數(shù)控機床編程與加工

1、數(shù)控機床編程與加工一、項目案例本項目以圖 所示 加工為例，學會 （學會工藝性分析、編程、仿真）最后加工出合格的零件。（1）計劃時間 5學時。（2）質(zhì)量要求 零件加工符合圖樣要求。在項目實施過程中不斷豐富知識，提高操作技能，結(jié)累實際經(jīng)驗。（3）安全要求 嚴格按照安全操作規(guī)程進行，確保人身、設備完全。（4）文明要求 自覺按照文明生產(chǎn)規(guī)則進行實訓，做有職業(yè)修養(yǎng)的人。（5）環(huán)保要求 努力按照環(huán)境保護要求進行項目實訓。二、項目解析（一）圖樣分析該零件的加工為外表面加工，包括由圓柱面、圓錐面。圖樣中有兩處直徑尺寸精度為中等公差等級要求，分別為 加工時需要采用粗加工、精加工的加工順序，應在粗、精加工之間加入

2、測量和誤差調(diào)整補償。形位公差表面粗糙度要求為1.6，圖樣尺寸標注完整，輪廓描述清楚，零件材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，加工后去行刺。（二）加工方案夾持左端，按從左到右順序粗加工，粗加工余量最后切斷，車端面保證總長度尺寸。（三）夾裝根據(jù)所給毛坯為棒料，該零件為規(guī)則軸類，長度較短，所以裝夾時使用三爪自定心卡盤裝夾，裝夾方便、快捷，定位精度高。定位基準：裝夾方式：項目鏈接（四）刀具及切削用量選擇被加工材料為45號鋼，它的綜合加工性能較好，故選用YT15型號的硬質(zhì)合金車刀進行粗、精加工。由于該零件全部為外表面加工，直徑向右端基本依次遞減，但因中間有一凹弧面，所以需選用兩把90外圓車刀，其中1號刀具用于粗加工

3、，副偏角取6左右，2號刀具用于精加工，副偏角取15左右。查常用工件材料的刀具及切削用量表，通過計算，粗加工時主軸轉(zhuǎn)速取600r/min；進給率取0.2mm/r。數(shù)控車床實訓刀具卡產(chǎn)品名稱或代號項目1.5零件名稱軸承套零件圖號圖1-5序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑備注1T0145硬質(zhì)合金端面車刀1車端面0.420202T025中心鉆1鉆5mm中心孔3T0326 mm鉆頭1鉆底孔4T04鏜刀1鏜內(nèi)孔各表面0.420205T0593右手偏刀1自右至左車外表面0.220206T0693左手偏刀1自左至右車外表面7T0760外螺紋車刀1車M45螺紋編制 審核 批準 年 月日共1頁第1頁數(shù)控車

4、床實訓工序卡單位職業(yè)技術學院產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號項目1.5軸承套1-5工序號程序編號夾具名稱使用設備車間001O1234三爪卡盤和自制心軸C2-6136HK先進制造基地工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進給速度背吃刀量備注1平端面T0120203201手動2鉆5中心孔T0259502.5手動3鉆底孔T032620013手動4粗鏜32內(nèi)孔、15斜面及C0.5倒角T042020320400.8自動5精鏜32內(nèi)孔、15斜面及C0.5倒角T042020400250.2自動編制審核批準年月日共頁第1頁（五）程序分析坐標原點加工流程（復雜） 加工過程零件加工過程見表1-20。表1-20 零件加

5、工過程指示單工步號刀具號裝夾工序內(nèi)容及簡圖說明190外圓車刀刀具號T0101安裝時滿足主偏角9395三爪卡盤裝夾工件外伸55左右粗車端面用G94余量0.22粗車外臺階用G90余量0.63精車端面用G944連續(xù)走刀精車外臺階刀具軌跡加工程序三、項目實施器具實施本項目需要提前準備以下器具。數(shù)控車床：C2-6136HK毛坯材料：45鋼，32120 需要的刀具、量具和用具清單見表1-1。表1-1 刀具、量具和用具清單類別序號名稱型號/規(guī)格精度數(shù)量備注刀具1外圓車刀W型(93右偏刀)刀尖半徑0.41/組刀片202外圓車刀D型右偏刀刀尖半徑0.61/組刀片53外切槽刀刀寬41/組刀片104外螺紋車刀T型(

6、刀尖角60)刀尖半徑0.21/組刀片105端面車刀S型(45右偏刀)1/組刀片10量具6游標卡尺01500.021/組7螺旋千分尺025，25500.01各1/組8鋼直尺1501/組9杠桿百分表0.01110深度游標卡尺01501/組11螺紋量規(guī)M201.5-6H1/組套12粗糙度樣板1套13R規(guī)1套用具14三爪卡盤扳手與機床相適應1/組一套15刀架扳手和鋼管與機床相適應1/組一套16墊片若干17薄皮若干18防護鏡1/人19工作帽1/人20毛刷1/組21鐵鉤1/組表1-1 刀具、量具和用具清單類別序號名稱型號/規(guī)格精度數(shù)量備注刀具1刀柄、拉釘BT402/組配套3彈簧夾頭420各1/組套4立銑刀

7、161210864各2/組5球頭刀各1/組680面銑刀4齒1/組含刀柄780面銑刀6齒1/組含刀柄量具8游標卡尺01500.021/組9螺旋千分尺025，2550，50750.01各1/組10鋼直尺1501/組11杠桿百分表0.011/組套12深度游標卡尺01501/組13粗糙度樣板1/組套用具14月牙板手1 15活動板手250116等高墊鐵若干17薄皮若干18銅棒119防護鏡1/人20工作帽1/人21毛刷1/組四、項目預案可能出現(xiàn)的問題是五、項目實施1.工藝方案與編程認真閱讀“項目解析”部分內(nèi)容，在操作數(shù)控機床前完成以下內(nèi)容，并認真檢查核對。1）項目任務了解項目要求，弄清項目任務。2）圖樣分

8、析對零件圖進行工藝性分析，了解圖樣的加工要求，弄清要加工的表面及特征，分析基本尺寸、尺寸公差、表面質(zhì)量等方面具體需要達到的要求。3）加工方案根據(jù)對零件圖樣的分析，制定可行性加工方案。4）定位基準與裝夾依據(jù)定位基準，選擇合適的夾具，制定出具體的裝夾方案。5）刀具與切削用量根據(jù)加工特點選擇使用的刀具。依據(jù)給定的零件材料及熱處理方式；加工精度、表面質(zhì)量的要求；使用刀具材料。參考刀具切削參數(shù)表，并結(jié)合實際加工經(jīng)驗，確定各刀具的切削用量。6）數(shù)控程序編制根據(jù)已確定的加工方案，各工序的加工內(nèi)容，把一次連續(xù)加工完成的內(nèi)容定為一個程序名。設定編程原點，依次確定各刀具的走刀路線，按使用機床的程序格式編制加工程序

9、。把所有自動加工部分的程序?qū)懺诔绦騿紊稀?）摸擬仿真使用模擬仿真軟件系統(tǒng)，將所編寫的程序進行模擬加工，并調(diào)試程序，直到模擬加工正確。2.操作數(shù)控機床完成準備工作后，再操作數(shù)控車床加工零件。半徑補償操作數(shù)控機床加工零件，設定修改各補償參數(shù)，保證零件的加工質(zhì)量。場地整理卸下工件，刀具關機整理工位收拾刀具、量具、用具并進行維護清掃數(shù)控機床并進行維護保養(yǎng)，填寫教學日志和實訓記錄表，清掃車間衛(wèi)生。3.項目考評1）項目評介首先學生自己評介加工出的零件，然后學生互相評價，最后指導教師評價并給定成績。2）項目總結(jié)學生總結(jié)該項目實施工作過程，在小組中交流，并選小組代表在全班介紹，分析加工過程中出現(xiàn)的問題討論解決

10、的方法。六、項目評價本項目實訓成績評定見表1-21。表1-21 項目1.5成績評價表產(chǎn)品代號項目1.5學生姓名綜合得分類別序號考核內(nèi)容配分評分標準得分備注工藝制定及編程1加工路線制定合理10不合理每處扣2分2刀具及切削參數(shù)5不合理每項扣2分3程序格式正確，符合工藝要求10每行一處扣2分4程序完整，優(yōu)化5每部分扣2分操作過程6刀具的正確安裝和調(diào)整5每次錯誤扣2分工件定位和夾緊合理3每項錯誤扣2分對刀及參數(shù)設置10每項錯誤扣1分工具的正確使用2每次錯誤扣1分量具的正確使用2每次錯誤扣1分按時完成任務5超30分鐘扣2分設備維護、安全、文明生產(chǎn)3不遵守酌情扣15分零件質(zhì)量徑向尺寸10超差0.01扣2分

11、5超差0.01扣2分軸向尺寸500.55超差無分100.15表面粗糙度Ra1.610每處每降一級扣1分尺寸檢測檢測尺寸正確5不正確無分注：1. 加工操作期間，報警3次，發(fā)生撞刀現(xiàn)象，將暫停操作數(shù)控機床的資格，2. 發(fā)生影響安全的違規(guī)、違章操作，由指導教師按實訓管理制度進行處理。項目總結(jié)七、課外作業(yè)完成圖 所示零件的加工方案和工藝規(guī)程的制定，并進行程序編制和仿真。八、項目拓展項目預案程序校驗有問題檢查當前程序名；當前光標位置；如果粗車時出現(xiàn)回刀切削現(xiàn)象，是由于循環(huán)起點X方向設置太靠近毛坯內(nèi)部，應設置在毛坯以外2mm左右處。程序校驗時，圓弧數(shù)據(jù)或地址錯誤核查程序中圓弧終點坐標數(shù)值是否有誤，若坐標正

12、確就檢查是否漏寫圓弧半徑，然后按正確值輸入；若圓弧地址錯，應該檢查指令字是否輸入錯誤。建立刀具半徑補償時出錯，提示刀具干涉首先檢查刀具半徑補償值是否大于程序中的最小曲率半徑，若大于曲率半徑，需修改刀具補償值，使其小于程序中的最小曲率半徑；若無此問題，則檢查刀具補償指令是否用反，若用反了則改正。應用刀具半徑補償指令時提示刀具干涉檢查選用刀具的半徑是否大于其零件的最小曲率半徑（選用的刀具半徑應小于零件的最小曲率半徑）；檢查刀補中的最大值是否小于零件的最小曲率半徑，如果大于零件的最小曲率半徑，則產(chǎn)生刀具干涉報警，將其改寫到小于零件最小曲率半徑即可。程序校驗時，G81不執(zhí)行或G84不執(zhí)行G81不執(zhí)行，

13、應首先檢查語法有無錯誤，然后檢查Z向深度是否設置正確；若沒問題，再檢查R平面設置是否高于初始平面，若有問題及時改正。G84不執(zhí)行，應首先檢查語法有無錯誤，然后檢查Z向深度是否設置正確；若沒問題，再檢查R平面設置是否高于初始平面7mm，檢查F值是否是螺紋的螺距。若有問題及時改正。宏程序加工錐面時，表面出現(xiàn)棱紋宏程序編程時變量遞增量數(shù)值設置太大，應減小每層遞增量。宏程序編程時出現(xiàn)死循環(huán)說明程序編寫時的判斷語句有錯或是變量初始值設置錯誤，應逐項核查并改正。加工問題 零件整體尺寸精度超差解決措施：一是檢查量具校正是否有誤，二是檢查測量方法是否正確，如果超差規(guī)律相同，可能對刀誤差，則需要調(diào)整補償值；測量

14、時工件的溫度高低也有影響，可降低溫度后再測量。機夾式刀具的刀片夾裝出現(xiàn)松動。零件對邊尺寸不符合圖樣要求，出現(xiàn)超差現(xiàn)象檢查量具校正是否有誤，測量方法是否有錯誤。如果超差規(guī)律相同，則需調(diào)整刀具補償值。若超差規(guī)律不同，則應檢查計算是否有錯誤，或者刀具是否有讓刀現(xiàn)象，如果上述都無誤，則檢查數(shù)控機床傳動系統(tǒng)有無誤差，并進行調(diào)整。加工過程中表面粗糙度不符合要求檢查刀具是否磨損或磨鈍，如果磨損，則需要更換刀具。如果刀具完好，則檢查該刀具選用的切削用量是否合適，如不合適，則需查表優(yōu)化切削用量。切削過程將直接影響加工的表面精度，除精加工盡量選用順銑外，應避免斷續(xù)切削和沿工件法線方向切入或切出工件?？傮w深度不符合

15、圖樣要求檢查程序數(shù)據(jù)是否正確，刀具是否磨損，Z向?qū)Φ恫僮魇欠裾_與誤差，工件裝夾是否可靠。加工圓弧時切削用量的選用加工圓弧時，選用的進給量應該選用小于直線插補時的進給量，否則加工出的圓弧表面粗糙度質(zhì)量將會降低；另外，加工小圓弧拐角時，應降低進給量，避免出現(xiàn)過切的現(xiàn)象。圓弧弧度半徑有誤差采用恒線速切削，使用刀尖圓弧半徑補償，或半徑補償值不正確；刀尖方位代號輸入錯誤。刀具磨損較大首先檢查刀具材料是否適合加工該零件材料；然后檢查程序中切削用量的選用是否合理，如果不合理，需查表進行優(yōu)化；最后檢查切削液的選用是否合理，以及切削液流量是否充足。切槽寬度尺寸超差一是由于刀具寬度實際刃磨損或測量尺寸不準，就正

16、確測量刀具寬度；二是由于退刀時斜向退出交側(cè)壁切傷，應采用X向切入切出；三是以左刀尖為刀位點計算編程坐標出現(xiàn)誤差，多次切槽時應明確刀位點的位置。切槽深度尺寸超差，一般是由于對刀有誤差，或在多刀切槽時在槽底出現(xiàn)接刀痕，影響測量。應正確刃磨和計算坐標點，直向退刀，減少接刀，并做到在槽底光刀。螺紋加工不合格首先檢查刀具刃磨角度和安裝是否正確，應保證刀具安裝后牙型角為60，對稱中心線垂直于工件軸線；其次檢查螺紋進給深度計算是否有誤，在接近小徑時，需反復用環(huán)規(guī)測量再正確調(diào)整切入尺寸；然后檢查程序中是否考慮塑性變形而事先將螺紋底徑車小0.10.2mm，最后看檢測時是否將工件和環(huán)規(guī)中的切屑等雜物清理干凈。攻絲

17、加工不合格產(chǎn)生檢查刀具安裝是否正確，其次檢查螺紋進行深度計算是否有誤，然后檢查螺距輸入是否正確，再檢查螺紋底孔直徑加工是否合適，最后看檢測時是否將工件和塞規(guī)中切屑等雜物清理干凈。內(nèi)孔尺寸精度超差檢查量具校正是否有誤，測量方法是否正確；如果超差規(guī)律相同，可能是磨損后調(diào)整參數(shù)有誤；另外，請注意不要反磨損補償方向調(diào)反。零件繪制尺寸為英制選擇“等比例縮放”，將零件縮小25.4倍（即輸入比例數(shù)為1/25.4）即可。鉆孔加工時鉆頭與工件發(fā)出唧唧的響聲，每個孔之間的位置不符合要求。檢查鉆頭切削刃是否已鈍或磨損，檢查主軸轉(zhuǎn)速是否過高。重新修磨鉆頭，或降低主軸轉(zhuǎn)速。位置度不合格可能是因為中心孔深度過淺，必須將中

18、心孔鉆出斜面倒角來。換刀后，發(fā)生Z方向扎刀（撞刀）現(xiàn)象首先檢查刀具對刀及坐標系設置是否正確，然后檢查長度補償值輸入是否正確。當?shù)诙训兜拈L度大于當前刀時，換刀時要先將主軸提升到換刀的安全高度位置。鉸孔時表面粗糙度不符合要求檢查切削液選用是否符合要求，切削液是否充分；另外還應該檢查底孔直徑是否合適。鏜孔時，孔徑內(nèi)壁有一道刀痕，孔徑精度不好首先檢查程序退刀方向（I、J）是否定正確；孔徑精度不好可能是因為鏜削余量過大或是鏜刀沒有調(diào)整合適，應減小鏜削余量或調(diào)整鏜刀。配合精度不符合圖樣要求，出現(xiàn)超差首先檢查毛刺是否完全去除；如果完全去除，則檢查零件一和零件二的尺寸是否符合零件圖樣要求，如果尺寸精度合格，

19、則需檢驗這兩個配合表面的垂直度是否合格。對刀對刀的目的是確定程序中使用的編程原點有數(shù)控機床坐標系中的位置。對刀點可以設定在零件、夾具或機床輔件上，對刀時知道刀位點與工件原點之間的距離，再換算成兩坐標原點之間的關系。雖然每把刀具刀位點不在同一點上，但通過刀補，可使刀具的刀位點都重合在一點上。編程人員只需按工件的輪廓編制加工程序，而不用考慮不同刀具長度和刀具半徑的影響。X、Y方向的對刀。X、Y方向的對刀實質(zhì)就是確定工件坐標原點在機床坐標系中的X坐標值和Y坐標值。車床常用夾具及及其適用場合夾具名稱適用場合三爪自定心卡盤用于裝夾軸類、盤套類零件四爪單動卡盤適用于外形不規(guī)則、非圓柱體、偏心、有孔距要求及

20、位置與尺寸精度要求高的零件花盤與其他車床附件一起使用，適用于外形不規(guī)則、偏心及需要端面定位夾緊的工件心軸用于套筒和盤類零件的裝夾；圓錐心軸的定心精度高，但工件的軸向位移誤差大，多用于以孔定位的工件；花鍵心軸用于以花鍵定位的工件頂尖用于裝夾軸類、盤套類零件。用于中心孔定位，定位精度比較高常用工件材料的車削刀具及切削用量表工件材料加工內(nèi)容背吃刀量mm切削速度（m/min）進給量（mm/r）刀具材料碳素鋼600 MPa粗加工5760800.20.4YT類粗加工23801200.20.4精加工261201500.10.2鉆中心孔500800rminW18Cr4V鉆孔300.10.2切斷（寬度5mm）7

21、01100.10.2YT類鑄鐵200HBS以下粗加工50700.20.4YG類精加工701000.10.2切斷（寬度5mm）50700.10.2加工中心常用夾具及及其適用場合夾具名稱適用場合平口虎鉗用于裝夾規(guī)則的平面類零件，適用于單件、小批量生產(chǎn)分度頭適用于回轉(zhuǎn)體、多個工位的零件壓板與其他附件一起使用，適用于外形簡單、需要平面定位夾緊的工件專用夾具用于各類零件的裝夾；定心精度高，適合于成批量生產(chǎn)組合夾具用于裝夾箱體類、殼類零件的加工。適用于中、小批量生產(chǎn)加工中心用三爪卡盤用于裝夾軸類、盤類及圓柱棒料等零件銑刀每齒進給量工件材料每齒進給量（mm/z）粗銑精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合

22、金銑刀鋼0.100.150.100.250.020.050.100.15鑄鐵0.120.200.150.300.020.050.100.15銑削的切削速度工件材料硬度HBW切削速度（mm/min）高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼2251842661502253251236541203254256213675鑄鐵19021366615019026091845902603204.5102130刀具類型表刀具類型適用的加工表面面銑刀加工在的平面立銑刀加工側(cè)面和底面鍵槽銑刀加工側(cè)面和底面及封閉的凹槽球頭刀加工曲率變化大的曲面圓角刀加工曲面評分標準產(chǎn)品代號項目1.5學生姓名綜合得分類別序號考核內(nèi)容配分評分標準得

23、分備注工藝制定及編程1加工路線制定合理10不合理每處扣2分2刀具及切削參數(shù)5不合理每項扣2分3程序格式正確，符合工藝要求10每行一處扣2分4程序完整，優(yōu)化10每部分扣3分操作過程6刀具的正確安裝和調(diào)整5每次錯誤扣2分工件定位和夾緊合理2每項錯誤扣2分對刀及參數(shù)設置4每項錯誤扣1分工具的正確使用2每次錯誤扣1分量具的正確使用2每次錯誤扣1分按時完成任務5超30分鐘扣2分設備維護、安全、文明生產(chǎn)5不遵守酌情扣15分零件質(zhì)量外形尺寸250.02超差0.01扣2分高度尺寸5超差無分表面粗糙度10每處每降一級扣1分尺寸檢測自檢測尺寸正確5不正確無分車床上夾裝工件注意事項：裝夾完工件后卡盤扳手隨手取下，以

24、防開車飛出傷人。觀察工件找正時，需要耐心，勤加練習逐步掌握。工件夾緊時，操作者的站位姿勢要正確，以防卡盤扳手滑脫后摔倒傷人。工件夾緊時，夾緊力要合適，以防夾緊力不夠使工件在車削過程中受力產(chǎn)生位移。車刀的裝夾車刀安裝正確與否，直接影響車削順利進行和工件的加工質(zhì)量。觀察車刀裝夾在刀架上的伸出部分應盡量短，以增強其剛性，伸出長度約為刀柄厚度的11.5倍。觀察車刀下面墊片的數(shù)量要盡量少，并與刀架邊緣對齊。觀察車刀刀桿至少用兩個螺釘平整壓緊，以防振動。觀察主偏角是否符合要求（觀察刀具中心線與工件中心線是否垂直）。觀察車刀刀尖應與工件中心等高。車床上夾裝刀具注意事項：安裝刀具的位置號一定要與程序中的調(diào)用刀具號相對應，以防自動加工中換刀時發(fā)生刀具錯誤調(diào)用。試切練習時，刀尖接近工件中心時判斷刀尖的高低，以免防止刀尖崩碎。為使刀尖對準工件中心，通常采用下列幾種方