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    [分享]轧辊零件数控车削工艺设计及编程举例 [复制链接]

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    离线cyqdesign
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2007-04-09
    — 本帖被 cyqdesign 从 机械加工与制造 移动到本区(2010-12-09) —
    如图1所示轧辊工件,毛坯为φ55㎜×18㎜盘料,φ12+0。05 ㎜内孔及倒角和左右两端面已加工过,材料为45钢。 IYe,VL  
    yH(%*-S  
    采用阶梯切削路线编程法,刀具每次运动的位置都需编入程序,程序较长,但刀具切削路径短,效率高,被广泛采用。 !BR@"%hx  
    !-tVt D  
    1.根据零件图样要求、毛坯及前道工序加工情况,确定工艺方案及加工路线 M<ba+Qn$  
    6JD~G\$  
    1)以已加工出的φ12+0。005㎜内孔及左端面为工艺基准,用长心轴及左端面定位工件,工件右端面用压板、螺母夹紧,用三爪自定心卡盘夹持心轴,一次装夹完成粗精加工。 &Y-jK<  
    7upN:7D-  
    2) 工步顺序 iz2;xa*  
    'h>CgR^NM1  
    ① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线,为编程时数值计算方便,圆弧部分可用同心圆车圆弧法,分四刀切完;圆锥部分用相似斜线车锥法分三刀切完。 `t2Y IwOK  
    ② 自右向左精车外轮廓面。 `86})xz{  
    b"eG8  
    2.选择机床设备 1WAps#b.  
    %)=c#H1  
    根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CJK6136D型数控卧式车床。
    -NUA  
    图1 轧辊零件
    3.选择刀具 i*e'eZ;)  
    bl[2VM7P  
    根据加工要求,考虑加工时刀具与工件不发生干涉,可用一把尖头外圆车刀(或可转位机夹外圆车刀)完成粗精加工。 gt!t Du  
    EO"G(v  
    4.确定切削用量 U?j[ 8z  
    1(qL),F;  
    切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定,详见加工程序。 q }hHoSG]=  
    k.wm{d]J  
    5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点 Ki\J)l  
    `FmRoMW9+  
    确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,建立XOZ工件坐标系,如图所示。 ^TAf+C^Ry  
    oEsqLh9a|  
    采用手动对刀方法把工件右端面与毛坯外圆面的交点A作为对刀点,如图所示。采用MDI方式操纵机床,具体操作步骤如下: RIq\IQ_|  
    J:0`*7  
    1)回参考点操作 _nec6=S6(  
    c@{M),C~E  
    采用ZERO(回参考点)方式进行回参考点的操作,建立机床坐标系。 -!X\xA/KN  
    vn^*  
    2)试切对刀 tF!-}{c"k  
    v+ "9&  
    主轴正转,先用已选好车刀的刀尖紧靠工件右端面,按设置编程零点键,CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零(即X0,Z0);然后退刀,再将工件外圆表面车一刀,保持X向尺寸不变,Z向退刀,当CRT上显示的Z坐标值为零时,按设置编程零点键,CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零(即X0,Z0)。系统内部完成了编程零点的设置功能,即对刀点A为编程零点,建立了XAZ′工件坐标系。停止主轴,测量工件外圆直径D,若D测得φ55㎜。 "*N]Y^6/A  
    43N=O FU  
    3)建立工件坐标系 nOK1Wc%/'  
    >H,PST  
    刀尖(车刀的刀位点)当前位置就在编程零点上(即对刀点A点),现为编程方便,把工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,要建立XOZ工件坐标系。则可执行程序段为G92 X27.5 Z0,CRT将会立即变为显示当前刀尖在XOZ工件坐标系中的位置,X坐标值为27.5,Y坐标值为0。即数控系统用新建立的XOZ工件坐标系取代了前面建立的XAZ′工件坐标系。 jNW/Biy4u  
    K4^mG  
    换刀点设置在XOZ工件坐标系下X15 Z150处。 A&:~dZ:%w  
    |],ocAN{  
    6.编写程序(该程序用于CJK6136D车床) qnnP*15`  
    +6f[<^K#  
    按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下(该系统X方向采用半径编程): o_PQ]1  
    [#/@ v/`  
    N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系 p0C|ECH  
    N0020 G00 Z2 S500 M03 9tIE+RD  
    N0030 X27 ;车外圆得φ54㎜ n@9R|biO  
    N0040 G01 Z-18.5 F100 "\"sM{x  
    N0050 G00 X30 J;Eg"8x]  
    N0060 Z2 TFtD>q X  
    N0070 X25.5;粗车一刀外圆得φ51㎜ pR3K~bx^  
    N0080 G01 Z-10 F100 U9h@1:  
    N0090 G91 G02 X1.5 Z-1.5 I1.5 K0 ;粗车一刀圆弧得R1.5㎜ "PC9[i  
    N0100 G90 G00 X30 F,JqHa9  
    N0110 Z2 k Hh0&~ (  
    N0120 X24 ;粗车二刀外圆得φ48㎜ [\.@,Y0j  
    N0130 G01 Z-10 F100 {\ J%i|u  
    N0140 G91 G02 X3 Z-3 I3 K0;粗车二刀圆弧得R3㎜ e%KCcU  
    N0150 G90 G00 X30 90!67Ap`x  
    N0160 Z2 dA$qzQ  
    N0170 X22.5;粗车三刀外圆得φ45㎜ D*!9K8<o  
    N0180 G01 Z-10 F100 N683!wNX  
    N0190 G91 G02 X4.5 Z-4.5 I4.5 K0 ;粗车三刀圆弧得R4.5㎜ =VF%Z[Gm  
    N0200 G90 G00 X30 M(<.f}yZQ  
    N0210 Z2 AP(%m';  
    N0220 X21 ;粗车四刀外圆得φ42㎜ 8Oo16LPD  
    N0230 G01 Z-4 F100 ? 9;r|G  
    N0240 G91 X1.5 Z-1.5 ;粗车圆锥一刀 YbuS[l8  
    N0250 G90 G00 X25 "sUmke-#  
    N0260 Z2 R<e ~Cb-  
    N0270 X19.5;粗车五刀外圆得φ39㎜ </|m^$v  
    N0280 G01 Z-4 F100 B#[.c$  
    N0290 G91 X3 Z-3 ;粗车圆锥二刀 r*t\F& D  
    N0300 G90 G00 X25 r $&WwH2^  
    N0310 Z2 B-[qS;PY%  
    N0320 X18 ;精车外轮廓 cGS7s 8U  
    N0330 G01 Z0 F150 S800 2g%p9-MO]I  
    N0340 G91 X1 Z-1 z460a[Wl  
    N0350 Z-3 l6< bV#_qe  
    N0360 X3 Z-3 tQcn%CK  
    N0370 Z-3 X>ck.}F  
    N0380 G02 X5 Z-5 I5 K0 ]McDN[h:  
    N0390 G01 Z-2 3zo:)N \K  
    N0400 X-1 Z-1 <{1=4PA  
    N0410 G90 G00 X30 \mDBOC0eK  
    N0420 Z150 Vi<F@ji  
    N0430 M02 M]A!jWtE  
    i" >kF@]c8  
    编程之二 ZG Qz@H5  
    H]Vo XJ\*  
    采用精加工轮廓循环编程法,程序较短,编程也较容易,关键是准确确定循环体中的进刀、退刀量及循环次数,但刀具空行程较多,加工效率低,较适合外形轮廓复杂的工件。 d`4F  
    E>k!d'+tb  
    上一零件还可采用精加工轮廓循环加工编程,如图2所示,每次循环刀具运动路线为A→B→C→D→E→F→G→H→I→J,走完一次循环后判别循环次数,若次数不够,则继续执行,直至循环结束。
    rjL4t^rT  
    图2 循环加工路线
    循环次数N的确定:N=Δ/ap hbE~.[Y2r  
    Ae>:i7.V  
    其中: YH'j"|{  
    Δ----最大加工余量 aui3Mq#f  
    ap----每次背吃刀量 '*n2<y  
    \Qei}5P,  
    若N为小数,则用“去尾法”取整后再车一刀。 XJZS}Z7h  
    (GbZt{.  
    加工如图2-20所示的零件时,设起刀点A点,在工件坐标系下的坐标值为X27.5 Z0,最终刀具的位置为X18 Z0,因此X向的最大余量Δ=(27.5-18)=9.5㎜,取每次吃刀量ap=0.95㎜,则循环次数N=10。 7aJ:kumDZ  
    31~Rs?~f(  
    循环体中除包括刀具的精加工轮廓轨迹以外,还包括刀具X向退刀、Z向退刀和X向进刀。X、Z向的进刀、退刀量可根据零件尺寸及刀具路线来确定。对如图3-19所示的零件,X向退刀量取2㎜,Z向退刀量确定为18㎜,X向进刀量为[(52-36)/2+2] ㎜=10㎜。 0i/!nke.  
    Q i\"b  
    注意:采用循环编程必须使用G91指令,精加工轮廓循环加工程序如下(该程序用于CJK6136D车床): l]z=0  
    = K3NKPUI  
    N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系 "E%3q3|"l  
    N0020 G91 G01 X-0.95 Z0 F100 S800 M03;X向每次背吃刀量0.95㎜ ,_RPy2N  
    N0030 X1 Z-1 ;精加工轮廓开始 7r wNjY#  
    N0040 Z-3 NLF6O9  
    N0050 X3 Z-3 Qs;MEt1  
    N0060 Z-3 3Tz~DdB  
    N0070 G02 X5 Z-5 I5 K0 5FwVR3,  
    N0080 G01 Z-2 L3y`*&e>  
    N0090 X-1 Z-1 ;精加工轮廓结束 i=X B0-  
    N0100 G00 X2;X向退刀2㎜ HiT j-O  
    N0110 Z18 ;Z向退刀18㎜ s.XLC43Rs  
    N0120 X-10 ;X向进刀10㎜ @]X5g8h  
    N0130 G26 N0020.0120.9 ;循环加工 _p\O!y  
    N0140 G90 G00 Z150 29r(Y  
    N0150 M02
     
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