加工中心(数控铣床)实训第4单元规则轮廓铣削课件.pptx
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1、加工中心(数控铣工)实训,加工中心(数控铣工)实训,目录,第1单元加工中心、数控铣床操作基础第2单元简单零件铣削第3单元轮廓铣削第4单元规则轮廓铣削第5单元孔加工第6单元中级工模拟考核第7单元复杂零件的铣削第8单元多轴加工及生产加工第9单元高级工模拟考核,目录第1单元加工中心、数控铣床操作基础,第4单 元规则轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削4.2旋转轮廓铣削4.3对称轮廓铣削4.4比例缩放轮廓铣削4.5综合训练,第4单 元规则轮廓铣削4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,【教学指导】使学生掌握极坐标编程的格式。使学生能够用极坐标指令编写环形分布轮廓的加工程序。,4.1环形分布轮廓铣削
2、【教学指导】,4.1环形分布轮廓铣削,【预备知识】本单元所讲述的极坐标指令、旋转指令、镜像指令、缩放指令的功能全部可以用前述的指令代替,只是在某些合适的情况下用这些指令编程,可以使程序简单。需要掌握这些指令的应用场合、格式和注意事项。,4.1环形分布轮廓铣削【预备知识】,4.1环形分布轮廓铣削,1.极坐标指令(G15、G16)通常情况下,一般使用直角坐标系(X,Y,Z)。如果一个工件(或一个部件)的尺寸以到一个固定点(极点)的半径和角度来标注时,使用极坐标系来编程加工就比较简单。使用极坐标指令后,坐标值以极坐标方式指定,即以极坐标半径和极坐标角度来确定点的位置。,4.1环形分布轮廓铣削1.极坐
3、标指令(G15、G16),4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,(2)说明1)极坐标半径。当使用G17、G18、G19选择好加工平面后,用所选平面的第一轴地址来指定。2)极坐标角度用所选平面的第二坐标地址来指定极坐标角度,极坐标的零度方向为第一坐标轴的正方向,逆时针方向为角度方向的正向。3)G15、G16为模态指令,是同一组的,可以相互注销,G15为默认状态。,4.1环形分布轮廓铣削(2)说明,4.1环形分布轮廓铣削,4)处于不同加工平面的极坐标半径与极角指定及极坐标轴的确定取决于G17、G18、G19指定的加工平面。当用G17指定加工平面时,+X轴为极轴,程
4、序中的X坐标指令极半径,Y坐标指令极角,Z坐标含义不变。当用G18指定加工平面时,+Z轴为极轴,程序中的Z坐标指令极半径,X坐标指令极角,Y坐标含义不变。,4.1环形分布轮廓铣削4)处于不同加工平面的极坐标半径与极角,4.1环形分布轮廓铣削,当用G19指定加工平面时,+Y轴为极轴,程序中的Y坐标指令极半径,Z坐标指令极角,Z坐标含义不变。极坐标原点指定方式有两种:一种是以工件坐标系的零点作为极坐标原点,用G90指定,是绝对值编程;另一种是以刀具当前的位置作为极坐标系原点,用G91指定,是增量值编程。,4.1环形分布轮廓铣削当用G19指定加工平面时,+Y轴为极,4.1环形分布轮廓铣削,(3)极坐
5、标指令编程方法极坐标指令编程可以使用绝对值极坐标编程方法,也可以使用增量值极坐标编程方法。1)绝对值极坐标编程。绝对值极坐标编程是以工件坐标系零点作为极坐标系原点,极坐标半径值是指终点坐标到编程原点的距离;其角度值是指终点坐标与编程原点的连线与第一轴之间的夹角,如图4-1-1所示。,4.1环形分布轮廓铣削(3)极坐标指令编程方法,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,2)增量值极坐标编程。增量值极坐标编程是以刀具当前位置作为极坐标系原点,极坐标半径值是指终点到刀具当前位置的距离;其角度值是指前一坐标原点与当前极坐标系原点之间的连线与当前运动轨迹之间的夹角,如图
6、4-1-2所示。,4.1环形分布轮廓铣削2)增量值极坐标编程。,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,(4)注意事项1)建立了极坐标后,其后续的X、Y、Z值有两个不是直角坐标系下原来意义上的值,而是表示角度和半径,具体是角度还是半径,要看所在的平面而定。当用G17指定加工平面时,+X轴为极轴,程序中的X坐标表示极半径,Y坐标表示极角,Z坐标不变。,4.1环形分布轮廓铣削(4)注意事项,4.1环形分布轮廓铣削,2)当加工轮廓完成后,要及时使用极坐标取消指令取消极坐标,然后再取消刀具半径补偿。否则,后续程序还是以极坐标运行。3)当使用增量值极坐标编程时,一定要弄清
7、楚极坐标的半径值和极坐标角度值的含义和计算方法,否则会出现废品。4)所加工的轮廓形状为在一个圆环上或同心圆周上分布时,使用极坐标才方便。,4.1环形分布轮廓铣削2)当加工轮廓完成后,要及时使用极坐标,4.1环形分布轮廓铣削,2.数控铣削切削用量选择数控铣削的切削用量包括切削速度vc、进给速度vf和吃刀深度ap。切削用量的选择方法是考虑刀具的耐用度,先选取吃刀深度,其次确定进给速度,最后确定切削速度。,4.1环形分布轮廓铣削2.数控铣削切削用量选择,4.1环形分布轮廓铣削,(1)吃刀深度ap(端铣)端铣吃刀深度的选取主要由加工余量和对表面粗糙度的要求决定。工件表面粗糙度要求为Ra3.2mRa12
8、.5m,分粗铣和半精铣两步铣削加工,粗铣后留半精铣余量0.51.0mm。工件表面粗糙度要求为Ra0.8mRa3.2m,可分粗铣、半精铣、精铣三步铣削加工。半精铣时端铣吃刀深度取1.52mm,精铣时端铣吃刀深度取0.51mm。,4.1环形分布轮廓铣削(1)吃刀深度ap(端铣),4.1环形分布轮廓铣削,(2)进给速度vf进给速度指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移,单位为mm/min。它与铣刀转速n(单位为r/min)、铣刀齿数Z及每齿进给量fz(单位为mm/z)有关。进给速度的计算公式:vffzZn,4.1环形分布轮廓铣削(2)进给速度vf,4.1环形分布轮廓铣削,(3)切削速度vc铣削的
9、切削速度与刀具耐用度T、每齿进给量fz、背吃刀量ap、侧吃刀量ac以及铣刀齿数Z成反比,与铣刀直径d成正比。其原因是fz、ap、ac、Z增大时,使同时工作的齿数增多,刀刃负荷和切削热增加,加快刀具磨损,因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。如果加大铣刀直径则可以改善散热条件,相应提高切削速度。,4.1环形分布轮廓铣削(3)切削速度vc,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,【讲解知识】完成图4-1-3所示零件的加工,材料为铝合金(LY12),尺寸为100mm100mm20mm。1.图样分析该零件需要加工的是一个正五边形,对于正多边形来说其每一个顶点到中心的距离都
10、是相同的,只是角度有变化,比较适合用极坐标编程。具体角度变化如图4-1-4所示。2.程序详解,4.1环形分布轮廓铣削【讲解知识】,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,【训练内容】采用极坐标方式编程,完成图4-1-5所示零件的加工,材料为铝合金(LY12),尺寸为100mm100mm20mm。,4.1环形分布轮廓铣削【训练内容】,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,4.1环形分布轮廓铣削,【讨论与总结】极坐标编程与直角坐标系编程方法有何区别?有何优缺点?适用于什么情况?试用直角坐标系编程加工以上零件,体会两种坐标系编程的差别。根据不同的加工材料,从
11、刀具角度、切削用量、冷却液等几个方面讨论提高加工零件的表面粗糙度的方法。,4.1环形分布轮廓铣削【讨论与总结】,4.2旋转轮廓铣削,【教学指导】使学生掌握旋转指令的适用情况。使学生掌握旋转指令的格式,能按照图样利用旋转指令编写程序。使学生熟练掌握保证加工精度的方法。,4.2旋转轮廓铣削【教学指导】,4.2旋转轮廓铣削,【预备知识】1.坐标系旋转功能该指令可使编程图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度,G68表示开始坐标系旋转,G69用于取消旋转功能。,4.2旋转轮廓铣削【预备知识】,4.2旋转轮廓铣削,(1)格式G17G68XYR;在XY平面旋转G18G68XZR;在XZ平面旋转G19G
12、68YZR;在YZ平面旋转G69 取消旋转功能,4.2旋转轮廓铣削(1)格式,4.2旋转轮廓铣削,其中:XY或XZ或YZ:旋转中心的坐标值,省略时,G68指令认为当前的位置即为旋转中心。R:旋转角度,单位是“度()”,如果是以“分()”、“秒()”为单位的要换算成带小数的“度()”。逆时针旋转为正,顺时针旋转为负。,4.2旋转轮廓铣削其中:,4.2旋转轮廓铣削,(2)注意事项1)G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对值编程,才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量编程,那么系统将以当前位置为旋转中心,按G68给定的角度旋转坐标。G69取消后的第一个程序段也必须用绝对值编程。2)坐标旋转后,刀具
13、半径补偿按照旋转后的轮廓进行补偿,如图4-2-1所示。,4.2旋转轮廓铣削(2)注意事项,4.2旋转轮廓铣削,4.2旋转轮廓铣削,4.2旋转轮廓铣削,3)G68、G69为模态指令,是同一组的,可以相互注销,G69为默认状态。4)在坐标旋转状态下,返回参考点指令(G27、G28、G29、G30)和改变坐标系指令(G52G59、G92)不能指定。如果要指定其中的某一个,则必须取消坐标旋转指令后指定。,4.2旋转轮廓铣削3)G68、G69为模态指令,是同一组的,,4.2旋转轮廓铣削,2.顺铣与逆铣用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件的方法叫做周铣,用铣刀端面上的切削刃来铣削工件的方法叫做端铣。周铣有两种铣
14、削方式:1)逆铣法:铣刀的旋转切入方向和工件的进给方向相反(逆向),如图4-2-2a所示。2)顺铣法:铣刀的旋转切入方向和工件的进给方向相同(顺向),如图4-2-2b所示。,4.2旋转轮廓铣削2.顺铣与逆铣,4.2旋转轮廓铣削,4.2旋转轮廓铣削,4.2旋转轮廓铣削,顺铣法顺铣法切入时的切削厚度最大,然后逐渐减小到零,因而避免了在已加工表面的冷硬层上滑走的过程。实践表明,顺铣法可以提高铣刀耐用度23倍,工件的表面粗糙度值可以降低些,尤其在铣削难加工材料时,效果更为显著。但遇到加工表面有硬皮,也会加速刀齿磨损。在逆铣时,切削厚更由零逐渐增大,刀齿在加工表面上挤压、滑行,切不下切屑,使已加工表面产
15、生严重冷硬层。,4.2旋转轮廓铣削顺铣法,4.2旋转轮廓铣削,逆铣法逆铣时每齿所产生的水平分力均与进给方向相反,使铣刀工作台的丝杠与螺母在进给方向一侧始终接触,铣削较平稳。而顺铣时,水平分力与进给方向相同,铣削过程中切削面积也是变化的,因此,水平分力也是忽大忽小的,由于进给丝杠和螺母之间不可避免地有一定间隙,故当水平分力超过铣床工作台摩擦力时,使工作台带动丝杠向前窜动,造成工作台颤动和进给不均匀,严重时会使铣刀崩刃。,4.2旋转轮廓铣削逆铣法,4.2旋转轮廓铣削,一般情况下,尤其是粗加工或是加工有硬皮的毛坯时,多采用逆铣。精加工时,加工余量小,铣削力小,不易引起工作台窜动,可采用顺铣。鉴于顺铣
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