轮廓铣削加工

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轮廓铣削加工
3.1任务:凸模板的轮廓铣削加工
完成如图所示零件,材料为45钢。

小批量生产。

3.2 轮廓铣削加工工艺知识
1.顺铣与逆铣
在加工中铣削分为逆铣与顺铣,当铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同时称为顺铣,相反时称为逆铣,如图所示。

逆铣时刀齿开始切削工件时的切削厚度比较小,导致刀具易磨损,并影响已加工表面。

顺铣时刀具的耐用度比逆铣时提高2~3倍,刀齿的切削路径较短,比逆铣时的平均切削厚度大,而且切削变形较小,但顺铣不宜加工带硬皮的工件。

由于工件所受的切削力方向不同,粗加工时逆铣比顺铣要平稳。

对于立式数控铣床所采用的立铣刀,装在主轴上相当于悬臂梁结构,在切削加工时刀具会产生弹性弯曲变形,如图5-9所示。

当用铣刀顺铣时,刀具在切削时会产生让刀现象,即切削时出现“欠切”,如图5-9a)所示;而用铣刀逆铣时,刀具在切削时会产生啃刀现象,即切削时出现“过切”现象,如图5-9b)所示。

这种现象在刀具直径越小、
刀杆伸出越长时越明显,所以在选择刀具时,从提高生产率、减小刀具弹性弯曲变形的影响这些方面考虑,应选大的直径,但不能大于零件凹圆弧的半径;在装刀时刀杆尽量伸出短些。

2.轮廓铣削的进退刀方式
铣削平面类零件外轮廓时,刀具沿X 、Y 平面的进退刀方式通常有三种。

1)垂直方向进、退刀
如图所示,刀具沿Z 向下刀后,垂直接近工件表面,这种方法进给路线短,但工件表面有接痕。

图5-2 垂直进、退刀
2)直线切向进、退刀
如图5-3所示,刀具沿Z 向下刀后,从工件外直线切向进刀,切削工件时不会产生接痕。

Y X 工件
刀具轨迹入刀、出刀轨迹刀具(a) (b)
图5-9 顺铣与逆铣
(a) 顺铣;(b) 逆铣
图5-3 直线切向进、退刀
3)圆弧切向进、退刀
如图5-4所示,刀具沿圆弧切向切入、切出工件,工件表面没有接刀痕迹。

图5-4 圆弧切向进、退刀
3.刀具的选择
加工平面外轮廓通常选用立铣刀,刀具半径R 应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin ,一般取R=(0.8~0.9) Rmin ,。

3.3 轮廓铣削常用编程指令
X
工件
刀具轨迹出刀
刀具入刀轨迹
Y x
工件
刀具轨迹出刀刀具入刀轨迹
Y 立铣刀
1. 坐标平面选择指令
G17—代表XY平面(立式数控铣床默认的平面)
G18—代表ZX平面(卧式数控车床默认的平面)
G19—代表YZ平面
2.圆弧插补指令G02/G03
(1)终点半径方式
格式:
说明:
① G02为顺时针圆弧插补指令,G03为逆时针圆弧插补指令。

圆弧顺、逆方向的判别方法为:向垂直于运动平面图的坐标轴的负方向看,圆弧的起点到终点的走向为顺时针用G02,反之用G03。

如图所示。

圆弧的方向判别
② X、Y、Z为圆弧终点坐标。

③圆弧半径,当圆弧圆心角小于180°时R为正值,否则R为负值。

当R等于180时,R可取正也可取负。

④当圆心角=360°时,不能用R编程一次性走出。

可以分段走出整个圆弧。

(2)终点圆心方式
格式:
说明:
① X、Y、Z为圆弧终点坐标。

②圆心相对于圆弧起点的偏移值(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标,如图所示),在G90/G91时都是以增量方式指定。

③ 若I 、J 、K 为零,则可省略;
④若R 与I ,J ,K 同时出现,则R 优先。

【例1】写出图1.4.6中圆弧插补程序段。

图(a)中
A B :G17 G90 G02 X60.Y40. R20.F80;
或 G17 G90 G02 X60.Y40.I0 J-20.F80;(I0可省略) 或 G17 G91 G02 X20.Y-20. R20.F80;
或G17 G91 G02 X20.Y-20.I0 J-20.F80;(I0可省略)
B A :G17 G90 G03 X40.Y60. R20.F80;
或 G17 G90 G03 X40.Y60.I-20. J0 F80;(J0可省略) 或 G17 G91 G03 X-20.Y20. R20.F80;
或G17 G91 G03 X-20.Y20.I-20 J0 F80;(J0可省略)
图(b)中A B :G17 G90 G02 X40.Y20.R-20.F80;
或G17 G90 G02 X40.Y20.I20. J0 F80;(J0可省略) 或G17 G91 G02 X20.Y-20.R-20.F80;
或G17 G91 G02 X20.Y-20.I20. J0 F80;(J0可省略)
B A :G17 G90 G03 X20.Y40.R-20.F80;
或G17 G90 G03 X20.Y40.I0 J20. F80;(I0可省略)
或G17 G91 G03 X-20.Y20.R-20.F80;
或G17 G91 G03 X-20.Y20.I0 J20. F80;(I0可省略)
图(c )中以A 为起点顺时针回到A 点加工整圆:G17 G90 G02(X-20.Y0)I20.J0 F80或G17 G91 G02 (X0 Y0)I20.J0 F80。

以A 为起点逆时针回到A 点加工整圆:G17 G90 G03(X -20.Y0)I20.J0 F80或G17 G91 G03(X0 Y0)I20.J0 F80。

(a) (b) (c)
【例2】如图所示,使用圆弧插补指令编写A点到B点程序。

R值的正负判别
圆弧1:G17 G90 G03 X30 Y-40 R50 F60;
圆弧2:G17 G90 G03 X30 Y-40 R-50 F60。

【练习】在仿真软件中验证上述程序。