铣工 短轴零件加工

nullnull自信自强 执着追求 永不言败项目2 外轮廓加工任务一 短轴加工任务一 短轴加工1. 了解外圆、端面切削刀具的特点，学会选用刀具 2. 掌握应用数控车加工工艺的流程，初步掌握切削用量选择原则 3. 掌握 HNC-18/19数控系统编程常用指令 G00、G01的格式、功能及运用 4. 学习数控程序编写的基础知识。知识目标技能目标1. 熟练进行加工准备操作 2. 准确完成多刀对刀操作 3. 能较好的完成端面切削与外圆加工的编程与操作。null 本任务加工下图 所示零件，毛坯尺寸为 φ 50 ×55 mm ，材料为 45 钢，单件。该零件外形简单，只需加工外圆和端面，试编写其数控加序并进行加工。null 一、车削外圆与端面刀具的选用1.车削外圆刀具的选用（1）75°车刀：该车刀强度较好，常用于粗车外圆。 （2）45°车刀（弯头刀）：该车刀适用于车削不带台阶的光滑轴。 （3）90°车刀（偏刀）：该车刀适用于加工细长工件的外圆。null2.车削端面刀具的选用二、装刀与对刀 1.安装车刀 在装夹车刀时需要注意以下事项： （1）车刀装夹在刀架上的伸出部分应尽量短,长度应为刀杆厚度的 1~1.5 倍。 （2）车刀下面的垫铁要平整,数量要少（1~2片）,并与刀架对齐。车刀至少要用 2 个螺钉压紧在刀架上,以防振动。null（3）车刀刀尖应与主轴中心线等高。如图所示，以车削外圆（或横车）为例，当车刀刀尖高于工件轴线时，因其车削平面与基面的位置发生变化，使前角增大，后角减小；反之，前角减小，后角增大。（4）车刀刀杆中心线应与进给方向垂直，如图所示。null三、确定切削用量1.切削用量的选用原则 切削用量的选择原则是保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具耐用度；充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。对不同的加工精度、不同材料的加工方法，需要选用不同的切削用量。null 粗加工时，选择切削用量时应先选取尽可能大的背吃刀量，再根据机床动力和刚度的限制条件选取尽可能大的进给量，最后根据刀具使用寿命要求，确定合适的主轴转速。 精加工时，首先根据粗加工的余量确定背吃刀量，再根据已加工表面的粗糙度要求选取合适的进给量，最后在保证刀具使用寿命的前提下，尽可能选取较高的主轴转速。 2.背吃刀量 ap 的确定 背吃刀量是根据机床、工件和刀具等因素来确定的。在各方面条件允许的情况下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少许精加工余量，一般为 0.2 mm ~ 0.5 mm。3.主轴转速 n 的确定 车削加工主轴转速 n 应根据允许的切削速度 vc 和工件直径 d 来选择，按式 vc =πdn/1 000m/min计算。 切削速度 vc 的单位为 m/min ，由刀具的耐用度决定。nullnull4 .进给速度 vf 的确定 进给速度 vf 是数控机床切削用量中的重要参数，其大小直接影响表面粗糙度值和车削效率。它主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则如下：（1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 100 ~ 200 mm/min 范围内选取。 （2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20 ~ 50 mm/min 范围内选取。 （3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小些，一般在 20 ~ 50 mm/min范围内选取。 （4）刀具空行程时，特别是远距离 “回零”时，可设定该机床数控系统的最高进给速度。nullnull三、HNC-18/19 数控系统常用指令格式1.快速点定位指令 G00 G00 指令使刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速移动到下一个目标位置。（1）指令格式G00 X（U）__ Z（W）__；刀具目标点绝对坐标值刀具目标点相对于起始点的增量坐标nullG00 只是快速定位，而无运动轨迹要求，且无切削加工过程。G00 为模态指令，可由G01、G02、G03 或 G33 功能注销。G00 一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。 移动速度不能用程序指令设定，而是通过机床系统参数预先设置的；快速移动速度可由机床面板上的快速进给倍率开关进行调节。 G00 的执行过程为：刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。 刀具的实际运动路线有时不是直线，而是折线，使用时注意刀具是否和工件相干涉。（2）指令说明null（3） 实例如图所示，要求刀具快速从 A 点移动到 B 点。绝对值方式编程为： G00 X25.0 Z35.0；增量值方式编程为： G00 U-25.0 W0；2 .直线插补指令 G01 G01 指令是直线运动命令，规定刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的进给速度做任意斜率的直线运动。null（2） 指令说明（1） 指令格式G01 X（U）__ Z（W）__ F __；刀具目标点绝对坐标值刀具目标点相对于起始点的增量坐标G01 程序中必须含有 F 指令，进给速度由 F 指令决定。 F 指令也是模态指令，可由G00 指令取消。如果在 G01 程序段之前的程序段没有 F 指令，且现在的 G01 程序段中也没有 F 指令，则机床不运动。G01为模态指令，可由 G00、G02、G03 或 G33 功能注销。 程序中 F 指令进给速度在没有新的 F 指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入 F 指令。null（3） 实例用 G01 编写如图所示从 A→B→C 的刀具轨迹。绝对值方式编程为： G01 X25.0 Z35.0 F0.3； A→B G01 X25.0 Z13.0； B→C 增量值方式编程为： G01 U-25.0 W0 F0.3； A→B G01 U0 W-20； B→Cnull1.零件图工艺分析 本任务中的零件需要加工两端面及 φ 40 mm、φ 45 mm 外圆柱面，同时还要控制长度尺寸（15±0.05）mm、（30±0.05）mm 。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为 45钢，无热处理和硬度要求。通过以上分析，可采用以下两点工艺措施： (1) 对图样上给定尺寸，编程时全部取其基本尺寸。 (2)为了便于确定总长，坯件左端面应先车出来，再夹持左端加工右端面及 φ 40 mm、φ 45 mm 外圆。null2.选择设备 根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求，故选用 CK6136 型数控卧式车床。 3.确定零件的定位基准和装夹方式 （1）定位基准 确定坯料轴线和左端大端面为定位基准。 （2）装夹方法 采用三爪自定心卡盘定心夹紧。 4.确定加工顺序及进给路线 加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留 0.5 mm 精车余量），然后从右到左进行精车。 5.刀具选择 由于该零件批量为单件，平端面、粗车及精车均选用一把 90° 硬质合金右偏刀即可。 null6.切削用量选择 （1）背吃刀量的选择 轮廓粗车时选 ap = 2.25 mm ，精车时选 ap = 0.25 mm 。 （2）主轴转速的选择 查表 2-2 选粗车切削速度vc = 100 m/min 、精车切削速度vc=120m/min ，然后利用公式vc=πdn/1000计算主轴转速 n（粗车直径 d = 45 mm ，精车工件直径取平均值）：粗车600 r/min、精车 900 r/min。 （3）进给速度的选择 查表 2-3 、表 2-4 选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为 0.4mm/r ，精车每转进给量为 0.15 mm/r ，最后根据公式 vf = nf 计算粗车、精车进给速度分别为 200 mm/min 和 120 mm/min。null7.确定工件坐标系、对刀点和换刀点 确定以工件右端面与轴心线的交点 O 为工件原点，建立 XOZ 工件坐标系.采用手动试切对刀方法把点 O 作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下（X100，Z50）处。8.填写数控加工工艺卡片 综合前面分析的各项内容，并将其填入下表所示的数控加工工艺卡片中。null%0501； 程序起始符 N10 T0101； 程序初始化，换 1 号刀，取 1 号刀具位置补偿 N20 G00 X100 Z50； 快速定位于程序起刀点 N30 S600 M03； 主轴正转 N40 G00 X52.0 Z2.0； 快速到达切削加工起始点 N50 G01 X45.5 F200； 粗车 φ 45 mm 外圆，背吃刀量为 2.25 mm N60 Z-30.0； N70 X52.0； N80 G00 Z2.0； N90 G01 X40.5 F200； 粗车 φ 40 mm 外圆，背吃刀量为 2.5 mm N100 Z-15.0； N110 X46.0； N120 G00 Z2.0； N125 M05 M00； 暂时停车，进行粗加工检查，按循环起动程序继续加工。 N130 M03 G01 X40.0 F120 S900； 轮廓精车 N140 Z-15.0； N150 X45.0； N160 Z-30.0； N170 X52.0； N180 G00 X100.0 Z50.0； 返回起刀点 N190 M30； 程序结束null1 输入并检查程序 将验证了的程序，通过面板输入到数控系统中，并检查输入正误。 2 对刀 完成刀具的对刀操作。 3 程序效验 完成程序的效验工作。 4 调用程序与自动加工 HNC-21T 数控车系统加工程序的自动运行nullnull 对于试切的零件，在粗车后使用程序暂停指令M00 或 M01停止机床转动，测量零件尺寸是否符合要求，如有偏差，则要在精车前及时修正。如采用 T01 粗车后，实际尺寸比零件要求外径大 0.02 mm ，则按下［OFFSET/SETING］键，进入刀具补正界面，用↓键或↑键移动光标至 T01 对应的刀补号 001 ，输入 -0.02 ，按［INPUT］输入，完成刀具磨损补偿；反之，若加工后的实际尺寸比工件要求尺寸小，则输入“+”数据。通过上述修正后，再进行精加工，即可达到尺寸要求。加工尺寸的修正null 1.加工前的检查准备工作 （1）检查数控机床各手柄、变速杆是否处于正确的位置。在手动方式下，启动主轴，观察主轴运转情况是否正常。对于手动变速机床，变速时应搬动卡盘，确保主轴箱内变速齿轮正确啮合。 （2）检查冷却液、液压油、润滑油的油量是否充足，自动润滑装置、液压泵、冷却泵是否正常工作，液压系统的压力表是否指示在所要求的范围内，各控制箱的冷却风扇是否正常运转，空气滤清器是否有阻塞现象。 （3）检查机床导轨面是否清洁，切屑槽内的切屑是否已清理干净。 （4）在控制系统启动过程中，检查操作面板上的各指示灯是否正常；各按钮、开关是否处于正确位置。 CRT 显示屏上是否有报警信息显示，若有问题应及时处理。数控机床操作注意事项null 2.加工程序的校验与修改 （1）程序输入后，应认真核对代码、指令、地址、数值、正负号、小数点及语法，确保无误。有图形模拟功能的，应在锁住机床的状态下，进行图形模拟，以检查加工轨迹的正确性。 （2）在程序运行中，要观察数控系统上的坐标显示，了解目前刀具运动点在机床坐标系及工件坐标系中的位置。 （3）程序修改时，对修改部分一定要仔细计算、认真核对。 3.刀具的装夹 （1）检查各刀的安装顺序是否合理，刀尖是否对中，伸出长度否合适，刀具是否夹紧。 （2）手动方式换刀时需检查换刀动作是否准确，注意刀具与工件、尾座是否有干涉现象。 null（3）每把刀首次使用时，必须先验证它的实际长度与所给刀补值是否相符。 （4）试切和加工中，刃磨或更换刀具后，一定要重新测量刀长并修改好刀补值和刀补号。 4.装夹工件、对刀及工件坐标系的设定、检查 （1）按工艺找正、装夹工件。 （2）正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行验证和验算。 （3）尽管不同的数控系统设定工件坐标系的指令各不相同，但基本原理是一致的。其实质是通过对刀及设定工件坐标系，将工件的位置传达给数控系统。 （4）将工件坐标系输入到偏置页面，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。 5.首件试切 （1）无论是首次加工的零件，还是周期性重复加工的零件，首件都必须对照图样工艺、程序和刀具调整卡，进行单程序段加工。null（2）单段试切时，快速倍率开关必须打到低挡，无异常情况后，再适当增大。 （3）刀具偏置及补偿量可由小到大，边试边修改，直至达到加工精度要求。 （4）手摇进给或手动连续进给操作时，必须检查各种开关所选择的位置是否正确，确认手动快速进给按键的开关状态，弄清正、负方向，认准按键，然后进行操作。 6.加工过程中 （1）加工过程中禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑应用毛刷和铁钩子清理。 （2）禁止用手或其他任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其他运动部位；严禁在主轴旋转时进行刀具或工件的安装、拆卸。null（3）自动加工过程中，不允许打开机床防护门。 （4）加工镁合金工件时，应戴防护面罩，及时清理加工中产生的切屑。 7.加工完成后 （1）一批零件加工完成后，应核对刀具号、刀补值，以及程序、偏置页面、调整卡和工艺中的刀具号、刀补值，并作必要的整理、记录。 （2）做好机床卫生清扫工作，擦净导轨面上的冷却液，并涂防锈油，以防止导轨生锈。 （3）检查润滑油、冷却液情况，及时添加或更换。 （4）依次关闭机床操作面板上的电源开关和总电源开关。null一、车削外圆与端面刀具的选用 二、装刀与对刀 三、确定切削用量 1. 切削用量的选用原则 2.背吃刀量 ap 的确定 3.主轴转速 n 的确定 4.进给速度 vf 的确定 四、指令介绍 1.G00 2.G01 五、短轴加工