模块二 圆形槽工件加工(加工)

1、模块 槽类工件的加工任务二 圆形槽加工² 槽类工件加工方法的确定, 代码的应用, 刀路的规划。² 能正确编制综合加工的加工工艺。² 螺旋切入与切出的方法与程序编制。一、 任务描述圆槽零件图如图所示图1-1圆槽零件1图图1-2圆槽零件2图 图271 螺柱二、任务分析1、零件图的工艺分析工艺分析：根据图样分析所选机床能够满足精度要求，分粗精两次加工，以保证其表面粗糙度的要求，外轮廓加工时，没有刀具直径的限制，为了提高切削效率采用较大直径铣刀加工。48*48的槽圆角半径为R12，精加工道具的最大直径不能大于Ø24，考虑到Ø10铣刀具较常用，所以选用&

2、#216;10铣刀作为精加工刀具，槽深尺寸为自由公差，可以考虑在粗加工时直接达到尺寸要求。具体工艺见表4.6和表4.7。2、分析零件图纸中的尺寸标注图样分析：根据图样尺寸100×100mm，外形公差为±0.03，Ø8孔深度为10±0.03mm，槽形状直径尺寸为Ø48mm，深度3.5±0.03mm，Ø32mm槽深度5±0.03mm。表面粗糙度均为Ra3.2。3、零件毛坯的选择该产品为一般性零件，对材料没太大要求。该零件上下平面及四周均已按图纸技术要求加工好，要求铣削圆槽到规定尺寸，保证圆槽底平面与圆槽侧壁垂直度为0.

3、02mm,圆槽直径分别为Ø48mm 、Ø32mm。零件毛坯尺寸为100mmx100mm三、相关知识与技能1、工序与工步的划分确定加工方案经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求，作出以下加工方案。1.先粗铣外形，然后精铣外形。2.先粗铣内槽，再精铣内槽。2、刀具的选择数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，对于铣削加工，编程人员除了考虑工件坐标系远点的位置外，还应考虑起刀点和退刀点的位置。起刀点和退刀点必须距离加工零件上表面一定的距离的安全高度，保证在停止状态时，刀具不与加工零件和夹具发生碰撞。下刀运动过程最好不用G00快速快速运动

4、，而要用（G01直线插补）。要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀具及切削用量。对于铣削加工，编程人员还应充分考虑刀具的切入和切出方式。刀具切入的方式，不仅影响加工质量，同时直接关系到加工安全。对于二维轮廓加工，一般要求从侧向进刀或沿切线方向进刀尽量避免垂直进刀；切出方式也应从侧向或切向退刀。刀具从安全高度下降到切削高度时，应离开工件毛坯边缘510mm,以免撞刀，发生危险。对于型腔的粗铣加工，一般应用键槽洗刀先钻一个工艺孔至型腔底面（留有一定的精加工余量），然后进行扩孔，以便所使用的立铣刀能从工艺孔进刀进行型腔粗加工，型腔粗加工一般采

5、用从中心向四周扩展的方式。粗铣外形用80mm的高速钢键槽铣刀精铣外形用16mm的高速钢键槽铣刀粗铣48槽用10mm的高速钢键槽铣刀精铣32槽用8mm的高速钢键槽铣刀数控刀具有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。3、夹具的选择装夹定位：采用平口钳装夹工件，工件上表面的中心点作为工件坐标系原点。用寻边器找正其中心点，以工件上表面进行

6、对刀。4、确定加工路线在数控加工中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束，加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定原则主要有以下几点：1.应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。2.应尽量缩短加工路线，既可以减少程序段，又可以减少刀具空程移动时间。3.应使数值计算简单，以减少编程工作量。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工。要确定加工路线，首先要确定起始切削的加工方法。常用方法有：预钻削起始孔法、插铣法、坡走铣法、螺旋插

7、补法。本案例零件的加工采用预钻削起始孔法。预钻削起始孔法就是在实体材料上先钻出比铣刀直径大的起始孔，铣刀先沿着起始孔下刀后，再按行切法、环切法或环切法侧向铣出内圆槽（型腔）的方法。加工顺序安排：基面先行原则，先粗后精原则，先主后次原则，先面后孔原则5、量具及辅助用具的选择外轮廓和圆槽直径用0200mm电子游标卡尺进行测量，自动读出数据、端面的圆跳动用百分表测量，其中圆弧用R规测量。游标卡尺：测量范围：0-200mm：分度值：0.02mm（三）切削用量的选择1、切削用量的选择原则数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，包括主轴转速、背吃刀量、进给速度等，并以数控系统规定的格式输入到程序中

8、。切削用量对于不同的加工方法，需选用不同的切削用量。合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大。这在实际中也很难把握，要有丰富的实践经验才能够确定合适的切削用量。在数控编程时只能凭借编程者的经验和刀具的切削用量推荐值初步确定，而最终的切削用量将根据零件数控程序的调试结果和实际加工情况来确定。切削用量的选择原则是：粗加工时以提高生产率为主，同时兼顾经济性和加工成本的考虑；半精加工和精加工时，应同时兼顾切削效率和加工成本的前提下，保证零件的加工质量。值得注重的是，切削用量（主轴转速、切削深度及进给量）是一个有机的整体，只有三者相互适应，达到最合理的匹配值，才能获得最佳的切削用量。

9、确定切削用量时应根据加工性质、加工要求，工件材料及刀具的尺寸和材料性能等方面的具体要求，通过查阅切削手册并结合经验加以确定，确定切削用量时除了遵循一般的原则和方法外，还应考虑以下因素的影响：1刀具差异的影响不同的刀具厂家生产的刀具质量差异很大，所以切削用量需根据实际用刀具和现场经验加以修正。2机床特性的影响切削性能受数控机床的功率和机床的刚性限制，必须在机床说明书规定的范围内选择。避免因机床功率不够发生闷车现象，或刚性不足产生大的机床振动现象，影响零件的加工质量、精度和表面粗糙度。3数控机床生产率的影响数控机床的工时费用较高，相对而言，刀具的损耗成本所占的比重较低，应尽量采用高的切削用量，通过

10、适当降低刀具寿命来提高数控机床的生产率。2、背吃刀量的选择确定背吃刀量ap（mm）背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来决定，在系统刚度答应的情况下，为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量，根据被加工零件的余量确定分层切削深度，选择较大的背吃刀量，以提高生产效率。在数控加工中，为保证零件必要的加工精度和表面粗糙度，一般留少量的余量（0.20.5mm），在最后的精加工中沿轮廓走一刀。粗加工时，除了留有必要的半精加工和精加工余量外，在工艺系统刚性答应的条件下，应以最少的次数完成粗加工。留给精加工的余量应大于零件的变形量和确保零件表面完整性。综合考虑得到：粗加工时选取2

11、.0mm的背吃刀量。精加工余量取0.10.2mm3、确定主轴转速主轴转速应根据允许的切削速度V和工件（或刀具）直径来选择。外圆车削及其计算公式为： n=1000v/D 式（4.1）式中   v-切削速度，单位为m/min，由刀具的耐用度决定； n-主轴转速，单位为 r/min； D-工件直径或刀具直径，单位为mm。4、进给速度的选择进给速度F是切削时单位时间内零件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为mm/r或mm/min。进给量或进给速度在数控机床上使用进给功能字母F表示的，F是数控机床切削用量中的一个重要参数，主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及所使用的刀具和工件材料来确定

12、。确定进给速度的原则是：1当工件的质量要求能得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100200mm/min范围内选取。2在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取。3当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，一般在2050mm/min范围内选取。4当刀具空行程，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。所以，此处我们应当根据经验和粗精加工而定,粗加工选取F1.0左右。精加工时选取较少的加工余量F0.2F0.3。（四）工序和刀具选择1、圆槽加工案例数控加工工序卡圆槽数控加工工序卡如表4-1

13、所示表4-1圆槽加工案例数控加工工艺卡工步号加工内容刀具号刀具名称刀具规格(mm)补偿号补偿值(mm)主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)切削深度(mm)加工余量(mm)1粗铣平面T01高速钢立铣刀80D1158003009.89.8D210.22精铣外形T02高速钢立铣刀16D31010003000.20.23粗铣48槽T03高速钢立铣刀10D210.210003004.819.84粗铣4×8孔T04高速刀8D31012003000.20.22、圆槽加工案例数控加工刀具卡圆槽数控加工刀具卡如表4-2所示表4-2 圆槽加工案例数控加工刀具卡序号刀具号刀具加工表面备注规格名称

14、数量刀长1T0180高速钢立铣刀1实测铣平面2T02Ø16圆柱立铣刀1实测外形轮廓3T03Ø10键槽铣刀1实测圆槽型腔4T04Ø8麻花钻头1实测钻4×Ø8孔（五）编写加工程序%1程序名N10O0001设定工件坐标系主轴正转600r/minN20G54 S600 M03 T01快速点定位N30G00 X-100.0 Y-15.0 Z10.0进刀N40Z0.2直线插补粗铣平面N50N30 G01 X100.0 F120快速移动点定位N60N40 G00 Y60.0直线插补粗铣平面N70N50 G01 X-100.0 F120抬刀N80N60 G00

15、 Z5快速移动点定位N90X-100.0 Y-15.0N100Z0精铣主轴正转转速为800r/minN110N70 S800 M03直线插补精铣平面N120N80 G01 X100.0 F80快速移动点定位N130N90 G00 Y60.0直线插补精铣平面N140N100 G01 X-100.0 F80快速移动抬刀N150N110 G00 Z100.0返回工件X 、Y原点N160X0 Y0 主轴停止N170N120 M05程序结束N180N130 M30N190O0001设定工件坐标系主轴正转600r/minN200N10 G54 S600 M03 T01快速点定位N210N20 G00 X-

16、100.0 Y-15.0 Z10.0进刀N220Z0.2直线插补粗铣平面N230N30 G01 X100.0 F120快速移动点定位N240N40 G00 Y60.0直线插补粗铣平面N250N50 G01 X-100.0 F120抬刀N260N60 G00 Z5快速移动点定位N270X-100.0 Y-15.0N280Z0精铣主轴正转转速为800r/minN290N70 S800 M03直线插补精铣平面N300N80 G01 X100.0 F80快速移动点定位N310N90 G00 Y60.0直线插补精铣平面N320N100 G01 X-100.0 F80快速移动抬刀N330N110 G00

17、Z100.0返回工件X 、Y原点%100子程序%100N10X0Y-25设定工件坐标系主轴正转1000r/minN20G01Z-5F80快速移动点定位N30G41Y-35快速下降至Z-3.5mmN40X25建立刀具半径左补偿进行粗铣D03=24N50G03X25Y-15R10直线插补切削N60G01X-25逆时针圆弧插补顺铣圆弧R20N70G03X-25Y-35R10直线插补切削N80G01X0逆时针圆弧插补顺铣圆弧R20N90G40Y-25直线插补切削N100G0Z2逆时针圆弧插补顺铣圆弧R20N110M99直线插补切削N120O0003程序名（Ø10键槽铣刀铣内圆弧槽）N130N

18、10 G56 G40 S1000 M03 T02N140N20 G00 X0 Y0 Z10.0N150N30 G01 Z-4.8 F100N160X9.0 F160N170N40 G03 I-9.0 J0N180N50 G01 X10.8N190N60 G03 I-10.8 J0N200N70 G01 Z-3.3 N210X18.8N220N80 G03 I-18.0 J0N230N90 S1200 M03N240N100 G01 X0 Y0N250Z-5.0 N260X9.0N270N120 G03 I-9.0 J0N280N130 G01 X11.0N290N140 G03 I-11.0

19、J0N300N150 G01 X0 Y0N310Z-3.5 N320X19.0N330N160 G03 I-19.0 J0N340N170 G01 X0 Y0N350N180 G00 Z10.0 N360N190 G28 X0 Y0 Z20.0N370N200 M05N380N210 M30O0003N10N10 G56 G40 S1000 M03 T02N20N20 G00 X0 Y0 Z10.0N30O0004N40N10 G57 G15 M03 S1200 T04N50N20 G00 X0 Y0 Z20.0N60N30 G16N70N40 G99 G73 X57.97 Y45.0 Z-15.8 R3.0 Q3.0 F120N80Y135.0N90Y-135.0N100G98 Y45.0N110N50 G15 G80N120N60 G00 G0 Y0 Z100.0N130N70 M05N140N80 M30O0004N10N10 G57 G15 M03 S1200 T04N20N20 G00 X0 Y0 Z20.0N30N30 G16N40N40 G99 G73 X57.97 Y45.0 Z-15.8