数控铣床编程与操作模块五 凹 槽 加工课件.pptx
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(802D)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。,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5-2-13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?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5-3-3,2.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,
