其刀尖位于刀端面圆的中心点。
③端刀:
它为r=0的铣刀,其刀心与刀尖重合,在平面加工中应用很广泛。
图1-3球刀、端刀和圆角刀
(4)车削刀具类型(图1-4)
图1-4常用车刀类型
(5)行距、刀次与残留高度、对刀点(图1-5)
①行距:
加工轨迹相邻两行刀具轨迹之间的距离。
②刀次:
所加工的曲面在进给方向上的走刀次数。
③残留高度:
三轴加工时,由于行距造成两行间的一些材料未被切除,这些材料的最
高处距造型曲面的距离即为残留高度。
图1-5行距、刀次与残留高度
5.切削用量的选择
(1)背吃刀量ap(端铣)或侧吃刀量ac(圆周铣)
如图1-6所示,背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸,单位为mm,端铣时ap为切削层深度,圆周铣削时ap为被加工表面的宽度。
侧吃刀量ac为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸,单位为mm,端铣时ac为被加工表面宽度,圆周铣削时ac为切削层深度。
端铣背吃刀量和圆周铣侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量要求决定。
①工件表面粗糙度要求为Ra3.2~12.5µm,分粗铣和半精铣两步铣削加工,粗铣后留半精铣余量0.5~1.0mm。
图1-6铣刀铣削用量
②工件表面粗糙度要求为Ra0.8~3.2µm,可分粗铣、半精铣、精铣三步铣削加工。
半精铣时端铣背吃刀量或圆周铣削侧吃刀量取1.5~2mm,精铣时圆周铣侧吃刀量取0.3~0.5mm,端铣背吃刀量取0.5~1mm。
(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、铣刀齿数Z及每齿进给量fz(单位为mm/z)有关。
进給速度的计算公式:
vf=fzZn
式中:
每齿进给量fz的选用主要取决于工件材料和刀具材料的机械性能、工件表面粗糙度等因素。
当工件材料的强度和硬度高,工件表面粗糙度的要求高,工件刚性差或刀具强度低,fz值取小值。
硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀的选用值,每齿进给量的选用参考表见表1-1
表1-1 铣刀每齿进给量fz参考表(mm/每齿)
工件材料
圆柱铣刀
面铣刀
立铣刀
杆铣刀
成形铣刀
高速钢
嵌齿铣刀
硬质合金
嵌齿铣刀
铸钢
0.2
0.2
0.07
0.05
0.04
0.3
0.1
软(中硬)钢
0.2
0.2
0.07
0.05
0.04
0.3
0.09
硬钢
0.15
0.15
0.06
0.04
0.03
0.2
0.08
镍铬钢
0.1
0.1
0.05
0.02
0.02
0.15
0.06
高镍铬钢
0.1
0.1
0.04
0.02
0.02
0.1
0.05
可锻铸铁
0.2
0.15
0.07
0.05
0.04
0.3
0.09
铸铁
0.15
0.1
0.07
0.05
0.04
0.2
0.08
青铜
0.15
0.15
0.07
0.05
0.04
0.3
0.1
黄铜
0.2
0.2
0.07
0.05
0.04
0.3
0.21
铝
0.1
0.1
0.07
0.05
0.04
0.2
0.1
Al-Si合金
0.1
0.1
0.07
0.05
0.04
0.18
0.08
Mg-Al-Zn合金
0.1
0.1
0.07
0.04
0.03
0.15
0.08
Al-Cu-Mg合金Al-Cu-Si
0.15
0.1
0.07
0.05
0.04
0.2
0.1
(3)切削速度
铣削的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ae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、ae、Z增大时,使同时工作齿数增多,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。
表1-2列出了铣削切削速度的参考值。
Vc=
切削速度Vc计算公式:
d(mm);铣刀直径π(3.14):
圆周率n(r/min):
主轴转速vc(m/min):
切削速度
表1-2铣刀的切削速度参考表(m/min)
工件材料
铣刀材料
碳素钢
高速钢
超高速钢
Stellite
K
P
钢
6~42
36~150
铝
75~150
150~300
240~460
300~600
黄铜(软)
12~25
20~50
45~75
100~180
青铜(硬)
10~20
20~40
30~50
60~130
铸铁(软)
10~12
15~25
18~35
28~40
75~100
铸铁(硬)
10~15
10~20
18~28
45~60
铸铁(冷硬)
10~15
12~18
30~60
可锻铸铁
10~15
20~30
25~40
35~45
75~110
铜(中)
10~15
15~25
18~28
40~60
高速钢钻头切削用量的选用参考表见表1-3,常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量见表1-4,根据螺纹尺寸推荐的钻头直径见表1-5
表1-3高速钢钻头切削用量的选用参考表(v:
m/min,f:
mm/r)
工件材料
σb
(MPa)
钻头直径(mm)
2~5
6~11
12~18
19~25
26~50
v
f
v
f
v
f
v
f
v
f
钢
490以下
20~25
0.1
20~25
0.2
30~35
0.2
30~35
0.3
25~30
0.4
490~686
20~25
0.1
20~25
0.2
20~25
0.2
25~30
0.2
25
0.2
686~882
15~18
0.05
15~18
0.1
15~18
0.2
18~22
0.3
15~20
0.35
686~1078
10~14
0.05
10~14
0.1
12~18
0.15
16~20
0.2
14~16
0.3
铸铁
118~176
25~30
0.1
30~40
0.2
25~30
0.35
20
0.6
20
1.0
176~294
15~18
0.1
14~18
0.15
16~20
0.2
16~
0.3
16~18
0.4
黄铜
软
50以下
0.05
50以下
0.15
50以下
0.3
50以下
0.45
50以下
-
青铜
软
35以下
0.05
35以下
0.1
35以下
0.2
35以下
0.35
35以下
-
表1-4常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量参考表(mm)
米制螺纹
螺距
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
牙深
0.649
0.974
1.299
1.624
1.949
2.273
2.598
背吃刀量及切削次数
1次
0.7
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
1.5
2次
0.4
0.6
0.6
0.7
0.7
0.7
0.8
3次
0.2
0.4
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
4次
0.16
0.4
0.4
0.4
0.6
0.6
5次
0.1
0.4
0.4
0.4
0.4
6次
0.15
0.4
0.4
0.4
7次
0.2
0.2
0.4
8次
0.15
0.3
9次
0.2
英制螺纹
牙/in
24牙
18牙
16牙
14牙
12牙
10牙
8牙
牙深
0.678
0.904
1.016
1.162
1.355
1.626
2.033
背吃刀量及切削次数
1次
0.8
0.8
0.8
0.8
0.9
1.0
1.2
2次
0.4
0.6
0.6
0.6
0.6
0.7
0.7
3次
0.16
0.3
0.5
0.5
0.6
0.6
0.6
4次
0.11
0.14
0.3
0.4
0.4
0.5
5次
0.13
0.21
0.4
0.5
6次
0.16
0.4
7次
0.17
表1-5根据螺纹尺寸推荐的钻头直径参考表
螺纹直径
钻头直径mm
螺距mm
螺纹直径
钻头直径mm
螺距mm
M公制粗牙螺纹
M公制挤压螺纹
M4
M4.5
M5
M6
M7
M8
M9
M10
M11
M12
M14
M16
M18
M20
M22
M24
M27
M30
M33
M36
M39
M42
M45
M48
M52
3.30
3.70
4.20
5.00
6.00
6.80
7.80
8.50
9.50
10.20
12.00
14.00
15.50
17.50
19.50
21.00
24.00
26.50
29.50
32.00
35.00
37.50
40.50
43.00
47.00
0.7
0.75
0.8
1
1
1.25
1.25
1.5
1.5
1.75
2
2
2.5
2,5
2,5
3
3
3.5
3.5
4
4
4.5
4.5
5
5
M4
M5
M6
M7
M8
M10
M12
M14
M16
3.70
4.63
5.50
6.51
7.40
9.25
11.12
13.00
15,00
0.7
0.8
1
1
1.25
1.5
1.75
2
2
6.CAD/CAM实验步骤(图1-7)
图1-7CAD/CAM实验步骤
1、具体过程:
①零件造型(计算机)
②后置处理生成G代码(计算机)
③加工仿真(计算机)
④开机通电(机床)
⑤机床回参考点(机床)
⑥程序输入和空运行(机床)
⑦工件、刀具装夹(机床)
⑧对刀、设置刀补(机床)
⑨首件试切(机床)
FANUC0i-TG代码命令
G代码
组别
解释
G00
01
定位(快速移动)
G01
直线切削
G02
顺时针切圆弧(CW,顺时钟)
G03
逆时针切圆弧(CCW,逆时钟)
G04
00
暂停(Dwell)
G09
停于精确的位置
G20
06
英制输入
G21
公制输入
G22
04
内部行程限位有效
G23
内部行程限位无效
G27
00
检查参考点返回
G28
参考点返回
G29
从参考点返回
G30
回到第二参考点
G32
01
切螺纹
G40
07
取消刀尖半径偏置
G41
刀尖半径偏置(左侧)
G42
刀尖半径偏置(右侧)
G50
00
修改工件坐标;设置主轴最大的RPM
G52
设置局部坐标系
G53
选择机床坐标系
G70
00
精加工循环
G71
内外径粗切循环
G72
台阶粗切循环
G73
成形重复循环
G74
Z向步进钻削
G75
X向切槽
G76
切螺纹循环
G80
10
取消固定循环
G83
钻孔循环
G84
攻丝循环
G85
正面镗孔循环
G87
侧面钻孔循环
G88
侧面攻丝循环
G89
侧面镗孔循环
G90
01
(内外直径)切削循环
G92
切螺纹循环
G94
(台阶)切削循环
G96
12
恒线速度控制
G97
恒线速度控制取消
G98
05
每分钟进给率
G99
每转进给率
FANUC0i-T辅助功能(M功能)
M代码
说明
M00
程序停
M01
选择停止
M02
程序结束(复位)
M03
主轴正转(CW)
M04
主轴反转(CCW)
M05
主轴停
M08
切削液开
M09
切削液关
M40
主轴齿轮在中间位置
M41
主轴齿轮在低速位置
M42
主轴齿轮在高速位置
M68
液压卡盘夹紧
M69
液压卡盘松开
M78
尾架前进
M79
尾架后退
M98
子程序调用
M99
子程序结束
M98
子程序调用
M99
子程序结束
例1、车削加工如图1所示零件,材料HT200。
完成零件的车削加工造型,生成加工轨迹,根据数控系统要求进行后置处理,生成CAM编程NC代码,将NC代码导入机床完成零件加工。
图1
数控车加工工序单
图纸编号
工件名称
操作人员
编程时间
文件存档位置及档名
序号
工序名
刀具
类型
刀尖
半径
刀尖
角度
切削
深度
转速
进给量
加工
时间
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
后置处理宏程序
程序头
$G17G21$DCMP_OFF$LCMP_OFF$WCOORDG80G90@$SPN_F$SPN_SPEED$SPN_CW
G21G21G40G49G54G80G90
S3000M03
换刀
$SPN_OFF@T$TOOL_NOMO6@$SPN_F$SPN_SPEED$SPN_CW
M05
T02M06
S200M03
程序尾
$SPN_OFF@$PRO_STOP
M05
M30
图3-9所示轴类零件加工,毛坯材料HT200直径Φ54mm长120mm。
车削如图3-49所示的手柄。
试计算并编程。
毛坯为φ25㎜×100㎜棒材,材料为45钢。
加工图3-47所示的套筒零件,毛坯直径为φ55mm,长为50mm,材料为45钢:
未注倒角1×45°
图3-47套筒零件
G功能由G代码及后接2位数表示,规定其所在的程序段的意义。
G代码有经下两种类型。
种类
意义
一次性代码
只在被指令的程序段有效
模态G代码
在同组其它G代码指令前一直有效
G代码
组别
功能
G00
01
定位(快速移动)
*G01
直线插补(切削进给)
G02
圆弧插补CW(顺时针)
G03
圆弧插补CCW(逆时针)
G04
00
暂停,准停
G28
返回参考点
G32
01
螺纹切削
G50
00
坐标系设定
G65
00
宏程序命令
G70
00
精加工循环
G71
外圆粗车循环
G72
端面粗车循环
G73
封闭切削循环
G74
端面深孔加工循环
G75
外圆,内圆切槽循环
G90
01
外圆,内圆车削循环
G92
螺纹切削循环
G94
端面切削循环
G96
02
恒线速开
G97
恒线速关
*G98
03
每分进给
G99
每转进给
注1:
带有*记号的G代码,当电源接通时,系统处于这个G代码的状态。
注2:
00组的G代码是一次性G代码。
注3:
如果使用了G代码一览表中未列出的G代码,则出现报警(NO.010),或指令了不具有的选择功能的G代码,也报警。
注4:
在同一个程序段中可以指令几个不同组的G代码,如果在同一个程序段中指令了两个以上的同组G代码时,后一个G代码有效。
注5:
在恒线速控制下,可设定主轴最大转速(G50)。
注6:
G代码分别用各组号表示。
注7:
G02,G03的顺逆方向由坐标系方向决定。
车削加工如图3-55所示零件,材料LY11。
完成零件的车削加工造型,生成加工轨迹,根据数控系统要求进行后置处理,生成CAM编程NC代码,将NC代码导入机床完成零件加工。
车削如图3-49所示的手柄。
试计算并编程。
毛坯为φ25㎜×100㎜棒材,材料为45钢。
图3-49手柄零件图
用有凹槽的外径粗加工复合循环编制图3.3.29所示零件的加工程序,其中点划线部分为工件毛坯。
Φ40
Φ22.66
45°
Φ30.66
(8)
10
5
Φ18
Φ20
Φ28
Φ26.66
R10
R4
32.5
61.5
17
12
30°
图3.3.29G71有凹槽复合循环编程实例
数控车加工工序单
图纸编号
工件名称
操作人员
编程时间
文件存档位置及档名
序号
工序名
刀具
类型
刀尖
半径
刀尖
角度
切削
深度
转速
进给量
加工
时间
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10