數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的零件加工程序

數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的零件加工程序

數(shù)字控制技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械工程的制造過程中起著非常重要的作用。由于數(shù)控車床不僅能自動(dòng)完成各種形狀不同、精度要求高的軸類、盤類、套類等回轉(zhuǎn)體零件的切削加工,而且具備加工靈活、通用性強(qiáng)、能適應(yīng)產(chǎn)品的品種和規(guī)格頻繁變化的特點(diǎn),能夠滿足新產(chǎn)品的開發(fā)和品種多、批量小、成本低、生產(chǎn)自動(dòng)化要求,從而成為應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床。目前,文獻(xiàn)[1-3]中以介紹單刀對(duì)刀為主,很難滿足實(shí)際切削加工需求。即使介紹多把刀具的試切對(duì)刀方法對(duì)刀一般有試切對(duì)刀、機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀3種方法。機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀對(duì)刀速度快、精度高,減少數(shù)控加工的對(duì)刀輔助時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量,但是機(jī)外對(duì)刀儀和自動(dòng)對(duì)刀儀的成本高,對(duì)大量的中小企業(yè)是不經(jīng)濟(jì)的;對(duì)教學(xué)來說,不利于學(xué)生掌握對(duì)刀的原理與對(duì)刀過程,所以掌握試切對(duì)刀勢(shì)在必行,而且掌握對(duì)刀的原理與對(duì)刀過程后再使用機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀儀去對(duì)刀就顯得非常簡(jiǎn)單。1機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的模擬為簡(jiǎn)化數(shù)控程序編制及使編制的程序?qū)ν愋蜋C(jī)床有互換性,數(shù)控機(jī)床必須統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)。機(jī)床坐標(biāo)系是用來確定其刀具運(yùn)動(dòng)路徑的依據(jù);機(jī)床坐標(biāo)系在機(jī)床一經(jīng)設(shè)計(jì)和制造調(diào)整后,便被固定下來。而機(jī)床參考點(diǎn)作為機(jī)床坐標(biāo)系的固定不變的位置點(diǎn),用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定和控制,即根據(jù)機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點(diǎn)的位置。實(shí)際上,在數(shù)控加工時(shí)刀具和工件都安裝在機(jī)床上,刀具和工件在動(dòng)力機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下按照一定的規(guī)律作相對(duì)運(yùn)動(dòng),即在機(jī)床坐標(biāo)系中刀具與工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床一般有3種相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式:(1)工件靜止,在各坐標(biāo)方向都是刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng);(2)刀具靜止,工件相對(duì)刀具運(yùn)動(dòng);(3)刀具和工件都作部分運(yùn)動(dòng)。工件坐標(biāo)系是在數(shù)控編程時(shí)用來定義工件形狀和刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系。在編程時(shí),不論機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動(dòng)如何,一律視工件靜止,即刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng),所以將切削加工過程中刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)看作刀具在工件坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng),零件加工程序及其刀具運(yùn)動(dòng)軌跡只與工件坐標(biāo)系有關(guān)而與機(jī)床坐標(biāo)系無關(guān)。為保證編程與機(jī)床加工的一致性,工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸應(yīng)與機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向保持一致。零件加工程序及其刀具運(yùn)動(dòng)軌跡必須通過某種操作來建立工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互位置坐標(biāo)關(guān)系,才能夠?qū)崿F(xiàn)刀具與工件在機(jī)床坐標(biāo)系中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)控加工切削。對(duì)刀就是實(shí)現(xiàn)確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系相互位置關(guān)系的操作。機(jī)床坐標(biāo)系中的刀具通過找正與工件坐標(biāo)系中的對(duì)刀點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)對(duì)刀的。換句話說,將零件加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)后,通過對(duì)刀操作,數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)刀點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值換算成對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。所以對(duì)數(shù)控加工者,編制數(shù)控零件加工程序時(shí)需要選擇合理的刀具對(duì)刀點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)的選擇一般原則有:便于確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互位置關(guān)系,容易找正;加工過程中便于檢查;引起的加工誤差小等。在數(shù)控車床上加工工件時(shí),根據(jù)數(shù)控車床加工零件的特點(diǎn)和便于編程、測(cè)量、檢驗(yàn)的需要,工件原點(diǎn)一般設(shè)在主軸中心線與工件右端面(或左端面)的交點(diǎn)處。2切割切下的三個(gè)方法2.1用刀片補(bǔ)償t命令2.1.1車刀外圓直徑d(1)在刀架的1號(hào)刀位裝上第1把外圓車刀,試切工件右端面后,沿X軸正方向遠(yuǎn)離工件(注意Z方向數(shù)值不變),測(cè)量工件長(zhǎng)度L(2)試切工件外圓,停主軸后,車刀沿Z軸正方向遠(yuǎn)離工件(注意X方向數(shù)值不變),用上述同樣的方法測(cè)量外圓直徑D(3)回機(jī)床參考點(diǎn),第一把刀試切對(duì)刀完畢。(4)在刀架的2號(hào)刀位裝上第二把刀,分別試切外圓、端面后測(cè)量外圓直徑D(5)同理進(jìn)行其他刀具的對(duì)刀。2.1.2對(duì)刀按“工件右端面”的距離公式進(jìn)行調(diào)整(1)在對(duì)刀之前,每一把刀一定要進(jìn)行回參考點(diǎn)REF操作。(2)在機(jī)床開機(jī)后,手動(dòng)鍵和主軸正轉(zhuǎn)鍵是不起作用。需使用MDI方式啟動(dòng)主軸后手動(dòng)鍵和主軸正轉(zhuǎn)鍵才起作用。(3)機(jī)床顯示的機(jī)床坐標(biāo)為負(fù)值,測(cè)量的直徑、長(zhǎng)度均為正值;工件原點(diǎn)設(shè)置在主軸中心線與工件左端面的交點(diǎn)處;如果要將工件原點(diǎn)設(shè)置在主軸中心線與工件右端面的交點(diǎn)處,只需在命令行中將輸入值“ZL1”作適當(dāng)修改即可。(4)必須將“刀具補(bǔ)正/磨耗”界面對(duì)應(yīng)的地址X、Z處清零;“刀具補(bǔ)正/磨耗”界面中G001~G006番號(hào)的X=0.00、Z=0.00清零,如圖3所示。(5)程序中不能含有G50XαZβ的對(duì)刀指令,此處的α、β表示對(duì)刀點(diǎn)到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的有向距離。(6)若程序開頭的某處寫入G54~G58指令,則必須在“工件坐標(biāo)系設(shè)定”界面命令行中輸入X0、Z0使對(duì)應(yīng)的地址X、Z處清零。“工件坐標(biāo)系設(shè)定”界面中番號(hào)01~06(G54~G59)的X=0.000、Z=0.000,如圖4所示。(7)在程序開頭的適當(dāng)處必須寫入刀具T指令。(8)內(nèi)孔鏜刀、內(nèi)螺紋刀的對(duì)刀方法與外圓車刀、外螺紋刀的對(duì)刀方法相同,但是試切對(duì)刀要車削內(nèi)孔與端面。(9)由于鉆頭安裝在數(shù)控車床的尾架上,尾架的軸心線與工件夾具的軸心線在同一條線上,所以只需要將鉆頭移動(dòng)到與工件剛發(fā)生“沙沙”聲時(shí)立即停止主軸,在“刀具補(bǔ)正/幾何”界面的命令行中輸入X0、ZL到對(duì)應(yīng)的X、Z處即可完成對(duì)刀。2.2用5g4命令2.2.1回機(jī)床參考點(diǎn)測(cè)量(1)在刀架的1號(hào)刀位裝上第1把車刀,試切工件外圓,退刀后停主軸,測(cè)量外圓直徑D(2)車工件端面,測(cè)量工件的長(zhǎng)度L(3)回機(jī)床參考點(diǎn)REF,第一把刀試切對(duì)刀完畢。(4)在刀架的2號(hào)刀位裝上第二把刀,分別試切外圓、端面后測(cè)量外圓直徑D(5)同理進(jìn)行其他刀具的對(duì)刀。2.2.2鉆頭對(duì)刀程序(1)必須將“刀具補(bǔ)正/幾何”界面對(duì)應(yīng)的地址X、Z處清零。“刀具補(bǔ)正/幾何”界面中G001~G006番號(hào)的X=0.000、Z=0.000,如圖5所示。(2)程序開頭適當(dāng)處寫入G54~G58指令和刀具T指令,程序才能正常運(yùn)行。(3)鉆頭對(duì)刀時(shí),只需要將鉆頭移動(dòng)到與工件剛發(fā)生“沙沙”聲時(shí)立即停止主軸,在“工件坐標(biāo)系設(shè)定”界面的命令行中輸入X0、ZL后按“測(cè)量”鍵對(duì)應(yīng)G54~G59的X、Z處即可完成對(duì)刀。(4)其他注意事項(xiàng)同使用刀具補(bǔ)償T指令對(duì)刀的注意事項(xiàng)(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(7)、(8)。2.3使用5g0命令2.3.1車工件抗拉減刀(1)在刀架的1號(hào)刀位裝上第1把車刀,將顯示方式置于絕對(duì)坐標(biāo)方式,用外圓車刀先試車一外圓,把刀沿Z軸正方向退出(注意X方向數(shù)值不變),停主軸,測(cè)量外圓直徑D(2)在“刀具補(bǔ)正/磨耗”界面和“刀具補(bǔ)正/幾何”界面對(duì)應(yīng)的地址X處清零,以完成X軸方向?qū)Φ兜暮罄m(xù)處理?！暗毒哐a(bǔ)正/磨耗”界面中G001番號(hào)的X=0.00,如圖3所示;“刀具補(bǔ)正/幾何”界面中G001番號(hào)X=0.00,如圖5所示。(3)車工件端面,把刀沿X軸正方向退出,停主軸(注意Z方向數(shù)值不變),此時(shí)測(cè)量工件長(zhǎng)度L(正值),在“程式(MDI)”界面的命令行中,采用手動(dòng)輸入(MDI)方式輸入G50ZL1完成Z軸方向的對(duì)刀;(4)在“刀具補(bǔ)正/磨耗”界面和“刀具補(bǔ)正/幾何”界面對(duì)應(yīng)的地址Z處清零,以完成Z軸方向?qū)Φ兜暮罄m(xù)處理。“刀具補(bǔ)正/磨耗”界面中番號(hào)G001的Z=0.000,如圖3所示;“刀具補(bǔ)正/幾何”界面中G001番號(hào)的Z=0.000,如圖5所示。(5)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)后,為運(yùn)行方便,使用MDI方式,輸入“G00X200Z350”并運(yùn)行,刀具即移動(dòng)到距工件原點(diǎn)(200,350-L)處,第一把刀試切對(duì)刀完畢。(6)在刀架的2號(hào)刀位裝上第二把刀試切端面后,測(cè)量工件長(zhǎng)度L(7)第二把刀試切外圓后,測(cè)量外圓直徑D(8)同理進(jìn)行其他刀具的對(duì)刀。2.3.2先寫5g0.5.(1)第一把刀對(duì)好之后,不能再回機(jī)床參考點(diǎn),也就是說,后面的刀具是以第一把刀為基準(zhǔn)的。(2)G00X200Z350中的X、Z值也可以為其他適當(dāng)?shù)闹怠?3)在程序開頭的適當(dāng)處寫入G50X200Z350-L,程序才能正常運(yùn)行。(4)程序中盡量不要寫G54~G59指令,避免與G50指令發(fā)生沖突。(5)其他注意事項(xiàng)同使用刀具補(bǔ)償T指令對(duì)刀的注意事項(xiàng)(2)、(3)、(7)、(8)。3例如，加工3.1鉆頭直徑d如圖6所示盤類毛坯與零件圖,外圓和內(nèi)孔的精車余量均為X向0.4mm;Z向0.1mm;鉆頭直徑23mm?，F(xiàn)假設(shè)工件原點(diǎn)設(shè)置在軸心線與試切后右端面的交點(diǎn)處,加工中共用外圓粗車刀、外圓精車刀、鉆頭、內(nèi)孔粗鏜刀、內(nèi)孔精鏜刀、外螺紋刀6把刀。3.2試切對(duì)刀加工程序中可以采用第1種和第2種試切對(duì)刀方法進(jìn)行對(duì)刀。若要采用第3種試切對(duì)刀方法,只需將G54指令用G50G00指令取代,同時(shí)將