數(shù)車編程典型案例分析

劉小燕

撫順市技師學(xué)院（撫順 113123）

1 數(shù)控車削加工的主要對(duì)象

與臥式車床相比，全功能數(shù)控車床的加工對(duì)象有其突出的特點(diǎn)：

1.1 能達(dá)到較高的精度要求

與臥式車床相比，數(shù)控車床傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)具有很高的精度、剛度、動(dòng)剛度和熱穩(wěn)定性，機(jī)床本身的零部件具有很高的制造精度，特別是在數(shù)控車床上能精確對(duì)刀，刀具磨損以后可以進(jìn)行補(bǔ)償，因此能夠加工形狀和尺寸要求較高的零件。

1.2 能達(dá)到較高的表面質(zhì)量要求

在數(shù)控車床上利用系統(tǒng)的恒定線速控制功能，可以使切削過(guò)程保持最佳的切削速度，加工出來(lái)的零件整個(gè)表面其粗糙度值，既小又一致。

1.3 能加工輪廓形狀復(fù)雜的零件

數(shù)控車床采用圓弧插補(bǔ)指令可以加工零件上的圓弧輪廓，對(duì)于任意平面曲線所組成的回轉(zhuǎn)體零件，如非圓曲線、列表曲線等輪廓，雖然多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)不具備這些曲線的插補(bǔ)功能，但全功能性的數(shù)控機(jī)床可經(jīng)過(guò)較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，即在滿足允許的編程誤差的條件下，用直線段或圓弧段來(lái)逼近給定的曲線，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算逼近線段的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，來(lái)編制工件的加工程序。

1.4 能加工導(dǎo)程有特殊要求的螺紋

數(shù)控車床不僅能車削任何等導(dǎo)程的直螺紋、錐螺紋及端面螺紋，還能車削變導(dǎo)程螺紋以及要求等導(dǎo)程與變導(dǎo)程之間平滑過(guò)渡的螺紋，在數(shù)控車床上利用螺紋切削循環(huán)指令切削螺紋大大提高了加工效率。

2 數(shù)控車削的編程的內(nèi)容步驟

2.1 分析工件圖樣，擬定工件加工工藝路線

根據(jù)圖樣中工件的形狀、尺寸、技術(shù)要求選擇加工方案、確定加工順序、 裝夾方式、刀具和切削用量，選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)，盡量減少換刀次數(shù)。

2.2 數(shù)值計(jì)算

計(jì)算粗、精加工的運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)工件圖樣坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系不一致時(shí)，需對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行換算。對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的工件的輪廓加工，須計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的中心、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值。

2.3 編寫工件加工程序單

根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的功能指令代碼機(jī)程序段格式，編寫工件加工程序單。

2.4 輸入程序

手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入或計(jì)算機(jī)傳送至機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)。

2.5 程序校驗(yàn)與首件試切

在數(shù)控仿真系統(tǒng)上仿真加工過(guò)程，空運(yùn)行觀察走刀路線是否正確，但這只能檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)是否正確，不能檢驗(yàn)出被加工零件的加工精度。因此，有必要進(jìn)行首件試切。

3 數(shù)控車床編程實(shí)例分析

如圖1所示的工件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，若采用手工編程方法比較合適。其采用的加工設(shè)備為：CKA6150，數(shù)控系統(tǒng)為：BEIJNGFANUC(Oi-Mate)。

圖1 零件圖

3.1 加工方案

根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及毛坯尺寸，確定加工方案：

(1)采用三爪自定心卡盤裝卡，零件伸出卡盤60mm，加工零件左端外輪廓至尺寸要求。設(shè)置編程原點(diǎn)在端面的軸線上，加工程序名為：00001。

(2)零件調(diào)頭，夾φ35mm外圓，車端面至長(zhǎng)度尺寸要求。加工零件右端外輪廓至尺寸要求。設(shè)置編程原點(diǎn)在右端面的軸線上，加工程序?yàn)椋?0002。

3.2 加工順序

加工順序?yàn)棰佘嚩嗣妫虎诖周囎蠖烁鞅砻妫粲嗔?.5mm；③精車左端各表面至圖紙要求；④調(diào)頭平端面，取總長(zhǎng)至圖紙要求；⑤粗車右端各表面，留余量0.5mm；⑥精車右端各表面至圖紙要求；⑦切槽5×1.5至圖紙要求；⑧粗、精加工螺紋。

3.3 編程尺寸

(1)圖紙上有公差值的尺寸，編程時(shí)取極限尺寸的平均值。故φ35、φ42、φ36外圓的編程尺寸分別為;34.969mm、41.969MM、35.95mm。

(2)外圓錐大端直徑35.969mm，外圓錐小端直徑32.469mm，倒角起點(diǎn)28.469Mmm。

(3)G73中X向總切深（單向）10.6mm，分8刀進(jìn)行。

(4)螺紋牙頂外圓柱加工直徑23.8mm，螺距P=1.5mm，螺紋小徑 22.05mm，雙邊切深1.95mm，分 4刀切削，切深分別為：0.8mm、0.6mm、0.4mm、0.15mm。

3.4 操作要點(diǎn)

(1)準(zhǔn)確計(jì)算出錐端及錐端倒角的坐標(biāo)

(2)出、精車外圓車刀T01、T02的副偏角應(yīng)大于 30°。

(3)二次裝夾找正后，不能損傷以加工表面。

(4)裝夾螺紋車刀時(shí)，用三角螺紋樣板對(duì)刀。

(5)加工螺紋退刀時(shí)，要防止刀具與臺(tái)階相撞。

4 編寫加工程序

每一個(gè)工件的加工路線都不是唯一的，其加工路徑可有多個(gè)，故此將加工參考程序略去。

數(shù)控車削加工的關(guān)鍵是編程。上述所列舉的數(shù)控車床車削加工編程實(shí)例，它具有一定的代表性。由于數(shù)控車床能夠加工普通車床無(wú)法加工的復(fù)雜曲面；而且其加工精度高，質(zhì)量又容易保證，生產(chǎn)效率高。因此，數(shù)控車床在機(jī)械加工領(lǐng)域得到了廣泛使用，學(xué)習(xí)掌握數(shù)控加工編程技術(shù)顯就得尤為重要。

[1]高楓,肖衛(wèi)寧.數(shù)控車削編程與操作訓(xùn)練.北京:高等教育出版社,2010.

[2]裴炳文.數(shù)控加工工藝與編程.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.