数控车床加工工艺设计资料

数控车床加工工艺设计数控车床加工工艺设计 摘要摘要 数控车削加工设计以机械制造中的工艺基本理论为基础 结合数控机床高精度 高效率和高柔性等特点综合多方面的知识 解决数控加工中的工艺问题 对零件进行 编程加工之前 工艺分析具有非常重要的作用 在比较数控车床加工工艺与传统加工 工艺的基础上 对数控车床加工工艺中的关键问题进行了深入分析 总结了数控车床 的工艺设计方法 通过实例 证明了正确地进行数控车床加工工艺分析与设计有助于 提高零件加工质量和生产效率 本文通过对零件图样分析 工艺路线的拟订 切削用 量的选择等几方面进行了介绍 关关 键键 词词 数控加工 工艺分析 图样分析 工艺路线 Abstract the numerical control turning processing design in mechanical manufacturing process of the basic theory combined with the characteristics of nc machine and high precision high efficiency and high flexible integrated various knowledge solve process problems in nc machining Analysis of parts before using the programming process process has a very important role In comparing numerical control lathe machining process and traditional processing technology on the basis of the key issues in the process of nc lathe carried on the thorough analysis summarizes the process design method of nc lathe Through the instance proves the correctly for CNC lathe machining process analysis and design to improve parts processing quality and production efficiency This article through to parts pattern analysis the formulation of process route several aspects such as the selection of cutting parameter are introduced Key words the nc machining process analysis pattern analysis process route 2 目录目录 摘要摘要 I 引言引言 II 第第 1 1 章章 数控加工概述数控加工概述 5 1 1 数控加工原理 5 1 2 数控加工的特点 5 第第 2 2 章章 数控加工工艺分析数控加工工艺分析 7 2 1 机床的合理选用 7 2 2 数控加工零件的工艺性分析 7 2 3 加工方法的选择与加工方案的确定 7 2 4 工艺与工步的划分 7 2 5 零件的安装与夹具的选择 8 2 6 刀具的选择与切削用量的确定 9 2 7 对刀点和换刀点的确定 9 2 8 工艺加工路线的确定 10 第第 3 3 章章 数控加工程序编制数控加工程序编制 11 3 1 数控程序编制的定义 11 3 2 数控程序编制的方法 11 3 3 字与字的功能 11 3 4 程序格式 12 3 5 数控机床的坐标系 12 3 6 常用编程指令 13 第 4 章 数控车床加工实例 15 4 1 零件图样分析 15 4 2 工艺措施 15 4 3 确认定位基准和装夹方式 15 4 4 加工路线及进给路线 16 4 5 刀具选择 17 4 6 工艺卡片 18 4 7 切削用量选择 18 3 4 8 数控加工程序单 19 第第 5 5 章章 数控车加工操作流程数控车加工操作流程 21 5 1 开机 21 5 2 参考工艺分析 21 5 3 编程 21 5 4 模拟 21 5 5 用试刀法对刀 22 5 6 自动循环加工 23 结结 论论 24 致致 谢谢 25 参考文献参考文献 26 4 引言引言 制造业是我国国民经济的支柱产业 其增加值约占我国国内生产总值的 40 以上 而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分 21 世纪是科学技术突飞猛 进 不断取得新突破的世纪 它是数控技术全面发展的时代 数控机床代表一个民族 制造工业现代化的水平 随着现代化科学技术的迅速发展 制造技术和自动化水平的 高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一 数控车床主要用于加工轴类 盘类 等回转体零件 通过数控加工程序的运行 可自动完成内外圆柱面 圆锥面 成形表 面 螺纹和端面等工序的切削加工 并能进行车槽 钻孔 扩孔 铰孔等工作 车削 中心可在一次装夹中完成更多的加工工序 提高加工精度和生产效率 特别适合于复 杂形状回转类零件的加工 数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处 但在数控机床上加 工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多 在数控加工对刀前 要将机床的 运动过程 零件的工艺过程 刀具的形状 切削用量和走刀路线等都编入程序 这就 要求程序设计人员具有多方面的知识基础 合格的程序员首先是一个合格的工艺人员 否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程 以及正确 合理地编制零件的加 工程序 本文主要讨论的就是作为制造业的组成部分数控车床 主要内容有关于数控车床 的数控加工原理 加工工艺分析 刀具的选用 数控车加工操作流程 5 第第 1 1 章章 数控加工概述数控加工概述 1 11 1 数控加工原理数控加工原理 当我们使用机床加工零件时 通常都需要对机床的各种动作进行控制 一是控制 动作的先后次序 二是控制机床各运动部件的位移量 采用普通机床加工时 这种开 车 停车 走刀 换向 主轴变速和开关切削液等操作都是由人工直接控制的 采用 自动机床和仿形机床加工时 上述操作和运动参数则是通过设计好的凸轮 靠模和挡 块等装置以模拟量的形式来控制的 它们虽能加工比较复杂的零件 且有一定的灵活 性和通用性 但是零件的加工精度受凸轮 靠模制造精度的影响 而且工序准备时间 也很长 采用数控机床加工零件时 只需要将零件图形和工艺参数 加工步骤等以数字信 息的形式 编成程序代码输入到机床控制系统中 再由其进行运算处理后转成驱动伺 服机构的指令信号 从而控制机床各部件协调动作 自动地加工出零件来 当更换加 工对象时 只需要重新编写程序代码 输入给机床 即可由数控装置代替人的大脑和 双手的大部分功能 控制加工的全过程 制造出任意复杂的零件 数控加工的原理如 图 1 1 所示 图 1 1 数控加工原理框图 1 21 2 数控加工的特点数控加工的特点 总的来说 数控加工有如下特点 1 自动化程度高 具有很高的生产效率 除手工装夹毛坯外 其余全部加工过 程都可由数控机床自动完成 若配合自动装卸手段 则是无人控制工厂的基本组成环 节 数控加工减轻了操作者的劳动强度 改善了劳动条件 省去了划线 多次装夹定 6 位 检测等工序及其辅助操作 有效地提高了生产效率 2 对加工对象的适应性强 改变加工对象时 除了更换刀具和解决毛坯装夹方 式外 只需重新编程即可 不需要作其他任何复杂的调整 从而缩短了生产准备周期 3 加工精度高 质量稳定 加工尺寸精度在 0 005 0 01 mm 之间 不受零件复 杂程度的影响 由于大部分操作都由机器自动完成 因而消除了人为误差 提高了批 量零件尺寸的一致性 同时精密控制的机床上还采用了位置检测装置 更加提高了数 控加工的精度 4 易于建立与计算机间的通信联络 容易实现群控 由于机床采用数字信息控 制 易于与计算机辅助设计系统连接 形成 CAD CAM 一体化系统 并且可以建立各机 床间的联系 容易实现群控 5 在可靠性方面 国外数控装置的 MTBF 值已达 6 000h 以上 伺服系统的 MTBF 值达到 30000h 以上 表现出非常高的可靠性 7 第第 2 2 章章 数控加工工艺分析数控加工工艺分析 2 12 1 机床的合理选用机床的合理选用 数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件 1 多品种 小批量生产的零件或新产品试制中的零件 2 轮廓形状复杂 或对加工精度要求较高的零件 3 用普通机床加工时需用昂贵工艺装备 工具 夹具和模具 的零件 4 需要多次改型的零件 5 价值昂贵 加工中不允许报废的关键零件 6 需要最短生产周期的急需零件 2 22 2 数控加工零件的工艺性分析数控加工零件的工艺性分析 1 零件图上尺寸数据的给出 应符合程序编制方便的原则 2 零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点 2 32 3 加工方法的选择与加工方案的确定加工方法的选择与加工方案的确定 1 加工方法的选择 加工方法的选择原则是 同时保证加工精度和表面粗糙度的要求 此外 还应考 虑生产率和经济性的要求 以及现有生产设备等实际情况 2 确定加工方案的原则 零件上精度要求较高的表面加工 常常是通过粗加工 半精加工和精加工逐步达 到的 对于这些表面 要根据质量要求 机床情况和毛坯条件来确定最终的加工方案 确定加工方案时 首先应该根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求 初步确定 为达到这些要求所需要的加工方法 此时要考虑到数控机床使用的合理性和经济性 并充分发挥数控机床的功能 原则上数控机床仅进行较复杂零件重要基准的加工和零 件的精加工 8 2 42 4 工艺与工步的划分工艺与工步的划分 1 工序的划分 1 以零件的装夹定位方式划分工序 由于每个零件结构形状不同 各个表面的技术要求也不同 所以在加工中 其定 位方式就各有差异 一般加工零件外形时 以内形定位 在加工零件内形时以外形定 位 可根据定位方式的不同来划分工序 2 按粗 精工序划分加工 根据零件的加工精度 刚度和变形等因素来划分工序时 可按粗 精加工分开的 原则来进行划分工序 即先进行粗加工 再进行精加工 此时可以使用不同的机床或 不同的刀具进行加工 通常在一次安装中 不允许将零件的某一部分表面加工完毕后 再加工零件的其它表面 为了减少换刀次数 缩短空行程运行时间 减少不必要的定位误差 可以按照使 用相同刀具来集中加工工序的方法来进行零件的加工工序划分 尽可能使用同一把刀 具加工出能加工到的所有部位 然后再更换另一把刀具加工零件的其它部位 在专用 数控机床和加工中心中常常采用这种方法 2 工步的划分 工步的划分主要从加工精度和生产效率两方面来考虑 在一个工序内往往需要采 用不同的切削刀具和切削用量对不同的表面进行加工 为了便于分析和描述复杂的零 件 在工序内又细分为工步 工步划分的原则是 1 同一表面按粗加工 半精加工 精加工依次完成 或全部加工表面按先粗加工 后精加工分开进行 2 对于既有铣削平面又有镗孔加工表面的零件 可按先铣削平面后镗孔进行加工 因为按此方法划分工步 可以提提高孔的加工精度 因为铣削平面时切削力较大 零 件易发生变形 先铣平面后镗孔 可以使其有一段时间恢复变形 并减少由此变形引 起对孔的精度的影响 3 按使用刀具来划分工步 某些机床工作台的回转时间比换刀时间短 可以采用 按使用刀具划分工步 以减少换刀次数 提高加工效率 2 52 5 零件的安装与夹具的选择零件的安装与夹具的选择 1 定位安装的基本原则 1 力求设计基准 工艺基准和编程计算基准统一 9 2 尽量减少装夹次数 尽可能在一次定位装夹后 加工出全部待加工表面 3 避免采用占机人工调整加工方案 以便能充分发挥出数控机床的效能 2 选择夹具的基本原则 数控加工的特点对夹具提出了两点要求 一是要保证夹具的坐标方向要与机床的 坐标方向相对固定不变 二是要协调零件的和机床坐标系的尺寸关系 除此之外 还 应该考虑以下几点 1 当零件加工批量不大时 应该尽量采用组合夹具 可调式夹具或其它通用夹具 以缩短生产准备时间 节省生产费用 2 在成批生产时才考虑使用专用夹具 3 零件的装卸要快速 方便 可靠 以缩短数控机床的停顿时间 4 夹具上各零部件应该以不妨碍机床对零件各表面的加工 夹具要敞开 其定位 夹紧机构的元件不能影响加工中的走刀运行 2 62 6 刀具的选择与切削用量的确定刀具的选择与切削用量的确定 1 刀具的选择 数控加工的刀具材料 要求采用新型优质材料 一般原则是尽可能选用硬质合金 精密加工时 还可选择性能更好更耐磨的陶瓷 立方氮化硼和金刚石刀具 并应优选 刀具参数 2 切削用量的确定 合理选择切削用量的原则是 粗加工时 一般以提高生产率为主 但也应该考虑 加工成本 半精加工和精加工时 一般应在保证加工质量的前提下 兼顾切削效率和 经济性和加工成本 1 确定切削深度 t mm 在机床 工件和刀具刚度允许的情况下 应以最少的进给次数切除待加工余量 最好一次切除待加工余量 以提高生产效率 2 确定切削速度 V m min 加大切削速度 也能提高生产效率 但提高生产效率的最有效措施还是应尽可能 采用大的切削深度 t 3 确定进给速度 f mm min 或 mm r 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数 主要根据零件的加工精度和表面粗 10 糙度要求以及刀具与零件的材料性质来选取 当加工精度和表面粗糙度要求高时 进 给速度 f 应该选择得小些 最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能决定 并与数 控系统脉冲当量的大小有关 2 72 7 对刀点和换刀点的确定对刀点和换刀点的确定 选择对刀点的原则是 1 选择的对刀点便与数学处理和简化程序编制 2 对刀点在机床上容易校准 3 加工过程中便于检查 4 引起的加工误差小 2 82 8 工艺加工路线的确定工艺加工路线的确定 确定工艺加工路线的原则是 1 保证零件的加工精度和表面粗糙度 2 方便数值计算 减少编程工作量 3 缩短加工运行路线 减少空运行行程 在确定工艺加工路线时 还要考虑零件的加工余量和机床 刀具的刚度 需要确 定是一次走刀 还是多次走刀来完成切削加工 并确定在数控铣削加工中是采用逆铣 加工还是顺铣加工等 11 第第 3 章章 数控加工程序编制数控加工程序编制 3 13 1 数控程序编制的定义数控程序编制的定义 编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作 理想的数控程序不仅应该保 证加工出符合零件图样要求的合格零件 还应该使数控机床的功能得到合理的应用与 充分的发挥 使数控机床能安全 可靠 高效的工作 数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程 编程工作主要包 括 1 分析零件图样和制定工艺方案 2 数学处理 3 编写零件加工程序 4 程序检验 3 23 2 数控程序编制的方法数控程序编制的方法 数控加工程序的编制方法主要有两种 手工编制程序和自动编制程序 1 手工编程 手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作 2 计算机自动编程 自动编程是指在编程过程中 除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外 其余工作均由计算机辅助完成 采用计算机自动编程时 数学处理 编写程序 检验程序等工作是由计算机自动 完成的 由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹 使编程人员可及时检查程序是 否正确 需要时可及时修改 以获得正确的程序 又由于计算机自动编程代替程序编 制人员完成了繁琐的数值计算 可提高编程效率几十倍乃至上百倍 因此解决了手工 编程无法解决的许多复杂零件的编程难题 因而 自动编程的特点就在于编程工作效 率高 可解决复杂形状零件的编程难题 3 33 3 字与字的功能字与字的功能 1 字符与代码 字符是用来组织 控制或表示数据的一些符号 如数字 字母 标点符号 数学 运算符等 2 字 在数控加工程序中 字是指一系列按规定排列的字符 作为一个信息单元存储 传递和操作 字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成 这个英文字母称 为地址符 如 X2500 是一个字 X 为地址符 数字 2500 为地址中的内容 3 字的功能 组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义 以下是以 FANUC 0M 数控系统的规 范为主来介绍的 4 顺序号字 N 顺序号又称程序段号或程序段序号 顺序号位于程序段之首 由顺序号字 N 和后 续数字组成 便于程序检查少用 5 准备功能字 G 准备功能字的地址符是 G 又称为 G 功能或 G 指令 是用于建立机床或控制系统工 13 作方式的一种指令 6 尺寸字 尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置 其中 第一组 X Y Z U V W P Q R 用于确定终点的直线坐标尺寸 第二 组 A B C D E 用于确定终点的角度坐标尺寸 第三组 I J K 用于确定圆弧轮 廓的圆心坐标尺寸 在一些数控系统中 还可以用 P 指令暂停时间 用 R 指令圆弧的 半径等 7 进给功能字 F 进给功能字的地址符是 F 又称为 F 功能或 F 指令 用于指定切削的进给速度 对 于车床 F 可分为每分钟进给和主轴每转进给两种 对于其它数控机床 一般只用每分 钟进给 F 指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程 8 主轴转速功能字 S 主轴转速功能字的地址符是 S 又称为 S 功能或 S 指令 用于指定主轴转速 单位 为 r min 9 刀具功能字 T 刀具功能字的地址符是 T 又称为 T 功能或 T 指令 用于指定加工时所用刀具的编 号 对于数控车床 其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用 10 辅助功能字 M 辅助功能字的地址符是 M 后续数字一般为 1 3 位正整数 又称为 M 功能或 M 指令 用于指定数控机床辅助装置的开关动作 3 43 4 程序格式程序格式 1 程序段格式 一个数控加工程序是若干个程序段组成的 程序段格式是指程序段中的字 字符 和数据的安排形式 程序段格式举例 N30 G01 X88 1 Y30 2 F500 S3000 T02 M08 N40 X90 本程序段省略了续效字 G01 Y30 2 F500 S3000 T02 M08 但它们 的功能仍然有效 在程序段中 必须明确组成程序段的各要素 移动目标 终点坐标值 X Y Z 沿怎样的轨迹移动 准备功能字 G 进给速度 进给功能字 F 切削速度 主轴转速功能字 S 使用刀具 刀具功能字 T 机床辅助动作 辅助功能字 M 3 53 5 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 1 机床坐标系的确定 机床相对运动的规定 运动定则 在机床上 我们始终认为工件静止 而刀具是运动的 这样编程人员在不考虑机 床上工件与刀具具体运动的情况下 就可以依据零件图样 确定机床的加工过程 2 机床坐标系的规定 标准机床坐标系中 X Y Z 坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定 在数控机床上 机床的动作是由数控装置来控制的 为了确定数控机床上的成形 运动和辅助运动 必须先确定机床上运动的位移和运动的方向 这就需要通过坐标系 来实现 这个坐标系被称之为机床坐标系 例如铣床上 有机床的纵向运动 横向运动以及垂向运动 在数控加工中就应该用机 床 14 坐标系来描述 标准机床坐标系中 X Y Z 坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角 坐标系决定 1 伸出右手的大拇指 食指和中指 并互为 90 则大拇指代表 X 坐标 食指代 表 Y 坐标 中指代表 Z 坐标 2 大拇指的指向为 X 坐标的正方向 食指的指向为 Y 坐标的正方向 中指的指向为 Z 坐标的正方向 3 围绕 X Y Z 坐标旋转的旋转坐标分别用 A B C 表示 根据右手螺旋定则 大 拇指的指向为 X Y Z 坐标中任意轴的正向 则其余四指的旋转方向即为旋转坐标 A B C 的正向 3 运动方向的规定 增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向 下图为数控车床上两个运动 的正方向 4 坐标轴方向的确定 1 Z 坐标 Z 坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的 即平行于主轴轴线的坐标轴 即为 Z 坐标 Z 坐标的正向为刀具离开工件的方向 2 X 坐标 X 坐标平行于工件的装夹平面 一般在水平面内 确定 X 轴的方向时 要考虑两种 情况 a 如果工件做旋转运动 则刀具离开工件的方向为 X 坐标的正方向 b 如果刀具做旋转运动 则分为两种情况 Z 坐标水平时 观察者沿刀具主轴向 工件看时 X 运动方向指向右方 Z 坐标垂直时 观察者面对刀具主轴向立柱看时 X 运动方向指向右方 右图所示为数控车床的 X 坐标 3 Y 坐标 在确定 X Z 坐标的正方向后 可以用根据 X 和 Z 坐标的方向 按照右手直角 坐标系来确定 Y 坐标的方向 5 机床原点的设置 机床原点是指在机床上设置的一个固定点 即机床坐标系的原点 它在机床装配 调试时就已确定下来 是数控机床进行加工运动的基准参考点 6 机床参考点 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点 机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的 坐标值已输入数控系统中 因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数 通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的 而在数控车床上机床参考点 是离机床原点最远的极限点 下图为数控车床的参考点与机床原点 3 63 6 常用编程指令常用编程指令 数控加工程序是由各种功能字按照规定的格式组成的 1 绝对尺寸指令和增量尺寸指令 在加工程序中 绝对尺寸指令和增量尺寸指令有两种表达方法 a 绝对尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于坐标原点给出 b 增量尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于前一位置给出 2 G 功能字指定 15 G90 指定尺寸值为绝对尺寸 G91 指定尺寸值为增量尺寸 3 用尺寸字的地址符指定 本课程中车床部分使用 绝对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 坐标平面选择指令 坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的 G17 表示选择 XY 平面 G18 表示选择 ZX 平面 G19 表示选择 YZ 平面 程序格式 XY 平面 G17 G02 X Y I J R F G17 G03 X Y I J R F ZX 平面 G18 G02 X Z I K R F G18 G03 X Z I K R F YZ 平面 G19 G02 Z Y J K R F G19 G03 Z Y J K R F 第第 4 章章 数控车床加工实例数控车床加工实例 图 4 1 数控加工零件图 4 14 1 零件图样分析零件图样分析 1 材料选 45 中碳热扎钢 无热处理及硬度要求的热扎钢 图 4 1 数控加工零件 图 2 成型表面组成 由圆柱面 圆锥面 球面 圆弧面以及螺纹面组成 各表面精 度要求较高以及表面粗糙度要求为 Ra1 6 用数控车削均可完成 3 轴段右侧有两段顺逆圆弧 应选用机械间隙补偿的数控机床去完成 4 24 2 工艺措施工艺措施 1 尺寸精度要求及表面粗糙度要求 一般取表面粗糙度为七级精度 使用高等精 度数控 CJK6140 即可保证零件的加工要求 编程时 直接带入具体尺寸 2 轴段右侧有两段顺逆圆弧 应选用带机械间隙补偿的数控机床去完成 3 各成型表面连接无复杂程度中等 不须用可转位刀片 用一般车削硬质合金刀 即可 4 选毛坯件 45 碳热扎圆钢 取 50X150mm 5 数控加工前先在普床上完成外圆的准备加工 使之为 48mm 同时获得工件的回 转轴线 再平端面 4 34 3 确定定位基准和装夹方式确定定位基准和装夹方式 1 定位基准 17 X 方向 坯件回转轴线 Z 方向 坯件端面 设计基准和定位基准与工艺基准三者重合 在相应加工之前基准端面要先加工 2 装夹方式 三爪自定心卡盘 手工夹紧夹持端 对坯料多余部分插入主轴内部 加工时依次完成四根轴的加工 在数控机床上分别加工各成型面 最后用切割刀切除 综上所述 首先在普床上平端面 加工外圆去除表面的余量达到要求 然后把工 件放到数控车床上确定左段用三爪自定心卡盘夹持 加工圆球 圆弧 圆锥 倒角 退刀槽及螺纹 最后用切割刀切断即可完成 3 装夹图如图 4 2 所示 图 4 3 装夹图 4 44 4 加工路线及进给路线加工路线及进给路线 1 粗车外表面 先平端面 然后遵循由粗到精 从右到左 由近到远 的加工原则 加工时从右 到左粗车各面 粗车时留精加工余量 0 5mm 加工时用复合固定循环中的轴向粗车循环 指令 G73 自动完成加工 以减少计算时间 方面编程 加工路线如图 4 3 所示 用 一把刀即可完成所以内容 18 图 4 3 加工路线及进给路线图 2 精车外表面 编程时用 G70 指令对应 G71 指令进行精车 一刀完成 走刀路线如上图 4 3 所示 3 槽加工 一刀完成 走刀路线如下图 4 4 所示 图 4 4 槽加工图 4 螺纹加工 由于螺纹系易损面 应后加工 编程时可用 G92 螺纹循环指令完成加工 走刀 路线如如图 4 5 所示 图 4 5 螺纹加工图 5 最后用切断刀切断 4 54 5 刀具选择刀具选择 刀具材料为硬质合金 经几何分析 sina OC OK 6 5 7 5 0 866 得到 a 60 度 Kr 大于 30 为安全 19 1 粗车时循环车削轮廓 取一般硬质合金 90 度右偏刀 从右向左车外廓 副偏角为 55 度 取 nk 较大的刀以防止干涉 取刀杆直径 D 20mmX20mm 2 精车轮廓 用硬质合金 90 度右偏刀 刀尖尖角为 55 度 刀杆 D 20mmX20mm 为保证刀尖圆角半径 r 小于结构上最小圆弧半径 取 r 0 15 0 2mm 3 切槽刀 切削刀宽为 5mm 刀柄 D 20mmX20mm 4 螺纹刀 使用 60 度外螺纹硬质合金右刀 刀柄 20mmX20mm 5 切割刀 切削刃宽为 4mm 刀柄 D 25mmX25mm 6 将以上所选定的刀具参数填入如下数控加工刀具卡 4 64 6 工艺卡片工艺卡片 表 4 1 工艺卡片 序号刀具号刀具规格 与名称 数量工序内容备注 1 T01 90 度右偏硬 质合金外圆 刀 1 粗车外轮 廓及端面 自动 2T02 90 度右偏硬 质合金刀 1 精车外表面自动 3T03 刀刃宽为 5mm 的切槽刀 1 切退刀槽自动 4T04 60 度的硬质 合金螺纹刀 1 车螺纹外螺纹 5T05 切割刀 1 切端面宽 4mm 4 74 7 切削用量选择切削用量选择 1 背吃刀量 外廓 粗车背吃刀量 3 0mm 精车余量背吃刀量 0 5mm 螺纹 粗车背吃刀量 0 4mm 循环依次减少 精车余量背吃刀量 0 1mm 2 主轴转速 20 该零件的加工面由圆柱 圆锥 螺纹 球面等表面组成 因为工件材料为 45 中碳钢 4 84 8 数控加工程序单数控加工程序单 表 4 2 数控加工程序单 零件图 01 零件 名称 启动轴编制易汉 辉 程序号 00001 编制 日期 2010 11 22 审核 00001 程序号 G50 X150 0 Z200 0 T0100 快速定位 G96 M03 S700 T0101 主轴正转 恒线速度设定 G00 X50 Z3 0 快速定位 G71 U3 0 R0 5 粗车循环进给量设定 G71 P10 Q20 U0 5 W0 3 F0 4 粗车循环进给量设定 N10 G00 X0 快速定位 G01 Z0 F0 15 S1000 设定精车进给量和转速 G02 X10 Z 10 R10 顺圆弧加工 G01 Z 26 5 R4 0 外轮廓加工 G01 X12 0 外轮廓加工 X13 5 Z 28 外轮廓加工 Z 49 5 外轮廓加工 X16 外轮廓加工 X18 0 Z 51 外轮廓加工 Z 64 5 0 外轮廓加工 N20 G00 X50 0 Z3 0 退回至循环起点 G00 X150 0 Z200 0 T0202 退回至安全点换 02 号刀 G00 X50 0 Z3 0 S1000 F0 15 主轴转速设定 进给量设 定 21 G70 P10 Q20 精车循环 G00 X150 0 Z200 0 快速退刀返回安全点 T0303 S400 F0 15 换 03 号刀主轴转速进给 量设定 G00 X40 0 Z 49 5 快速定位 G01 X24 0 F0 1 加工槽 G04 X1 0 暂停 1 秒 G01 X23 0 退回至加工起点 G00 X50 0 Z3 0 快速退刀 G00 X150 0 Z200 0 快速退刀返回安全点 T0404 S600 换 04 号刀主轴转速设定 G00 X30 0 Z 25 0 快速定位至加工起点 G92 X26 2 Z 47 0 F1 5 螺纹循环第一次走刀 X25 6 切螺纹第二次走刀 X25 2 切螺纹第三次走刀 X25 04 切螺纹第四次走刀 X25 04 走空刀切除毛刺 G00 X50 0 Z3 0 退刀 G00 X150 0 Z200 0 快速退刀返回安全点 M05 T0000 取消刀具补偿 M30 程序停止 22 第第 5 5 章章 数控车加工操作流程数控车加工操作流程 5 15 1 开机 开机 1 打开电源开关 2 打开数控机床开关 3 按机床操作面板上 NC 启动 按钮 4 稍等一点时间 再按 NC 准备好 按钮 5 回零 1 先按 X 手轮方式 再按 100 手轮倍率 逆时针转动 FANUC 手轮 使刀 架向 X 方向移动一段距离 再按 Z 手轮方式 逆时针转动 FANUC 手轮 使刀 架向 Z 方向移动一段距离 2 按 回零方式按钮 再按 Z 轴 X 轴 X 轴 Z 轴 中 X 轴 Z 轴 按钮 3 按 POS 按钮 屏幕上出现 X0 000 Z0 000 表示机床已经回零 6 启动主轴 1 按 编辑方式 再按 PROG 编程按钮 编几个程序段 如 O0011 M03S500 T0101 2 按 单段 3 按 自动方式 再按 循环启动 机床主轴运转 4 按 主轴停止 键 机床停止转动 5 25 2 参考工艺分析 参考工艺分析 5 35 3 编程 编程 注意 编程时 如果出现错误 把光标移到出错的程序段处 用 CAN 擦除 再重 新编程 如果对程序段的某个内容要进行修改 则可在下面编上某个正确的内容 然 后按 替代 键 修改编程 按 OEB 键出现 按 INPUT 按钮把整个程序段输入 编程处 5 45 4 模拟 模拟 模拟主要检验编程的正确与否 操作步骤 24 1 按 CSTM GR 按钮 出现模拟框图形 2 按 机床锁 按钮 再按 自动方式 以及 循环启动 按钮 注 模拟以后 要求重新回零 如果自己能确定编程的正确与否 可不用模拟 以节省加工时间 提高加工效率 5 55 5 用试刀法对刀 用试刀法对刀 1 用三爪卡盘把毛坯的右端夹紧 2 装刀 1 当刀架离工件比较远时 可按 100 手轮倍率 及 X 手轮方式 或 Z 手轮方式 转动 FANUC 手轮 使刀架靠近工件 2 把外圆车刀装在 1 号刀位上 试切时 若有凸台或凹坑 证明刀尖与工件轴线 不等高 可通过调整垫刀片厚度 使刀尖严格地与工件轴线等高 3 试切法对外圆车刀 1 对 Z 轴 按 100 手轮倍率 及 X 手轮方式 逆时针转动 FANUC 手轮 沿 X 方向较快进给靠近工件 再按 10 手轮倍率 用较慢的进给速度车端面 车完端面 后 顺时针转动 FANUC 手轮 沿 X 方向退回 按 主轴停 按钮 停机 按 OFSET 按 钮 移动 按钮 在屏幕出现 磨损 外形 时 把光标定位在 G 01 U 0 000 W 0 000 的 W 0 000 处 在下边 处 输入 Z0 再按 刀具测量 按钮 按显示器的 测量 键 在原先 W 0 000 的地方就变成 W 665 848 Z 方向对刀完 毕 如图 5 1 所示 图 5 1 2 对 X 轴 选较小的切削深度 按 10 手轮倍率 及 Z 手轮方式 逆时针转 动 FANUC 手轮 车大约 10 15mm 长的距离 再顺时针转动 FANUC 手轮 把车刀退至 离工件约 90mm 左右 防止转动刀架时 刀具碰到工件 按 主轴停 按钮 停机 测出所车工件的直径 d 为 32 2mm 在下边 处 输入 X32 2 按 刀具测量 按钮 再按显示器上相对应的 测量 键 在原先 U 0 000 的地方就变成 U 408 340 4 输入磨耗值 按 磨损 外形 的磨损下边的键 出现 偏置 磨损 时 先用光标移动在 W01 的 U 外圆 外圆车刀 对刀点 25 值上 输入磨耗值 0 5mm 5 65 6 自动循环加工 自动循环加工 1 粗加工及半精加工 1 按 编辑方式 再按 PROG 编程按钮 出现 O0001 程序 2 按 自动加工 再按 单段 把 进给倍率 打到 60 处 再按 加工循环 机床开始单段