FANUC系统数控车削加工工艺分析

1、FANUC系统数控车削加工工艺分析 摘要 数控车削是数控加工中应用最广泛的加工方法之一，它解决了某些形状复杂、一致性要求较高的中、小批零件的加工自动化问题，不仅大大提高生产效率和加工精度，而且减轻了工人的劳动强度，缩短了生产准备周期，在航空航天，汽车制造、一般机械加工中得到应用。数控车削工艺是整个零件加工的关键，若安排不恰当，影响零件加工，严重时可使零件产生报废，因此合理车削加工工艺可以，保证零件加工精度和提高生产效率，减轻劳动者的强度。在加工中要根据零件形状合理制定加工工艺。关键词：加工工艺，走刀路线，刀具，切削用量，编程。前 言 数控机床切削加工是在普通机床切削加工基础上，增加了数字控制功

2、能,故能自动完成切削刀具与工件间准确的相对运动。数控车削加工是数控切削加工方法之一。数控车削加工工艺处理是加工过程中较为复杂又非常重要的环节。数控车削加工工艺与普通车削加工工艺有着很大的差别，他除了比普通机床加工程序更为详细和复杂的工艺规程外，还具有扎实的普通加工工艺基础知识。一个工艺员除了应对数控机床主机和数控系统的性能、特点和应用、以及数控加工工艺方案制定工作等各个方面，都有比较全面的了解，在编制加工工艺时考虑不周，常常会造成数控加工失误或加工零件产生报废。因此，数控车床加工工艺编制，是零件加工前的重要环节。正 文在数控车床加工过程中，由于加工对象杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化

3、，加上材料的不同、批量多少等多方面的因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能制定出合理的加工工艺，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。在数控车床上加工零件，需要考虑零件整个加工工艺安排。如果加工工艺比较长，就要考虑是否可以在一台数控车床上完成整个零件的加工工作。如果可以，则进一步考虑其他问题，如采用整体循环或分段加工等；如果不可以，则应决定其中一部分在一台数控车床上完成，另外部分在其他机床上完成。一、数控加工工艺的安排数控加工工艺应从以下几方面来考虑：1数控机床加工工艺中零件工序划分与安排 工序划分方法较多，一般可以按零件的装夹与定位方式来划分

4、。这是由于每个零件形状不同，各表面的技术要求也不一样，因而在加工时其定位方式也不同。加工工序的安排，在数控车床上加工零件，加工顺序对零件加工精度和效率有很大影响，一般要考虑两方面的因素：第一，粗加工工作全部完成之后再进行精加工；第二，尽量减少换刀次数，尽可能用同一把刀具加工可能加工的所有部位，然后再换刀加工其他部位，利用缩短加工辅助时间来提高生产效率。2确定走刀路线数控车床上确定走刀路线，主要是确定粗加工及空行程的走刀路线，而精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行加工的。加工路线的合理选择是非常重要的。因为它与零件的加工精度和表面粗糙度是密切相关。走刀路线不但包括了工步的内容，

5、也反映出各工步顺序，走刀路线是编写程序的依据之一。因此，在确定走刀路线时最好画一张工序简图，将已经拟定出的走刀路线画上去（包括进、退刀），这样可为编程带来不少方便。工步的划分与安排一般可随走刀路线来进行。确定走刀路线的原则是在保证加工零件良好的加工精度和表面粗糙度，零件计算方便，减少编程工作量的前提下，尽量使加工程序具有最短的走刀路线，减少零件整个加工过程的执行时间，同时也减少一些刀具消耗及机床进给机构滑动部位的磨损等。3数控车削刀具及其选用在数控车削加工中，零件的质量和劳动生产率在相当大的程度上，受到刀具的制约，虽然大多数车刀与普通加工所用的刀具基本相同，但对于一些难度较大的零件，其几何角度

6、、刀具材料及经过特殊处理后，才能满足加工的需要。刀具切削部分的几何参数对零件的表面质量及切削性能影响很大，应根据零件的形状、刀具的安装位置及加工方法等，正确地选择刀具几何形状及有关参数。4切削用量的选择数控车削切削用量包括切削深度、主轴转速、进给速度等。在加工程序的编制过程中，应把各种加工用量都编入加工程序单内，在选择切削用量时，应使切削深度、主轴转速和进给速度三者互相适应，以形成量佳切削参数。切削深度的确定 在机床、夹具、刀具、零件等的刚度允许条件下，尽可能选择较大切削深度，减少走刀次数，以提高生产效率。主轴转速的确定 应根据零件上被加工部位的直径，按零件和刀具材料及加工性质等条件所允许的切

7、削速度来确定。进给速度的确定 在保证质量要求，为了提高生产率，可选择较高的进给速度。在切断、加工内孔时尽量选择较低的进给速度。精加工时，进给速度应选择小一些。5夹具的选择数控车床常用通用三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘，另外还有多种相应的夹具如用于轴类工件的夹具和用于盘类工件的夹具。在选择时应根据零件的形状和加工精度合理选择夹具。二、零件加工举例1分析零件图该零件是一个由外圆、圆弧、内孔、退刀槽、螺纹组成，形状不复杂，但要合理安排零件的加工工艺，若安排不合理，零件就无法加工。根据零件图，加工工艺应先从左端加工内孔 外圆 退刀槽 然后加工右端外圆 退刀槽 螺纹。若零件加工工艺这样安排：先加工工件右端

8、，然后再加工工件左端，这时零件加工好右端，再加工左端时，零件就没有装夹位置，零件左端就无法加工，造成报废。因此在安排加工工艺时一定要合理安排，保证后道工序加工和保证零件的加工精度。2确定走刀路线在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。根据以上的分析，在FANUC0TD数控车床加工零件时，若能恰当地使用循环功能编制程序，可免去许多复杂的计算过程，而且程序变得简化。但是FANUC0TD数控车床对凹形零件粗车循环加工是不合适，它不能分刀加工，只能在粗车的最后一步完成凹形加工。若零件凹形较深时，就容

9、易发生刀具应切削余量太大而产生损坏，从而影响加工质量。经过分析后，该零件左端加工走刀路线很简单，都只要采用G71、G70内外圆粗车、精车循环指令加工。零件的右端，在安排走刀路线时，应根据零件形状，合理选择切削路线。因零件的形状有凹形，不能采用G71循环指令加工，应考虑采用外圆固定循环指令G73来加工如图1所示。零件走刀路线为从右端往左端整个外形粗加工 退刀槽 精加工右端外圆 螺纹。 用该方法加工，虽然程序编写简单，但刀具走空刀路线较多，不是很合理，零件加工程序为O0010左端内外形、O0020右端。在编程中还可将程序先用G71粗车有凹形外圆，然后用G73加工中间一段凹形圆弧，这样减少刀具走空刀

10、次，可提高生产效率，加工如图2所示。零件加工程序为O0030。4切削用量的选择该零件属于单件小批量生产，切削用量应选择如下： 切削速度粗车：取转速450r/min600r/min精车：取转速800 r/min1000r/min 切削深度粗车：取11.5 精车：0.200.25 进给率粗车：0.25/r精车：0.10/r5夹具的选择该零件属于轴类，其装夹方法采用通用夹具，三瓜自定心卡盘。6零件程序编写用G73固定循环指令编程 1号外圆车刀2号切槽刀3号螺纹刀4号镗孔刀O0010（左端内外形）N5 T0101 M03 S600 N10 G00 X52 Z2 N15 G01 X0 F0.2 车端面N

11、20 G00 X52 Z2N25 G71 U1 R1外圆粗车循环N30 G71 P35 Q65 U1 W0.1 F0.3 N35 G00 X35.67 N40 G01 Z0 F0.1 N45 X39 Z10 N50 Z33 N55 X48 N60 Z48N65 X50N70 G00 X100 N75 Z100N80 M05N85 M00N90 T0101 M03 S1000N95 G55位置偏移X0.5N100 G00 X52 Z2半精车起点N105 G70 P35 Q65半精车从2555段N110 G00 X100N115 Z100N120 M05N125 M00 暂停、测量N130 T01

12、01 M03 S1000 N135 G54取消位置偏移N140 G00 X52 Z2半精车起点N150 G70 P35 Q65精车从3565段N155 G00 X100 Z100N160 M05N165 M00 暂停、测量N170T0404 M03 S600换镗孔刀N175G00 X20 Z2内圆粗车循环N180 G71 U0.6 R0.5 N185G71 P190 Q220 U1 W0.1 F0.3 N190 G00 X30N195 G01 Z0 F0.1 N200 X28 Z1N205 Z12 N210 X25 Z17 N215 Z28 N220 X20 N225 G00 Z150 N23

13、0 X150 N235 M05 N240 M00 N245 G56T0404M03 S1000位置偏移X-0.5N250G00 X20 Z2 N255 G70 P190 Q220 N260 G00 X100 Z100 N265 M05 N270 M00 N275 G54T0404 M03 S1000取消位置偏移N380 G00 X20 Z2N385G70 P190 Q220 N390 G00 X100 Z100 N395 M05N400 M30 O0020(右端)N5 T0101 M03 S600N10 G00 X52 Z2N15 G73 U25 W0 R23N20 G73 P25 Q90 U

14、1 W0.1 F0.3N25 G00 X0 N30 G01 Z0 F0.1N35 G03 X18 Z-3 R15N40 G01 X20N45 Z-8N50 X24N55 X27.8 Z-10N60 Z-27N65 X36N70 X44.46 Z-41.41N75 G03 X40 Z-57 R19N80 G01 Z-64N85 G02 X48 Z-68 R4N90 G01 X52N95 G00 X100 Z100N100 M05N105 M00N110 G55 T0101 M03 S1000N115 G00 X52 Z2N120 G70 P25 Q90N125 G00 X100 Z100N130

15、 M05N135 M00N140 G54 T0101 M03 S1000N145 G00 X52 Z2N150 G70 P25 Q90N155 G00 X100 Z100N160 M05N165 M00N170 M03 T0202 S400N175 G00 X38 Z-27N180 G01 X24 F0.1N185 X38N190 G00 X100 Z100N195 T0303 S600N200 G00 X30 Z-2N205 G92 X27 Z-25 F2N210 X26.6N215 X26.2N220 X25.8N225 X25.5N230 G00 X100 Z100N235 M05N24

16、0 M30图1用G71与G73循环指令编程O0030(右端)N5 T0101 M03 S600N10 G00 X52 Z2N15 G71 U1 R1粗车直外形N20 G71 P25 Q85 U1 W0.1 F0.3N25 G00 X0 N30 G01 Z0 F0.1N35 G03 X18 Z-3 R15N40 G01 X20N45 Z-8N50 X24N55 X27.8 Z-10N60 Z-27N65 X46N70 X46 Z-68N75 X48N80 G01 Z-77N85 X52 N90 G00 X100 Z100N95 T0101 S600 N100 G00 X52 Z-25 粗车圆锥与

17、凹形N105 G73 U7 W0 R6N110 G73 P115 Q145 U1 W0.1 F0.3N115 G00 X36N120 G01 Z27 F0.3N125 X44.46 Z-41.4N130 G03 X40 Z-57 R19N135 G01 Z-64N140 G02 X48 Z-68 R4N145 G01 X52N150 G00 X100 Z100 N155 G55 T0101 M03 1000N160 G00 X52 Z2N170 G70P305Q380半精车整个右端外形N180 G00 X100 Z100N190 M05N195 M00N200 G54 T0101 M03 S1

18、000N205 G00 X52 Z2N210 G70 P305 Q380N215 G00 X100 Z100N220 M05N225 M00N230 M03 T0202 S400N235 G00 X38 Z-27N240 G01 X24 F0.1N245 G01 X38N250 G00 X100 Z100N255 T0303 S600N260 G00 X30 Z-2N265 G92 X27 Z-25 F2N270 X26.6N275 X26.2N280 X25.8N285 X25.5N290 G00 X100 Z100N295 M05N300 M30N305 G00 X0 （305-380段精车路线）N315 G01 Z0 F0.