機電公司數(shù)控加工工藝技術講義和數(shù)控機床編程及加工

數(shù)控加工工藝專題技術講座北京機電院高技術股分郭慶興數(shù)控加工工藝的革新引起工藝革新的因素：新設備（數(shù)控加工中心，柔性加工單元，，車削中心，數(shù)控電火花機床，數(shù)控線切割機床，數(shù)控剪板機床，數(shù)控數(shù)控沖壓設備，復合型數(shù)控機床，等等）導致加工線路和加工方法徹底發(fā)生了變化。新型刀具的使用。刀具結構的變化，刀具材料的變化，使加工精度和加工方法發(fā)生了變化，有可能改變加工路線，縮短加工時間，提高加工效率。數(shù)控加工工藝的革新CAD/CAM使零件的設計更加復雜，加工要求更高。測量技術的更新機為促進工藝革新又為工藝革新提供了技術保障：三坐標檢測技術，激光檢測技術，機床附帶的在線測量技術等等已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用。市場的要求。工藝設計步驟一、識圖二、工藝線路分析，設計三、各工序的工藝設計四、編制加工程序五、調(diào)試加工程序六、檢驗七、反復驗證、改進八、備份工藝文件和加工程序一、識圖識圖，注意圖紙使用的標準，認識零件的結構，將平面二維信息轉換為立體結構。現(xiàn)在有些設計人員已經(jīng)將一些復雜零件的多角度的三維圖附在二維圖上，供參考，簡化工藝人員和加工人員的識圖難度。一、識圖注意圖紙附注的技術要求，毛坯的要求，注意加工符號標識，表面光潔度的標識。如果涉及到復雜曲面，還要識別附加的曲面控制函數(shù)或控制數(shù)據(jù)。認清要求的加工要素。加工重點和加工難點（是否有關鍵加工工序）二、加工路線分析、設計根據(jù)識圖得到的信息進行加工線路分析，設計工序。是否需要熱處理。車、銑、磨的順序。是否需要粗加工，半精加工，或精加工。二、加工路線分析、設計加工重點，怎么保證。加工難點，怎么解決。各工序的檢測方法。工序之間的尺寸鏈傳遞。是否需要增加工藝基準根據(jù)毛坯情況和零件使用情況決定是否需要增加干涉檢查工步。三、各工序的工藝設計

（數(shù)控切削加工）設備選型定位方式（非常重要）各工序間尺寸鏈的傳遞夾具選擇、設計刀具選擇工藝參數(shù)的確定測量工具、方法冷卻液的選用生成工藝文檔1、設備選型選擇合適的加工設備可以提高加工效率，節(jié)省加工成本。根據(jù)零件的外形特點、尺寸和加工要求，選擇設備的型號。工藝人員必須對加工設備的特點非常熟悉。設備的各軸行程，各軸聯(lián)動情況。1、設備選型設備的主軸功率，各軸驅動功率。數(shù)控系統(tǒng)的大致功能。刀柄的形式，拉釘形式。設備的加工效率。1、設備選型工作臺情況：尺寸、T型槽、定位孔、承載能力等。機床內(nèi)部的容納空間?；剞D工作臺還要注意回轉空間。換刀情況：換刀時間、換刀方式、換刀時和工件的干涉情況。2、定位方式定位方式直接影響夾具的設計，和尺寸鏈的傳遞情況，甚至影響工序排序情況，非常重要。有時不一定非要符合七點定位原則，在實際工作中經(jīng)常使用欠定位原則或過定位原則。具體情況靈活掌握。盡量使用高質(zhì)量的面作為定位面。一定要保證尺寸鏈的可靠傳遞。不要傷害已經(jīng)精加工過的面。2、定位方式確定定位方式時要考慮夾具設計的難度。要考慮操作人員的方便性，有效降低勞動強度。要考慮定位面的可測量性。測量的精確度往往直接影響零件的最終加工精度。要考慮零件受壓變形和切削變形。（非常關鍵?。┻€有熱膨脹變形。3、尺寸鏈的傳遞多工序加工勢必要切斷尺寸鏈。適當劃分工序，選擇適當?shù)臋C床，盡量不要切分重要尺寸鏈，降低加工難度。對于必須切分的尺寸鏈，盡量選擇互為基準的原則，保證最大限度的消除因為轉序引入的誤差。要區(qū)分加工原點與定位基準的概念。4、夾具的選擇、設計通用夾具和專用夾具的特點。通用夾具又加組合夾具，由一些標準件組成，適用于試制或小批量的生產(chǎn)，投資小，工藝準備時間短；但是工藝系統(tǒng)的剛性不是很好，使用也可能不是很方便，容易與刀具等發(fā)生干涉，造成加工失敗。4、夾具的選擇、設計專用夾具是為加工某一零件或一類零件專門設計的，前期投資較大，工藝準備時間較長，適用于大批量加工生產(chǎn)，有些夾具設計成使用壓縮空氣或液壓自動夾緊松開，裝夾方便，有效的降低操作人員的勞動強度，縮短輔助時間，有效提高機床的利用效率。4、夾具的選擇、設計專用夾具的設計原則：定位可靠，保證加工安全；裝卸方便，降低操作人員的勞動強度；剛性好，又要最大限度的降低裝夾變形；輔助支撐；干涉點少，防止出現(xiàn)撞車事故；4、夾具的選擇、設計排屑通暢，縮短裝夾時清理切屑的時間；有效利用工作臺面多工位安裝，提高切削效率；5、刀具的選擇刀具的選擇至關總要。工藝人員需要熟悉新型刀具的工藝特性。刀具本身剛性要好。組合刀具和整體刀具的選用。專用刀具加工效率高，但是價格高，適用于大批量加工。專用刀具的效率性價比高?？筛鼡Q刀片刀具的特點。5、刀具的選擇刀具的干涉點要求越少越好。深孔加工的刀具最好具有中心冷卻功能。螺紋加工刀具的選擇。鏜刀和鉸刀的加工特性對比。6、工藝參數(shù)的確定影響工藝參數(shù)的幾個因素：材料刀具的耐高溫、耐沖擊、耐磨特性刀具的幾何參數(shù)工藝系統(tǒng)的剛性冷卻機床主軸功率7、測量工具、方法檢測方法的方便性直接影響加工效率。是否需要制作專用量規(guī)。是否需要考慮工藝測量基準。考慮測量方法時要考慮到如果不合格還能否采用補救措施，能否返修。在線檢測要考慮到機床本身的系統(tǒng)誤差的影響。檢查方法是否合適。8、冷卻液的選用冷卻液不但就有冷卻的作用還具有防銹、潤滑的作用。不同的材料因選用不同的冷卻介質(zhì)。要注意冷卻介質(zhì)的使用方法和壽命。9、生成工藝文檔生成的工藝文件包括工序流轉卡工藝文件刀具清單裝夾圖關鍵工序還要附加檢驗測量規(guī)程9、生成工藝文檔工藝文檔的要求：編程零點的標識壓緊點、輔助支撐點、測量點的標識語言表達準確、簡練修改和版本標識明確四、編制加工程序加工程序的要求：指令準確排列整齊語意清晰程序隱含錯誤少，牢固性強附有刀具清單清單和刀具清單以及大致加工時間特殊刀具要特別附加說明五、調(diào)試加工程序編制的加工程序必須經(jīng)過仔細調(diào)試后才能連續(xù)運行。調(diào)試時工藝人員要提供技術支持，做好現(xiàn)場服務。對調(diào)試中出現(xiàn)的問題要做好記錄六、檢驗檢驗操作者自檢和首檢。要注意測量工具的使用方法和測量點的選擇。檢驗時要考慮熱變形和溫度的影響。七、反復驗證和改進工藝作為大批量生產(chǎn)的指導工藝文件，確保工藝文件的合理性和可靠性，所以必須要反復驗證和改進。工藝的改進是提高生產(chǎn)效率，提高加工質(zhì)量、節(jié)省開支的有效手段，作為技術人員有責任持續(xù)的改進自己的工藝文件。改進的工藝必須重新驗證。數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學中心實驗目的通過數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進行加工；結合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機械工程實驗教學中心數(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。機械工程實驗教學中心數(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)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機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)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機床各坐標的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅動機床完成相應的運動。機械工程實驗教學中心數(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。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機械工程實驗教學中心數(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)學處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗及試切數(shù)控機床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+標準硬件系統(tǒng)構成，不要求專用硬件或運動控制卡，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)操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹機械工程實驗教學中心為例，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G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結束M02

4M03主軸正轉M03√M04主軸反轉M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關冷卻液M09√

6M97程序跳轉M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關1有效M20√M21自定義開關1無效M21√8M22自定義開關2有效M22√M23自定義開關2無效M23√9S主軸轉速控制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，可進行有關數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯編譯等。每一個工件程序由若干個程序段組成；每一個程序段完成一個加工步驟；每一個程序指令有程序段號和若干個指令代碼組成，指令代碼在程序段中的位置可以是任意的，同組指令在同一程序段中不能重復使用；最后一個程序段由指令代碼M02作為程序結束標志。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹

在運行加工程序之前，必須通過參數(shù)設置對機床和刀具進行調(diào)整，使其與加工要求相符，這樣才能正確地進行加工或模擬加工。OpenSoftCNC軟件系統(tǒng)的參數(shù)主要有以下內(nèi)容：①基本設置設置可修改的基本參數(shù)。②刀具設置設置刀具編號、類型和刀具補償?shù)葏?shù)。③軸參設置設置和查看坐標軸參數(shù)。④工件坐標設置設置G54—G59等工件坐標系的原點坐標。⑤PLC設置用于查看PLC緩沖區(qū)配置、PLC程