車削中心編程與加工

項目24車削中心編程與加工24.1任務描述加工如圖24-1所示零件，毛坯為￠52mm棒料，材料為45鋼，單件生產(chǎn)圖圖24-1車削中心加工實例24.2知識鏈接24.2.1車削中心簡介1.車削中心概念車削中心是一種以車削加工模式為主、添加銑削動力刀頭后又可進行銑削加工模式的車-銑合一的切削加工機床類型。2.車削中心特點①有一套自動換刀裝置，實現(xiàn)多工序連續(xù)加工，在一臺加工中心上實現(xiàn)原來多臺數(shù)控機床才能實現(xiàn)的加工功能。②具有附加動力刀架和主軸分度機構，除車削外還可以在零件內(nèi)外表面和端面上銑平面、凸輪、各種鍵槽、螺旋槽或鉆、鉸、攻絲等加工。3.車削中心工藝范圍車削中心比數(shù)控車床工藝范圍寬，工件一次安裝，幾乎能完成所有表面的加工。在車削中心上對工件的加工一般分為三種情況：①一種是主軸分度定位后固定，對工件進行鉆、銑、攻螺紋等加工。②一種是主軸運動作為一個控制軸（C軸），C軸運動和X、Z軸運動合成為進給運動，即三坐標聯(lián)動，銑刀在工件表面上銑削各種形狀的溝槽、凸臺、平面等。③另一種是利用Y軸功能，X、Y軸協(xié)調(diào)運動，控制刀具沿工件徑向方向移動，相當于銑削加工。4.車削中心的C軸功能機床主軸旋轉(zhuǎn)除作為車削的主運動外，還可作分度運動，即定向停車和圓周進給，并在數(shù)控裝置的伺服控制下，實現(xiàn)C軸與Z軸聯(lián)動，或C軸與X軸聯(lián)動，以進行圓柱面上或端面上任意部位的鉆削、銑削、攻螺紋及平面或曲面銑削加工。圖24-2為車削中心C軸功能示意圖。a)a)b)c)d)圖24-2C軸功能a)C軸定向時，在圓柱面或端面上銑槽b)C軸、Z軸進給插補，在圓柱面上銑螺旋槽c)C軸、X軸進給插補，在端面上銑螺旋槽d)C軸、X軸進給插補，銑直線和平面24.2.2車削中心編程指令1.極坐標插補功能極坐標插補功能是將輪廓控制由直角坐標系中編程的指令轉(zhuǎn)換成一個直線軸運動（刀具的運動）和一個回轉(zhuǎn)軸的運動（工件的回轉(zhuǎn)）。這種方法適應于在與Z軸垂直的切削平面上進行加工切削加工。1）指令格式指令格式：G12.1；啟動極坐標插補方式（使極坐標插補功能有效）指令直角坐標系中的直線和圓弧插補，直角坐標系由直線軸和回轉(zhuǎn)軸組成。指令直角坐標系中的直線和圓弧插補，直角坐標系由直線軸和回轉(zhuǎn)軸組成。…G13.1；極坐標插補方式取消注：可用G112和G113指令分別替代G12.1和G13.1。2）極坐標插補平面G12.1啟動極坐標插補方式，并選擇一個極坐標插補平面，極坐標插補在該平面上完成。極坐標插補平面通常如圖24-3所示，X軸為直線軸（直徑量），C軸為旋轉(zhuǎn)軸（半徑量）。在編程中X軸增量值用U地址，C軸增量值用H地址表示。圖24-3極坐標插補平面圖24-3極坐標插補平面F─進給速度（mm/min）。4）徑向鉆孔循環(huán)指令G87指令格式：G87Z＿C＿X＿R＿Q＿P＿F＿式中：Z、C─孔位數(shù)據(jù)。X─孔底數(shù)據(jù),R點到孔底的距離。R─R點數(shù)據(jù)，初始平面到R點的距離。Q─每次切削進給的深度，μm。P─孔底暫停時間。F─進給速度（mm/min）。5）鉆孔循環(huán)的注意事項（1）指定固定循環(huán)之前，必須用輔助功能（M指令）使主軸旋轉(zhuǎn)。（2）在每個固定循環(huán)中，R（初始平面到R點的距離）總是半徑量。Z或X（R點到孔底的距離）是作為直徑量還是半徑量，取決于數(shù)控機床的設置。（3）可用01組G代碼取消固定循環(huán)，當01組G代碼如GOO、G01、G02、G03等與固定循環(huán)指令出現(xiàn)在同一程序段時，按后出現(xiàn)的指令執(zhí)行?！纠?4-2】在車削中心上，加工如圖24-6所示四個軸向均勻分布的孔。圖24-6端面鉆孔參考程序（以工件右端面與軸線的交點為程序原點建立工件坐標系）：O2402程序名N10T0101選擇1號刀，建立刀補N20M70C軸功能有效N30G28C0N40M93S500動力頭正轉(zhuǎn)N50G98G00X100Z15N60G83X40C0Z-26R-12Q5000F50鉆第一個孔，R平面距離初始平面為1N70C90Q5000主軸旋轉(zhuǎn)90°，鉆第二個孔N80C180Q5000主軸再旋轉(zhuǎn)90°，鉆第三個孔N90C270Q5000主軸再旋轉(zhuǎn)90°，鉆第四個孔N100G80GN110M95停止動力頭N120M12動力頭回零N130M71取消C軸功能N140T0100取消1號刀刀補N150M30程序結束24.3任務實施24.3.1加工工藝的確定1.分析零件圖樣如圖24-1所示，該零件為一軸類零件，包括回轉(zhuǎn)體外輪廓、端面六方、端面孔的加工。結合零件形狀，采用車削中心加工該零件。2.工藝分析1）加工方案的確定根據(jù)零件表面的粗糙度值Ra3.2μm的加工要求，確定各表面的加工方案如下：回轉(zhuǎn)體外輪廓：粗車→精車；端面六方：粗銑→精車銑；端面孔：鉆-擴。2）確定裝夾方案工件是棒料，為回轉(zhuǎn)體，可用三爪自定心卡盤裝夾。3）確定加工工序加工工藝見表24-2。表24-2數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱零件名稱材料零件圖號45鋼工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進給速度/(mm/r)背吃刀量/mm備注裝夾1：夾住棒料一頭，留出長度大約70mm，車端面（手動操作），對刀，調(diào)用程序1粗車回轉(zhuǎn)體外輪廓T01015000.20.72精車回轉(zhuǎn)體外輪廓T01018000.10.33粗銑端面六方T02024000.1554精銑端面六方T02024000.155鉆孔T03035000.153.86擴孔T04046000.10.27切斷T05056000.14裝夾2：掉頭，平端面，保證總長。4）進給路線的確定銑端面六方的走刀路線如圖24-7所示，其余表面加工走刀路線略。圖24-7銑端面六方的走刀路線圖24-7中各點坐標如表24-3所示。表24-3銑端面六方的基點坐標1（75.258,0）2（65.258,-10）3（45.358，0）4（41.34，7.5）5（33.66，14.151）6（7.68，21.651）7（-7.68，21.651）8（-33.66，14.151）9（-41.34，7.5）10（-41.34，-7.5）11（-33.66，-14.151）12（-7.68，-21.651）13（7.68，-21.651）14（33.66，-14.151）15（41.34，-7.5）16（65.258,10）3.刀具及切削參數(shù)的確定刀具及切削參數(shù)的確定見表20-4。表20-4數(shù)控加工刀具卡數(shù)控加工刀具卡片工序號程序編號產(chǎn)品名稱零件名稱材料零件圖號45序號刀具號刀具名稱及規(guī)格刀尖半徑/mm數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T010195°右偏外圓刀0.81回轉(zhuǎn)體外輪廓硬質(zhì)合金2T0202￠16立銑刀（3齒）0.4端面六方高速鋼3T0303￠7.6鉆頭鉆￠7.6底孔高速鋼4T0404￠8鉆頭擴￠8孔高速鋼5T0505切斷刀（B=4）切斷硬質(zhì)合金24.3.2參考程序編制1.工件坐標系的建立以工件右端面與軸線的交點為編程原點建立工件坐標系。2.基點坐標計算（略）3.參考程序參考程序見表20-5。表20-5參考程序主程序程序說明O2403主程序名N10T0101選擇1號刀，建立刀補N20M03S500啟動主軸N30G00X60Z5快進至進刀點N40X53Z1快進至G71復合循環(huán)起點N50G71U1R1G71循環(huán)粗加工回轉(zhuǎn)體外輪廓N60G71P70Q120U0.6W0.1F0.2N70G00X45Z1徑向進刀N80G01Z-5車￠45外圓N90X46車臺階N100G03X50Z-7R2車R2圓弧N110G01Z-45車￠50外圓N120X53徑向退刀N130G70P70Q120F0.1S800G70循環(huán)精加工回轉(zhuǎn)體外輪廓，主軸變速N140G00X100X向快速退刀N150G00Z100M05Z向快速退刀，停主軸N160T0100取消1號刀刀補N170M98P2413調(diào)子程序O2413粗銑端面六方N180M00測量，修改3號刀半徑補償值，修調(diào)進給倍率N190M98P2413調(diào)子程序O2413精銑端面六方N200T0303選擇3號刀（￠7.6鉆頭），建立刀補N210M70C軸功能有效N220G28C0C軸回零N230M93S600動力頭正轉(zhuǎn)N240G98G快速定位至鉆孔初始平面N250G83X30C0Z-16R-7Q5000F70鉆出6個￠7.6的孔N260C60Q5000N270C120Q5000N280C180Q5000N290C240Q5000N300C300Q5000N310G80G00Z50取消鉆孔循環(huán)N320M95停止動力頭N330M12動力頭回零N340M71取消C軸功能N350T0300取消3號刀刀補N360T0404選擇4號刀（￠8鉆頭），建立刀補N370M70C軸功能有效N380G28C0C軸回零N390M93S800動力頭正轉(zhuǎn)N400G98G快速定位至鉆孔初始平面N410G83X30C0Z-16R-7Q5000F60擴出6個￠8的孔N420C60Q5000N430C120Q5000N440C180Q5000N450C240Q5000N460C300Q5000N470G80G00Z50取消鉆孔循環(huán)N480M95停止動力頭N490M12動力頭回零N500M71取消C軸功能N510T0400取消4號刀刀補N520T0505選擇5號刀，建立刀補（左刀尖為刀位點）N530M03S600啟動主軸N540G00X55Z5快進至進刀點N550Z-44.4快進至切斷起點，總長留0.4余量N560G01X50.2F0.5徑向接近工件N570X0F0.1切斷工件N580G00X100X向快速退刀N590Z100M05Z向快速退刀，返回換刀點，停主軸N600T0500取消3號刀刀補N610M30程序結束子程序程序說明N10O2413子程序名N20T0202選擇2號刀，建立刀補（銑刀端面中心為刀位點）N30M70C軸功能有效N40G28C0快進至進刀點N50M93S400動力頭正轉(zhuǎn)N60G98G00X80Z5快速定位至進刀點N70G12.1極坐標插補開始N80G00X75.258C0到1點（見圖24-7）N90G42G00X65.258C-101點→2點，建立刀具半徑補償N100G02X45.258C0R10F2點→3點N110G03X41.34C7.5R153點→4點N120G01X33.66C14.1514點→5點N130G03X7.58C21.651R155點→6點N140G01X-7.68C21.6516點→7點N150G03X-33.66C14.151R157點→8點N160G01X-41.34C7.58點→9點N170G03X-41.34C-7.5R159點→10點N180G01X-33.66C-14.15110點→11點N190G03X-7.68C-21.651R1511點→12點N200G01X7.68C-21.65112點→13點N210G03X33.66C-14.151R1513點→14點N220G01X41.34C-7.514點→15點N230G03X45.258C0R1515點→3點N240G02X