數(shù)控車床加工工藝設(shè)計(jì)資料

.PAGE..---可修編.數(shù)控車床加工工藝設(shè)計(jì)摘要:數(shù)控車削加工設(shè)計(jì)以機(jī)械制造中的工藝根本理論為根底，結(jié)合數(shù)控機(jī)床高精度、高效率和高柔性等特點(diǎn)綜合多方面的知識(shí)，解決數(shù)控加工中的工藝問題。對(duì)零件進(jìn)展編程加工之前，工藝分析具有非常重要的作用。在比擬數(shù)控車床加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝的根底上，對(duì)數(shù)控車床加工工藝中的關(guān)鍵問題進(jìn)展了深入分析，總結(jié)了數(shù)控車床的工藝設(shè)計(jì)方法。通過實(shí)例，證明了正確地進(jìn)展數(shù)控車床加工工藝分析與設(shè)計(jì)有助于提高零件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本文通過對(duì)零件圖樣分析、工藝路線的擬訂、切削用量的選擇等幾方面進(jìn)展了介紹。關(guān)鍵詞:數(shù)控加工工藝分析圖樣分析工藝路線Abstract:thenumericalcontrolturningprocessingdesigninmechanicalmanufacturingprocessofthebasictheory,binedwiththecharacteristicsofncmachineandhighprecision,highefficiencyandhighflexibleintegratedvariousknowledge,solveprocessproblemsinncmachining.Analysisofpartsbeforeusingtheprogrammingprocess,processhasaveryimportantrole.Inparingnumericalcontrollathemachiningprocessandtraditionalprocessingtechnology,onthebasisofthekeyissuesintheprocessofnclathecarriedonthethoroughanalysis,summarizestheprocessdesignmethodofnclathe.Throughtheinstance,provesthecorrectlyforClathemachiningprocessanalysisanddesigntoimprovepartsprocessingqualityandproductionefficiency.Thisarticlethroughtopartspatternanalysis,theformulationofprocessroute,severalaspectssuchastheselectionofcuttingparameterareintroduced.Keywords:thencmachiningprocessanalysispatternanalysisprocessroute目錄摘要……………I引言……………II第1章數(shù)控加工概述…………51.1數(shù)控加工原理………………51.2數(shù)控加工的特點(diǎn)……………5第2章數(shù)控加工工藝分析……………………72.1機(jī)床的合理選用…………72.2數(shù)控加工零件的工藝性分析………………72.3加工方法的選擇與加工方案確實(shí)定………72.4工藝與工步的劃分…………72.5零件的安裝與夾具的選擇…………………82.6刀具的選擇與切削用量確實(shí)定…………92.7對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)確實(shí)定…………………92.8工藝加工路線確實(shí)定……………………10第3章數(shù)控加工程序編制……………………113.1數(shù)控程序編制的定義……………………113.2數(shù)控程序編制的方法……………………113.3字與字的功能…………113.4程序格式………………123.5數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系………123.6常用編程指令…………13第4章數(shù)控車床加工實(shí)例…………………154.1零件圖樣分析……………154.2工藝措施…………………154.3確認(rèn)定位基準(zhǔn)和裝夾方式………………154.4加工路線及進(jìn)給路線……………………164.5刀具選擇…………………174.6工藝卡片…………………184.7切削用量選擇……………184.8數(shù)控加工程序單…………19第5章數(shù)控車加工操作流程…………………215.1開機(jī)………………………215.2參考工藝分析……………215.3編程………………………215.4模擬………………………215.5用試刀法對(duì)刀……………225.6自動(dòng)循環(huán)加工……………23結(jié)論…………24致…………25參考文獻(xiàn)………………………26引言制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，其增加值約占我國(guó)國(guó)生產(chǎn)總值的40%以上，而先進(jìn)的制造技術(shù)是振興制造業(yè)系統(tǒng)工程的重要組成局部。21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)、不斷取得新突破的世紀(jì)，它是數(shù)控技術(shù)全面開展的時(shí)代。數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速開展，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的上下已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)開展水平的重要標(biāo)志。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成外圓柱面、圓錐面、成形外表、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)展車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。數(shù)控機(jī)床的加工工藝與通用機(jī)床的加工工藝有許多一樣之處，但在數(shù)控機(jī)床上加工零件比通用機(jī)床加工零件的工藝規(guī)程要復(fù)雜得多。在數(shù)控加工對(duì)刀前，要將機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過程、零件的工藝過程、刀具的形狀、切削用量和走刀路線等都編入程序，這就要求程序設(shè)計(jì)人員具有多方面的知識(shí)根底。合格的程序員首先是一個(gè)合格的工藝人員，否那么就無法做到全面周到地考慮零件加工的全過程，以及正確、合理地編制零件的加工程序。本文主要討論的就是作為制造業(yè)的組成局部數(shù)控車床。主要容有關(guān)于數(shù)控車床的數(shù)控加工原理、加工工藝分析、刀具的選用、數(shù)控車加工操作流程。第1章數(shù)控加工概述1.1數(shù)控加工原理當(dāng)我們使用機(jī)床加工零件時(shí)，通常都需要對(duì)機(jī)床的各種動(dòng)作進(jìn)展控制，一是控制動(dòng)作的先后次序，二是控制機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件的位移量。采用普通機(jī)床加工時(shí)，這種開車、停車、走刀、換向、主軸變速和開關(guān)切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自動(dòng)機(jī)床和仿形機(jī)床加工時(shí)，上述操作和運(yùn)動(dòng)參數(shù)那么是通過設(shè)計(jì)好的凸輪、靠模和擋塊等裝置以模擬量的形式來控制的，它們雖能加工比擬復(fù)雜的零件，且有一定的靈活性和通用性，但是零件的加工精度受凸輪、靠模制造精度的影響，而且工序準(zhǔn)備時(shí)間也很長(zhǎng)。采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，只需要將零件圖形和工藝參數(shù)、加工步驟等以數(shù)字信息的形式，編成程序代碼輸入到機(jī)床控制系統(tǒng)中，再由其進(jìn)展運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)成驅(qū)動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)，從而控制機(jī)床各部件協(xié)調(diào)動(dòng)作，自動(dòng)地加工出零件來。當(dāng)更換加工對(duì)象時(shí)，只需要重新編寫程序代碼，輸入給機(jī)床，即可由數(shù)控裝置代替人的大腦和雙手的大局部功能，控制加工的全過程，制造出任意復(fù)雜的零件。數(shù)控加工的原理如圖1-1所示。圖1-1數(shù)控加工原理框圖1.2數(shù)控加工的特點(diǎn)總的來說，數(shù)控加工有如下特點(diǎn)：(1)自動(dòng)化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成。假設(shè)配合自動(dòng)裝卸手段，那么是無人控制工廠的根本組成環(huán)節(jié)。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件；省去了劃線、屢次裝夾定位、檢測(cè)等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。(2)對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)。改變加工對(duì)象時(shí)，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外，只需重新編程即可，不需要作其他任何復(fù)雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。(3)加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.005～0.01mm之間，不受零件復(fù)雜程度的影響。由于大局部操作都由機(jī)器自動(dòng)完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時(shí)精細(xì)控制的機(jī)床上還采用了位置檢測(cè)裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。(4)易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實(shí)現(xiàn)群控。由于機(jī)床采用數(shù)字信息控制，易于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接，形成CAD/CAM一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機(jī)床間的聯(lián)系，容易實(shí)現(xiàn)群控?！?〕在可靠性方面，國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值到達(dá)30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。第2章數(shù)控加工工藝分析2.1機(jī)床的合理選用數(shù)控機(jī)床通常最適合加工具有以下特點(diǎn)的零件：(1)多品種、小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件。(2〕輪廓形狀復(fù)雜，或?qū)庸ぞ纫筝^高的零件。(3〕用普通機(jī)床加工時(shí)需用昂貴工藝裝備〔工具、夾具和模具〕的零件。(4〕需要屢次改型的零件。(5〕價(jià)值昂貴，加工中不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。(6〕需要最短生產(chǎn)周期的急需零件。2.2數(shù)控加工零件的工藝性分析〔1〕零件圖上尺寸數(shù)據(jù)的給出，應(yīng)符合程序編制方便的原那么〔2〕零件各加工部位的構(gòu)造工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)2.3加工方法的選擇與加工方案確實(shí)定〔1〕加工方法的選擇加工方法的選擇原那么是：同時(shí)保證加工精度和外表粗糙度的要求。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)際情況。〔2〕確定加工方案的原那么零件上精度要求較高的外表加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步到達(dá)的。對(duì)于這些外表，要根據(jù)質(zhì)量要求、機(jī)床情況和毛坯條件來確定最終的加工方案。確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)該根據(jù)主要外表的精度和外表粗糙度的要求，初步確定為到達(dá)這些要求所需要的加工方法。此時(shí)要考慮到數(shù)控機(jī)床使用的合理性和經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。原那么上數(shù)控機(jī)床僅進(jìn)展較復(fù)雜零件重要基準(zhǔn)的加工和零件的精加工。2.4工藝與工步的劃分〔1〕工序的劃分1〕以零件的裝夾定位方式劃分工序由于每個(gè)零件構(gòu)造形狀不同，各個(gè)外表的技術(shù)要求也不同，所以在加工中，其定位方式就各有差異。一般加工零件外形時(shí)，以形定位；在加工零件形時(shí)以外形定位。可根據(jù)定位方式的不同來劃分工序。2〕按粗、精工序劃分加工根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時(shí)，可按粗、精加工分開的原那么來進(jìn)展劃分工序，即先進(jìn)展粗加工，再進(jìn)展精加工。此時(shí)可以使用不同的機(jī)床或不同的刀具進(jìn)展加工。通常在一次安裝中，不允許將零件的某一局部外表加工完畢后，再加工零件的其它外表。為了減少換刀次數(shù)，縮短空行程運(yùn)行時(shí)間，減少不必要的定位誤差，可以按照使用一樣刀具來集中加工工序的方法來進(jìn)展零件的加工工序劃分。盡可能使用同一把刀具加工出能加工到的所有部位，然后再更換另一把刀具加工零件的其它部位。在專用數(shù)控機(jī)床和加工中心中常常采用這種方法?！?〕工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和生產(chǎn)效率兩方面來考慮。在一個(gè)工序往往需要采用不同的切削刀具和切削用量對(duì)不同的外表進(jìn)展加工。為了便于分析和描述復(fù)雜的零件，在工序又細(xì)分為工步。工步劃分的原那么是：1〕同一外表按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工外表按先粗加工后精加工分開進(jìn)展。2〕對(duì)于既有銑削平面又有鏜孔加工外表的零件，可按先銑削平面后鏜孔進(jìn)展加工。因?yàn)榘创朔椒▌澐止げ?，可以提提高孔的加工精度。因?yàn)殂娤髌矫鏁r(shí)切削力較大，零件易發(fā)生變形。先銑平面后鏜孔，可以使其有一段時(shí)間恢復(fù)變形，并減少由此變形引起對(duì)孔的精度的影響。3〕按使用刀具來劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可以采用按使用刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。2.5零件的安裝與夾具的選擇〔1〕定位安裝的根本原那么1〕力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程計(jì)算基準(zhǔn)統(tǒng)一。2〕盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工外表。3〕防止采用占機(jī)人工調(diào)整加工方案，以便能充分發(fā)揮出數(shù)控機(jī)床的效能。〔2〕選擇夾具的根本原那么數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩點(diǎn)要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向要與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定不變；二是要協(xié)調(diào)零件的和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn)：1〕當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)該盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具或其它通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。2〕在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮使用專用夾具。3〕零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短數(shù)控機(jī)床的停頓時(shí)間。4〕夾具上各零部件應(yīng)該以不阻礙機(jī)床對(duì)零件各外表的加工。夾具要敞開，其定位夾緊機(jī)構(gòu)的元件不能影響加工中的走刀運(yùn)行。2.6刀具的選擇與切削用量確實(shí)定〔1〕刀具的選擇數(shù)控加工的刀具材料，要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料，一般原那么是盡可能選用硬質(zhì)合金；精細(xì)加工時(shí)，還可選擇性能更好更耐磨的瓷、立方氮化硼和金剛石刀具，并應(yīng)優(yōu)選刀具參數(shù)?！?〕切削用量確實(shí)定合理選擇切削用量的原那么是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)該考慮加工本錢。半精加工和精加工時(shí)，一般應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率和經(jīng)濟(jì)性和加工本錢。1〕確定切削深度t〔mm〕。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除待加工余量，最好一次切除待加工余量，以提高生產(chǎn)效率。2〕確定切削速度V〔m/min〕。加大切削速度，也能提高生產(chǎn)效率。但提高生產(chǎn)效率的最有效措施還是應(yīng)盡可能采用大的切削深度t。3〕確定進(jìn)給速度f〔mm/min或mm/r〕。進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)。主要根據(jù)零件的加工精度和外表粗糙度要求以及刀具與零件的材料性質(zhì)來選取。當(dāng)加工精度和外表粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度f應(yīng)該選擇得小些。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能決定，并與數(shù)控系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的大小有關(guān)。2.7對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)確實(shí)定選擇對(duì)刀點(diǎn)的原那么是：〔1〕選擇的對(duì)刀點(diǎn)便與數(shù)學(xué)處理和簡(jiǎn)化程序編制?！?〕對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床上容易校準(zhǔn)。〔3〕加工過程中便于檢查?！?〕引起的加工誤差小。2.8工藝加工路線確實(shí)定確定工藝加工路線的原那么是：〔1〕保證零件的加工精度和外表粗糙度?！?〕方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量?！?〕縮短加工運(yùn)行路線，減少空運(yùn)行行程。在確定工藝加工路線時(shí)，還要考慮零件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度，需要確定是一次走刀，還是屢次走刀來完成切削加工，并確定在數(shù)控銑削加工中是采用逆銑加工還是順銑加工等。..第3章數(shù)控加工程序編制3.1數(shù)控程序編制的定義編制數(shù)控加工程序是使用數(shù)控機(jī)床的一項(xiàng)重要技術(shù)工作，理想的數(shù)控程序不僅應(yīng)該保證加工出符合零件圖樣要求的合格零件，還應(yīng)該使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，使數(shù)控機(jī)床能平安、可靠、高效的工作。數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程。編程工作主要包括：〔1〕分析零件圖樣和制定工藝方案〔2〕數(shù)學(xué)處理〔3〕編寫零件加工程序〔4〕程序檢驗(yàn)3.2數(shù)控程序編制的方法數(shù)控加工程序的編制方法主要有兩種：手工編制程序和自動(dòng)編制程序?！?〕手工編程手工編程指主要由人工來完成數(shù)控編程中各個(gè)階段的工作?！?〕計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程自動(dòng)編程是指在編程過程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進(jìn)展外，其余工作均由計(jì)算機(jī)輔助完成。采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程時(shí)，數(shù)學(xué)處理、編寫程序、檢驗(yàn)程序等工作是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，由于計(jì)算機(jī)可自動(dòng)繪制出刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，使編程人員可及時(shí)檢查程序是否正確，需要時(shí)可及時(shí)修改，以獲得正確的程序。又由于計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程代替程序編制人員完成了繁瑣的數(shù)值計(jì)算，可提高編程效率幾十倍乃至上百倍，因此解決了手工編程無法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。因而，自動(dòng)編程的特點(diǎn)就在于編程工作效率高，可解決復(fù)雜形狀零件的編程難題。3.3字與字的功能〔1〕字符與代碼字符是用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號(hào)，如數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、數(shù)學(xué)運(yùn)算符等?！?〕字在數(shù)控加工程序中，字是指一系列按規(guī)定排列的字符，作為一個(gè)信息單元存儲(chǔ)、傳遞和操作。字是由一個(gè)英文字母與隨后的假設(shè)干位十進(jìn)制數(shù)字組成，這個(gè)英文字母稱為地址符。如："X2500〞是一個(gè)字，X為地址符，數(shù)字"2500〞為地址中的容。(3〕字的功能組成程序段的每一個(gè)字都有其特定的功能含義，以下是以FANUC-0M數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)為主來介紹的?！?〕順序號(hào)字N順序號(hào)又稱程序段號(hào)或程序段序號(hào)。順序號(hào)位于程序段之首，由順序號(hào)字N和后續(xù)數(shù)字組成。便于程序檢查少用〔5〕準(zhǔn)備功能字G準(zhǔn)備功能字的地址符是G，又稱為G功能或G指令，是用于建立機(jī)床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。(6〕尺寸字尺寸字用于確定機(jī)床上刀具運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)位置。其中，第一組X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R用于確定終點(diǎn)的直線坐標(biāo)尺寸；第二組A，B，C，D，E用于確定終點(diǎn)的角度坐標(biāo)尺寸；第三組I，J，K用于確定圓弧輪廓的圓心坐標(biāo)尺寸。在一些數(shù)控系統(tǒng)中，還可以用P指令暫停時(shí)間、用R指令圓弧的半徑等。〔7〕進(jìn)給功能字F進(jìn)給功能字的地址符是F，又稱為F功能或F指令，用于指定切削的進(jìn)給速度。對(duì)于車床，F(xiàn)可分為每分鐘進(jìn)給和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種，對(duì)于其它數(shù)控機(jī)床，一般只用每分鐘進(jìn)給。F指令在螺紋切削程序段中常用來指令螺紋的導(dǎo)程。(8〕主軸轉(zhuǎn)速功能字S主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是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。〔9〕刀具功能字T刀具功能字的地址符是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)。對(duì)于數(shù)控車床，其后的數(shù)字還兼作指定刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀尖半徑補(bǔ)償用?！?0〕輔助功能字M輔助功能字的地址符是M，后續(xù)數(shù)字一般為1～3位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機(jī)床輔助裝置的開關(guān)動(dòng)作。3.4程序格式〔1)程序段格式一個(gè)數(shù)控加工程序是假設(shè)干個(gè)程序段組成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。程序段格式舉例：N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08

N40X90〔本程序段省略了續(xù)效字"G01，Y30.2，F(xiàn)500，S3000，T02，M08〞，但它們的功能仍然有效〕在程序段中，必須明確組成程序段的各要素：移動(dòng)目標(biāo)：終點(diǎn)坐標(biāo)值X、Y、Z沿怎樣的軌跡移動(dòng)：準(zhǔn)備功能字G；進(jìn)給速度：進(jìn)給功能字F；切削速度：主軸轉(zhuǎn)速功能字S；使用刀具：刀具功能字T；機(jī)床輔助動(dòng)作：輔助功能字M。3.5數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系〔1)機(jī)床坐標(biāo)系確實(shí)定機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)定(運(yùn)動(dòng)定那么)在機(jī)床上，我們始終認(rèn)為工件靜止，而刀具是運(yùn)動(dòng)的。這樣編程人員在不考慮機(jī)床上工件與刀具具體運(yùn)動(dòng)的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機(jī)床的加工過程。(2〕機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定。在數(shù)控機(jī)床上，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機(jī)床上的成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)，必須先確定機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的位移和運(yùn)動(dòng)的方向，這就需要通過坐標(biāo)系來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)坐標(biāo)系被稱之為機(jī)床坐標(biāo)系。例如銑床上，有機(jī)床的縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)以及垂向運(yùn)動(dòng)。在數(shù)控加工中就應(yīng)該用機(jī)床坐標(biāo)系來描述。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定：1〕伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90°。那么大拇指代表X坐標(biāo)，食指代表Y坐標(biāo)，中指代表Z坐標(biāo)。2)大拇指的指向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向，食指的指向?yàn)閅坐標(biāo)的正方向，中指的指向?yàn)閆坐標(biāo)的正方向。3)圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定那么，大拇指的指向?yàn)閄、Y、Z坐標(biāo)中任意軸的正向，那么其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的正向?！?〕運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定增大刀具與工件距離的方向即為各坐標(biāo)軸的正方向，下列圖為數(shù)控車床上兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的正方向。(4)坐標(biāo)軸方向確實(shí)定1〕Z坐標(biāo)Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向是由傳遞切削動(dòng)力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)，Z坐標(biāo)的正向?yàn)榈毒唠x開工件的方向。2〕X坐標(biāo)X坐標(biāo)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面。確定X軸的方向時(shí)，要考慮兩種情況：a如果工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，那么刀具離開工件的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向。b如果刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，那么分為兩種情況：Z坐標(biāo)水平時(shí)，觀察者沿刀具主軸向工件看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方；Z坐標(biāo)垂直時(shí)，觀察者面對(duì)刀具主軸向立柱看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方。右圖所示為數(shù)控車床的X坐標(biāo)。3〕Y坐標(biāo)在確定X、Z坐標(biāo)的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標(biāo)的方向，按照右手直角坐標(biāo)系來確定Y坐標(biāo)的方向?！?〕機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置機(jī)床原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)展加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)?！?〕機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)展檢測(cè)和控制的固定位置點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)的位置是由機(jī)床制造廠家在每個(gè)進(jìn)給軸上用限位開關(guān)準(zhǔn)確調(diào)整好的，坐標(biāo)值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)數(shù)。通常在數(shù)控銑床上機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的；而在數(shù)控車床上機(jī)床參考點(diǎn)是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)。下列圖為數(shù)控車床的參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)。3.6常用編程指令數(shù)控加工程序是由各種功能字按照規(guī)定的格式組成的。(1〕絕對(duì)尺寸指令和增量尺寸指令在加工程序中，絕對(duì)尺寸指令和增量尺寸指令有兩種表達(dá)方法。a絕對(duì)尺寸指機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)尺寸值相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)給出。b增量尺寸指機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)尺寸值相對(duì)于前一位置給出。(2)G功能字指定G90指定尺寸值為絕對(duì)尺寸。G91指定尺寸值為增量尺寸。(3)用尺寸字的地址符指定〔本課程中車床局部使用〕絕對(duì)尺寸的尺寸字的地址符用X、Y、Z增量尺寸的尺寸字的地址符用U、V、W(4)坐標(biāo)平面選擇指令坐標(biāo)平面選擇指令是用來選擇圓弧插補(bǔ)的平面和刀具補(bǔ)償平面的。G17表示選擇XY平面，G18表示選擇ZX平面，G19表示選擇YZ平面。程序格式：XY平面：G17G02X～Y～I(xiàn)～J～(R～)F～G17G03X～Y～I(xiàn)～J～(R～)F～ZX平面：G18G02X～Z～I(xiàn)～K～(R～)F～G18G03X～Z～I(xiàn)～K～(R～)F～YZ平面：G19G02Z～Y～J～K～(R～)F～G19G03Z～Y～J～K～(R～)F～..第4章數(shù)控車床加工實(shí)例圖4-1數(shù)控加工零件圖4.1零件圖樣分析(1)材料選45#中碳熱扎鋼，無熱處理及硬度要求的熱扎鋼〔圖4-1數(shù)控加工零件圖〕(2)成型外表組成：由圓柱面、圓錐面、球面、圓弧面以及螺紋面組成。各外表精度要求較高以及外表粗糙度要求為Ra1.6，用數(shù)控車削均可完成。(3)軸段右側(cè)有兩段順逆圓弧，應(yīng)選用機(jī)械間隙補(bǔ)償?shù)臄?shù)控機(jī)床去完成。4.2工藝措施(1)尺寸精度要求及外表粗糙度要求，一般取外表粗糙度為七級(jí)精度，使用高等精度數(shù)控CJK6140即可保證零件的加工要求，編程時(shí)，直接帶入具體尺寸。(2)軸段右側(cè)有兩段順逆圓弧，應(yīng)選用帶機(jī)械間隙補(bǔ)償?shù)臄?shù)控機(jī)床去完成。(3)各成型外表連接無復(fù)雜程度中等，不須用可轉(zhuǎn)位刀片，用一般車削硬質(zhì)合金刀即可。(4)選毛坯件：45#碳熱扎圓鋼，取50X150mm(5)數(shù)控加工前先在普床上完成外圓的準(zhǔn)備加工，使之為48mm，同時(shí)獲得工件的回轉(zhuǎn)軸線、再平端面。4.3確定定位基準(zhǔn)和裝夾方式(1)定位基準(zhǔn)：X方向：坯件回轉(zhuǎn)軸線Z方向：坯件端面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)三者重合；在相應(yīng)加工之前基準(zhǔn)端面要先加工。(2)裝夾方式：三爪自定心卡盤，手工夾緊夾持端。對(duì)坯料多余局部插入主軸部，加工時(shí)依次完成四根軸的加工。在數(shù)控機(jī)床上分別加工各成型面，最后用切割刀切除。綜上所述，首先在普床上平端面、加工外圓去除外表的余量到達(dá)要求，然后把工件放到數(shù)控車床上確定左段用三爪自定心卡盤夾持，加工圓球、圓弧、圓錐、倒角、退刀槽及螺紋，最后用切割刀切斷即可完成。(3)裝夾圖如圖4-2所示：圖4-3裝夾圖4.4加工路線及進(jìn)給路線(1)粗車外外表先平端面，然后遵循由粗到精，從右到左〔由近到遠(yuǎn)〕的加工原那么；加工時(shí)從右到左粗車各面，粗車時(shí)留精加工余量0.5mm。加工時(shí)用復(fù)合固定循環(huán)中的軸向粗車循環(huán)指令〔G73〕自動(dòng)完成加工，以減少計(jì)算時(shí)間，方面編程。加工路線如圖4-3所示，用一把刀即可完成所以容。圖4-3加工路線及進(jìn)給路線圖(2)精車外外表編程時(shí)用G70指令對(duì)應(yīng)G71指令進(jìn)展精車，一刀完成。走刀路線如上圖4-3所示。(3)槽加工一刀完成。走刀路線如下列圖4-4所示：圖4-4槽加工圖(4)螺紋加工由于螺紋系易損面，應(yīng)后加工。編程時(shí)可用G92螺紋循環(huán)指令完成加工。走刀路線如如圖4-5所示：圖4-5螺紋加工圖(5)最后用切斷刀切斷。4.5刀具選擇刀具材料為硬質(zhì)合金，經(jīng)幾何分析sina=OC/OK=6.5/7.5=0.866得到a=60度，Kr大于30為平安?！?〕粗車時(shí)循環(huán)車削輪廓——取一般硬質(zhì)合金90度右偏刀，從右向左車外廓，副偏角為55度，取nk較大的刀以防止干預(yù)，取刀桿直徑D=20mmX20mm?！?〕精車輪廓——用硬質(zhì)合金90度右偏刀，刀尖尖角為55度，刀桿D=20mmX20mm，為保證刀尖圓角半徑r小于構(gòu)造上最小圓弧半徑，取r=0.15~0.2mm?！?〕切槽刀：切削刀寬為5mm，刀柄D=20mmX20mm。〔4〕螺紋刀：使用60度外螺紋硬質(zhì)合金右刀，刀柄20mmX20mm。〔5〕切割刀：切削刃寬為4mm，刀柄D=25mmX25mm〔6〕將以上所選定的刀具參數(shù)填入如下數(shù)控加工刀具卡。4.6工藝卡片表4-1工藝卡片序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格與名稱數(shù)量工序容備注1T0190度右偏硬質(zhì)合金外圓刀1粗車外輪廓及端面自動(dòng)2T0290度右偏硬質(zhì)合金刀1精車外外表自動(dòng)3T03刀刃寬為5mm的切槽刀1切退刀槽自動(dòng)4T0460度的硬質(zhì)合金螺紋刀1車螺紋外螺紋5T05切割刀1切端面寬4mm4.7切削用量選擇背吃刀量外廓：粗車背吃刀量3.0mm精車余量背吃刀量0.5mm螺紋：粗車背吃刀量0.4mm循環(huán)依次減少精車余量背吃刀量0.1mm(2)主軸轉(zhuǎn)速該零件的加工面由圓柱、圓錐、螺紋、球面等外表組成，因?yàn)楣ぜ牧蠟?5#中碳鋼。4.8數(shù)控加工程序單表4-2數(shù)控加工程序單零件圖01零件名稱啟動(dòng)軸編制易漢輝程序號(hào)00001編制日期2010-11-22審核00001程序號(hào)G50X150.0Z200.0T0100；快速定位G96M03S700T0101；主軸正轉(zhuǎn)、恒線速度設(shè)定G00X50Z3.0；快速定位G71U3.0R0.5；粗車循環(huán)進(jìn)給量設(shè)定G71P10Q20U0.5W0.3F0.4；粗車循環(huán)進(jìn)給量設(shè)定N10G00X0；快速定位G01Z0F0.15S1000；設(shè)定精車進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速G02X10Z-10R10；順圓弧加工G01Z-26.5R4.0；外輪廓加工G01X12.0；外輪廓加工X13.5Z-28；外輪廓加工Z-49.5；外輪廓加工X16；外輪廓加工X18.0Z-51；外輪廓加工Z-64.5.0；外輪廓加工N20G00X50.0Z3.0；退回至循環(huán)起點(diǎn)G00X150.0Z200.0T0202；退回至平安點(diǎn)換02號(hào)刀G00X50.0Z3.0S1000F0.15；主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定、進(jìn)給量設(shè)定G70P10Q20；精車循環(huán)G00X150.0Z200.0；快速退刀返回平安點(diǎn)T0303S400F0.15；換03號(hào)刀主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給量設(shè)定G00X40.0Z-49.5；快速定位G01X24.0F0.1；加工槽G04X1.0；暫停1秒G01X23.0；退回至加工起點(diǎn)G00X50.0Z3.0；快速退刀G00X150.0Z200.0；快速退刀返回平安點(diǎn)T0404S600；換04號(hào)刀主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定G00X30.0Z-25.0；快速定位至加工起點(diǎn)G92X26.2Z-47.0F1.5；螺紋循環(huán)第一次走刀X25.6；切螺紋第二次走刀X25.2；切螺紋第三次走刀X25.04；切螺紋第四次走刀X25.04；走空刀切除毛刺G00X50.0Z3.0；退刀G00X150.0Z200.0；快速退刀返回平安點(diǎn)M05T0000；取消刀具補(bǔ)償M30；程序停頓..第5章數(shù)控車加工操作流程5.1、開機(jī)(1)翻開電源開關(guān)。(2)翻開數(shù)控機(jī)床開關(guān)。(3)按機(jī)床操作面板上[NC啟動(dòng)]按鈕。(4)稍等一點(diǎn)時(shí)間，再按[NC準(zhǔn)備好]按鈕。(5)回零。1〕先按[X手輪方式，再按[×100手輪倍率]，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)[FANUC手輪]，使刀架向X方向移動(dòng)一段距離；再按[Z手輪方式]，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)[FANUC手輪]，使刀架向Z方向移動(dòng)一段距離。2〕按[回零方式按鈕，再按[←Z軸↑X軸↓X軸→Z軸]中[↓X軸]、[→Z軸]按鈕。3〕按[POS]按鈕，屏幕上出現(xiàn)〔X0.000Z0.000〕，表示機(jī)床已經(jīng)回零。(6)啟動(dòng)主軸1〕按[編輯方式]，再按[PROG]編程按鈕，編幾個(gè)程序段，如O0011；M03S500；T0101；2〕按[單段]。3〕按[自動(dòng)方式]，再按[循環(huán)啟動(dòng)]，機(jī)床主軸運(yùn)轉(zhuǎn)。4〕按[主軸停頓]]鍵，機(jī)床停頓轉(zhuǎn)動(dòng)。5.2、參考工藝分析5.3、編程注意：編程時(shí)，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，把光標(biāo)移到出錯(cuò)的程序段處，用[CAN]擦除，再重新編程；如果對(duì)程序段的某個(gè)容要進(jìn)展修改，那么可在下面編上某個(gè)正確的容，然后按[替代]鍵，修改編程；按[OEB[鍵出現(xiàn)〔；〕；按[INPUT]按鈕把整個(gè)程序段輸入編程處。5.4、模擬模擬主要檢驗(yàn)編程的正確與否。操作步驟：(1)按[CSTM/GR]按鈕，出現(xiàn)模擬框圖形；(2)按[機(jī)床鎖]按鈕，再按[自動(dòng)方式]以及[循環(huán)啟動(dòng)]按鈕?！沧ⅲ耗M以后，要求重新回零，如果自己能確定編程的正確與否，可不用模擬，以節(jié)省加工時(shí)間，提高加工效率?！?.5、用試刀法對(duì)刀(1)用三爪卡盤把毛坯的右端夾緊。(2)裝刀。1〕當(dāng)?shù)都茈x工件比擬遠(yuǎn)時(shí)，可按[×100手輪倍率]及[X手輪方式]或[Z手輪方式]，轉(zhuǎn)動(dòng)[FANUC手輪]，使刀架靠近工件。2〕把外圓車刀裝在1號(hào)刀位上。試切時(shí)，假設(shè)有凸臺(tái)或凹坑，證明刀尖與工件軸線不等高，可通過調(diào)整墊刀片厚度，使刀尖嚴(yán)格地與工件軸線等高。(3)試切法對(duì)外圓車刀1〕對(duì)Z軸。按[×100手輪倍率]及[X手輪方式]，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)[FANUC手輪]，沿X方向較快進(jìn)給靠近工件，再按[×10手輪倍率]，用較慢的進(jìn)給速度車端面，車完端面后，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)[FANUC手輪]，沿X方向退回，按[主軸停]按鈕，停機(jī)。按[OFSET]按鈕，移動(dòng)[←↑↓→]按鈕，在屏幕出現(xiàn)[磨損/外形]時(shí)，把光標(biāo)定位在[G01U0.000W0.000]的[W0.000]處；在下邊[>]處，輸入Z0，再按[刀具測(cè)量]按鈕，按顯示器的[測(cè)量]鍵，在原先[W0.000]的地方就變成[W—665.848]，Z方向?qū)Φ锻戤叄鐖D5-1所示。圖5-12〕對(duì)X軸。選較小的切削深度，按[×10手輪倍率]及[Z手輪方式]，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)[FANUC手輪]，車大約10~15mm長(zhǎng)的距離，再順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)[FANUC手輪]，把車刀退至離工件約90mm左右，〔防止轉(zhuǎn)動(dòng)刀架時(shí)，刀具碰到工件〕，按[主軸停]按鈕，停機(jī)。測(cè)出所車工件的直徑d為32.2mm，在下邊[>]處，輸入X32.2，按[刀具測(cè)量]按鈕，再按顯示器上相對(duì)應(yīng)的[測(cè)量]鍵，在原先[U0.000]的地方就變成[U—408.340]。(4)輸入磨耗值。按[磨損/外形]的磨損下邊的鍵，出現(xiàn)[偏置/磨損]時(shí)，先用光標(biāo)移動(dòng)在W01的U值上，輸入磨耗