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数控技术的工艺与编程通过实训实例分析

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发表于 2010-10-22 00:35:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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数控技术初学群体在-数控机床上实训时,尤其是高职高专的学生,虽然相关的专业技术课程均已学习过,但由于缺乏生产实践经验,考虑问题不够全面,很难把所学的知识相互贯通应用好,往往造成实训加工的零件不能达到预期的目的。现通过实训实例就工艺与编程的结合问题进行分析讨论。

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1.实训条件

5 S/ m3 ^# {2 t' f- u- A

(1)实圳设备:“GTC2E”数控车床。

2 h. R' b, k8 r" @4 i. z

(2)程序系统:“SANYING”数控车床模拟系统。

4 X4 Y/ p6 V& Q" \3 r

(3)实训实例:-锉刀手柄。

4 x/ S4 y# E3 C, @! I

(4)实例坯料:φ26mm圆木。

6 v; [9 `/ V0 Q: t3 f: u

(5)零件图:锉刀手柄-零件图如附图所示。

4 f' c3 H1 [8 \

 

$ i9 Y! P. \# I% ~* b& s" e! d

) ^0 j5 k, e2 S s* R

2.工艺方案拟定过程

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(1)首先要熟读图样,分折零件图可知手柄轮廓是由一个圆锥台、一个柱面和三个圆弧连接曲面组成。确定工件坐标原点并汁算出每个折点的坐标以及曲线连接点的坐标,见零件图上所注。

8 e6 I+ v* g8 g& E% u& n

(2)选择-刀具,主要是考虑刀具结构和尺寸能否与工件已加工部位发生干涉,在切削中切削点一但偏离刀尖,就有可能发生过切。对尺寸较小的曲线轮廓可考虑使用成形刀具。

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手柄是由三段圆弧连接的非单一曲线轮廓,用外圆车刀车削应考虑车刀主偏角和副偏角的选择,主偏角的大小决定工件的形状,而副偏角的选择要考虑是否与已加工表面轮廓发生干涉。经计算副偏角应大于13.4?,故选用主偏角为90?、副偏角为15?的外圆右偏刀和切断刀两种刀具。

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(3)按选择的刀具划分工序,以外圆右偏刀为主加工刀具,应尽可能加工出可以加工的所有部位,然后换切断刀车锥面和切断,并考虑切断刀的宽度。这样可以减少换刀次数,压缩李行程时间。

(4) 还应考虑按粗、精加工划分工序,若采用整个轮廓循环程序,编程虽然简单,但前几个循环中的空程太多,不利于发挥数控加工的高效率。故对右端R8mm球头先用车锥法粗车、再同中部R30mm凹弧处用循环程序粗车。粗加工切除大部分余量后,再将其表面精车一遍,以保证加工精度和表面粗糙度的要求。 * v6 l# U7 }3 [- g

(5)合理选择切削用量,一般是在保证加工质量和刀具寿命的前提下,充分发挥机床性能和刀具切削性能,使切削效率最高、加工成本最低。粗加工时,多选用低的切削速度,较大的背吃刀量和进给量;精加工时,选用高的切削速度,较小的进给量。

) I: K# p/ G U* T+ ~7 w; G: J; B

- d9 d. s: V( |7 x9 ^

数控车床

5 {! Y% J( A: e& k

3.编程和实训中的考虑

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(1) 依据工艺考虑进行编程,编程就是给出工步中的每一次走刀命令。首先确定工件的坐标原点(手柄右端中心点),并计算出每个折折点的坐标以及曲线连接点的坐标,见零件图上所注。正确给出每一工步的起刀点,即加工某个部位时刀具的初始位置,见实例编程中的N00040、N00110、N00210、 N00300等程序。起刀点的正确与否直接影响编程和被加工表面轮廓的形成。

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(2)按粗、精加工和所选刀具划分工序编程,粗加工程序 N00040~N00200,去除大部分加工余量;精加工程序N00210~N00280,提高表面质量,由T01刀(外圆右偏刀,副偏角15?)完成;车锥面和切断程序N00300~N00340,由T02刀(切断刀,刀宽4mm)完成。考虑切断刀的实际工作刀尖,编程时应考虑刀宽的影响,见实例编程中的N00300、N00320等程序。

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(3)在编程中不能直接使用G00程序使刀具直达工件表面,刀具与工件表面在零接触下也不允许使用 G00程序移动,而应采用G01程序,见实例编程中的N00140、N00220、N00270、N00310等程序。这样可有效避免刀具与工件接触可能产生的碰撞,避免造成刀具划伤工件表面或刀具磨损。

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(4)准确对刀,数控编程是以刀尖点为参考沿零件轮廓的运动轨迹。实训加工前首先通过正确对刀,使刀尖坐标与工件原点坐标重合。只有这样,才能保证刀具按编程运行后获得正确的零件轮廓。

# W( Z$ j" |9 r5 M4 i) ^* \! y

(5)输入编程模拟仿真,仿真看到的是模拟刀尖按编程刻划出的轮廓轨迹。而在切削过程中切削刃对工件是否造成干涉,在仿真中很难反应出来。仿真轨迹正确,最后加工出的工件轮廓不一定就完整,也就是说仿真可检验编程是否正确,而不能把加工过程中的过切干涉现象全部反映出来。

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4.实例编程

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锉刀手柄在“GTC2E”数控车床上进行加工的编程如下。

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N00010  M03  S600

- K1 t2 o% N- y, g" r% `% L# _

N00020  G00  X60  Z20

7 R7 |& e, E- c% a

N00030  T1(外圆右偏刀,副偏角15?)

/ X# v/ P, Y( q8 I3 V

N00040  G00  X16  Z2

, V" u% Q7 S4 s( v. b* g( I

N00050  G24  X36  W-10  F50

8 q5 Q9 ]" l4 r) X" `3 K" c

N00060  U-5

) v4 q1 j B. f6 ]" \$ \

N00070  U-5

% {# k2 S5 u; D3 E. N# J, |$ e% B

N00120  G00  X37  Z2

# y5 `4 c+ V, i3 l: W

N00130  G22  L2

( z7 g5 f6 h. j

N00140  C00  U-31

5 I: q" b h8 R B% H% v( r1 k0 p) P

N00150  G0l  W-2  F60

3 T& q. R- h9 |' I4 O

N00160  G03  U15.2  W-5.5   R8

: H. U" u1 i1 U: I

N00170  G03  U4.4   W-46.9  R85

6 R! n; C" z6 t M" B% N2 }

N00180  G02  U2.4   W-17.6  R30

4 w6 D' K8 P+ M

N00185  G01  U4

7 i6 ^3 u' K' C

N00190  G00  W72

7 Y$ N" S- Z0 n* P; g7 K

N00200  G80

1 {* w4 F* U! G! Q% b* s6 e5 w. b4 H# o

N00210  G00  X0  S1000

# D5 e) Q) B/ ?

N00220  G01  Z0  F40

; ?6 ^! m E7 r! u7 y6 @- R

N00230  G03  X15.2  Z-5.5   R8

/ S% I2 V3 R. _# `: a8 o; r+ ?. `7 y

N00240  G03  X19.6  Z-52.4  R85

5 U" j% V+ Z3 p" i$ T r, V

N00250  G02  X22    Z-70    R30

7 o8 g9 S4 P5 G( C

N00260  G01  Z-95

# \. _3 W0 M0 y

N00270  G0l  X26

. Y: [. r6 R/ H0 v2 {+ H. j" {

N00280  G00  X60  Z20  S500

- D+ a& J4 Z- |5 f% u' E$ A- P

N00290  T2(切断刀,刀宽4mm)

9 W$ a, @+ r0 u- h

N00300  G00  X24  Z-84

9 o: c8 n0 n- }' z, y

N00310  GOl  X17  F30

) g. C' }, X" v& S* t5 g

N00320  G01  X16  Z-94

. S; T4 e: ^& ]9 k

N00330  G01  X0

$ X2 G3 N) i6 K0 g2 ?8 b; Y# {

N00340  G00  X60  Z20

2 e, A2 l/ x& g. q$ {

N00350  M05

* v: j% b7 O% z2 \$ `

N00360  M02

( ]' R* H1 K3 ~0 S, \0 y$ x

5.结语

$ ] h' J5 r" j B6 C; m& s

综上所述,数控实训过程可归纳为以下几步:零件图分析→拟定工艺方案→编程并输入→对刀→仿真→加工零件。在首次实训中不要一味追求复杂轮廓的工件,幻想把所有的程序都用上,这样往往不易获得成功。而应选定几个有代表性表面的工件来练习,亦可在此基础上不断变换练习。通过实例实训,能够按零件图拟定工艺方案、选择刀具、编程并加工出实训工件,从而达到举一反三的目的,获得事半功倍的效果。

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