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。
3fdx&}v/ nogdOGo 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。
CRpMpPi@} Ej;BI#gx= 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
;&K
+x@ ]; CTr0 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。
m@A?'gD eG&3E`[ 2) 工步顺序
SAQ|1I#"/ -9f+O^x 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。
*PSUB{i( ② 自右向左精车外轮廓面。
o$Jop"To =PQMd 2.选择机床设备
cM|!jnKm |O!G[|/3 根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CJK6136D型数控卧式车床。
:_0"t- 图1 轧辊零件
3.选择刀具
7k<6oM1 3=@lJ?Ym 根据加工要求,考虑加工时刀具与工件不发生干涉,可用一把尖头外圆车刀(或可转位机夹外圆车刀)完成粗精加工。
L9"yQD^R7? /[<1D|f% 4.确定切削用量
9^4BqAWYrV :U{$G(
< 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。
AP:(/@K| /
%9DO 5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点
7]J7'!Iz &[Zg;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。
VnU/_#n O_S%PX 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:
9|{t%F=- &%=]lP] 1)回参考点操作
1*VArr6*6 V1]QuQ{&s 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。
B3';Tcs n)bbEXO 2)试切对刀
9!>Ks8'.d WBd$#V3 主轴正转,先用已选好车刀的刀尖紧靠工件右端面,按设置编程零点键,CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零(即X0,Z0);然后退刀,再将工件外圆表面车一刀,保持X向尺寸不变,Z向退刀,当CRT上显示的Z坐标值为零时,按设置编程零点键,CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零(即X0,Z0)。系统内部完成了编程零点的设置功能,即对刀点A为编程零点,建立了XAZ′工件坐标系。停止主轴,测量工件外圆直径D,若D测得φ55㎜。
z&Kh$ $)[ P/ XO5` 3)建立工件坐标系
?cvV~&$gc ~!iZn 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。
lK2=[%,~ L8{4>, 换刀点设置在XOZ工件坐标系下X15 Z150处。
c|2+J:}p N~)RR {$w 6.编写程序(该程序用于CJK6136D车床)
*U}cj A:ZN :G8:b. 按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下(该系统X方向采用半径编程):
|!?lwBs4 tupAU$h?! N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系
CU+H`-+"J N0020 G00 Z2 S500 M03
l2h1CtAU N0030 X27 ;车外圆得φ54㎜
.`TDpi9OB N0040 G01 Z-18.5 F100
`D,mZj/b N0050 G00 X30
t4H*&U N0060 Z2
bQ`|G(g-d N0070 X25.5;粗车一刀外圆得φ51㎜
S0]JeP+3! N0080 G01 Z-10 F100
IW$ qP&a N0090 G91 G02 X1.5 Z-1.5 I1.5 K0 ;粗车一刀圆弧得R1.5㎜
JE=3V^k N0100 G90 G00 X30
"">{8 N0110 Z2
i%3q*:A]2 N0120 X24 ;粗车二刀外圆得φ48㎜
"IA:,j.#g N0130 G01 Z-10 F100
%s),4 N0140 G91 G02 X3 Z-3 I3 K0;粗车二刀圆弧得R3㎜
I*`;1+` N0150 G90 G00 X30
GS@Zc2JPF N0160 Z2
ClWxL#L6~ N0170 X22.5;粗车三刀外圆得φ45㎜
.:(T}\]R N0180 G01 Z-10 F100
sz@Y$<o N0190 G91 G02 X4.5 Z-4.5 I4.5 K0 ;粗车三刀圆弧得R4.5㎜
dml,|k= N0200 G90 G00 X30
#J`MR05 N0210 Z2
KGP *G
BZr N0220 X21 ;粗车四刀外圆得φ42㎜
mhv ;pM6 N0230 G01 Z-4 F100
QZ2a1f'G N0240 G91 X1.5 Z-1.5 ;粗车圆锥一刀
Q*W$!ZUT N0250 G90 G00 X25
!S}d?8I6 N0260 Z2
3'xmq N0270 X19.5;粗车五刀外圆得φ39㎜
Y$<p_X, N0280 G01 Z-4 F100
>E\U$}WCG N0290 G91 X3 Z-3 ;粗车圆锥二刀
kVY0
E N0300 G90 G00 X25
iu.$P-s N0310 Z2
Rz:1(^oA N0320 X18 ;精车外轮廓
~(P\'H&(h N0330 G01 Z0 F150 S800
]uZaj?%J< N0340 G91 X1 Z-1
n?S~(4% N0350 Z-3
q!Q*T^-rO N0360 X3 Z-3
|rL#HG N0370 Z-3
a2. @Zyz N0380 G02 X5 Z-5 I5 K0
F [S'l N0390 G01 Z-2
m2>$)\-; N0400 X-1 Z-1
HvJ-P# N0410 G90 G00 X30
eEZZ0NNe; N0420 Z150
$l/w.z N0430 M02
XgPZcOzYB g..&x]aS( 编程之二
!9]q+XefJ Tr$37suF 采用精加工轮廓循环编程法,程序较短,编程也较容易,关键是准确确定循环体中的进刀、退刀量及循环次数,但刀具空行程较多,加工效率低,较适合外形轮廓复杂的工件。
y*vg9`$k w@i;<LY. 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。
/?B%,$~ 图2 循环加工路线
循环次数N的确定:N=Δ/ap
9|x{z R&@NFin 其中:
N D1'XCN Δ----最大加工余量
:)j& t>aP ap----每次背吃刀量
+OeoA{-W kB]?95>Wx 若N为小数,则用“去尾法”取整后再车一刀。
}S=m :
VKH yo]8QO]97 加工如图2-20所示的零件时,设起刀点A点,在工件坐标系下的坐标值为X27.5 Z0,最终刀具的位置为X18 Z0,因此X向的最大余量Δ=(27.5-18)=9.5㎜,取每次吃刀量ap=0.95㎜,则循环次数N=10。
SS7C|*-Zd E, ;'n 循环体中除包括刀具的精加工轮廓轨迹以外,还包括刀具X向退刀、Z向退刀和X向进刀。X、Z向的进刀、退刀量可根据零件尺寸及刀具路线来确定。对如图3-19所示的零件,X向退刀量取2㎜,Z向退刀量确定为18㎜,X向进刀量为[(52-36)/2+2] ㎜=10㎜。
39oI
&D>8 VX,@Gp_' m 注意:采用循环编程必须使用G91指令,精加工轮廓循环加工程序如下(该程序用于CJK6136D车床):
kPezR:
31 4cZlQ3OE. N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系
wY{!gQ N0020 G91 G01 X-0.95 Z0 F100 S800 M03;X向每次背吃刀量0.95㎜
5z@QAQ N0030 X1 Z-1 ;精加工轮廓开始
h{.x:pPXy N0040 Z-3
M2piJ'T4u N0050 X3 Z-3
G`R_kg9$ N0060 Z-3
ZL+46fj N0070 G02 X5 Z-5 I5 K0
?(E?oJ)( N0080 G01 Z-2
^KjxQO6y3 N0090 X-1 Z-1 ;精加工轮廓结束
6r }w N0100 G00 X2;X向退刀2㎜
QB6.
o6 N0110 Z18 ;Z向退刀18㎜
2UrE>_ N0120 X-10 ;X向进刀10㎜
K?gO]T{6 N0130 G26 N0020.0120.9 ;循环加工
[9,34/i N0140 G90 G00 Z150
4\iy{1{E,C N0150 M02