课题 型腔铣削加工文档格式.docx

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矩形型腔零件如图5-1所示，毛坯外形各基准面已加工完毕，已经形成精毛坯。

要求完成零件上型腔的粗、精加工，零件材料为45钢。

型腔加工的工艺知识

1.刀具切入方法

刀具引入到型腔有三种方法：

（1）使用键槽铣刀沿Z向直接下刀，切入工件。

（2）先用钻头钻孔，立铣刀通过孔垂向进入再用圆周铣削。

（3）使用立铣刀螺旋下刀或者斜插式下刀

①使用立铣刀斜插式下刀

使用立铣刀时，由于端面刃不过中心，一般不宜垂直下刀，可以采用斜插式下刀。

斜插式下刀，即在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜线以渐近的方式切入工件，直到下一层的高度，然后开始正式切削，如图7-2所示。

采用斜插式下刀时要注意斜向切入的位置和角度的选择应适当，一般进刀角度为5°

～10°

。

②螺旋下刀

螺旋下刀,即在两个切削层之间,刀具从上一层的高度沿螺旋线以渐近的方式切入工件,直到下一层的高度,然后开始正式切削。

2.加工刀路设计

精加工刀具路径

图5-4精加工刀具路径

3.刀具

子程序

如果程序包含固定的加工路线或多次重复的图形，则此加工路线或图形可以编成单独的程序作为子程序。

这样在工件上不同的部位实现相同的加工，或在同一部位实现重复加工，大大简化编程。

子程序作为单独的程序存储在系统中时，任何主程序都可调用，最多可达999次调用。

当主程序调用子程序时它被认为是一级子程序，在子程序中可再调用下一级的另一个子程序，子程序调用可以嵌套4级，如图5-5所示。

1.子程序的结构

子程序与主程序一样，也是由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。

于程序与主程序唯一的区别是结束符号不同，子程序用M99，而主程序用M30或M02结束程序。

例如：

O□□□□；

（子程序名）

…；

（子程序内容）

M99；

（子程序结束）

2.子程序的调用

在主程序中，调用子程序的程序段格式为：

M98P×

×

□□□□；

表示子程序被重复调用的次数，□□□□表示调用的子程序名（数字）。

M98P51234；

表示调用子程序O1234重复执行5次。

当子程序只调用一次时，调用次数可以不写，如M98P1234；

表示调用O1234子程序执行1次。

3.子程序应用实例

例加工图5-6所示零件上的4个相同尺寸的长方形槽，槽深2mm，槽宽10mm，未注圆角R5，铣刀直径φ10mm，试用子程序编程。

图5-6子程序编程举例

加工程序如下：

O0001；

主程序名

N10G17G21G40G54G80G90G94；

程序初始化

N20G00；

刀具定位到安全平面，启动主轴

N30M03S1000；

N40G00；

N50；

快速移动到A1点上方2mm处

N60M98P0002；

调用2号子程序，完成槽Ⅰ加工

N70G90G00；

快速移动到A2点上方2mm处

N80M98P0002；

调用2号子程序，完成槽Ⅱ加工

N90G90G00；

快速移动到A3点上方2mm处

N100M98P0002；

调用2号子程序，完成槽Ⅲ加工

N110G90G00；

快速移动到A4点上方2mm处

N120M98P0002；

调用2号子程序，完成槽Ⅳ加工

N130G90G00X0Y0；

回到工件原点

N140；

N150M05；

主轴停

N160M30；

程序结束

O0002；

子程序名

N10G91G01F100；

刀具Z向工进4mm（切深2mm）

N20；

A→B

N30；

B→C

N40；

C→D

D→A

N60G00；

Z向快退4mm

N70M99；

子程序结束，返回主程序

4.子程序使用中的注意事项

（1）在编制子程序时，在子程序的开头O的后面编制子程序号，子程序的结尾一定要有返回主程序的辅助指令M99。

（2）在子程序的最后一个单段用P指定序号（图5-7），子程序不回到主程序中呼叫子程序的下一个单段，而是回到P指定的序号。

返回到指定单段的处理时间通常比回到主程序的时间长。

图5-7子程序返回到指定的单段

任务决策和实施

（1）工艺分析

本工序加工内容为型腔底面和内壁。

型腔的4个角都为圆角，圆角的半径限定刀具的半径选择，圆角的半径大于或等于精加工刀具的半径。

图中圆角半径为R10mm，粗加工刀具选用φ20的键槽铣刀，精加工选用φ16的立铣刀。

粗加工为Z字形走刀，从槽的左下角下刀，沿X方向切削。

设置精加工余量S=，半精加工余量C=，根据前面公式确定粗加工刀间距个数N=8（来回走刀9次），刀间距为mm。

半精加工从粗加工的最后刀具位置开始，沿轮廓逆时针加工矩形槽侧壁。

精加工采用圆弧切入，逆时针加工（顺铣）。

由于槽比较深，粗、精加工采用分层铣削，每次铣削深度为10mm。

精加工一次直接铣削到深度。

（2）刀具与工艺参数

见表5-1、表5-2。

表5-1数控加工刀具卡

单位

数控加工刀具卡片

产品名称

零件图号

零件名称

程序编号

序号

刀具号

刀具名称

刀具

补偿值

刀补号

直径

长度

半径

1

T01

键槽铣刀

φ20mm

2

T02

立铣刀

φ16mm

8

D02

表5-2数控加工工序卡

数控加工工序卡片

材料

工序号

夹具名称

夹具编号

设备名称

编制

审核

工步号

工步内容

刀具规格

主轴转速

/（r/min）

进给速度

/（mm/min）

背吃刀量

/mm

粗加工和半精加工形腔内壁，精加工形腔底面

φ20mm键槽刀

400

200

精加工形腔内壁

φ16mm立铣刀

600

120

（3）装夹方案

本工序采用平口钳装夹，由于加工内腔，所以不存在刀具干涉问题，只要保证对刀面高于钳口即可。

（4）程序编制

在零件中心建立工件坐标系，Z轴原点设在零件上表面上。

粗加工程序（φ20mm键槽刀）：

O0010；

刀具定位到安全平面

N30M03S400；

启动主轴

移动到下刀点

N60G01F50；

下刀至-10mm

N70M98P0011；

调用子程序

N80G90；

N90Z-20F50；

下刀至-20mm

N100M98P0011；

N120；

N130M05；

主轴停止

N140M30；

分层铣削子程序：

O0011；

N10G91；

增量坐标

N20G01F200；

第1次切削

间距1

第2次切削

间距2

N60；

第3次切削

N70；

间距3

N80；

第4次切削

N90；

间距4

N100；

第5次切削

N110；

间距5

第6次切削

N130；

间距6

第7次切削

N150；

间距7

N160；

第8次切削

N170；

间距8

第9次切削

半精加工起点X坐标

N180；

半精加工起点Y坐标

N190；

-X方向运动

N200；

-Y方向运动

N210；

+X方向运动

N220；

+Y方向运动

N230M99；

子程序结束

精加工程序（φ16mm立铣刀）：

O0020；

程序名

N30M03S600；

N40X0；

N60G01F80；

N70G41X-16D02F120；

建立刀补

N80G03X0；

切向切入

N90G01；

开始精加工

N100G03Y-65；

N110G01；

N120G03；

N130G01；

N140G03；

N150G01；

N160G03；

N170G01X0；

N180G03；

切向切入出

N190G01G40X0；

取消刀补

N200G00；

N220M05；

N230M30；

巩固练习

利用数控加工仿真软件，完成如图5-8所示零件上深槽加工，要求分粗、精加工，并实现分层加工。

图5-8槽加工练习