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cyqdesign 2007-04-09 13:21

轧辊零件数控车削工艺设计及编程举例

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。 hj [77EEz  
 uZS:  
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。 q8v[u_(yD  
xzOa9w/  
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 qN)y-N.LI(  
}}JMwT  
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。 {r,U ik-nL  
|h>PUt@LL  
2) 工步顺序 4wl1hp>,  
\k.`xG?  
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。 7K1-.uQ  
② 自右向左精车外轮廓面。 5i!Q55Yv=,  
lLx!_h  
2.选择机床设备 $KiCs]I+  
^Xk!wJ  
根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CJK6136D型数控卧式车床。
nT6y6F _e  
图1 轧辊零件
3.选择刀具 2bp@m;g$  
t4WB^dHYp  
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。 UN]gn>~j  
#DTKz]i?  
4.确定切削用量 zX>W 8P  
;c(a)_1  
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。 n~N>;m P  
gg'1q3OjM  
5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点 tE7jTe  
yB b%#GW  
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。 =3e7n2N)  
=q4}(  
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: *'< AwG&  
T*z]<0E]  
1)回参考点操作 %tCv-aX4  
Bt+^H6cb  
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。 xY^sC56Z  
?[D3 -4  
2)试切对刀 )ZG;.j  
CRb8WD6.  
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㎜。 4T@:_G2b  
"TV'}HH  
3)建立工件坐标系 h)KHc/S  
')X (P>  
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。 f98,2I(>`+  
{f/qI`  
换刀点设置在XOZ工件坐标系下X15 Z150处。 oxwbq=a6yV  
m|a9T#B(  
6.编写程序(该程序用于CJK6136D车床) t un}rdb  
t&r.Kf9Z\  
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): WJShN~ E  
d+9V% T  
N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系 a~$XD(w^  
N0020 G00 Z2 S500 M03 D JP6Z  
N0030 X27 ;车外圆得φ54㎜ D tsZP (  
N0040 G01 Z-18.5 F100 8:ubtB  
N0050 G00 X30 hnnB4]c  
N0060 Z2 mxa~JAlN_  
N0070 X25.5;粗车一刀外圆得φ51㎜ vwCQvt  
N0080 G01 Z-10 F100 *FS8]!Qg  
N0090 G91 G02 X1.5 Z-1.5 I1.5 K0 ;粗车一刀圆弧得R1.5㎜ ]g_VPx"  
N0100 G90 G00 X30 ,6)N.  
N0110 Z2 pGbfdX  
N0120 X24 ;粗车二刀外圆得φ48㎜ A~zn;  
N0130 G01 Z-10 F100 IpP%WW u  
N0140 G91 G02 X3 Z-3 I3 K0;粗车二刀圆弧得R3㎜ ke4E 1T-1n  
N0150 G90 G00 X30 #NS|9jW  
N0160 Z2 x.SfB[SZ  
N0170 X22.5;粗车三刀外圆得φ45㎜ =o@;K~-  
N0180 G01 Z-10 F100 d t/AAk6  
N0190 G91 G02 X4.5 Z-4.5 I4.5 K0 ;粗车三刀圆弧得R4.5㎜ &,X}M  
N0200 G90 G00 X30 om3 %\  
N0210 Z2 3]Z1kB  
N0220 X21 ;粗车四刀外圆得φ42㎜ 8fC4j`!  
N0230 G01 Z-4 F100 nzq   
N0240 G91 X1.5 Z-1.5 ;粗车圆锥一刀 2M %j-yG"  
N0250 G90 G00 X25 TO wd+]B  
N0260 Z2 &i#$ia r  
N0270 X19.5;粗车五刀外圆得φ39㎜ |;ztK[(  
N0280 G01 Z-4 F100 *t@A-Sn  
N0290 G91 X3 Z-3 ;粗车圆锥二刀 ]vrZGX a+  
N0300 G90 G00 X25 j\2Qe %d  
N0310 Z2 &D, Iwq  
N0320 X18 ;精车外轮廓 ]#tB[G  
N0330 G01 Z0 F150 S800 r`H}f#.KR  
N0340 G91 X1 Z-1 "<,lqIqA;  
N0350 Z-3 +8Xjk\Hi  
N0360 X3 Z-3 HJL! ;i  
N0370 Z-3 >O'\ jp}$l  
N0380 G02 X5 Z-5 I5 K0 L%'J]HL-  
N0390 G01 Z-2 P/%7kD@5;  
N0400 X-1 Z-1 *PJH&g#Ge  
N0410 G90 G00 X30 OO:S2-]Y>e  
N0420 Z150 /{T&l*'  
N0430 M02 7! O"k#  
g4K+AK  
编程之二 +m=b "g  
$)lkiA&;  
采用精加工轮廓循环编程法,程序较短,编程也较容易,关键是准确确定循环体中的进刀、退刀量及循环次数,但刀具空行程较多,加工效率低,较适合外形轮廓复杂的工件。 +^.Yt0}  
^q7V%{54  
上一零件还可采用精加工轮廓循环加工编程,如图2所示,每次循环刀具运动路线为A→B→C→D→E→F→G→H→I→J,走完一次循环后判别循环次数,若次数不够,则继续执行,直至循环结束。
RS5<] dy  
图2 循环加工路线
循环次数N的确定:N=Δ/ap &@~K8*tmK  
Cxf K(F  
其中: u$ts>Q;5  
Δ----最大加工余量 &<&tdShI  
ap----每次背吃刀量 g~lv/.CnA+  
MZgaQUg  
若N为小数,则用“去尾法”取整后再车一刀。 _4{0He`q  
&l(T},-X  
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。 {K^5q{u  
|G j.E  
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㎜。 P,v7twc0M  
5 jrR]X  
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): ZO+RE7f*?c  
lhUGo =  
N0010 G92 X27.5 Z0 ;建立XOZ工件坐标系 m&)/>'W   
N0020 G91 G01 X-0.95 Z0 F100 S800 M03;X向每次背吃刀量0.95㎜ b 74 !Zw  
N0030 X1 Z-1 ;精加工轮廓开始 Nr|Gw @+  
N0040 Z-3 TTf j 5  
N0050 X3 Z-3 D  T5d]MU  
N0060 Z-3 V@'Xj .ze  
N0070 G02 X5 Z-5 I5 K0 ,NO[Piok  
N0080 G01 Z-2 c`E>7Hjr-  
N0090 X-1 Z-1 ;精加工轮廓结束 t]xz7VQ  
N0100 G00 X2;X向退刀2㎜ <ZC .9  
N0110 Z18 ;Z向退刀18㎜ y?s z&*:  
N0120 X-10 ;X向进刀10㎜ H_xHoCLI  
N0130 G26 N0020.0120.9 ;循环加工 CD1Ma8I8  
N0140 G90 G00 Z150 x{H+fq,M  
N0150 M02
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