03_项目三__轮廓加工

项目三轮廓加工项目三轮廓加工典型平面2二维轮廓零件a)齿轮b)链轮c)凸轮d)离合器e)花键轴典型平面3学习目标4掌握数控铣床/加工中心铣削轮廓的工艺设计掌握数控铣床/加工中心铣削外轮廓的方法掌握数控铣床/加工中心铣削内轮廓的方法掌握数控铣床/加工中心铣削复杂轮廓的方法掌握数控铣床/加工中心铣削轮廓的编程方法●●●●●任务实施知识准备技能目标任务描述5拓展训练任务一外轮廓加工任务一【任务描述】6图示零件，轮廓较为复杂，如果直接计算刀具刀位点的轨迹进行编程，则计算复杂，容易出错，编程效率低，而采用刀具半径补偿方式进行编程，则较为简便。零件毛坯为80mm×80mm×20mm的45钢，四周与上下表面已经加工好了，只进行外轮廓加工。。●●●●掌握外轮廓铣削的编程方法能熟练运用刀具半径补偿进行编程了解数控铣削加工阶段的划分方法掌握刀具半径补偿的基本概念7任务一【技能目标】一数控铣削加工工序的划分二铣削内外轮廓的进给路线三数控加工工艺文件四手工编程中基点的计算五指令介绍六刀具半径补偿七循环8任务一【知识准备】9一、数控铣削加工工序的划分1.加工阶段(1)粗加工阶段(2)半精加工阶段(3)精加工阶段(4)光整加工阶段2.数控铣削加工工序的划分原则(1)按所用刀具划分(2)按安装次数划分(3)按粗、精加工划分(4)按加工部位划分任务一【知识准备】10平口钳3.工步的划分4.数控铣削加工顺序的安排(1)基面先行原则(2)先粗后精原则(3)先主后次原则(4)先面后孔原则5.数控加工工序与普通工序的衔接任务一【知识准备】11二、铣削内外轮廓的进给路线三、数控加工工艺文件1.数控加工编程任务书2.工序卡3.工件安装和零点设定卡4.数控加工进给路线图5.数控加工程序单任务一【知识准备】12四、手工编程中基点的计算任务一【知识准备】13五、指令介绍1.圆弧插补(1)圆弧程序的一般书写格式(2)通过中间点进行圆弧插补(3)切线和过渡圆弧2.圆弧进给率修正任务一【知识准备】14六、刀具半径补偿1.刀位点2.刀具补偿功能的概念(1)刀具半径补偿定义(2)刀具半径补偿指令(3)刀具半径补偿过程(4)刀具半径补偿注意事项任务一【知识准备】153.刀具补偿D(1)编程举例(2)补偿存储器的(3)刀具半径补偿中的几个特殊情况4.拐角特性5.刀具半径补偿编程示例任务一【知识准备】16七、循环1.轮廓铣削CYCLE72(1)功能1)循环运行可选择使用或不使用刀具半径补偿。2)轮廓可以封闭也可以不封闭.3)轮廓的定义方向必须是它的加工方向4)循环可选择粗加工或精加工(2)刀具动作顺序1)粗加工时循环形成以下动作顺序2)精加工时循环形成以下动作顺序(3)参数说明1)KNAME(名称)2)LP1、LP2(长度、半径)3)AS1、AS2(接近方向/路径，.返回方向/返回路径)4)FF3(返回进给倍率)任务一【知识准备】17任务一【知识准备】182.矩形外轮廓(凸台)铣削任务一【知识准备】193.圆形凸台铣削任务一【知识准备】任务一【任务实施】20★加工准备★工件检验★检测评分★任务反馈21◆加工准备1.材料准备2.设备准备3.量具与刀具4.识读零件图5.工艺分析6.程序编制任务一【任务实施】22◆工件检验1.长度尺寸测量2.圆弧的测量3.表面粗糙度的测量◆检测评分◆任务反馈——造成尺寸精度降低的常见原因任务一【任务实施】231.试简要叙述刀具半径补偿的过程。2.采用刀具半径补偿编程时，应注意哪些问题？3.试采用刀具半径补偿指令编写任务一【拓展训练】任务实施知识准备技能目标任务描述24拓展训练任务二内轮廓铣削任务二【任务描述】图示零件，为封闭内轮廓。因此，如何进行刀具的Z向进给是加工本工件的关键。另外，对于侧面轮廓，需将工件竖起来重新装夹校正后再进行加工。该零件的毛坯为100mm×100mm×20mm的45钢。任务二【技能目标】26掌握内轮廓铣削的加工工艺的设计方法★掌握内轮廓铣削的编程方法★掌握内轮廓铣削时刀具的进刀方式★一内轮廓的加工工艺二螺旋类加工三子程序27任务二【知识准备】28一、内轮廓的加工工艺1.加工内轮廓时的Z向进刀方式(1)垂直切深进刀(2)在工艺孔中进刀(3)三轴联动斜线进刀(4)三轴联动螺旋线进刀任务二【知识准备】292.平面切削任务二【知识准备】30二、螺旋类加工任务二【知识准备】31任务二【知识准备】图示螺旋槽由两个螺旋面组成，前半圆AmB为左旋螺旋面，后半圆AnB右旋螺旋面。螺旋槽最深处为A点，最浅处为B点。要求用φ8mm的立铣刀进行加工该螺旋槽，编制数控加工程序。刀具半径补偿号为D01，长度补偿号为D01。●●●●加工准备能熟练运用刀具半径补偿进行编程了解数控铣削加工阶段的划分方法编写加工程序32任务二【任务实施】33◆加工准备1.选择数控机床本任务选用的机床为TK7650型SIEMENS802D系统数控铣床。2.选择刀具及切削用量加工本任务工件时，选择如图3.58所示键槽铣刀(Z向垂直进刀)或立铣刀(Z向螺旋线进刀)进行加工，根据内轮廓的形状，选择刀具直径为φ16mm。切削用量推荐值如下：主轴转速n=500～700r/min；XY平面内进给速度取f=100～200mm/min，Z向进给速度取f=50～100mm/min；背吃刀量的取值等于型腔高度，取ap=8mm。任务二【任务实施】34任务二【任务实施】◆编写加工程序1.设计加工路线2.分析基点坐标3.编制加工程序35任务二【任务实施】◆任务反馈——轮廓加工精度及误差分析轮廓铣削精度主要包括尺寸精度、形状和位置精度及表面粗糙度。数控铣削加工过程中产生精度降低的原因是多方面的，在实际加工过程中，造成形状和位置精度降低的常见原因见表3.20，造成表面粗糙度降低的常见原因见表3.21。表3.20数控铣形位精度误差降低原因分析影响因素序号产生原因装夹与校正1工件装夹不牢固，加工过程中产生松动与振动2夹紧力过大，产生弹性变形，切削完成后变形恢复3工件校正不正确，造成加工面与基准面不平行或不垂直刀具4刀具刚度差，刀具加工过程中产生振动5对刀不正确，产生位置精度误差加工6背吃刀量过大，导致刀具发生弹性变形，加工面呈锥形9切削用量选择不当，导致切削力过大，而产生工件变形工艺系统10夹具装夹找正不正确(如本任务中钳口找正不正确)11机床几何误差12工件定位不正确或夹具与定位元件制造误差36任务二【任务实施】表3.21表面粗糙度影响因素分析影响因素序号产生原因装夹与校正1工件装夹不牢固，加工过程中产生振动刀具3刀具磨损后没有及时修磨4刀具刚度差，刀具加工过程中产生振动5主偏角、副偏角及刀尖圆弧半径选择不当加工6进给量选择过大，残留面积高度增高7切削速度选择不合理，产生积屑瘤8背吃刀量(精加工余量)选择过大或过小9Z向分层切深后没有进行精加工，留有接刀痕迹切削液选择不当或使用不当加工过程中刀具停顿加工工艺10工件材料热处理不当或热处理工艺按排不合理11采用不适当的进给路线，精加工应采用逆铣37任务二【拓展训练】1.采用立铣刀加工内轮廓时，如何进行Z向进刀？2.加工如图3.60所示工件，毛坯尺寸为90mm×80mm×15mm，试编写该零件的数控铣床加工程序任务实施知识准备技能目标任务描述38拓展训练任务三复合轮廓的加工任务三【任务描述】图示的轮廓零件上具有许多形状相同或相似的部分，并且具有一定的角度关系。对于这样的零件可以采用前面介绍的方法加工，但相对来说比较繁琐。应用坐标变换的方法编程则较为简单。40掌握可转位刀片的表示与夹紧方法掌握可转位刀片的刀尖圆弧半径与表面粗糙度的关系掌握可转位刀片的选用方法掌握坐标变换指令的应用方法掌握子程序的应用方法●●●●●任务三【技能目标】一机夹可转位刀片及代码二极坐标与柱面坐标三坐标变换41任务三【知识准备】42一、机夹可转位刀片及代码1.可转位刀片的表示方法任务三【知识准备】可转位刀片十个号位表示的内容位号表示内容代表符号备注1刀片形状一个英文字母具体含义请查《数控加工技师手册》2刀片主切削刃法向后角一个英文字母3刀片尺寸精度一个英文字母4刀片固定方式及有无断断屑槽形一个英文字母5刀片主切削刃长度二位数6刀片厚度，主切削刃到刀片定位底面的距离二位数7刀尖圆角半径或刀尖转角形状二位数或一个英文字母8切削刃形状一个英文字母9刀片切削方向一个英文字母10刀片断屑槽形式及槽宽一个英文字母及一个阿拉伯数字43任务三【知识准备】2.机夹可转位刀片的夹紧方式(1)刀片的定位(2)刀片的夹紧44任务三【知识准备】3.可转位刀片的选择45任务三【知识准备】二、极坐标与柱面坐标1.极坐标2.柱面坐标3.极坐标中的刀具移动方式4.极坐标的应用46任务三【知识准备】三、坐标变换1.零点偏置指令G53、G54～G59、G500、G5132.可编程的零点偏置TRANS、ATRANS3.比例缩放（SCALE,ASCALE）4.可编程镜像(MIRROR，AMIRROR)5.坐标系旋转（ROT，AROT）47任务三【知识准备】例加工图3.84所示五边形，分别位于平面和斜面的正中心，试用坐标平移指令及空间坐标系旋转指令编写该轮廓的数控铣削加工程序（五边形轨迹的加工程序编写在子程序L20中）。ZXYX60543027120O3-3-9空间坐标系旋转实例O30°●●加工准备工件检验48任务三【任务实施】49任务三【任务实施】◆加工准备1.选择数控机床本任务选用的机床为TK7650型SIEMENS802D系统数控铣床。2.识读零件图2.工艺分析3.程序编制本试题是山东省与河南省技能鉴定试题，分析图样可以得出要保证的加工尺寸有轮廓3×65.282+0.040mm、3×65.282+0.2820mm、2×18+0.030mm和高度尺寸2×7mm这些尺寸在加工时可直接测量保证；R13mm、R15mm尺寸在输入时要保证正确；15+0.020mm需要正确的测量毛坯的厚度尺寸，换算出易于测量的槽深度尺寸。未注圆角R5mm由刀具直接保证。图中基点坐标1用三角函数公式计算获得，如下：Y＝69.282/2＝34.641X＝34.641×TAN(30)≈2050任务三【任务实施】◆工件检验1.长度尺寸测量2.圆弧的测量3.垂直度的检验方法。4.表面粗糙度的测量51任务三【任务实施】52任务三【拓展训练】1.怎样表示可转位刀片？2.各转位刀片有哪几种紧固方式？3.怎样选择可转位刀片？4.坐标变换编程有什么用处？5.编写图示零件的加工程序，并加工出来任务二【项目小结】53项目小结本项目主要介绍了外轮廓、内轮廓、复合轮廓的铣削；圆弧插补、坐标变换指令、螺旋线插补指令、刀具半径补偿、子程序、循环等内容。通过本项目的学习要求学生能正确选用可转位刀片，能正确装夹可转位刀片；能编写铣削外轮廓与内轮廓的程序、能应用坐标变换与子程序编写复合轮廓的加工程序、能应用循环编写外轮廓加工程序，并能在数控铣床或加工中心上加工出来，能找出加工中出现误差的原因，并能进行修正。感谢您的关注！项目二平面加工