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關(guān)鍵詞:編程;進給路線;數(shù)控;合理
數(shù)控編程方法有手工編程和自動編程兩種,手工編程是指從零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)據(jù)計算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗等各步驟主要由人工完成的編程過程。由于每個人的加工方法不同,編制加工程序也各不相同,但最終的目的是為了提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率,因此合理運用編程技巧,編制高效率的加工程序,尤為重要。本文將從五個方面闡述數(shù)控車削手工編程技巧。
一、分析零件圖樣,正確選擇程序原點
在數(shù)控車削編程時,首先要分析零件圖樣,選擇工件上的一點作為數(shù)控程序原點,并以此為原點建立一個工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的合理確定,對數(shù)控編程及加工時的工件找正都很重要。程序原點的選擇要盡量滿足程序編制簡單,尺寸換算少,引起的加工誤差小等條件。為了提高零件加工精度,方便計算和編程,我們通常將程序原點設(shè)定在工件軸線與工件前端面、后端面、卡爪前端面的交點上,盡量使編程基準(zhǔn)與設(shè)計、裝配基準(zhǔn)重合。
二、合理選擇進給路線
進給路線是刀具在整個加工工序中的運動軌跡,即刀具從對刀點開始進給運動起,直到結(jié)束加工程序后退刀返回該點及所經(jīng)過的路徑,是編寫程序的重要依據(jù)之一。合理地選擇進給路線對于數(shù)控加工是很重要的。應(yīng)考慮以下幾個方面:
(一)盡量縮短進給路線,減少空走刀行程,提高生產(chǎn)效率
(1)巧用起刀點。如在循環(huán)加工中,根據(jù)工件的實際加工情況,將起刀點與對刀點分離,在確保安全和滿足換刀需要的前提條件下,使起刀點盡量靠近工件,減少空走刀行程,縮短進給路線,節(jié)省在加工過程中的執(zhí)行時間。
(2)在編制復(fù)雜輪廓的加工程序時,通過合理安排“回零”路線,使前一刀的終點與后一刀的起點間的距離盡量短,或者為零,以縮短進給路線,提高生產(chǎn)效率。
(3)粗加工或半精加工時,毛坯余量較大,應(yīng)采用合適的循環(huán)加工方式,在兼顧被加工零件的剛性及加工工藝性等要求下,采取最短的切削進給路線,減少空行程時間,提高生產(chǎn)效率,降低刀具磨損。
(二)保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求
(1)合理選取起刀點、切入點和切入方式,保證切入過程平穩(wěn),沒有沖擊。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求,精加工時,最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀連續(xù)加工出來。認真考慮刀具的切入和切出路線,盡量減少在輪廓處停刀,以避免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。一般應(yīng)沿著零件表面的切向切入和切出,盡量避免沿工件輪廓垂直方向進、退刀而劃傷工件。
(2)選擇工件在加工后變形較小的路線。對細長零件或薄壁零件,應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸,或采取對稱去余量法安排進給路線。在確定軸向移動尺寸時,應(yīng)考慮刀具的引入長度和超越長度。
(三)保證加工過程的安全性
要避免刀具與非加工面的干涉,并避免刀具與工件相撞。如工件中遇槽需要加工,在編程時要注意進退刀點應(yīng)與槽方向垂直,進刀速度不能用“G0”速度。“G0”指令在退刀時盡量避免“X、Z”同時移動使用。
(四)有利于簡化數(shù)值計算,減少程序段數(shù)目和編制程序工作量
在實際的生產(chǎn)操作中,經(jīng)常會碰到某一固定的加工操作重復(fù)出現(xiàn),可以把這部分操作編寫成子程序,事先存入到存儲器中,根據(jù)需要隨時調(diào)用,使程序編寫變得簡單、快捷。對那些圖形一樣、尺寸不同或工藝路徑一樣、只是位置數(shù)據(jù)不同的系列零件的編程,可以采用宏指令編程,減少乃至免除編程時進行煩瑣的數(shù)值計算,精簡程序量。
三、合理調(diào)用G命令使程序段最少
按照每個單獨的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應(yīng)的加工程序,其構(gòu)成加工程序的各條程序即程序段。在加工程序的編制工作中,總是希望以最少的程序段數(shù)即可實現(xiàn)對零件的加工,以使程序簡潔,減少出錯的幾率及提高編程工作的效率。
由于數(shù)控車床裝置普遍具有直線和圓弧插補運算的功能,除了非圓弧曲線外,程序段數(shù)可以由構(gòu)成零件的幾何要素及由工藝路線確定的各條程序得到,這時應(yīng)考慮使程序段最少原則。選擇合理的G命令,可以使程序段減少,但也要兼顧走刀路線最短。
四、優(yōu)化參數(shù),平衡刀具負荷,減少刀具磨損
由于零件結(jié)構(gòu)的千變?nèi)f化,有可能導(dǎo)致刀具切削負荷的不平衡。而由于自身幾何形狀的差異導(dǎo)致不同刀具在剛度、強度方面存在較大差異,例如:正外圓刀與切斷刀之間,正外圓刀與反外圓刀之間。如果在編程時不考慮這些差異,用強度、剛度弱的刀具承受較大的切削載荷,就會導(dǎo)致刀具的非正常磨損甚至損壞,而零件的加工質(zhì)量達不到要求。因此編程時必須分析零件結(jié)構(gòu),用強度、剛度較高的刀具承受較大的切削載荷,用強度、剛度小的刀具承受較小的切削載荷,使不同的刀具都可以采用合理的切削用量,具有大體相近的壽命,減少磨刀及更換刀具的次數(shù)。
五、合理選擇切削用量
數(shù)控車削 軸類零件 工藝處理 編程技巧
數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展,數(shù)控車床的應(yīng)用日趨普及,現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)使得機械制造過程發(fā)生了巨大的變化,急需培養(yǎng)一大批既懂?dāng)?shù)控機床加工工藝,又能熟練掌握數(shù)控機床編程與操作的應(yīng)用型技術(shù)人才。職業(yè)院校擔(dān)負著培養(yǎng)這種人才的重任。數(shù)控編程與操作不僅是職業(yè)院校機電類數(shù)控專業(yè)的主干課程,還是一門新興的科目,一門難以掌握和講授的實用型課程。筆者結(jié)合這幾年的教學(xué)實踐,對軸類零件的編程與工藝處理技巧進行分析。
一、數(shù)控加工工藝處理技巧
1.工序的劃分
根據(jù)數(shù)控加工的特點,數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行:
(1)以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的零件,加工完后就能達到待檢狀態(tài)。
(2)以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表面,但考慮到程序太長,會受到某些限制,如控制系統(tǒng)的限制(主要是內(nèi)存容量),機床連續(xù)工作時間的限制(如一道工序在一個工作班內(nèi)不能結(jié)束),等等。此外,程序太長會增加出錯與檢索的困難。因此,程序不能太長,一道工序的內(nèi)容不能太多。
(3)以加工部位劃分工序。對于加工內(nèi)容很多的工件,可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部分,如內(nèi)腔、外形、曲面或平面,并將每一部分的加工作為一道工序。
(4)以粗、精加工劃分工序。對于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件,由于對粗加工后可能發(fā)生的變形需要進行校形,故一般來說,凡要進行粗、精加工的過程,都要將工序分開。
2.確定合理的走刀路線
走刀路線是加工程序編制的重點,由于精加工切削程序走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的,因此主要內(nèi)容是確定粗加工及空行程的走刀路線。走刀路線泛指刀具從對刀點開始運動起,直到返回該點并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑。包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路線最短可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行時間,還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構(gòu)滑動部件的磨損。
3.合理調(diào)用G命令使程序段最少
按照每個單獨的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應(yīng)的加工程序,其構(gòu)成加工程序的各條程序即程序段。在加工程序的編制工作中,總是希望以最少的程序段數(shù)即可實現(xiàn)對零件的加工,以使程序簡潔,減少出錯的幾率及提高編程工作的效率。
由于數(shù)控車床裝置普遍具有直線和圓弧插補運算的功能,除了非圓弧曲線外,程序段數(shù)可以由構(gòu)成零件的幾何要素及由工藝路線確定的各條程序得到,這時應(yīng)考慮使程序段最少原則。選擇合理的G命令,可以使程序段減少,但也要兼顧走刀路線最短。
4.確定切削用量
對于高效率的金屬切削機床加工來說,被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟的、有效的加工方式,要求必須合理地選擇切削條件。
編程人員在確定每道工序的切削用量時,應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機床說明書中的規(guī)定去選擇。也可以結(jié)合實際經(jīng)驗用類比法確定切削用量。在選擇切削用量時,要充分保證刀具能加工完一個零件,或保證刀具耐用度不低于一個工作班,最少不低于半個工作班的工作時間。
背吃刀量主要受機床剛度的限制,在機床剛度允許的情況下,盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量,這樣可以減少走刀次數(shù),提高加工效率。對于表面粗糙度和精度要求較高的零件,要留有足夠的精加工余量,數(shù)控加工的精加工余量可比通用機床加工的余量小一些。合理確定走刀路線,并使其最短。
二、數(shù)控車削加工操作實例
1.加工準(zhǔn)備
(1)工件安裝與校正。因為毛坯是φ40×100的45鋼圓棒料,所以采用三爪自定心卡盤進行裝夾。三爪自定心卡盤因其自動定心作用,能夠保證工件被夾持部分基本上與車床主軸軸線同軸,但伸出部分特別是離卡爪較遠部分需要敲擊校正,才能使工件整個軸線與主軸軸線同軸。校正的任務(wù)是找出旋轉(zhuǎn)工件的最高點并敲正。通常粗校時,因工件夾偏較多,為安全起見不開車,而用手扳動卡盤旋轉(zhuǎn),這時在車床導(dǎo)軌適當(dāng)處找個參考點,與旋轉(zhuǎn)的工件外圓比較,找出工件的最高點,用銅棒敲擊。當(dāng)旋動工件的外圓表面與參考點距離一樣時,校正完成。當(dāng)工件較小、較短且在安全狀態(tài)許可時,可采用粉筆輔助校正,即手持粉筆,以刀架為支點,開慢車,旋轉(zhuǎn)到最高點即被擦上粉筆灰,用前面的辦法進行校正。
2.零件工藝分析
(1)零件幾何特點。該零件由外圓柱面、球面、槽和螺紋組成,其幾何形狀為圓柱形的軸類零件,零件要求徑向尺寸與軸向尺寸都有精度要求,表面粗糙度為1.6μm,需采用粗、半精加工與精加工。
(2)加工工序。毛坯為40的棒料,材料為45鋼,外形沒加工,根據(jù)零件圖樣要求其加工工序為:
①平端面,選用90°外圓車刀,可采用G94指令。
②外圓柱面粗車,選用90°外圓車刀,可采用G71指令。
③外圓柱面精車,選用90°外圓車刀,可采用G70指令。
④切槽加工,采用刀寬為4mm的切斷刀。
⑤切螺紋,采用60°的螺紋車刀,由于G32指令編程麻煩,使程序加長,G92主要用于循環(huán)次數(shù)不多的螺紋切削,G76它主要用于多次自動循環(huán),這里我們可采用G92指令。
⑥切斷,采用刀寬為4mm的切斷刀。
關(guān)鍵詞: 數(shù)控編程;Pro/E;刀具;切削
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.225
0 引言
目前對于復(fù)雜模型數(shù)控加工程序的編寫,只依靠手工來完成相當(dāng)麻煩,不僅容易出錯,而且不便于修改,但現(xiàn)在產(chǎn)品的形狀越來越多樣化,而且對加工也提出了更高的要求。Pro/E軟件是以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理整個系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫將整個設(shè)計至生產(chǎn)過程集成在一起,數(shù)控編程應(yīng)用Pro/E軟件進行,既可以避免了在加工中對產(chǎn)品的重復(fù)設(shè)計可能產(chǎn)生的錯誤,又不必在加工過程對產(chǎn)品進行二次建模,數(shù)據(jù)提取可靠,使用方便。
1 PRO/E進行數(shù)控編程的方法
PRO/E軟件不僅可以生成數(shù)控加工程序,還可以在計算機上動態(tài)的顯示零件的加工軌跡圖。使用PRO/E生成數(shù)控加工程序的工作過程是:先用它的CAD模塊的圖形編輯功能,繪制出零件的幾何圖形形成圖形文件,然后用數(shù)控編程模塊對刀具軌跡進行處理,從而設(shè)置機床類型、坐標(biāo)和刀具類型等。整個過程中對零件加工軌跡上的每個節(jié)點的計算和數(shù)學(xué)處理,都是由計算機完成,在此基礎(chǔ)上刀位數(shù)據(jù)文件由計算機生成,然后再對刀位數(shù)據(jù)文件進行后處理,就可以自動生成數(shù)控加工程序了。由此看見,在加工設(shè)備固定的條件下,對于工作人員來說,使用PRO/E進行數(shù)控加工的關(guān)鍵問題就是:如何選擇刀具和怎么確定切削用量。
1.1 選擇刀具和刀具排順
1.1.1 選擇刀具
在PRO/E的NC模塊中,可以在"刀具設(shè)定"窗口中的"普通"選項卡中設(shè)置刀具的類型、幾何參數(shù)及材料等。在選擇刀具及刀柄時,工作人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)前機床的加工能力、切削用量、加工工序等因素來確定。在刀具選擇的時候應(yīng)遵循的總原則是:刀具要安裝調(diào)整方便,刀具本身剛性好、精度高并且不易磨損。同時為提高刀具的剛性,刀具選擇時還要遵循由大到小的原則。關(guān)于刀柄的選擇,在加工要求滿足的條件下,我們應(yīng)盡量選擇短的刀柄。
在實際加工零件時,選擇刀具可以參考下面幾個方面:對于凸形表面的工件,粗加工時,選擇圓角立銑刀或平端立銑刀,在精加工時,因為平端立銑刀的幾何條件沒有圓角銑刀好,所以選擇圓角立銑刀;對于凹形表面的工件,選擇球頭刀對其進行半精加工和精加工,而在對其進行粗加工時,因為球頭刀切削條件較差,所以選擇平端立銑刀或圓角立銑刀;選用錐度銑刀對帶脫模斜度的側(cè)面進行加工,盡管通過插值采用平端立銑刀也可以加工,但會因為加大刀具的磨損而影響加工的精度,同時會因為加工路徑變長而降低加工效率……總之,在實際加工中,刀具的選擇不僅要遵循原則,還要根據(jù)加工工件的實際情況做相應(yīng)的選擇。
在實際加工生產(chǎn)中,工作人員銑削平面時常常會選用硬質(zhì)合金刀片銑刀:采用立銑刀對平面零件周邊輪廓進行加工;選用高速鋼立銑刀加工凸臺、凹槽;會選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀粗加工孔或加工毛坯表面。工作人員常會采用球頭刀具對曲面進行精加工,因為球頭刀具可以保證加工精度,由于球頭刀具的端部切削速度等于零,可以使切削行距取得很密。但是球頭刀具與平頭刀具相比,球頭刀在切削效率以及對工件的表面加工質(zhì)量都要比平頭刀具差一些,所以,加工工件的時候,在保證不過切的情況下,平頭刀是工作人員的優(yōu)先選擇。
好的刀具價格自然要貴一些,但是好刀具的精度和耐用度很好,雖然好的刀具在價格上增加了成本,但是好的刀具會大大的提高加工效率以及加工質(zhì)量,從而又降低整個加工成本,因而孰重孰輕需要我們工作人員自己衡量。
1.1.2 刀具排序
為了提高數(shù)控加工的效率,工作人員還需合理的安排刀序。在大多數(shù)數(shù)控加工中,需要人工對刀具進行測量、刃磨和更換,因而會占用較長輔助時間,從而降低工作效率。刀具排序應(yīng)注意一下幾點:滿足加工前提下,盡量減少刀具數(shù)量;先銑后鉆;分開使用精、粗加工的刀具;裝夾一把刀具后,這把刀具要完成其所能加工的所有部位;先精加工曲面,后精加工二維輪廓;能利用自動換刀的盡量使用自動換刀。
1.2 確定切削用量
工作人員可以在Pro/NC主菜單【制造參數(shù)】的下拉菜單【設(shè)置】的子菜單中設(shè)置切削用量,將之前在計算機上擬定的工藝參數(shù)的值設(shè)置輸入對應(yīng)的菜單選項中即可。切削用量設(shè)置時注意以下幾點:在粗加工時,提高生產(chǎn)率主要考慮的因素,加工成本也應(yīng)該同時考慮。在精加工和半精加工時,首先要考慮的是加工質(zhì)量,其次是加工成本以及切削效率。
加工參數(shù)的具體數(shù)值應(yīng)結(jié)合實際操作經(jīng)驗,并根據(jù)切削用量手冊、機床說明書來確定,在Pro/NC中有類型豐富參數(shù)設(shè)置功能。在設(shè)置加工參數(shù)時,會有很多選項需要設(shè)置,要想準(zhǔn)確的對加工參數(shù)進行設(shè)置,工作人員必須充分理解這些參數(shù)的確切含義。例如:對于進給速度vF參數(shù)值的選擇,因為進給速度與零件的加工精度、刀具、工件表面粗糙度等因素有關(guān),比如當(dāng)對粗糙度要求高時,選擇進給速度vF的值就需要小些。因此我們在設(shè)置該參數(shù)的時候要全面考慮。又如:關(guān)于加工余量的設(shè)置,當(dāng)X、Y、Z方向的加工余量一致的時候,可以通過選項“PROF_STOCK_ALLOW”完成。但是如果加工余量在X、Y、Z方向上不一致,那就不能設(shè)置此項,此時我們可以在“允許的未加工毛坯”和“允許的底部線框”這兩個選項中進行設(shè)置;如果要設(shè)置粗加工的加工余量,我們可以在“允許的未加工毛坯”這個選項中設(shè)置,用該項的設(shè)置我們可以同時指定X、Y兩個方向的值,當(dāng)加工余量在X、Y兩個方向和z方向的值不同時,我們就要對此項進行設(shè)置。
要保證零件的加工指令準(zhǔn)確和加工效率,關(guān)鍵的問題是刀具和切削用量的合理選擇,如何選擇刀具和確定切削用量,是每個工作人員必須考慮的問題,只有處理好這些,才能使數(shù)控機床高效率、高精度地完成零件的加工。
2 PRO/E進行數(shù)控編程的技巧
2.1 工作目錄的設(shè)置
對于工作人員來說,Pro/E的工作目錄的設(shè)置雖然很簡單,但是很重要的。設(shè)置工作目錄的方法是:啟動Pro/E后,在主菜單【文件】下拉菜單中點擊【工作目錄】命令,在彈出的窗口中設(shè)置文件的保存路徑即可。值得注意的是,在選擇工作目錄的路徑中不要出現(xiàn)中文名。
由于Pro/E的缺省啟動路徑是在它的安裝目錄下的BIN文件夾中,在該文件夾中存儲著Pro/E最重要的各種命令,如果開始工作時不設(shè)置工作目錄,當(dāng)我們保存文件的時候,Pro/E會直接把生成的各種文件直接保存到BIN文件夾中,這樣會給之后的文件的管理工作帶來很多困擾。
2.2 Config文件的正確應(yīng)用
配置文件是PROE的一大特色,掌握各種配置文件的使用不僅可以提高工作效率,減少不必要的麻煩,還有利于標(biāo)準(zhǔn)化、團隊合作等。Config.pro文件是Pro/E的系統(tǒng)配置文件,該配置文件非常重要,進行產(chǎn)品設(shè)計過程中我們需要用到Config.pro文件,在加工編程的時候我們也需要用到。因而,正確使用Config.pro文件,是我們每一個編程工作人員應(yīng)該掌握的技能,這樣才會更加便于之后工作的展開。
2.3 工件坐標(biāo)系選擇技巧
在實際加工中,工作人員需要選擇數(shù)控程序原點,一般情況下都會選擇工件上的某一點,并以該點為原點建立一個工件坐標(biāo)系,實際加工時的工件坐標(biāo)系就是Pro/E進行程序設(shè)計時的坐標(biāo)系。工作人員在進行工件找正和數(shù)控編程的時候,合理的確定工件坐標(biāo)系非常重要。
程序原點應(yīng)盡量選在零件的工藝基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)上,這樣可以提高零件加工精度。在選擇程序原點時候,工作人員可以參考以下幾點:1) 程序原點在機床上應(yīng)該容易找正;2)程序原點所引起的加工誤差小;3)編程方便,對刀誤差小;4)方便加工時檢查。如:為了容易找到交線的位置,程序原點可以選在互相垂直平面的交線上;對于以孔定位的工件,程序原點就可以選擇孔的中心。
總之,在Pro/E中進行數(shù)控編程的時候,工作人員除了熟悉Pro/E數(shù)控加工的工作流程以外,一定要注意刀具的選擇和排序原則,切削用量的設(shè)置方法,還需要注意一些技巧,切不可因為一個小小的疏忽而造成不必要的經(jīng)濟損失。
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關(guān)鍵詞:數(shù)控加工 數(shù)控機床 加工精度
中圖分類號:TG659 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)07-0014-01
數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序,并將其譯碼,從而使機床動作并加工零件。數(shù)控加工是一個非常復(fù)雜的過程,哪個環(huán)節(jié)出了差錯都會對產(chǎn)品的成型造成很大的影響。
1、合理加工路線
1.1 加工軌跡的優(yōu)化
加工的軌跡是指走刀路線。選擇合理的走刀路線將大大提高加工的效率。實際加工中,對外形尺寸單調(diào)遞增的輪廓,用“矩形”分層切削去除余量;對外形尺寸變化不大,輪廓形狀不是單調(diào)遞增的表面,可用“型車”分層切削去除余量。在編程時,技術(shù)人員要結(jié)合實際情況靈活運用編程指令,優(yōu)化加工軌跡,真正實現(xiàn)數(shù)控加工成本最低、效率最高。
1.2 進刀方式
挖槽和型腔零件加工中的進刀方式應(yīng)根據(jù)精度要求、切削中的平衡性和可靠性、切削效率等選擇下刀方式。對切削部分面積小或?qū)Ρ砻娲植诙纫蟛桓呖刹捎么怪毕碌叮辉谀>咧圃熘校辖鹉>咩姷对诟咚偾邢鲿r常采用螺旋下刀;對于長條形型腔工件的加工,在無法采用螺旋下刀方式加工時,應(yīng)采用斜線下刀方式。在鉆孔、鏜孔時要考慮刀具的引入長度和超出長度。在數(shù)控車床上車削螺紋時,為了盡可能減小伺服驅(qū)動系統(tǒng)升降頻率突變對螺紋車削所產(chǎn)生的不利影響,要有合適大小的空刀引入量和空刀退出量。
2、刀具的選擇和正確安裝
2.1 刀具的合理選擇
數(shù)控加工應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工順序、切削用量和加工表面形狀來選擇刀具。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具剛性。選用刀具時,要使刀具的尺寸與被加工的表面尺寸相適應(yīng),在加工中不能發(fā)生干涉。
數(shù)控車削中切槽刀一般根據(jù)加工槽寬選擇刀具,刀寬≤槽寬,螺紋刀刀尖角應(yīng)根據(jù)工件螺紋的牙形角來選擇。
2.2 刀具的正確安裝
刀具的正確安裝,是確保數(shù)控加工的關(guān)鍵。數(shù)控車床上刀具的安裝高度要等高于主軸中心線,否則會改變刀具切削加工時的切削角度,不僅影響加工時的表面質(zhì)量還會影響加工尺寸。在數(shù)控加工中,損壞最嚴重的刀具就是切槽刀,問題主要出在安裝、主軸轉(zhuǎn)速、進給量和程序上,切斷刀或切槽刀安裝時刀頭部分長度要比切削深度長2~3mm,主切削刃必須平行于主軸中心線,否則輕者切出的槽底直徑一側(cè)大、一側(cè)小,重者刀刃斷;螺紋刀在安裝時要用對刀板進行對刀,保證刀具半角要對稱。內(nèi)孔刀在保證加工長度的前提下,刀桿伸出長度不要太長,否則會因刀桿剛度差而影響內(nèi)孔加工質(zhì)量。
3、切削用量的合理選擇
3.1 手工編程加工中切削用量的選擇
切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、切削深度、進給量。切削深度由機床、刀具、工件的剛度確定,在剛度允許的條件下,粗加工取較大的切削深度,以減少走刀次數(shù),提高生產(chǎn)率;精加工取較小的切削深度,以獲得較高的表面質(zhì)量。
3.2 自動編程加工中切削用量的選擇
在自動編程加工中,普通數(shù)控加工切削用量參照手工編程,若采用高速數(shù)控加工,由于進給速度和加工速度很高,所以進給量要小,切削深度要淺。
4、編程技巧
4.1 減少數(shù)控系統(tǒng)累積誤差
增量方式編程,是以前一點為基準(zhǔn),連續(xù)執(zhí)行多段程序必然產(chǎn)生累積誤差,所以在程序編制時盡量使用絕對方式編程,使每個程序段都以工件原點為基準(zhǔn),這樣就能減少數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差。另外在程序中適當(dāng)插入回參考點指令,可以消除數(shù)控系統(tǒng)運算的累積誤差,保證加工精度。
4.2 巧妙使用固有程序
巧妙使用數(shù)控機床的固有程序,如輪廓循環(huán)、切槽循環(huán)、螺紋循環(huán)、鉆孔循環(huán)、鏜孔循環(huán),使程序簡潔不冗長;巧用參數(shù)編程、用戶宏程序編程解決由數(shù)學(xué)表達式給出的如橢圓、拋物線、正弦曲線等輪廓的加工問題。
4.3 靈活運用主程序與子程序
在模具加工中,常采用一模多件加工。如果零件上有幾處相同的形狀,應(yīng)靈活運用主程序與子程序的關(guān)系,在主程序中反復(fù)調(diào)用子程序,直到完成加工。在程序編制時可以在子程序中用增量編程或在主程序中用G52設(shè)定局部坐標(biāo)系、在主程序中采用鏡像功能、在主程序中采用旋轉(zhuǎn)功能等,使程序簡潔不冗長。
4.4 正確使用刀尖圓弧半徑補償功能
數(shù)控車削加工中使用的外圓刀和內(nèi)孔鏜刀屬于尖形車刀,刀尖存在圓弧,精加工錐面或圓弧曲面時應(yīng)考慮刀尖圓弧半徑對加工精度的影響,車削外輪廓時應(yīng)選擇G42、G40建立和取消右補償,車削內(nèi)輪廓時應(yīng)選擇G41、G40建立和取消左補償。若粗加工時是用G71、G73編程,半徑補償?shù)慕⒑腿∠煞旁诔绦蛑芯庸ぽ喞枋龆巍?/p>
5、尺寸精度快速控制
5.1 數(shù)控車床尺寸精度快速控制
數(shù)控車削中由于刀具磨損、導(dǎo)軌磨損、絲杠螺母間隙等原因,機床使用一段時間后會有誤差,再加上測量讀數(shù)讀錯,對刀時工件表面粗糙等都會影響零件尺寸精度,所以測量時可先用游標(biāo)卡尺測量讀大數(shù),再用千分尺測量讀小數(shù),這樣就不容易讀錯。
5.2 數(shù)控銑床尺寸精度快速控制
數(shù)控銑削中用同一程序、同一尺寸的刀具,利用刀具半徑補償和長度補償,可進行粗精加工。在粗加工時,通過在刀具半徑補償和長度補償中輸入適當(dāng)?shù)臄?shù)值預(yù)留精加工余量,粗加工后,根據(jù)測量情況在刀具半徑補償和長度補償中輸入適當(dāng)?shù)臄?shù)值,再進行精加工,尺寸肯定在公差范圍內(nèi)。
6、結(jié)語
隨著越來越多的數(shù)控機床在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用,數(shù)控技術(shù)人員只有在生產(chǎn)實踐中邊工作邊思考邊學(xué)習(xí)邊總結(jié),不斷豐富加工經(jīng)驗,并將知識和技巧相融合,才能真正掌握數(shù)控加工的實用技能,才能真正使數(shù)控機床實現(xiàn)高精度、高效率、高難度的加工,才能真正發(fā)揮數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞:數(shù)控車;橢圓編程;宏程序
中圖分類號:TG519.1
在數(shù)控車床可以利用直線和圓弧插補指令,輕松實現(xiàn)對圓柱面、圓錐面、圓弧面、球面等各種類型回轉(zhuǎn)體表面的加工,但是對于橢圓、雙曲線、拋物線、正弦曲線等一些非圓曲線構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體,加工起來卻不那么簡單。在中職數(shù)控專業(yè)高級數(shù)控車工的培訓(xùn)課題中,加工橢圓類零件是不可或缺的內(nèi)容。橢圓的加工屬于非圓曲線的特殊零件加工,相對比較復(fù)雜,但是可以使用宏程序進行編程,使復(fù)雜問題變得簡單化。
實質(zhì)上,宏就是用公式來加工零件的,宏一般分為A類宏和B類宏。A類宏是以G65為開頭的格式輸入的,比如在廣州數(shù)控系統(tǒng)GSK980TD中使用的宏程序就是如此,而B類宏程序則是以直接的公式和語言輸入的,這個特點和C語言很相似,在FANUC 0i系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣。
下面以實際橢圓圖形為例,說明使用FANUC 0i系統(tǒng)中B類宏程序編制橢圓程序的過程,尤其注意加工程序清單中宏程序的寫法。
1 圖例分析與編程
下面分別就兩點重合(見圖1)和兩點不重合(見圖2)這兩種圖形情況進行舉例說明,其中兩點指的是:工件坐標(biāo)原點與橢圓中心。
1.1 兩點重合
眾所周知,橢圓方程有兩種:橢圓參數(shù)方程及橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程,其中標(biāo)準(zhǔn)方程為 ,變換坐標(biāo)后得到 ,經(jīng)過數(shù)學(xué)變換后很容易得知 和 。根據(jù)凸取正,凹取負的特點,只有使用公式 。
零件的加工分粗加工和精加工,對應(yīng)的粗加工程序內(nèi)容和注釋,見表1加工程序清單,相應(yīng)的精加工程序內(nèi)容和注釋,見表2加工程序清單。
1.2 兩點不重合
零件2的粗加工程序和零件1很相似,此處不再編寫,相應(yīng)的精加工程序內(nèi)容和注釋,見表3工件2精加工程序清單表。
2 加工橢圓的注意事項
橢圓宏程序是利用小直線段來擬合橢圓輪廓的,步距的賦值不能大,否則逼近誤差就大,加工精度就差,但是太大了,又會影響數(shù)控系統(tǒng)的進給速度,造成效率低下。一定要根據(jù)加工的技術(shù)要求,合理選擇步距。
3 宏程序編程的一般步驟
(1)編程方法的選擇:根據(jù)橢圓在零件中的不同位置,合理選擇是參數(shù)方程還是標(biāo)準(zhǔn)方程。
(2)A類宏和B類宏的選擇:根據(jù)數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)而定。
(3)公式推導(dǎo)與變量賦值:一定要根據(jù)公式,弄清各個變量之間的關(guān)系,然后用標(biāo)準(zhǔn)的語句寫出來即可。
編程結(jié)束后,接著是選擇好刀具,安裝并對完刀具之后,就可在數(shù)控車床上加工出橢圓零件了。
4 結(jié)論
使用宏程序編制出簡潔合理的程序,是數(shù)控車工高級工必須掌握的一項技能,其中涉及大量的編程技巧,這不僅能鍛煉學(xué)生們的手工編程能力,也有利于在今后的實際工作中解決自動編程所存在的缺陷,勝任更復(fù)雜零件的加工。
參考文獻:
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