教學(xué)配套課件：數(shù)控編程技能訓(xùn)練項(xiàng)目教程

1、數(shù)控編程技能訓(xùn)練項(xiàng)目教程項(xiàng)目一 數(shù)控車床的操作 任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 任務(wù)二 數(shù)控車削加工仿真 下一頁(yè)返回項(xiàng)目二 數(shù)控車削加工工藝基礎(chǔ) 任務(wù)一 工件與刀具的安裝 任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三 階梯軸的加工 任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 任務(wù)二 外圓錐面的加工 上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四 輪廓線的加工 任務(wù)一 外輪廓的加工 任務(wù)二 內(nèi)輪廓的加工 任務(wù)三 仿形零件的加工 任務(wù)四 套類零件的加工 上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目五 螺紋的加工 任務(wù)一 外螺紋的加工 任務(wù)二 內(nèi)螺紋的加工上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目六 典型零件的加工任務(wù)一 礦用接頭的加工任務(wù)二 軟管接頭芯的加工上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)

2、目七 非圓曲線加工上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一 數(shù)控銑床基本操作任務(wù)一 機(jī)床開機(jī)操作與程序輸入與編輯任務(wù)二 建立工件坐標(biāo)系與對(duì)刀驗(yàn)證任務(wù)三 程序自動(dòng)加工任務(wù)四 刀具補(bǔ)償上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二 手動(dòng)編程任務(wù)一 直線圖形加工任務(wù)二 圓弧圖形加工任務(wù)三 鉆孔任務(wù)四 銑孔上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三 數(shù)控銑床自動(dòng)編程任務(wù)一 認(rèn)識(shí)和了解自動(dòng)編程軟件上一頁(yè)下一頁(yè)返回前 言數(shù)控編程技能訓(xùn)練項(xiàng)目教程參照上饒市職業(yè)學(xué)校國(guó)家示范校特色人才培養(yǎng)課程體系改革要求，尊重職業(yè)教育的基本規(guī)律，以合作企業(yè)(江西福事特液壓有限公司)的實(shí)際零件為教學(xué)案例，并在講述實(shí)際零件的基礎(chǔ)上對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行再整合，整合出幾個(gè)典型的零件作為教學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生完

3、成一個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，就能加工一類零件，給學(xué)習(xí)者以足夠的成就感。下一頁(yè)返回同時(shí)項(xiàng)目之間的聯(lián)系除基本指令格式外，可以獨(dú)立查閱和學(xué)習(xí)，因此，本書適合職業(yè)院校學(xué)生、行業(yè)從業(yè)者學(xué)習(xí)使用。本書分?jǐn)?shù)控車床和數(shù)控銑床兩部分，教材從基本的機(jī)床結(jié)構(gòu)、數(shù)控加工工藝入手，以階梯軸為項(xiàng)目切入點(diǎn)，串聯(lián)了內(nèi)外輪廓加工項(xiàng)目和內(nèi)外螺紋項(xiàng)目，并以企業(yè)典型零件結(jié)束了數(shù)控車床編程基本能力的學(xué)習(xí)，以非圓曲線編程項(xiàng)目作為數(shù)控車床編程的提高內(nèi)容。上一頁(yè)返回項(xiàng)目一 數(shù)控車床的操作 任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 任務(wù)二 數(shù)控車削加工仿真 返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 知識(shí)準(zhǔn)備(一)數(shù)控車床概述目前，數(shù)控車床是使用比較廣泛的數(shù)控機(jī)床，主要用于軸類

4、、盤類等回轉(zhuǎn)體零件的加工，內(nèi)外圓柱面、錐面、圓弧面及螺紋等的切削加工，切槽、鉆孔、打一孔及鉸孔加工，復(fù)雜形狀零件的加工。數(shù)控車床一般由主軸箱、卡盤、操作面板、刀架、滑板、床身、照明燈、尾座等組成，如圖1一1一2所示。1.數(shù)控車床分類1)按數(shù)控車床主軸位置分類(1)立式數(shù)控車床。下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 立式數(shù)控車床的主軸垂直于水平面，并有一個(gè)直徑很大的圓形工作臺(tái)，供裝夾工件用。這類數(shù)控車床主要用于加工徑向尺寸較大、軸向尺寸較小的大型復(fù)雜零件，如圖1一1一3所示。(2)臥式數(shù)控車床。臥式數(shù)控車床的主軸軸線處于水平位置，它的床身和導(dǎo)軌有多種布局形式，是應(yīng)用最廣泛的數(shù)控車床，如圖1一1一

5、4所示。2)按加工零件的基本類型分類(1)卡盤式數(shù)控車床。這類數(shù)控車床未設(shè)置尾座，主要適用于車削盤類(含短軸類)零件，其夾緊方式多為電動(dòng)液壓控制。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 (2)頂尖式數(shù)控車床。這類數(shù)控車床設(shè)置有普通尾座或數(shù)控尾座，主要適合車削較長(zhǎng)的軸類零件及直徑不太大的盤、套類零件。3)按刀架數(shù)量分類(1)單刀架數(shù)控車床。普通數(shù)控車床一般都配置有各種形式的單刀架，如四刀位臥式回轉(zhuǎn)刀架、多工位轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架等。(2)雙刀架數(shù)控車床。這類數(shù)控車床中，雙刀架的配置可以是平行交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，也可以是同軌垂直交錯(cuò)結(jié)構(gòu)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 4)按數(shù)控車床的檔次分類

6、(1)簡(jiǎn)易數(shù)控車床。屬于低檔數(shù)控車床，采用開環(huán)控制進(jìn)給。使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和單片機(jī)對(duì)臥式車床的進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造就得到簡(jiǎn)易型數(shù)控車床。因此，這類數(shù)控車床的加工精度不高，適用于要求不高的回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。(2)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。屬于中檔數(shù)控車床，多采用開環(huán)或半閉環(huán)控制。(3)全功能數(shù)控車床。屬于高檔數(shù)控車床，一般采用后置轉(zhuǎn)塔式刀架，可裝刀具數(shù)量較多，車床采用傾斜床身結(jié)構(gòu)，便于排屑，數(shù)控系統(tǒng)的功能較多，可靠性較好。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 (4)車削中心。除具有數(shù)控車削加工功能外，車削中心還采用了動(dòng)力刀架，并可在刀架上安裝銑刀等回轉(zhuǎn)刀具，該刀架具備動(dòng)力回轉(zhuǎn)功能。其次，車削中心還具有C

7、軸功能。當(dāng)動(dòng)力刀具啟用后，主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)成為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，刀具旋轉(zhuǎn)變成了主運(yùn)動(dòng)。車削中心容量一般較大，部分車削中心還帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置，如圖1一1一5所示(二)FNAUCOiT系統(tǒng)數(shù)控車床操作面板1.數(shù)控車床控制面板結(jié)構(gòu)(見圖1一1一6)2.機(jī)床控制面板FANUCOiT系統(tǒng)CI-A6136型數(shù)控車床的機(jī)床控制面板如圖1一1一7所示，各按鍵的功能及說明見表1一1一2上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 3.MDI面板介紹1)數(shù)控系統(tǒng)控制面板(MDI面板)MDI面板由一個(gè)單色7.2寸LCD顯示器和一個(gè)MDI鍵盤構(gòu)成，如圖1一1一8所示。MDI鍵盤的布局如圖1一1一9所示，MDI面板各按鍵的功能

8、見表1一1一32)功能鍵和軟鍵功能鍵用于選擇屏幕的顯示(功能)類型，共有六個(gè)，一般是先按功能鍵，再按軟鍵。功能鍵和軟鍵的布局如圖1一1一10所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 任務(wù)實(shí)施(一)開機(jī)操作步驟:(1)檢查機(jī)床各部件的狀態(tài)是否正常。(2)按下“急停”按鈕。(3)接通機(jī)床電源，將機(jī)床控制箱(電器柜)上的電源開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“l(fā)”位置。(4)單擊機(jī)床面板上的“系統(tǒng)啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)開始啟動(dòng)。系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，機(jī)床操作面板上相應(yīng)的按鍵指示燈亮起，系統(tǒng)工作方式默認(rèn)為“MDI”方式。圖1一1一11所示為系統(tǒng)啟動(dòng)完成后顯示器顯示內(nèi)容。系統(tǒng)啟動(dòng)完成后松開“急停”按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。上一頁(yè)下一頁(yè)返

9、回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 (二)MDI工作方式在MDI工作方式下可以進(jìn)行的操作有兩種:一種是利用MDI鍵盤對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行修改;另一種是運(yùn)行一段不超過八個(gè)程序段的程序，如換刀、主軸以一定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)等。下面介紹一下如何在MDI工作方式下運(yùn)行一小段程序。若要將二號(hào)刀具換到工作位置，則操作步驟如下:(1)工作方式選擇為“MDI;(2)按MDI鍵盤上的 回鍵，讓顯示器顯示“程式MDI,(3)輸入要運(yùn)行的程序段(即T0202)，然后按 鍵。(4)按機(jī)床操作面板上的“循環(huán)啟動(dòng)”系統(tǒng)會(huì)將二號(hào)刀具換到工作位置。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 在剛開機(jī)時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)主軸轉(zhuǎn)速為零，所以在開機(jī)后應(yīng)使用MD

10、I方式給系統(tǒng)輸入一個(gè)轉(zhuǎn)速值。(三)手動(dòng)工作方式1.手動(dòng)進(jìn)給、手動(dòng)快速移動(dòng)在手動(dòng)工作方式下： 鍵，滑板沿X軸正向以相應(yīng)的進(jìn)給速度移動(dòng)，進(jìn)給速度可以通過進(jìn)給倍率來(lái)； 鍵，滑板沿X軸負(fù)向以相應(yīng)的進(jìn)給速度移動(dòng); 鍵，滑板沿Z軸負(fù)向以相應(yīng)的進(jìn)給速度移動(dòng); 鍵，滑板沿Z軸正向以相應(yīng)的進(jìn)給速度移動(dòng);上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 2.主軸正轉(zhuǎn)、停止和反轉(zhuǎn)在手動(dòng)工作方式下，可以通過 來(lái)控制主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為以前所指定的轉(zhuǎn)速值，可以通過 鍵來(lái)調(diào)整。注意:在啟動(dòng)主軸前應(yīng)保證卡盤處在夾緊狀態(tài)，否則卡抓可能因離心力自動(dòng)從卡盤上退出而發(fā)生安全事故。(四)手搖工作方式在手搖工作方式下，可以利用手輪(手搖脈

11、沖發(fā)生器)來(lái)移動(dòng)滑板及對(duì)主軸進(jìn)行操作。圖1一1一12所示為手輪，沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，滑板沿選定軸正方向移動(dòng);沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，滑板沿選定軸負(fù)方向移動(dòng)移動(dòng)方向可以通過手輪右上方的方向選擇開關(guān)進(jìn)行選擇。手輪旋轉(zhuǎn)一格的移動(dòng)量由鍵可以控制主軸啟動(dòng)或停止。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 (五)編輯工作方式在編輯工作方式下，可以對(duì)加工程序進(jìn)行輸入、編輯、刪除等操作。1.新建程序在編輯工作方式下，按 鍵顯示程序DIR、鍵，查看要輸入的程序名是否已經(jīng)存在，如不存在，則輸入程序名(如00032),切換為程式畫面。然后按INSERT鍵，顯示畫面自動(dòng)2.輸入程序內(nèi)容新建完程序后，接著輸入程序內(nèi)容。輸入時(shí)最

12、好以程序段為單位逐段輸入，輸入時(shí)應(yīng)及時(shí)核又寸，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及日寸修改。通過、DI鍵盤輸入一個(gè)程序段后按圃鍵(女口鍵入“G99T0202M035500;”后按圃鍵)，該程序段即被輸入。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 程序段順序號(hào)自動(dòng)生成，不需要輸入。若要輸入的字符為某鍵右下角的字符，沖區(qū)的字符就是該鍵右下角的字符了。3.程序調(diào)用在編輯工作方式下，、回鍵顯示程序畫面，鍵蠕調(diào)用的程序、(via02023)后按光標(biāo)移動(dòng)鍵或“0檢索”軟鍵，該程序即被調(diào)用。4.刪除程序在編輯工作方式下，按鍵顯示程序畫，鍵入需調(diào)用的程序(via02023)后按 鍵，該程序被刪除。5.指令字的編輯1插入字將光標(biāo)移動(dòng)至

13、插入位置前邊的指令字處，上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 2)刪除字將光標(biāo)移動(dòng)至需要?jiǎng)h除的指令字處，鍵入要插入的指令字后按IN-7鍵。3)修改(替換)字按圖鍵。將光標(biāo)移動(dòng)至需要修改的指令字，按刪除鍵。(六)自動(dòng)工作方式在自動(dòng)工作方式下，可利用輸入的數(shù)控加工程序?qū)α慵M(jìn)行自動(dòng)加工、空運(yùn)行、模擬刀具軌跡等。1.刀具路徑模擬模擬刀具移動(dòng)軌跡的操作步驟如下:(1)在編輯工作方式下將光標(biāo)移動(dòng)至程序開始處;上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 (2) 系統(tǒng)會(huì)在顯示器上顯示出刀具移動(dòng)的路線。注意:在模擬程序時(shí)不要按“循環(huán)啟動(dòng)”按鍵，否則系統(tǒng)將控制機(jī)床進(jìn)行動(dòng)作，發(fā)生事故。2.自動(dòng)加工在自動(dòng)工作

14、方式下，按下機(jī)床控制面板上的“循環(huán)啟動(dòng)”(白色)鍵，系統(tǒng)開始根據(jù)當(dāng)前加工程序控制機(jī)床進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，即對(duì)工件進(jìn)行加工。在程序執(zhí)行過程中，可以按“循環(huán)暫?！?“進(jìn)給保持”)(紅色)鍵來(lái)暫停程序的執(zhí)行及刀具的移動(dòng)(螺紋加工除外)。在按“循環(huán)暫?！?“進(jìn)給保持”)按鍵后，再按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵，系統(tǒng)將繼續(xù)執(zhí)行程序，刀具繼續(xù)移動(dòng)。若在執(zhí)行程序過程中出現(xiàn)緊急情況，則可按“急?！卑粹o或“復(fù)位”鍵，系統(tǒng)將停止機(jī)床的所有動(dòng)作。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 首件試切時(shí)，應(yīng)在單段狀態(tài)進(jìn)行程式檢視(見圖1一1一13)，并將進(jìn)給、快速移動(dòng)、主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)至較低擋位，單步執(zhí)行程序，并隨時(shí)觀察刀具位置、剩余進(jìn)給量

15、、后續(xù)程序段是否合適，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)及時(shí)糾正。(七)關(guān)機(jī)操作步驟:(1)將滑板移動(dòng)至床身尾部。2)按下“急?！卑粹o。3)單擊機(jī)床面板上的“系統(tǒng)停止”鍵，CNC系統(tǒng)關(guān)閉，顯示器關(guān)閉。4)將機(jī)床控制箱(電器柜)上的電源開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“0顯示器關(guān)閉，斷開機(jī)床電源。上一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工仿真 知識(shí)準(zhǔn)備口前國(guó)內(nèi)使用較多的數(shù)控仿真教學(xué)軟件有上海宇龍軟件工程有限公司與天津職業(yè)技術(shù)學(xué)院合作開發(fā)的宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)、南京斯沃軟件技術(shù)有限公司開發(fā)的斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件、北京市斐克科技有限公司和北京聯(lián)高軟件開發(fā)有限公司開發(fā)的VEND數(shù)控仿真系統(tǒng)等，本書以南京斯沃?jǐn)?shù)控仿真系統(tǒng)的FANUCOiT數(shù)控車仿真軟件為例，介紹數(shù)

16、控仿真車削加工仿真操作。(一)軟件啟動(dòng)界面(見圖1-1-16)1)在軟件啟動(dòng)界面左邊文件框內(nèi)選擇“單機(jī)版”。2)在軟件啟動(dòng)界面右邊的條框內(nèi)選擇所要使用的系統(tǒng)名稱“FANUCOiT。下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工仿真 3)選擇機(jī)器碼加密。4)單擊“運(yùn)行”按鈕，進(jìn)入系統(tǒng)界面(見圖1一1一17)。(二)系統(tǒng)界面簡(jiǎn)介1.工具條和菜單的配置全部命令可以通過屏幕左側(cè)工具條上的按鈕來(lái)執(zhí)行。當(dāng)光標(biāo)指向各按鈕時(shí)系統(tǒng)會(huì)立即提示其功能和名稱，同時(shí)在屏幕底部的狀態(tài)欄里顯示該功能的詳細(xì)說明。工具條簡(jiǎn)介如圖1一1一18所示。2.文件管理菜單包括程序文件(*.NC)、刀具文件(*.ct)及毛坯文件(*.wp)調(diào)入和保存有關(guān)

17、的功能，例如用于打開或保存對(duì)NC代碼編輯過程的數(shù)據(jù)文件等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工仿真 1)打開相應(yīng)的對(duì)話框被打開，可選取所要代碼的文件，完成選取后，相應(yīng)的NC代碼顯示在NC窗口里。在全部代碼被加載后，程序自動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)方式;在屏幕底部顯示代碼讀入進(jìn)程。2)新建刪除編輯窗口里正在被編輯和已加載的NC碼。如果代碼有過更改，則系統(tǒng)提示要不要保存更改的代碼。3)加載項(xiàng)目文件把各相關(guān)的數(shù)據(jù)文件(工件文件、程序文件、刀具文件)保存到一個(gè)工程文件里，此文件稱為項(xiàng)目文件。這個(gè)功能用于在新的環(huán)境里加載保存的文件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工仿真 3.刀具的安裝(見圖1一1-21)(1)選擇刀

18、具類型。(2)單擊“添加到刀具”，可選擇將刀具安裝到才目應(yīng)的刀位。4.工件的安裝(見圖1一1一22)1)定義毛坯類型(棒)、長(zhǎng)度(100)、直徑(20)以及材料(ZL412鋁)。2)定義夾具(外圓)。3)選擇更換工件。(三)控制面板的介紹(見圖1-1-23)控制面板各鍵功能如圖1一1一24所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工仿真 任務(wù)實(shí)施仿真加工如圖1一1一17所示零件，毛坯尺寸為小37mmx1001.定義毛坯先把開關(guān)旋鈕打開，在手動(dòng)狀態(tài)下選擇菜單中“工件操作”毛坯”對(duì)話框，選擇毛坯為棒，直徑為小37mm，長(zhǎng)度為100mm, 工件材料為08F低碳鋼，單擊“確定”按鈕，如圖1一1一25所示

19、。2.安裝刀具選擇菜單中“機(jī)床操作”的下拉菜單，打開“刀具庫(kù)管理”對(duì)話框，選擇T0011外圓車刀，單擊“添加到刀盤”下拉菜單中的O1號(hào)刀位，選中機(jī)床刀庫(kù)中的“O1，單擊“轉(zhuǎn)到加工位”，單擊“確定”按鈕，如圖1一1一26所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工仿真 3.輸入程序選擇“編輯方式”，打開“程序保護(hù)”對(duì)話框，按 鍵后輸入程序名“01025，按 鍵，如圖1一1一27所示。4.對(duì)刀操作(1)機(jī)床回原點(diǎn)，選擇回原點(diǎn)命令，單擊 按鈕。(2)對(duì)刀，選擇手動(dòng)方式，選擇“機(jī)床操作”中的下拉菜單，打開“快速定位”對(duì)話選擇中心，單擊“確定”按鈕，如圖1一1一28所示。(3)設(shè)刀偏值，按 選擇“刀具補(bǔ)正

20、”及“幾何形狀”命令，把光標(biāo)移至6001”右邊X方向的坐標(biāo)位置，輸入“XO，按“測(cè)量”鍵;把光標(biāo)移至“6001”中的Z方向坐標(biāo)位置，輸入“ZO，按“測(cè)量”鍵如圖1一1一29所示上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工仿真 5.自動(dòng)加工(1)刀具回原點(diǎn)。(2)選擇“自動(dòng)加工”鍵，關(guān)閉防護(hù)門，再選擇“循環(huán)啟動(dòng)”鍵，如圖1一1一30所示。上一頁(yè)返回圖 1 1 - 2返回圖 1 1 - 3返回圖 1 1 - 4返回圖 1 1 - 5返回圖 1 1 - 6返回圖 1 1 - 7返回表 1 1 - 2返回圖 1 1 - 8返回圖 1 1 9返回表 1 1 - 3返回圖 1 1 - 10返回圖 1 1 - 11

21、返回圖 1 1 - 12返回圖 1 1 - 13返回圖 1 1 - 16返回圖 1 1 - 17返回圖 1 1 - 18返回圖 1 1 - 21返回圖 1 1 - 22返回圖 1 1 - 23返回圖 1 1 - 24返回圖 1 1 - 25返回圖 1 1 - 26返回圖 1 1 - 27返回圖 1 1 - 28返回圖 1 1 - 29返回圖 1 1 - 30返回項(xiàng)目二 數(shù)控車削加工工藝基礎(chǔ) 任務(wù)一 工件與刀具的安裝 任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 返回任務(wù)一 工件與刀具的安裝 知識(shí)準(zhǔn)備(一)數(shù)控車床夾具隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，金屬加工中碰到的奇形怪狀的產(chǎn)品已不足為鮮，要想加工這些產(chǎn)品，最大的難題就

22、是怎樣去夾持，因?yàn)榧庸ぶ灰械毒?、機(jī)床就可以實(shí)現(xiàn)，但夾持就要相對(duì)難辦，故夾具在金屬加工中起到了至關(guān)重要的作用。首先，一個(gè)好的夾具，必須要滿足能夠有效夾持，其次還要有高的夾持精度、效率、可靠性以及較長(zhǎng)的使用壽命等。為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床高速度、高精度和自動(dòng)化的效果，還應(yīng)有相應(yīng)的數(shù)控夾具進(jìn)行配合，夾具除了使用通用三爪自定心卡盤、四爪卡盤及大批量生產(chǎn)中使用便于自動(dòng)控制的液壓電動(dòng)及氣動(dòng)夾具外，數(shù)控車床加工中還有多種相應(yīng)的夾具，它們主要分為兩大類，即用于軸類工件的夾具和用于盤類工件的夾具。下一頁(yè)返回任務(wù)一 工件與刀具的安裝 1.用于軸類工件的夾具數(shù)控車床加工軸類工件時(shí)，坯件裝夾在主軸頂尖和尾座頂尖之間，工

23、件由主軸上的撥盤或撥齒頂尖帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這類夾具在粗車時(shí)可以傳遞足夠大的轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)主軸的高速旋轉(zhuǎn)車削。用于軸類工件的夾具有自動(dòng)夾緊撥動(dòng)卡盤、撥齒頂尖、三爪自定心卡盤和快速可調(diào)萬(wàn)能卡盤等。圖1一2一1所示為三爪自定心卡盤。1)圓柱心軸圖1一2一2所示為圓柱心軸的結(jié)構(gòu)形式。圖1一2一2(a)所示為間隙配合心軸，裝卸工件較方便，但定心精度不高;圖1一2一2(b)所示為過盈配合心軸，由引導(dǎo)部分1、工作部分2和傳動(dòng)部分3組成，這種心軸制造簡(jiǎn)單，定心準(zhǔn)確，不用另設(shè)夾緊裝置，但裝卸工件不便，易損傷工件定位孔，因此多用于定心精度要求高的精加工;圖1一2一2(c)所示為花鍵心軸，用于加工以花鍵孔定位的工件。上一頁(yè)

24、下一頁(yè)返回任務(wù)一 工件與刀具的安裝 2)圓錐心軸如圖1-2一3所示，工件在錐度心軸上定位，并靠工件定位圓孔與心軸限位圓錐面的彈性變形夾緊工件。這種定位方式的定心精度高，可達(dá)小0.O1一小0.02mm，但工件的軸向位移誤差較大，適用于工件定位精度不低于IT7的精車和磨削加工，且不能用于加工端面。3)錐套心軸和錐堵在空心主軸加工過程中，通常采用外圓表面和中心孔互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。在機(jī)加工開始時(shí)，先以支承軸頸為粗基準(zhǔn)加工兩端面和中心孔，再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓表面。在內(nèi)孔加工時(shí)，以加工后的支承軸頸為精基準(zhǔn)。在內(nèi)孔加工完成后，用如圖1一2-4(a)所示的錐堵或如圖1一2-4(b)所示的錐套心軸定位精加

25、工外圓表面，保證各表面間的相互位置精度，最后以精加工后的支承軸頸定位精磨內(nèi)孔。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 工件與刀具的安裝 2.用于盤類工件的夾具這類夾具適用于無(wú)尾座的卡盤式數(shù)控車床。用于盤類工件的夾具主要有可調(diào)卡爪式卡盤和快速可調(diào)卡盤。圖1一2一5所示為四爪單爪可調(diào)式卡盤，外徑是一個(gè)漸開線圓，工藝要求是夾持外圓加工內(nèi)孔，而且種類較多，內(nèi)孔與外形的公差較小，更換工件的頻率較快，對(duì)于這樣的漸開線外形，用手動(dòng)四爪卡盤夾持，操作起來(lái)較慢，每次裝上均要校正中心;用四爪液壓卡盤夾持，由于更換頻率的原因，也比較浪費(fèi)時(shí)間;而采用四爪單爪可調(diào)式卡盤既解決了裝夾慢的問題，又能保證其加工精度，如圖1-2-5所示。上一

26、頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 工件與刀具的安裝 針對(duì)大批量相同或類似工件的加工，可以采用特殊的夾持器械。尤其對(duì)于薄壁的環(huán)，使用帶有6或12個(gè)直徑為400-4000mm卡盤的機(jī)械傳動(dòng)式杠桿平衡卡盤，可以獲得很好的效果(見圖1-2-6)，即在各個(gè)卡盤之間形成一種夾持量和夾持力的均衡狀態(tài)，因此，即使工件的圓周存在誤差，工件也可以安全且無(wú)變形地被夾持住。此外，夾具還可以通過手動(dòng)和自動(dòng)切換到一種純中心的夾持方式。(二)數(shù)控車床刀具隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，現(xiàn)在數(shù)控車床的刀具已不是普通車床所采用的“一機(jī)一刀”的模式，而是多種不同類型的刀具同時(shí)在數(shù)控車床的刀盤上(或主軸上)輪換使用，以達(dá)到自動(dòng)換刀的口的。選擇數(shù)控車削刀具通

27、常要考慮數(shù)控車床的加工能力、工序內(nèi)容及工件材料等因素。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 工件與刀具的安裝 與普通車削相比，數(shù)控車削對(duì)刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。數(shù)控車床常用車刀類型如下:1.焊接式車刀焊接式車刀是將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在刀體上，形成一個(gè)整體。此類刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，剛性較好。但由于受焊接工藝的影響，使刀具的使用性能受到影響;另外，其刀桿不能重復(fù)使用，造成刀具材料的浪費(fèi)。根據(jù)工件加工表面的形狀以及用途不同，焊接式車刀可分為外圓車刀、內(nèi)孔車刀、切斷(切槽)刀、螺紋車刀及成形車刀等，具體如圖1一2一7所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一

28、 工件與刀具的安裝 2.機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的車刀。數(shù)控車床常用的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)形式如圖1-2-8所示，主要由刀桿1、刀片2、刀墊3及夾緊元件4組成。刀片每邊都有切削刃，當(dāng)某切削刃磨損鈍化后，只需松開夾緊元件，將刀片轉(zhuǎn)一個(gè)位置便可繼續(xù)使用。機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀減少了換刀時(shí)間，且對(duì)刀方便，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)控車削加工時(shí)，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。任務(wù)實(shí)施(一)工件的裝夾1.工件的裝夾(1)三爪自定心卡盤。夾持工件時(shí)一般不需要找正，若裝夾不正，則令主軸低速旋轉(zhuǎn)，用銅錘或銅棒敲擊工件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 工件與刀具的安裝 (2)四

29、爪單動(dòng)卡盤。適用于裝夾形狀不規(guī)則或大型工件，夾緊力較大，裝夾精度高，不受卡爪磨損影響，但裝夾不如三爪自定心卡盤方便2.工件的找正找正前需注意:把主軸放在空擋位置，便于轉(zhuǎn)動(dòng);不能同時(shí)松開兩只卡爪，以防止工件掉下;燈光視線角度與針尖要配合好，以減少口測(cè)誤差;工件找正后，四爪的夾緊力要基本相同，否則車削時(shí)工件容易發(fā)生移動(dòng);找正近卡爪處的外圓，發(fā)現(xiàn)有極小誤差時(shí)，不能盲口地松開卡爪，可把相對(duì)應(yīng)的卡爪再夾緊一點(diǎn)來(lái)做微量調(diào)整。(1)軸類工件的找正。對(duì)于軸類零件的找正，找正外圓上的兩個(gè)點(diǎn)即可。具體步驟如下:先找正外圓上a點(diǎn)，再找正外圓上h點(diǎn)。找正a點(diǎn)時(shí)，應(yīng)調(diào)整相應(yīng)的卡爪，其調(diào)整量為間隙值的一半;找正h點(diǎn)時(shí)，采

30、用銅錘或銅棒敲擊。如圖1一2一9所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 工件與刀具的安裝 (2)盤類零件的找正。盤類零件既要找正外圓，還要找正平面，找正平面時(shí)，用銅錘或銅棒敲擊，其調(diào)整量等于間隙值。(3)百分表找正。車削精度較高的工件時(shí)，常采用百分表找正，如圖1一2一10所示。粗找正結(jié)束后，把百分表裝夾在中溜板上，向前移動(dòng)中溜板，使百分表頭與工件的回轉(zhuǎn)軸線相垂直，用手轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤至讀數(shù)最大值，記下中溜板的刻度值和此時(shí)百分表的讀數(shù)值;然后提起百分表頭，向后移動(dòng)中溜板，使百分表離開工件，退至安全位置;掛空擋，用手把卡盤轉(zhuǎn)1800，向前移動(dòng)中溜板，搖到原位(與上次刻度值重合)，再轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤到讀數(shù)最大值，比較對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)

31、的讀數(shù)值，若兩點(diǎn)的讀數(shù)值不相重合，出現(xiàn)了讀數(shù)差，則應(yīng)把其差值除以2作為微調(diào)量進(jìn)行微調(diào);若兩者讀數(shù)重合，則表明工件在這個(gè)方向上的回轉(zhuǎn)中心已經(jīng)與主軸的軸線相重合。應(yīng)用這種方法，一般只需反復(fù)2一3次就能使一對(duì)卡爪達(dá)到要求。同理可找好另一對(duì)卡爪。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 工件與刀具的安裝 用四爪單動(dòng)卡盤找正偏心工件(單件或少量)比三爪自定心卡盤方便，尤其是雙重偏心工件，且加工精度較高。工件的偏心距在4.5mm以內(nèi)時(shí)，直接用百分表找正即可;當(dāng)工件偏心距大于4.5mm時(shí)，0一10mm百分表的量程就受到了局限。可借助量塊輔助，其找正方法與百分表找正方法一致，所不同的是需先在工件上找正處墊量塊，再拉百分表的表頭

32、使其接觸，壓表范圍控制在1mm以內(nèi)，轉(zhuǎn)到最大值，記住讀數(shù)值，再拉起表頭，取出量塊，退出百分表，余下的操作與前面百分表找正一致。上一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 知識(shí)準(zhǔn)備(一)數(shù)控車削工藝分析1.零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，良好的結(jié)構(gòu)工藝性可以使零件加工容易，節(jié)省工時(shí)和材料;而較差的零件構(gòu)造工藝性會(huì)使加工困難，浪費(fèi)工時(shí)和材料，有時(shí)甚至無(wú)法加工。因此，零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)。1)應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位在數(shù)控加工中若沒有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，則會(huì)因工件的二次裝夾而造成加工后兩個(gè)面上的輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。下

33、一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 另外，零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，若沒有，則應(yīng)設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)孔。若無(wú)法制出工藝孔，則也要使用精加工表面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，以減少二次裝夾產(chǎn)生的誤差。此外，還應(yīng)分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保證，有沒有引起矛盾的多余尺寸或影響加工安排的封閉尺寸等。2)注意分析零件的變形情況零件在數(shù)控加工時(shí)的變形不僅會(huì)影響加工質(zhì)量，而且當(dāng)變形較大時(shí)，還將使加工不能繼續(xù)進(jìn)行下去。這時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮采取一些必要的工藝措施進(jìn)行預(yù)防，如對(duì)鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理、對(duì)鑄鋁件進(jìn)行退火處理，對(duì)不能用熱處理方法解決的也可考慮粗、精加工及對(duì)稱去余量等常規(guī)方法。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任

34、務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 除了上面講到的有關(guān)零件的結(jié)構(gòu)工藝性外，有時(shí)還要考慮到毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性，因?yàn)樵跀?shù)控加工零件時(shí)，加工過程是自動(dòng)的，毛坯余量的大小、如何裝夾等問題在選擇毛坯時(shí)就要仔細(xì)考慮好。否則，一旦毛坯不適合數(shù)控加工，加工過程將很難繼續(xù)下去。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定毛坯的余量和裝夾應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)毛坯加工余量應(yīng)充足和盡量均勻。毛坯主要是鍛件、鑄件。因鍛模時(shí)的欠壓量與允許的錯(cuò)模量會(huì)造成余量的不等;鑄造時(shí)也會(huì)因砂型誤差、收縮量及金屬液體的流動(dòng)性差不能充滿型腔等造成余量的不等。此外鍛造、鑄造后，毛坯撓曲與扭曲變形量的不同也會(huì)造成加工余量不充分、不穩(wěn)定。因此，除板材料外，不論是鍛件、鑄件還是型材，

35、只要準(zhǔn)備采用數(shù)控加工，其加工面均應(yīng)有較充分的余量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 對(duì)于熱軋件、厚鋁板，經(jīng)淬火時(shí)效后很容易在加工中與加工后出現(xiàn)變形現(xiàn)象，所以需要考慮在加工時(shí)要不要分層切削、分幾層切削，一般盡量做到各個(gè)加工表面的切削余量均勻，以減少內(nèi)應(yīng)力所致的變形。(2)分析毛坯的裝夾適應(yīng)性。主要考慮毛坯在加工時(shí)定位與夾緊的可靠性和方便性，以便在一次安裝中加工出盡量多的表面。對(duì)于不便裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺(tái)、工藝凸耳等輔助基準(zhǔn)。無(wú)論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬訂工藝方案，選擇合適的刀具，確定切削用量。因此，程序編制前的

36、工藝分析是一項(xiàng)十分重要的工作。在選擇并決定數(shù)控加工零件及其加工內(nèi)容后，應(yīng)對(duì)零件的數(shù)控加工工藝性進(jìn)行全面、認(rèn)真、仔細(xì)的分析。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 (二)零件圖分析首先應(yīng)熟悉零件在產(chǎn)品中的作用、位置、裝配關(guān)系和工作條件，搞清各項(xiàng)技術(shù)要求對(duì)零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響，找出關(guān)鍵的技術(shù)要求，然后對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析。由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)來(lái)編制的，因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系(如相切、相交、垂直和平行等)應(yīng)明確;各種幾何要素的條件要充分，應(yīng)無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。1.尺寸標(biāo)注方法分析以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接標(biāo)注坐標(biāo)尺寸的方法為統(tǒng)一基準(zhǔn)標(biāo)注法，這種標(biāo)

37、注方法見圖1-2一12(a)最符合數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，既方便編程，又保持了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與工件原點(diǎn)設(shè)置的一致性。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 而設(shè)計(jì)人員在標(biāo)注尺寸時(shí)較多考慮裝配與使用特性方面的因素，常采用局部分散的標(biāo)注方法見圖1一2一12(b)，但這種標(biāo)注方法會(huì)給工序安排與數(shù)控編程帶來(lái)許多不便，宜將局部分散的標(biāo)注方法改為統(tǒng)一基準(zhǔn)標(biāo)注方法(由于數(shù)控加工精度及重復(fù)定位精度很高，故統(tǒng)一基準(zhǔn)標(biāo)注方法不會(huì)產(chǎn)生較大的累積誤差)。2.零件圖的完整性和正確性分析構(gòu)成零件輪廓幾何元素(點(diǎn)、線、面)的條件(如相切、相交、垂直和平行等)是數(shù)控編程的重要依據(jù)。審查和分析零件圖紙中構(gòu)成輪廓

38、幾何元素的條件時(shí)，一定要認(rèn)真仔細(xì)，看是否有構(gòu)成零件輪廓的幾何元素不充分或模糊不清的問題。手工編程時(shí)，要依據(jù)這些條件計(jì)算每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo);自動(dòng)編程時(shí)，則要根據(jù)這些條件才能構(gòu)成對(duì)零件的所有幾何元素進(jìn)行定義，無(wú)論哪一條件不明確，編程都無(wú)法進(jìn)行。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 因此，當(dāng)審查與分析圖樣時(shí)，若發(fā)現(xiàn)構(gòu)成零件輪廓幾何元素的條件不充分，則應(yīng)及時(shí)與零件設(shè)計(jì)者協(xié)商解決。3.零件技術(shù)要求與零件材料分析零件的技術(shù)要求主要是指尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等，這些要求在保證零件使用性能的前提下，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理。過高的精度和表面粗糙度要求會(huì)使工藝過程復(fù)雜、加工困難、成本提高。雖然

39、數(shù)控機(jī)床精度很高，但對(duì)一些特殊情況，例如過薄的底板與肋板，因?yàn)榧庸r(shí)產(chǎn)生的切削拉力及薄板的彈性退讓極易產(chǎn)生切削面的振動(dòng)，使薄板厚度尺寸公差難以保證，故其表面粗糙度也將增大。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于面積較大的薄板，當(dāng)其厚度小于3mm時(shí)，就應(yīng)在工藝上充分重視這一問題。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 1)尺寸公差要求在確定控制零件尺寸精度的加工工藝時(shí)，必須分析零件圖樣上的公差要求，從而正確選擇刀具及確定切削用量等。在尺寸公差要求的分析過程中，還可以同時(shí)進(jìn)行一些編程尺寸的簡(jiǎn)單換算，如中值尺寸及尺寸鏈的解算等。在數(shù)控編程時(shí)，常常根據(jù)零件要求的尺寸取其最大和最小極限尺寸的平均值(即“中值”)作為編

40、程的尺寸依據(jù)。2)形狀和位置公差要求圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要要求。在工藝準(zhǔn)備過程中，除了按其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和檢測(cè)基準(zhǔn)并滿足其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的規(guī)定外，還可以根據(jù)機(jī)床的特殊需要進(jìn)行一些技術(shù)性處理，以便有效地控制其形狀和位置誤差。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 3)表面粗糙度要求表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇機(jī)床、刀具及確定切削用量的重要依據(jù)。4)材料要求圖樣上給出的零件毛坯材料及熱處理要求是選擇刀具(材料、幾何參數(shù)及使用壽命)及確定加工工序、切削用量和選擇機(jī)床的重要依據(jù)。5)加工數(shù)量零件的加工數(shù)量對(duì)工件的裝夾與定位、刀具的選擇、工序的

41、安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的參數(shù)。此外，在滿足零件功能的前提下，應(yīng)選用廉價(jià)、切削性能好的材料，而且材料選擇應(yīng)立足國(guó)內(nèi)，不要輕易選用貴重或緊缺的材料。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 (四)確定加工路線加工路線，也就是走刀路線，是指數(shù)控機(jī)床在整個(gè)加工工序中刀具中心(嚴(yán)格來(lái)說是刀位點(diǎn))相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一，在編寫加工程序時(shí)，主要是編寫刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向，它不但包括了工步的內(nèi)容，而且也反映出工步的順序。因此，在確定走刀路線時(shí)最好畫一張工序簡(jiǎn)圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫上去(包括進(jìn)、退刀路線)，這樣可為編程提供不少方便。工步順序是指在同一道工序

42、中，各個(gè)表面加工的先后次序，它對(duì)零件的加工質(zhì)量、加工效率和數(shù)控加工中走刀路線有直接影響，應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序的加工要求等合理安排。一般可隨走刀路線來(lái)進(jìn)行工步的劃分與安排。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 1.加工路線與加工余量的關(guān)系在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯件上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工，則要注意程序的靈活安排。1)對(duì)大余量毛坯進(jìn)行階梯切削時(shí)的數(shù)控車進(jìn)給路線(見圖1一2一13)圖1-2一13所示為車削大余量工件的兩種加工路線，圖1一2一13(a)所示為錯(cuò)誤的階梯切削路線，因?yàn)樵谕瑯颖吵缘读康臈l件下，

43、其加工所剩的余量過多;圖1一2一13(b)所示為按1-5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削路線。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，還可以放棄常用的階梯車削法，改用依次從軸向和徑向進(jìn)刀、順工件毛坯輪廓走刀的路線，如圖1-2一14所示的數(shù)控車進(jìn)給路線。2)分層切削時(shí)刀具的終止位置當(dāng)某表面的余量較多需分層多次走刀切削時(shí)，從第二刀開始就要注意防止走刀到終點(diǎn)時(shí)切削深度的猛增。如圖1-2一15所示的數(shù)控車進(jìn)給路線，設(shè)以90“主偏角刀分層車削外圓，合理的安排應(yīng)是每一刀的切削終點(diǎn)依次提前一小段距離。2.刀具的切入和切出在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，要安排好刀具的切入、

44、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向切入、切出。尤其是車螺紋時(shí)，必須設(shè)置升速段8,和降速段Sz(見圖1一2一16)，這樣可避免因車刀升降而影響螺距的穩(wěn)定。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 3.確定最短的空行程路線在確定數(shù)控車進(jìn)給路線時(shí)，為了提高機(jī)械加工效率，可以確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時(shí)輔以一些簡(jiǎn)單計(jì)算?，F(xiàn)將實(shí)踐中的部分設(shè)計(jì)方法或思路介紹如下。1)巧用起刀點(diǎn)圖1-2一17(a)所示為采用矩形循環(huán)方式的數(shù)控車進(jìn)給路線進(jìn)行粗車的一般情況示例。其起刀點(diǎn)A的設(shè)定是考慮到精車等加工過程中需方便地?fù)Q刀，故設(shè)置在離坯料較遠(yuǎn)的位置處，同時(shí)將起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合

45、在一起，按三刀粗車的走刀路線安排如下:第一刀為A-B-C-D-A;第二刀為A-E-F-G-A;第三刀為A-H-I-J-A。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 圖1-2一17(b)所示為將起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離，并設(shè)于圖1-2一17(b)所示B點(diǎn)位置的數(shù)控車進(jìn)給路線，仍按相同的切削用量進(jìn)行三刀粗車，其走刀路線安排如下:起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離的空行程為AFB;第一刀為B-C-D-E-B;第二刀為B-F-G-H-B;第三刀為B-I-J-K-B。顯然，如圖1-2一17(b)所示的走刀路線短。2)巧設(shè)換刀點(diǎn)為了考慮換(轉(zhuǎn))刀的方便和安全，有時(shí)將換(轉(zhuǎn))刀點(diǎn)設(shè)置在離坯件較遠(yuǎn)的位置(如圖1-2一17(a)

46、，那么，當(dāng)換第二把刀后，進(jìn)行精車時(shí)的空行程路線必然也較長(zhǎng);如果將第二把刀的換刀點(diǎn)也設(shè)置在圖1-2一17(b)所示中的B點(diǎn)位置上，則可縮短空行程距離。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 3)合理安排“回零”路線當(dāng)手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，為使其計(jì)算過程盡量簡(jiǎn)化，既不易出錯(cuò)，又便于校核，編程者(特別是初學(xué)者)有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過執(zhí)行“回零”(即返回對(duì)刀點(diǎn))指令，使其全都返回到對(duì)刀點(diǎn)位置，然后再進(jìn)行后續(xù)程序。這樣會(huì)增加走刀路線的距離，從而大大降低生產(chǎn)效率。因此，在合理安排“回零”路線時(shí)，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短或者為零，即可滿足走刀路線為最短的要求。

47、4.確定最短的切削進(jìn)給路線切削進(jìn)給路線短，可有效地提高生產(chǎn)效率、降低刀具損耗等。在安排粗加工或半精加工的切削進(jìn)給路線時(shí)，應(yīng)同時(shí)兼顧到被加工零件的剛性及加工的工藝性等要求，不要顧此失彼。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 圖1-2一18所示為粗車工件時(shí)幾種不同切削進(jìn)給路線的安排示例。其中，圖1一2一18(a)所示為利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能而控制車刀沿著工件輪廓進(jìn)行走刀的路線;圖1一2一18(b)所示為利用其程序循環(huán)功能安排的“三角形”走刀路線;圖1一2一18(c)所示為利用其矩形循環(huán)功能而安排的“矩形”走刀路線。對(duì)以上三種切削進(jìn)給路線進(jìn)行分析和判斷后可知，矩形循環(huán)進(jìn)給路線的

48、走刀長(zhǎng)度總和為最短。因此，在同等條件下，其切削所需時(shí)間(不含空行程)為最短，刀具的損耗小。另外，矩形循環(huán)加工的程序段格式較簡(jiǎn)單，所以這種進(jìn)給路線的安排在制定加工方案時(shí)應(yīng)用較多。當(dāng)數(shù)控車削加工工藝分析方案確定之后就可以確定進(jìn)給路線了，加工路線的確定必須保持被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，即必須使零件精度符合圖紙要求;其次要考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單、走刀路線盡量短、效率較高等。否則將直接影響加工成本。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 (二)數(shù)控車床切削用量的選擇數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中，所以編程前必須確定合適的切削用量。1.背吃刀量的確定在工藝系

49、統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的條件下，應(yīng)盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)，當(dāng)零件的精度要求較高時(shí)，應(yīng)考慮適當(dāng)留出精車余量，其所留精車余量一般為0.1一0.5mm2.主軸轉(zhuǎn)速的確定1)光車時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速光車時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，按零件、刀具的材料、加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。切削速度除了計(jì)算和查表選取外，還可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 需要注意的是，交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。切削速度確定之后，就用式(2一1)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速。表1一2一2所示為硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值，選用時(shí)可參考選擇。2)車螺紋

50、時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速切削螺紋時(shí)，數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋螺距(或?qū)С?的大小、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的升降頻率特性、螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素的影響，故對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。3.進(jìn)給量的確定1)單向進(jìn)給量計(jì)算單向進(jìn)給量包括縱向進(jìn)給量和橫向進(jìn)給量。粗車時(shí)一般取0.3一0.8mm/r，精車時(shí)常取0.1一0.3mm/r，切斷時(shí)常取0.05一0.2mm/r。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 表1一2一3所示為硬質(zhì)合金車刀粗車外圓或端面的進(jìn)給量的參考值，表1一2一4所示為按表面粗糙度選擇進(jìn)給量的參考值，供參考選用。2)合成進(jìn)給速度的計(jì)算合成進(jìn)給速度是指刀具做合成運(yùn)動(dòng)(斜線及圓弧插補(bǔ)

51、等)時(shí)的進(jìn)給速度。任務(wù)實(shí)施1.編寫零件加工程序零件的加工程序見表1一2一6。2.零件的加工(1)開機(jī)并進(jìn)行機(jī)床檢查。(2)輸入程序。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 數(shù)控車削加工工藝分析 (3)裝夾刀具和工件。(4)對(duì)刀，測(cè)量刀補(bǔ)值。(5)檢查程序與模擬加工。正確與否可用數(shù)控仿真加工驗(yàn)證，如圖1一2一19所示。上一頁(yè)返回圖 1 2 - 1返回圖 1 2 - 2返回圖 1 2 - 3返回圖 1 2 - 4返回圖 1 2 - 5返回圖 1 2 - 6返回圖 1 2 - 7返回圖 1 2 - 8返回圖 1 2 - 9返回圖 1 2 - 10返回圖 1 2 - 12返回圖 1 2 - 13返回圖 1 2 - 1

52、4返回圖 1 2 - 15返回圖 1 2 - 16返回圖 1 2 - 17返回圖 1 2 - 18返回表 1 2 - 2返回表 1 2 - 3返回表 1 2 - 4返回表 1 2 - 6返回圖 1 2 - 19返回項(xiàng)目三 階梯軸的加工 任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 任務(wù)二 外圓錐面的加工 返回任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 知識(shí)準(zhǔn)備(一)數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí)1.程序的結(jié)構(gòu)與組成每種數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)本身的特點(diǎn)及編程的需要，都有一定的程序格式，對(duì)于不同的機(jī)床，其程序的格式也不同。因此，編程人員必須嚴(yán)格按照機(jī)床說明書的規(guī)定格式進(jìn)行編程。一個(gè)數(shù)控程序由程序名、程序主體和程序結(jié)束指令組成。1)程序名程序名位

53、于程序主體之前，它一般獨(dú)占一行。程序名有兩種形式:一種是以規(guī)定的英文字母(多用0)開頭，后面跟四位數(shù)字(0001。9999);下一頁(yè)返回任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 另一種形式是由英文、數(shù)字或英文與數(shù)字混合組成的，中間還可以加人“一”號(hào)，這種形式使用戶命名程序比較靈活，例如，在LC30型數(shù)控車床上加工零件圖號(hào)為215的法蘭第三道工序，其程序可命名為“LC30-FLANGE一215一3，這就給使用、存儲(chǔ)和檢索等帶來(lái)了方便。2)程序主體程序主體是整個(gè)數(shù)控程序的核心部分，由若干行加工語(yǔ)句組成，每一行加工語(yǔ)句稱為一個(gè)程序段，每個(gè)程序段由一個(gè)或多個(gè)指令字構(gòu)成，每個(gè)指令字由地址符和數(shù)字組成，它代表機(jī)床的一

54、個(gè)位置或一個(gè)動(dòng)作，每一個(gè)程序段用“;”結(jié)束。3)程序結(jié)束指令程序結(jié)束可用M02(程序結(jié)束)或M30(程序結(jié)束)指令。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 2.數(shù)控車削編程特點(diǎn)(1)車削加工中刀具只在、Z平面移動(dòng)，所以一般數(shù)控車削編程坐標(biāo)系為XOZ;工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在工件右端面與中心線的交點(diǎn)處。(2)數(shù)控車削編程一般采用直徑編程，即X的編程值用直徑值表示，增量坐標(biāo)編程時(shí)，U值是實(shí)際位移量的2倍。(3)FANUC數(shù)控系統(tǒng)絕對(duì)坐標(biāo)值編程使用的地址符為X,Z，增量坐標(biāo)編程的地址符為U、W。(4)在一個(gè)程序段可采用絕對(duì)坐標(biāo)或增量坐標(biāo)編程，也可采用二者混合方式編程。(5)數(shù)控車削具有恒線速度控制功

55、能，但系統(tǒng)上電后默認(rèn)為G97指令狀態(tài)，單位為r/min上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 (6)系統(tǒng)上電后默認(rèn)的進(jìn)給量單位為mm/r(7)使用固定循環(huán)可簡(jiǎn)化編程，由于車削加工常用棒料或鍛料作為毛坯，加工余量較大，為了簡(jiǎn)化程序，常采用固定循環(huán)功能，以減少坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算。3.準(zhǔn)備功能(G)準(zhǔn)備功能(又稱G功能、G代碼、G指令)是用來(lái)建立機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)工作方式的一種指令，使數(shù)控機(jī)床做好某種操作準(zhǔn)備，用地址G+數(shù)字表示。需要指出的是不同生產(chǎn)廠家數(shù)控系統(tǒng)的G功能相差很大，編程時(shí)必須遵照機(jī)床使用說明書進(jìn)行。G指令分為模態(tài)指令(續(xù)效指令)和非模態(tài)指令(非續(xù)效指令)。模態(tài)指令可在連續(xù)幾個(gè)程序段中有效，直

56、至被同組的指令取代;非模態(tài)指令只在本程序段中有效。FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床的G功能代碼見表1一3一1。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 4.輔助功能(M)輔助功能又稱為M功能或M代碼，是用來(lái)指令機(jī)床輔助動(dòng)作的一種功能，它由地址符M+數(shù)字組成。常用的M代碼見表1一3一2。5.刀具功能(T)刀具功能的地址碼是T，又稱為T功能或T指令，用于指定加工時(shí)所用刀具的編號(hào)。編碼格式:T;地址碼T后的數(shù)字還用于指定刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。其指令格式有兩種:(1)T后面跟四位數(shù)字:前兩位是刀具號(hào);后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)，也是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。(2)T后面跟兩位數(shù)字:前一位是刀具號(hào);后一位是刀

57、具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)，也是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 6.主軸功能(S)主軸功能的地址碼是S，又稱為S功能或S指令，用于指定主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min對(duì)于具有恒線速度功能的數(shù)控車床，程序中的S指令用來(lái)指定車削加工的線速度。(二)外圓、臺(tái)階與端面加工的編程指令1.快速點(diǎn)定位G00(1)G00指令使刀具以點(diǎn)定位控制方式從刀具所在點(diǎn)以最快速度移動(dòng)到坐標(biāo)系的另一點(diǎn)，如圖1一3一2所示。(2)指令格式。G00X(U)Z(W);程序中:X,Z刀具終點(diǎn)坐標(biāo);U,W刀具的終點(diǎn)相對(duì)于始點(diǎn)的增量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 (3)該指令為續(xù)效指令。2.直線插補(bǔ)指令G

58、O1(1)GO1用規(guī)定的進(jìn)給量F，插補(bǔ)加工出任意斜率的直線，如圖1一3一3所示。3.刀具補(bǔ)償指令G40,G41,G42G41/G42/G40GO1/GO0X(U)Z(W);程序中:G40取消刀具半徑補(bǔ)償，按程序路徑進(jìn)給;G41左偏刀具半徑補(bǔ)償，按程序路徑前進(jìn)方向刀具偏在零件左側(cè)進(jìn)給; G42右偏刀具半徑補(bǔ)償，按程序路徑前進(jìn)方向刀具偏在零件右側(cè)進(jìn)給;上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一 外圓臺(tái)階與端面的加工 X,Z建立或取消刀具補(bǔ)償程序段中，刀具移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo);U,W終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的增量坐標(biāo)(相對(duì)坐標(biāo))。任務(wù)實(shí)施(一)編寫零件的加工程序(二)零件的加工(1)開機(jī)并進(jìn)行機(jī)床檢查。(2)輸入程序。(3)裝夾刀具

59、和工件。(4)對(duì)刀，測(cè)量刀補(bǔ)值。(5)檢查程序與模擬加工。上一頁(yè)返回任務(wù)二 外圓錐面的加工 知識(shí)準(zhǔn)備(一)圓錐的基本知識(shí)1.圓錐的基本參數(shù)圓錐的基本參數(shù)主要有a/2,D,d,L四個(gè)，如圖1一3一7所示。(1)圓錐半角a/2;圓錐角a是通過圓錐軸線的截面內(nèi)兩條素線間的夾角，在車削時(shí)經(jīng)常用到的是圓錐角a的一半，即圓錐半角alto(2)圓錐大端直徑D，簡(jiǎn)稱大端直徑。(3)圓錐小端直徑d，簡(jiǎn)稱小端直徑。(4)圓錐長(zhǎng)度L;圓錐大端直徑與圓錐小端直徑處的軸向距離。(5)錐度C;圓錐大、小端直徑之差與長(zhǎng)度之比。下一頁(yè)返回任務(wù)二 外圓錐面的加工 2.圓錐的標(biāo)注方法編程時(shí)，需計(jì)算出相關(guān)的坐標(biāo)，常見的圓錐尺寸標(biāo)注

60、方法如圖1一3一8所示。(二)車削外圓錐面工藝知識(shí)在數(shù)控車床車外圓錐面時(shí)，可分為車正錐和車倒錐兩種情況。1.車正錐的工藝路線車正錐的工藝路線，如圖1一3一9所示。如圖1一3一9(a)所示，刀具走刀路線為相似三角形，按此加工路線，刀具切削運(yùn)動(dòng)的距離較短，但需要計(jì)算終刀距離。如圖1一3一9(b)所示，車正錐不需要計(jì)算終刀距離，只要確定切削深度，即可車出外圓錐面，編程方便。但在每次切削中切削深度是變化的，且刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線較長(zhǎng)。如圖1一3一9(c)所示，程序段較少，適合車削大小端相差較大的外圓錐面工件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二 外圓錐面的加工 2.車倒錐的工藝路線車倒錐原理和車正錐原理相同，如圖1一