铣削加工——复杂零件轮廓加工
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数控铣削加工工艺范围及铣削方式铣削是铣刀旋转作主运动,工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。
铣削的主要工作及刀具与工件的运动形式如图所示。
在铣削过程中,根据铣床,铣刀及运动形式的不同可将铣削分为如下几种:(1)根据铣床分类根据铣床的结构将铣削方式分为立铣和卧铣.由于数控铣削一个工序中一般要加工多个表面,所以常见的数控铣床多为立式铣床。
(2)根据铣刀分类根据铣刀切削刃的形式和方位将铣削方式分为周铣和端铣.用分布于铣刀圆柱面上的刀齿铣削工作表面,称为周铣,如图6—2(a)所示;用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣,如图6—2(b)所示。
图中平行于铣刀轴线测量的切削层参数ap为背吃刀量.垂直于铣刀轴线测量的切削层参数ac为切削宽度,fz是每齿进给量.单独的周铣和端铣主要用于加工平面类零件,数控铣削中常用周、端铣组合加工曲面和型腔。
(3)根据铣刀和工件的运动形式公类根据铣刀和工作的相对运动将铣削方式分为顺铣和逆铣。
铣削时,铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同,称为顺铣如图(6—3)a 所示;铣削时,铣刀切入工件时的切削速度方向与工件进给方向相反,称为逆铣,如图(6-3)b所示。
顺铣与逆铣比较:顺铣加工可以提高铣刀耐用度2~3倍,工件表面粗糙度值较小,尤其在铣削难加工材料时,效果更加明显。
铣床工作台的纵向进给运动一般由丝杠和螺母来实现,采用顺铣法加工时,对普通铣床首先要求铣床有消除进给丝杠螺母副间隙的装置,避免工作台窜动;其次要求毛坯表面没有破皮,工艺系统有足够的刚度。
如果具备这样的条件,应当优先考虑采用顺铣,否则应采用逆铣.目前生产中采用逆铣加工方式的比较多。
数控铣床采用无间隙的滚球丝杠传动,因此数控铣床均可采用顺铣加工.数控铣削主要特点(1)生产率高(2)可选用不同的铣削方式(3)断续切削(4)半封闭切削数控铣削主要加工对象(1)平面类零件加工面平行或垂直水平面,或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件.目前,在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。
轮廓铣削总结一、概述轮廓铣削是一种常见的加工方法,通过铣刀在工件表面来回移动,以消除工件上不规则的凸起或凹陷,使工件表面平整,达到指定的尺寸和精度要求。
本文将对轮廓铣削的原理、工具和操作方法进行总结,并提供一些注意事项和优化建议。
二、轮廓铣削的原理轮廓铣削的基本原理是通过铣刀的旋转和工件的相对运动,切削掉工件上的材料。
具体来说,当铣刀接触工件时,切削刃会切削掉工件上的一层材料,并将其排出切削区域。
随着铣刀的移动,不断地进行切削,最终实现对工件轮廓的加工。
三、轮廓铣削工具轮廓铣削需要使用铣刀和铣床等专用设备。
以下是常见的轮廓铣削工具:1.铣刀:铣刀是轮廓铣削的核心工具,一般由硬质合金材料制成,可分为高速钢刀和硬质合金刀两种。
根据加工需求,可选择不同的刀具材料和刀具几何形状,如平面铣刀、球头铣刀等。
2.铣床:铣床是进行轮廓铣削的专用机床,通过电机驱动铣刀的旋转和工作台的移动,实现工件的加工。
铣床具有较高的刚性和精度,适用于不同形状和尺寸的工件加工。
四、轮廓铣削操作方法轮廓铣削的操作方法包括以下几个步骤:1.准备工作:检查铣刀和工件,确保刀具安装正确,并清除工件上的杂质和脏物。
根据加工要求,设置好铣床的工作参数,如转速、进给速度等。
2.定位和夹紧:将工件放置在铣床的工作台上,并使用夹紧装置固定工件,确保工件的位置和姿态准确。
3.粗加工:根据零件的轮廓要求,选择合适的切削刀具和切削参数,进行粗加工。
粗加工时,切削深度应逐渐增加,以确保切削过程稳定,并提高加工效率。
4.精加工:在粗加工的基础上,调整刀具和切削参数,进行精加工。
精加工时,切削深度较小,切削速度较慢,以保证工件表面质量和尺寸精度。
5.清洁和检查:在轮廓铣削完成后,及时清理工作区域和铣床,检查工件表面是否平整、尺寸是否符合要求,并进行必要的修整。
五、注意事项和优化建议在进行轮廓铣削时,需要注意以下事项,并根据需要进行优化:1.刀具选择:根据工件的材料和加工要求,选择合适的铣刀材料和刀具几何形状。
平面轮廓零件铣削的一般方法发表时间:2017-08-07T11:24:08.543Z 来源:《高等教育》2016年10月作者:刘腾飞[导读] 平面轮廓零件是数控加工的常见对象,该类零件有轮廓形状复杂,难以控制尺寸。
菏泽技师学院刘腾飞随着科学技术的发展,数控加工在机械制造中的作用越来越大,平面轮廓零件是数控加工的常见对象,该类零件有轮廓形状复杂,难以控制尺寸,不易得到理想的表面粗糙度和形状精度要求等特点,因此,对零件工艺性分析,刀具的选择,程序的编制等均有较高的要求。
下图零件为平面类零件,可以看出该零件由平面、凸台、凹槽和孔组成。
一、根据零件的外型制定加工方案粗精铣外轮廓→钻2×Φ10通孔→钻Φ30通孔→粗精铣腰形槽。
毛坯选用100mm×80mm×20mm,六面已加工的方形45#钢。
因为该零件由平面、圆弧、凸台、凹槽和孔组成,而且该零件的表面粗糙度和加工精度有一定的要求,为了减少因多次换刀而带来的人为误差,避免多次装夹引起的定位误差,因此选择数控铣削加工中心KVC650加工。
该零件形状规则,四个侧面较光整,加工面与加工面之间的位置精度要求不高,因此采用平口钳装夹零件。
二、按照要求确定加工工艺1、加工准备。
用平口钳装夹工件,伸出钳口8mm左右,用百分表找正。
安装寻边器,设置零点偏置。
根据编程时刀具的使用情况编制刀具及切削参数表,对应刀具表依次装入刀具库,并设定各长度补偿。
2、先粗精铣外轮廓。
使用T1号刀具粗铣外轮廓,留0.3mm单边余量,粗铣时可采用增大刀补值来区分粗精加工(即刀具半径10+精加工余量+0.3)。
安装T2Φ20mm精四刃立铣刀,设定刀具参数,半精铣外轮廓,留0.10mm单边余量。
实测工件尺寸,调整刀具参数,精铣外轮廓至要求尺寸。
3、然后加工精度较高的孔。
采用中心钻先钻出两个Φ 10+0.022 0的中心孔。
调用T4号Φ9.7的钻头,钻出2×Φ10孔。
内外轮廓零件的铣削加工仿真作者:邵冬军来源:《城市建设理论研究》2013年第32期摘要:利用VNUC仿真软件,对内外轮廓零件进行数控铣削加工仿真,实践证明,数控仿真软件在数控编程与加工的教学中能起到很好的桥梁作用。
关键词: VNUC;数控铣削;仿真加工中图分类号:C37 文献标识码:A数控机床作为典型的机电一体化产品,是高新技术的重要组成部分,采用数控机床提高机械工业的数控化率,已成为当前机械制造技术更新的必由之路。
近年来,随着企业数控机床应用率的大幅度提高,数控机床的操作技能培养成为各类院校一个急待解决的问题。
而数控机床是高技术产品,价格较昂贵,许多院校受场地和资金的限制,无法购置大量的数控机床来供学生实训。
另一方面,学生直接在数控机床上进行操作练习,容易因为培训中的误操作而导致设备的损坏,造成严重的经济损失。
因此,如何根据各院校的具体情况,在满足数控专业教学和实训需要的同时,做到“少花钱,办大事”,是各类院校迫切需要解决的问题。
为了缓解学生多,数控设备少的局面,很多院校都利用仿真软件进行数控教学与实习操作,本文以VNUC仿真软件对内外轮廓零件进行数控铣削的仿真加工为例,发现数控仿真软件在数控编程与加工的教学中能起到很好的桥梁作用。
将毛坯加工成图1所示的模型,零件尺寸如图2所示。
毛坯为φ80铝棒料,完成数控铣削。
一、零件图纸及工艺分析1.零件图纸分析如图2所示阶梯台零件图,分析图纸零件加工内容包括长方形的加工、十字花槽加工和圆槽的加工,长方形长、宽分别为58mm和50mm尺寸公差为±0.05mm,十字花槽宽度长度和圆槽直径尺寸均有较高的精度要求,所以应分粗精加工。
毛坯为φ80铝棒料。
图1图2(1)加工方式由零件图纸分析和所给毛坯可知,该零件需要进行铣削加工。
(2)工件的装夹与定位该零件装夹选用通用夹具平口钳。
为了在一次装夹后能完成所有的加工内容,首先应该在毛坯上加工出两个工艺平面作为工艺装夹面,依此进行装夹,然后进行加工。
实训六、铣削加工——复杂零件轮廓加工
一、实训目的与要求
通过较复杂零件轮廓的加工,进一步熟悉和掌握数控系统常用指令的编程与加工工艺,加深对数控铣床工作原理的了解。
二、实训仪器与设备
(1)配备华中世纪星(HNC—21M)数控系统的ZJK7532A-4立式钻铣床。
(2)毛坯一件(材料为石蜡),90×83×30如图4—4所示。
(3)Φ12立铣刀一把,Φ6麻花钻一根。
三、相关知识概述
数控铣床的主要加工对象为平面类零件、箱体类零件和曲面类零件。
如果换上孔加工刀具,还能进行数控钻、镗、锪、铰及攻螺纹等孔加工操作。
由于数控铣床没有刀具库,不具有自动换刀功能,所以其加工程序的编制比较简单;通常数值计算量不大的平面轮廓加工程序或孔加工程序可直接通过手工编程完成。
编程时选择合适的坐标位置编程方式可使程序简化,减少数值计算工作量。
坐标位置编程方式有绝对指令方式和相对指令方式两种,主要根据图纸上尺寸的标注方式来选择。
当加工尺寸由一个固定基准给定时,采用绝对指令方式编程较为方便。
当加工尺寸是以轮廓o顶点之间的间距给出时,采用相对指令方式编程较为方便。
(1)绝对值编程指令(G90)和相对值编程指令(G91)。
格式:
式中,G90为绝对值编程指令,每个坐标轴上的编程值是相对于程序原点的;G91为·相对值编程指令,每个坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的,该值等于沿坐标轴移动的距离。
G90、G91为模态功能指令,G90为缺省值。
(2)固定循环指令(G98,G99)
固定循环指令的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。
数据形式(G90或G91),在程序开始时就已指定,因此,在固定循环指令的程序格式中可不注出。
格式
图6—1 G73指令动作图图6—2 G74指令动作图
式中,第一个G代码(G98或者G99)为返回点平面G代码,G98为返回初始平面,G99为返回R点平面;第二个G代码为孔加工方式,即固定循环代码G73(高速深孔加工指令),G74,G76和G81~G89中的任一个(G73、G74指令动作图,如图6—l、图6—2所示);X、Y为孔位数据,指被加工孔的坐标位置;Z为R 点到孔底的距离(G9l时)或孔底坐标(G90时);R为初始点到R点的距离(G91时)或R点的坐标值(G90时);Q为每次进给深度(G73或G83时),增量值,Q<0;K为每次退刀(G73或G83:、时)刀具的位移增量,K>0;I、J为刀尖向反方向的移动量(分别在X、y轴向上);P为刀具在孔底的暂停时间;F为刀具切削进给速度;L为固定循环的次数。
四、实训内容
(1)根据HNC一21M数控系统的程序格式,编制如图6一3所示零件的加工程序。
6—3 加工零件图
(2)根据上述加工零件制定加工工艺。
1)工艺分析。
①技术要求。
本实验加工零件的毛坯如图6—4所示,毛坯的大平面经过预先铣削加工,材料为石蜡。
图6—4 零件毛坯图
②加工工艺的确定。
加工方式:由零件图和毛坯图可知,该零件需要进行铣削和钻削加工。
装夹定位的确定:为了在一次装夹后完成所有的加工,所准备的毛坯增加了一个工艺厚度,可以利用它将其装夹在乎口钳上,在加工完零件形状后再设法去除。
③加工刀具的确定,立铣刀(Φ16、Φ8)各1把,麻花钻(Φ6)一把。
④切削用量:主轴转速300r/min,进给速度150mm/min。
、
2)数学计算。
①以中心点为程序原点,建立工件坐标系。
②根据零件图中的尺寸标注,程序中有些基点的绝对坐标位置可直接读出,另外些基点间的相对位置也可直接读出,所以在编程时可用绝对坐标位置和相对坐标位置这两种坐标值方式。
3)参考程序如下(外形加工程序中D01指令调用01号刀的半径值8mm,内腔清角加工程序中D02指令调用02号的半径值4mm,该值应在运行程序前设置在刀具表中)。
%0001 ;外形加工程序
N01 G54G90G00X55Y55Z100.0
N02 S300M03
N03 Z10
N04 G01Z-5F150
N05 G41X31D01
N06 Y-31
N07 X-31
N08 Y31
N09 X31
N10 X30Y0
N11 G02X30Y0I-30J0
N12 G01Y-5
N13 G40
N14 G00Z5
N15 X55Y55
N16 Z-5
N17 G01Z-15F150
N18 G41X40D01
N19 Y-30
N20 G03X30Y-40R10
N21 G01X-30
N22 G03X-40Y-30R10
N23 G01Y30
N24 G03X-30Y40R10
N25 G01X30
N26 G03X40Y30R10
N27 G01X42
N28 G40
N29 G00Z5
N30 X0Y0
N31 G01Z-10F150
N32 G41X15D01
N33 Y15
N34 X-15
N35 Y-15
N36 X15
N37 Y1
N38 G40
N39 G00Z100
N40 M30
%0002 ;内腔清角加工程序N01 G54G00G90X0Y0Z50
N02 S300M03Z-5
N03 G01Z-10F150
N04 G41X15D02
N05 Y15
N06 X-15
N07 Y-15
N08 X15
N09 Y1
N10 G40
N11 G00Z100
N12 M30
%0003 ;钻孔加工程序
N01 G54G00G90X28Y28Z100
N02 S300M03Z10
N03 G98G73X28Y28Z-18R-4Q-1.5K0.5F50
N04 X-28
N05Y-28
N06 X28
N07 G80
N08 G00Z100
M30
在HNC—21M数控系统中输入程序进行校验和仿真,并加工。
五、实训总结
根据零件图中的尺寸标注,程序中有些基点的绝对坐标位置可直接读出,另外一些基点间的相对位置也可直接读出。
所以在编程时可用绝对坐标位置和相对坐标位置两种坐标值方式。
这样减少不必要的数学计算。
该程序用到高速深孔加工循环指令,应使Z轴进行间歇进给,以便深孔加工时容易排屑。
六、实训报告
(1)零件加工设备概述(设备名称、型号、加工能力)。
(2)零件加工工艺分析(零件图、刀具运行轨迹、加工程序及过程概述)。
(3)根据本实验,总结数控铣床加工零件的全过程。