模具數(shù)控加工技術教案第 18次課-19

第 十 八 次 課 授 課 提 綱 第三節(jié)  數(shù)控銑削的程序編制 一、數(shù)控銑削編程的基本原理 由圖4-21可知，數(shù)控銑床編程就是按照數(shù)控系統(tǒng)的格式要求，根據(jù)事先設計的刀具運動路線，將刀具中心運動軌跡上或零件輪廓上各點的坐標編寫成數(shù)控加工程序。 二、加工程序代碼標準 數(shù)控加工所編制的程序，要符合具體的數(shù)控系統(tǒng)的格式要求。如表4-5所示。本節(jié)的程序編制按JB3208-83代碼標準，見表1-2和表1-3所示。 三、編程坐標系的選擇 編程坐標系也稱工件坐標系，是設置在工件上用來計算刀具位置坐標數(shù)據(jù)的基準，其各個坐標軸及其方向應同機床坐標系一致。 四、刀具補償?shù)慕�立、�?zhí)行與撤消 利用數(shù)控系統(tǒng)的刀具補償功能，編程時不需要考慮刀具的實際尺寸，包括刀具半徑及長度，而按照零件的輪廓計算坐標數(shù)據(jù)，有效簡化了數(shù)控加工程序的編制。 （一）刀具半徑補償?shù)慕�立、�?zhí)行與撤消 銑削加工的刀具半徑補償分為刀具半徑左補償（G41）和刀具半徑右補償（G42），一般使用非零的D代碼確定刀具半徑補償值寄存器號，用G40取消刀具半徑補償。有關G41、G42的規(guī)定，與 車削編程時相同。 1．刀具半徑補償?shù)慕��?如圖4-22所示，刀具半徑補償?shù)倪\動指令使用G00或G01與G41或G42的組合，并指定刀具半徑補償值寄存器號。程序如下： N1 G00 G90 X-20 Y-20  （刀具運動到開始點S） N2 G17 G01 G41 X0 Y0 D01 F200  （在A點切入工件，建立刀具左補償，刀具半徑補償值存儲在01號寄存器中） 或 N2 G17 G01 G42 X0 Y0 D01 F200  （在E點建立刀具右補償） 2．刀具半徑補償?shù)膱?zhí)行 除非用G40取消，一旦刀具半徑補償建立后就一直有效，刀具始終保持正確的刀具中心運動軌跡。程序如下： 3．刀具半徑補償?shù)某废?（二）刀具長度補償?shù)慕�立、�?zhí)行與撤消 使用刀具長度補償功能，在編程時可以不考慮刀具在機床主軸上裝夾的實際長度，而只需在程序中給出刀具端刃的Z坐標，具體的刀具長度由Z向對刀來協(xié)調。 刀具長度補償分為刀具長度正補償（G43）和刀具長度負補償（G44），使用非零的H代碼確定刀具長度補償值寄存器號。取消刀具長度補償用G49。 刀具長度補償也有刀具長度補償?shù)慕�立、�?zhí)行和撤消等三個過程，與刀具半徑補償?shù)南囝愃啤?（三）刀具補償?shù)倪\用 當數(shù)控加工程序編制好后，可以靈活地利用刀具補償值來適應加工中出現(xiàn)的各種情況，如圖4-23所示。 五、編程實例 【例題4-1】如圖4-24所示零件外形加工，假設已經粗加工，采用手工編程方法編制其外形精加工程序。 1．零件圖分析 2．設計刀具運動路線 3．選擇編程坐標系 選擇編程坐標系如圖4-24所示。 4．計算各點坐標 5．編寫數(shù)控加工程序 根據(jù)以上坐標數(shù)據(jù)和刀具運動路線，逐條編寫加工程序如表4-6所示。 第四節(jié)  數(shù)控銑削加工實例 【例題4-2】：如圖4-25所示的模具零件。 1．工藝分析 2．工藝路線 這里考慮在中檔數(shù)控銑床上加工，完成型腔和導柱孔的加工，并將熱處理安排在精加工之后進行，其它內容由普通機床加工。該零件的加工工藝路線安排如下： （1）下料； （2）粗銑、精銑六面，留上下面磨削余量； （3）磨上下面； （4）數(shù)控銑削兩處型腔，鉆、擴、鏜四個導柱孔； （5）熱處理； （6）表面拋光； （7）檢驗。 3．數(shù)控銑削工序 由于零件是單件加工，考慮刀具使用的方便，在一次裝夾中盡量把數(shù)控加工的內容全部完成。在數(shù)控銑削工序中，先對兩處型腔進行粗銑、精銑，然后再加工導柱孔。 （1）數(shù)控銑削兩處型腔，如圖4-26所示。 當然，如果有四、五坐標聯(lián)動的機床，就可以采用立銑刀直接銑削側壁，效果更佳。 需要注意的是，無論采用哪種方法，都要為最后銑削R2圓角留出足夠的余量。 （2）鉆、擴、鏜四個 20導柱孔 如圖4-27所示，在型腔加工后進行導柱孔的加工。由于是通孔，在零件安裝時應在4個孔的位置留出足夠的讓刀空間，如在零件下加一塊大小合適的墊塊。 4．程序編制 為提高效率，保證質量，最好采用自動編程方法。此零件的數(shù)控加工程序，這里略去。   第四章小結 數(shù)控銑床在數(shù)控加工中應用廣泛，其加工對象也是最復雜的，無論工藝設計還是程序編制都需要根據(jù)具體生產條件認真分析，考慮周全。工藝設計中的關鍵問題是如何在保證加工要求的同時，提高加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)勢，協(xié)調好數(shù)控銑削工序與其它工序之間的關系，并為數(shù)控加工程序編制創(chuàng)造良好條件。手工編程能了解程序編制的基本原理和過程，應首先熟練掌握，然后才能在實際生產中采用自動編程方法解決數(shù)控加工復雜程序的編制問題。 第 十 九 次 課 授 課 提 綱 第五章  加工中心加工加工技術 第一節(jié)  加工中心簡介 加工中心是目前世界上產量最高、應用最廣泛的數(shù)控機床之一。它的綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加工內容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產更為適用。 一、加工中心的分類與結構特點 1．按機床形態(tài)分類 （1）立式加工中心，如圖5-1所示。 立式加工中心裝夾工件方便，便于操作，易于觀察加工情況，調試程序容易，應用廣泛。但受立柱高度及換刀裝置的限制，不能加工太高的零件；在加工型腔或下凹的型面時切屑不易排除，嚴重時會損壞刀具，破壞已加工表面，影響加工的順利進行；立式加工中心的結構簡單，占地面積小，價格相對較低。故它最適宜加工高度方向尺寸相對較小的工件。 加工中心的換刀方式一般有兩種：通過機械手換刀和通過刀庫換刀。如圖5-2、3所示。 （2）臥式加工中心  其主軸中心線為水平狀態(tài)設置，如圖5-4所示。 臥式加工中心在調試程序及試切時不宜觀察，加工時不便監(jiān)視，零件裝夾和測量不方便；與立式加工中心相比較，臥式加工中心的結構復雜，占地面積大，價格也較高；但加工時排屑容易，對加工有利。 （3）龍門加工中心，如圖5-5所示。 （4）五面加工中心，如圖5-6所示。 2、按運動坐標數(shù)和同時控制的坐標數(shù)分類 加工中心可分為三軸二聯(lián)動，三軸三聯(lián)動，四軸三聯(lián)動，五軸四聯(lián)動，六軸五聯(lián)動等。 3、按工作臺數(shù)量和功能分類 加工中心可分為單工作臺加工中心、雙工作臺加工中心和多工作臺加工中心。 綜上所述，加工中心主要有以下特點： 二、加工中心的主要功能 加工中心是一種功能比較齊全的數(shù)控機床，具有多種工藝手段。加工中心的刀庫存放著不同數(shù)量的各種刀具或檢具，在加工過程中由程序控制自動選用和更換。這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的主要區(qū)別。 三、加工中心的主要加工對象 加工中心適用于復雜、工序多、精度要求較高、需用多種類型普通機床和繁多刀具、工裝，經過多次裝夾和調整才能完成加工的零件。其主要加工對象有以下四類： 1．箱體類零件。 2．復雜曲面 3．異形件。 4．盤、套、板類零件 第二節(jié)  加工中心的加工工藝與工裝 加工中心是在數(shù)控銑床的機床上發(fā)展起來的，因此其加工工藝仍然是以數(shù)控銑削加工為基礎，但又不同于數(shù)控銑床。 一、加工中心的工藝特點 加工中心加工有如下工藝特點： （1）可減少工件的裝夾次數(shù)，消除因多次裝夾帶來的定位誤差，提高加工精度。 （2）可減少機床數(shù)量，并相應減少操作工人，節(jié)省占用的車間面積。 （3）可減少周轉次數(shù)和運輸工作量，縮短生產周期。 （4）在制品數(shù)量少，簡化生產調度和管理。 （5）使用各種刀具進行多工序集中加工，在進行工藝設計時要處理好刀具在換刀及加工時與工件、夾具甚至機床相關部位的干涉問題。 （6）若在加工中心上連續(xù)進行粗加工和精加工，夾具既要能適應粗加工時切削力大、高剛度、夾緊力大的要求，又須適應精加工時定位精度高，零件夾緊變形盡可能小的要求。 （7）由于采用自動換刀和自動回轉工作臺進行多工位加工，決定了臥式加工中心只能進行懸臂加工。 （8）多工序的集中加工，要及時處理切屑。 （9）在將毛坯加工為成品的過程中，零件不能進行時效，內應力難以消除。 （10）技術復雜，對使用、維修、管理要求較高。 （11）加工中心一次性投資大，還需配置其他輔助裝置，如刀具預調設備、數(shù)控工具系統(tǒng)或三坐標測量機等，機床的加工工時費用高，如果零件選擇不當，會增加加工成本。 二、加工中心的工藝路線設計 設計加工中心加工零件的工藝路線時，本著經濟合理的原則，安排加工中心的加工順序，以期最大程度的發(fā)揮加工中心的作用。 在目前國內很多企業(yè)中，由于多種原因，加工中心僅被當作數(shù)控銑床使用，且多為單機作業(yè)，遠遠沒有發(fā)揮出加工中心的優(yōu)勢。 單臺加工中心或多臺加工中心構成的FMC或FMS，在工藝設計上有較大的差別。 1．單臺加工中心 其工藝設計與數(shù)控銑床的相類似，主要注意以下方面： （1）安排加工順序時，要根據(jù)工件的毛坯種類，現(xiàn)有加工中心機床的種類、構成和應用習慣，確定零件是否要進行加工中心工序前的預加工以及后續(xù)加工。 （2）要照顧各個方向的尺寸，留給加工中心的余量要充分且均勻。 （3）最好在加工中心上一次定位裝夾中完成預加工面在內的所有內容。 （4）加工質量要求較高的零件，應盡量將粗、精加工分開進行。 （5）在具有良好冷卻系統(tǒng)的加工中心上，可在加工中心上一次或兩次裝夾完成全部粗、精加工工序。 一般情況下，箱體零件加工可參考的加工方案為：銑大平面→粗鏜孔→半精鏜孔→立銑刀加工→打中心孔→鉆孔、鉸孔→攻螺紋→精鏜、精銑等。 2．多臺加工中心構成的FMC或FMS 當加工中心處在FMC或FMS中時，其工藝設計應著重考慮每臺加工設備的加工負荷，生產節(jié)拍，加工要求的保證以及工件的流動路線等問題，并協(xié)調好刀具的使用，充分利用固定循環(huán)、宏指令和子程序等簡化程序的編制。對于各加工中心的工藝安排，一般通過FMC或FMS中的工藝決策模塊（工藝調度）來完成。

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