課件：數(shù)控機(jī)床編程流程講解

第四章

工藝智能規(guī)劃與智能數(shù)據(jù)庫10

數(shù)控機(jī)床編程流程第九節(jié)數(shù)控機(jī)床編程流程5.1任務(wù)導(dǎo)入分析圖5.1所示的零件數(shù)控加工工藝，并填寫工藝文件。5.2知識準(zhǔn)備零件數(shù)控車削加工方案的擬定車刀的類型及選用確定切削用量確定裝夾方法典型車削零件的工藝分析5.2.1零件數(shù)控鏜銑削加工方案的擬定

1．?dāng)M定工藝路線

（1）加工方法的選擇回轉(zhuǎn)體零件的結(jié)構(gòu)形狀雖然是多種多樣的，但它們都是由平面、內(nèi)、外圓柱面、曲面、螺紋等組成。每一種表面都有多種加工方法，實(shí)際選擇時應(yīng)結(jié)合零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及生產(chǎn)類型等因素全面考慮。

（2）加工順序的安排在選定加工方法后，接下來就是劃分工序和合理安排工序的順序。零件的加工工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序，合理安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問題，可以提高零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率，降低加工成本。在數(shù)控車床上加工零件，應(yīng)按工序集中的原則劃分工序，安排零件車削加工順序一般遵循下列原則：

①先粗后精

②先近后遠(yuǎn)③內(nèi)外交叉④刀具集中⑤基面先行

走刀路線是指刀具從起刀點(diǎn)開始運(yùn)動起，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。

2．確定走刀路線

（1）刀具引入、切出在數(shù)控車床上進(jìn)行加工時，尤其是精車時，要妥當(dāng)考慮刀具的引入、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向引入、切出，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。車螺紋時，必須設(shè)置升速段L1和降速段L2，這樣可避免因車刀升降速而影響螺距的穩(wěn)定，如圖5.3所示。圖5.3升、降速段示例

（2）確定最短的空行程路線確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時可輔以一些簡單計算。在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時，編程者(特別是初學(xué)者)有時將每一刀加工完后的刀具通過執(zhí)行“回零”(即返回?fù)Q刀點(diǎn))指令，使其返回到換刀點(diǎn)位置，然后再執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會增加走刀路線的距離，從而大大降低生產(chǎn)效率。因此，在不換刀的前提下，執(zhí)行退刀動作時，應(yīng)不用“回零”指令。安排走刀路線時，應(yīng)盡量縮短前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離，方可滿足走刀路線為最短的要求。（3）確定最短的切削進(jìn)給路線

圖5.4走刀路線示例（a）圖表示利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能而控制車刀沿著工件輪廓進(jìn)行走刀的路線；（b）圖為“三角形”走刀路線；（c）圖為“矩形”走刀路線。經(jīng)分析和判斷后，可知矩形循環(huán)進(jìn)給路線的走刀長度總和為最短。5.2.2車刀的類型及選用

1．常用車刀的刀位點(diǎn)

2．車刀的類型

（1）尖形車刀

以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖(同時也為其刀位點(diǎn))由直線形的主、副切削刃構(gòu)成，如90o內(nèi)、外圓車刀，左、右端面車刀，切槽(斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。用這類車刀加工零件時，其零件的輪廓形狀主要由一個獨(dú)立的刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到。（2）圓弧形車刀

成型車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋車刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀，當(dāng)確有必要選用時，則應(yīng)在工藝準(zhǔn)備的文件或加工程序單上進(jìn)行詳細(xì)說明。（3）成型車刀5.2.3確定切削用量

1．背吃刀量（ap）的確定

在車床主體－夾具－刀具－零件這一系統(tǒng)剛性允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)零件的精度要求較高時，則應(yīng)考慮留出精車余量，常取0.1～0.5mm。

2．主軸轉(zhuǎn)速的確定

（1）光車時光車時，主軸轉(zhuǎn)速的確定應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。在實(shí)際生產(chǎn)中，主軸轉(zhuǎn)速可用下式計算：

n=1000Vc/d

式中,n是主軸轉(zhuǎn)速（r／min）；Vc是切削速度（m／min）；d是零件待加工表面的直徑（mm）。在確定主軸轉(zhuǎn)速時，首先需要確定其切削速度，而切削速度又與背吃刀量和進(jìn)給量有關(guān)。5.2.4工件的安裝與夾具的選擇1．工件安裝的基本原則（1）力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工表面。（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。2．夾具的選擇（1）當(dāng)零件加工批量不大時，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其它通用夾具，以縮短準(zhǔn)備時間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。（2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。（3）夾具要開敞，加工部位開闊，夾具的定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的進(jìn)給（如產(chǎn)生碰撞等）。（4）裝卸零件要快速、方便、可靠，以縮短準(zhǔn)備時間，批量較大時應(yīng)考慮采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。①進(jìn)給量（f）粗車時一般取為0.3～0.8mm／r，精車時常取0.1～0.3mm／r，切斷時宜取0.05～0.2mm／r。②切削速度（Vc）如何確定加工時的切削速度，除了參考表5.2列出的數(shù)值外，主要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。

（２）車螺紋時大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型車床數(shù)控系統(tǒng)推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速如下：

n≤式中，P是工件螺紋的導(dǎo)程（mm），英制螺紋為相應(yīng)換算后的毫米值；K是保險系數(shù)，一般取為80。

3．進(jìn)給速度的確定

應(yīng)在保證表面質(zhì)量的前提下，選擇較高的進(jìn)給速度。一般應(yīng)根據(jù)零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查閱切削用量手冊選取。需要說明的是切削用量手冊給出的是每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，因此要根據(jù)Vf=f×n計算進(jìn)給速度。

5.2.4確定裝夾方法

1．定位基準(zhǔn)的選擇

在數(shù)控車削中，應(yīng)盡