數(shù)控車床加工工藝與編程模塊五和數(shù)控機(jī)床編程及加工

模塊五槽與螺紋加工數(shù)控車削加工中，經(jīng)常會遇到各種帶有槽和螺紋的零件，如圖5--1所示。本模塊將從幾個(gè)典型的槽和螺紋類零件加土任務(wù)的分析、實(shí)施入手，詳細(xì)介紹槽及螺紋加工的特點(diǎn)、工藝的確定、指令的應(yīng)用、程序的編制、加工質(zhì)量的分析等內(nèi)容。子程序指令及其應(yīng)用和螺紋加工指令及其應(yīng)用是本模塊的重點(diǎn)。任務(wù)1單槽加工任務(wù)目標(biāo)槽加工的工藝特點(diǎn)和相關(guān)知識槽加工的常用編程指令選擇適當(dāng)?shù)闹噶罹幹撇奂庸さ某绦蛉蝿?wù)引入根據(jù)圖5-1-1a所示的離合器工序圖，編制其滑塊槽的加工程序完成加工后的零件實(shí)物圖如圖5-1-1b所示。任務(wù)分析如圖所示的零件需加工一個(gè)寬槽且有一定的深度，這樣的槽用寬刃切槽刀直接切出是不現(xiàn)實(shí)的，故選用4mm切槽刀，應(yīng)用FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)中的復(fù)合切削指令G75進(jìn)行加工。相關(guān)知識如圖5--1-2所示為活塞零件圖，需加上其密封槽:分析得知密封槽一般要求有較高的表面質(zhì)量，同時(shí)也要求槽底具有較高的尺寸精度和圓度。因此，選用與槽等寬的4mm切槽刀，采取直接切入槽底后暫停修整槽底圓度，然后慢速退刀修整側(cè)面的方式進(jìn)行加工。一次裝夾完成零件內(nèi)孔和外圓的加上。坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在工件右端面中心，選切槽刀右刀尖為刀子位點(diǎn)對刀。編程如下:G00X50.0Z-2.0T0101;（定位）G01X32.0F0.1;（切至槽底）G04X0.5;（延時(shí)修正槽底）G01X50.0F0.1;（退刀）相關(guān)知識零件上單槽的形式很多，如圖所示，均可借鑒上述的加工方法進(jìn)行編程。1.零件的裝夾根據(jù)槽的寬度等條件，在切槽中經(jīng)常采用直接成形法，也就是說槽的寬度就是切槽刀刃的寬度，也就等于背吃刀量ap。采用這種方法切削時(shí)會產(chǎn)生較大的切削力。另外，大量的槽位一于零件的外圓上，切槽時(shí)主切削力的方向與工件軸線垂直，必然會影響工件的穩(wěn)定性、在數(shù)控車床上進(jìn)行槽加工一般可采用下面兩種裝夾方式:(1)利用軟卡爪，并適當(dāng)增加夾持面的長度，以保證定位準(zhǔn)確，裝夾穩(wěn)固。(2)利用尾座和頂尖作為輔助，采用一夾一頂?shù)牧σ皇窖b夾，最大限度地保證零件裝夾穩(wěn)定。一、槽加工工藝分析鉆孔對于精度要求不高的孔，可用麻花鉆直接鉆出;對于精度要求較高的孔，鉆孔后還要再經(jīng)過車削或擴(kuò)孔、鉸孔才能夠完成.擴(kuò)孔用擴(kuò)孔刀具擴(kuò)大工件孔徑的方法稱為擴(kuò)孔。一般精度要求的工件的擴(kuò)孔可用麻花鉆，精度要求高的孔的半精加工可使用擴(kuò)孔鉆。鉸孔鉸孔是用鉸刀對一未淬硬孔進(jìn)行精加工的一種加工方法。鉸刀是尺寸精確的多刃刀具，鉸孔的質(zhì)量好。效率高，操作簡單，目前在批量生產(chǎn)中已得到廣泛的應(yīng)用:其精度可達(dá)IT7~IT9,表面粗糙度Ra值可達(dá)0.4μm。車孔對于鑄造孔、鍛造孔或用鉆頭鉆出的孔，為達(dá)到所要求的尺寸精度、位置精度和表面粗糙度，可采用車內(nèi)孔的方法r、加工精度，般可達(dá)!竹一哪級，表面粗糙度It。值可達(dá)1.6-.3.2fr.,m,,2.刀具選擇一與進(jìn)刀方式(1)對尹寬度、深度不大，以精度要求不高的槽，可采用與槽等寬的刀具直接切入一次成形，如圖所示。刀具切入到槽底后可利用延時(shí)指令進(jìn)行短暫停留，以修整槽底圓度，退出時(shí)如有必要可采用工進(jìn)速度2.刀具選擇一與進(jìn)刀方式(2)對于寬度不大，但深度較大的深槽零件，為了避免在切槽過程中由于排屑不暢，使刀具前刀面壓力過大出現(xiàn)扎刀和折斷刀具的現(xiàn)象，應(yīng)采用分次進(jìn)刀的方式，刀具在切入工件一定深度后，停止進(jìn)刀并回退一段距離，達(dá)到斷屑和退屑的目的，如圖所示同時(shí)注戀盡雖選擇強(qiáng)度較高的刀具2.刀具選擇一與進(jìn)刀方式(3)寬槽的切削。通常把大于一個(gè)切刀寬度的槽稱為寬槽，寬槽的寬度、深度的精度要求及表而質(zhì)址要求相對較高.在切削寬槽時(shí)常采用排刀的力一式進(jìn)行粗切，然后用精切槽刀沿槽的一側(cè)切至槽底、精加工槽底至槽的另一側(cè)，再沿側(cè)面退出。切削方式如圖所示3.切削用量與切削液的選擇切削用量的三要素背吃刀量切削速度進(jìn)給量切槽過程中，為了解決切槽刀刀頭面積小，散熱條件差，易產(chǎn)生高溫而降低刀片切削性能的問題，可以選擇冷卻性能較好的乳化類切削液進(jìn)行噴注，使刀具充分冷卻。二、槽加工的質(zhì)量分析二、槽加工的質(zhì)量分析三、切槽復(fù)合循環(huán)指令1.格式G75Re;G75X(U)Z(W)PΔiQΔkRΔdFΔf;2.說明e:回退量，該值為模態(tài)值，可由參數(shù)5319號指定，由程序指令修改。X:最大切深點(diǎn)的x軸絕對坐標(biāo)。U;最大切深點(diǎn)的X軸增量坐標(biāo)。Z:最大切深點(diǎn)的Z軸絕對坐標(biāo)。W:最大切深點(diǎn)的Z軸增量坐標(biāo)。Δi;X方向的進(jìn)給量(不帶符號)。Δk;Z方向的位移量(不帶符號)。Δd;刀具在切削底部的退刀量，Δd的符號總是正的。f:進(jìn)給量。任務(wù)2多槽加工任務(wù)目標(biāo)多槽加工的工藝特點(diǎn)與相關(guān)知識子程序的編寫及其在多槽加工中的應(yīng)用選擇適當(dāng)?shù)闹噶罹幹贫嗖奂庸さ某绦蛉蝿?wù)引入如圖所示,編制切紙輥18x4槽的加工程序任務(wù)分析在加工圓周刀具、軋輥等零件時(shí)經(jīng)常會遇到與圖5-2-1相似的多槽零件。這種零件槽多且相同，如按任務(wù)1模式編寫程序，則其加工程序中會出現(xiàn)大量相同的程序段，增加了編程的工作量:這種情況下可采用子程序調(diào)用指令，來編制此類零件的加工程序，減少編程工作量，縮短加工程序的長度.相關(guān)知識應(yīng)用子程序命令編制程序可以大人減少程序段的數(shù)最，提高編程工作的效率，非常適合于人工編程。下面簡要介紹廣程序調(diào)用指令M98格式說明(1)子程序號同主程序，不同的是子程序用M99結(jié)束。(2)子程序執(zhí)行完請求的次數(shù)以后返回到主程序M98的下一句繼續(xù)執(zhí)行。如果子程序結(jié)束后沒有M99，將不能返回主程序(3)省略循環(huán)次數(shù)時(shí)，默認(rèn)循環(huán)次數(shù)為一次。(4)程序可以由主程序調(diào)用，已被調(diào)用的子程序也可以調(diào)用其他的子程序::從主程序調(diào)用的子程序稱為一重，總共可以嵌套調(diào)用四重，如圖所示。任務(wù)3普通螺紋加工任務(wù)目標(biāo)掌握螺紋加工的工藝特點(diǎn)與相關(guān)知識掌握一普通螺紋加工的常用編程指令能選擇適當(dāng)?shù)闹噶罹幹破胀菁y的加工程序任務(wù)引入請按圖a所示的定位螺栓零件圖，編制零件的加工程序，加工后的零件實(shí)物圖如圖b所示.任務(wù)分析如上圖所示的零件是一個(gè)典型的螺紋零件，該零件包括外圓、倒角、螺紋以及圓弧，前面已經(jīng)介紹了外圓、倒角和圓弧的加工指令，任務(wù)3將上要介紹螺紋加工指令。FANUC數(shù)控車床螺紋加工的常用指令見表。由表5-3---1可知，最適合加工圖5-3-1所示零件的M30x2圓柱螺紋的指令主要有兩個(gè):等螺距螺紋切削指令(G32),螺紋切削固定循環(huán)(G92)。為提高切削效率，選用G92指令進(jìn)行螺紋加工。指令名稱應(yīng)用格式主要工藝用途等螺距螺紋切削(G32)G32X(U)Z(W)F;圓柱螺紋、圓錐螺紋變螺距螺紋切削(G34)G34X(U)Z(W)FK;變螺距圓柱螺紋、圓錐螺紋多線螺紋切削(G33)G33X(U)Z(W)FP;多線螺紋、螺旋線螺紋切削固定循環(huán)(G92)G92X(U)Z(W)RF;圓柱螺紋、圓錐螺紋簡化編程螺紋切削復(fù)合循環(huán)(G76)G76PmruQΔdminRd;G76X(U)Z(W)RiPkQΔdFl;梯形操紋、大螺距三角螺紋、蝸桿等一、螺紋加工工藝分析1.螺紋類零件的裝夾2.刀具與進(jìn)刀方式選擇3.切削用量與切削液的選擇刀具與進(jìn)刀方式選擇刀具機(jī)械夾固式整休式焊接式進(jìn)刀方式直進(jìn)斜進(jìn)分層切削切削用量與切削液的選擇(1)螺紋加工的切削用量1)進(jìn)給量的選擇2)主軸轉(zhuǎn)速的選擇(2)切削液的選擇二、普通螺紋切削指令等螺距螺紋切削指令(G32)格式二、普通螺紋切削指令等螺距螺紋切削指令(G32)應(yīng)用范圍二、普通螺紋切削指令等螺距螺紋切削指令(G32)柱螺紋G32加工編程二、普通螺紋切削指令螺紋切削固定循環(huán)(G92)格式二、普通螺紋切削指令應(yīng)用范圍螺紋切削循環(huán)(G92)指令用于對圓錐或圓柱螺紋的切削循環(huán)。螺紋切削固定循環(huán)(G92)二、普通螺紋切削指令等螺距螺紋切削指令(G32)G92用于圓柱螺紋車削編程三、螺紋加工常見質(zhì)量問題及消除三、螺紋加工常見質(zhì)量問題及消除任務(wù)4圓錐螺紋加工任務(wù)目標(biāo)普通圓錐螺紋加工常用編程指令選擇適當(dāng)指令編制圓錐螺紋的加工程序任務(wù)引入任務(wù)分析此類螺紋經(jīng)常用于快換接頭的連接螺紋，如石油鉆機(jī)的鉆桿連接。其特點(diǎn)是能夠承受大扭矩，更換快捷、一般要求有較大螺距，人小端直徑和螺紋牙型精度嚴(yán)格控制。大多為中等批量生產(chǎn)，適合數(shù)控車床進(jìn)行加工生產(chǎn)效率提高明顯。用G32指令加工圓錐螺紋G92用于圓錐螺紋車削格式：G92X(U)Z(W)RF;

螺紋切削固定循環(huán)指令還常用于圓錐螺紋的切削，其應(yīng)用如圖所示。其中R為圓錐螺紋起點(diǎn)和終點(diǎn)的半徑差，加工圓柱螺紋時(shí)為零，可省略。其余各項(xiàng)與圓柱螺紋切削指令相同。任務(wù)5多線螺紋加工任務(wù)目標(biāo)多線螺紋加工的工藝特點(diǎn)與相關(guān)知識多線螺紋加工的常用編程指令選擇適當(dāng)?shù)闹噶罹幹贫嗑€螺紋的加工程序任務(wù)引入任務(wù)分析該零件左端為M36雙線內(nèi)螺紋，螺紋導(dǎo)程為5mm,螺距為3mm,螺紋小徑為32.76mm，單面高度為1.62mm。相關(guān)知識在各類機(jī)械零件中，為方便拆卸或改變傳動比，多線螺紋成為了比較常見的形式之一應(yīng)用實(shí)例如下：相關(guān)知識數(shù)控系統(tǒng)配置了直接用于多線螺紋切削的指令(G33)G33指令格式相關(guān)知識G33指令應(yīng)用相關(guān)知識G33指令應(yīng)用任務(wù)6梯形螺紋加工任務(wù)目標(biāo)梯形螺紋加工的工藝特點(diǎn)與相關(guān)知識梯形螺紋加工常用的編程指令選擇適當(dāng)?shù)闹噶罹幹铺菪温菁y的加工程序任務(wù)引入任務(wù)分析該零件為常見梯形螺紋短絲桿，作為傳動零件對螺距、表面質(zhì)量及螺紋中徑精度要求較高.梯形螺紋的截面尺寸較大，采用直進(jìn)法切削很容易出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象。在螺紋加工指令中采用斜進(jìn)法和分層切削法進(jìn)刀，是避免扎刀的有效手段。相關(guān)知識多重復(fù)合螺紋切削指令(G76)，能夠?qū)崿F(xiàn)斜進(jìn)法和分層切削法進(jìn)刀，可以很好地避免螺紋車削中的扎刀現(xiàn)象。G76指令格式G76指令說明m:精加工重復(fù)次數(shù)(1~99)。r:倒角量α:刀尖角度。m,r和α用地址P同時(shí)指定。

Δdmin:最小背吃刀量(用半徑值指定).

d:精加工余量。該值是模態(tài)的，可用5141號參數(shù)設(shè)定，用程序指令改變.

I:螺紋半徑差.i=0時(shí)可以進(jìn)行普通圓柱螺紋切削。k:螺紋高。這個(gè)值用半徑值規(guī)定。

Δd;第一刀切削深度，半徑值、l:導(dǎo)程(同G32).任務(wù)7變導(dǎo)程螺紋加工任務(wù)目標(biāo)變導(dǎo)程螺紋加工的工藝特點(diǎn)與相關(guān)知識變導(dǎo)程螺紋加工的常用編程指令選擇適當(dāng)?shù)闹噶罹幹谱儗?dǎo)程螺紋的加工程序任務(wù)引入任務(wù)分析該零件為變螺距螺桿，在擠出機(jī)的推進(jìn)器零件中常見。如果在普通車床上加工變導(dǎo)程螺紋，需要對機(jī)床進(jìn)行改裝，利用差動原理，實(shí)現(xiàn)不等距螺紋的加工?，F(xiàn)代數(shù)控車床可以利用變導(dǎo)程螺紋加工指令。方便地進(jìn)行變導(dǎo)程螺紋的加工相關(guān)知識變導(dǎo)程螺紋切削指令(G34)格式G34指令的應(yīng)用G34指令可用于一切削圓柱、圓錐變導(dǎo)程螺紋，利用軸向分線法還可加工多線變導(dǎo)程螺紋謝謝！數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運(yùn)動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補(bǔ)G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補(bǔ)G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點(diǎn)G27

G28Z軸返回程序零點(diǎn)G28

G92定義絕對坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時(shí)G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關(guān)1有效M20√M21自定義開關(guān)1無效M21√8M22自定義開關(guān)2有效M22√M23自定義開關(guān)2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進(jìn)行有關(guān)數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯(cuò)編譯等。每一個(gè)工件程序由