如图1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。
%.Fi4}+O aS{n8P6vW 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。
k,E{C{^M 5k3 b3& 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
N~d ?WD\^ OgQV;at 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。
ZaDyg"Tw+ +[A QUc 2) 工步顺序
4Lh!8g=/ lhz{1P]s 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。
J^nBdofP ② 自右向左精车外轮廓面。
H*QIB_ O=&0 H|B 2.选择机床设备
o]` *M| YX7L?=;.@ 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。
dTC7Fm 图1 轧辊零件
3.选择刀具
{M$1N5Eh oMD>Ywc- 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。
$L>@Ed< |`f$tj 4.确定切削用量
`d
+Da=L ?m=N]!n 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。
ICoHI k\YG^I 5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点
yw[g!W t#/YN.@r 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,如图所示。
|zNX=mAV ia~HQ$'+n 采用手动对刀方法把工件右端面与毛坯外圆面的交点A作为对刀点,如图所示。采用MDI方式操纵机床,具体操作步骤如下:
V>%rv'G8 }bpQq6ZF 1)回参考点操作
el<s8:lA ooL!TSGD 采用ZERO(回参考点)方式进行回参考点的操作,建立机床坐标系。
fue(UMF~ AGO+p(6d=g 2)试切对刀
N/'b$m5=
S '&R2 U_ 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㎜。
?|C2*?hZ+ GR.^glG?6 3)建立工件坐标系
ZW8vza He/8=$c% 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。
>,Ci?[pf N1S{suic 换刀点设置在XOZ工件坐标系下X15 Z150处。
%2/EaaR E`0? 6.编写程序(该程序用于CJK6136D车床)
9:[ 9v 2K6qY)/_ 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):
Yty/3T3)e o>i4CCU+ N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系
$Sx'sA2 N0020 G00 Z2 S500 M03
H8zK$! N0030 X27 ;车外圆得φ54㎜
IH&|Tcf\ N0040 G01 Z-18.5 F100
>`mVY=Hi N0050 G00 X30
S_4?K)n # N0060 Z2
x0D*U?A N0070 X25.5;粗车一刀外圆得φ51㎜
Y>T-af49 N0080 G01 Z-10 F100
o.g V4% N0090 G91 G02 X1.5 Z-1.5 I1.5 K0 ;粗车一刀圆弧得R1.5㎜
L>NL:68yN N0100 G90 G00 X30
YnS#H" N0110 Z2
Y%aCMP9j~9 N0120 X24 ;粗车二刀外圆得φ48㎜
=sU<S,a* N0130 G01 Z-10 F100
#ut N0140 G91 G02 X3 Z-3 I3 K0;粗车二刀圆弧得R3㎜
!bx;Ta. N0150 G90 G00 X30
Y;Dp3v! N0160 Z2
=tn)}Y.<e N0170 X22.5;粗车三刀外圆得φ45㎜
syj0.JD N0180 G01 Z-10 F100
o5O#vW2Il& N0190 G91 G02 X4.5 Z-4.5 I4.5 K0 ;粗车三刀圆弧得R4.5㎜
0[#
3;a N0200 G90 G00 X30
9Cp-qA%t N0210 Z2
[z\$?VJspQ N0220 X21 ;粗车四刀外圆得φ42㎜
q=m'^
,gPS N0230 G01 Z-4 F100
TR`U-= jH, N0240 G91 X1.5 Z-1.5 ;粗车圆锥一刀
1~`fVg N0250 G90 G00 X25
@6sqMw} N0260 Z2
rmm0/+jY N0270 X19.5;粗车五刀外圆得φ39㎜
hJ? O],4J N0280 G01 Z-4 F100
XS{Qnx_# N0290 G91 X3 Z-3 ;粗车圆锥二刀
Tc:)-
z[o N0300 G90 G00 X25
j#x6
N0310 Z2
4G0m\[Du N0320 X18 ;精车外轮廓
|4zIfAO N0330 G01 Z0 F150 S800
RnE4<Cy N0340 G91 X1 Z-1
F4z{LhZ N0350 Z-3
~?Pw& K2 N0360 X3 Z-3
$dC?Tl|B0 N0370 Z-3
9};8?mucr N0380 G02 X5 Z-5 I5 K0
LEf^cM=> N0390 G01 Z-2
u@M,qo` N0400 X-1 Z-1
0<@KG8@hI; N0410 G90 G00 X30
uym*a4J N0420 Z150
1#2 I N0430 M02
=zPCrEk0 vWv" 编程之二
[ /b2=> |F[+k e 采用精加工轮廓循环编程法,程序较短,编程也较容易,关键是准确确定循环体中的进刀、退刀量及循环次数,但刀具空行程较多,加工效率低,较适合外形轮廓复杂的工件。
wo/\]5 h"Q8b}$^) 上一零件还可采用精加工轮廓循环加工编程,如图2所示,每次循环刀具运动路线为A→B→C→D→E→F→G→H→I→J,走完一次循环后判别循环次数,若次数不够,则继续执行,直至循环结束。
iC~^)-~H=w 图2 循环加工路线
循环次数N的确定:N=Δ/ap
M h}m;NI UnV.~ u~ 其中:
A,<E\ Δ----最大加工余量
WDD%Q8ejV& ap----每次背吃刀量
2- h{N R|, g< 若N为小数,则用“去尾法”取整后再车一刀。
sb*G!8j Eyqa?$R 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。
%OCb:s LL |r
A: 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㎜。
-3*]G^y2 #q$HQ&k 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):
ED( Sg 1(R}tRR7 R N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系
@Uvz8*b6 N0020 G91 G01 X-0.95 Z0 F100 S800 M03;X向每次背吃刀量0.95㎜
_ <V)-Y N0030 X1 Z-1 ;精加工轮廓开始
Gj?t_Zln N0040 Z-3
7Q9 w?y~c N0050 X3 Z-3
7S:\"A7 N0060 Z-3
P3=G1=47U N0070 G02 X5 Z-5 I5 K0
t%)7t9j N0080 G01 Z-2
|SSSH
N0090 X-1 Z-1 ;精加工轮廓结束
Hzz %3}E N0100 G00 X2;X向退刀2㎜
pYEMmZ?L N0110 Z18 ;Z向退刀18㎜
9Q.Yl&A N0120 X-10 ;X向进刀10㎜
L`TLgH&?R N0130 G26 N0020.0120.9 ;循环加工
1R%.p7@5QU N0140 G90 G00 Z150
ec;o\erPG N0150 M02