学习任务5定位件零件加工.docx
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学习任务5定位件零件加工
学习任务5定位件零件加工
定位件是构成卸刀座模型的零件之一,它连接着拆刀口零件,并起着定位作用。
定位件的加工主要通过应用MastercAM软件中外形铣削、钻孔、面铣等方法实现二维自动编程来完成,具体的加工要求如图5-1所示。
图5-1定位件零件工作图
一、学习准备
(一)关于自动编程
问题解答:
5-1什么是自动编程?
自动编程与手工编程有什么区别?
问题解答:
5-2自动编程适用于哪些范围?
问题解答:
5-3哪些软件具有自动编程功能?
(二)关于MasterCAM软件
名词解读
MasterCAM软件:
一个集计算机辅助设计和制造于一体的软件。
它不仅可以绘制二维和三维零件图形,也能在CAM模块中,直接编制刀具路径和数控加工程序。
问题解答:
5-4MasterCAM软件有哪几个模块?
哪几个版本?
问题解答:
5-5利用MastercAM软件可以完成哪类工件的铣削加工?
问题解答:
5-6MasterCAM软件有哪几种二维铣削加工方法?
问题解答:
5-7利用MasterCAM软件实现铣削自动编程有哪些步骤?
问题解答:
5-8利用MasterCAM软件进行二维加工时如何选择加工轮廓?
问题解答:
5-9MasterCAM软件中哪些功能的参数设置在加工中是通用的?
二、制订计划
(一)零件工艺分析
1.零件图分析
根据定位件零件图(图5-1)所示,定位件零件尺寸精度要求为______、______,工件表面粗糙度要求为______,零件原材料为______,毛坯料尺寸为____________。
2.确定装夹方案
为保证零件高度尺寸(10),进行调头(即分两次装夹)加工,夹具是平口钳。
3.确定加工顺序及走刀路线
加工顺序的拟订按照基面先行、先粗后精的原则确定。
因此,第一次装夹:
①____________;②____________;③____________。
第二次装夹:
①________________________;②____________;③____________。
4.选择刀具
根据零件特点,粗铣外形轮廓选择______立铣刀,精铣外形轮廓选择______立铣刀;钻孔选择______钻头,铣孔用______立铣刀。
(二)填写数控加工工艺卡
学生在老师的指导下制订定位件加工工艺卡,并根据提示完成表5-1。
表5-1定位件加工工艺卡
零件名称
定位件
零件图号
A1一05
车间
加工中心车间
工种
加工中心
材料
2A12
设备
毛坯料尺寸
20×15×18
件数
零件示意图
序号
加工步骤
工具
量具
进给速度/mm/min)
主轴转速/(r/min)
切削深度/mm
备注
1
落料
锯弓、锯条
直尺
2
加工基准面A
垫铁、φ16立铣刀
游标卡尺,直角尺
3
粗铣外形轮廓
4
精铣外形轮廓
垫铁、φ12立铣刀
5
铣与基准面A相对的表面,保证10mm尺寸
垫铁、φ16立铣刀
6
钻φ5.5通孔
垫铁、φ5.5钻头
7
铣φ10沉孔
垫铁、φ8立铣刀
主要工序说明
及技术要求
①用百分表和直角尺保证工件装夹水平、垂直;
②钻孔时保证孔的中心位置,以保证装配要求;
③保证外形轮廓的尺寸精度及相关几何公差;
④根据实际刀具及加工零件的材料,查阅有关工作手册确定合理的切削用量
三、实施计划
(一)编制加工程序
根据表5-2定位件加工工艺卡的加工内容,使用MasterCAM软件自动编制加工程序。
1.选择合适的自动编程方法
MasterCAM9.1软件提供了外形铣削、二维挖槽、钻孔、面铣等四种加工方法,依据表5-2中所示的加工步骤,将自动编程顺序及其加工方法列于表5-2,以方便查找。
表5-2MasterCAM自动编程顺序及加工方法
序号
自动编程步骤
加工方法
程序命名
轮廓参照(图5-2)
1
加工基准面A
DWJ01
20×15四边形
2
粗铣外形轮廓
DWJ02
多边形
3
精铣外形轮廓
DWJ03
多边形
4
零件表面
DWJ04
20×15四边形
5
钻φ5.5通孔
DWJ05
φ5.5孔中心
6
铣φ10沉孔
DWJ06
φ10孔中心
2.编制第一次装夹所需程序的刀具路径
(1)读取几何模型
【操作步骤】
单击主菜单中的“______”→“取档”命令→在文件夹中选择“定位件轮廓.mc9”→打开定位件图档。
(2)工件设置
【操作步骤】
单击主菜单中的“______”→“工件设定”命令→弹出“工作设定”对话框,设置毛坯(____________)和原点(O,0,O),其他按默认值设置(图5-2)→选中“显示素材”复选框,单击“确定”完成设置。
图5-2“工作设定”对话框
操作提示
1)此处的“工件原点”仅影响“实体模拟”时工件的位置。
2)其他定义工件尺寸方法;
①单击“选择对角”按钮,在绘图区选取工件的两个对角点;
②单击“边界盒”按钮,根据弹出的“绘制边界盒”对话框定义毛坯。
(3)加工基准面A
第一,进入面铣功能。
【操作步骤】
单击主菜单中的“______”→“面铣”命令,弹出“串联”子菜单→选择“20×15四边形”串联→单击“执行”命令,弹出“面铣”对话框。
第二,选择刀具,设置刀具参数。
①选择刀具。
【操作步骤】
光标移到“刀具参数”选项卡的刀具列表区的空白处(图5-3)→点击鼠标右键,弹出快捷菜单→单击“从刀具库中选取刀具”命令,弹出刀具库列表,选择φ16立铣刀。
图5-3“刀具参数”选项卡(面铣)
第三,设置面铣参数。
(图5-3)
操作提示
1)常用的立铣刀(平刀)、象鼻刀(端刀)、钻头均可以再刀具库列表中选取。
2)刀具参数选项中重要参数有进给率、下刀速率、提刀速率、主轴转速。
【操作步骤】
单击“面铣加工参数”选项卡→设置面铣参数,如图5-4所示。
图5-4“面铣加工参数”选项卡(面铣)
【参数解释】
图5-6中的A区:
设置加工高度。
①参考高度:
完成一层切削后退回的高度。
低于“安全高度”,高于“进给下刀位置”。
常用“绝对坐标”表示。
②进给下刀位置:
设置开始进给的高度。
为提高效率,数控加工中刀具由参考高度快速移动到进刀位置后,再以慢速(进给速度)逼近工件。
常用“绝对坐标”表示。
③工件表面:
工件表面为工件上表面的高度值,可用来确定坐标系Z向的原点位置。
常用“绝对坐标”表示。
④深度:
设置最后切削深度。
常用“绝对坐标”表示。
⑤快速提刀:
选中时加工后以G00快速提刀至进给高度。
一般情况打“√’’选中---快速提刀”。
图5-6中的B区:
超出量和进刀/退刀引线长度。
①截断方向的超出量、切削方向的超出:
设置适合的值以保证刀具能完全铣削工件表面。
②进刀引线长度、退刀引线长度:
设置值保证进/退刀时刀具不碰到毛坯侧面。
③切削方式:
有四种选择方式,其中“双向”切削效率高,常用“双向”的切削方式是指刀具在工件表面双向来回切削。
④步进量:
即两道切削路径之间的距离。
粗加工通常可取刀具直径的60%~75%。
⑤两切削间的位移:
有三种移动方式。
“高速回圈’’的移动方式是指两切削路径以圆弧过渡。
第四,完成所有参数设置后,单击面铣参数选项中“确定”,生成面铣刀具路径。
(4)粗铣外形轮廓
第一,进入外形铣削功能。
【操作步骤】
在主菜单中单击“刀具路径”→“外形铣削”命令→在绘图区逆时针串联选取图中多边形轮廓→单击“执行”命令,弹出“外形铣削”对话框。
操作提示
1)箭头位置:
刀具下刀的位置。
2)箭头方向:
即刀具进给方向,也是判定刀具补偿方向的依据。
粗加工用逆铣,因为主轴正转,故定位件的加工按逆时针选取加工轮廓。
第二,选择刀具,设置刀具参数。
【操作步骤】
与面铣所选刀具的操作步骤相同。
即光标移动到“刀具参数”选项卡的刀具列表区(空白处)→点击鼠标右键,弹出快捷菜单一单击“从刀具库中选取刀具”命令,弹出刀具库列表,选择φ16立铣刀。
然后,设置“进给率”、“下刀速率”、“提刀速率”、“主轴转速”等刀具参数。
第三,设置外形铣削参数。
【操作步骤】
1单击“外形铣削参数”选项卡一设置外形铣削参数(图5-5)。
图5-5“外形铣削参数”选项卡(外形铣削)
操作提示
1)“补正方向”的判定:
所选轮廓线的箭头方向表示刀具前进方向。
从刀具前进方向看过去,刀具在加工轮廓的右边才能实现轮廓外形的加工,是右补偿。
所以,定位件的加工选“右”。
2)在加工基准面A时已铣掉了1mm,此时要粗铣外形轮廓,将刀具的Z轴坐标向下偏置1mm,并把已加工表面设置为0.
2Z轴分层切削。
【操作步骤】
选中“Z轴分层铣深”复选框→单击“Z轴分层铣深”按钮→设置Z轴分层切削参数,如图5-6所示。
图5-6“Z轴分层铣深设定”对话框
【参数解释】
◆最大粗切深度:
设置粗加工时Z轴最大进刀量。
◆分层铣深的顺序:
依照轮廓——在一个外形边界铣削到设定的铣削深度后,再进行下一个外形边界铣削;
依照深度——先在同一深度铣削完所有边界,再进行下一深度的铣削。
3设置进/退刀向量参数。
【操作步骤】
选中“进/退刀向量”复选框→单击“进/退刀向量”按钮→设置进/退刀向量参数,如图5-7所示
图5-7“进/退刀向量设定”对话框
【参数解释】‘
进/退刀向量:
为使刀具平稳地进入和退出工件,在此设置刀具进入和退出时加上一段直线和圆弧与加工工件轮廓平滑连接。
操作提示
为了减少空走刀,可以在系统预设值(100%)的基础上适当减小进/退刀的长度和切入,切出的圆弧半径。
本例设置为50%。
第四,完成所有参数设置,单击外形铣削参数中“确定”按钮,生成外形铣削刀具路径。
(5)精铣外形轮廓
问题解答:
5-10MasterCAM中在何种情况下可以复制刀具路径?
问题解答:
5-11在MasterCAM中如何复制刀具路径?
问题解答:
5-12在MasterCAM中如何修改刀具路径?
(6)刀具路径检验
系统通过“实体切削验证”对工件进行比较逼真的模拟切削,观察加工效果,通过实体切削验证可以检查刀具路径过切、碰撞等状况,也能发现实际加工前存在的某些问题,以便编程人员及时纠正,避免工件报废或刀具、加工中心碰撞等。
【实体仿真操作步骤】
①进入仿真功能。
单击主菜单中的“刀具路径”→“操作管理”命令,弹出“操作管理员”对话框→选中刀具路径模拟。
操作提示
1)全选:
单击“操作管理员”对话框中得“全选”按钮选择全部刀具路径。
2)任选:
按下Ctrl键同时选中需仿真验证的刀具路径。
②进行仿真。
单击“操作管理员”对话框中“实体切削验证”按钮→弹出“实体切削验证”窗口→绘图区中显示先前设置的毛坯和“实体验证”工具条→单击执行按钮,开始实体切削仿真,并弹出实时实体切削验证窗口。
③观察刀具仿真路径,若发现干涉或其他错误问题及时修改,直至程序正确。
(7)保存
单击主菜中的“档案”→“存档”命令→选择合适的保存路径,保存为“定位件第一次装夹自动编程”,存档。
3.后处理第一次装夹的刀具路径,修改程序,得到加工中心可识别的数控程序
刀具路径经确认无误后,可以由系统将刀具路径生成加工中心能识别的数控加工代码(数控程序)。
系统一次可以生成一个或多个刀具路径的数控程序。
(1)加工基准面A的刀具路径的后处理
【操作步骤】
①进入后处理界面。
单击主菜单中的“刀具路径”→“操作管理”命令,弹出“操作管理员”对话框→选中待后处理的刀具路径(“1-面铣”)→单击“执行后处理”按钮→弹出“后处理程式”对话框。
②选择后处理程式。
单击“更改后处理程式”按钮选择后处理器。
操作提示
系统默认设置MPFAN.PST是FANUC数控系统常用的后处理器,无需每次更改。
③设置NCI档和NC档参数。
在“NC档”选项区域中选中“编辑”复选框→启用“询问”→并设置程序保存格式为“.nc”。
④确认待后处理轨迹。
单击“后处理程式”对话框中的“确定”按钮→系统显示输出询问→单击“否”按钮→确认只对选中的刀具路径做后处理。
⑤生成并保存程序。
选择保存目录→保存后处理程序(该例文件名设为DWJ01.nc)→并弹出后处理程序文本编辑器→保存后处理得到的数控程序。
操作提示
后处理一般原则:
一是相同的刀具后处理为一个程序,二是相同的工步后处理为一个程序。
系统一次可以生成一个或多个刀具路径的数控程序。
名词解读
后处理:
刀具路径生成后,将刀具路径数据转换成加工中心可以识别的数控程序的过程称为后处理。
(2)修改数控程序DWJ01.nc,并保存
因数控系统不同,程序指令格式要求不尽相同,为使后处理程序能被加工中心识别,需要对后处理得到的数控程序进行修改。
修改加工基准面A(“1-面铣”)刀具路径后处理得到的数控程序DWJ01.nc,使其符合加工中心识别格式。
(3)“粗铣外形轮廓”刀具路径后处理
【操作步骤】
单击主菜单中的“刀具路径”→“操作管理”命令→选中粗铣外形轮廓的刀具路径→单击“执行后处理”按钮→选择后处理器→选中“编辑”复选框→启用“询问”→设置程序保存格式为“.nc”→单击“后处理程式”对话框中的“确定”按钮→选择输出询问中的“否”→选择保存目录→保存后处理程序(该例文件名设为DWJ02.nc)。
(4)修改数控程序DWJ02.nc,并保存
(5)“精铣外形轮廓”刀具路径后处理
【操作步骤】
→→→单击“执行后处理”按钮→选择后处理器→→设置程序保存格式“.nc”→单击后处理程式框中“确定”按钮→选择输出询问中的“否”→保存后处理程序(该例文件名设为DWJ03.nc)。
(6)修改数控程序DWJ03.nc,并保存
4.自动编制第二次装夹所需程序的刀具路径
问题解答:
5-13定位件调头装夹时要注意什么问题?
(1)读取几何模型
为避免刀具轨迹混淆,工件调头装夹加工后再次打开图档(定位件轮廓.mc9),在新图档中编制第二次装夹加工所需程序。
【操作步骤】
单击主菜单中的“档案”→“取档”命令→在文件夹中选择“定位件轮廓.mc9,,→打开定位件图档。
(2)工件设置
【操作步骤】
单击主菜单中的“刀具路径”→→弹出“工作设定”对话框,设置毛坯和原点,其他按默认值设置→选中“显示毛坯”复选框,单击“确定”完成设置。
(3)铣零件上表面,保证高度10mm
第一,进入面铣功能。
【操作步骤】
单击主菜单中的“刀具路径”→命令,弹出“串联”子菜单→单击“执行”命令,弹出“面铣”对话框。
第二,选择刀具,设置刀具参数。
即光标移动到“刀具参数”选项卡的刀具列表区(空白处)→→单击“从刀具库中选取刀具”命令,弹出刀具库列表,选择。
然后在“刀具参数”选项卡中设置、、、等参数。
第三,设置面铣参数。
单击“面铣加工参数”选项卡,弹出面铣加工参数→其他参数不变,修改如下参数:
①深度:
-7(绝对坐标)。
根据零件毛坯的高度,为保证实际加工高度10mm,经实际测量确定加工深度为-7。
②选中“Z轴分层铣深”复选框→单击“Z轴分层铣深”按钮→设置Z轴分层切削参数。
第四,完成所有参数设置,单击面铣参数中的“确定”,生成面铣刀具路径。
(4)钻φ5.5通孔
第一,选择钻孔功能。
【操作步骤】
单击主菜单中的“刀具路径”→“钻孔”命令,屏幕左上角弹出“点管理”子菜单→利用“手动”拾取定位件轮廓图φ5.5圆心→按ESC键返回“点管理”子菜单→单击“执行”命令,弹出“钻孔”对话框。
第二,定义新刀具(φ5.5钻头),设置刀具参数。
【操作步骤】
光标移到“刀具参数”选项卡的刀具列表区→点击鼠标右键,弹出快捷菜单一单击“建立新的刀具”命令,弹出“定义刀具”对话框(图5-8)→单击“钻头”,转换到“刀具-钻头”选项卡(图5-9)→设置直径为5.5。
图5-8“定义刀具”对话框
图5-9“刀具-钻头”选项卡
操作提示
1)刀具类型不同所设的参数有所不同,但直径、刀刃、刀长、刀柄直径等主要参数基本一样。
2)图5-9中的“参数”选项卡可以设置刀具的切削参数。
然后,设置刀具参数,如图5-10所示。
图5-10“刀具参数”选项卡(钻头)
钻头的参数设置仅有、两项。
第三,设置钻孔参数。
单击“simpledrill-nopeck”(钻孔参数)选项卡,设置钻孔参数,如图5-11所示。
图5-11钻孔参数
【参数解释】
◆“刀尖补偿”复选框:
选中该复选框——自动将刀尖补偿计算入加工深度。
钻通孔时,选择刀尖补偿是为了确保钻头能钻通零件。
不选中该复选框——加工深度至刀尖。
◆单击“刀尖补偿”按钮,弹出“钻头尖部补偿”对话框(图5-12)。
其中“贯穿距离”是指钻头贯穿工件的距离。
图5-12“钻头尖部补偿”对话框
◆“钻孔循环”下拉列表:
根据孔深浅选择钻孔方式。
第四,完成各参数设置,单击钻孔参数中的“确定”,生成钻孔路径。
(5)铣φ10沉孔
第一,选择外形铣削功能。
【操作步骤】
在主菜单中单击“刀具路径”→“外形铣削”命令→按顺时针选择定位件轮廓图中3个φ10圆作为待加工外形轮廓线→单击“执行”命令,弹出“外形铣削”对话框。
第二,选择刀具,设置刀具参数。
【提示】
选择φ8立铣刀,并合理设置相关刀具参数。
第三,设置外形铣削参数。
【操作步骤】
1单击“外形铣削参数”标签,弹出“外形铣削参数”选项卡→设置参数(图5-13)。
图5-13“外形铣削参数”选项卡(铣φ10沉孔)
②在外形铣削的下拉菜单中选取“螺旋式渐降斜插”→在弹出的“外形铣削的渐降斜插”对话框中设置参数(图5-14)。
第四,完成各参数设置,单击外形铣削参数框中的“确定”,生成外形铣削刀具路径。
(6)刀具路径检验
【操作步骤】
①进入仿真功能。
单击主菜单中的“刀具路径”→“操作管理”命令,弹出“操作管理员”对话框→。
②进行仿真。
单击“操作管理员”对话框中“实体切削验证”按钮→弹出实体切削验证窗口→绘图区图5-14“外形铣削的渐降斜插”对话框
中显示先前设置的毛坯和“实体验证”工具条→单击执行按钮,开始实体切削仿真,并弹出实时实体切削验证窗口。
③观察刀具仿真路径,若发现干涉或其他错误问题及时修改,直至程序正确。
5.后处理第二次装夹所需的三道程序刀具路径,修改后得到加工中心可识别的数控程序
参照第一次装夹所需刀具路径的后处理方法和程序修改方法,生成的数控程序名分别为DWJ04、DWJ05、DWJ06。
【提示】
①进入后处理界面。
②选择后处理程式。
③设置NCI档和NC档参数。
④确认待后处理轨迹。
⑤生成并保存程序。
⑥修改数控程序,并保存。
(二)传送加工程序
用数据线连接安装传送软件的计算机和加工中心接收端口,设置机床及传送软件的有关参数后完成数据传送。
1.传送DWJ01(加工基准面A的面铣程序)至加工中心
【操作步骤】
(1)设置加工中心
(2)设置传送参数,并传送
①打开加工中心传送DNC软件,弹出DNC传送界面(图5-15)。
图5-15DNC传送界面
2单击“机床通讯”按钮,弹出“DNC设置”对话框(图5-16),将在加工中心查到的端口号、波特率分别输入到“串口”和“波特率”栏,其他参数如图5-30所示。
图5-16“DNC参数设置”对话框
③打开中“DWJ01.nc”→单击“机床通讯”→单击“发送”→开始传送。
2.传送DWJ02至加工中心
3.传送余下的加工程序
按实际加工需要,将DWJ03、DWJ04、DWJ05、DWJ06按上述操作步骤分别传送至加工中心。
(三)加工实施
l.填写工、量具清单(表5-4)
填写工、量具清单后,到仓库领取有关的工、量具,并把工、量具摆放整齐。
表5-4工、量具清单
班级
学号
姓名
工具名称
规格
数量
备注
工具名称
规格
数量
备注
借期:
还期:
签名:
2.加工定位件零件
(1)按表5-5所列的加工步骤完成定位件第一次装夹的加工内容
表5-5第一次装夹的加工步骤
序号
加工内容
程序名称
每完成一步打“√”
1
落料
2
启动加工中心
3
装夹工件(15×20×18)
4
安装φ16立铣刀、对刀
5
铣基准面A
DWJOl
6
将φ16立铣刀的Z轴坐标向下偏置lmm
7
粗铣外形轮廓
DWJ02
8
安装φ12立铣刀、对刀
9
精铣外形轮廓
删除程序“DWJ01”、“DWJ02”
DWl03
(2)按表5-6所列的加工步骤完成定位件调头装夹后的加工内容
表5-6第二次装夹的加工步骤
序号
加工内容
程序名称
每完成一步打“√”
1
工件调头
2
安装φ16立铣刀、对刀
3
铣上表面,保证高度10mm
传送程序“DWJ04”
DWJ04
铣上表面
4
安装φ5.5钻头
5
钻φ5.5通孔
删除程序“DWJ03”、“D、WJ04”
DWJ05
传送程序“DWJ05”
钻φ5.5通孔
6
安装φ8立铣刀、对刀
7
铣φ10沉孔
传送程序“DWJ06”
DWl06
铣φ10沉孔
8
拆卸零件、刀柄、刀具
9
整理加工中心及工、量具
10
关闭加工中心
四、质
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- 学习 任务 定位 零件 加工