如图2-16所示工件,毛坯为φ45㎜×120㎜棒材,材料为45钢,数控车削端面、外圆。
1.根据零件图样要求、毛坯情况,确定工艺方案及加工路线
1)对短轴类零件,轴心线为工艺基准,用三爪自定心卡盘夹持φ45外圆,使工件伸出卡盘80㎜,一次装夹完成粗精加工。
2) 工步顺序① 粗车端面及φ40㎜外圆,留1㎜精车余量。② 精车φ40㎜外圆到尺寸。
2.选择机床设备 根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CK0630型数控卧式车床。
3.选择刀具 根据加工要求,选用两把刀具,T01为90°粗车刀,T03为90°精车刀。同时把两把刀在自动换刀刀架上安装好,且都对好刀,把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点 确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,建立XOZ工件坐标系,如前页图2-16所示。
采用手动试切对刀方法(操作与前面介绍的数控车床对刀方法基本相同)把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X55、Z20处。
6.编写程序(以CK0630车床为例) 按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下:
N0010 G59 X0 Z100 ;设置工件原点N0020 G90 N0030 G92 X55 Z20 ;设置换刀点N0040 M03 S600 N0050 M06 T01 ;取1号90°偏刀,粗车N0060 G00 X46 Z0N0070 G01 X0 Z0N0080 G00 X0 Z1N0090 G00 X41 Z1N0100 G01 X41 Z-64 F80 ;粗车φ40㎜外圆,留1㎜精车余量N0110 G28 N0120 G29 ;回换刀点N0130 M06 T03 ;取3号90°偏刀,精车N0140 G00 X40 Z1N0150 M03 S1000N0160 G01 X40 Z-64 F40 ;精车φ40㎜外圆到尺寸N0170 G00 X55 Z20N0180 M05N0190 M02
实例二 如图2-17所示变速手柄轴,毛坯为φ25㎜×100㎜棒材,材料为45钢,完成数控车削。
1.根据零件图样要求、毛坯情况,确定工艺方案及加工路线
1)对细长轴类零件,轴心线为工艺基准,用三爪自定心卡盘夹持φ25㎜外圆一头,使工件伸出卡盘85㎜,用顶尖顶持另一头,一次装夹完成粗精加工。
2) 工步顺序
① 手动粗车端面。② 手动钻中心孔。③ 自动加工粗车φ16㎜、φ22㎜外圆,留精车余量1㎜。④ 自右向左精车各外圆面:倒角→车削φ16㎜外圆,长35㎜→车φ22㎜右端面→倒角→车φ22㎜外圆,长45㎜。⑤ 粗车2㎜×0.5㎜槽、3㎜×φ16㎜槽。⑥ 精车3㎜×φ16㎜槽,切槽3㎜×0.5㎜槽,切断。
2.选择机床设备 根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CK0630型数控卧式车床。
3.选择刀具 根据加工要求,选用五把刀具,T01为粗加工刀,选90°外圆车刀,T02为中心钻,T03为精加工刀,选90°外圆车刀,T05为切槽刀,刀宽为2㎜,T07为切断刀,刀宽为3㎜(刀具补偿设置在左刀尖处)。
同时把五把刀在自动换刀刀架上安装好,且都对好刀,把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点 确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,建立XOZ工件坐标系,如图2-17所示。 采用手动试切对刀方法(操作与前面介绍的数控车床对刀方法基本相同)把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X35、Z30处。
6.编写程序(以CK0630车床为例) 按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下:
N0010 G59 X0 Z105
N0020 G90 N0030 G92 X35 Z30 N0040 M03 S700N0050 M06 T01N0060 G00 X20 Z1 N0070 G01 X20 Z-34.8 F80N0080 G00 X20 Z1 N0090 G00 X17 Z1N0100 G01 X17 Z-34.8 F80N0110 G00 X23 Z-34.8 N0120 G01 X23 Z-80 F80N0130 G28 N0140 G29N0150 M06 T03 N0160 M03 S1100 N0170 G00 X14 Z1 N0171 G01 X14 Z0 N0180 G01 X16 Z-1 F60N0190 G01 X16 Z-35 F60N0200 G01 X20 Z-35 F60N0210 G01 X22 Z-36 F60N0220 G01 X22 Z-80 F60N0230 G28N0240 G29N0250 M06 T05 N0260 M03 S600 N0270 G00 X23 Z-72.5 N0280 G01 X21 Z-72.5 F40N0290 G04 P2N0300 G00 X23 Z-46.5 N0310 G01 X16.5 Z-46.5 F40 N0320 G28 N0330 G29 N0340 M06 T07 N0350 G00 X23 Z-47 N0360 G01 X16 Z-47 F40N0370 G04 P2N0380 G00 X23 Z-35N0390 GO1 X15 Z-35 F40N0400 G00 X23 Z-79N0410 G01 X20 Z-79 F40N0420 G00 X22 Z-78 N0430 G01 X20 Z-79 F40N0440 G01 X0 Z-79 F40N0450 G28N0460 G29N0470 M05N0480 M02
实例三 如图2-18所示工件,毛坯为φ25㎜×65㎜棒材,材料为45钢。
1.根据零件图样要求、毛坯情况,确定工艺方案及加工路线1)对短轴类零件,轴心线为工艺基准,用三爪自定心卡盘夹持φ25㎜外圆,一次装夹完成粗精加工。
2) 工步顺序
① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线,为编程时数值计算方便,圆弧部分可用同心圆车圆弧法,分三刀切完。② 自右向左精车右端面及各外圆面:车右端面→倒角→切削螺纹外圆→车φ16㎜外圆→车R3㎜圆弧→车φ22㎜外圆。③ 切槽。④ 车螺纹。⑤ 切断。
2.选择机床设备 根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CJK6136D型数控卧式车床。
3.选择刀具 根据加工要求,选用四把刀具,T01为粗加工刀,选90°外圆车刀,T02为精加工刀,选尖头车刀,T03为切槽刀,刀宽为4㎜,T04为60°螺纹刀。刀具布置如图2-19所示。
同时把四把刀在四工位自动换刀刀架上安装好,且都对好刀,把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点 确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,建立XOZ工件坐标系,如图2-18所示。
采用手动试切对刀方法(操作与前面介绍的数控车床对刀方法相同)把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X15、Z150处。
6.编写程序(该程序用于CJK6136D车床)
按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下:(该系统X方向采用半径编程)
N0010 G00 Z2 S500 T01.01 M03 N0020 X11 ;粗车外圆得φ22㎜N0030 G01 Z-50 F100N0040 X15N0050 G00 Z2N0060 X9.5 ;粗车外圆得φ19㎜N0070 G01 Z-32 F100N0080 G91 G02 X1.5 Z-1.5 I1.5 K0 ;粗车圆弧一刀得R1.5㎜N0090 G90 G00 X15N0100 Z2N0110 X8.5 ;粗车外圆得φ17㎜N0120 G01 Z-32 F100N0130 G91 G02 X2.5 Z-2.5 I2.5 K0 ;粗车圆弧二刀得R3㎜N0140 G90 G00 X15 Z150N0150 T02.02 ;精车刀,调精车刀刀偏值N0160 X0 Z2 N0170 G01 Z0 F50 S800 ;精加工N0180 X7N0190 X8 Z-1N0200 Z-32N0210 G91 G02 X3 Z-3 I3 K0N0220 G90 G01 X11 Z-50N0230 G00 X15N0240 Z150N0250 T03.03 ;换切槽刀,调切槽刀刀偏值N0260 G00 X10 Z-19 S250 M03 ;割槽N0270 G01 X5.5 F80N0280 X10N0290 G00 X15 Z150N0300 T04.04 ;换螺纹刀,调螺纹刀刀偏值N0310 G00 X8 Z5 S200 M03 ;至螺纹循环加工起始点N0320 G86 Z-17 K2 I6 R1.08 P9 N1 ;车螺纹循环N0330 G00 X15 Z150N0340 T03.03 ;换切槽刀,调切槽刀刀偏值N0350 G00 X15 Z-49 S200 M03 ;切断N0360 G01 X0 F50N0370 G00 X15 Z150N0380 M02
实例四 如图2-20所示轧辊工件,毛坯为φ55㎜×18㎜盘料,φ12+0。05 ㎜内孔及倒角和左右两端面已加工过,材料为45钢。
采用阶梯切削路线编程法,刀具每次运动的位置都需编入程序,程序较长,但刀具切削路径短,效率高,被广泛采用。
1.根据零件图样要求、毛坯及前道工序加工情况,确定工艺方案及加工路线
1)以已加工出的φ12+0。005㎜内孔及左端面为工艺基准,用长心轴及左端面定位工件,工件右端面用压板、螺母夹紧,用三爪自定心卡盘夹持心轴,一次装夹完成粗精加工。
2) 工步顺序
① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线,为编程时数值计算方便,圆弧部分可用同心圆车圆弧法,分四刀切完;圆锥部分用相似斜线车锥法分三刀切完。② 自右向左精车外轮廓面。
2.选择机床设备 根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CJK6136D型数控卧式车床。
3.选择刀具 根据加工要求,考虑加工时刀具与工件不发生干涉,可用一把尖头外圆车刀(或可转位机夹外圆车刀)完成粗精加工。
5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点 确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,建立XOZ工件坐标系,如图2-20所示。 采用手动对刀方法把工件右端面与毛坯外圆面的交点A作为对刀点,如图2-20所示。采用MDI方式操纵机床,具体操作步骤如下:
1)回参考点操作 采用ZERO(回参考点)方式进行回参考点的操作,建立机床坐标系。
2)试切对刀 主轴正转,先用已选好车刀的刀尖紧靠工件右端面,按设置编程零点键,CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零(即X0,Z0);然后退刀,再将工件外圆表面车一刀,保持X向尺寸不变,Z向退刀,当CRT上显示的Z坐标值为零时,按设置编程零点键,CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零(即X0,Z0)。系统内部完成了编程零点的设置功能,即对刀点A为编程零点,建立了XAZ′工件坐标系。停止主轴,测量工件外圆直径D,若D测得φ55㎜。
3)建立工件坐标系 刀尖(车刀的刀位点)当前位置就在编程零点上(即对刀点A点),现为编程方便,把工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,要建立XOZ工件坐标系。则可执行程序段为G92 X27.5 Z0,CRT将会立即变为显示当前刀尖在XOZ工件坐标系中的位置,X坐标值为27.5,Y坐标值为0。即数控系统用新建立的XOZ工件坐标系取代了前面建立的XAZ′工件坐标系。
换刀点设置在XOZ工件坐标系下X15 Z150处。
6.编写程序(该程序用于CJK6136D车床) 按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下(该系统X方向采用半径编程):
N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系N0020 G00 Z2 S500 M03N0030 X27 ;车外圆得φ54㎜N0040 G01 Z-18.5 F100N0050 G00 X30N0060 Z2N0070 X25.5 ;粗车一刀外圆得φ51㎜N0080 G01 Z-10 F100N0090 G91 G02 X1.5 Z-1.5 I1.5 K0 ;粗车一刀圆弧得R1.5㎜N0100 G90 G00 X30N0110 Z2N0120 X24 ;粗车二刀外圆得φ48㎜ N0130 G01 Z-10 F100N0140 G91 G02 X3 Z-3 I3 K0 ;粗车二刀圆弧得R3㎜N0150 G90 G00 X30N0160 Z2N0170 X22.5 ;粗车三刀外圆得φ45㎜N0180 G01 Z-10 F100 N0190 G91 G02 X4.5 Z-4.5 I4.5 K0 ;粗车三刀圆弧得R4.5㎜N0200 G90 G00 X30N0210 Z2N0220 X21 ;粗车四刀外圆得φ42㎜N0230 G01 Z-4 F100N0240 G91 X1.5 Z-1.5 ;粗车圆锥一刀N0250 G90 G00 X25 N0260 Z2N0270 X19.5 ;粗车五刀外圆得φ39㎜N0280 G01 Z-4 F100N0290 G91 X3 Z-3 ;粗车圆锥二刀N0300 G90 G00 X25N0310 Z2N0320 X18 ;精车外轮廓N0330 G01 Z0 F150 S800N0340 G91 X1 Z-1N0350 Z-3N0360 X3 Z-3N0370 Z-3N0380 G02 X5 Z-5 I5 K0N0390 G01 Z-2N0400 X-1 Z-1N0410 G90 G00 X30N0420 Z150N0430 M02
编程之二
采用精加工轮廓循环编程法,程序较短,编程也较容易,关键是准确确定循环体中的进刀、退刀量及循环次数,但刀具空行程较多,加工效率低,较适合外形轮廓复杂的工件。
上一零件还可采用精加工轮廓循环加工编程,如图2-21所示,每次循环刀具运动路线为A→B→C→D→E→F→G→H→I→J,走完一次循环后判别循环次数,若次数不够,则继续执行,直至循环结束。
循环次数N的确定:N=Δ/ap
其中:
Δ----最大加工余量ap----每次背吃刀量
若N为小数,则用“去尾法”取整后再车一刀。
加工如图2-20所示的零件时,设起刀点A点,在工件坐标系下的坐标值为X27.5 Z0,最终刀具的位置为X18 Z0,因此X向的最大余量Δ=(27.5-18)=9.5㎜,取每次吃刀量ap=0.95㎜,则循环次数N=10。
循环体中除包括刀具的精加工轮廓轨迹以外,还包括刀具X向退刀、Z向退刀和X向进刀。X、Z向的进刀、退刀量可根据零件尺寸及刀具路线来确定。对如图3-19所示的零件,X向退刀量取2㎜,Z向退刀量确定为18㎜,X向进刀量为[(52-36)/2+2] ㎜=10㎜。
注意:采用循环编程必须使用G91指令,精加工轮廓循环加工程序如下(该程序用于CJK6136D车床):
N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系N0020 G91 G01 X-0.95 Z0 F100 S800 M03 ;X向每次背吃刀量0.95㎜N0030 X1 Z-1 ;精加工轮廓开始N0040 Z-3N0050 X3 Z-3N0060 Z-3N0070 G02 X5 Z-5 I5 K0N0080 G01 Z-2N0090 X-1 Z-1 ;精加工轮廓结束N0100 G00 X2 ;X向退刀2㎜N0110 Z18 ;Z向退刀18㎜N0120 X-10 ;X向进刀10㎜N0130 G26 N0020.0120.9 ;循环加工N0140 G90 G00 Z150N0150 M02
实例五 如图2-22所示螺纹特形轴,毛坯为φ58㎜×100㎜棒材,材料为45钢。数控车削前毛坯已粗车端面、钻好中心孔。
1.根据零件图样要求、毛坯情况,确定工艺方案及加工路线
1)对细长轴类零件,轴心线为工艺基准,用三爪自定心卡盘夹持φ58㎜外圆一头,使工件伸出卡盘175㎜,用顶尖顶持另一头,一次装夹完成粗精加工(注:切断时将顶尖退出)。
2) 工步顺序
① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线,粗车φ56㎜、SφS50㎜、φ36㎜、M30㎜各外圆段以及锥长为10㎜的圆锥段,留1㎜的余量。② 自右向左精车各外圆面:螺纹段右倒角→切削螺纹段外圆φ30㎜→车锥长10㎜的圆锥→车φ36㎜圆柱段→车φ56㎜圆柱段。③ 车5㎜×φ26㎜螺纹退刀槽,倒螺纹段左倒角,车锥长10㎜的圆锥以及车5㎜×φ34㎜的槽。④ 车螺纹。⑤ 自右向左粗车R15㎜、R25㎜、Sφ50㎜、R15㎜各圆弧面及30°的圆锥面。⑥ 自右向左精车R15㎜、R25㎜、Sφ50㎜、R15㎜各圆弧面及30°的圆锥面。⑦ 切断。
2.选择机床设备
根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CK0630型数控卧式车床。
3.选择刀具 根据加工要求,选用三把刀具,T01为粗加工刀,选90°外圆车刀,T03为切槽刀,刀宽为3㎜,T05为螺纹刀。 同时把三把刀在自动换刀刀架上安装好,且都对好刀,把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。4.确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定,详见加工程序。
5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点 确定以工件左端面与轴心线的交点O为工件原点,建立XOZ工件坐标系。 采用手动试切对刀方法(操作与上面数控车床的对刀方法相同)把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X70、Z30处。
6.编写程序(该程序用于CK0630车床) 按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下:
N0010 G59 X0 Z195 N0020 G90 N0030 G92 X70 Z30 N0040 M03 S450N0050 M06 T01N0060 G00 X57 Z1 N0070 G01 X57 Z-170 F80N0080 G00 X58 Z1 N0090 G00 X51 Z1N0100 G01 X51 Z-113 F80N0110 G00 X52 Z1 N0120 G91 N0130 G81 P3 N0140 G00 X-5 Z0N0150 G01 X0 Z-63 F80 N0160 G00 X0 Z63 N0170 G80 N0180 G81 P2N0190 G00 X-3 Z0N0200 G01 X0 Z-25 F80N0210 G00 X0 Z25N0220 G80N0230 G90N0240 G00 X31 Z-25N0250 G01 X37 Z-35 F80 N0260 G00 X37 Z1N0270 G00 X23 Z-72.5 N0280 G00 X26 Z1N0290 G01 X30 Z-2 F60N0300 G01 X30 Z-25 F60 N0310 G01 X36 Z-35 F60 N0320 G01 X36 Z-63 F60 N0330 G00 X56 Z-63N0340 G01 X56 Z-170 F60N0350 G28 N0360 G29N0370 M06 T03N0380 M03 S400N0390 G00 X31 Z-25 N0400 G01 X26 Z-25 F40N0410 G00 X31 Z-23 N0420 G01 X26 Z-23 F40 N0430 G00 X30 Z-21N0440 G01 X26 Z-23 F40N0450 G00 X36 Z-35N0460 G01 X26 Z-25 F40N0470 G00 X57 Z-113N0480 G01 X34.5 Z-113 F40N0490 G00 X57 Z-111N0500 G01 X34.5 Z-111 F40 N0510 G28 N0520 G29N0530 M06 T05N0540 G00 X30 Z2N0550 G91N0560 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0N0570 G01 X0 Z1.5N0580 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0N0590 G90N0600 G00 X38 Z-45N0610 G03 X32 Z-54 I60 K-54 F40 N0620 G02 X42 Z-69 I80 K-54 F40 N0630 G03 X42 Z-99 I0 K-84 F40 N0640 G03 X36 Z-108 I64 K-108 F40N0650 G00 X48 Z-113N0660 G01 X56 Z-135.4 F60N0670 G00 X56 Z-113N0680 G00 X40 Z-113N0690 G01 X56 Z-135.4 F60N0700 G00 X50 Z-113N0710 G00 X36 Z-113N0720 G01 X56 Z-108 F60N0730 G00 X36 Z-45N0740 G00 X36 Z-45N0750 M03 S800N0760 G03 X30 Z-54 I60 K-54 F40N0770 G03 X40 Z-69 I80 K-54 F40N0780 G02 X40 Z-99 I0 K-84 F40N0790 G03 X34 Z-108 I64 K-108 F40N0800 G01 X34 Z-113 F40N0810 G01 X56 Z-135.4 F40N0820 G28N0830 G29N0840 M06 T03N0850 M03 S400N0860 G00 X57 Z-168N0870 G01 X0 Z-168 F40N0880 G28N0890 G29N0900 M05N0910 M02