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100mmX 120mm X20mm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VMA600O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0 16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0 16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0 8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0 8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AfC—DfEfF-HfI-JfKfMfNfLfPfQfR -S-T-Z-DfE -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1-5-4O （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1-5-4O （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，（p 16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X 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，p 8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X 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）计算中16键槽铣刀粗加工切削用量：n=1000v/n D=1000 X 150 X 0.4/3.14 X 16^ 1200r/minF=2Sz X n=2 X 0.075 X 1200^ 180mm/min计算中16立铣刀精加工切削用量：n=1000v/n D=1000 X 200 X 0.4/3.14 X 16^ 1600r/minF=3Sz X n=3 X 0.06 X 1600^280 mm//min计算中8键槽铣刀粗加工切削用量：n=1000v/n D=1000X 150X0.4/3.14X8e2400r/minF=2SzX n=2 X 0.075 X 2400^360mm/min计算中8立铣刀精加工切削用量：n=1000v/n D=1000X200X0.4/3.14X8^3100r/minF=3SzXn=3X0.06X3100^550 mm /min数控加工工艺卡片如表1-5-1所示。
表1-5-1数控加工工艺卡片工序号程序编号夹具名称夹具编号材料使用设备1O1006台式虎钳铝合金加工中心^ MA600)f止n 工步号工步内容刀具号刀具规格(mm)主轴转速(r , min-1)进给速度(mm , min-1)切深mm备注1粗铣十字槽T020 16键槽铣刀12002404.92粗铣方形型腔T030 8键槽铣刀24003604.93精铣十字槽T040 16立铣刀16003500.14精铣方形型腔T050 8立铣刀31005500.1注意事项：①启动机床回零后，检查机床零点位置是否正确②正确操作机床，注意安全，文明生产表1-5-2数控加工刀具及其补偿编号刀具名称刀具规格数量用途刀具材料加工性质刀具补偿H(mm)D(mm)2键槽铣刀0 161铣十字槽高速钢粗铣铣十字槽H02=0D02=7.93键槽铣刀0 81铣方形型腔高速钢粗铣方形型腔H03=3.05D03=3.94立铣刀0 161铣十字槽高速钢精铣铣十字槽H04=0.67D04=85立铣刀0 81铣方形型腔高速钢精铣方形型腔H05=2.89D05=4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：表1-5-3数控加工程序（主程序）程序说明O1700;程序号N10 G90 G17 G40 G49 G80 G21 G69;注销N20 T02 M06换0 16键槽铣刀N30 M03 S1000;主轴正转，转速为1000r/minN40 G54 G00 X20 Y0；建立工件坐标系，刀具快速移动到下刀点位置N50 G43 Z50 H02；建立刀具长度补偿N60 G01 Z5 F300；Z向下刀到工件上表面上方5mm安全高度N70 Z-5 F100；Z向下刀到工件上表面下方5mm处N80 F300；环切法粗加工十字形槽N90 D02；N100 M98 P1711；N110 G49 G00 Z50 ；N120 M00；N130 T04 M06换0 16立铣刀N140 M03 S1800；环切法精加工十字形槽N150 G43 H04 Z5；N160 G01 Z-5 F100；N170 F250;N180 D04；N190 M98 P1711；N200 G49 G00 Z50；N210 M00；N220 T03 M06；换0 8键槽铣刀，N230 M03 S1800；粗加工方形型腔N240 G90 G54 G00 X0 Y0；N250 G43 G00 Z50 H03；N260 G68 X0 Y0 R45；N270 D03；建立刀补，D03=3.9mmN280 M98 P1712；调用内轮廓方型腔槽子程序N290 D03；建立刀补，D03=3.9mmN300 M98 P1713；调用外轮廓方型腔槽子程序N310 G49 G00 Z50；N320 G69 M05；N330 M00；N340 T05 M06换0 8立铣刀，N350 M03 S2000；精加工方形型腔N360 G43 G00 Z50 H05；N370 G68 X0 Y0 R45；N380 D05；建立刀具半径补偿，D05=4mmN390 M98 P1712；调用内轮廓方型腔槽子程序N400 D05；N410 M98 P1713；调用外轮廓方型腔槽子程序N420 G49 G00 Z50；N430 G69 M05；N440 M30；程序结束表1-5-4数控加工程序（加工封闭凹槽外轮廓子程序）程序说明O1711;N10 G54 G90;N20 G41 X-10 Y0;N30 G01 Y-20 F300;N40 G03 X-10 Y-20 R10;N50 G01 Y-10;N60 G02 X-15 Y-10 R5;N70 G01 X20;N80 G03 X20 Y10 R10;N90 G01 X15;N100 G02 X10 Y15 R5;N110 Y20;N120 G03 X-10 Y20 R10;N130 G01 Y15;N140 G02 X-15 Y10 R5;N150 G01 X-20;N160 G03 X-20 Y-10 R10;N170 G01 X0;N180 Y0;N190 G00 Z20;N200 G40 X20;N210 M99;程序号（十字形槽子程序）子程序结束，返回主程序O1712;N10 G54 G90;N20 G41 G01 Y-40;N21 G01 Z-5 F100;N30 G01 Y-30 F300;N40 G03 X40 Y-30 R10;N50 G01 Y30;N60 G03 X30 Y40 R10;N70 G01 X-30;N80 G03 X-40 Y30 R10;N90 G01 X-30;N120 G03 X-30 Y-40 R10;N130 G01 X0;N190 G00 Z20;N200 G40 Y0;N210 M99;（内轮廓方槽子程序）O1713;N10 G54 G90;N20 G42 G01 Y-30;N21 G01 Z-5 F100;N30 G01 Y-20 F300;N40 G03 X30 Y-20 R5;N50 G01 Y20;N60 G03 X20 Y30 R5;N70 G01 X-20;N80 G03 X-30 Y20 R5;N90 G01 Y-20;N120 G03 X-20 Y-30 R5;N130 G01 X0;N190 G00 Z20;N200 G40 Y0;N210 M99;(外轮廓方槽子程序)说明：粗铣和精铣时使用同一加工程序，通过调整刀具。