 X-20Y0（左侧点定位）,太极图加工,G01Z5 X20Y0 Z-2 Z5 X-20Y0 Z-2（最后切入）,太极图加工,G01Z5 X20Y0 Z-2 Z5 X-20Y0 Z-2 Z5（缓慢提刀）,太极图加工,X-20Y0 Z-2 Z5 （缓慢提刀） G00Z100（快速提刀） M05 （主轴停止） M30 （程序结束并返回程序头）,实习报告基础部分作业题： P75,（基础） 一（1）（2）（4）（5） 二（1）（3）（5）（7） 三（1）（3）（5） 四（1）（3）（5）（7）（9） 五（2） 七 全部,数控车床（P79）： （3） 全部 （1）（2）（3）（7）(9)( 11)(12). (1）（3） （5）（7） （9） 五 （3) (5),实习报告作业题： P84,数控铣床部分（机械类） （非机械类） 一、（1）（3） 一、（1）（3） 二、 全做 三、 全做 三、 全做 四、 全做 五、（3）（6） 五、（3）（6）,
