項目三輪廓加工數(shù)控銑床

立式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床立臥兩用數(shù)控銑床項目三輪廓加工內(nèi)容導航單擊菜單顯示目錄預備知識一銑削外輪廓的進給路線二銑削內(nèi)輪廓的進給路線三銑削曲面輪廓的進給路線四刀具半徑補償功能任務一加工正六棱凸臺零件任務二精加工內(nèi)輪廓項目三輪廓加工預備知識數(shù)控銑床上加工的內(nèi)外輪廓面一般是具有直線、圓弧或曲線的二維輪廓表面，其尺寸精度較高，形狀也較為復雜。編寫程序前需要進行輪廓基點或節(jié)點的計算，基點或節(jié)點可通過手工計算或計算機繪圖軟件得到。選擇刀具時，刀具半徑不得大于輪廓上凹圓弧的最小曲率半徑Rmin，一般取R＝（0.8～0.9）Rmin。一、銑削外輪廓的進給路線1、銑削平面零件外輪廓時一般采用立銑刀側(cè)刃切削。刀具切入工件時應沿切削起始點的延伸線逐漸切入工件，保證零件曲線的平滑過渡。在切離工件時，也要沿著切削終點延伸線逐漸切離工件，如圖3-1所示。銑削外輪廓圖3-1刀具的切入和切出圖3-2外圓銑削2、當用圓弧插補方式銑削外整圓時如圖3-2所示，要安排刀具從切向進入圓周銑削加工，當整圓加工完畢后，不要在切點處直接退刀，而應讓刀具沿切線方向多運動一段距離，以免取消刀補時，刀具與工件表面相碰，造成工件報廢。二、銑削內(nèi)輪廓的進給路線1、用圓弧插補銑削內(nèi)圓弧當用圓弧插補銑削內(nèi)圓弧時也要遵循從切向切入、切出的原則，最好安排從圓弧過渡到圓弧的加工路線，提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量，如圖3-3所示。圖3-3內(nèi)圓銑削

圖3-4有交點內(nèi)輪廓加工刀具的切入切出2、銑削封閉的內(nèi)輪廓表面銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時，若內(nèi)輪廓曲線允許外延，則應沿切線方向切入切出。銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時，若內(nèi)輪廓曲線不允許外延，則刀具只能沿內(nèi)輪廓曲線的法向切入切出，并將其切入、切出點選在零件輪廓兩幾何元素的交點處，如圖3-4所示。圖3-5無交點內(nèi)輪廓加工刀具的切入和切出銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時，若內(nèi)輪廓曲線不允許外延，且內(nèi)部幾何元素相切無交點時，如圖3-5所示。為防止刀補取消時在輪廓拐角處留下凹口,刀具切入、切出點應遠離拐角。三、銑削曲面輪廓的進給路線銑削曲面時，常用球頭刀采用“行切法”進行加工。所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定的。圖3-6曲面加工的進給路線對于邊界敞開的曲面加工，可采用兩種加工路線，如圖3-6所示發(fā)動機大葉片，當采用圖（a）所示的加工方案時，每次沿直線加工，刀位點計算簡單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可以準確保證母線的直線度。當采用圖（b）所示的加工方案時，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗，葉形的準確度較高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開的，沒有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應由邊界外開始加工。四、刀具半徑補償功能為保證輪廓的加工精度和生產(chǎn)效率，要求粗加工時盡量選擇直徑較大的銑刀進行銑削，便于多余材料的快速去除；精加工則選擇相對較小直徑的銑刀，從而保證輪廓的尺寸精度及表面粗糙度。編寫程序時，需考慮銑刀進刀與退刀的位置，盡量選在輪廓的節(jié)點處或沿著輪廓的切向進行；為簡化程序，將輪廓銑削程序作為子程序進行編寫，通過給定不同的刀具半徑補償，用于粗精加工中。在進行數(shù)控編程時，都是根據(jù)刀具中心軌跡進行編程。而在進行二維輪廓銑削時，由于刀具存在一定的直徑，使刀具中心軌跡與零件輪廓不重合，如圖3-7所示。圖3-7刀具半徑補償功能若不采用刀具半徑自動補償功能，編程員必須依據(jù)圖樣尺寸要求結合刀具半徑計算刀具中心坐標位置，根據(jù)這個坐標進行編程。如果運用進給控制指令，結合刀具補償功能加工如圖3-7所示的外形輪廓零件時，刀具中心坐標計算工作就可以省去，編程時直接按照工件輪廓尺寸進行編程即可。從上面實例可知，系統(tǒng)程序控制的總是讓刀具刀位點行走在程序軌跡上。若編程按輪廓線進行編程，如果不考慮刀具半徑補償，則將是刀具中心(刀位點)行走軌跡和圖樣上的零件輪廓軌跡重合，因而造成過切或少切現(xiàn)象。為了確保銑削加工出的輪廓符合要求，就必須在圖樣要求輪廓的基礎上，整個周邊向外或向內(nèi)預先偏離一個刀具半徑值，做出一個刀具刀位點的行走軌跡，求出新的節(jié)點坐標，然后按這個新的軌跡進行編程，如圖3-8（a）所示，這就是人工預刀補編程。（a）人工預刀補編程（b）刀具半徑補償?shù)墓δ軋D3-8人工預刀補編程在加工運行時，控制系統(tǒng)將根據(jù)程序中的刀補指令自動進行相應的刀具偏置，確保刀具切削出符合要求的輪廓。利用機床自動進行刀補計算的方法，可大大簡化計算及編程工作，并且還可以利用同一個程序、同一把刀具，通過設置不同大小的刀具半徑偏置值而逐步減少切削余量的方法來達到粗、精加工的目的，如圖3-9所示。圖3-9刀具半徑補償?shù)膶嵸|(zhì)刀具半徑補償指令G41、G42、G40G41為刀具半徑左補償，G42為刀具半徑右補償，G40為取消刀具半徑補償。 1、指令格式（1）建立刀具半徑補償指令G17G41/G42G00/G01XYD； G18G41/G42G00/G01XZD； G19G41/G42G00/G01YZD； （2）取消刀具半徑補償指令G40G00/G01XY；G40G00/G01XZ；G40G00/G01YZ；2、指令說明①在進行刀具半徑補償前，必須用G17或G18、G19指定刀具半徑補償是在哪個平面上進行。平面選擇的切換必須在補償取消的方式下進行，否則將產(chǎn)生報警。②刀具半徑補償指令程序就是在原G00或G01移動指令的格式上，加了G41(G42、G40)...D...的指令代碼。③D為刀具半徑補償寄存器的地址字，在補償寄存器中存有刀具半徑補償值。④刀具半徑補償有D00～D99共100個地址號可用。其中，D00已為系統(tǒng)留作取消刀具半徑補償專用。補償值可在MDI方式下鍵入。⑤X、Y及其坐標值按G00、G01的格式意義進行確定，與不考慮刀補時一樣編程計算。⑥無刀補指令時刀具中心是走在程序路線上；有刀具半徑補償指令時刀具中心是走在程序路線的一側(cè)，刀具刃口走在程序路線上。⑦刀補位置的左右應是順著編程軌跡前進的方向進行判斷的，如圖3-10所示。當用G41指令時，順著刀具運動方向看，刀具中心走在編程軌跡前進方向的左側(cè)；當用G42指令時，順著刀具運動方向看，刀具中心走在編程軌跡前進方向的右側(cè)。圖3-10刀具左右補償?shù)呐卸á鄬嶋H編程應用時，應根據(jù)是加工外輪廓還是加工內(nèi)輪廓以及整個切削方向等進行確定。將刀具半徑設置為負值時，G41和G42的執(zhí)行效果將互相替代。⑨如圖3-11所示，刀具半徑補償在整個程序中的應用共分刀補建立，刀補進行和刀補取消三個過程。圖3-11刀補加載和取消過程小提示：刀補建立是一個從無到有的漸變過程，從線性軌跡段的起點處開始，刀具中心漸漸往預定的方向偏移，到達該線性軌跡段的終點處時，刀具中心相對于終點產(chǎn)生一刀具半徑大小的法向偏移。若這一過程是在加工零件輪廓中進行的，就會造成零件輪廓的過切。刀具補償取消也是一個漸變的過程，若處理不當，也會出現(xiàn)過切現(xiàn)象。任務一加工正六棱凸臺零件任務引入加工如圖3-12所示正六棱凸臺零件，零件材料為45#鋼，毛坯尺寸66×60×20，試編寫其輪廓的加工程序。任務實施圖3-12正六棱凸臺Step1分析工藝毛坯采用機用虎鉗裝夾的方法，底部用墊塊墊起。在使用機用虎鉗夾緊工件之前，必須找正機用虎鉗的固定鉗口，使其與工作臺的X軸平行，然后再夾緊工件。加工時，要保證正六邊形外接與整圓，必須正確計算出六邊形頂點的基點坐標。以毛坯上頂面中心為工件坐標系原點，各基點1、2、3、4、5、6的坐標如圖3-13所示。圖3-13基點坐標值Step2選擇刀具由于零件材料為45#鋼，可加工性能較好，選用以高速鋼為材料的刀具便足夠。粗、精加工外輪廓均選擇Φ16mm的立銑刀。step3選擇銑削用量粗加工外輪廓時，進給速度f=60mm/min，切削深度=2mm，主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min；精加工外輪廓時，進給速度f=100mm/min，切削深度=6mm，主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min。step4安排加工路線加工路線安排如圖3-14所示。7點為起點，走刀順序為7-7′-8-1-2-3-4-5-6-8-9′-9。其中7-7′為建立刀具半徑補償，7′-8為圓弧切入，8-9′為圓弧切出，9′-9為取消刀具半徑補償。圖3-14加工路線step5參考程序粗加工時，注意半徑補償值D1修改為8.3；精加工時，半徑補償值D1改為8即可。1.粗加工程序2.子程序3.精加工程序任務二精加工內(nèi)輪廓任務引入加工如圖3-15所示零件，零件材料為45#鋼，毛坯尺寸90×72×20，內(nèi)輪廓及底面均有0.3的余量，試編寫內(nèi)輪廓精加工程序。任務實施圖3-15零件圖Step1分析工藝毛坯采用機用虎鉗裝夾的方法，底部用墊塊墊起。工件坐標系的選擇如圖3-15所示。圖形左右對稱，只計算單邊基點即可，基點計算如圖3-16所示。工件是封閉的內(nèi)輪廓加工，先加工工藝孔。圖3-16基點計算Step2選擇銑刀注意：銑刀的半徑不能大于內(nèi)輪廓的最小曲率半徑，可選用φ8的立銑刀進行精加工。step3選擇銑削用量精加工內(nèi)輪