。例如,当使用直径为10mm的硬质合金刀具加工铝合金零件,切削速度选择150m/min时,计算得出主轴转速约为4775r/min。
进给速度(f)影响加工表面质量和加工效率,要根据刀具材料、工件材料和加工要求来确定。背吃刀量(ap)是指刀具切入工件的深度,粗加工时背吃刀量较大,精加工时则较小,如粗加工时背吃刀量可能为2 - 5mm,精加工时为0.1 - 0.5mm。
设定合理的装夹方法,确保零件在加工过程中的稳定性。装夹方法的选择要考虑零件的形状、尺寸和加工工艺要求。对于轴类零件,可以采用三爪卡盘或顶尖装夹;对于薄板类零件,可能需要使用专用的夹具或真空吸盘来防止变形。(三)设计夹具和刀具
夹具设计
夹具的作用是在加工过程中固定零件,保证零件相对于机床坐标系的正确位置。夹具设计要确保零件在加工过程中稳定可靠,避免因夹紧力不足或不均匀导致零件移动或振动。例如在加工一个薄壁零件时,如果夹具夹紧力过大,可能会导致零件变形,影响加工精度,所以需要设计合适的夹紧点和夹紧力大小。
对于形状复杂的零件,可能需要定制专用夹具。如加工一个具有不规则外形的航空发动机叶片,需要设计专门的夹具来保证叶片在加工过程中的准确定位。同时,夹具的设计要考虑装卸方便,以提高加工效率。
刀具选择
刀具选择需要考虑到材料类型、加工方式(如车削、铣削等)、以及加工精度的要求。对于硬度高的材料,如淬火钢,需要使用硬质合金刀具或陶瓷刀具;对于软质材料,如铝,可以使用高速钢刀具。
在车削加工中,根据加工的部位和精度要求选择不同的车刀,如外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀等。在铣削加工中,对于平面铣削可以使用面铣刀,对于轮廓铣削可能需要立铣刀或球头铣刀。例如加工一个具有复杂曲面的模具,就需要使用球头铣刀来进行精确的曲面加工。加工精度要求高时,需要选择精度等级高的刀具,如一些用于精密加工的刀具,其刃口半径可以达到0.01mm以下。
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G02和G03命令:G02命令要求机器以圆形模式顺时针移动,G03命令则指示机器以圆形模式逆时针移动。除了指定终点参数外,还需要定义旋转中心,或弧线起点与弧线中心点的距离。例如,G02 X10 Y - 10 I0 J - 10表示让机床刀具从当前点顺时针移动到坐标(X = 10,Y = - 10)的位置,其中I和J参数定义了弧线的中心点相对于始发点的偏移量。
CNC编程中的坐标系统与单位设置
坐标系统:在CNC编程中,通常使用笛卡尔坐标系统(X、Y、Z轴)来确定刀具或工件的位置。编程人员需要精确地指定每个加工动作在这个坐标系统中的位置。而且,还可以根据需要选择不同的工作平面,对于大多数数控机器来说默认是G17(XY平面),也可以使用G18(ZX平面)和G19(YZ平面)来实现特定运动。
单位设置:在编写CNC程序时,必须在程序的开头设置单位。常见的单位有毫米(mm)和英寸(in),可以使用G21命令设置单位为毫米,使用G20命令设置单位为英寸。如果没有指定单位,CNC将考虑前一个程序设置的默认值。
CNC编程中的辅助功能:M - code
除了G - code之外,CNC编程还需要M - code命令来生成真正完整的程序。M - code主要用于控制机床的辅助功能,如主轴的启动、停止、冷却液的开关等。
M - code示例
M03命令:用于打开主轴。当使用这个命令时,可以使用S参数设置主轴速度。例如,M03 S1000将以1000 RPM(转/分钟)的速度打开主轴。
M05命令:用于停止主轴的旋转。
M08命令:用于打开冷却液,在加工过程中冷却液可以起到冷却刀具和工件、冲走切屑等作用。
M09命令:用于关闭冷却液。
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