螺纹轴零件的数控加工.doc

济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 题目 螺纹轴零件的数控加工 系别 机电系 专业 机电一体化技术 班级 姓名 学号 指导教师 日期 济源职业技术学院毕业设计 I 设计任务书 设计题目 设计题目 螺纹轴零件的数控加工 设计要求 设计要求 严格按照数控加工编制工艺的流程 1 确保表面的粗糙度 使表面光滑 2 保证零件的力学性能不能发生变化 3 熟练的掌握各个指令的用途 4 设计进度要求 设计进度要求 第一周 进厂实习收集资料 第二周 确定毕业设计题目 第三周 选择加工工件的材料 第四周 分析加工零件的形状 明确加工步骤和加工要求 第五周 处理好数控机床上的部分加工指令 第六周 进行草稿的撰写 第七周 整理论文 第八周 准备答辩 指导教师 签名 指导教师 签名 济源职业技术学院毕业设计 II 摘 要 我国数控机床产量持续高速增长 数控机床在加工精度 自动化程度 生 产效率 劳动强度等诸方面都有普通机床无法比拟的优势 数控机床可有效地 零件的加工时间和辅助时间 使用数控机床加工零件时 操作者的主要任务是 程序编制 程序输入 装卸零件 刀具准备 加工状态的观测 零件的检验等 劳动强度降低 可预先精确估算出零件的加工时间 所使用的刀具 夹具可进 行规范化 现代化管理 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 关键词 数控编程 数控加工 对刀 济源职业技术学院毕业设计 I 目 录 摘 要 III 1 工件参数设计选择及工艺 1 1 1 应用场合及工艺 1 1 2 加工零件图 2 1 3 夹具的类型 2 1 4 夹具的选择 2 1 5 零件的安装 3 1 6 车螺纹 6 1 7 进给速度的确定 6 1 8 切削要素的确定 6 1 9 对刀 10 2 数控基本参数 11 2 1 常用指令 11 2 2 常用循环指令 14 3 工件的加工工艺 19 3 1 确定零件装夹方案 19 3 2 确定加工顺序加工路线 19 3 3 选择刀具 19 3 4 选择切削用量 19 3 5 加工坐标系 19 3 6 直径编程方式 20 3 7 进刀和退刀方式 20 3 8 操作步骤确定 21 4 工件的编程 22 4 1 单步加工程序 22 4 2 循环加工程序 23 5 数控加工的优点 25 致 谢 26 参考文献 27 济源职业技术学院毕业设计 1 1 工件参数设计选择及工艺 1 11 1 应用场合及工艺应用场合及工艺 工艺规程是操作工人在加工零件时的指导性文件 由于普通机床设备受控于操作工 人 因此 在普通设备用的工艺规程实际上只是一个工艺过程卡 切削用量 走刀路线 工序及工步等由操作工人自行选定 数控机床加工的程序是数控机床的指令性文件 数 控机床受控于程序指令 加工的全部过程都是按程序指令自动进行的 因此 数控加工 程序与普通机床加工工艺之间有较大差别 涉及的内容也较广 数控加工程序不仅要包 括零件的工艺过程 而且还要包括切削用量 走刀路线 刀具尺寸以及机床的运动过程 因此 要求编程人员对数控设备的性能 特点 运动方式 刀具系统 切削规程以及工 件的装夹方式都要非常的熟悉 工艺方案的好坏不仅影响数控机床效率的发挥 而且将 直接影响到零件的加工质量 本螺纹轴应用与液压缸衔接处 在正常载荷作用下具有密封性能稳定 精度比较高 承载压力大 配合精度高等特点 多用与 45 号钢 中碳钢等材料 数控加工工艺的主要内容 1 选择在数控机床上加工的零件 并确定加工的工序内容 2 分析加工零件的形状 明确加工步骤和加工要求 3 设定数控加工工序 4 数控加工中运行轨迹上各节点的计算 5 调整加工步骤 6 合理分配数控加工中的容差 7 处理好数控机床上的部分加工指令 8 零件图上的尺寸标注方法应适合数控加工编程的特点 9 构成零件轮廓几何元素的条件要充分 10 应采用统一的定位基准 济源职业技术学院毕业设计 2 1 21 2 加工零件图加工零件图 技术要求 1 零件加工表面上 不应有划痕 擦伤等损伤零件 表面的缺陷 2 去除毛刺 飞边 图 1 1 螺纹轴 图如 1 1 所示零件 材料为 45 钢 有直径 30 的内孔棒料 批量生产 使分析其数 控车削加工工艺过程 1 31 3 夹具的类型夹具的类型 数控车床上的夹具主要有两类 一类用于盘类或短轴类零件 工件毛坯装夹在带可 调卡爪的卡盘 三爪 四爪 中 由卡盘传动旋转 另一类用于轴类零件 毛坯装在主 轴顶尖和尾架顶尖间 工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转 1 41 4 夹具的选择夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求 一是夹具应具有足够的精度和刚度 二是夹具应 有可靠的定位基准 选用夹具时 通常考虑以下几点 1 尽量选用可调整夹具 组合夹具及其它通用夹具 避免采用专用夹具 以缩短 生产准备时间 2 在成批生产时才考虑采用专用夹具 并力求结构简单 3 装卸工件要迅速方便 以减少机床的停机时间 4 夹具在机床上安装要准确可靠 以保证工件在正确的位置上加工 1 51 5 零件的安装零件的安装 数控机床上零件的安装方法 见表 1 1 与普通机床一样 要合理选择定位基准和夹紧 方案 注意以下两点 济源职业技术学院毕业设计 3 1 力求设计 工艺与编程计算的基准统一 这样有利于编程时数值计算的简便性 和精确性 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 车削用量的选择原则是 1 粗车时 首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量 ap 其次选择一个较大的进给 量 f 最后确定一个合适的切削进度 v 增大背吃刀量 ap 可使走刀次数减少 增大进给量 f 有利于断屑 因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率 减少刀具消耗 降低加工成本是有利的 2 精车时 加工精度和表面粗糙度要求较高 加工余量不大且均匀 因此选择较 小 但不太小 的背吃刀量 ap和进给量 f 并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何 参数 以尽可能提高切削速度 v 切削用量的具体数值应根据机床性能 相关的手册并结合实际经验用模拟方法确定 同时 使主轴转速 背吃刀量及进给速度三者能相互适应 以形成最佳切削用量 1 进给量 f 进给量是指工件每转一周 车刀沿进给方向移动的距离 mm r 它与背吃刀量有着 较密切的关系 粗车时一般取为 0 3 0 8mm r 精车时常取 0 1 0 3mm r 切断时宜 取 0 05 0 2mm r 具体选择时 可参考表 4 1 进行 2 切削速度 Vc 切削速度又称为线速度 是指车刀切削刃上某一点相对于待加 工表面在主运动方向上的瞬时速度 济源职业技术学院毕业设计 4 表 1 1 数控车床常用的装夹方法 序号装夹方法特点适用范围 1 三爪卡盘 夹紧力较小 夹持工件时一般不 需要找正 装夹速度较快 适于装夹中小型 圆柱形 正三边 或正六边形工件 2 四爪卡盘 夹紧力较大 装夹精度较高 不 受卡爪磨损的影响 但夹持工件 时需要找正 适于装夹形状不 规则或大型的工 件 3 两顶尖及鸡 心夹头 用两端中心孔定位 容易保证定 位精度 但由于顶尖细小 装夹 不够牢靠 不宜用大的切削用量 进行加工 适于装夹轴类零 件 4 一夹一顶定位精度较高 装夹牢靠适于装夹轴类零 件 5 中心架 配合三爪卡盘或四爪卡盘来装夹 工件 可以防止弯曲变形 适于装夹细长的 轴类零件 6 心轴与弹簧 卡头 以孔为定位基准 用心轴装夹来 加工外表面 也可以外圆为定位 基准 采用弹簧卡头装夹来加工 内表面 工件的位置精度较高 适于装夹内外表 面的位置精度要 求较高的套类零 件 济源职业技术学院毕业设计 5 如何确定加工时的切削速度 除了参考表 1 2 列出的数值外 主要根据实践经验进 行确定 表 1 2 切削速度参考表 0 3 22 66 10 f r 0 08 0 3 0 3 0 60 6 1 零件材料热处理状态 Vc m min 低碳易切钢热轧140 180100 12070 90 中碳钢热轧 调质 130 160 100 130 90 110 70 90 60 80 50 70 合金结构钢热轧100 13070 9050 70 工具钢退火90 12060 8050 70 铝及铝 合金 300 600200 400150 200 1 61 6 车螺纹车螺纹 车削螺纹时 车床的主轴转速将受到螺纹的螺距 或导程 大小 驱动电机的升降 频特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响 故对于不同的数控系统 推荐有不同的主 轴转速选择范围 如大多数经济型车床数控系统推荐车螺纹时的主轴转速如下 济源职业技术学院毕业设计 6 公式 1 1 Kn P 1200 式中 P是工件螺纹的导程 mm K是保险系数 一般取为 80 1 71 7 进给速度的确定进给速度的确定 进给速度是指在单位时间里 刀具沿进给方向移动的距离 mm min 有些数控车床 规定可以选用以进给量 mm r 表示的进给速度 进给速度的大小直接影响表面粗糙度的 值和车削效率 因此进给速度的确定应在保证表面质量的前提下 选择较高的进给速度 一般应根据零件的表面粗糙度 刀具及工件材料等因素 查阅切削用量手册选取 需要 说明的是切削用量手册给出的是每转进给量 因此要根据 公式 1 2 nfVf 计算进给速度 表 1 3 表 1 4 分别给出了硬质合金车刀出车外圆 端面的进给量和 半精车 精车的进给量参考值 供参考选用 1 81 8 切削要素的确定切削要素的确定 数控编程时 编程人员必须确定每道工序的切削用量 并以指令的形式写入程序中 切削用量包主轴的转速 进给速度及背吃刀量等 对于不同的加工方法 需要选用不同 的切削用量的选择原则是 保证零件加工精度和表面粗糙度 充分发挥刀具切削性能 保证合理的刀具耐用度 并充分发挥机床的性能 最大限度提高劳动生产率 降低成本 来保证环境的干净 济源职业技术学院毕业设计 7 表 1 4 按表面粗糙度选择进给量的参考值 注 r 0 5 用于 12 12 以下刀杆 r 1 0 用于 30 30 以下刀杆 r 2 0 用于 30 45 及以上刀杆 刀尖圆弧半径r mm 工件材料 表面粗糙 度 Ra um 切削速度范 围 Vc m min 0 51 02 0 进给量f mm r 铸铁 青 铜 铝合 金 5 10 2 5 5 1 25 2 5 不限 0 25 0 4 0 0 15 0 2 5 0 10 0 1 5 0 40 0 5 0 0 25 0 4 0 0 15 0 2 0 0 50 0 6 0 0 40 0 6 0 0 20 0 3 5 5 10 50 50 0 30 0 5 0 0 40 0 5 5 0 45 0 6 0 0 55 0 6 5 0 55 0 7 0 0 65 0 7 0 2 5 5 50 50 0 18 0 2 5 0 25 0 3 0 0 25 0 3 0 0 30 0 3 5 0 30 0 4 0 0 30 0 5 0 碳钢及合 金钢 1 25 2 5 50 50 100 100 0 10 0 11 0 1 6 0 16 0 2 0 0 11 0 1 5 0 16 0 2 5 0 20 0 2 5 0 15 0 2 2 0 25 0 3 5 0 25 0 3 5 济源职业技术学院毕业设计 8 表 1 5 硬质合金车刀粗车外圆及端面的进给量 背吃刀量ap 工件材料 车刀刀杆 尺寸 B H 工件直 径 d 3 3 5 5 8 8 12 12 16 25 20 40 60 100 400 0 3 0 4 0 4 0 5 0 5 0 7 0 6 0 9 0 8 1 2 0 3 0 4 0 4 0 6 0 5 0 7 0 7 1 0 0 3 0 5 0 5 0 6 0 6 0 8 0 4 0 5 0 5 0 6 碳素结构 钢 合金 结构钢及 耐热钢 20 30 25 25 20 40 60 100 400 0 3 0 4 0 4 0 5 0 5 0 7 0 8 1 0 1 2 1 4 0 3 0 4 0 5 0 7 0 7 0 9 1 0 1 2 0 4 0 6 0 5 0 7 0 8 1 0 0 4 0 7 0 6 0 9 0 4 0 6 铸铁及铜 合金 16 25 40 60 100 400 0 4 0 5 0 5 0 8 0 8 1 2 1 0 1 4 0 5 0 8 0 7 1 0 1 0 1 2 0 4 0 6 0 6 0 8 0 8 1 0 0 5 0 7 0 6 0 8 20 30 25 25 40 60 100 400 0 4 0 5 0 5 0 9 0 9 1 3 1 2 1 8 0 5 0 8 0 8 1 2 1 2 1 6 0 4 0 7 0 7 1 0 1 0 1 3 0 5 0 8 0 9 1 1 0 7 0 9 注 加工断续表面及有冲击的工件时 表内进给量应乘系数k 0 75 0 85 在无外皮加工时 表内进给量应乘系数k 1 1 加工耐热钢及其合金时 进给量不大于 1 r 1 主轴转速的确定 济源职业技术学院毕业设计 9 主轴转速应根据允许的切削速度和工件 或刀具 直径来选择 其计算公式为 n 1000v D 式中 v 切削速度 单位为 m min 由刀具的耐用度决定 n 主轴转速 单位为 r min D 工件直径或刀具直径 单位为 mm 计算的主轴转速 n 最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速 2 进给速度的确定 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糙 度要求以及刀具 工件的材料性质选取 最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限 制 确定进给速度的原则 当工件的质量要求能够得到保证时 为提高生产效率 可选择较高的进给速度 1 一般在 100 200mm min 范围内选取 在切断 加工深孔或用高速钢刀具加工时 宜选择较低的进给速度 一般在 2 20 50mm min 范围内选取 当加工精度 表面粗糙度要求高时 进给速度应选小些 一般在 20 50mm min 范 3 围内选取 刀具空行程时 特别是远距离 回零 时 可以设定该机床数控系统设定的最高 4 进给速度 3 背吃刀量确定 背吃刀量根据机床 工件和刀具的刚度来决定 在刚度允许的条件下 应尽可能使 背吃刀量等于工件的加工余量 这样可以减少走刀次数 提高生产效率 为了保证加工 表面质量 可留少量精加工余量 一般 0 2 0 5mm 总之 切削用量的具体数值应根据机床性能 相关的手册并结合实际经验用类比方 法确定 同时 使主轴转速 切削深度及进给速度三者能相互适应 以形成最佳切削用 量 济源职业技术学院毕业设计 10 1 91 9 对刀对刀 数控车削加工中 应首先确定零件的加工原点 以建立准确的加工坐标系 同时考 虑刀具的不同尺寸对加工的影响 这些都需要通过对刀来解决 1 一般对刀 一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀 下面以 Z 向对刀为例说明对 刀方法 如图 1 2 刀具安装后 先移动刀具手动切削工件右端面 再沿 X 向退刀 将 右端面与加工原点距离 N 输入数控系统 完成这把刀具 Z 向对刀过程 手动对刀是基本对刀方法 但它还是没跳出传统车床的 试切 测量 调整 的对 刀模式 占用仪对刀 机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间 X 及 Z 方向的距离 利 用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好 以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具 补偿号即可以使用 如图 1 3 所示 2 机外对刀 3 自动对刀是通过刀尖检测系统实现的 刀尖以设定的速度向接触式传感器接近 当刀尖与传感器接触并发出信号 数控系统立即记下该瞬间的坐标值 并自动修正刀具 补偿值 自动对刀过程如自动对刀图 1 4 所示 图 1 2 一般对刀图 1 3 机外对刀仪对刀图 1 4 自动对刀 济源职业技术学院毕业设计 11 2 数控基本参数 2 12 1 常用指令常用指令 1 G90 G91 绝对和相对坐标 功能 1 G90 和 G91 指令分别对应着绝对坐标和相对坐标 G90 G91 适用于所有坐标轴 在位 置不同于 G90 G91 的设置时 可以在程序段中通过 AC IC 以绝对坐标 相对坐标方式进行 这两个指令不决定到达终点位置的轨迹 轨迹由 G 功能组中的其它 G 功能指令决定 编程 2 绝对坐标 G90 在绝对坐标中数值取决于当前坐标系 工件坐标系或机床坐标系 的零点位置 程序 启动后 G90 适用于所有坐标轴 并且一直有效 直到在后面的程序段中由 G91 相对坐标 替代为止 模态有效 相对坐标 G91 在相对坐标中 数值表示待运行的轴位移 移动的方向 G91 由符号决定 G91 适用于所有坐标轴 并且可以在后面的程序段中由 G90 绝对坐标 替换 用 AC 赋值时必须要有一个等于符号 数值要写在圆括号内 定义圆心坐 标也可以以绝对坐标 AC 定义 2 G00 快速线性移动 功能 轴快速移动 G0 用于快速定位刀具 没有对工件进行加工 可以在几个轴上同时执行 快速移动 由此产生一线性轨迹 机床数据中规定每个坐标轴快速移动速度的最大值 一个坐标轴运行时就以此速度 快速移动 如果快速移动同时在两个轴上执行 则移动速度为两个轴可能的最大速度 用 G0 快速移动时在地址 F 下设置的进给率无效 济源职业技术学院毕业设计 12 图 2 1 快速线性移动 G0 一直有效 直到被 G 功能组中其它的指令 G1 G2 G3 取代为止 3 G01 带进给率的线性插补 功能 刀具以直线从起始点移动到目标位置 按地址 F 下设置的进给速度运行 所有的坐 标轴可以同时运行 G1 一直有效 直到被 G 功能组中其它的指令 G0 G2 G3 取代为止 图 2 2 G1 带进给率的线性插补 4 G02 G03 圆弧插补 功能 刀具以圆弧轨迹从起始点移动到终点 方向由 G 指令确定 G2 顺时针方向 G3 逆时针方向 图 2 3 圆弧插补 G2 和 G3 一直有效 直到被 G 功能组中其它的指令 G0 G1 取代为止 济源职业技术学院毕业设计 13 5 进给率 F 功能 进给率 F 是刀具轨迹速度 它是所有移动坐标轴速度的矢量和 坐标轴速度是刀具 轨迹速度在坐标轴上的分量 进给率 F 在 G1 G2 G3 G5 插补方式中生效 并且一直有效 直到被一个新的地址 F 取代为止 6 主轴转速 旋转方向 S 功能 当机床具有受控主轴时 主轴的转速可以设置在地址 S 下 单位转 分钟 旋转方向 和主轴运动起始点和终点通过 M 指令规定 M3 主轴正转 M4 主轴反转 M5 主轴停 7 刀具 T 功能 编程 T 指令可以选择刀具 在此 是用 T 指令直接更换刀具还是仅仅进行刀具的预 选 这必须要在机床数据中确定 用 T 指令直接更换刀具 刀具调用 或者 仅用 T 指令预选刀具 另外还要用 M6 指令才可进行刀具的更换 在选用一个刀具后 程序运行结束以及系统关机 开机对此均没有影响 该刀具一直 保持有效 如果手动更换一把刀具 则更换情况必须要输入到系统中 从而使系统可以 正确地识别该刀具 比如 您可以在 MDA 方式下启动一个带新的 T 指令的程序段 8 D 刀具补偿号 功能 一个刀具可以匹配从 1 到 9 几个不同补偿的数据组 用于多个切削刃 另外可以用 D 及其对应的序号设置一个专门的切削刃 如果没有编写 D 指令 则 D1 自动生效 如果 设置 D0 则刀具补偿值无效 9 G41 G42 刀尖半径补偿 功能 刀具必须有相应的刀具补偿号才能有效 刀尖半径补偿通过 G41 G42 生效 控制器 自动计算出当前刀具运行所产生的 与编程轮廓等距离的刀具轨迹 济源职业技术学院毕业设计 14 图 2 4 加 取消刀具补偿半径 10 G40 取消刀尖半径补偿 功能 用 G40 取消刀尖半径补偿 此状态也是编程开始时所处的状态 G40 指令之前的程序段刀具以正常方式结束 结束时补偿矢量垂直于轨迹终点处切线 与起始角无关 在运行 G40 程序段之后 刀具中心到达编程终点 在选择 G40 程序段编 程终点时要始终确保刀具运行不会发生碰撞 2 22 2 常用循环指令常用循环指令 LCYC97 螺纹切削 1 功能 用螺纹切削循环可以按纵向或横向加工形状为圆柱体或圆锥体的外螺纹或内螺纹 并且既能加工单头螺纹也能加工多头螺纹 切削进刀深度可设定 左旋螺纹 右旋螺纹由主轴的旋转方向确定 它必须在调用循环之前的程序中编入 在螺纹加工期间 进给调整和主轴调整开关均无效 2 调用 LCYC97 济源职业技术学院毕业设计 15 图 2 5 螺纹参数样版 济源职业技术学院毕业设计 16 3 参数说明 表 2 1 螺纹参数表 参数含义 数值范围 R100 螺纹起始点直径 R101 纵向轴螺纹起始点 R102 螺纹终点直径 R103 纵向轴螺纹终点 R104 螺纹导程值 无符号 R105 加工类型数值 1 2 R106 精加工余量 无符号 R109 空刀导入量 无符号 R110 空刀退出量 无符号 R111 螺纹深度 无符号 R112 起始点偏移 无符号 R113 粗切削次数 R114 螺纹头数 说明 R100 R101 螺纹起始点直径参数 纵向轴螺纹起始点参数 这两个参数分别用于确 定螺纹在 X 轴和 Z 轴方向上的起始点 R102 R103 螺纹终点直径参数 向轴螺纹终点参数 参数 R102 和 R103 确定螺纹终 点 若是圆柱螺纹 则其中必有一个数值等同于 R100 或 R101 R104 螺纹导程值参数 螺纹导程值为坐标轴平行方向的数值 不含符号 R105 加工方式参数 R105 1 外螺纹 R105 2 内螺纹 R106 精加工余量参数 螺纹深度减去参数 R106 设定的精加工余量后剩下的尺寸划 分为几次粗切削进给 精加工余量是指粗加工之后的切削进给量 R109 R110 空刀导入量参数 空刀退出量参数 参数 R109 和 R110 用于循环内部计 算空刀导入量和空刀退出量 循环中设置起始点提前一个空刀导入量 设置终点延长一 济源职业技术学院毕业设计 17 个空刀退出量 R111 螺纹深度参数 R112 起始点角度偏移参数 由该角度确定车削件圆周上第一螺纹线的切削切入点位 置 也就是说确定真正的加工起始点 范围 0 0001 359 999 如果没有说明起始点 的偏移量 则第一条螺纹线自动地从 0 度位置开始加工 R113 粗切削次数参数 循环根据参数 R105 和 R111 自动地计算出每次切削的进刀深 度 R114 螺纹头数参数 确定螺纹头数 螺纹头数应该对称地分布在车削件的圆周上 LCYC95 毛坯切削循环 1 功能 用此循环可以在坐标轴平行方向加工由子程序设置的轮廓 可以进行纵向和横向加 工 也可以进行内外轮廓的加工 可以选择不同的切削工艺方式 粗加工 精加工或者综合加工 只要刀具不会发生 碰撞可以在任意位置调用此循环 调用循环之前 必须在所调用的程序中已经激活刀具 补偿参数 2 调用 LCYC95 图 2 6 切削循环的图示 济源职业技术学院毕业设计 18 表 2 2 切削循环参数表 参数含义 数值范围 R105 加工类型 数值 1 12 R106 精加工余量 无符号 R108 切入深度 无符号 R109 粗加工切入角 R110 粗加工时的退刀量 R111 粗切进给率 R112 精切进给率 R106 精加工余量参数 在精加工余量之前的加工均为粗加工 如果没有设置精加工余量 则一直进行粗加 工 直至最终轮廓 R108 切入深度参数 设定粗加工最大进刀深度 但当前粗加工中所用的进刀深度则 由循环自动计算出来 R109 粗加工切入角 R110 粗加工时退刀量参数 坐标轴平行方向的每次粗加工之后均须从轮廓退刀 然 后用 G0 返回到起始点 由参数 R110 确定退刀量的大小 R111 粗加工进给率参数 加工方式为精加工时该参数无效 R112 精加工进给率参 数 加工方式为粗加工时该参数无效 R105 加工方式参数 用参数 R105 确定以下加工方式 纵向加工 横向加工 内部加工 外部加工 粗加工 精加工 综合加工 在纵向加工时进刀总是在横向坐标轴方向进行 在横向加工时进刀则在纵向坐标轴 方向 济源职业技术学院毕业设计 19 表 2 3 R105 加工方式参数 数值纵向 横向外部 内部 粗加工 精加工 综合加工 1 纵向外部粗加工 2 横向外部粗加工 3 纵向内部粗加工 4 横向内部粗加工 5 纵向外部精加工 6 横向外部精加工 7 纵向内部精加工 8 横向内部精加工 9 纵向外部综合加工 10 横向外部综合加工 11 纵向内部综合加工 12 横向内部综合加工 济源职业技术学院毕业设计 20 3 工件的加工工艺 3 13 1 确定零件装夹方确定零件装夹方案案 确定坯件轴线和左端大端面为定位基准 左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧 右端 采用活动顶尖支承的装夹方式 3 23 2 确定加工顺序加工路线确定加工顺序加工路线 加工顺序按由粗到精 由右到左的原则确定 即先从右到左进行粗车 然后从右到 左进行精车 最后车削螺纹 3 33 3 选择刀具选择刀具 粗车和精车选用硬质合金 90 外圆车刀 副偏角不能太小 以防与工件轮廓发生干 涉 取 Kr 35 该刀为 T01 号刀 切槽时选用硬质合金的切槽刀宽为 4mm 该刀为 T02 号刀 车螺纹选用硬质合金 60 外螺纹车刀 该刀为 T03 号刀 3 43 4 选择切削用量选择切削用量 1 背吃刀量 粗车循环时 确定其背吃刀量 3 mm 精车时 0 25mm 螺 纹粗精车时时只要给出螺纹导程值 3mm 和精加工余量 0 1mm 螺纹深度 0 975mm 西门子 802C 系统的 LCYC95 会自动计算出粗 精加工的背吃刀量 2 主轴转速 车直线和圆弧轮廓时的主轴转速 查表 4 1 取粗车的切削速度 V 90m min 精车的切 削速度 V 110m min 然后利用 公式 4 1 计算主轴转速 粗车工件直径 D 60mm 精车工 件直径取平均值 粗车时 n 500r min 精车时 主轴转速 n 1000r min 车螺纹根据公式计算出主轴转速 n 320r min 及切槽深度 导程 此 PL 65 0 工件切槽深度为 5 165 0 2 3 进给速度 先查表 3 2 表 3 3 选取进给量 粗车是 选取进给量 f 0 4mm r 精 车时 选取 f 0 15mm f 计算出粗车进给速度 Vf 200mm min 精车进给速度 Vf 150mm min 车螺纹的进给量在西门子 802C 系统中根据数据会自动算出进给量 3 53 5 加工坐标系加工坐标系 加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致 X 轴对应径向 Z 轴对应轴向 C 轴 主轴 的运动方向则以从机床尾架向主轴看 逆时针为 C 向 顺时针为 C 向 如图 济源职业技术学院毕业设计 21 3 1 所示 加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置 一般在工件的右端面或左 端面上 3 63 6 直径编程方式直径编程方式 在车削加工的数控程序中 X 轴的坐标值取为零件图样上的直径值 如图 3 2 所示 图中 A 点的坐标值为 30 80 B 点的坐标值为 40 60 采用直径尺寸编程与零件 图样中的尺寸标注一致 这样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误 给编程带来很大 方便 3 73 7 进刀和退刀方式进刀和退刀方式 对于车削加工 进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点 再改用切削 进给 以减少空走刀的时间 提高加工效率 切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关 应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则 如图 3 3 所示 图 3 1 数控车床坐标系 济源职业技术学院毕业设计 22 图 3 2 直径编程图 图 3 3 切削起始点的确定 数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工 端面车削加工 钻孔加工 螺纹加工 复杂外形轮廓回转面的车削加工等 在分析了数控车床工艺装备和数控车床编程特点的 基础上 下面将结合以上实际内容讨论数控车床基本编程方法 3 83 8 操作步骤确定操作步骤确定 1 打开程序选择机床 2 机床回零点 首先弹开急停按钮 点击 然后 就可以调节 z 轴 x 轴的控制按钮和 进行回零位 3 安装工件和工艺装夹 4 安装刀具 5 建立工件坐标系 6 传输 NC 程序 7 自动加工 济源职业技术学院毕业设计 23 4 工件的编程 4 14 1 单步加工程序单步加工程序 G90 G94 T3D1 外圆刀 G3 S800 F300 G0 X75Z2 G1 X70 Z 60 G0 X75 Z2 G1 X65 Z 60 G0 X70 Z2 G1 X60 Z 60 G0 X65 Z2 G1 X55 Z 60 G0 X60 Z2 G1 X50 Z 60 G0 X55 Z2 G1 X40 Z 60 G0 X45 Z2 G1 X35 Z 60 G0 X40 Z2 G1 X30 Z 60 G0 X35 Z2 G1 X28 Z 45 G0 X35 Z2 G1 X25 Z 45 G0 X35 Z2 G1 X21 Z 8 G0 X25 Z2 G1 X19 Z 2 G0 X50 Z30 T2D1 切槽刀 G0 X30 济源职业技术学院毕业设计 24 Z 45 G1 X20 G0 X30 Z 43 G1 X20 Z 20 G0 X40 Z2 G3 X16 Z 8 CR 8 G2 X24 Z 16 CR 4 G0 X50 Z80 T4D1 螺纹刀 R100 24 R101 12 R102 24 R103 38 R104 1 5 R105 1 R106 0 1 R109 5 R110 2 R111 0 975 R112 0 R113 5 R114 1 LYCY97 G0 X30 M30 此程序使用于一般复杂要求精度较高的场合 应用单步编程 特点 计算量大 加 工语句复杂 4 24 2 循环加工程序循环加工程序 T1 D1 GOO Z 45 G01 X20 X30 Z 42 X20 X24 Z 40 GOO X35 Z80 T4 D1 S200 R100 24 R101 12 R102 24 R103 37 R104 1 5 R105 1 R106 0 1 R109 3 R110 2 R111 0 975 R112 0 R113 6 R