数控铣削加工工艺分析和数控机床编程及加工

项目一数控铣削加工工艺分析

项目导入一相关知识

二项目实施三拓展知识四一、项目导入图1-1所示为平面槽形凸轮零件图，零件材料为HT200，其外部轮廓尺寸已经由前道工序加工，本工序的任务是在铣床上加工槽与孔。要求分析其数控铣床加工工艺，设计数控加工工艺方案，编制数控加工工序卡、数控铣削加工刀具卡。图1-1平面槽形凸轮二、项目实施图1-1所示为平面槽形凸轮零件，其外部轮廓尺寸已经由前道工序加工完，本工序的任务是在铣床上加工槽与孔。零件材料为HT200，其数控铣床加工工艺分析如下。1．零件图工艺分析凸轮槽内、外轮廓及20、12两个孔的加工应分粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度要求。同时以底面A定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。

2．选择加工设备对平面槽形凸轮的数控铣削加工，一般采用2轴以上联动的数控铣床，因此，首先要考虑的是零件的外形尺寸和重量，使其在铣床的允许范围以内；其次，考虑数控铣床的精度是否能满足凸轮的设计要求；最后，看凸轮的最大圆弧半径是否在数控系统允许的范围之内。根据以上3条即可确定所要使用2轴以上联动的数控铣床。3．确定装夹方案装夹示意如图1-37所示，采用双螺母夹紧，提高装夹刚性，防止铣削时振动。图1-37凸轮加工装夹示意图1—开口垫圈2—带螺纹圆柱销3—压紧螺母4—带螺纹削边销5—垫圈6—工作7—垫块4．确定加工顺序及进给路线，确定加工顺序及走刀路线

图1-38所示即为铣刀在水平面内的切入进给路线。深度进给有两种方法：一种是在XOZ平面（或YOZ平面）来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。（a）直线切入外凸轮廓（b）过渡圆弧切入内凹轮廓图1-38平面槽形凸轮的切入进给路线5．刀具选择根据零件的结构特点，铣削凸轮槽内、外轮廓（即凸轮槽两侧面）时，铣刀直径受槽宽限制，同时考虑铸铁属于一般材料，加工性能较好，取为6

mm。粗加工选用6高速钢立铣刀，精加工选用6硬质合金立铣刀。所选刀具及其加工表面见表1-4平面槽形凸轮数控加工刀具卡片。平面槽形凸轮数控加工刀具卡片产品名称或代号×××产品名称或代号零件名称平面槽形凸轮零件图号X01序号刀具刀具卡子×××规格名称数量刀长（mm）加工表面备注1T015中心钻钻5

mm中心孔20孔粗加工2T0219.6钻头1453T0311.6钻头16012孔粗加工4T0420铰刀14520孔精加工5T0512铰刀16012孔精加工6T0690°倒角铣刀120孔倒角1.5×457T076高速钢立铣刀120粗加工凸轮槽内外轮廓底圆角R0.58T086硬质合金立铣刀120精加工凸轮槽内外轮廓编制×××审核××批准×××年月日共页第页

6．切削用量的选择凸轮槽内、外轮廓加工时留0.1

mm精铣余量，精铣20、12两个孔时留0.1

mm铣削余量。选择主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，然后按式（1-1）和式（1-２）计算进给速度和主轴转速。7．填写数控加工工序卡片将各工步的加工内容、所用刀具和切削用量填入平面槽形凸轮数控加工工序卡单位名称×××产品名称或代号零件名称零件图号×××平面槽形凸轮X01工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O001螺旋压板ＸＫ５025/4数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）被吃刀量（mm）备注1A面定位钻5

中心孔T01575540手动2钻19.6孔T0219.640240自动3钻11.6孔T0611.640220自动4铰20孔T0420160200.2自动5铰12孔T0520160200.2自动620孔倒角1.5×45T0690°40240手动7一面两孔定位，粗铣凸轮槽内轮廓T0761

100404自动8粗铣凸轮槽外轮廓T0761

100204自动9精铣凸轮槽内轮廓T0861

4952014自动10精铣凸轮槽外轮廓T0861

4952014自动11翻面装夹，铣

20孔口倒角T0690°40220手动编制×××审核×××批准×××年月日共页第页机械工程实验教学中心数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。数控编程的目的机械工程实验教学中心数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。数控编程的内容机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X轴返回程序零点G27

G28Z轴返回程序零点G28

G92定义绝对坐标系G92X_Z_√2G04延时G04E_

3M00暂停M00

M02程序结束M02

4M03主轴正转M03√M04主轴反转M04√M05主轴停M05√5M08开冷却液M08√M09关冷却液M09√

6M97程序跳转M97P_

M98子程序调用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定义开关1有效M20√M21自定义开关1无效M21√8M22自定义开关2有效M22√M23自定义开关2无效M23√9S主轴转速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍在程序管理界面下，可进行有关数控加工程序文件的各种操作，如读入程序、编辑修改及查错编译等。每一个工件程序由若干个程序段组成；每一个程序段完成一个加工步骤；每一个程序指令有程序段号和若干个指令代码组成，指令代码在程序段中的位置可以是任意的，同组指令在同一程序段中不能重复使用；最后一个程序段由指令代码M02作为程序结束标志。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍

在运行加工程序之前，必须通过参数设置对机床和刀具进行调整，使其与加工要求相符，这样才能正确地进行加工或模拟加工。OpenSoftCNC软件系统的参数主要有以下内容：①基本设置设置可修改的基本参数。②刀具设置设置刀具编号、类型和刀具补偿等参数。③轴参设置设置和查看坐标轴参数。④工件坐标设置设置G54—G59等工件坐标系的原点坐标。⑤PLC设置用于查看PLC缓冲区配置、PLC程序梯形图及PLC程序指令流程。机械工程