数控铣床编程零件加工.docVIP

数控铣床的编程与零件的加工 0 引言 随着数控机床的使用和普及，如何在加工中提高生产效率、编程效率，减少编程失误，成为数控加工中的主要问题。凡是采用FANUC(法那科)0系统、18系统、21系统，SIEMENS(西门子)802S、810D、840D，OKUMA(日本大隈)OSY—U10M、OSP—U100M等系统的数控设备都具有变量编程的特殊功能，即在加工程序中运用机床特有的参数进行编程，它为提高加工效率提供保证，并且使用好这些变量对编程效率和编程方式也有很大提高，同时也能达到优化程序的目的。下面以SIEMENS802S数控系统为例，介绍数控铣床中编程的应用。该铣床可使钻削、铣削、扩孔、铰孔和镗孔等多工序实现自动循环；能够完成平面内各种复杂曲线如凸轮、样板、冲模、压模、弧形槽等零件的自动加工。与普通铣床相比，其加工精度高、精度稳定性好、适应性强、操作劳动强度低，特别适合于模具、异型零件的加工。 1 铣削零件的工艺分析与加工要领 在数控铣床上加工零件，原始资料就是零件图。首先要对零件图进行工艺分析，其步骤如下： 分析零件图样 主要考虑构成零件轮廓的几何条件是否充分；分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否利用铣削工艺达到，并确定控制尺寸精度的工艺方法；形状和位置精度要求；表面粗糙度要求；零件图样上给定的材料与热处理要求。 (2)确定毛坯种类及制造方法 对于形状复杂的零件，一般用铸造方法制造；有一定强度要求，形状比较简单的零件宜选择锻件毛坯。此外，还应考虑零件材料及其力学性能、生产类型、现有生产条件及充分利用新工艺、新技术的可能性。 (3)确定装夹方法 数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，主要考虑下列几点： 当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具、可调式夹具及其它通用夹具； 当零件成批生产时，应考虑采用专用夹具，但要力求结构简单； 夹具尽量要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀，以免产生碰撞； 装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，批量较大的零件可采用气动或液压夹具、多工位夹具等。 在数控铣床上加工零件，要特别注重零件的定位，尤其是正反面都要加工的零件，以同一基准定位十分必要，否则很难保证两次定位安装加工后两个面上的轮廓位置及尺寸协调。所以，如果零件本身有合适的孔，最好就用它来作定位基准孔；如果零件上没有合适的孔，要想办法专门设置工艺孔作为定位基准。如零件上实在无法找工艺孔，可以考虑在零件轮廓的基坯上增加工艺凸耳，在完成定位加工后再除去的方法。 装夹工件时要注意：工件的定位基准应与设计基准重合，防止出现过定位。箱体工件最好选择一面两销作为定位基准。又由于在数控铣床上通常采用一次安装完成工件的全部工序，因此应防止工件因夹紧引起的变形造成工件加工不良影响，夹紧力应靠近主要支承点，最好是靠近切削部位。 (4)确定加工方案 在数控铣床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定工艺路线时，应该考虑以下原则：先粗后精、先内后外、先面后孔、刀具集中。 确定走刀路线的重点在于确定切削加工的路径及刀具切人、切出等非切削空行程。在数控铣床上进行加工时，刀具的引入、切出路线，一般应沿着零件表面的切向切人和切出，尽量避免沿工件轮廓面垂直方向进退刀而划伤工件；此外，应尽量减少在轮廓处停刀以避免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。 (5)铣刀的类型及选用 铣削平面时，可选用端铣刀和立铣刀，常用的是立铣刀，立铣刀的半径应小于工件周边轮廓的最小的曲率半径。铣削凹槽内表面时，可选用直径比槽小的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀补功能，铣削槽的两边。铣削立体型面和变斜角轮廓外形时，常用球形铣刀、鼓形铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。 2 切削用量的选择及要领 数控铣床加工中的切削用量包括铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度。这些参数的选择要根据工件材料、刀具材料及加工条件选择。用高速钢铣刀铣削平面时，一般铣削速度为15～30m/min，铣刀进给量为0.2mm/z左右；粗铣时铣削深度为3mm左右，精铣时为0.3～lmm。 程序中在选择进给速度时，还应注意某些特殊情况。如加工圆弧面(特别是内圆弧)及带有拐角的加工面时，应适当调整其进给速度，避免因惯性太大造成刀具的损伤及产生“超程”而导致加工误差。编程时应使刀具在接近拐角前适当降低进给速度，过拐角后再逐渐增速。 这在编制复杂轮廓零件，尤其是加工复杂内轮廓零件，刀具的自由过渡空间范围很小，因此就显得尤为重要。否则，系统可能出错报警不能加工，或者即使程序能执行下去，也可能因应用了刀补后，刀具中心轨迹的控制不当而造成零件某处过切，甚至损坏刀