数控机床毕业设计板式样

项目5 型腔加工训练一

训练目的

●根据工艺要求掌握内型腔和封闭凹槽加工方案。

●合理选用刀具及合理的切削用量。

●运用环切法切削内型腔。

●掌握内型腔的加工刀具、走刀路线、去除余量的方法和编程技巧。任务1 工艺分析及理

1.零件图样的分析

零件图

图1-5-1

毛坯图

图1-5-2

如图1-5-1所示，零件材料为硬铝，切削性能较好，加工部分由内型腔和岛内型腔构成，图中主要尺寸注明公差要考虑精度问题。零件毛坯100mm×120mm ×20mm的方料，已完成上下平面及周边侧面的加工,如图1-5-2所示。

2.选择加工机床

用立式三坐标数控铣床或加工中心较为合适。机床型号：XK6325（FANUC-oi MC系统）或VMA600。这里选用VMA600加工中心。

3.加工工艺分析

本零件在加工中心上一次装夹即可完成所有加工内容，故确定一道工序，四个工步完成零件加工。

工步一用φ16的高速钢键槽铣刀环切法粗铣十字形凹槽。侧面留单边余量0.1mm。深度留0.1mm精加工余量。

工步二用φ16的高速钢立铣刀环切法精加工十字形凹槽到图纸尺寸要求。

工步三用φ8的高速钢键槽铣刀粗铣方形凹槽，侧面留单边余量0.1mm。深度方向留0.1mm精加工余量。

工步四用φ8的高速钢立铣刀精铣方形凹槽到图纸尺寸要求。

4.走刀路线

工步一环切法粗铣十字形凹槽。走刀路线如图1-5-3。从A（-10，0）点下

至切削深度，按A→C→D→E→F→H→I→J→K→M→N→L→P→Q→R →S→T→Z→D→E →F→H→B→O的路线进给，从O（0，0）点抬刀。

图1-5-3 粗铣十字形凹槽走刀路线

工步二环切法精铣十字形凹槽。走刀路线如图1-5-3所示。从A（-10，0）点下至切削深度，A→C建立左刀补，C→E直线切入，按E→F→H→I→J→K→M →N→L→P→Q→R →S→T→Z→D→E →F→H的路线进给，H→B直线切出，从B →O取消刀补，O点抬刀。

工步三粗铣封闭方型凹槽，方型凹槽内轮廓走刀路线（经旋转45度角后得到）如图1-5-4。O（0，0）→A（0，-40）建立左刀补，A点下刀至切削深度，按A→B→C→D→E→F→H→I→J→A的路线进给，A点抬刀，A→O点取消刀补。

方型凹槽外轮廓走刀路线（经旋转45度角后得到）如图1-5-4。O（0，0）→K（0，-40）建立右刀补，K点下刀至切削深度，按K→M→N→U→V→W→Q→P →S→K的路线进给，K点抬刀，K→O点取消刀补。

图1-5-4 方型凹槽走刀路线

工步四精铣封闭方型凹槽。走刀路线同工步三。

5.工件的装夹

以已加工过的底面和侧面作为定位基准，在平口虎钳上装夹工件，钳口高度为50mm，工件顶面高于钳口10mm左右，工件底面用垫块将工件垫起，在虎钳上夹紧前后两侧面。虎钳用T型螺栓固定在铣床工作台上。

6.合理切削用量选择

查附表可知，铝合金允许切削速度V为150～300m/min，精加工取V=200m/min，粗加工取V=150m/min。

查附表，φ16高速钢铣刀的每齿切削量粗加工取Sz=0.1mm/齿，精加工取Sz=0.1mm/齿×0.8=0.08mm/齿。修正系数取0.4（考虑到实习用机床刚性不是很好，修正系数范围0.3～0.6）。

查附表，φ8高速钢铣刀的每齿切削量粗加工取Sz=0.075mm/齿，精加工取Sz=0.075mm/齿×0.8=0.06mm/齿。修正系数取0.4（考虑到实习用机床刚性不是很好，修正系数范围0.3～0.6）。

计算φ16键槽铣刀粗加工切削用量：

n=1000v/πD=1000×150×0.4/3.14×16≈1200r/min

F=2Sz×n=2×0.075×1200≈180mm/min

计算φ16立铣刀精加工切削用量：

n=1000v/πD=1000×200×0.4/3.14×16≈1600r/min F=3Sz×n=3×0.06×1600≈280 mm//min

计算φ8键槽铣刀粗加工切削用量：

n=1000v/πD=1000×150×0.4/3.14×8≈2400r/min F=2Sz×n=2×0.075×2400≈360mm/min

计算φ8立铣刀精加工切削用量：

n=1000v/πD=1000×200×0.4/3.14×8≈3100r/min F=3Sz×n=3×0.06×3100≈550 mm /min

数控加工工艺卡片如表1-5-1所示。

表1-5-1数控加工工艺卡片

表1-5-2数控加工刀具及其补偿

注：H02～H05中的数值根据具体对刀情况而定

任务2 程序编制

1.工件坐标系的确定

选择工件的对称中心为工件坐标点，选择工件的上平面为工件坐标系的Z=0面，机床坐标设在G54上。

2.编程点坐标确定

由于图形各坐标编程点确定比较简单，故省略。

3.编写加工程序

用FANUC Series Oi-Mc数控系统的指令及规则编写加工程序如下：

说明：粗铣和精铣时使用同一加工程序，通过调整刀具补偿参数就可实现粗、精加工，刀具补偿参数的设置与调整见表1-6-2所示。

任务3 机床操作

1．加工准备

(1)阅读零件图(图1-5-1)，并按毛坯图检查坯料的尺寸。

(2)开机，机床回零操作。

(3)输入程序并检查该程序。

(4)安装夹具，夹紧工件。

装夹时用平行垫铁垫起毛坯，零件的底面要保证垫出一定厚度的标准块，用机用虎钳装夹工件，使毛坯上表面伸出钳口10mm左右。定位时要利用百分表调整工件与机床X轴的平行度，控制在0.02mm之间。

(5)准备刀具

本课题共使用四把刀具，安装时要严格按照步骤来执行，并要检查刀具安装的牢固程度。

2.对刀，设定工作坐标系

(1)X、Y向对刀

①安装分中棒

②用MDI方式将主轴旋转（转速不宜过高，一般在600r/min之内），在工件

上方将分中棒快速移至工件左方，Z轴下刀到一定深度，在手轮方式下将分中棒

与工件侧面接触（快接近工件侧面时要降低手轮倍率），此时记下机床X坐标值

A。

③手动提刀，Z轴移动至工件上方，将相对坐标X值清零，此时X坐标值为

0。

④MDI方式再次使主轴旋转，在工件上方将分中棒快速移至工件的右方，Z