軸類零件數控車削加工工藝過程及編程分析設計說明書(存儲版)

　　

【正文】 控系統作為控制核心，利用伺服電機通過滾珠絲桿驅動溜板和刀架實現進給運動，其運動鏈與普通車床相比也更短，總體結構剛性好，抗振性好。綜合上述幾方面，數控車削加工的生產效率高。該零件由圓柱、圓錐、圓弧、內螺紋、外螺紋、內孔等組成，其中外徑尺寸及內孔尺寸有較高的尺寸要求和表面粗糙度要求。為保證其表面無夾傷痕跡，便于加工，加工前應作專用夾具如圖 2 所示： M2425g/6g30 0 46 0 254296 177。主運動通過 松下 變頻器及變頻電機實現無級變速。加工好零件左端的 M24 螺紋端面和 ￠ 46 外圓作為定位基準。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圖 6c O2021 外輪廓粗加工軌跡圖 (零件坐標系)(精加工起點)4310040圖 6d O2021 內輪廓精加工軌跡圖 16 (零 件坐標系)(內 螺紋加工起點) (內 螺紋加工中繼點)354310040 ( 零件坐標系)1004043( 切槽中繼點)17( 切槽起點)圖 6e O2021 內輪廓切槽軌跡圖 圖 6f O2021 內螺紋加工軌跡圖 17 CKD6126B 數控車床具有粗車循環和車螺紋循環功能，只要正確使用編程指令，機床數控系統就會自動確定其進給 路線，因此，該零件的粗車循環和車螺紋循環不需要人為確定其進給路線（但精車的進給路線需要人為確定，零件從右到左沿零件的表面輪廓精車進給）。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。 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。 (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。螺紋粗車時選ap=，逐步減少，精車 ap=。 （ 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。坐標值輸入單位是公制。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。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。 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”。 （ 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。 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 。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。 （ 7）沿 + Z 方向上退刀，并停下主軸（不要在 + X 方向上移動刀架）。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。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。 （ 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。 在對刀時，選擇刀具偏置的直接測量值輸入方法。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。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。39。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。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。 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。車螺紋時，主軸轉速 n=320r/min。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=）。 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。 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。 （ 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。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。機床配備尾座。其余:3. 2 8 圖 2 夾具 4. 設備的選定 選取普利森集團出品的 CKD6126B 型數控機床作為加工設備，此機床是普利森集團于 2021 年開發的數控車床，其外形圖如圖 3 所示： 圖 3 CKD6126B 數控車床外形圖 圖 4 KND100T 外形圖 CKD6126B 型數控車床通過數控系統自動控制，可對加工范圍內的各種內孔、外圓、圓錐面、圓弧面 及螺紋進行加工。因此，在加工時應給機械間隙補償以保證輪廓曲線的準確性 。 基于上述原因，認真研究和改進數控車削加工工藝過程及編程分析，對提高生產效率，提升員工素質，增加企業競爭力有著十分重要的意義。由于數控車床的主軸轉速、進給速度、快速定位速度高，通過合理選擇切削用量，充分發揮刀具的切削性能，可以減少零件的加工時間。 6 (4) 加工工種之間的結合。 數控加工取代傳統加工占據生產制造的主導地位已成為一種趨勢，但由于歷史的原因，傳統的加工設備與先進的數控機床并存，是目前乃至今后很長一段時期內大多數制造企業的設備 現狀。 數控機床與普通機床相比具有的優越性 5 普通機床加工時，其加工成本相對較低，工序較長，且工步中很多具體細節由技術工人來完成，對技術工人的水平要求相對較高。數控加工另一個特點是產品裝夾定位靈活，同一產品零件可能有多種加工方案。 (4) 根 據數控機床加工時工件裝夾特點與刀具配置、使用的特點區別于普通機床加工時的情況，工件的各部位的數控加工順序可能與普通、機床上加工工件的順序也有很大的區別。針對 APT 語言的缺點， 1978年，法國達索飛機公司開始開發集三維設計、分析、 NC 加工一體化的系統，稱為 CATIA。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。一般來說，學術論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。 4) 著錄參考文獻有利于節省