“精于思,誠(chéng)于行,臻于品”
“開(kāi)放、科學(xué)、創(chuàng)新、協(xié)作”
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淺談數(shù)控車床加工程序的編制 |
在數(shù)控車削中,程序貫穿整個(gè)零件的加工過(guò)程。由于每個(gè)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,因此對(duì)于選擇最合理的加工路線顯得尤為重要。本文將從確定走刀路線、選擇合適的G命令等細(xì)節(jié)出發(fā),分析在數(shù)控車削中程序的編制方法。 一、分析零件圖樣 分析加工輪廓的幾何條件:主要目的是針對(duì)圖樣上不清楚尺寸及封閉的尺寸鏈進(jìn)行處理。 分析形狀和位置公差要求:對(duì)于數(shù)控切削加工中,零件的形狀和位置誤差主要受機(jī)床機(jī)械運(yùn)動(dòng)副精度的影響。在車削中,如沿Z坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的方向與其主軸軸線不平形時(shí),則無(wú)法保證圓柱度這一形狀公差要求;又如沿X坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的方向與其主軸軸線不垂直時(shí),則無(wú)法保證垂直度這一位置公差要求。因此,進(jìn)行編程前要考慮進(jìn)行技術(shù)處理的有關(guān)方案。 分析零件的表面粗糙度要求,材料與熱處理要求,毛坯的要求,件數(shù)的要求也是對(duì)工序安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的參數(shù)。 二、合理確定走刀路線,并使其最短 確定走刀路線的工作是加工程序編制的重點(diǎn),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(jìn)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(duì)刀點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起,直到返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過(guò)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(gè)加工過(guò)程的執(zhí)行時(shí)間,還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損。下圖1所示為三種車錐方法,用矩形循環(huán)命令進(jìn)行加工,來(lái)分析一下走刀路線合理確定。
顯然,上述三種切削路線中,如果起刀點(diǎn)相同,則平行法車錐體路線最合理,生產(chǎn)中常用此法進(jìn)行加工。 三、合理調(diào)用G命令使程序段最少 按照每個(gè)單獨(dú)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(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工,以使程序簡(jiǎn)潔,減少出錯(cuò)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(bǔ)運(yùn)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(shí)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。如加工上圖1的零件,如果毛坯均為棒料,可以用直線插補(bǔ)命令G01進(jìn)行編程,也可以用矩形循環(huán)命令G90進(jìn)行編程,還可以用復(fù)合循環(huán)命令G71進(jìn)行編程,都可以加工該工件。如下圖2所示,圖2a為用G01命令確定的走刀路線,與圖2b用G90命令確定路線相同,但用G01時(shí)編程復(fù)雜,程序段較多,常用于精加工程序中。圖2c為用G71式加工路線,首先走矩形循環(huán)進(jìn)給路線,最后兩刀走輪廓的得等距線和最終輪廓線,走刀路線不是很長(zhǎng),且切削量相同,切削力均勻,與G70命令合用還可以使程序編制簡(jiǎn)單,編程時(shí)常用。如果使用的數(shù)控車床沒(méi)有此命令,應(yīng)該首先選用G90矩行循環(huán)命令進(jìn)行編程。所以在編程中要靈活應(yīng)用,選用合理的G命令進(jìn)行程序編制。
對(duì)于非曲線軌跡的加工,所需主程序段數(shù)要在保證其加工精度的條件下,進(jìn)行計(jì)算后才能得知。這時(shí),一條非圓曲線應(yīng)按逼近原理劃分成若干個(gè)主程序段(大多為直線或圓弧),當(dāng)能滿足其精度要求時(shí),所劃分的若干個(gè)主程序的段數(shù)應(yīng)為最少。這樣,不但可以大大減少計(jì)算的工作量,而且還能減少輸入的時(shí)間及內(nèi)存容量的占有數(shù)。 四、合理安排“回零”路線 在編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí),為使其計(jì)算過(guò)程盡量簡(jiǎn)化,既不易出錯(cuò),又便于校核,編程者有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過(guò)執(zhí)行“回零”指令(即返回對(duì)刀點(diǎn)),使其全返回對(duì)刀點(diǎn)位置,然后在執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會(huì)增加走刀距離,降低生產(chǎn)效率。因此,在合理安排“回零”路線時(shí),應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短,或者為零,即滿足走刀路線最短的要求。 五、合理選擇切削用量 數(shù)控車削中的切削用量是表示機(jī)床主體的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的重要參數(shù),包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度。它們的選擇與普車所要求的基本對(duì)應(yīng)一致,但數(shù)控車床加工的零件往往較復(fù)雜,切削用量按一定的原則初定后,還應(yīng)結(jié)合零件實(shí)際加工情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整方法是利用數(shù)控車床的操作面板上各種倍率開(kāi)關(guān),隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,來(lái)實(shí)現(xiàn)切削用量的合理配置,這對(duì)操作者來(lái)說(shuō)應(yīng)該具有一定的實(shí)際生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn)。 六、編程中細(xì)節(jié)問(wèn)題處理 1、注意G04的合理使用 G04為暫停指令,其作用是刀具在一個(gè)指令的時(shí)間內(nèi)暫停止加工。該指令由于不做實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng),常常被忽略。但它在對(duì)于保證加工精度及在切槽、鉆孔改變運(yùn)動(dòng)等方面都有很好的好處,常用于以下幾種情況: �。�1)切槽、鉆孔時(shí)為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應(yīng)設(shè)置G04命令。 2、粗精加工分開(kāi)編程 為了提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率,車削工件輪廓的最后一刀,通常由精車刀來(lái)連續(xù)加工完成,因此,粗精加工應(yīng)分開(kāi)編程。并且,刀具的進(jìn)、退位置要考慮妥當(dāng),盡量不要在連續(xù)的輪廓中切入切出或換刀及停頓,以免因切削力的突然變化而造成彈性變形,致使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。 3、編程時(shí)常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù)。如果遇到比機(jī)床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時(shí),應(yīng)盡量向其最大實(shí)體尺寸靠攏并圓整。如圖紙尺寸為Ø 80+00、026則編程時(shí)寫X80.013。 4、編程時(shí)盡量符合各點(diǎn)重合的原則。也就是說(shuō),編程的原點(diǎn)要和設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)、對(duì)刀點(diǎn)的位置盡量重合起來(lái),減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來(lái)的加工誤差。在很多情況下,若圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致,故應(yīng)首先將圖樣上的各個(gè)基準(zhǔn)尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的尺寸。當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動(dòng)量時(shí),還要通過(guò)尺寸鏈解算才能得到,然后才可進(jìn)行下一步編程工作。 5、巧利用切斷刀倒角。對(duì)切斷面帶一倒角的零件,在批量車削加工中比較普遍,為了便于切斷并避免掉頭倒角,可巧利用切斷刀同時(shí)完成車倒角和切斷兩個(gè)工序,效果較好。同時(shí)切刀有兩個(gè)刀尖,在編程中要注意使用哪個(gè)刀尖及刀寬問(wèn)題,防止對(duì)刀加工時(shí)出錯(cuò)。 總之,數(shù)控車床的編程總原則是先粗后精、先進(jìn)后遠(yuǎn)、先內(nèi)后外、程序段最少、走刀路線最短,這就要求我們?cè)诰幊虝r(shí),特別注意理論聯(lián)系實(shí)際,并在大量的實(shí)踐中,對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證或修正,做到編制的程序最實(shí)用。 |
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