軸類零件數控車削加工工藝過程及編程分析設計說明書(文件)

　

【正文】 零件左端端面緊貼夾具內孔底平面， ￠ 46 外圓裝入夾具內孔 ），用三爪自定心卡盤定心夾緊。30611 0040(精加工起點)(零件坐標系) 13 10040(零 件坐標系)(切 槽起點)1734 2) 加工零件的右端：左端加工后裝入專用夾具，先采用 ￠ 18 麻花鉆鉆孔，深度為圖 5c O1000 切槽軌跡圖 圖 5d O1000 外螺紋軌跡圖 10040(零 件坐標系)2(螺 紋加工起點)61 14 32mm。選刀工作過程從分析零件圖樣開始，通過兩條不同路徑，共同到達選定刀具的 目標，以完成選刀工作。 （ 2） 選擇刀桿 選用刀桿時，首先應選用尺寸盡可能大的刀桿，同時要考慮以下幾個因 素： ① 夾持方式； ② 切削層截面形狀，即背吃刀量和進給量； ③ 刀柄的懸伸。 18 (4) 選擇刀片形狀。 R 型圓刀片，在重切削時具有較好的穩定性，但易產生較大的徑向力。 正方形刀片的刀尖角為 90 度 ，比正三角形刀片的 60 度 要大，因此其強度和散熱性能均有所提高。 菱形刀片和圓形刀片主要用于成形表面和圓弧表面的加工， 其形狀及尺寸可結合加工對象參照國家標準來確定。 (9) 選定刀具 選定工作分以下兩方面： ①選定刀片材料 根據被加工工件的材料組符號標記、刀片的斷屑槽型、加工條件，參考刀具手冊就可選出刀片材料代號。刀具明細表如表 5 所示： 表 5 數控刀具明細表 零件編號 零件名稱 材料 數控刀具明細表 程序編號 車間 使用設備 XXX 軸 45鋼 O1000 數控中 心 KND6126B 刀號 刀位號 刀具名稱 刀具 刀補地址 換刀方 加工部位 21 直徑 /mm 長度/mm 式 設定 補償 設定 直徑 長度 T01 T0101 YT15 30 59 自動 端 面 及 外輪廓 T02 T0202 YT15 30 59 + 自動 外輪廓 T03 T0303 YT15 21 25 + 自動 切槽 T04 T0404 YT15 23 + 自動 外螺紋 編制 張武彬 審核 批準 年 月 日 共 2 頁 第 1 頁 （ 2）右端刀具參數選擇及刀具明細表 外輪廓粗、精加工采用與左端相同的刀具；內孔加工先用 ￠ 5 中心鉆、 ￠ 18 麻花鉆、硬質合金內孔粗車刀、硬質合金內孔精車刀、硬質合金內孔切槽小刀（刀尖寬度3mm）、硬質合金 60 度內螺紋車刀（刀尖圓弧半徑應小于輪廓最小圓角半徑，取 rε=）。 主軸轉速的選擇：車直線和圓弧時，選粗車切削速度 Vc=90m/min，精車切削速度 Vc=120m/min,然后用公式（ 1）： 1000dnVc ?? （ 1） 計算主軸轉速 n（粗車直徑 D=55mm,精車工件直 徑取平均值）：粗車 n=500r/min,精車 n=1200r/min。車螺紋時，主軸轉速 n=320r/min。最后根據公式（ 3） nfVf ? （ 3） 計算粗車、精車的進給速度分別為 200mm/min 和 180mm/min。 數控編程的內容與方法 （ 1）建立零件坐標系 建立零件坐標系 G50（ X 80 Z 100），使刀具上某一點在此坐標，此坐標一旦建立后，后面指令中絕對值指令的位置都是用此坐標系中該點位置的坐標值來表示。此加工程序采用直徑編程功能。在程序中，給出零件左端的精加工形狀，留出 Δ U/2， Δ W 精加工余量，用 Δ D 表示每次的切削深度。 G70 代碼表示在 G7 G73 指令循環結束后可用此指令精車。由于一般數控機床的編程代碼只具有直線插補和圓弧插補功能，因此對于橢圓這類非圓形曲線的數控加工大多采用小段直線或小段圓弧去逼近輪廓曲線，完成數控編程，分別用 4段、 8 段或多段光滑連接的圓弧來逼近橢圓曲線，控制最大偏離度在公差允許范圍內，然后計算出每段圓弧的起點坐 標、終點坐標及圓弧半徑，再編制數控加工程序進行加工。半閉環位置伺服系統將機床本身的機械傳動鏈排除在位置閉環之外，伺服系統的電氣控制部分和執行機械相對獨立，由于閉環中非線性因素少，因此系統容易整定，可以方便地實現間隙補償等，以提高位置控制精度。39。在此加工程序對橢圓的編程中，數控機床某一進給軸的絲杠導程為 40mm，現將其機床數據由原數值 4mm 改為 ，則相當于有一導程為 的“虛擬軸”連帶于伺服電機之后。采用 虛擬軸 的編程方法同其它橢圓曲線手工編程方法比較，具有精度高、編程簡單的優點，且具有一定的通用性；不足之處是此方 法需改動部分機床數據，操作者需具有專業知識。當 移動指令和 S 代碼在同一程序段中，移動指令和S 功能指令同時開始執行。如執行的刀號與現在的刀號（自動記錄在 PLC參數，診斷號 D203）一致時，則換刀指令立刻結束，并轉入下一程序段執行。 對刀是數控車床加工中極其重要和復雜的工作，對刀的目的就是建立工件坐標系或是編程坐標系的過程。 在對刀時，選擇刀具偏置的直接測量值輸入方法。對刀步驟如下： （ 1）使數控機床返回機床參考點。 （ 5）把當前該把刀的機床坐標系下的 Z 方向坐標值，輸入到 G54 零點偏置存儲單元上的 Z 方向坐標上。 （ 9）讀取當前該把刀的機床坐標下的 X 方向坐標值，并把此值減去外圓直徑 d后的坐標值，輸入到 G54 零點偏置存儲單元中的 X 坐標上。此方法只能檢驗運動是否正確，不能檢驗被檢驗零件的加工精度，因此，要進行零件的首件試切，當發現有加工誤差時，分析誤差產生的原因，找出問題所在，加以修正，直至加工出符合零件圖要求的零件。在掌握常規編程的基礎上 ,不停地深入了解這些智能形編程軟件的特性和方法 ,將會大大提高編程的水平和效率 ,在對復雜零件的數控加工編程中做到高準確率和高效率。由于近幾年我國的國產數控車床的數量和質量都在不斷增加，本文也以國產數 控車床和國產數控系統作為基礎，通過對零件圖的分析， 特別對復雜 外形如橢圓 的數控程序編制 和改進 ，可大大提高程序的正確性和安全性，降低生產成本，提高工作效率。 程序校對與首件試切 編寫好的程序單和制備好的控制介質，必須經過校驗和試切才能正式使用，校驗的方法是直接將控制介質上的內容輸入到數控裝置中， 讓機床空運轉，以檢查機床的運動軌跡是否正確。 （ 7）沿 + Z 方向上退刀，并停下主軸（不要在 + X 方向上移動刀架）。 （ 3）用 “ 手輪 ” 方式車削工件右端面。其他的刀具根據此刀具在坐標系中的偏差計算出其他刀具的偏置量。或是使工件原點（編程原點）與機床 參考 點之間建立某種聯系。 此零件加工程序表如表 8 所示： 表 8 加工程序清單 程序名 :O1000 程序段號 程序內容 程序段解釋 N10 G50 X80 Z100 T0101 建立零件坐標系 N20 M03 S500 正轉，主軸轉速 500r/min N30 M08 冷卻液開啟 N40 G0 X60 Z61 刀具到循環起點位置 N50 G71 R1 切削深度 (半徑 )回退 1mm N60 G71 P70 Q160 F90 外圓粗車循環指令 ,精車余量, N70 G0 X16 循環起運行到倒角延長線 N80 G1 X24 W4 精加工 245 度 。用 T 代碼后面的數值指令，進行刀具選擇，其數值后兩位用于指定刀具補償的補償號。 （ 4）輔助功能 輔助功能由 M 代碼后面指令 2 位數字表示，把對應的信號送給機床，用來控制機床的 ON/OFF， M 代碼在一個程序段中只允許一個有效。 若 Sreal 為機床實際連接絲杠導程， Svirtual 為虛擬軸絲杠導程。 機床機械傳動鏈節的有關參數 (如速比、絲杠導程、極限行程及脈沖當量等 )均以機床數據的形式存儲在數控系統的存儲器中，對控制系統而言，改變某一進給軸機床數據的數值相當于改變了機床機械傳動鏈節相應部分的結構，由于伺服電機實際驅動的進給軸結構并未改變，即與改動后的機床數據所對應的進給軸實際上并不存在，故稱其為“虛擬軸”。這種方法不僅編程簡單，而且在原理上避免了各種逼近方法編程所造成的加工誤差。在橢圓形陶瓷成形的經濟型數控裝置中，利用逐點比較法插補原理設計專用的橢圓插補程序來實現橢圓曲線的數控加工，這樣雖然可以提高精度但缺乏通用性。 在機械制造業中，具有橢圓形外形的零件是二維輪廓工件，比較常見也是比較難以加工的。利用該循環，可以按同一軌跡重復切削，每次切削刀具向前移動一次。為了更簡化編 程而使用了復合型車削固定循環功能，其代碼分別為 G70， G7 G73。坐標值輸入單位是公制。最后根據公式（ 4） nfVf ? （ 4） 計算粗車、精車的進給速度分別為 135mm/min 和 60mm/min。 （ 2） 進給速度選擇 根據加工的實際情況確定粗車、精車每轉進給量。切槽時，主軸轉速 n=450r/min。螺紋粗車時選ap=，逐步減少，精車 ap=。 根據選擇 好的刀桿，從刀片訂貨頁碼中選擇刀片。 (6) 選擇工件材料代碼 19 按照不同的機加工性能，加工材料分成 6 個工件材料組，他們分別和一個字母和一種顏色對 應，以確定被加工工件的材料組符號代碼， (7) 確定刀片的斷屑槽型 按加工的背吃刀量和合適的進給量，根據刀具選用手冊來確定刀片的斷屑槽型代碼 (8)選擇加工條件臉譜 三類臉譜代表了不同的加工條件 :很好、好、不足。 正五邊形刀片的刀尖角為 108 度 ，其強度、耐用度高、散熱面積大。 正三角形刀片可用于主偏角為 60 度 或 90 度 的外圓車刀、端面車刀和內孔車刀。在工件結構形狀和系統剛性允許的前提下，應選擇盡可能大的刀尖角。其特點為：定位精度高 ,切屑流暢 ,操作簡便 , 可與其它系列刀具產品通用。綜合這兩條路線的結果，才能確定所選用的刀具 。其軌跡圖如圖 6a 、 6b、 6c、6d、 6e、 6f 所示： (零件坐標系)4010043 (零 件坐標系)4010043 圖 6b O2021 外輪廓粗加工軌跡 圖 圖 6a O2021 內輪廓粗加工軌跡圖 15 (零 件坐標系)(精 加工起點)4010 027.543