二、平面外轮廓零件数控铣削加工案例
零件分析
考虑一个平面外轮廓零件,形状为矩形,四个角为圆角,中间有一个圆形凹槽。毛坯为62mm×62mm×21mm的长方料,材料为45钢。尺寸精度要求为轮廓尺寸公差±0.1mm,圆形凹槽的直径公差±0.05mm,表面粗糙度要求为Ra3.2μm。这个零件的主要加工部分为平面外轮廓和圆形凹槽,需要分别进行编程和加工18。
工艺规划
加工方法与工艺路线:首先采用平口钳装夹毛坯,铣削上表面作为基准面。然后进行平面外轮廓的粗铣削,留0.5mm的精加工余量。粗铣削完成后,进行精铣削,将外轮廓加工到设计尺寸。接着进行圆形凹槽的粗铣削和精铣削。
刀具选择:选择直径为10mm的立铣刀进行外轮廓和圆形凹槽的铣削。
对刀点选择:选择工件上表面的一个角点作为对刀点,方便确定刀具与工件的相对位置。
程序编写
在数控铣床上,采用混合编程方式。程序如下:
程序号:O0002
程序段1:G90 G54 G00 X0 Y0 Z100;(设置绝对编程模式,选择工件坐标系,刀具快速定位到初始点)
程序段2:M03 S1000;(主轴正转,转速为1000r/min)
程序段3:T0101;(选择1号刀具并调用1号刀具补偿值)
程序段4:G00 X - 31 Y - 31 Z5;(刀具快速定位到粗铣削外轮廓起始点)
程序段5:G94 F100;(设置进给速度单位为mm/min)
程序段6:G41 G01 X - 25 Y - 25 D01;(建立刀具半径左补偿,刀具以直线运动方式移动到轮廓起点)
程序段7:G01 Z - 5 F50;(
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(二)数控铣编程实例
假设要加工一个带有矩形槽和圆形孔的平面零件。
工艺分析
确定加工顺序,先加工矩形槽,再加工圆形孔。选择合适的铣刀,如立铣刀。
对于切削用量,根据刀具材料、工件材料和加工要求确定。例如,主轴转速为1000r/min,进给速度为100mm/min,切削深度为5mm。
编程过程
设立工件坐标系:使用G54 - G59指令中的一个来设定工件坐标系,假设使用G54,在机床参数中设置好坐标系原点的位置。
加工矩形槽:
快速定位到矩形槽的起始点,使用G00指令,如G00 X10 Y10。
采用G01指令进行直线插补加工矩形槽的四条边,如G01 X50 F100(加工一条边),然后通过改变坐标值加工其他边。
加工圆形孔:
快速定位到圆形孔的中心附近,如G00 X30 Y30。
使用G02或G03指令进行圆弧插补加工圆形孔,根据孔的半径和加工要求编写指令,如G02 X30 Y30 I0 J - 10 F80(假设孔半径为10mm)。
程序结束:同样使用M05和M30指令结束程序。通过这些实例可以看出,在数控编程手工编程过程中,需要根据零件的形状、加工要求、刀具和切削用量等多方面因素进行综合考虑,编写合理的加工程序。1314
四、数控编程手工编程的技巧与经验
(一)熟悉机床和数控系统
机床特性的掌握
了解机床的结构、工作范围和精度等特性是非常重要的。不同类型的机床,如车床、铣床、加工中心等,其运动轴的数量和布局不同。例如,车床主要是X轴(径向)和Z轴(轴向)的运动,而铣床有X、Y、Z三个轴向运动。了解机床的行程范围,可以避免编程时出现超程现象。例如,如果机床X轴的行程是500mm,编程时就不能让刀具运动到超出这个范围的位置。
熟悉机床的精度等级,对于加工高精度零件时合理设置加工参数很有帮助。比如,对于精度要求为±0.01mm的零件,需要选择精度较高的机床,并在编程时考虑刀具磨损补偿等因素,以确保加工精度。
数控系统功能的深入了解
不同的数控系统可能会有一些独特的功能指令和编程规则。例如,FANUC系统和Siemens系统在G指令和M指令的使用上有一定差异。熟悉数控系统支持的编程方式,如绝对值编程、相对值编程、极坐标编程等,能够根据零件的特点选择合适的编程方式。比如,对于圆形轮廓的加工,使用极坐标编程可能会使程序更加简洁。同时,了解数控系统的参数设置,如进给速度的上限、加速度等参数,有助于优化程序的运行效率。
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