劉 洪 運庚丹

【摘要】隨著社會的需求,數(shù)控專業(yè)在中職院校已得到了普及,但對于中職院校的學(xué)生來說,數(shù)控實訓(xùn)還存在一些問題。它的教學(xué)水平的高低,直接關(guān)系到能否為國家培養(yǎng)出合格的數(shù)控技術(shù)人才。本文文章結(jié)合數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)實例的工藝與編程進(jìn)行分析討論。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床實訓(xùn)教學(xué)編程對刀

【中圖分類號】G424.29 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】1001-4128(2009)10-0096-03

數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)是中職數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的重要組成部分,也是決定數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生質(zhì)量的關(guān)鍵因素。要達(dá)到理想的教學(xué)和實踐效果,就相應(yīng)要具備良好的實踐環(huán)境。對于中職院校的學(xué)生來說,雖然相關(guān)數(shù)控專業(yè)課程已學(xué)習(xí)過,但是由于缺乏生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,考慮問題不夠全面,很難將理論與實踐有效的結(jié)合起來,做到融匯貫通,這樣就會給教學(xué)帶來麻煩,學(xué)生也不能達(dá)到預(yù)期的目的。文章結(jié)合本校多年的數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)實例的工藝與編程進(jìn)行分析討論。

1實訓(xùn)條件

(1)實圳設(shè)備:CKA6150數(shù)控車床。

(2)程序系統(tǒng):“FANUC”數(shù)控車床模擬系統(tǒng)。

(3)實訓(xùn)實例:成形面零件。

(4)實例坯料:φ45mm棒料,材料45鋼。

(5)零件圖:零件圖如附圖所示。

2工藝方案分析

(1)分析零件圖樣,該零件由外圓柱面、順圓弧和逆圓弧等表面組成。

A、分析零件圖樣上的尺寸公差要求,無本圖無要求。

B、分析形狀和位置公差要求:對于數(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)械運動副精度的影響。 本圖無要求。

C、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)的要求也是對工序安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的參數(shù)。此零件要求所有表面的粗糙度均為Ra3.2μm。

(2)選擇刀具,主要是考慮刀具結(jié)構(gòu)和尺寸能否與工件已加工部位發(fā)生干涉,在切削中切削點一但偏離刀尖,就有可能發(fā)生過切。對尺寸較小的曲線輪廓可考慮使用成形刀具。

成形面是由兩段圓弧連接的非單一曲線輪廓,用外圓車刀車削應(yīng)考慮車刀主偏角和副偏角的選擇,主偏角的大小決定工件的形狀,而副偏角的選擇要考慮是否與已加工表面輪廓發(fā)生干涉。故選用主偏角為93°、副偏角為35°的外圓右偏刀、60°尖刀和切斷刀三種刀具。

(3)確定加工工序

A、按選擇的刀具劃分工序,以外圓右偏刀為主加工刀具,應(yīng)盡可能加工出可以加工的所有部位,然后換切斷刀車錐面和切斷,并考慮切斷刀的寬度。這樣可以減少換刀次數(shù),壓縮空行程時間。

B、還應(yīng)考慮按粗、精加工劃分工序,若采用輪廓循環(huán)指令編程加工,雖然簡單,但會出現(xiàn)空行程,影響數(shù)控加工的效率。故應(yīng)采用:對右端SR20mm球頭先用車錐法粗車、再對R20mm凹弧處用同心圓法車削。粗加工切除大部分余量后,再將其表面精車一遍,以保證加工精度和表面粗糙度的要求,如圖所示。

H(8.487,0),N(20.5,-12.013)

P4(41,-37.56),P3(41,-34.33),P2(41,-31.58),P1(41,-29.06),P5(41,-51.63),P6(41,-54.87),P7(41,-57.62),P8(41,-60.14)

A(40,-20), B(30,-33.2), C(30,-56), D(30,-66)

(4)合理選擇切削用量,數(shù)控車削中的切削用量是表示機(jī)床主體的主運動和進(jìn)給運動大小的重要參數(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應(yīng)一致。一般是在保證加工質(zhì)量和刀具壽命的前提下,充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能,使切削效率最高、加工成本最低。粗加工時,多選用較大的切削深度、進(jìn)給量,選用較低的切削速度;精加工時,選用較高的切削速度,較小的切削深度和進(jìn)給量。

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)合零件實際加工情況隨時進(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關(guān),隨時進(jìn)行調(diào)整,來實現(xiàn)切削用量的合理配置,這對操作者來說應(yīng)該具有一定的實際生產(chǎn)加工經(jīng)驗

(5)確定工件坐標(biāo)原點并計算出每個折點的坐標(biāo)以及曲線連接點的坐標(biāo)。

3編程和實訓(xùn)中的考慮

(1)粗精加工分開編程:為了提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率,確定走刀路線的工作是加工程序編制的重點,它的主要內(nèi)容是確定粗加工及空行程的走刀路線。粗加工程序 N20～N310,去除大部分加工余量;其次是精加工,車削工件輪廓的最后一刀,通常由精車刀來連續(xù)加工完成,因此,粗精加工應(yīng)分開編程。精加工程序N285～N315,提高表面質(zhì)量。

(2)G指令的使用

A、 G 00和G01的區(qū)別, G00為刀具快速接近或快速離開零件,當(dāng)?shù)毒吲c工件表面在零接觸下不允許使用G00指令,而應(yīng)使用G01指令,這樣能有效避免刀具與工件接觸產(chǎn)生碰撞。

B、G02和G03方向的判斷,G02、G03為圓弧插補(bǔ)指令。判斷依據(jù):沿圓弧所在平面(XOZ)的垂直坐標(biāo)軸的負(fù)方向(-Y)看去,順時針方向為G02,逆時針為G03。

(3) 通過正確對刀,可使刀尖坐標(biāo)與工件原點重合。數(shù)控編程是以刀尖點為參考沿零件輪廓的運動軌跡。但所選刀具的刀尖不可能絕對尖銳,總有一個圓弧過渡刃。編程時,需考慮刀具半徑補(bǔ)償G41、G42。只有這樣,才能保證刀具按編程運行后獲得正確的零件輪廓。

(4)模擬仿真,數(shù)控車床如FANUC、SIEMENS、廣州數(shù)控及加工中心等系統(tǒng),仿真看到的是模擬刀尖按編程刻劃出的輪廓軌跡。而在切削過程中切削刃對工件是否造成干涉,在仿真中很難反應(yīng)出來。仿真軌跡正確,最后加工出的工件輪廓不一定就完整,也就是說仿真可檢驗編程是否正確,而不能把加工過程中的過切干涉現(xiàn)象全部反映出來。

4實例編程

N05 G40 G21 G97 G99;

N10 M03 S600 F0.2;

N15 T0101;

N20 G00 X41.0 Z2.0;

N25 G01 Z-70.0;

N30 G00 X46.0 Z2.0;

N35 X35.0;

N40 G01 Z0.5;

N45 X41.0 Z-2.5;

N50 G00 Z2.0;

N55 X29.0;

N60 G01 Z5.0;

N65 X41.0 Z-5.5;

N70 G00 2.0;

N75 X23.0;

N80 G01 Z0.5;

N85 X41.0Z-8.5;

N90 G00 Z2.0;

N95 X17.0;

N100 G01 X41.0 Z-11.5;

N105 G00 X200.0 Z100.0;

N110 M05;

N115 T0202;

N120 M03 S400 F0.2;

N125 G00X43.0Z-37.56;

N130 G01 X41.0;

N135 G02 X41.0Z-51.63 R13.0;

N140 G00 X43.0;

N145 Z-34.33;

N150 G01 X41.0;

N155 G02 X41.0 Z-54.87 R15.0;

N160 G00 X43.0;

N165 Z-31.58;

N170 G01 X41.0;

N175 G02 X41.0 Z-57.62 R17.0;

N180 G00 X43.0;

N185 Z-29.06;

N190 G01 X41.0;

N195 G02 X41.0 Z-60.14 R19.0;

N200 G00 Z-54.0;

N205 G00 X37.0;

N210 G01 Z-70.0;

N215 G00 X46.0;

N220 Z-54.0;

N225 X32.0;

N230 G01 Z-70.0;

N235 G00 X200.0 Z100.0;

N240 M05;

N245 T0101;

N250 M03 S400 F0.2;

N255 G00 X0 Z2.0;

N260 G42 G01 Z0.5;

N265 G03 X31.0 Z-33.2 R20.5;

N270 G02 X31.0 Z-56.0 R19.5;

N275 G01 Z-70.0;

N280 G00 X43.0 Z2.0;

N285 X0;

N290 G01 Z0 S800;

N295 G03 X30.0 Z-33.2 R20.0 F0.12;

N300 G02 X30.0 Z-56.0 R20.0;

N305 G01 Z-71.0;

N310 G40 G01 X45.0;

N315 G00 X200.0 Z100.0;

N320 T0303;

N325 M03 S300 F0.05;

N330 G00 X31.0 Z-70.0;

N335 G01 X0;

N340 G00 X200.0 Z100.0;

N345 M30;

5結(jié)語

綜上所述,數(shù)控實訓(xùn)過程可歸納為以下幾步:零件圖分析→擬定工藝方案→編程并輸入→對刀→仿真→加工零件。對于中職院校的學(xué)生來說,我們不應(yīng)一味追求復(fù)雜工件加工,而應(yīng)針對學(xué)生所學(xué)理論知識,將他們?nèi)谟趯嵺`,舉一反三,做到相互貫通。只有達(dá)到預(yù)期目的,我們才能獲得事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

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