[数控车床实训中的工艺与编程探讨] 数控车床编程实训报告
时间：2019-01-11 03:24:16 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 数控技术的核心是数控机床的编程与操作。本文就这一问题在实训中加以探讨，并着重讨论了数控编程在实训中应考虑的因素。 关键词： 数控技术 数控加工 工艺与编程 实训
1.引言
数控机床具有较高的柔性、自动化程度高、加工的零件精度高、能够加工复杂的零件、生产率高、能实现生产管理现代化等特点，应用已日趋普及，机械制造行业正在越来越多采用数控技术来改善生产加工方式，数控技术已成为当今世界机械制造中的主流技术之一。所以掌握数控技术已成为机械制造业发展的必然趋势，而数控技术的核心就是数控机床的编程和操作。为此数控机床操作人员必须熟练掌握数控技术的工艺和编程，并通过实训加以完善。我现用一实训实例就工艺与编程，以及有关问题进行分析探讨。
2.实训条件
2.1实训设备：CJK6240数控车床
2.2程序系统：FANUC0-TD数控车床模拟系统
2.3实训实例：螺杆
2.4实训坯料：Φ34*105mm圆木
2.5零件图：见下图
3.工艺方案拟订过程
3.1首先要熟读图样。分析零件图可知螺杆的轮廓是由圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、外沟槽、外螺纹等组成。确定工件坐标原点并计算出每个折点的坐标，以及曲线连接点的坐标如下：A（10，0）;B（14，-2）;D（14，-40）;E（20，-55）;F（20，-65）;G（30，-70）;H（30-80）。螺纹的有关数据为：加工前轴径的大小：D=14-0.2=13.8，当螺距p=1.5时，查得牙深h=0.974，分4次进给，每次进给的吃刀量分别为0.8、0.6、0.4、0.16。
3.2选择刀具。主要是考虑刀具结构尺寸能否与工件已加工的部位发生干涉，在切削中切削点一旦偏离刀尖，就有可能发生过切。对尺寸较小的曲线轮廓可考虑使用成型刀具。螺杆是由圆柱面、圆锥面、端面、外沟槽、外螺纹连接的轮廓，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的表面轮廓发生干涉。故选用93°外圆右偏刀，刀尖半径0.4mm和60°外螺纹车刀，刀尖半径0.2mm，以及B=3mm切断刀刀尖半径0.3mm（刀位点为左刀尖）三种刀具。
3.3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，然后换切断刀切外沟槽，并考虑切断刀的宽度，要注意螺纹切削时必须采用专用的螺纹刀，并且不像车外圆一样可以随意设定、调整转速和进给速度，最后用切断刀切断。这样可以减少换刀次数，压缩空行程时间。
3.4还应考虑按粗、精加工划分工序。采用整个轮廓循环程序，编程既简单，又有利于发挥数控加工的高效率。故对外圆锥面、圆弧面采用循环程序粗车。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。
3.5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。
3.6确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。由于工件较小，为了加工路径清晰，加工起点和换刀点可以设为同一点，放在Z向距工件前端面200mm，X向距轴心线100mm的位置。
4.编程和实训中应考虑的因素
4.1根据工艺考虑编程。编程就是给出工步中的每次走刀命令，首先确定工件的坐标原点（以工件右端面与轴线的交点为程序原点）建立工件坐标系，并计算出每个折点的坐标，以及曲线连接点的坐标，见2.1条。正确给出每一步的起刀点，即加工某个部位时刀具的初始位置，见实例编程中的N040、N230、N290、N370等程序。起刀点正确与否直接影响编程和被加工表面轮廓的形成。
4.2按粗、精加工和所选刀具划分工序编程，粗加工程序NO70―N160，去除大部分加工余量；精加工用同样的程序再精车一遍以提高表面质量，由T0101刀（外圆右偏刀）完成；切外沟槽程序N230―N270，切断程序N360―N390，由T0404刀（切断刀，刀宽3mm）完成。车螺纹程序N280―N330，由T0202刀（60°螺纹刀）完成。
4.3在编程中不能直接使用G00程序使刀具直达工作表面，而采用G01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。
4.4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。
4.5输入编程模拟仿真。仿真看到的是模拟刀尖按编程刻画出的轮廓轨迹，而在切削过程中切削刃对工件是否造成干涉，在仿真中很难反映出来。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反映出来。
5.实例编程
螺杆在CJK6240数控机床上进行加工的编程如下：
N010G50X200Z200 建立工件坐标系
N020M03S600T0101 主轴正转，选择1号外
圆刀
N030G99 进给速度设为mm/r
N040G00X38Z2快速定位至Φ38直径，
距端面正向2mm
N050G71U2R0.5调用粗车循环，每次
切深2mm，留精加工
N060G71P70Q160U0.4W0.2F0.3 余量单边0.2mm
N070G01X-1F0.1进给加工至（X-1，Z2）的位置
N080Z0 进给加工至（X-1，Z0）的位置
N090X10 加工端面
N100X13.8Z-2 加工倒角C2
N110Z-40加工M14直径外圆至Φ13.8
N120X20Z-55 加工锥面
N130Z-65 加工Φ20外圆
N140G02X30Z-70R5 加工R5圆弧面
N150G01Z-83 加工Φ30外圆
N160X38 平端面
N170M01 选择停止，以便检测工件
N180M03S900 换转速，主轴正转
N190G70P70Q160调用精加工循环
N200G00X200Z200T0100M05返回换刀点，取消刀补，停主轴
N210M01 选择停止，以便检测工件
N220M03S300T0303换切槽刀，降低转速
N230G00X20Z-40快速定位，准备切槽
N240G75R0.5 调用切槽循环指令加工槽5*2，每次
N250G75X10Z-38P1500Q2000F0.1X
向移动量1.5mm，Z向移动量2.0mm
N260G00X200Z200T0300M05返回换刀点，取消刀补，停主轴
N270M01 选择停止，以便检测工件
N280M03S300T0202 换转速，正转，换螺纹车刀
N290G00X20Z5 快速定位至循环起点（X20，Z5）
N300G92X13.2Z-37.5F1.5
N310X12.6
N320X12.2 加工螺纹
N330X12.05
N340G00X200Z200T0200M05返回刀具起始点，取消刀补，停主轴
N350M01 选择停止，以便检测工件
N360M03S300T0303 换切断刀，主轴正转
N370G00X38Z-83 快速定位至（X38，Z-83）
N380G01X0F0.1切断
N390G00X38径向退刀
N400G00X200Z200T0300M05返回刀具起始点，取消刀补，停主轴
N410T01001号基准刀返回，取消刀补
N420M30 程序结束
6.结语
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。在实训中不要一味追求复杂轮廓的工件，而应选定几个有代表性表面的工件来练习，在此基础上不断变换练习，加深印象，增强实操能力。从而达到举一反三的目的，获得事半功倍的效果。
参考文献：
［1］谢晓红.数控车削编程与加工技术［M］.北京：电子工业出版社，2005.
［2］唐萍.数控车削工艺与编程操作［M］.北京：机械工业出版社，2009.
［3］杨志红.手动数控编程中应注意的问题探讨［M］.机床与液压.2007，10，（10）：204-206.
［4］杨小华.数控车削手工编程方法与技巧探讨［M］.煤矿机械.2010，31，（03）：123-125.
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