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学习情境 五 遮罩上模型芯 的加工

精品课程 《 使用加工中心的零件加工 》. 学习情境 五 遮罩上模型芯 的加工. 常州轻工职业技术学院. 任务 1 遮罩上模型芯外轮廓的加工. 任务 2 遮罩上模型芯圆角的加工. 任务 3 遮罩上模型芯孔系的加工. 任务 1 遮罩上模型芯外轮廓的加工 / 任务描述. 遮罩上模型芯毛坯材料为 45 钢，该工件的四周轮廓及各表面已加工完毕，毛坯尺寸为 105 × 105 × 45mm ，如图 1 所示。本任务进行遮罩上模型芯外轮廓的加工（图 2 ）。. 图 1 遮罩上模型芯毛坯. 图 2 遮罩上模型芯 外轮廓.

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Presentation Transcript

  1. 精品课程 《使用加工中心的零件加工》 学习情境五 遮罩上模型芯的加工 常州轻工职业技术学院

  2. 任务1 遮罩上模型芯外轮廓的加工 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工 任务3 遮罩上模型芯孔系的加工

  3. 任务1 遮罩上模型芯外轮廓的加工/任务描述 遮罩上模型芯毛坯材料为45钢，该工件的四周轮廓及各表面已加工完毕，毛坯尺寸为105×105×45mm，如图1所示。本任务进行遮罩上模型芯外轮廓的加工（图2）。 图1 遮罩上模型芯毛坯 图2 遮罩上模型芯外轮廓

  4. 任务1 遮罩上模型芯外轮廓的加工/任务描述 遮罩上模型芯毛坯材料为45钢，该工件的四周轮廓及各表面已加工完毕，毛坯尺寸为105×105×45mm，如图1所示。本任务进行遮罩上模型芯外轮廓的加工（图2）。 图1 遮罩上模型芯毛坯 图2 遮罩上模型芯外轮廓

  5. 任务1 遮罩上模型芯外轮廓的加工/相关知识 • 任意角度倒角/倒圆弧指令 • 编写外形和型腔的程序时，经常会出现加工倒角或倒圆弧的情况，此时可将倒角和倒圆弧的程序段省略，在相连的两程序段（直线插补与直线插补程序段之间、直线插补与圆弧插补程序段之间、圆弧插补与直线插补程序段之间、圆弧插补与圆弧插补程序段之间）直接采用倒角或倒圆弧指令来简化编程。 • 倒角程序段格式：G1 XY F , C • 倒圆弧程序段格式： G1 XY F , R • G2/G3 XYRF , R 倒角 倒圆角

  6. 任务1 遮罩上模型芯外轮廓的加工/相关知识 • 任意角度倒角/倒圆弧指令 • 以下图为例，应用倒角和倒圆弧指令完成轮廓的精加工编程，起刀点为Q（-25，-20），轮廓从点A（0，0）开始顺时针走刀。 任意角度倒角/拐角圆弧举例

  7. 任务1 遮罩上模型芯外轮廓的加工/任务实施 • 器具及材料准备 • 工件装夹 • 选择切削用量 • 1．背吃刀量ap • 由于刀具材料为高速钢，工件加工深度为25mm，取ap＝5mm，分五层进行粗铣。精加工时取ap＝25mm。 • 2．主轴转速 • 根据学习情境一中介绍的高速钢刀具转速的确定方法，粗加工时，φ18mm三刃高速钢立铣刀选择350r/min；精加工时，φ12mm三刃高速钢立铣刀选择600r/min。 • 3．进给速度 • 根据学习情境一中介绍的进给速度的确定方法，粗加工时，φ18mm三刃高速钢立铣刀选择60mm/min；精加工时，φ12mm三刃高速钢立铣刀选择100 mm/min。

  8. 任务1 遮罩上模型芯外轮廓的加工/任务实施 • 确定加工路线和工件坐标系 • 对刀 • 设置刀具半径补偿参数 • 加工工序

  9. 任务1 遮罩上模型芯外轮廓的加工/考核任务

  10. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/任务描述 在任务1完成外轮廓加工的基础上，加工遮罩上模型芯上表面的四周圆角。

  11. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/相关知识/一、用户宏程序 • 变量 • 1.变量的表示 • 变量用变量符号#和后面的变量号指定，如：#1； • 表达式可以用于指定变量号，此时表达式必须封闭在括号中，如：#[#1+#2－12]； • 变量号可用变量代替，如#3＝1，则#[#3]＝#1。 • 2.变量的类型

  12. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/相关知识/一、用户宏程序 3.变量的引用 在地址后指定变量号即可引用其变量值。当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。如：G01 X[#1+#2] F#3； 改变引用变量值的符号，要把“－”放在#的前面，如：G00 X－#1； 当引用未定义的变量时，变量及地址字都被忽略，如：当变量#1的值是0，并且变量#2的值是空时，G00 X#1 Y#2的执行结果为G00 X0。 在编程时，每个程序段只允许一个变量的定义或变量的运算，否则系统报警。 表 变量的正确和错误编程方法对比

  13. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/相关知识/一、用户宏程序 • 算术和逻辑运算 表 算术和逻辑运算

  14. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/相关知识/一、用户宏程序 表 运算符 • 宏程序语句与NC语句 • 下面的程序段为宏程序语句： • 1.包含算术或逻辑运算（＝）的程序段； • 2.包含控制语句（如：GOTO、DO、END）的程序段； • 3.包含宏程序调用指令（如：用G65、G66、G67或其它G指令、M指令调用宏程序）的程序段。 • 除了宏程序语句以外的任何程序段都为NC语句。

  15. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/相关知识/一、用户宏程序 • 转移和循环 • 1.无条件转移（GOTO语句） • 编程格式：GOTO x…x （x…x：程序段号。1～99999） • 2.条件转移（IF语句） • （1）如果指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号N的程序段；如果指定的条件表达式不满足，执行下个程序段。 • 编程格式：IF[条件表达式]GOTO x…x • （2）如果条件表达式满足，执行预先决定的宏程序语句。只执行一个宏程序语句。 • 编程格式：IF[条件表达式]THEN 宏程序语句 • 例：如果#1和#2的值相同，0赋给#3→IF[#1EQ#2] THEN #3=0

  16. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/相关知识/一、用户宏程序 3.循环（WHILE语句） 在WHILE后指定一个条件表达式。当指定条件满足时，执行从DO到END之间的程序。否则，转到END后的程序段执行。 DO后的m和END后的m是指定程序执行范围的标号，标号值为1，2，3。 （1）标号1到3可以 根据要求多次使用 （2）循环可以从里到外 嵌套3级 （3）控制可以 转到循环的外边 循环语句的嵌套

  17. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/相关知识/二、刀具补偿赋值 H的几何补偿值编程格式：G10 L10 P__ R__ H的磨损补偿值编程格式：G10 L11 P__ R__ D的几何补偿值编程格式：G10 L12 P__ R__ D的磨损补偿值编程格式：G10 L13 P__ R__ 注： P：刀具补偿号 R：刀具补偿量。 ①在G90有效时，R后的数值直接输入补偿相应的位置； ②在G91有效时，R后的数值与相应位置原有的数值相叠加，得到一个新的数值替换原有数值。

  18. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/相关知识/三、曲面加工刀具和切削用量 • 曲面加工刀具 （a) 整体球头铣刀（b) 机械夹持球头铣刀 球头铣刀 （a) 整体圆角铣刀（b) 机械夹持圆角铣刀 圆角铣刀

  19. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/相关知识/三、曲面加工刀具和切削用量 • 切削用量 • （1）背吃刀量与侧吃刀量的确定 • 曲面加工的背吃刀量与侧吃刀量由ap/ae＜0.05DC2（刀具直径）确定。 • 在加工曲面时，使用立铣刀加工，半精加工的背吃刀量＜1.5mm；精加工的侧吃刀量约为0.2mm；使用球头铣刀和圆角铣刀，精加工的侧吃刀量约为0.2mm。 • （2）进给量的确定 • 曲面在加工前通常已完成粗加工，所以硬质合金铣刀半精加工时，加工钢材的每齿进给量约为0.008×DC2，精加工的每齿进给量为（0.008～0.015）×DC2，加工铸铁时的每齿进给量比加工钢材时稍大，高速钢铣刀的每齿进给量比硬质合金立铣刀稍低。考虑到提高加工效率，实际取值往往高于理论计算值。 • （3）主轴转速的确定 • 主轴转速S可通过与切削速度vc的关系计算获得，切削速度选择与立铣刀相同。球头铣刀或圆角铣刀的加工半径通常小于刀具半径，所以在使用球头铣刀或圆角铣刀时，应适当提高主轴转速。

  20. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/任务实施 • 器具及材料准备 • 工件装夹 • 选择切削用量 • 1．背吃刀量ap • 由于刀具材料为硬质合金，曲面尺寸为R5mm，编程时以角度作为变量，每次变化1°，共分90次完成加工。选择球头铣刀加工比选择立铣刀加工时的表面粗糙度要好，球头铣刀加工时，球面与曲面处处相切。 • 2．主轴转速 • 根据硬质合金刀具转速的确定方法，φ12mm两刃硬质合金球头铣刀选择3000转/分。 • 3．进给速度 • 根据硬质合金刀具进给速度的确定方法，φ12mm两刃硬质合金球头铣刀选择600mm/min。

  21. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/任务实施 • 器具及材料准备 • 工件装夹 • 选择切削用量 • 1．背吃刀量ap • 由于刀具材料为硬质合金，曲面尺寸为R5mm，编程时以角度作为变量，每次变化1°，共分90次完成加工。选择球头铣刀加工比选择立铣刀加工时的表面粗糙度要好，球头铣刀加工时，球面与曲面处处相切。 • 2．主轴转速 • 根据硬质合金刀具转速的确定方法，φ12mm两刃硬质合金球头铣刀选择3000转/分。 • 3．进给速度 • 根据硬质合金刀具进给速度的确定方法，φ12mm两刃硬质合金球头铣刀选择600mm/min。

  22. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/任务实施 • 确定加工路线和工件坐标系 • 对刀 • 设置刀具半径补偿参数 • φ12mm两刃硬质合金球头铣刀（T3）对应3号半径补偿，由于曲面加工时，采用变刀具半径补偿的编程方法，因此D3在加工时为一个变量。

  23. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/任务实施 • 加工工序 • 编制程序 • 加工零件 • 零件测量 • 现场整理

  24. 任务2 遮罩上模型芯圆角的加工/考核任务

  25. 任务3 遮罩上模型芯孔系的加工/任务描述 在任务1、任务2完成的基础上，加工遮罩上模型芯上的所有孔。

  26. 任务3 遮罩上模型芯孔系的加工/相关知识/一、镗孔加工方法 镗孔是利用镗刀对工件上已有尺寸较大孔的加工，特别适合于加工分布在同一或不同表面上的孔距和位置精度要求较高的孔系。 镗孔加工精度等级可达到IT7级，表面粗糙度为Ra为1.6～0.8μm，运用于高精度加工场合。镗孔时，要求镗刀和镗杆必须具有足够的刚性；镗刀夹紧牢固，装卸和调整方便；具有可靠的断屑和排屑措施，确保切屑顺利折断和排出，精镗孔的余量一般单边小于0.3mm。 镗刀的种类很多，如图所示为单刃镗刀和微调镗刀结构示意图。 （a）盲孔镗刀　　　　　　　（b）通孔镗刀　　　　　　　（c）微调镗刀 镗刀结构示意图

  27. 任务3 遮罩上模型芯孔系的加工/相关知识/二、定向镗孔指令 • 指令格式 • G76 X__ Y__ Z__ R__ Q__ P__ F__ • 指令动作说明 精镗孔循环指令G76

  28. 任务3 遮罩上模型芯孔系的加工/任务实施 • 器具及材料准备 • 工件装夹 • 选择切削用量 • 1．背吃刀量ap • 中心钻的背吃刀量ap=2mm；所有麻花钻的背吃刀量ap=4~5mm；粗镗刀背吃刀量ap=0.9mm，精镗刀背吃刀量ap=0.2mm。 • 2．主轴转速 • 根据高速钢与硬质合金刀具转速的确定方法，各刀具选择的转速见工序表。 • 3．进给速度 • 根据高速钢与硬质合金刀具进给速度的确定方法，各刀具选择的进给速度见工序表。

  29. 任务3 遮罩上模型芯孔系的加工/任务实施 • 加工工艺 加工工序表

  30. 任务3 遮罩上模型芯孔系的加工/任务实施 • 编制程序 • 零件加工 • 1 ．进行程序校验。 • 2 ．加工零件 • 零件测量 • 1．用什锦锉刀将毛刺锉掉。 • 2．用内径百分表测量φ42.2mm直径 • 3．用0-150mm游标卡尺测量其它尺寸 • 现场整理

  31. 任务3 遮罩上模型芯孔系的加工/考核任务

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