車(chē)削中心編程與加工

項(xiàng)目24車(chē)削中心編程與加工24.1任務(wù)描述加工如圖24-1所示零件，毛坯為￠52mm棒料，材料為45鋼，單件生產(chǎn)圖圖24-1車(chē)削中心加工實(shí)例24.2知識(shí)鏈接24.2.1車(chē)削中心簡(jiǎn)介1.車(chē)削中心概念車(chē)削中心是一種以車(chē)削加工模式為主、添加銑削動(dòng)力刀頭后又可進(jìn)行銑削加工模式的車(chē)-銑合一的切削加工機(jī)床類(lèi)型。2.車(chē)削中心特點(diǎn)①有一套自動(dòng)換刀裝置，實(shí)現(xiàn)多工序連續(xù)加工，在一臺(tái)加工中心上實(shí)現(xiàn)原來(lái)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床才能實(shí)現(xiàn)的加工功能。②具有附加動(dòng)力刀架和主軸分度機(jī)構(gòu)，除車(chē)削外還可以在零件內(nèi)外表面和端面上銑平面、凸輪、各種鍵槽、螺旋槽或鉆、鉸、攻絲等加工。3.車(chē)削中心工藝范圍車(chē)削中心比數(shù)控車(chē)床工藝范圍寬，工件一次安裝，幾乎能完成所有表面的加工。在車(chē)削中心上對(duì)工件的加工一般分為三種情況：①一種是主軸分度定位后固定，對(duì)工件進(jìn)行鉆、銑、攻螺紋等加工。②一種是主軸運(yùn)動(dòng)作為一個(gè)控制軸（C軸），C軸運(yùn)動(dòng)和X、Z軸運(yùn)動(dòng)合成為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，銑刀在工件表面上銑削各種形狀的溝槽、凸臺(tái)、平面等。③另一種是利用Y軸功能，X、Y軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，控制刀具沿工件徑向方向移動(dòng)，相當(dāng)于銑削加工。4.車(chē)削中心的C軸功能機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)除作為車(chē)削的主運(yùn)動(dòng)外，還可作分度運(yùn)動(dòng)，即定向停車(chē)和圓周進(jìn)給，并在數(shù)控裝置的伺服控制下，實(shí)現(xiàn)C軸與Z軸聯(lián)動(dòng)，或C軸與X軸聯(lián)動(dòng)，以進(jìn)行圓柱面上或端面上任意部位的鉆削、銑削、攻螺紋及平面或曲面銑削加工。圖24-2為車(chē)削中心C軸功能示意圖。a)a)b)c)d)圖24-2C軸功能a)C軸定向時(shí)，在圓柱面或端面上銑槽b)C軸、Z軸進(jìn)給插補(bǔ)，在圓柱面上銑螺旋槽c)C軸、X軸進(jìn)給插補(bǔ)，在端面上銑螺旋槽d)C軸、X軸進(jìn)給插補(bǔ)，銑直線(xiàn)和平面24.2.2車(chē)削中心編程指令1.極坐標(biāo)插補(bǔ)功能極坐標(biāo)插補(bǔ)功能是將輪廓控制由直角坐標(biāo)系中編程的指令轉(zhuǎn)換成一個(gè)直線(xiàn)軸運(yùn)動(dòng)（刀具的運(yùn)動(dòng)）和一個(gè)回轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)（工件的回轉(zhuǎn)）。這種方法適應(yīng)于在與Z軸垂直的切削平面上進(jìn)行加工切削加工。1）指令格式指令格式：G12.1；啟動(dòng)極坐標(biāo)插補(bǔ)方式（使極坐標(biāo)插補(bǔ)功能有效）指令直角坐標(biāo)系中的直線(xiàn)和圓弧插補(bǔ)，直角坐標(biāo)系由直線(xiàn)軸和回轉(zhuǎn)軸組成。指令直角坐標(biāo)系中的直線(xiàn)和圓弧插補(bǔ)，直角坐標(biāo)系由直線(xiàn)軸和回轉(zhuǎn)軸組成。…G13.1；極坐標(biāo)插補(bǔ)方式取消注：可用G112和G113指令分別替代G12.1和G13.1。2）極坐標(biāo)插補(bǔ)平面G12.1啟動(dòng)極坐標(biāo)插補(bǔ)方式，并選擇一個(gè)極坐標(biāo)插補(bǔ)平面，極坐標(biāo)插補(bǔ)在該平面上完成。極坐標(biāo)插補(bǔ)平面通常如圖24-3所示，X軸為直線(xiàn)軸（直徑量），C軸為旋轉(zhuǎn)軸（半徑量）。在編程中X軸增量值用U地址，C軸增量值用H地址表示。圖24-3極坐標(biāo)插補(bǔ)平面圖24-3極坐標(biāo)插補(bǔ)平面F─進(jìn)給速度（mm/min）。4）徑向鉆孔循環(huán)指令G87指令格式：G87Z＿C＿X＿R＿Q＿P＿F＿式中：Z、C─孔位數(shù)據(jù)。X─孔底數(shù)據(jù),R點(diǎn)到孔底的距離。R─R點(diǎn)數(shù)據(jù)，初始平面到R點(diǎn)的距離。Q─每次切削進(jìn)給的深度，μm。P─孔底暫停時(shí)間。F─進(jìn)給速度（mm/min）。5）鉆孔循環(huán)的注意事項(xiàng)（1）指定固定循環(huán)之前，必須用輔助功能（M指令）使主軸旋轉(zhuǎn)。（2）在每個(gè)固定循環(huán)中，R（初始平面到R點(diǎn)的距離）總是半徑量。Z或X（R點(diǎn)到孔底的距離）是作為直徑量還是半徑量，取決于數(shù)控機(jī)床的設(shè)置。（3）可用01組G代碼取消固定循環(huán)，當(dāng)01組G代碼如GOO、G01、G02、G03等與固定循環(huán)指令出現(xiàn)在同一程序段時(shí)，按后出現(xiàn)的指令執(zhí)行。【例24-2】在車(chē)削中心上，加工如圖24-6所示四個(gè)軸向均勻分布的孔。圖24-6端面鉆孔參考程序（以工件右端面與軸線(xiàn)的交點(diǎn)為程序原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系）：O2402程序名N10T0101選擇1號(hào)刀，建立刀補(bǔ)N20M70C軸功能有效N30G28C0N40M93S500動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)N50G98G00X100Z15N60G83X40C0Z-26R-12Q5000F50鉆第一個(gè)孔，R平面距離初始平面為1N70C90Q5000主軸旋轉(zhuǎn)90°，鉆第二個(gè)孔N80C180Q5000主軸再旋轉(zhuǎn)90°，鉆第三個(gè)孔N90C270Q5000主軸再旋轉(zhuǎn)90°，鉆第四個(gè)孔N100G80GN110M95停止動(dòng)力頭N120M12動(dòng)力頭回零N130M71取消C軸功能N140T0100取消1號(hào)刀刀補(bǔ)N150M30程序結(jié)束24.3任務(wù)實(shí)施24.3.1加工工藝的確定1.分析零件圖樣如圖24-1所示，該零件為一軸類(lèi)零件，包括回轉(zhuǎn)體外輪廓、端面六方、端面孔的加工。結(jié)合零件形狀，采用車(chē)削中心加工該零件。2.工藝分析1）加工方案的確定根據(jù)零件表面的粗糙度值Ra3.2μm的加工要求，確定各表面的加工方案如下：回轉(zhuǎn)體外輪廓：粗車(chē)→精車(chē)；端面六方：粗銑→精車(chē)銑；端面孔：鉆-擴(kuò)。2）確定裝夾方案工件是棒料，為回轉(zhuǎn)體，可用三爪自定心卡盤(pán)裝夾。3）確定加工工序加工工藝見(jiàn)表24-2。表24-2數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng)零件名稱(chēng)材料零件圖號(hào)45鋼工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱(chēng)夾具編號(hào)使用設(shè)備車(chē)間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/r)背吃刀量/mm備注裝夾1：夾住棒料一頭，留出長(zhǎng)度大約70mm，車(chē)端面（手動(dòng)操作），對(duì)刀，調(diào)用程序1粗車(chē)回轉(zhuǎn)體外輪廓T01015000.20.72精車(chē)回轉(zhuǎn)體外輪廓T01018000.10.33粗銑端面六方T02024000.1554精銑端面六方T02024000.155鉆孔T03035000.153.86擴(kuò)孔T04046000.10.27切斷T05056000.14裝夾2：掉頭，平端面，保證總長(zhǎng)。4）進(jìn)給路線(xiàn)的確定銑端面六方的走刀路線(xiàn)如圖24-7所示，其余表面加工走刀路線(xiàn)略。圖24-7銑端面六方的走刀路線(xiàn)圖24-7中各點(diǎn)坐標(biāo)如表24-3所示。表24-3銑端面六方的基點(diǎn)坐標(biāo)1（75.258,0）2（65.258,-10）3（45.358，0）4（41.34，7.5）5（33.66，14.151）6（7.68，21.651）7（-7.68，21.651）8（-33.66，14.151）9（-41.34，7.5）10（-41.34，-7.5）11（-33.66，-14.151）12（-7.68，-21.651）13（7.68，-21.651）14（33.66，-14.151）15（41.34，-7.5）16（65.258,10）3.刀具及切削參數(shù)的確定刀具及切削參數(shù)的確定見(jiàn)表20-4。表20-4數(shù)控加工刀具卡數(shù)控加工刀具卡片工序號(hào)程序編號(hào)產(chǎn)品名稱(chēng)零件名稱(chēng)材料零件圖號(hào)45序號(hào)刀具號(hào)刀具名稱(chēng)及規(guī)格刀尖半徑/mm數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T010195°右偏外圓刀0.81回轉(zhuǎn)體外輪廓硬質(zhì)合金2T0202￠16立銑刀（3齒）0.4端面六方高速鋼3T0303￠7.6鉆頭鉆￠7.6底孔高速鋼4T0404￠8鉆頭擴(kuò)￠8孔高速鋼5T0505切斷刀（B=4）切斷硬質(zhì)合金24.3.2參考程序編制1.工件坐標(biāo)系的建立以工件右端面與軸線(xiàn)的交點(diǎn)為編程原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系。2.基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（略）3.參考程序參考程序見(jiàn)表20-5。表20-5參考程序主程序程序說(shuō)明O2403主程序名N10T0101選擇1號(hào)刀，建立刀補(bǔ)N20M03S500啟動(dòng)主軸N30G00X60Z5快進(jìn)至進(jìn)刀點(diǎn)N40X53Z1快進(jìn)至G71復(fù)合循環(huán)起點(diǎn)N50G71U1R1G71循環(huán)粗加工回轉(zhuǎn)體外輪廓N60G71P70Q120U0.6W0.1F0.2N70G00X45Z1徑向進(jìn)刀N80G01Z-5車(chē)￠45外圓N90X46車(chē)臺(tái)階N100G03X50Z-7R2車(chē)R2圓弧N110G01Z-45車(chē)￠50外圓N120X53徑向退刀N130G70P70Q120F0.1S800G70循環(huán)精加工回轉(zhuǎn)體外輪廓，主軸變速N140G00X100X向快速退刀N150G00Z100M05Z向快速退刀，停主軸N160T0100取消1號(hào)刀刀補(bǔ)N170M98P2413調(diào)子程序O2413粗銑端面六方N180M00測(cè)量，修改3號(hào)刀半徑補(bǔ)償值，修調(diào)進(jìn)給倍率N190M98P2413調(diào)子程序O2413精銑端面六方N200T0303選擇3號(hào)刀（￠7.6鉆頭），建立刀補(bǔ)N210M70C軸功能有效N220G28C0C軸回零N230M93S600動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)N240G98G快速定位至鉆孔初始平面N250G83X30C0Z-16R-7Q5000F70鉆出6個(gè)￠7.6的孔N260C60Q5000N270C120Q5000N280C180Q5000N290C240Q5000N300C300Q5000N310G80G00Z50取消鉆孔循環(huán)N320M95停止動(dòng)力頭N330M12動(dòng)力頭回零N340M71取消C軸功能N350T0300取消3號(hào)刀刀補(bǔ)N360T0404選擇4號(hào)刀（￠8鉆頭），建立刀補(bǔ)N370M70C軸功能有效N380G28C0C軸回零N390M93S800動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)N400G98G快速定位至鉆孔初始平面N410G83X30C0Z-16R-7Q5000F60擴(kuò)出6個(gè)￠8的孔N420C60Q5000N430C120Q5000N440C180Q5000N450C240Q5000N460C300Q5000N470G80G00Z50取消鉆孔循環(huán)N480M95停止動(dòng)力頭N490M12動(dòng)力頭回零N500M71取消C軸功能N510T0400取消4號(hào)刀刀補(bǔ)N520T0505選擇5號(hào)刀，建立刀補(bǔ)（左刀尖為刀位點(diǎn)）N530M03S600啟動(dòng)主軸N540G00X55Z5快進(jìn)至進(jìn)刀點(diǎn)N550Z-44.4快進(jìn)至切斷起點(diǎn)，總長(zhǎng)留0.4余量N560G01X50.2F0.5徑向接近工件N570X0F0.1切斷工件N580G00X100X向快速退刀N590Z100M05Z向快速退刀，返回?fù)Q刀點(diǎn)，停主軸N600T0500取消3號(hào)刀刀補(bǔ)N610M30程序結(jié)束子程序程序說(shuō)明N10O2413子程序名N20T0202選擇2號(hào)刀，建立刀補(bǔ)（銑刀端面中心為刀位點(diǎn)）N30M70C軸功能有效N40G28C0快進(jìn)至進(jìn)刀點(diǎn)N50M93S400動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)N60G98G00X80Z5快速定位至進(jìn)刀點(diǎn)N70G12.1極坐標(biāo)插補(bǔ)開(kāi)始N80G00X75.258C0到1點(diǎn)（見(jiàn)圖24-7）N90G42G00X65.258C-101點(diǎn)→2點(diǎn)，建立刀具半徑補(bǔ)償N100G02X45.258C0R10F2點(diǎn)→3點(diǎn)N110G03X41.34C7.5R153點(diǎn)→4點(diǎn)N120G01X33.66C14.1514點(diǎn)→5點(diǎn)N130G03X7.58C21.651R155點(diǎn)→6點(diǎn)N140G01X-7.68C21.6516點(diǎn)→7點(diǎn)N150G03X-33.66C14.151R157點(diǎn)→8點(diǎn)N160G01X-41.34C7.58點(diǎn)→9點(diǎn)N170G03X-41.34C-7.5R159點(diǎn)→10點(diǎn)N180G01X-33.66C-14.15110點(diǎn)→11點(diǎn)N190G03X-7.68C-21.651R1511點(diǎn)→12點(diǎn)N200G01X7.68C-21.65112點(diǎn)→13點(diǎn)N210G03X33.66C-14.151R1513點(diǎn)→14點(diǎn)N220G01X41.34C-7.514點(diǎn)→15點(diǎn)N230G03X45.258C0R1515點(diǎn)→3點(diǎn)N240G02X