ebook img

Fundamentals of CNC Machining PDF

256 Pages·2014·14.38 MB·English
by  
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview Fundamentals of CNC Machining

Fundamentals of CNC Machining A Practical Guide for Beginners Fundamentals  of  CNC  Machining   Desk  Copy                                     Compliments  of  Autodesk,  Inc. Copyright  2014  Autodesk,  Inc.     All  Rights  Reserved.     Reproduction  or  translation  of  any  part  of  this  work  beyond  that  permitted  by  Sections  107  and  108  of  the  1976  United  States   Copyright  Act  without  the  expressed  written  permission  of  the  copyright  owner  is  unlawful.    Request  for  permission  or  further   information  should  be  addressed  to  Autodesk,  Inc.     Disclaimer  of  Liability   The  entire  risk  as  to  its  accuracy  and  quality  is  with  the  reader.    In  no  event  shall  Autodesk,  Inc.  be  liable  for  direct,  indirect,  or   consequential  damages  resulting  from  any  defect  in  this  material.     Trademarks   All  brands  are  the  trademark  of  their  respective  owners.     Printed  in  the  United  States  of  America   Registered  with  the  Library  of  Congress         Fundamentals  of  CNC  Machining   Desk  Copy   Document  Number:  060711       ISBN-­‐13:  978-­‐0-­‐615-­‐50059-­‐1   ISBN-­‐10:  0615500595 Fundamentals  of  CNC  Machining         Table  of  Contents     Chapter  1:   Introduction  &  CNC  Process     Overview   Description  ................................................................  1-­‐3   Prerequisites  ..........................................................  1-­‐3   Audience  ................................................................  1-­‐3   Course  Design  ........................................................  1-­‐3   SRP  vs.  RP  ..................................................................  1-­‐4   Prototype  vs.  Production  Machining  .........................  1-­‐4   Required  Tools  and  Equipment  .................................  1-­‐4   Lessons  and  Appendices  ............................................  1-­‐5   Instructional  Resources  .............................................  1-­‐5   Recommended  Use  ...................................................  1-­‐6   Overview  of  CAD/CAM  Process  .................................  1-­‐6     Chapter  2:   Shop  Safety   Overview  ...................................................................  2-­‐3   Safety  Awareness  ......................................................  2-­‐3   Personal  Conduct  &  Shop  Etiquette  ..........................  2-­‐4   Shop  Clothing  ............................................................  2-­‐4   Proper  Shop  Attire  Illustration  ...............................  2-­‐5   General  Safety  Practices  ............................................  2-­‐6   CNC  Safety  Practices  ..................................................  2-­‐6   Safety  Contract  ..........................................................  2-­‐7   Safety  Contract  Form  .............................................  2-­‐8     Chapter  3:   CNC  Tools   Overview  ...................................................................  3-­‐3   End  Mills  ....................................................................  3-­‐3   Face  Mill  ....................................................................  3-­‐4   Corner  Radius  Mill  .....................................................  3-­‐5   Slot  Mill/Slotting  Saw  ................................................  3-­‐5   Center-­‐Spot  Drill  ........................................................  3-­‐5   Twist  Drill  ...................................................................  3-­‐6   Tap  .............................................................................  3-­‐6   Reamer  ......................................................................  3-­‐7   Counterbore  ..............................................................  3-­‐8   Cutting  Tool  Fundamentals  .......................................  3-­‐8   Rotational  Direction  ...............................................  3-­‐8   Chip  Formation  ......................................................  3-­‐8   Chip  Load  ...............................................................  3-­‐9   Climb  vs.  Conventional  Milling  ...............................  3-­‐9   Cutting  Speeds  and  Feeds  Formulas  ........................  3-­‐10   Speed  Formula  .....................................................  3-­‐11   Feed  Formula  .......................................................  3-­‐12   Tap  Feed  Formula  ................................................  3-­‐12   Speed/Feed  Examples  .............................................  3-­‐13   Milling  Speed/Feed  Example  ................................  3-­‐13   Drill  Speed/Feed  Example  ....................................  3-­‐14   i Fundamentals  of  CNC  Machining     Contents   Tap  Speed/Feed  Example  .....................................  3-­‐15   Maximum  Spindle  Speed  Example  .......................  3-­‐16   Cutting  Data  .............................................................  3-­‐17   Best  Practices  Machining  Parameters  ..................  3-­‐18   Troubleshooting  Speed/Feed  Problems  ...............  3-­‐19     Chapter  4:   Coordinate  Systems   Overview  ...................................................................  4-­‐3   Cartesian  Coordinate  System  ....................................  4-­‐3   Number  Line  ..........................................................  4-­‐3   3D  Cartesian  Coordinate  System  ...........................  4-­‐3   Quadrants  ..............................................................  4-­‐4   Units  ..........................................................................  4-­‐5   Vertical  Machining  Center  (VMC)  Motion  .................  4-­‐5   CNC  Motion  Control  ...............................................  4-­‐6   CNC  Machine  Coordinates  .....................................  4-­‐6   About  Machine  Home  Position  ..............................  4-­‐7   Work  Coordinate  System  (WCS)  ................................  4-­‐8   WCS  Example-­‐1  ......................................................  4-­‐9   WCS  Example-­‐2  ....................................................  4-­‐10   WCS  Example-­‐3  ....................................................  4-­‐11   Machine  and  Tool  Offsets  .......................................  4-­‐12   Machine  Offset  XY  ................................................  4-­‐12   Machine  Offset  Z  ..................................................  4-­‐13   Tool  Lenght  Offset  (TLO)  ......................................  4-­‐13     Chapter  5:   CNC  Programming  Language   Overview  ...................................................................  5-­‐3   CNC  Language  and  Structure  .....................................  5-­‐3   Program  Format  .....................................................  5-­‐4   CNC  Editor  .................................................................  5-­‐4   Alphabetic  &  Special  Character  Address  Codes  .........  5-­‐5   Alphabetic  Address  Code  Definitions  .....................  5-­‐5   G&M  Codes  ...............................................................  5-­‐8   G-­‐Codes  ..................................................................  5-­‐8   M-­‐Codes  .................................................................  5-­‐8   Select  G-­‐Code  Definitions  (Expanded)  ...................  5-­‐9   Canned  Cycles  ..........................................................  5-­‐10           Chapter  6:   CNC  Operation   Overview  of  CNC  Setup  and  Operation  .....................  6-­‐3     Machine  and  Tool  Offsets  .........................................  6-­‐5   Fixture  Offset  XY  ....................................................  6-­‐5   Fixture  Offset  Z  ......................................................  6-­‐6   Tool  Length  Offset  (TLO)  ........................................  6-­‐7   Haas  Control  Face  ......................................................  6-­‐8   Haas  Keyboard  .......................................................  6-­‐9   Start/Home  Machine  ...............................................  6-­‐10   Load  Tools  ...............................................................  6-­‐11   Set  Tool  Length  Offset  (TLO)  ...................................  6-­‐13   Set  Fixture  Offset  XY  ................................................  6-­‐17   ii Contents       Fundamentals  of  CNC  Machining   Set  Fixture  Offset  Z  ..................................................  6-­‐21   Load  CNC  Program  ...................................................  6-­‐24   Run  CNC  Program  ....................................................  6-­‐26   Adjusting  Diameter  (CDC)  Offsets  ...........................  6-­‐27   Shut  Down  CNC  .......................................................  6-­‐29     Chapter  7:   2D  Milling  Toolpaths   Overview  ...................................................................  7-­‐3   2D/3D/4X/5X  Defined  ................................................  7-­‐3   2D  (Prismatic)  Parts  ................................................  7-­‐3   3D  Parts  ..................................................................  7-­‐4   4-­‐Axis  Parts  ............................................................  7-­‐4   Standard  CAD  Views  vs.  CAM  Views  ..........................  7-­‐6   CAD  Features  vs.  Machining  Features  .......................  7-­‐6   Toolpaths  by  Type  and  Use  .......................................  7-­‐7   2D  Machining  Features  Example  ............................  7-­‐8   2D  Toolpath  Terminology  ..........................................  7-­‐9   Facing  ......................................................................  7-­‐10   2D  Contouring  .........................................................  7-­‐11   Cutter  Diameter  Compensation  ...........................  7-­‐12   Pocketing  .................................................................  7-­‐13   Slot  Milling  ...............................................................  7-­‐14   Chamfer  Milling  .......................................................  7-­‐15   Radius  (Corner-­‐Round)  Milling  ................................  7-­‐16   Center  Drill  ..............................................................  7-­‐17   Drilling  .....................................................................  7-­‐18   Tapping  ....................................................................  7-­‐19     Chapter  8:   CNC  Turning   Overview  ...................................................................  8-­‐3   Lathe  Components  .................................................  8-­‐4   Spindle  ...................................................................  8-­‐5   Turret  .....................................................................  8-­‐6   Lathe  Coordinate  System  ..........................................  8-­‐8   Driven  (Live)  Tools  .....................................................  8-­‐9   Imaginary  Tool  Tip  ...................................................  8-­‐10   Part  Datum  ..............................................................  8-­‐11   Tools  and  Tool  Holders  ............................................  8-­‐12   Chip  Breaker  .........................................................  8-­‐12   Relief  Angle  ..........................................................  8-­‐13   Tool  Cutting  Angles  ..............................................  8-­‐13   Rake  Angle  ...........................................................  8-­‐14   Insert  Designations  ..................................................  8-­‐15   Lathe  Tool  Types  ......................................................  8-­‐17   Face/Turn  Tools  ...................................................  8-­‐17   Groove  Tool  ..........................................................  8-­‐18   Bore  Tool  ..............................................................  8-­‐19   Thread  Tool  ..........................................................  8-­‐20   Cutoff  Tool  ...........................................................  8-­‐21   Cutting  Speeds  and  Feeds  .......................................  8-­‐22   Speed/Feed  Example  ...........................................  8-­‐23   Cutting  Feed  Example  ..........................................  8-­‐24   Lathe  Setup  and  Programming  Example  .................  8-­‐25   Setup  ....................................................................  8-­‐26   iii Fundamentals  of  CNC  Machining     Contents   Face  ......................................................................  8-­‐27   Rough  ...................................................................  8-­‐28   Finish  ....................................................................  8-­‐29   Groove  .................................................................  8-­‐30   Thread  ..................................................................  8-­‐31   Drill  .......................................................................  8-­‐32   Bore  ......................................................................  8-­‐33   Cutoff  ...................................................................  8-­‐34     Chapter  9:   3D  Toolpaths   Overview  ...................................................................  9-­‐3   3D  Cutter  Compensation  ...........................................  9-­‐3   Tolerances  .................................................................  9-­‐4   3D  Toolpath  Setups  ...................................................  9-­‐6   3D  Roughing  ..............................................................  9-­‐6   Parallel  Finish  ............................................................  9-­‐7   Scallop  Height  ........................................................  9-­‐8   3D  Scallop  ..................................................................  9-­‐9   REST  Milling  .............................................................  9-­‐10   Pencil  Toolpaths  ......................................................  9-­‐11   Conceptualizing  3D  Toolpaths  .................................  9-­‐12     Chapter  10:   Milling  Setups   Overview  .................................................................  10-­‐3   Fixture  Components  ................................................  10-­‐3        Subplates  and  Angle  Plates  ...................................  10-­‐3        Clamps  ..................................................................  10-­‐4   Shoulder  Bolts  and  Dowel  Pins  ................................  10-­‐5   Vise  Accessories  ......................................................  10-­‐5   Hard  Jaws  .............................................................  10-­‐6          Soft  Jaws  ..............................................................  10-­‐6     Appendix  A:   CNC  Milling  Work-­‐Holding  Examples     Project  1  :  Install  Vise  ................................................  A-­‐2   Project  2  :  Install  Vise  Jaws  ........................................  A-­‐4   Project  3  :  Square  Block  .............................................  A-­‐5   Project  4  :  Contour  Square  Step  ..............................  A-­‐13   Project  5  :  Base  ........................................................  A-­‐16   Project  6  :  Housing  ..................................................  A-­‐21   Project  7  :  Fan  Blades  ..............................................  A-­‐23   Project  8  :  Clamp  .....................................................  A-­‐29   Project  9  :  Fixture  Plate  ...........................................  A-­‐31   Project  10  :  French  Curve  ........................................  A-­‐33   Project  11  :  Honeycomb  ..........................................  A-­‐38   Project  12  :  Bracket  .................................................  A-­‐40   Project  13  :  Microwave  Housing  ..............................  A-­‐49   Project  14  :  Geneva  Gear  .........................................  A-­‐57           iv Contents       Fundamentals  of  CNC  Machining   Appendix  B:   Alternate  Tool  Setting  Methods   List  of  Common  Methods  ..........................................  B-­‐1   Using  Paper  ...............................................................  B-­‐2   1-­‐2-­‐3  Block  on  Finished  Part  Face  ..............................  B-­‐3   1-­‐2-­‐3  Block  and  Dial  Indicator  ...................................  B-­‐4   Tool  Probe  .................................................................  B-­‐4     Appendix  C:   CNC  Process  Planning  Form     CNC  Process  Planning  Form  ................................  C-­‐1,  C-­‐2       Appendix  D:   G-­‐M  Code  Reference   Milling  G-­‐  Codes  ........................................................  D-­‐1   Milling  M-­‐Codes  ........................................................  D-­‐2   Lathe  G-­‐Codes  ...................................................  D-­‐3,  D-­‐4   Lathe  M-­‐Codes  ..........................................................  D-­‐4     Appendix  E:   Glossary   Glossary  ..............................................................  E-­‐1,  E-­‐2                   Appendix  F:   Drill  Chart   Drill  Chart  ...........................................................  F-­‐1,  F-­‐2   Inch  Pipe  Threads  ......................................................  F-­‐4   Metric  Taps  ................................................................  F-­‐5               v Fundamentals  of  CNC  Machining     Contents                     vi Fundamentals  of  CNC  Machining                                   Lesson  1   Introduction  &  CNC  Process  Overview             Upon  successful  completion  of  this  lesson,  you  will  be  able  to:   • Describe  overall  course  goal,  prerequisites,  audience  and  course  design.   • Describe  the  difference  between  Subtractive  Rapid  Prototyping  (SRP)  and  Rapid   Prototyping  (RP)  and  the  advantages  and  disadvantages  of  each.   • List  the  tools  and  equipment  required  for  this  course.   • List  the  major  lesson  topics  covered  by  this  course.   • List  the  major  student  resources  available  and  the  information  found  in  course   appendices.   • Describe  the  recommended  use  of  course  materials  to  maximize  the  learning   experience.   • Describe  in  general  the  overall  CAD/CAM/CNC  process.         1-­‐1

See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.