1、模块五 凹槽加工课题一键 槽 铣 削【学习目标】1.知识目标 理解局部坐标系概念。 熟练应用子程序编程。 掌握坐标轴偏移指令。 掌握键槽加工工艺制定方法。图5-1-1零件图2.技能目标 会选择键槽铣刀。 掌握圆弧切向进刀方法。 掌握键槽铣削方法及尺寸控制方法。 完成图5-1-1、图5-1-2所示零件,材料为硬铝,10课时,毛坯尺寸80mm80mm20mm。图5-1-2三维效果图一、编程指令1.局部坐标系概念 如果工件在不同位置有重复出现的形状或结构,可把这一部分形状或结构编写成子程序,主程序在适当的位置调用、运行,即可加工出相同的形状和结构,从而简化编程。2.坐标系(可编程的)偏移指令(1)指
2、令功能(2)指令格式图5-1-3局部坐标系表5-1-1法那克系统与西门子系统坐标系偏移指令格式(3)指令使用说明(2)量具选择 (3)刃具选择 二、加工工艺分析1.工、量、刃具选择(1)工具选择表5-1-3工、量、刃具清单2.加工工艺方案(1)加工工艺路线(2)合理切削用量选择 表5-1-4粗、精铣削用量三、参考程序编制1.工件坐标系建立 工件坐标系X、Y零点应建立在设计基准上,即建立在工件几何中心上;Z方向零点设置在工件上表面;子程序坐标系(局部坐标系)X、Y零点建立在键槽几何中心上,Z零点仍设置在工件上表面上。2.基点坐标计算 键槽几何中心在工件坐标系中的坐标见表5-1-5,即采用坐标系偏
3、移指令偏移值。表5-1-5键槽几何中心点坐标(单位:mm)图5-1-6表5-1-6子程序中各点在局部坐标系中的坐标(单位:mm)3. 参考程序一、加工准备 1) 检查毛坯尺寸。 2) 开机、回参考点。 3) 程序输入:将程序输入数控系统中。 4) 工件装夹:平口钳装夹在铣床工作台上,用百分表校正;工件装夹在平口钳上,底部用垫块垫起,使工件伸出钳口510mm,用百分表校平上表面并夹紧. 5) 刀具装夹:本课题共采用两把铣刀,一把为?8mm粗加工键槽铣刀,一把为?8mm精加工立铣刀(可垂直下刀)或精加工键槽铣刀,通过弹簧夹头把铣刀装夹入铣刀刀柄中。根据加工情况分别把粗、精加工铣刀柄装入铣床主轴(加
4、工中心则把粗、精铣刀全部装入刀库中)。二、对刀操作1.X、Y方向对刀 X、Y方向采用试切法对刀,将机床坐标系原点偏置到工件坐标系原点上,通过对刀操作得到X、Y偏置值输入到G54中,G54中Z坐标输入0。2.Z方向对刀 依次安装粗、精加工铣刀,测量每把刀的刀位点从参考点到工件上表面的Z数据,输入到相应的刀具长度补偿号中,加工时调用。三、空运行及仿真 1) 法那克系统:调整机床中刀具半径补偿值,把基础坐标系中Z方向值变为“+50”,打开程序,选择MEM工作模式,按下空运行按钮,按循环启动键,观察程序运行情况;空运行结束后,使空运行按钮复位。 2) 西门子系统:调整机床中刀具半径补偿值,设置空运行和
5、程序测试有效,打开程序,选择AUTO(自动加工)模式,按下数控启动键,观察程序运行情况。 用仿真软件在计算机上进行仿真练习,测试程序及加工情况。四、零件自动加工及精度控制方法 加工时先安装粗加工键槽铣刀进行粗加工,后换精加工刀具进行精加工。粗加工时,精加工余量由设置刀具半径补偿控制,即用?8mm键槽铣刀粗铣时,机床中刀具半径补偿值T01D01输4.3mm,轮廓留0.3mm精加工余量。深度方向通过设定Z坐标值为-2.7mm,留0.3mm深度方向精加工余量。精加工时刀具T02 D02径补偿值设为4.1mm,运行完精加工程序后,测量轮廓实际尺寸,根据加工测量结果重新修调刀具半径补偿值。五、零件检测与
6、评分工件加工完毕后,检测尺寸,检测结果写入评分表中(见表5-1-12)。表5-1-12键槽加工评分表表5-1-12键槽加工评分表六、加工结束,清理机床【操作注意事项】 1) 加工中应注意刀具半径、长度补偿等参数的设定与修改。 2) 精加工时应选能垂直进刀的立铣刀或用键槽铣刀替代。 3) 加工凹槽时,在标准的刀具半径基础上,刀具半径补偿值越大,其加工尺寸越小;反之亦然。 4) 若槽宽度尺寸过小无法采用圆弧切入、切出时,只能采用沿轮廓法向进刀方法切入、切出,切入、切出点选择在轮廓交点上。 5) 工件装夹在平口钳上应校平上表面,否则凹槽深度尺寸不易控制;加工中也可以在对刀前(或程序中)用面铣刀铣平上
7、表面。【思考与练习】1.什么是局部坐标系?在局部坐标系中,坐标值是相对于哪个坐标系而言的?2.编程过程中如何理解局部坐标系与工件坐标系的关系?3.法那克与西门子坐标轴偏移指令有何异同?4.对于如图5-1-7所示零件,试用子程序、坐标轴偏移指令进行编程、加工。 4题图课题二直沟槽、圆弧槽加工图5-2-2三维效果图一、编程指令1.坐标系偏转指令(1)指令功能 (2)指令格式 表5-2-1法那克系统与西门子系统坐标系偏转指令格式(3)指令使用说明 2.镜向加工指令(1)指令功能 (2)指令格式 表5-2-3法那克系统与西门子系统镜向功能指令格式图5-2-5镜像加工表5-2-4法那克系统与西门子(80
8、2D)系统示例程序(3)镜像指令使用说明二、加工工艺分析1.工、量、刃具选择(1)工具选择(2)量具选择(3)刃具选择表5-2-5工、量、刃具清单2.加工工艺方案(1)加工工艺路线(2)合理切削用量选择 表5-2-6粗、精铣削用量3.参考程序编制(1)工件坐标系建立(2)基点坐标表5-2-6粗、精铣削用量(3)参考程序 一、加工准备 1) 检查毛坯尺寸。 2) 开机、回参考点。 3) 程序输入:将程序通过面板输入数控系统。 4) 工件装夹:平口钳装夹在铣床工作台上,用百分表校正;工件装夹在平口钳上,底部用垫块垫起,使工件伸出钳口510mm,用百分表校平工件上表面并夹紧。 5) 刀具装夹:共采用
9、两把铣刀,一把直径为6mm粗加工键槽铣刀,一把为6mm精加工立铣刀(可垂直下刀)或精加工键槽铣刀,通过弹簧夹头把铣刀装夹在铣刀刀柄中。根据加工情况分别把粗、精加工铣刀柄装入铣床主轴(加工中心则把粗、精铣刀全部装入刀库中)。二、对刀操作 (1) X、Y方向对刀 (2) Z方向对刀三、空运行及仿真 1) 法那克系统:设置机床中刀具半径补偿值,把基础坐标系中Z方向值变为+50,打开程序,选择MEM工作模式,按空运行按钮,按循环启动按钮,观察加工轨迹,空运行结束后使空运行按钮复位。 2) 西门子系统:调整机床中刀具半径补偿值,设置空运行和程序有效,打开程序,选择AUTO(自动加工模式),按下数控启动键
10、。 用仿真软件在计算机上进行仿真练习,测试程序及加工情况。 四、零件自动加工及精度控制 加工时先安装粗加工键槽铣刀进行粗加工,后换精加工刀具进行精加工。粗加工时,精加工余量由设置刀具半径补偿修值控制。用?6mm键槽铣刀粗铣时,机床中刀具半径补偿值T01D01输入3.3mm,轮廓留0.3mm精加工余量,深度方向通过设定Z坐标值为-1.7mm,深度方向留0.3mm精加工余量。精加工时根据加工测量结果修调刀具半径补偿值来控制轮廓尺寸。五、零件检测与评分工件加工完毕后,检测尺寸,检测结果写入评分表中(表5-2-13)。表5-2-13直槽、圆弧形槽加工评分表表5-2-13直槽、圆弧形槽加工评分表表5-2
11、-13直槽、圆弧形槽加工评分表六、加工结束,拆下工件,清理机床 【操作注意事项】 1) 加工前应注意刀具半径、长度补偿等参数的设定。 2) 精加工斜槽从侧边下刀时,可选用不能垂直下刀的立铣刀进行加工。中间圆弧形槽精加工时,应选能垂直进刀的立铣刀或用键槽铣刀替代。 3) 圆弧槽宽度的测量,应注意测量尺寸是指内、外圆弧径向值。 4) 西门子802S/C系统无镜像功能指令,802D系统以上级别才有镜像功能,教学中如无西门子802D系统则西门子镜像功能可不作介绍,四个斜槽只能编程加工。【思考与练习】1.法那克、西门子坐标系偏转指令有何异同?2.使用镜像功能指令后,刀具半径补偿功能与原工件加工时有何不同
12、?圆弧插补功能与原工件有何不同?3.西门子系统坐标系偏转原点不在工件坐标系原点上,如何才能实现正确的偏转?4.编制如图5-2-7所示零件程序并加工练习。图5-2-74题图1.知识目标 掌握腔槽类零件编程方法及工艺路线制定。图5-3-2三维效果图2.技能目标 掌握利用行切法切削内腔多余材料。一、编程指令1.法那克系统变量与西门子系统计算参数 (1)功能 (2)法那克系统变量与西门子系统计算参数的表示方法表5-3-1法那克系统变量与西门子系统计算参数的表示方法 (3)法那克系统变量与西门子系统计算参数的类型(见表5-3-2、表5-3-3)表5-3-2法那克系统变量类型表5-3-3西门子系统计算参数
13、类型 (4)法那克系统变量与西门子系统计算参数的赋值表5-3-4法那克系统变量与西门子系统计算参数赋值形式(5)法那克系统变量与西门子系统计算参数的引用表5-3-5法那克系统变量与西门子计算参数的引用图5-3-32.法那克系统宏程序 法那克系统中一组以子程序的形式存储并带有变量的程序,称为用户宏程序,简称宏程序。3.西门子凹槽加工循环(矩形槽、键槽、圆形槽)LCYC75 (1)凹槽循环功能 当参数设定凹槽长度=凹槽宽度=两倍圆角半径时,凹槽为圆形槽。 (2)凹槽循环的调用 (3)凹槽循环参数表5-3-6西门子凹槽循环参数表5-3-6西门子凹槽循环参数表5-3-6西门子凹槽循环参数表5-3-6西
14、门子凹槽循环参数二、加工工艺分析1.工、量、刃具选择 (1)工具选择 (2)量具选择 (3)刃具选择 环形槽最小拐角半径为R11mm,所选刀具直径最小为?22mm,但环形槽槽宽为6mm,故所选铣刀直径不能大于?6mm,故选择?5mm铣刀,粗、精加工同上。表5-3-7工、量、刃具清单2.加工工艺方案 (1)加工工艺路线制定 (2)合理切削用量选择 表5-3-8粗、精铣削用量3.参考程序编制(加工方案一) (1)工件坐标系建立 (2)基点坐标计算 (3)参考程序一、加工准备 1) 检查毛坯尺寸。 2) 开机、回参考点。 3) 程序输入:通过面板将程序输入数控系统。 4) 工件装夹:平口钳装夹在铣床
15、工作台上,用百分表校正;工件装夹在平口钳上,底部用垫块垫起,使工件伸出钳口一定高度(510mm),校平并夹紧。 5) 刀具装夹:共采用四把铣刀,一把直径为5mm粗加工键槽铣刀;一把直径为5mm精加工立铣刀(可垂直下刀)或精加工键槽铣刀;一把直径为10mm粗加工键槽铣刀;一把10mm精加工立铣刀(可垂直下刀)或精加工键槽铣刀。通过弹簧夹头把铣刀装夹在铣刀刀柄中。根据加工情况分别把各把铣刀柄装入铣床主轴(加工中心则把四把刀具全部装入刀库)。二、对刀 (1) X、Y方向对刀 (2) Z方向对刀 法那克系统:设置各把刀具半径补偿值,把基础坐标系中Z方向值变为“+50”,打开程序,MEM工作模式,按下空
16、运行按钮,按循环启动,观察加工轨迹,空运行结束后,把空运行按钮复位。 西门子系统:设置各把刀具半径补偿值,设置空运行和程序测试有效,打开程序,AUTO自动模式,按下数控启动键。三、空运行及仿真 将程序输入仿真软件中,进行数控仿真,观察加工轨迹及程序运行情况。四、零件自动加工与尺寸控制 加工时先安装粗加工键槽铣刀进行粗加工,后换成精加工立铣刀进行精加工,精加工轮廓、深度尺寸均采用试切、试测法进行控制。如轮廓尺寸控制方法为:先设置精铣刀T3、T4半径补偿值(此处可分别设置为5.1mm、2.6mm),运行完精加工程序后,通过测量实际轮廓尺寸再重新修调T3、T4半径值,再次运行一遍精加工程序即可。 深
17、度尺寸控制也是通过设置长度补偿值(或长度磨损量)来实现。具体做法是:T3、T4精铣刀铣削时,通过设置一定的长度补偿值保证深度方向留有一定精加工余量。运行完精加工程序后,通过测量实际深度尺寸再修调长度补偿值(或长度磨损值)后再次运行精加工程序以保证深度尺寸。五、零件检测与评分 零件加工完毕后,检测尺寸,检测结果写入评分表。表5-3-16腔槽综合加工评分表表5-3-16腔槽综合加工评分表表5-3-16腔槽综合加工评分表六、加工结束,拆下工件,清理机床 【操作注意事项】1) 矩形槽、环形槽粗加工用键槽铣刀,精加工时则应选能垂直下刀的立铣刀或用键槽铣刀替代。 2) 加工矩形槽、环形槽时,通过设置刀具半
18、径值来控制轮廓粗加工、半精加工、精加工余量。加工前对刀具T1D1、T2D2、T3D3、T4D4半径值应设置好;用精铣刀半精加工结束后应该注意及时测量尺寸修调半径值。 3) 法那克系统T1、T2、T3、T4四把刀长度补偿分别放入H01、H02、H03、H04长度补偿号中;西门子系统则将长度补偿值分别放入四把铣刀T1(D1)、T2(D2)、T3(D3)、T4(D4)的刀沿中,加工时直接调用即可。 4) 粗加工中间多余部分材料可选直径较大的铣刀,用行切法铣削以提高效率。 5) 精加工时,进给速度主要是通过调节进给倍率实现,以提高表面加工质量。 【思考与练习】1.宏指令或计算参数有何作用?2.腔槽中多余材料如何外理?3.西门子凹槽循环在什么情况下能加工出圆形槽、键槽?4.试用西门子凹槽循环编写图5-3-1数控程序。5.针对图5-3-8所示零件,试编写程序并加工练习。图5-3-85题图
