数控铣削综合零件的加工ppt课件.ppt

数控铣削编程与加工,综合零件的加工,图5-1综合件1零件图,项目任务一,在加工中心上加工如图5-1所示的零件，零件材料为铝合金，切削性能较好。零件毛坯尺寸为 ,已完成上下平面及周边侧面的加工，如图5.-2所示。,(任务一),加工中心上加工如图5.1所示的零件。1.零件结构及技术要求分析（1）零件材料为铝合金，切削性能较好，零件毛坯尺寸为已完成上下平面及周边侧面的加工,如图5.2所示。（2）该零件为轮廓、型腔类和孔类的综合件，零件外轮廓为正方形，零件尺寸精度要求较高。2.零件加工工艺及工装分析（1）加工机床的选择：用立式加工中心，机床系统： FANUC 0i系统或SIEMENS 802D系统。（2）工件的装夹：以已加工过的底面和侧面作为定位基准，在精密平口钳上装夹工件，钳口高度为50mm，工件顶面高于钳口15mm20mm，工件底面用垫块将工件托起，并要注意垫块的位置，保证在铣外轮廓时不会碰到钳口。,项目实施,一、制定零件加工工艺,（任务一）,（3）加工方法及刀具的选择：铣外轮廓1，选用10mm立铣刀；铣外轮廓2，采用10mm立铣刀；铣外轮廓2，采用10mm立铣刀；铣内槽，采用10mm键槽铣刀；钻4-10H7底孔，采用9.8mm麻花钻；铰4-10H7孔，采用10H7mm铰刀。 （4）切削用量的选择：查表可知，铝合金允许切削速度V为180300m/min，故精加工取V=180m/min左右，粗加工取V=180m/min70%=126 m/min 左右。3.数控加工工艺文件数控加工工序卡如表5-1所示。,项目实施,（任务一）,表5-1综合件1零件数控加工工序卡,项目实施,（任务一）,（任务一）,项目实施,1.工件坐标系的确定 为计算方便工件坐标系零点设在图5-1所示零件毛坯上表面中心处。利用寻边器或分中棒、Z轴设定器或量块进行对刀，确定工件坐标系原点O。2.编程点坐标确定 根据工步图中坐标系确定编程坐标点。3.编写加工程序 FANUC Oi M系统及Siemens 802D M数控系统的指令及规则编写加工程序如下表-3所示。,二、编制数控加工程序,项目实施,（任务一）,表5-3综合件1数控加工参考程序,项目实施,（任务一）,(任务一),项目实施,（任务一）,项目实施,（任务一）,项目实施,（任务一）,项目实施,（任务一）,项目实施,（任务一）,项目实施,1选择机床、数控系统并开机。2机床各轴回参考点。3安装工件。4安装刀具并对刀。5输入加工程序，并检查调试。6手动移动刀具退至距离工件较远处。7自动加工。8测量工件，优化程序，对工件进行误差与质量分析。,二、加工中心加工,项目实施,（任务一）,相关知识,一、FANUC 0i M系统的宏程序,(一)曲面的宏程序加工方法 1. 规则公式曲面的加工方法 对斜面、球面和椭圆面等规则曲面进行程序编制时，一般由曲面的规则公式或参数方程，选择其中一个变量作为自变量，另一个变量作为这个自变量的函数，并将公式或方程转化成这个自变量的函数表达式，用数控系统中的变量来表示这个函数表达式，最后根据这个曲面的起始点和移动步距，采用等间距直线逼近法和圆弧逼近法来进行程序设计。在曲面加工时，一般在二轴半或三轴联动的数控机床上用“行切法”进行加工。当曲面边界敞开的凸形曲面时，刀具可以采用小直径的立铣刀或球头铣刀；当曲面为边界封闭的凹槽时，刀具只宜选用球头铣刀。,2.不规则曲面的加工方法,对不规则曲面进行程序编制时，一般先对曲面分层进行相似拟合，随后对相似拟合的曲线套用规则公式，再按照规则公式曲面编程和加工的方法分段进行；如果不能用规则公式来表示，则求出曲线上相邻点的坐标绘制出曲线列表，采用列表式方法编程。同样对不规则曲面进行加工时，通常采用“行切法”或“环切法”等多种方法进行二轴半、三轴联动加工。曲面零件的种类很多，但不管是哪一种类型的，编程时所做的数学处理是相同的。一是选择插补方式，即是采用直线逼近，还是圆弧段逼近；二是插补节点的坐标计算。,相关知识,（二）宏程序编程,1变量及运算变量的表示变量用符号（）和后面的变量号指定。例：1、2表达式可以用于指定变量号，此时，表达式必须封闭在括号中。例：1+2-10,相关知识,（2）变量的类型。变量根据变量号可以分四种类型，如表5-5所示。,相关知识,（3）变量的引用在地址后指定变量即可引用其变量值。例：G01X1+2F3；若1=10、2=20、3=80，则为：G01X30F80 ；当引用未定义的变量时，变量及地址号都被忽略。例：1=0，2为空时，G00X1 Y2；相当于“G00X0Y0；”。,相关知识,2.算术和逻辑运算,相关知识,表5-6,3.转移和循环（1）无条件转移（GOTO语句）：格式：GOTO n； n指顺序号（19999）例：GOTO10； GOTO10；,（2）条件转移（IF语句）：格式1：IF条件表达式GOTO n； IF之后指定条件表达式说明：1）如果指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号n的程序段，如果指定的条件表达式不满足，执行下一个程序段。2）条件表达式中运算符如表5-7所示。表5-7运算符,相关知识,例：以下程序表示如果变量1的值大于10，转移到“N2 G00 G91 X10.；”程序段。如果指定的条件表达式不满足，执行下一个程序段。,相关知识,格式2：IF条件表达式THEN； IF之后指定条件表达式说明：如果指定的条件表达式满足时，则执行预先指定的宏程序语句，而且只执行一个宏程序语句。例：IF#1EQ#2 THEN #3=20；如果#1和#2的值相同时，20赋给#3。,相关知识,（3）循环（WHILE语句）：格式：WHILE条件表达式DO m；（m=1，2，3）END m；说明：1）在WHILE后指定一个条件表达式，当条件满足时，执行从DO到END之间的程序，否则，转到END后的程序段。m=1，2，3，m是循环标号，最多嵌套三层。例：例：WHILEDO1WHILEDO2WHILEDO3END3END2END1,相关知识,图5-3椭圆圆柱面零件,相关知识,例：椭圆圆柱面的宏程序,如图5-3所示，椭圆的方程是X2/152+Y2/102=1 ，工件毛坯为方料，假设以工件上表面中心作为原点。编制这个椭圆的方法有两种，一是参数法，二是椭圆方程法，现介绍常用的参数法编程。椭圆的参数方程为：X=15*COS Y=10*SIN以#1为角度变量,选用直径为10mm的平铣刀。循环中将用下列变量：#1Z值起始点#2Z值终点#3椭圆圆弧的终止角度#4椭圆圆弧的起始角度#5椭圆长半轴#6椭圆短半轴#7加工点X值#8加工点Y值,相关知识,相关知识,相关知识,例：球面零件的宏程序,图5-4球面零件,相关知识,1. 粗加工程序的编制 如图5-4所示，工件毛坯为方料，假设以球心作为原点，则加工球面时，可采用自上而下等高体积粗加工的加工方法。粗加工时采用6mm的平底铣刀，自上而下以等高方式逐层去除余量，每层以G02方式走刀，四周留1mm的加工余量。,相关知识,相关知识,注意：如对刀时以工件上表面为Z0点，在加工时则在OFFSET SETTING的番号EXT的Z中，需输入-10,方可进行加工。,相关知识,2. 精加工程序的编制 如图5-4所示，假设一球心作为原点，精加工时采用6mm的球头铣刀。参考程序如表5-10所示。注意：与粗加工相似，如对刀时以工件上表面为Z0点，在加工时则在OFFSET SETTING的番号EXT的Z中，需输入-10,方可进行加工。,相关知识,相关知识,例：锥台零件的宏程序,图5-5锥台零件,相关知识,如图5-5所示锥台，该零件的编程可以用角度、半径为变量，另外还可以用锥台的高度为变量。 现以锥台高度15mm为变量，选用直径为10mm的平底立铣刀来铣削。加工时采用由下向上的方法，以工件上表面为编程原点。,相关知识,二、SIEMENS 802D M系统的宏程序指令及应用,（一）R 参数1.R参数的编程格式 R0=R300=2.R参数的种类 （1） 传输参数 R0R49，用于把参数分配给固定循环和程序。 （2） 局部参数 R50R99，用于在循环和程序内计算，对于被嵌套的各子程序，可以使用相同的局部参数。（3）整体参数 R100R199，用于零件程序和子程序可存取的数据存储器。西门子刀具箱里系统将R100R109留用，测量系统将R110R199留用。（4）内部函数用参数： R200R219留作内部分配（循环转换程序）； R220R239WS800编译程序； R240R299留作内部分配； R300R499堆栈指针。（5）附加参数 R500R599，留给用户使用。（6）中央参数 R900R999，留给用户使用。,相关知识,3. 赋值 算术参数赋值范围（0.000000199999999）。同时，也可根据机床进行具体赋值。整数值的小数点可以省略，正号也可以省略。通过指数符号可以扩展的数值范围来赋值，例如：（10-30010+300）。指数数值书写在EX字符的后面；总的字符个数最多为10。EX的取值范围为-300+300。例如：R1=-0.1EX-5 即 R1=-0.000001； R2=1.874EX8 即 R2=187400000。 在一个程序段内可以有多个赋值或多个表达式赋值，且必须在一个单独的程序段内赋值。,相关知识,（二）参数运算,注意：在数控系统运行时，运算遵循“先括号，后乘除，再加减”的顺序。对于三角函数来说，数值即为度数。,相关知识,3.举例（1）N10 R1=R1+1 ；N20 R7=R8*R9 R10=R11/R12 ； N30 R13=SIN30 ； N40 R14=R1*R2+R3 ； N50 R15=SQRT(R1*R1+R2*R2) ； 相当于R15= （2）N10 G1 G91 X=R1 Z=R2 F300 ； N20 Z=R3 ； N30 X=-R4 ； N40 Z=-R5 ； ,相关知识,（三）程序跳转1.程序跳转标记符 （1）标记符或程序段号用于标记程序中所跳转的目标程序段，用跳转功能可以将程序进行分支。 （2）标记符须由28个字母或数字组成。在一个程序段中，标记符不可以含有其他意义。编程举例：N10 MARKE1: G1X20.0 ； MARKE1 为标记符TR789: G0X10.0Z20.0 ； TR789 为标记符N100； 程序段号也可标记符,相关知识,2.程序跳转指令 （1）无条件跳转GOTOF label；向程序结束方向跳转到标记符，label为所选标记符或程序段号。GOTOB label; 向程序开始方向跳转到标记符，label为所选标记符或程序段号。,相关知识,（2）有条件跳转IF 条件 GOTOF Label ；IF 条件 GOTOB Label ；有条件跳转编程举例：N10 IF R11 GOTOF MARKE1；N100 IF R45=R7+1 GOTOB MARKE2；一个程序段中可以有多个条件跳转，如：N20 IF R1=1 GOTOB MA1 IF R1=2GOTOF MA2注：第一个条件实现后就进行跳转。,相关知识,例：椭圆的宏程序如图5-3（b）所示，工件毛坯为方料，假设以工件上表面中心作为编程原点。以1为角度变量,选用直径为10mm的平底立铣刀。注意：如加工图5-3（a）所示的椭圆圆柱面，宏程序编制方法相同，也仅需改变刀补的起点等。,相关知识,相关知识,项目任务二,（任务二）,在加工中心上加工如图5-6所示的零件，零件材料为铝合金，切削性能较好。零件毛坯尺寸为,，已完成上下平面及周边侧面的加工,图5-6,图5-7零件毛坯图,（任务二）,1.零件结构及技术要求分析（1）零件材料为铝合金，切削性能较好，零件毛坯尺寸为,，已完成上下平面及周边侧面的加工,如图5.8所示。（2）该零件为轮廓与型腔类综合件综合件，零件外轮廓为长方形，零件尺寸精度要求较高。2.零件加工工艺及工装分析（1）加工机床的选择：用立式加工中心，机床系统： FANUC 0i系统或SIEMENS 802D系统。（2）工件的装夹：以已加工过的底面和侧面作为定位基准，在精密平口钳上装夹工件，钳口高度为50mm，工件顶面高于钳15mm20mm，工件底面用垫块将工件托起，并要注意垫块的位置，保证在铣外轮廓时不会碰到钳口。（3）加工方法及刀具的选择：铣六边形、十字形、26.5孔，选用10键槽铣刀；铣外轮廓、旋转槽、弯腰形槽，选用10键槽铣刀；钻孔9.8孔，采用9.8麻花钻；铰孔10H7，采用10H7铰刀。,（任务二）,项目实施,一、制定零件加工工艺,（4）切削用量的选择：查表可知，铝合金允许切削速度V为180300m/min，精加工取V=180m/min左右，粗加工取V=180m/min70%=126 m/min左右。3.数控加工工艺文件数控加工工序卡如表5-15所示的，各工步加工过程如表5-16所示。,（任务二）,项目实施,（任务二）,项目实施,1.工件坐标系的确定 为计算方便工件坐标系零点设在图5-6所示零件毛坯上表面中心处。利用寻边器或分中棒、Z轴设定器或量块进行对刀，确定工件坐标系原点O。2.编程点坐标确定 根据表5-16所示的工步图确定各加工形体的编程坐标系（G54-G57）。3.编写加工程序 FANUC Oi M系统及SIEMENS 802D M数控系统的指令及规则编写加工程序如下表5-17所示。,（任务二）,二、编制数控加工程序,项目实施,（任务二）,表5-17 综合件2数控加工参考程序,项目实施,（任务二）,（任务二）,（任务二）,（任务二）,（任务二）,（任务二）,（任务二）,（任务二）,（任务二）,1选择机床、数控系统并开机。2机床各轴回参考点。3安装工件。4安装刀具并对刀。5输入加工程序，并检查调试。6手动移动刀具退至距离工件较远处。7自动加工。8测量工件，优化程序，对工件进行误差与质量分析。,（任务二）,二、加工中心加工,项目实施,项目实践一,完成图5-9所示零件的数控加工程序的编制，并对零件进行加工。,（项目实践一）,一、实践内容,图5-8实践题一零件图,1.零件加工方案（1）铣80的外圆台阶，选用10立铣刀。（2）铣十字形台阶，采用10立铣刀。（3）铣内槽，采用10键槽铣刀。（4）钻4-10H7底孔，采用9.8麻花钻。（5）铰4-10H7孔，采用10H7铰刀。2.确定刀具和切削用量，填写工序卡。零件材料为铝合金，参考切削用量如下表5-19所示。,（项目实践一）,二、实践步骤,项目实践一,表5-19刀具及切削参数选择,3.编写零件程序4.加工操作5.零件精度检测,（项目实践一）,项目实践一,项目实践二,一、实践内容,完成图5-9所示零件的数控加工程序的编制，并对零件进行加工。,图5-9实践题2,（项目实践二）,1.零件参考加工方案（1）铣中间凸台、上下小椭圆，选用10立铣刀。（2）钻9.7、19.8孔(预钻35.2孔的底孔)，采用9.7和19.8麻花钻。（3）粗精铣孔35.2和45.2至尺寸要求，采用10立铣刀。（4）翻过180加工下表面半圆槽，采用10立铣刀。（5）钻9.8孔，采用9.8麻花钻。（6）铰10+0.021 0孔，采用10H7铰刀。（7）铣R5圆角，采用10立铣刀。,2.确定刀具和切削用量，填写工序卡。零件材料为铝合金，参考切削用量如下表5-21所示。,二、实践步骤,（项目实践二）,项目实践二,表5-21刀具及切削参数选择,3.编写零件程序4.加工操作5.零件精度检测,（项目实践二）,项目实践二,