数控铣削单元三课件

1、数控铣削（加工中心）加工技术与综合实训（FANUC系统） 主编 于万成33295-01单元三 综合技能训练2h-3q项目一 制作舵轮模型 能进行安全操作。能正确选择和使用铣刀，合理确定切削用量参数。能熟练分析零件特征，并采用合适的加工方法进行零件铣削的编程与加。能根据图样要求合理控制零件尺寸。清扫卫生，维护机床，收工具。2h-3q 学校数控实训车间接到舵轮模型的加工项目(图3-1)。要求学生们在24学时内试制完成各零件加工并组装成型。该模型有三个组装件属于铣削加工零件,需要使用数控铣床加工。其余三件需要数控车削加工,由数控车削组完成。项目内容如下。1)制订底座、立柱和轮盘三个零件的数控铣削加工

2、工艺。2)以合作的方式完成所有零件的加工。3)对零件的加工尺寸精度误差进行分析。2h-3q图3-1舵轮模型2h-3q(1)场地、设备、夹具、工具、量具准备数控车间或实训室;数控铣床6台,FANUC 0i系统或华中系统;夹具:机用虎钳,自定心卡盘;工具:机用虎钳扳手、内六角扳手、等高垫铁、油石、寻边器、杠杆表、磁力表座、卸刀座和扳手等;刀具:面铣刀63mm,立铣刀12mm、16mm等,键槽铣刀8mm,钻头8mm、7.8mm,铰刀8H7,中心钻,倒角铣刀;量具:内测千分尺、千分尺、游标卡尺、游标万能角度尺、8H7和6H7光滑塞规等;学习资料:工艺手册、工序单、工艺卡、精度检验单、评价表等。2h-3

3、q(2)材料准备毛坯:尺寸为110mm80mm25mm、45mm115mm、110mm15mm,毛坯材料为铝合金(2A12)。(3)教学方法讲授、演示、角色扮演、小组讨论、理实一体化、独立工作。(4)劳动组织将班级分成56个小组,每个工作组56人,其中1人担任组长,1人担任材料员(兼任记录员),其中包括1名工艺员、1名检验员、1名安全员。2h-3q 一、倒角铣刀的使用1.倒角铣刀的种类倒角铣刀可以方便地对零件的棱边进行倒角加工,其具有倒角精度高,编程操作方便的特点。根据倒角铣刀的材料与结构不同,常见的倒角铣刀可分为表3-1中所示的三种类型。2.倒角铣刀的用法二、斜面零件的加工方法2h-3q表3

4、-1倒角铣刀类型2h-3q图3-2刀具铣刀加工结构示意图2h-3q图3-3带有角度调整功能的平口钳图3-4用游标万能角度尺找正铣削斜面2h-3q 召开课前会,具体要求见表3-2。表3-2工作安排表2h-3q任务一加工底座零件一、任务分析底座零件如图3-5所示,该零件毛坯尺寸为110mm80mm25mm,需要铣削外形、30斜面、铰孔以及长方槽,其中长方槽需要与立柱过渡配合,精度与表面粗糙度要求较高。48H7孔需要与装饰柱过渡配合。2h-3q图3-5底座零件2h-3q二、制订加工工艺1.工艺分析(1)装夹、定位(2)工序安排(3)刀具、量具选择(4)合理设计走刀路线(5)确定切削用量2h-3q表3

5、-3切削用量表2h-3q图3-6走刀路线图2.设计走刀路线 如图3-6所示。2h-3q3.填写工序卡片(见表3-4)表3-4数控加工工序卡片(学生填写)2h-3q三、模拟加工1.程序编制选择工件上表面距离毛坯后面32.5mm的中心处为编程原点,并设置在G54上,如图3-7所示。图3-7编程原点2h-3q1)外轮廓的铣削加工参考程序见表3-5(粗、精铣通过设置刀具半径值实现)。2)内轮廓的铣削加工参考程序见表3-6。3)钻孔的加工参考程序见表3-7。2.仿真加工2h-3q四、加工准备1.加工准备1)阅读零件图,检查毛坯尺寸。2)开机、回参考点。3)根据数控铣床操作规程进行安全操作,注意一人操作,

6、其他同学观察。4)工件找正装夹,如图3-8所示。2h-3q图3-8工件找正装夹2h-3q2.对刀,设定工件坐标系(1)X、Y轴对刀,如图3-9所示。(2)Z轴对刀3.输入程序4.校验程序2h-3q图3-9X、Y轴对刀a)X向寻边b)Y向寻边c)相对坐标设置2h-3q五、加工工件1.粗铣外轮廓2.半精铣和精铣外轮廓 如图3-12所示。3.粗、精铣内轮廓4.钻铰4个8H9孔5.铣削下平面,保证高度6.铣30斜面7.加工完成 如图3-14所示。2h-3q图3-11控制好进给倍率图3-12精铣外轮廓2h-3q图3-13游标万能角度尺找正斜面角度图3-14清理机床2h-3q一、零件加工质量检测标准底座零

7、件评分标准见表3-8。二、过程评价1.自评和互评标准(40%)(见表3-9)2.教师评价标准(50%)(见表3-10)3b3.讨论评价标准(10%)(见表3-11)表3-11讨论评价标准表4.实训鉴定(见表3-12)3b 一、质量管理质量管理是指“在质量方面指挥和控制组织的协调活动”。在质量方面的指挥和控制活动通常包括:制定质量方针和质量目标以及质量策划、质量控制、质量保证和质量改进。3b1.产品质量产品质量是指“产品的一组固有特性满足要求的程度”。2.产品质量的形成过程其详细过程可以用一个螺旋形上升循环示意图来表示,如图3-15所示。此曲线称为朱兰质量螺旋曲线。图3-15产品质量螺旋形上升循

8、环示意图3b任务二加工立柱零件一、任务分析立柱零件如图3-16所示,该零件需要把48mm115mm的棒料铣削成横截面为40mm25mm的长方体,并对四条边倒角;需要铣削30斜面,并在斜面上铣削2mm和20mm的阶梯孔,用于安装轴承;还需要在底面铣削30mm15mm的带圆角的矩形外轮廓,用于将其固定在底座上。3b图3-16立柱零件3b二、制订加工工艺1.工艺分析(1)装夹、定位(2)工序安排(3)刀具、量具选择(4)合理设计走刀路线(5)确定切削用量3b2.设计走刀路线外轮廓加工从毛坯的右下角点外部下刀,采用直线切入切出方式沿外形轮廓进退刀,如图3-17a所示。矩形外轮廓加工从上方中心的外部下刀

9、,采用圆弧切入切出方式进退刀,走刀路线如图3-17b所示。3.填写工序卡片(见表3-14)3b图3-17走刀路线图a)外轮廓b)矩形外轮廓3b三、模拟加工1.程序编制2.仿真加工四、加工准备1.加工准备2.对刀,设定工件坐标系3.输入程序4.校验程序3b(1)X、Y轴对刀如图3-19所示图3-19X、Y轴对刀a)X向寻边b)Y向寻边c)相对坐标设置(2)Z轴对刀3b图3-20Z轴对刀3b五、加工工件1.粗铣外轮廓2.半精铣和精铣外轮廓3.铣上平面倒角4.粗、精铣削下平面5.铣下平面倒角6.粗、精铣削A向矩形外轮廓7.铣30斜面8.加工完成3b图3-21精铣外轮廓图3-22铣倒角3b图3-23粗

10、、精铣矩形外轮廓图3-24游标万能角度尺找正斜面角度3b 一、零件加工质量检测标准立柱零件的评分标准见表3-18。二、过程评价1.自评和互评标准(40%)(见表3-19)2.教师评价标准(50%)(见表3-20)3b3.讨论评价标准(10%)(见表3-21)表3-21讨论评价标准表4.实训鉴定(见表3-22)3b 任务三加工轮盘零件一、任务分析轮盘零件如图3-25所示,该零件毛坯尺寸为110mm15mm,需要铣削100mm外轮廓,八个环形阵列内轮廓,160.28mm内孔需要与转轴零件过渡配合,圆柱面上的八个孔的精度与表面粗糙度要求较高。同时需要用中心钻完成雕刻加工。根据实训车间的设备情况和学生

11、技能情况,以上零件的加工可以在规定的时间内完成,达到质量要求。3b图3-25轮盘零件3b二、制订加工工艺1.工艺分析(1)装夹、定位(2)工序安排(3)刀具、量具选择(4)合理设计走刀路线(5)确定切削用量3b2.设计走刀路线走刀路线如图3-26所示。图3-26走刀路线图3b3.填写工序卡片(见表3-24)表3-24数控加工工序卡片(学生填写)3b三、模拟加工1.程序编制2.仿真加工3b四、加工准备1.加工准备1)阅读零件图,检查毛坯尺寸。2)开机、回参考点。3)根据数控铣床操作规程进行安全操作,注意一人操作,其他同学观察。4)工件找正装夹。2.对刀,设定工件坐标系3.输入程序4.校验程序3b

12、图3-27X、Y轴对刀a) X向寻边b) Y向寻边c) 相对坐标设置3b图3-28Z轴对刀3b五、加工工件1.粗铣外圆轮廓2.半精铣和精铣外圆轮廓3.粗、精铣内孔4.铣削下平面,保证高度5.铣八角星及其倒角6.雕刻图形7.钻铰86H8孔8.加工完成3b图3-29精铣外轮廓图3-30粗精铣内孔3b图3-31粗精铣8个阵列图形图3-32铣倒角3b图3-33找正对刀a)杠杆表找正b)寻边器分中3b一、零件的加工质量检测标准轮盘零件的评分标准见表3-28。二、过程评价1.自评和互评标准(40%)(见表3-29)2.教师评价标准(50%)(见表3-30)3b3.讨论评价标准(10%)(见表3-31)表3

13、-31讨论评价标准表4.实训鉴定(见表3-32)3b任务四数控车削加工零件* 任务分析舵轮模型有三个零件需要用数控车床加工,需要交给数控车削组完成,三个零件的图样如下:1.装饰柱零件图样3b图3-35装饰柱零件3b2.转轴零件图样图3-36转轴零件3b3.把手零件图样图3-37把手零件3b项目二 制作虎钳 能进行安全操作。能正确选择和使用铣刀,能合理确定切削用量参数。能够快速、正确地进行工件找正。根据图样的装配要求,能够合理安排零件加工顺序。 能熟练分析零件特征,并采用合适的加工能熟练分析零件特征，并采用合适的加工方法进行零件铣削的编程与加工。能够根据图样要求合理控制零件尺寸。 清扫卫生,维护

14、机床,收工具。3b 学校数控实训车间接到虎钳的加工项目,虎钳总装图如图3-38所示。要求学生们在24学时内试制完成各零件加工并组装成型。该模型有四个组装件属于铣削加工零件,需要使用数控铣床加工。其余两件需要数控车削加工,由数控车削组完成。项目内容如下。1)制订底座、基本体、螺母和活钳体四个零件的数控铣削加工工艺。2)以合作的方式完成所有零件的加工。3)对零件的加工尺寸精度误差进行分析。4)掌握零件之间的装配要求。3b图3-38虎钳总装图3b(1)场地、设备、夹具、工具、量具数控车间或实训室;数控铣床5台,FANUC 0i系统或华中系统;夹具:机用虎钳,自定心卡盘;工具:机用虎钳扳手、内六角扳手

15、、等高垫铁、油石、寻边器、杠杆表、磁力表座、卸刀座、锉刀和扳手等;刀具:100mm和63mm的面铣刀,4mm、10mm、12mm、20mm的立铣刀,8mm、12mm的键槽铣刀,4.1mm、5mm、6mm、7.8mm、8mm、8.5mm、11.8mm的钻头,8H7、12H7铰刀,2mm、3mm的中心钻,D6.390、D3090倒角铣刀;M5、M10的丝锥;量具:内测千分尺、千分尺、游标卡尺、深度尺、塞尺等;学习资料:工艺手册、工序单、工艺卡、精度检验单、评价表等。3b(2)材料准备毛坯:尺寸为115mm45mm40mm、75mm55mm15mm、44mm32mm22mm、30mm26mm25mm

16、,毛坯材料为铝合金(2A12)(3)教学方法讲授、演示、角色扮演、小组讨论、理实一体化、独立工作。(4)劳动组织将班级分成56个小组,每个工作组56人,其中1人担任组长,1人担任材料员(兼任记录员),其余包括1名工艺员、1名检验员、1名安全员。3b 一、右旋攻螺纹循环指令G84G84指令用于加工右旋螺纹孔。执行过程如图3-39所示3b图3-39右旋攻螺纹循环指令G843b【编程格式】G98/G99G84X Y Z F R;【说明】1)在G84切削螺纹期间速率修正无效,即使按下进给保持按钮,移动也不会中途停止,必须到循环结束机床才会停止。2)F表示进给速度,攻螺纹时要保证主轴转速和刀具进给速度的

17、比例关系。进给速度=主轴转速螺纹螺距3b二、左旋攻螺纹循环指令G74G74指令用于切削左旋螺纹孔。如图3-40所示图3-40左旋攻螺纹循环指令G743b【编程格式】G98/G99G74XYZ FR;【说明】1)该指令即使攻螺纹前为正转,当执行攻螺纹时会自动转为反转。2)指令的其他参数和G84指令相同。3b任务一加工基本体零件一、任务分析基本体零件如图3-41所示,该零件需要铣削上下两面、外形、宽26mm沟槽、83mm20mm方槽、C1倒角、M5螺孔及沉头孔、侧边8mm及12mm同心孔、深16mm台阶面、宽4mm的沟槽以及C6的倒角。其中8mm与12mm两孔要与丝杠装配,同轴度要求较高;螺母、丝

18、杠、基本体三者配合,所以两孔与宽26mm沟槽的底面的垂直度要求较高。3b图3-41基本体零件3b二、制订加工工艺1.工艺分析(1)装夹、定位(2)工序安排(3)刀具、量具选择(4)合理设计走刀路线(5)确定切削用量3b工件底面外轮廓及倒角加工从轮廓右上角处进刀,采用直线切入切出方式进退刀;底面宽26mm沟槽的加工采用直线进退刀方式,从沟槽的右上角切入、从沟槽右下角切出; 83mm20mm方槽的加工从轮廓的左上角直接上下刀。走刀路线如图3-42所示。2.设计走刀路线3b图3-42走刀路线图a)底面轮廓及沟槽加工路线b)4mm宽沟槽及倒角加工路线3b3.填写工序卡片(见表3-35)表3-35数控加

19、工工序卡片(学生填写)3b三、模拟加工1.程序编制选择工件上表面右上角处为编程原点,并设置为G54。2.仿真加工3b四、加工准备1.加工准备2.对刀,设定工件坐标系3.输入程序4.校验程序3b五、加工工件1.外轮廓铣削2.铣削底面宽26mm沟槽3.铣削83mm20mm方槽4.倒角铣削5.孔的加工6.加工左、右两侧同心孔7.铣削下平面,保证高度8.对刀3b9.台阶的铣削10.加工4mm宽沟槽11.加工C6倒角12.加工完成3b一、零件加工质量检测标准基本体零件评分标准见表3-43。二、过程评价1.自评和互评标准(40%)(见表3-44)2.教师评价标准(50%)(见表3-45)3b3.讨论评价标

20、准(10%)(见表3-46)表3-46讨论评价标准表4.实训鉴定(表3-47)3b任务二加 工 螺 母一、任务分析螺母零件如图3-61所示,该零件的毛坯尺寸为30mm26mm25mm,需要铣削上下两平面、台阶面、倒角,钻孔、攻螺纹等。二、制订加工工艺1.工艺分析(1)装夹、定位(2)工序安排(3)刀具、量具选择(4)合理设计走刀路线(5)确定切削用量3b图3-61螺母零件3b台阶加工从毛坯的右下角外部下刀,采用直线切进方式沿台阶轮廓进刀,在台阶左上角处直线退刀,如图3-62所示。图3-62螺母零件走刀路线图2.设计走刀路线3b3.填写工序卡片(见表3-49)表3-49数控加工工序卡片(学生填写

21、)3b三、模拟加工1.程序编制2.仿真加工3b四、加工准备1.加工准备2.对刀,设定工件坐标系3.输入程序4.校验程序3b五、加工工件1.粗铣下层台阶2.半精铣和精铣下层台阶3.粗铣上层台阶4.半精铣和精铣上层台阶5.铣倒角6.孔加工7.铣削下平面,保证高度8.加工螺纹孔9.加工完成3b图3-63精铣下层台阶图3-64精铣上层台阶3c-#图3-72铣倒角图3-73攻螺纹3c-#图3-74清理机床3c-# 一、零件加工质量检测标准螺母零件评分标准见表3-52。二、过程评价1.自评和互评标准(40%)(见表3-53)2.教师评价标准(50%)(见表3-54)3c-#3.讨论评价标准(10%)(见表

22、3-55)表3-55讨论评价标准表4.实训鉴定(见表3-56)3c-#一、任务分析活钳体零件如图3-75所示。该零件毛坯尺寸为44mm32mm22mm,需要铣削外形、矩形槽、台阶面、倒角以及钻孔,其中矩形槽需要与螺母零件间隙配合,要求精度高、表面粗糙度值小。图3-75活钳体零件任务三加工活钳体3c-#二、制订加工工艺1.工艺分析(1)装夹、定位(2)工序安排(3)刀具、量具选择(4)合理设计走刀路线(5)确定切削用量3c-#外轮廓加工从轮廓右上角处下刀,矩形槽加工从上边中心处下刀,均在材料外部采用沿垂向直线方式进退刀,如图3-76a所示;台阶面铣削从右侧下刀,并在材料外部采用沿垂向直线方式进退

23、刀,如图3-76b所示。图3-76走刀路线图a)外轮廓及矩形槽铣削进退刀b)台阶面铣削进退刀2.设计走刀路线3c-#3.填写数控加工工序卡片(见表3-58)表3-58数控加工工序卡片(学生填写)3c-#1.程序编制三、模拟加工2.仿真加工3c-#四、加工准备1.加工准备2.对刀,设定工件坐标系4.校验程序3.输入程序3c-#五、加工工件1.粗铣外轮廓2.半精铣和精铣外轮廓3.粗、精铣矩形槽4.铣削C0.5倒角5.铣削下平面,保证高度6.粗精铣台阶面及R5mm凹槽3c-#7.钻6mm孔8.铣C6倒角9.加工完成3c-#图3-82钻6孔3c-#图3-83铣C6倒角3c-# 一、零件加工质量检测标准活钳体零件评分标准见表3-62。二、过程评价1.自评和互评标准(40%)(见表3-63)2.教师评价标准(50%)(见表3-64)3.讨论评价标准(10%)(见表3-65)4.实训鉴定(见表3-66)3c-#任务四加