二、制作过程

学习情境5多阶梯轴加工,1.知识目标掌握法那克系统G71、G70循环指令及应用。掌握西门子系统LCYC95毛坯切削循环指令及应用。会进行编程尺寸的计算。2.技能目标熟练零件自动加工方法。掌握尺寸控制方法。会使用斯沃数控仿真软件进行仿真练习。,图2-31多阶梯轴加工零件图,知识学习,一、编程指令1.法那克系统外圆、内孔粗加工复合循环指令（G71）（1）指令功能只需指定粗加工背吃量、精加工余量和精加工路线等参数，系统便可自动计算出粗加工路线和加工次数，完成外圆、内孔表面的粗加工。如图2-33所示。图中A为刀具循环起点，执行粗车循环时，刀具从A点移动到C点，粗车循环结束后，刀具返回A点。,图2-33法那克系统外圆粗加工路线,（2）指令格式G71UdReG71PnsQnfUuWwN（ns）FST从顺序号ns到nf的程序段为A点到B点的运行指令N（nf）格式中各代号的含义如下：d：每刀背吃刀量，半径值。一般45钢件取12mm,铝件取1.53mm。e：退刀量，半径值。一般取0.51mm。ns：为指定精加工路线的第一个程序段的段号。nf：指定精加工路线的最后一个程序段的段号。u：X方向精加工余量，直径值；一般取0.5mm左右。加工内轮廓时，为负值。w：Z方向精加工余量，一般取0.050.1mm。,（3）指令使用说明,1）粗加工循环由带有地址P和Q的G71指令实现。在ns和nf程序段中指定的F、S、T功能无效，在G71程序段中或前面程序段中指定的F、S、T功能有效。2）区别外圆、内孔；正、反阶梯由X、Z方向精加工余量（u、w）正负值来确定，具体如图2-34所示。3）使用G71指令时，工件径向尺寸必须单向递增或递减。4）调用G71前，刀具应处于循环起点A处，A点位置随加工表面不同而不同。5）顺序号ns到nf之间程序段不能调用子程序。,图2-34前置刀架和后置刀架加工不同表面时u、w正负值情况,2.法那克系统外圆、内孔精加工循环指令（G70）,（1）指令功能用G71、G73粗车完毕后，用精加工循环指令，使刀具进行AAB的精加工。（2）指令格式G70PnsQnf其中：nS为指定精加工路线的第一个程序段的段号。nf为指定精加工路线的最后一个程序段的段号（3）指令使用说明1）在精车循环G70状态下，nS至nf程序中指定的F、S、T有效；当nS至nf程序中不指定F、S、T时，粗车循环（G71、G73）中指定的F、S、T有效。2）G70循环加工结束时，刀具返回到起点并读下一个程序段。3）G70中ns到nf间的程序段不能调用子程序。,3.西门子系统毛坯切削循环指令LCYC95,（1）指令功能LCYC95循环通过调用轮廓子程序获得精加工路线，根据给定的加工参数，可以进行纵向和横向加工及各种内、外表面的粗加工、精加工和综合加工。加工路线如图2-35所示。（2）指令格式CNAME=“轮廓子程序名”R105=R106=R108=R109=R110=R111=R112=LCYC95其中R105R112为毛坯切削循环参数。循环参数含义见表2-31。,图2-35毛坯循环加工路线,表2-31西门子系统毛坯切削循环参数含义,R105为加工方式参数，可确定以下加工方式：纵向加工/横向加工内部加工/外部加工粗加工/精加工/综合加工纵向加工时进刀总是在横向坐标轴方向进行；横向加工时进刀则在纵向坐标轴方向；综合加工指先粗加工再精加工。R105为各数值时表示的加工方式见表2-32。,表2-32切削加工方式,（3）指令使用说明,1）可以在任意位置调用此循环，但应保证刀具运行到循环起点不发生碰撞。2）直径编程G23指令必须有效。3）执行毛坯循环必须要有两个程序。一个是具有调用循环的程序，一个是轮廓定义子程序。4）毛坯径向尺寸必须单向递增或单向递减才可以调用此循环。5）系统中必须已装入文件SGUDDEF。6）程序嵌套中至多可以从第三级程序界面中调用此循环（两级嵌套）。,二、加工工艺分析,1.编程尺寸处理单件小批量生产，为便于控制零件轮廓尺寸精度要求，编程时常取极限尺寸的平均值作为编程尺寸，即：,例1：如图2-36所示，计算50,、30,外圆的编程尺寸。,图2-36编程尺寸计算图例,解：50,的编程尺寸=,=49.9835mm30,的编程尺寸=,=29.974mm,2.工、量、刃具选择,（1）工具选择：铝棒装夹在三爪自定心卡盘上，用划线盘校正，其它工具见表2-33。（2）量具选择：长度尺寸选用游标卡尺测量、外圆选用外径千分测量；圆锥面用万能角度量角器测量，粗糙度用粗糙度样板比对，具体规格见表2-33。（3）刀具选择：加工材料为硬铝，选用硬质合金外圆车刀进行粗、精车，并分别置于T01、T02号刀位；最后用切断刀切断工件，切断刀置于T03刀位。具体参数见表2-33。,表2-33多阶梯轴零件加工工、量、刃具清单,3.加工工艺路线用毛坯切削循环进行粗、精加工，最后用切断刀切断工件，具体过程见表2-34。4.选择合理切削用量加工材料为硬铝，硬度较低，切削力较小，切削用量可选大些，具体见表2-34。,表2-34多阶梯轴零件加工工艺,三、编制参考加工程序,1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则，工件原点设在右端面与工件轴线交点上，如图2-31所示。2.计算基点坐标基点P1到P11点坐标按各点极限尺寸平均值为准作为编程尺寸，具体坐标见表2-35。,表2-35基点坐标,3.参考程序(见表2-36),表2-36多阶梯轴零件参考程序,西门子系统轮廓定义子程序（见表2-37）,表2-37西门子系统轮廓定义子程序L24.SPF,技能训练,一、数控仿真软件使用本书以斯沃仿真软件为例，斯沃数控仿真软件由南京斯沃软件技术有限公司开发的，配备有：法那克(FANUC)、西门子(SINUMERIK)、三菱(MITSUBISHI)、广州数控(GSK)、华中世纪星(HNC)、北京凯恩帝(KND)、大连大森(DASEN)、南京华兴(WA)等多种数控系统数控车、铣及加工中心的仿真。,1.主界面介绍,图2-38斯沃法那克0i系统操作界面图2-39斯沃西门子802S/C系统操作界面,（1）工具条功能,全部命令可以从屏幕左侧、上方工具条上的按钮来执行。当光标指向各按钮时系统会立即提示其功能名称，同时在屏幕底部的状态栏里显示该功能的详细说明，工具条按钮含义见表2-38。,2）菜单及功能,斯沃仿真软件菜单有：文件（F）、视图窗口、显示模式、机床操作、工件操作、工件测量、习题与考试、查看（V）、帮助（H）等九个主菜单，每一主菜单下又有许多子菜单，可实现相应功能，具体情况如下：点击“文件”主菜单可以看到如图2-40所示子菜单。,图2-40文件子菜单,点击“视图窗口”主菜单可以看到如图2-41所示子菜单。,点击“显示模式”主菜单可以看到如图2-42所示子菜单。,图2-41视图窗口子菜单图2-42显示模式子菜单,点击“机床操作”主菜单可以看到如图2-43所示子菜单。,图2-43机床操作子菜单图2-44工件操作子菜单,点击“工件操作”主菜单可以看到如图2-44所示子菜单。,点击“工件测量”主菜单可以看到如图2-45所示子菜单。,图2-45工件测量子菜单图2-46习题与考试子菜单,点击“习题与考试”主菜单可以看到如图2-46所示子菜单。,点击“查看”主菜单可以看到如图2-47所示子菜单。,图2-47查看子菜单图2-48帮助子菜单,点击“帮助”主菜单可以看到如图2-48所示子菜单。,2.仿真操作,斯沃数控仿真操作同数控机床操作。步骤如下：打开仿真软件，开机、回参考点。把数控程序通过计算机键盘输入仿真软件。设置毛坯尺寸并装夹工件。从刀库管理中选刀具，添加到刀盘刀位号中。对刀。打开已输入程序，选择自动加工模式，按启动键进行仿真并观察加工情况。,二、加工准备,1）按毛坯图检查坯料尺寸。2）开机、回参考点。3）刀具与工件装夹。外圆粗车刀、外圆精车刀、切断刀分别装在刀架的T01、T02、T03号刀位；按要求夹紧。铝棒装夹在三爪自定心卡盘上，伸出65mm，找正并夹紧。,三、对刀,外圆精车刀采用试切法（通过车端面、车外圆）进行对刀，并把操作得到的数据输入到T02号刀具补偿中；外圆粗车刀和切断刀对刀时，分别将刀位点移至工件右端面和外圆处进行对刀操作，并把操作得到的数据输入到T01、T03号刀具补偿中,四、零件自动加工及尺寸控制,1.零件自动加工选择MEM（或AUTO）自动加工方式，打开程序，调好进给倍率，按数控启动按钮进行自动加工。2.零件加工过程中尺寸控制数控机床上首件加工均采用试切和试测方法保证尺寸精度，具体做法：当程序运行到N200程序段时，停车测量精加工余量，根据精加工余量设置精加工刀具（T02号）磨损量，避免因对刀不精确而使精加工余量不足出现缺陷。然后运行精加工程序，程序运行至N250时，停车测量；根据测量结果，修调精加工车刀磨损值，再次运行精加工程序，直至达到尺寸要求为止。,例如：T02号刀具X磨损量设为0.3mm，Z方向磨损量设为0.2mm。精加工程序运行后，测得20外圆实际尺寸为20.2，比平均尺寸还大0.242mm，单边大0.121；则把X方向磨损量修改为0.3mm-0.121mm=0.179mm。长度31实际尺寸若为30.2mm，比平均尺寸还大0.275mm，则把Z方向磨损量修改0.2mm-0.275mm=-0.075mm。修改刀具磨损量后，重新运行精加工程序，直至达到尺寸要求。首件加工尺寸调好后，将程序中M0M5指令删除即可进行成批零件的生产，加工中不需要再测量和控制尺寸，直至刀具