数控铣床编程实例分析毕业论文

1、数控铣床编程实例分析毕业论文 1?0 引言 21 世纪,科学技术领域中以机械制造技术为先导的先进制造技术正在以前所未 有的速度向前发展。 先进制造技术显示出对经济发展的巨大推动作用而被世界发达国 家列为重点支持和发展的技术和产业,并把它和制造科学与信息科学、材料科学、生 命科学一起列为当今四大支柱科学。在制造科学中数控加工有占有举足轻重的地位, 它已在我国 144 个机械制造行业中使用。 它作为人类把自然界的资源转化为社会物质 财富的一门综合性生产技术,人们认识到其水平的高低,不仅直接关系生产水平和生 产效率的高低、产品质量的优劣,而且直接反映的制造加工领域的科技水平。 数控加工的一个重要运用

2、就是模具的生产。由于模具的精度要求很高,传统的 手工加工以很难适应模具制造业的发展。随着人类社会的发展,人们的消费水平在不 断的提高,消费观念的也在不断的改变,对于工业产品的要求也越来越高。人们的追 求已不仅仅是质量的好坏,外型的美观也越来越多的被人们重视。人们的这种观念在 很大程度上提高对加工制造业的要求,呼唤着先进制造工业的发展。数控加工作为先 进制造工业的一个重要支柱,其迅速的发展与普及已成为必然的趋势。然而目前,我 国数控技术的发展与发达国家相比还有很大一段差距。 根据资料显示,目前,我国数控技术人才紧缺 50 万,加入 wto 以后,我国的制 造业将与国际接轨,传统的制造工业技术将不

3、能适应新形式下制造业的发展趋势,我 们必须大力发展新兴制造工业。数控加工最突出的优点是零件加工尺寸的一致性好, 易于控制中间公差,从而使加工部件及整机的质量稳定可靠。由于其高精度、高自动 化、智能化,以及在加工复杂形状零件时所体现出来的优越性,使其在现代加工制造 体系中占据了重要地位,因此数控技术的发展将极大推动加工制造业的发展。数控机 床加工程序的编制,是保证数控加工顺利进行的基础,对于数控加工编程的研究有其 很大的现实意义。 由于先进三维造型软件和数控加工仿真软件的出现,大大方便了工程人员进行 数控加工。结合三维造型进行模具设计和仿真加工,可以为加工提供很多参考依据, 实现加工过程的优化。

4、现代数控加工,可以方便的通过仿真加工自动生成加工程序, 然后将程序输入数控机床,这样就可以免去了工程人员很多复杂烦琐的编程工作。自 动生成的加工程序,由于是完全按照零件的轮廓轨迹来确定刀具的走刀路径的,而且 由于计算机的辅助,使得刀具路径点的坐标与零件轮廓上各点的坐标非常吻合,其加 工的精度非常高。这是传统手工加工所无法比拟的。计算机自动编程的这种优势,在 加工复杂形状零件时更为突出, 它可以帮助工程人员完成很多通过手工编程无法完成 的工作。 手工编程作为一种融合了工程人员设计思想、 设计理念的编程手段, 在加工简单、数控铣床编程实例分析? 2?规则零件时,也有其独特的优越性。由于机械制造业日

5、趋走向标准化,在加工一些具 有标准特征的零件时,它能让工程人员,据零件的具体形状,更加合理的安排加工工 艺,从而能够提高生产效率,节省加工成本。 由于自动编程和手工编程在实际生产中各有其优点,根据零件的大小、形状以及 结构的复杂程度合理的选择编程方法,对于现实的生产过程有很大的意义。为了尽量 减少编程和加工过程中出现的错误而对自动编程和手工编程的进行研究, 有很大的必 要性,它能够帮助工程人员实现加工结果的优化。 本文研究了一典型型腔类塑件模具的设计, 仿真加工自动生成加工程序和手工编 程加工的全过程。首先对塑件进行测绘,并对测绘的数据进行处理,根据处理后的数 据对塑件进行三维造型,设计塑件的

6、模具,并进行塑件模具的三维造型。对模具进行 工艺分析,然后根据三维造型进行仿真加工,自动生成加工程序。进行手工编程,并 在 fanuc xh-713a 立式加工中心进行加工。结合这一过程,阐述了一些基于数控加工 工艺原则,提出了一种利用 autocad 进行辅助编程的简易手工编程方法,并对加工中 出现的过切、少切、意外碰刀等问题提出了一些解决方案。希望这些方法能给从事数 控编程加工的工作人员提高一些帮助。3?1.总体设计方案 本课题的设计目的是对典型型腔类零件三维造型、数控编程以及工艺数据库 进行研究。要进行零件的三维造型,必须先对零件进行测绘,画出零件的零件的 工程图,然后根据工程图进行零件

7、的三维造型,再将零件的三维造型转化为模具 型腔的三维造型,然后进行仿真加工,并生成 g代码程序。进行手工编程,在加 工中心进行加工,并与软件自动编程的结果进行对比分析。 完成这一切后,就进行加工。加工时,要根据模具型腔的材料、大小、精度 要求等,建立加工中常用刀具的切削参数数据库,覆盖整个加工过程。对加工结 果进行分析,编写数控铣床的操作须知,包括操作要领,操作规范,以及常用疑 难问题解决方案等内容。 1.1 型腔类零件的特点 型腔类零件主要是由一些平面,岛屿和凹槽组成,一般曲面较少,手工编程 很方便。本课题选择是一个塑料插座模具,以它作为研究对象,进行工艺分析, 编程,加工以及对加工结果进行

8、分析。在编程加工前,要充分结合型腔类零件的 特点以及加工机床的加工能力来设计合理的模具。 这样, 才能保证加工的可行性。 1.2 设计加工工具的选择 进行模具设计加工,首先要对塑件进行测绘,然后要进行三维造型,仿真 加工。这一切都是依靠 cad/cam 软件来进行的。目前,较为流行的 cad/cam 软件 有 ug、mastercam、pro/e、autocad 等。autocad 是一种先进的二维软件,在绘 制工程图时很方便。pro/e 是美国 ptc 公司著名的 cad/cam 3d 设计系统,由于参 数化设计可以随时通过修改参数来改变设计,自 1998 年问世以来,已逐渐成为 当今世界最

9、普及的 cad/cam 3d 系统的标准软件,受到广泛应用。mastercam 并没 有采用参数化设计,在进行造型时,不象 pro/e 那样方便,但它在进行时,可以 方便的根据零件的工艺要求选择各种切削用量,定义刀具的路径,而且简单,易 操作,故其在加工上更具优势。根据以上分析,我们主要选择 pro/e 软件进行三 维造型,采用 mastercam 软件进行仿真加工,这样可以综合利用两者的长处。进 行加工时,采用的 fanuc xh 713-a 立式加工中心,它可以很方便的实现编程加 工,而且该机床比一般的普通数控铣床更易操作,更有利于进行编程。数控铣床编程实例分析? 4?2 塑件及其模具的造

10、型与设计 2.1 塑件的测绘与造型 塑件为塑料插座,材料为 abs,用游标卡尺对零件进行测绘。我们最终所需 要加工得到的是制造此零件的模具型腔,而我们所取的塑件是模具生产出来的千 千万万个塑件中的一个,由于制造的原因,塑件在出模后不可避免的会产生一定 的变形,因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对塑件较大尺寸误差的 进行修正,对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整,然后绘出零件的测绘 草图。(见附件)。 零件测绘草图出来以后,应该根据零件的测绘图,对零件的进行三维造型。 三维造型可以选用 pro/e 或 mastercam 软件,三维造型的所有参数必须严格与测 绘的数据一致。 塑件的三

11、维造型如图: 图 2-1 图 2-2 2.2 塑件模具的设计与造型 1)塑件尺寸精度 塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的, 但还必须充分考虑塑料的性能及成 型工艺的特点。由于该塑件是作为日常生活用具,要求其外表面光滑,既不会在使用 过程中对人造成伤害,还要必须考虑其外形的美观。因此需要光滑的外表面的精度取 高一点,为 6级精度,无具体要求的内表面选用 5级精度。 2)塑件的结构工艺性 从塑件的测绘图和三维造型可以看出塑件外部的结构形状比较规则, 除有几个小 锥度圆台外,其他都是平面,几乎没有复杂曲面,但塑件有很多薄的加强筋。 3)拔模斜度5?由于塑件冷却后产生收缩,会使塑件紧紧地包住模具型

12、芯、型腔中突出的部分, 为了使塑件易于从模具内脱出,在设计时必须保证塑件的内外壁具有足够的脱模斜 度。由于目前还没有比较精确的脱模斜度计算公式,在选择脱模斜度时,主要还是参 照经验数据,根据 abs 材料的性质在设计中选用 2.5的拔模斜度。 4)分模 零件材料为 abs,其收缩率为 0.4%0.6%,取其平均收缩率为5%计算, 设计模具型腔。 取塑件内表面为分型面,设计的模具型腔如下图: 图 2-3 图 2-4 从加工角度分析,由于塑件有很多宽度为 1mm 的加强筋,分模后 b 图中出现了 宽 1mm 的深槽。由于刀具直径大小的限制,这样的狭槽在加工中心上无法进行加工, 故需对模具进行改进设

13、计。 我们可以把图 2-4 中的槽内的孤岛设计成镶块,并在槽内钻孔,模具加工好后把 镶块镶在槽内.镶块形状如下图: 图 2-5 这样,图 2-4 可以设计成如下图:数控铣床编程实例分析? 6?图 2-6 这样,塑件的两个模具型腔都可以进行数控加工了。7?3 塑件模具的仿真加工 3.1 仿真加工 以图 2-6 的模具加工为例 首先打开 mastercam,进入主菜单,选择 toolpaths, jobsetup, 进行毛坯设置。 根据零件形状,设置 10010025 的长方形毛坯。如图: 图 3-1 毛坯定义好后,就可以进行加工了。仿真加工需认真设定铣削加工切削参数,主 要包括: spindle

14、 主轴转速, feed rate x、 y向进给, plunge (z向进给), retract返 回, feed plane 进给平面,depth (切削深度), stepover (切削间距) .cutting method (切削方法),. rough step粗加工切削量,finish cuts 精加工切削次数, finish step精加工切削量 1)铣平面 选择 face 命令,然后选择一个窗口,将毛坯包括在内,则出现 face 命令对话 如下图:数控铣床编程实例分析? 8?图 3-2 可以通过单击 tool parameters 和 facing parameters 进行操作界

15、面的切换。 图 3-39?图 3-4 以零件上表面为 xy平面,各主要参数如下: tool dia 刀具直径 10 depth (切削深度) 0.0 spindle 主轴转速 1500 stepover(切削间距) 75%刀具直径 feed rate x、y向进给 150 cutting method(切削方法) zigzag plunge(z向进给) 50 . rough step粗加工切削量 2.0 retract返回 500 finish cuts 精加工切削次数 1 finish step精加工切削量 0.5 定义完后,点击 ok,则系统会进行加工,生成刀具路径。点击 operatio

16、n 命令, 会出现如下图对话框: 图 3-5数控铣床编程实例分析? 10?选中模型树中的 facing 选项,点击 verify, 则系统会自动进行加工仿真。其加 工结果如下图: 图 3-6 在完成加工以后,要得到 cnc 控制器可以解读的 nc 码需进行后处理。在操作 管理器中单击 post 按钮,可以自动生成加工程序。 程序如下: % o0000 n100 g21 g21 表示公制单位 n102 g0g17g40g49g80g90 tool - 1 dia. off. - 1 len. - 1 dia. - 10. n104t1m6 选择一号刀具 n106g0g90g54x-61.y-49

17、.998a0.s1500m3 转速 1500 主轴正转 n108g43h1z50. 选择一号刀补 n110z15n112g1z3.5f100 直线插补 f100 n114x56.f100 n370g0z50. 加工完毕,快速返回 z50 n372m5 程序结束 n374g91g28z0. 返回参考点 n376g28x0.y0.a0n378m30 %11?2)铣中间凸台 选择 pocket 命令。选 endmill(平铣刀) 以零件上表面为 xy平面,各主要参数如下: tool dia 刀具直径 10 depth (切削深度) -6.6 spindle 主轴转速 1500 stepover(切削

18、间距) 75%刀具直径 feed rate x、y 向进 给 150 cutting method(切削方法) constant overl plunge(z 向进给) 50 . rough step粗加工切削量 2.0 retract返回 500 finish cuts 精加工切削次数 1.0 finish step精加工切削量 0.5 定义好参数后,就可以进行加工模拟,其加工结果如下图: 图?3?7?3)铣凹槽 选择 pocket 命令, 选择 endmill(平铣刀) 以零件上表面为 xy平面,各主要参数如下: tool dia 刀具直径 4 depth (切削深度) -6.6 spin

19、dle 主轴转速 1500 stepover(切削间距) 75%刀具直径 feed rate x、y 向进给 150 cutting method(切削方法) constant overl plunge(z 向进给) 50 . rough step粗加工切削量 1.0 retract返回 500 finish cuts 精加工切削次数 1.0 finish step精加工切削量 0.5数控铣床编程实例分析? 12?图 3-8 4)铣筋槽 选择 couter 命令,选择 endmill(平铣刀) 以零件上表面为 xy平面,各主要参数如下: tool dia 刀具直径 2 depth (切削深度)

20、 -2.5 spindle 主轴转速 1500 stepover(切削间距) feed rate x、y 向进给 150 cutting method(切削方法) constant overl plunge(z 向进给) 50 . rough step粗加工切削量 1.0 retract返回 500 finish cuts 精加工切削次数 1.0 finish step精加工切削量 0.5 定义好参数后,就可以进行加工模拟,其加工结果如下图: 图 3-913?5)钻孔 选择 drill 命令,选择 drill(钻头) 以零件上表面为 xy平面,各主要参数如下:?tool?dia?刀具直径? 4

21、? depth?(切削深度)12.6?spindle?主轴转速? 3500? stepover(切削间距)?feed?rate?x、y?向进给? 50? cutting?method(切削方法)? constant?overl?plunge(z向进给)? 50? .?rough?step粗加工切削量? 1.0?retract返回? 500? finish?cuts?精加工切削次数? 1.0?finish?step精加工切削量? 0.5?定义好参数后,就可以进行加工模拟,其加工结果如下图: 图 3-10 6)铣斜孔 1 选择 pocket 命令,选择 endmill平铣刀) 以零件上表面为 xy

22、平面,各主要参数如下: tool dia 刀具直径 4 depth (切削深度) -12.6 spindle 主轴转速 3500 stepover(切削间距) feed rate x、y 向进给 50 cutting method(切削方法) constant overl plunge(z 向进给) 50 . rough step粗加工切削量 0.1 retract返回 500 finish cuts 精加工切削次数 2 finish step精加工切削量 0.05数控铣床编程实例分析? 14?定义好参数后,就可以进行加工模拟,其加工结果如下图: 图 3-11 7)铣斜孔 2 选择 pocke

23、t 命令,选择 endmill平铣刀) 以零件上表面为 xy平面,各主要参数如下:?tool?dia?刀具直径? 2? depth?(切削深度)12.6?spindle?主轴转速? 3500? stepover(切削间距)?feed?rate?x、y?向进给? 50? cutting?method(切削方法)? constant?overl?plunge(z向进给)? 50? .?rough?step粗加工切削量? 0.1?retract返回? 500? finish?cuts?精加工切削次数? 2.0?finish?step精加工切削量? 0.05?定义好参数后,就可以进行加工模拟,其加工结

24、果如下图:15?图 3-12 至此, 模具型腔一的一面已经加工完成, 下面进行浇注口的加工, 需重新装夹, 在仿真加工中,需重新定义毛坯,其过程同上。其加工结果如下图: 图 3-13 模具型腔二的加工过程与模具型腔一的加工过程基本相同,这里不再赘述,其 加工结果如下图:数控铣床编程实例分析? 16?图 3-14 使用 mastercam 进行自动加工, 系统会根据零件形状,自动计算刀具的轨迹点。 在定义刀具路径时,应该根据零件的外形,选择合理的刀具路径。在仿真加工时,即 使其他参数完全一致,如果走刀方式不同,也会使加工结果不同。 3.2 加工后处理 要得到 cnc 控制器可以解读的 nc码需进

25、行后处理。在操作管理器中单击 po 按钮,弹出下图对话框: 图 3-15 选中 save nc file,单击 ok 即可。17?4 塑件模具的加工 模具制造中常有很多零件需采用数控设备进行加工。因此,无论是手工编程,还 是自动编程,在数控编程之前均需对所加工的零件进行全面的工艺分析。若工艺分析 不周全,往往会造成工艺设计不合理,从而引起编程工作反复,使工作量成倍增加, 严重时甚至造成数控加工出错,导致模具报废。因此,合理的工艺分析是保证正确编 程的依据。 4.1数控加工工艺的一般原则 4.1.1 图样尺寸的标注 一般情况下,尺寸标注时因较多的考虑装配因素,常采用分散尺寸标注法,但 这样常常回

26、给数控加工工序安排带来很多不便。 由于数控加工精度及重复定位精度均 较高,不会产生较大的误差影响使用性能,因此对数控编程的模具零件图,将局部尺 寸分散标注改为已同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。 这样既便于编程又利于尺 寸间的相互协调,还便于设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点(或编程基准点) 保持一致。 4.1.2 编程原点的选择 编程原点通常作为编程坐标的起始点和终点,它的正确选择将直接影响模具零 件的加工精度和坐标尺寸计算的难易程度 1 编程原点因尽可能与图样上的尺寸基准相重合。例如:以孔定位的零件,应 以孔的中心作为编程原点。加工路线是封闭形式时,因在精度要求较高的表 面选择编程原

27、点(或加工其始点) 2 编程原点的选择因有利于编程和数值的计算。 3 编程原点应容易找出,测量位置较方便 4 编程原点所引起的加工误差最小 4.1.3 模具加工的特殊工艺要求 普遍性的零件结构工艺性同样适用与数控加工,此外,结合模具制造和数控加工 的工艺特点,应注意: 1零件的型腔和外形应尽量采用同类的几何型体和统一的尺寸,尤其是加工转 角处的凹圆弧半径,最好采用统一的尺寸,已减少刀具品种和换刀次数,便 于编程,有利于提高生产效率。 2应采用统一的定位基准。数控加工中若没有统一的定位基准,会因零件的重 新安装而引起加工后两个面上的轮廓位置及尺寸不协调,生成较多的误差。数控铣床编程实例分析? 1

28、8?3避免造成欠切削和过切削现象。用铣刀内外轮廓时,刀具的切入点和切出点 应选在零件轮廓几何参数交点处,并选择合适的切入和切出方向。 4零件内模转角处的圆角半径不宜过小,底面与侧径间的圆角半径不宜过大。 4.2工艺分析 4.2.1 模具的工艺性审查 1)模具的结构特点 模具 a (见图 2-3,零件图见附图)。该模具与塑件的外表面结合,有很高的精 度要求。主要加工的部分为较小的凸台,但凸台的形状较为规则。 模具 b (见图 2-4,零件图见附图)。该模具与塑件的内表面结合,精度要求相 对较低。主要加工部分为槽和圆孔。 2)主要技术要求 零件图上的主要技术要求有:1、淬火处理:43-47hrc;

29、2、锐角去毛倒钝; 3、 未注拔模斜度 2.5 3)零件材料 零件的材料为 45钢,可以通过淬火处理来获得所需的机械和力学性能。 4.2.2 模具加工参数的设定 1)毛坯选择 (1)考虑到零件所需的性能,选用锻件作毛坯。 (2)确定毛坯的形状、尺寸:选用 45钢锻件 10210221(mm)。 2)基准选择 加工中心要求工序集中,能在一次装夹内完成的加工尽量在一次装夹内完成, 这样可以降低由于基准不重合而导致的基准不重合度误差。 根据对工件的加工的初步 分析在毛坯的初次装夹后可以完成加工,故选用毛坯的初始轮廓面为装夹基准。 3)确定零件的安装方法和夹具选择 在确定零件的装夹方法时,应注意减少次

30、数,尽可能做到一次装夹后能加工出全 部待加工表面,以充分发挥数控机床的功能。 夹具选择必须力求其结构简单,装卸零件 迅速,安装准确可靠。此零件的加工,根据其方形形状,采用平口钳作为夹具即可。 4)确定程序原点和换刀点 确定程序原点和换刀点的确定为了提高零件的加工精度,程序原点应尽量选在零 件的设计基准和工艺基准上。例如以孔定位的零件,以孔的中心作为原点较为合适。 程序原点还可选在两垂直平面的交线上,不论是用已知直径的铣刀,还是用标准心棒 加塞尺或是用测头都可以很方便地找到这一交线。 换刀点是为带刀库的加工中心而设19?定的。 为了防止换刀时刀具与工件或夹具发生碰撞,换刀点应设在被加工零件的外面

31、。 针对此零件的加工,选择零件的上表面左下点为坐标原点。 5)工件坐标系的设定 fanuc 立式加工中心可以设定多个坐标系,并将坐标值输入加工中心,然后使 用g54g59调用设定的坐标系,简化编程。 4.2.3 拟订加工工艺路线 见附件工艺过程卡 4.3 手工编程 手工编程应该综合考虑加工精度的要求、机床实际加工能力、刀具的大小、切削 用量的合理选择 4.3.1 确定加工路线的原则与简易方法 确定加工路线在确定走刀路线时,应使数值计算简单,程序段少,以减少程序工作 量。为了发挥数控机床的作用,应使加工路线最短,减少空走刀时间。对于点位控制的 机床,定位精度要求较高,所以定位过程尽可能快。 在编

32、程过程中可以充分利用 autocad 软件的优点进行编程的辅助。 通过精确的绘 制零件的二维工程图,然后利用 autocad 中的 offset 命令根据刀具的直径大小将轮 廓线偏置一距离,确定刀具的轨迹点的坐标值,从而方便编程。如下例: 图 4-1数控铣床编程实例分析? 20?如图加工深度为 6.6 的槽,槽的圆角半径为 r2mm,选择直径为 4mm 的平铣刀, 利用 autocad 的 offset 命令,将槽的四条边分别向里偏置 2mm 作为刀具的路径,再 将槽内左边的线向右偏置 3.5mm 刀具直径为 4mm,保证一定的重叠量,这样可绘制 出加工路线,然后利用 autocad 的标注尺

33、寸命令,将路线的各个转折点的坐标标出, 作为刀具的轨迹转折点,这样可以方便的进行编程。 编制程序如下: n0080 t01 m98 p9000 n0090 g00 g90 g54 x65.05 y36.1 n0100 g43 z100 h01 n0110 s800 m03 n0110 g00 z5 n0120 #01-1.6 n0130 g01 z#01 f100 n0130 x61.55 y36.1 n0140 x61.55 y63.9 n0150 x70.05 y63.9 n0160 x65.05 y65.05 n0170 x65.05 y60.04 n0180 x67.55 y36.1

34、n0190 g00 z10 n0120 #01#01-1 n0130 if #01 gt -6.71 goto 0130 n0140 g00 z100 n0150 m30 4.3.2 宏程序的使用 虽然子程序在编制相同加工操作的程序时可以简化编程, 但宏程序由于允许使 用变量、 算术和逻辑运算及条件转移, 使得编制相同加工操作的程序更方便, 更容易。 如上图铣削深 6.6mm 的槽,编程时只需第一层的加工程序,使用变量#01表示 -z 方向的切削深度,并用#01=#01-1表示切削深度的变化,这样可以通过判 断语句和循环语句方便地实现指定的切削深度。 4.3.3 合理划分程序块 手工编程是一项

35、非常烦琐的工作,编程时一个数据的错误就可能导致加工的出 错。由于数控加工一个是按照程序高自动化进行的过程。因此,编程时应该合理的按21?照工序把程序划分为若干个程序块,每个程序块包括几个较为集中工序,这样分块进 行编程加工,即有利于编程,又有利于程序的校验。 手工程序见附件 4.3.4 手工程序和自动程序的比较 1).从程序的简易程度看 一个很直观的事实就是手工编制的程序要比自动生成的程序简便得多, 手工编程 由于融入了编程人员思想,在某些问题上会处理得更合理。 2).从使用的程序指令看 自动编程所形成的加工轨迹,是完全按照模具的形状,确定加工轨迹点的,很少 利用简化编程的指令。它充分利用计算

36、机强大的计算功能,来确定轨迹点的坐标值, 而且能近似到微米级的精度。手工编程,在很多时候,可以利用宏指令,循环语句、 判断语句来简化编程,程序中的套用要比自动程序多得多,这也是手工编程很简便一 个重要原因。 3).从程序产生过程看 利用仿真系统形成自动加工程序,所需要计算量很小,但必须要对所加工的零件 进行精确的三维造型。而手工编程,则需要进行大量的复杂的、烦琐的计算,必须借 助必要的工具来确定每一个轨迹转折点的坐标,很容易出错,有时甚至会因为一个数 据的计算错误,或者是因为一时的疏忽而给整个加工带来无法挽回的后果。这种错误 在加工复杂零件时更为突出。 4).从加工结果看 虽然自动生成的加工程

37、序很复杂,也很烦琐,甚至有很多加工轨迹点是人为无法 想象和确定的,但由于计算机强大的计算功能和高准确的计算结果,使得自动生成的 加工程序其加工结果要比手工编程的加工结果精确得多, 尤其是在加工一些复杂形状 的工件时。 4.4 加工?1).加工前,先根据零件的形状大小,确定装夹方式。我选择平口钳作为装夹工 具。将平口钳放于机床工作台上,用百分表将钳口拉成直线,再用两个螺栓将平口钳 固定。将等高块置于钳口内,把工件放在等高块上,夹紧工件。将工件的基准边用立 铣刀切直。?2).确定基准 先将标准棒装在主轴上, 将标准棒移至基准边的左外侧并使标准棒的端面低于工 件上平面 10mm左右,用标准块在工件侧

38、边与标准棒之间进行测量,使间距刚好为标 准块的宽度。如图所示:数控铣床编程实例分析? 22?图 4-2 记下此时机床的 x轴机械坐标,计算工件的 x 轴零点位置。 计算公式如下: x轴工件坐标x轴机械坐标+标准棒直径/2+标准块宽度 y轴工件坐标依此类推可得: y轴工件坐标y轴机械坐标+标准棒直径/2+标准块宽度 将标准棒移到工件上表面,测量方法如上,公式如下: z轴工件坐标z轴机械坐标-标准棒长度-标准块宽度 将计算结果输入机床。?3)装夹刀具并确定刀具长度 将准备好的刀具一一装入刀库,并将刀具长度值按编号输入机床,以便加工时 直接调用刀具的长度补偿值。?4)再将编好的程序输入机床,检查无误

39、后即可进行自动加工。 我们利用手工编制的程序在 fanuc?xh?713a型立式加工中心进行了加工, 结果 如下图:23?图 4-3 上面的白色塑料制品为塑件插座, 下面两个是在加工中心上加工出来的塑件的模 具型腔图。数控铣床编程实例分析? 24?5 塑件模具编程、加工中出现的问题及解决方案 模具加工好后,对其加工结果进行测量分析。由于数控加工的精度较高,其尺寸 误差较小,基本符合要求。存在的主要问题是: 5.1 铣削曲线轮廓时的过切与刀痕 铣削曲线轮廓的直接入刀会引起过切。因此必须采用刀具半径补偿,找到合 的入刀点是关键。从曲线入刀点法向入刀可有效防止曲线的过切,但从法向入刀,曲 线入刀点易

40、出现一个刀痕,可采用近似方式从曲线切向入刀。 如图 5-1:铣削圆孔时,铣刀从工件中心起刀,向下到 b点。从 b点开始铣圆, 铣刀运动一周,铣整园再回到 b点,从 b点向上退刀到起刀点,由于铣刀在 b点停 留时间较长会在 b点产生明显的到痕。为避免刀痕,常使用切入圆弧和切出圆弧。如 图 5-2: 图 5-1 图 5-2 切入、切出圆弧小于并接近于圆弧半径,刀点从工件中心起刀到切入圆弧的起刀点 a,沿切入圆弧铣削到 b点,从 b点开始铣削整圆再回到 b点,从 b点沿切出圆弧回 到切出圆弧的终点 c,回到工件中心。当使用圆台时可使用与圆相切的切入、切出 直线段。 5.2 铣削曲线轮廓时的少切 加工

41、时数据起点和终点不闭合,以至进刀和退刀时刀具位置不重合,造成少切。 解决少切的关键是使数据曲线闭合,为消除切痕,超过曲线上实际切入点再退刀。 5.3 采用双变量铣削锥槽时产生阶梯形刀痕 如图 5-1:现需铣 45 度锥槽,采用 2mm 铣刀,水平方向变量每和竖直方向变量25?每次都进给 1mm,原本需得到的是 a-f 直线,但实际结果却铣成 a-b-c-d-e 的阶梯 形。如果改变水平方向和竖直方向进给量,如每次 0.25mm,则其形状就更加接近直 线。由于刀具原因,这种情况是不可避免的。但我们可以通过缩小变量的进给值来 无限的逼近,加工完后,再进行其他处理。 图 5-3 5.4 其它常见问题 1 数控加工中忽视粗、精加工分开的原则。应按先粗后精的原则划分工序 减少粗加工变形对精加工的影响。 2 精加工时,因适当调整加紧力,合理选用刀具,以保证加工精度。 3 换刀位置不当引起碰撞。换刀位置离工件较近,极可能发生刀具与工件或机 床部件的碰撞。因此,换刀点的设定因以刀架转位时不碰撞工件和机床上的其他部件 为准则。 4 刀具快进时,与工件发生碰撞。这种情况的放生通常是由于刀具在水平方 快速移动,而发生与工件的碰撞,而且很多时候是在加工已经完成而回刀时。因此为 防止