[其它考试]第二章模具工艺学02.ppt

4.2 磨床常用夹具与零件安装,1、采用电磁吸盘安装2、采用头架与尾座安装3、正弦夹具安装4、正弦分度夹具安装5、万能夹具安装,一、常用磨床夹具,第二章 模具的机械加工,a),b),第二章 模具的机械加工,第二章 模具的机械加工,4.3 砂轮的使用与修整,一、砂轮的选用1、按工件材料选用（1）刚玉砂轮（AI2O3）：适合磨削淬火钢、合金钢。（2）碳化物砂轮（SiC）：适合磨削硬质合金、人造宝石、陶瓷等硬材料。（3）金刚石砂轮：适合精磨硬质合金、宝石等硬质材料。,第二章 模具的机械加工,（1）一般情况，大都采用中等硬度和中等组织的砂轮。（2）磨削硬度低、韧性好的材料，或砂轮与工件切除面积较大时，或粗磨时：应选择硬度较低和组织疏松的砂轮。（3）精密磨削和成型磨削时：应选用应较高、组织紧密地砂轮。,2、砂轮硬度选择,第二章 模具的机械加工,3、成型砂轮的几何形状,第二章 模具的机械加工,二、常用砂轮修整工具（P39）,1、角度（斜面）修整工具(图243)（1）卧式砂轮角度修整工具,0a45,45a90,量块尺寸：H1=H-（D/2）Sin,第二章 模具的机械加工,(2)立式砂轮角度修整工具 a)当磨削角度在045时:垫入块规的尺寸为：H1=LSin（45-）b)当磨削角度在4590时：垫入块规的尺寸为：,H1=LSin（-45）,第二章 模具的机械加工,2、砂轮圆弧修整工具,（1）立式砂轮圆弧修整工具,第二章 模具的机械加工,a)凸圆弧修整,b)凹圆弧修整,垫入量块高度为：,垫入量块高度为：,H=P-(R+d/2）,H=P+(R+d/2）,其中P为金刚笔刚顶住样棒时量块的尺寸,第二章 模具的机械加工,（2）卧式砂轮圆弧修整工具,第二章 模具的机械加工,a）凸圆弧修整,b）凹圆弧修整,垫入量块高度为：,垫入量块高度为：,H=P+R,H=P-R,第二章 模具的机械加工,（3）摆动砂轮圆弧修整工具 修整半径一般为R0.5R45mm,第二章 模具的机械加工,a)凸圆弧修整,b)凹圆弧修整,垫入量块高度为：,垫入量块高度为：,H=R-A,H=R+A,第二章 模具的机械加工,（4）大圆弧修整工具,第二章 模具的机械加工,a)修凸圆弧,b)修凹圆弧,垫入量块高度为：,垫入量块高度为：,H=R+d/2,H=R-d/2,第二章 模具的机械加工,第二章 模具的机械加工,平面磨削加工精度可达IT5IT6，表面粗糙度为Ra0.4 0.2m，两平面的平行度小于0.01：100；内圆磨削加工精度可达IT6IT7，表面粗糙度为Ra0.80.2m，若采用高精度磨削工艺，尺寸精度可控制在0.005mm内，表面粗糙度为Ra0.10.025m；外圆磨削加工精度可达IT5IT6，表面粗糙度为Ra0.80.2m，若采用高精度磨削工艺，表面粗糙度可达Ra0.025m。,第二章 模具的机械加工,五、刨削加工,刨削主要用于模具零件外形的加工，小型零件用牛头刨床，大型零件用龙门刨床；刨削加工精度可达IT10，表面粗糙度为Ra0.8m；牛头刨床主要用于平面和斜面的加工,第二章 模具的机械加工,六、插削加工,插削主要用于模具成形内孔的粗加工，大工件的外形加工；插削加工精度可达IT10，表面粗糙度为Ra1.6m；插床加工时有冲击现象，宜采用较小的切削用量。,第二章 模具的机械加工,第二节 模具的仿形加工,一、仿形加工的控制方式及工作原理,仿形加工以事先制成的靠模为依据，加工时触头对靠模表面施加一定的压力，并沿其表面上移动，通过仿形机构，使刀具作同步仿形动作，从而在模具零件上加工出与靠模相同的型面。仿形加工是对各种模具型腔或型面进行机械加工的主要方法之一。常用的仿形加工有彷形车削、仿形刨削、仿形铣削和仿形磨削等。,实现仿形加工的方法很多，根据触头传输信息的形式和机床进给传动控制方式的不同，可分为机械式、液压式、电控式、电液式和光电式等。,机械仿形原理,第二章 模具的机械加工,第二章 模具的机械加工,第二章 模具的机械加工,第三节 数控机床加工,4.1概 述4.1.1 数控编程的基本概念根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制数控加工指令序列4.1.2 数控编程方法简介 1)手工编程2)自动编程,以自动编程语言为基础的方法以计算机辅助设计为基础的方法,2.2 数控编程的基础2.2.1 编程的几何基础 1机床坐标系机床上固有的坐标系数控机床的主轴与机床坐标系的Z轴重合或平行,第二章 模具的机械加工,2机床零点与参考点 机床零点：机床坐标系的零点。（基准点）参考点：由挡铁和限位开关预先确定好的点。3.工件坐标系与工件零点 用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系选择工件零点的原则：便于将工件图的尺寸方便地转化编程的坐标值和提高加工精度4编程零点 5.绝对尺寸与增量尺寸从工件坐标系的原点进行标注的尺寸相对它前一点的位置增量进行标注的尺寸,第二章 模具的机械加工,2.2.2 编程的工艺基础 数控编程的特点：需要处理工艺问题1.加工工件的选择 2.加工工序的划分 刀具集中分序法 粗、精加工分序法 按加工部位分序法 3.工件的装卡方式(1)尽量采用组合夹具(2)选择合理的零件定位、夹紧的部位 避免干涉，便于测量(3)选择合理的夹紧力位置和方向 减少变形(4)装卡、定位要考虑到重复安装的一致性,第二章 模具的机械加工,4.加工路线的确定 应尽量减少进、退刀等辅助时间。铣削时，要尽量采用顺铣加工方式。选择合理的进、退刀位置。加工路线一般是先加工外轮廓，再加工内轮廓。5.切削用量的选择 考虑机床、刀具、工件材料、冷却液等因素,第二章 模具的机械加工,2.2.3 数控程序编制的内容与步骤,第二章 模具的机械加工,2.3 数控标准 2.3.1 数控程序编制的国际标准和国家标准1.ISO代码和EIA代码国际标准化协会 美国电子工业协会2.数控标准的内容：数控的名词术语；数控机床的坐标轴和运动方向；数控机床的字符编码（ISO代码、EIA代码）数控编程的程序段格式；准备机能（G代码）和辅助机能（M代码）；进给功能、主轴功能和刀具功能。,第二章 模具的机械加工,1.加工程序的结构 加工程序主程序和子程序 程序段(block)字(word)地址和数据2.程序段格式,NGX.Y.FSTMLF,程序段序号,准备机能字,坐标字,进给功能字,主轴转速功能字,刀具功能字,辅助功能字,结束符,2.3.2 程序结构与程序段格式,第二章 模具的机械加工,常用地址字符地址字意 义A、B、C围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴角度尺寸字F、S、T进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能G准备机能I、J、K插补参数M辅助机能N程序段序号U、V、W与X、Y、Z轴平行的第2移动坐标尺寸字X、Y、Z主坐标轴X、Y、Z移动坐标尺寸字,第二章 模具的机械加工,2.4 数控系统的指令代码 2.4.1 国际标准化组织准规定的准备功能指令代码G代码 模态代码：一经在一个程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同组其它G代码所代替非模态代码：的功能仅在所出现的程序段内有效同组的两个代码不能出现在一个程序段中不同组的G代码根据需要可以在一个程序段中出现2.4.2 FANUC系统G代码指令集,第二章 模具的机械加工,（1）选择机床坐标系指令（G53）G53 XY；（2）工件坐标系设定指令G92 X400.Z250.,2.4.3 G代码功能介绍（以FANUC系统为例）1.与坐标系有关的G代码,第二章 模具的机械加工,G92 X180.Y150.（3）选择工件坐标系指令（G54G59）,第二章 模具的机械加工,(4)设定局部坐标系指令（G52）G52 X100.Y50.,第二章 模具的机械加工,(5)坐标平面设定指令（G17，G18，G19）G17-xy平面;G18-zx平面;G19-yz平面.,第二章 模具的机械加工,2.坐标值尺寸G代码（1）绝对值和增量值编程指令（G90，G91）G90 X40.0 Y70.0；绝对值编程G91 X60.0 Y40.0；增量值编程,第二章 模具的机械加工,（2）极坐标尺寸指令 G16；建立极坐标指令方式;G15；取消极坐标指令方式,绝对值指令编程N1 G17 G90 G16N2 G81 X100.0 Y30.0 Z-20.0 R-5.0 F200.0N3 Y150.0N4 Y270.0N5 G15 G80相对值指令编程N1 G17 G90 G16N2 G81 X100.0 Y30.0 Z-20.0 R-5.0 F200.0N3 G91 Y120.0N4 Y120.0N5 G15 G80,第二章 模具的机械加工,（3）公制，英制转换指令G20；英制输入G21；公制输入 3.关于参考点的G代码（1）返回参考点校验指令（G27 IP_）（2）自动返回参考点指令（G28 IP_）（3）返回到第二、第三和第四参考点指令（G30 pi IP_）（4）自动从参考点返回指令（G29 IP_）,第二章 模具的机械加工,G28和G29指令应用的例子；G28 G90 X1000.0 Y700.0；返回参考点（ABR）T1111；在参考点换刀G29 X1500.0 Y200.0；从参考点返回（RBC）,第二章 模具的机械加工,4.插补功能G代码（1）定位（快速）指令（G00）,第二章 模具的机械加工,（2）单方向定位指令（G60）,第二章 模具的机械加工,（3）直线插补指令（G01）G01XxYyZz Ff x轴方向的进给速度：其中：例：直线轴插补：（G91）G01 X200.0 Y100.0 F200.0；旋转轴插补：G91 G01 C 90.0 F300.0；,第二章 模具的机械加工,（4）圆弧插补指令 顺时针圆弧插补指令（G02）逆时针圆弧插补指令（G03）方向：从XY平面（ZX平面，YZ平面）的Z轴（Y轴，X轴）的正向往负向观察,X,Y,G17,G03,G02,Z,X,G18,G03,G02,Y,Z,G19,G03,G02,第二章 模具的机械加工,格式：G03 Xx Yy Ii Jj Ff或 G03 Xx Yy Rr Ffx,y-终点坐标(与G90和G91有关)I,j-圆心坐标(增量值，与G90和G91无关)r-圆弧半径(负值表示大于180度圆弧)f-切向速度例：G03 X100.Y100.I50.J50.F100.或G03 X100.Y100.R50.F100.,第二章 模具的机械加工,圆弧插补示例，加工轨迹如图绝对编程方式：G92 X200.0 Y40.0 Z0；G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300；G02 X120.0 Y60.0 I-50.0；或 G92 X200.0 Y40.0 Z0；G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300；G02 X120.0 Y60.0 R50.0；增量编程方式：G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300；G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0；或 G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300；G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0；,第二章 模具的机械加工,（5）螺旋线插补指令F代码规定为刀具沿圆弧的进给速度例：G91G17G03X-50.Y50.R50.Z30F100.,Z,Y,X,刀具轨迹,第二章 模具的机械加工,（6）螺纹切削指令格式：G33 IP_ F_；其中IP_：螺纹终点位置F_：长轴方向导程（或螺距）例:加工螺纹长度10mm，螺距1.5mm，指令为 G33 Z10.0 F1.5；,第二章 模具的机械加工,（9）跳过功能指令 指令格式：G31 IP_；应用场合：加工停止位置由跳过信号指定，如 磨削加工，工件尺寸测量等。示例：,100,50,Y,X,跳过信号输入,G31 G91 X100.0 F100.0；Y50.0；,G31 G90 X200.0 F100.0；X300.0 Y280.0；,Y,跳过信号输入,（300，280）,280,100 200 300,x,第二章 模具的机械加工,5.进给功能G代码（1）每分进给量指令（G94）G94；每分进给G代码 F_；进给速度指令（mm/min或inch/min）（2）每转进给量指令（G95）G95；每转进给G代码F_；进给速度指令（mm/rev或inch/ren）（3）时间倒数进给速度指令（G93）G93；倒数时间进指令G代码 F_；进给速度指令（1/min）（4）一位进给速度F代码指令,第二章 模具的机械加工,6.切削速度控制G代码（1）准确停止指令（G09）到终点之前减速并进行“到位检测”,非模态指令。（2）准确停止方式指令(G61)到终点之前减速并进行“到位检测”,模态指令。（3）切削方式指令（G64）终点前不减速而移到下一个程序段，模态指令。（4）攻丝方式指令（G63）同G64但进给倍率固定为1。（5）自动拐角倍率指令（G62）在拐角两端，运动速度会自动地减少。（6）暂停指令（G04）G04 X_；或G04 P_；例:暂停1秒的指令为：G04 X1000,第二章 模具的机械加工,7.主运动速度G代码 恒表面速度控制指令格式为：G96 S；线速度（m/min）恒表面速度控制取消指令格式为：G97 S；主轴速度（rpm）,第二章 模具的机械加工,8.补偿功能G代码刀具长度补偿指令格式：G43(G44)_ H_G43：正偏移G44：负偏移G49：取消长度补偿_：指定轴的位置H_：偏移值地址例：H1-刀具偏移值为20.0 G90 G43 Z100.0 H1;刀具将沿Z轴运动到120.0的位置,第二章 模具的机械加工,8.补偿功能G代码（2）刀具偏移指令 G45 IP_D_；增加一个刀具偏移量的移动距离 G46 IP_D_；减少一个刀具偏移量的移动距离 G47 IP_D_；增加二个刀具偏移量的移动距离 G48 IP_D_；减少二个刀具偏移量的移动距离,第二章 模具的机械加工,N1 G91 G46 G00 X35.0 Y20.0 D01；N2 G47 G01 X50.0 F120.0；N3 Y40.0；N4 G48 X40.0；N5 Y-40.0；N6 G45 X30.0；N7 G45 G03 X30.0 Y30.0 J30.0；N8 G45 G01 Y20.0；N9 G46 X0；运动量为零，刀具向-X方向移动一个刀偏值；N10 G46 G02X-30.0 Y30.0；J30.0；N11 G45 G01 Y0；运动量为零，刀具向+Y方向移动一个刀偏值；N12 G47 X-120.0 N13 G47 Y-80；N14 G46 G00 X-35.0 Y-20.0,第二章 模具的机械加工,（3）刀具半径补偿C指令 B刀补-尖角用圆弧过渡C刀补-尖角用折线过渡左刀补:G00（或G01）G41 IP_D_；右刀补:G00（或G01）G42 IP_D_；IP_指令坐标轴的运动值；D_为表示刀具半径补偿值的代码。撤消刀补指令为G40。,第二章 模具的机械加工,G92 X0 Y0 Z0；设定绝对坐标系，刀具位于开始位置（X0，Y0，Z0）；N1 G90 G17 G00 G41 D07 X250.0 Y550.0；建立刀具半径补偿；N2 G01 Y900.0 F150；N3 X450.0；N4 G03 X500.0 Y1150.0 R650.0；N5 G02 X900.0 R-250.0；N6 G03 X950.0 Y900.0 R650.0；N7 G01 X1150.0；N8 Y550.0；N9 X700.0 Y650.0；N10 X250.0 Y550.0；N11 G00 G40 X0 Y0；,第二章 模具的机械加工,第二章 模具的机械加工,G92 X0 Y0 Z50G00 X-60 Y-40 S500 M03Z5G01 Z-10 F20G42 D1 X-40 Y-20X20G03 X40 Y0 I0 J20X-6.195 Y39.517 R40G01 X-40 Y20Y-20G40 X-60 Y-40G00 Z50,第二章 模具的机械加工,（4）拐角圆弧插补指令 G39,N1 Y10.0 N2 G39；N3 X-10；,N1 Y10.0;N2 G39 I-1.0 J2.0；N3 X-10.0 Y20.0；,拐角圆弧终点的矢量垂直于由I,J,K确定的矢量。,第二章 模具的机械加工,9.固定循环指令（1）钻镗类固定循环指令1）高速深孔钻削循环（G73）G73X_Y_Z_R_Q_F_K_；(X、Y)为孔位置数据，Z：增量编程时指从R点到孔底的增量值。绝对编程时指孔底的坐标值。R：增量编程时指从初始平面到R点的增量值。绝对编程时指R点的坐标值。Q_：每次切削进给的深度K：加工相同距离的多个孔时，指定循环次数K,第二章 模具的机械加工,例：加工4个直径为30mm通孔G90 G00 X0.Y0.Z100.G98 G73 X120.Y-75.Z-46.R2.Q8.F60Y75.X-120.Y-75.G80 G00 Z200.,第二章 模具的机械加工,2）左旋螺纹攻丝循环（G74）G74X_Y_Z_R_P_F_K_；其中P为暂停时间,第二章 模具的机械加工,3）精密镗孔循环（G76）指令格式：G76X_Y_Z_R_ Q_P_F_K_；Q_：让刀位移量P_:孔底停留时间,第二章 模具的机械加工,4）钻削循环（G81）G81X_Y_Z_R_F_K_；,第二章 模具的机械加工,5）钻、镗阶梯孔循环（G82）G82X_Y_Z_R_P_F_K_；,第二章 模具的机械加工,6）深孔加工循环（G83）G83X_Y_Z_R_Q_F_K_；,第二章 模具的机械加工,8）镗孔循环（G85）G85X_Y_Z_R_F_K_；,第二章 模具的机械加工,9）镗孔循环（G86）G86X_Y_Z_R_F_K_；,第二章 模具的机械加工,9）镗孔循环（G86）G86X_Y_Z_R_F_K_；,第二章 模具的机械加工,10）背镗循环（G87）G87X_Y_Z_R_Q_ P_F_K_；,第二章 模具的机械加工,11）镗孔循环（G88）G88X_Y_Z_R_P_F_K_；,第二章 模具的机械加工,12）镗孔循环（G89）G89X_Y_Z_R_P_F_K_；13）取消固定循环指令（G80）G80；,第二章 模具的机械加工,N001 G92X0Y0Z0；工件坐标系设置在参考点；N002 G90G00Z250.0T11M06；到换刀点换T11刀具；N003 G43Z0H11；到初始平面，长度补偿；N004 S30M03；主轴正转；N005 G99G81X400.0Y-350.0Z-153.0R-97.0F120；定位，钻1孔；N006 Y-550.0；钻2孔；N007 G98Y-750.0；钻3孔；N008 G99X1200.0；钻4孔；N009 Y-550.0；钻5孔；N010 G98Y-350；钻6孔；N011 G00X0Y0M05；X、Y坐标返回到参考点，主轴停；N012 G49Z250.0T15M06；到换刀点，取消刀具长度补偿，换T15刀具；N013 G43Z0H15；到初始平面，并进行刀具长度补偿；N014 S20M03；主轴正转；,第二章 模具的机械加工,N015 G99G82X550.0Y-450.0Z-130.0R-97.0P300F70；定位，钻7孔，返到R平面，孔底暂停；N016 G98Y-650.0；定位，钻8孔，返回到初始平面，孔底暂停；N017 G99X1050.0；定位，钻9孔，返回到R平面，孔底暂停；N018 G98X-450.0；定位，钻10孔，到初始平面，孔底暂停；N019 G00X0Y0M05；返回到参考点，主轴停；N020 G49Z250.0T31M06；到换刀点，取消长度补偿，换T31刀具；N021 G43Z0H31；到初始平面，进行刀具长度补偿；N022 S10M03；主轴正转；N023 G99G85X800.0Y-350.0Z-153.0R-47.0F50；定位，钻11孔，返回到R平面；N024 G91Y-200.0K2；定位，钻12、13孔，返回到R平面；N025 G28X0Y0M05；经中间点（0,0,-47.0）回到参考点，主轴停；N026 G49Z0；取消刀具长度补偿；N027 M00；程序停止。,作业：如图对A、B、C、D四孔进行深孔钻攻螺纹（左旋），编制加工程序,N10 G92 X0 Y0 Z250.0;N15 T01 M06;在250处换刀N20 G90 G00 Z150.0;快进到初始平面N25 G99G73X15.0Y10.0Z-53.0Q5.0R3.0F50;钻通孔A循环,R平面为工件上表面3mm,刀具伸出下平面4mm,返回到R平面N30 G98 Y35.0;钻B孔,返回到初始平面N35 G99 X50.0;钻C孔,返回到R平面N40 G98 X10.0;钻D孔,返回到初始平面N45 G00 X0 Y0 Z250.0 T02 M06;N50 Z150.0 S150 M03;N55 G99G74X15.0Y10.0Z-53.0R3.0F150;攻A孔螺纹循环,返回到初始平面N60 G98 Y35.0;攻B孔螺纹N65 G99 X50.0;攻C孔螺纹N70 G98 Y10.0;攻D孔螺纹N75 G80 G00 X0 Y0 Z250.0 M30;,第二章 模具的机械加工,（3）车削单一固定循环指令1）外径、内径车削循环指令（G77）指令格式：G77X（U）_Z（W）_F_；G77X（U）_Z（W）_I_F_；,有些车削数控系统不使用G90/G91绝对值/增量值指令。用X、Z表示绝对值尺寸，用U、W表示对应X、Z的增量值尺寸。而且编程时可以混合使用。另外X轴方向为了适应直径和半径尺寸标注，可以用参数设置为直径指定或半径指定。,第二章 模具的机械加工,