课题 型腔铣削加工

课题5：型腔铣削加工

理论：1.掌握型腔铣削加工的工艺知识；

2.掌握型腔铣削加工的编程指令。

技能：1.能编制型腔加工的加工程序；

2.能熟练使用数控铣床仿真软件；

3.能完成型腔加工仿真加工。

1. 型腔铣削工艺知识；

2. 型腔铣削的编程指令。

型腔铣削的编程

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回顾：铣削台阶时编程

1.任务：加工要求、零件图

2.相关知识：（1）工艺知识

（2）编程知识

3.项目实施

4.练习

课题5：型腔铣削加工

任务：矩形型腔零件的铣削

矩形型腔零件如图5-1所示，毛坯外形各基准面已加工完毕，已经形成精毛坯。要求完成零件上型腔的粗、精加工，零件材料为45钢。

型腔加工的工艺知识

1.刀具切入方法

刀具引入到型腔有三种方法：

（1）使用键槽铣刀沿Z向直接下刀，切入工件。

（2）先用钻头钻孔，立铣刀通过孔垂向进入再用圆周铣削。

（3）使用立铣刀螺旋下刀或者斜插式下刀

①使用立铣刀斜插式下刀

使用立铣刀时，由于端面刃不过中心，一般不宜垂直下刀，可以采用斜插式下刀。斜插式下刀，即在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜线以渐近的方式切入工件，直到下一层的高度，然后开始正式切削，如图7-2所示。

采用斜插式下刀时要注意斜向切入的位置和角度的选择应适当，一般进刀角度为5°～10°。

②螺旋下刀

螺旋下刀,即在两个切削层之间,刀具从上一层的高度沿螺旋线以渐近的方式切入工件,直到下一层的高度,然后开始正式切削。

2.加工刀路设计

立铣刀斜插式下刀

精加工刀具路径

3.刀具

图5-4精加工刀具路径

子程序

如果程序包含固定的加工路线或多次重复的图形，则此加工路线或图形可以编成单独的程序作为子程序。这样在工件上不同的部位实现相同的加工，或在同一部位实现重复加工，大大简化编程。

子程序作为单独的程序存储在系统中时，任何主程序都可调用，最多可达999次调用。

当主程序调用子程序时它被认为是一级子程序，在子程序中可再调用下一级的另一个子程序，子程序调用可以嵌套4级，如图5-5所示。

一重嵌套二重嵌套

1. 子程序的结构

子程序与主程序一样，也是由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。于程序与主程序唯一的区别是结束符号不同，子程序用M99，而主程序用M30或M02结束程序。例如：

O□□□□；（子程序名）

…；

…；（子程序内容）

…；

M99；（子程序结束）

2. 子程序的调用

在主程序中，调用子程序的程序段格式为：

M98 P×××□□□□；

×××表示子程序被重复调用的次数，□□□□表示调用的子程序名（数字）。

例如：M98 P51234；表示调用子程序O1234重复执行5次。

当子程序只调用一次时，调用次数可以不写，如M98 P1234；表示调用O1234子程序执行1次。

3. 子程序应用实例

例加工图5-6所示零件上的4个相同尺寸的长方形槽，槽深2mm，槽宽10mm，未注圆角R5，铣刀直径φ10mm，试用子程序编程。

图5-6 子程序编程举例

加工程序如下：

O0001；主程序名

N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94 ；程序初始化

N20 G00 ；刀具定位到安全平面，启动主轴

N30 M03 S1000；

N40 G00 ；

N50 ；快速移动到A1点上方2mm处

N60 M98 P0002；调用2号子程序，完成槽Ⅰ加工

N70 G90 G00 ；快速移动到A2点上方2mm处

N80 M98 P0002；调用2号子程序，完成槽Ⅱ加工

N90 G90 G00 ；快速移动到A3点上方2mm处

N100 M98 P0002；调用2号子程序，完成槽Ⅲ加工N110 G90 G00 ；快速移动到A4点上方2mm处

N120 M98 P0002；调用2号子程序，完成槽Ⅳ加工N130 G90 G00 X0 Y0；回到工件原点

N140 ；

N150 M05；主轴停

N160 M30；程序结束

O0002；子程序名

N10 G91 G01 F100；刀具Z向工进4mm（切深2mm）

N20 ； A→B

N30 ； B→C

N40 ； C→D

N50 ； D→A

N60 G00 ； Z向快退4mm

N70 M99；子程序结束，返回主程序

4. 子程序使用中的注意事项

（1）在编制子程序时，在子程序的开头O的后面编制子程序号，子程序的结尾一定要有返回主程序的辅助指令M99。

（2）在子程序的最后一个单段用P指定序号（图5-7），子程序不回到主程

序中呼叫子程序的下一个单段，而是回到P指定的序号。返回到指定单段的处理时间通常比回到主程序的时间长。

图5-7 子程序返回到指定的单段

任务决策和实施

（1）工艺分析

本工序加工内容为型腔底面和内壁。型腔的4个角都为圆角，圆角的半径限定刀具的半径选择，圆角的半径大于或等于精加工刀具的半径。图中圆角半径为R10mm，粗加工刀具选用φ20的键槽铣刀，精加工选用φ16的立铣刀。

粗加工为Z字形走刀，从槽的左下角下刀，沿X方向切削。设置精加工余量S=，半精加工余量C=，根据前面公式确定粗加工刀间距个数N=8（来回走刀9次），刀间距为 mm。半精加工从粗加工的最后刀具位置开始，沿轮廓逆时针加工矩形槽侧壁。精加工采用圆弧切入，逆时针加工（顺铣）。

由于槽比较深，粗、精加工采用分层铣削，每次铣削深度为10mm。精加工一次直接铣削到深度。

（2）刀具与工艺参数