雖然現(xiàn)在 CAM 編程已相當(dāng)普遍,但對(duì)于我們職高的學(xué)生來說手動(dòng)編程仍將是學(xué)習(xí)數(shù)控的一個(gè)基礎(chǔ),所以本文所述的數(shù)控車削編程技巧還是很有實(shí)用意義的。
常用的數(shù)控編程方法有手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析加工工藝、數(shù)據(jù)計(jì)算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗(yàn)等各步驟主要由人工完成的編程過程。它適用于幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工,以及計(jì)算較簡單,程序段不多,編程易于實(shí)現(xiàn)的場合。對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的零件,以及幾何元素不復(fù)雜但需編制程序量很大的零件,用手工編程難以完成,因此要采用自動(dòng)編程。下面以 FANUC 0i-TD 系統(tǒng)為例,就數(shù)控車床零件加工中的手工編程技巧問題進(jìn)行一些探討。
一、正確選擇程序原點(diǎn)
在數(shù)控車削編程時(shí),首先要選擇工件上的一點(diǎn)作為數(shù)控程序的原點(diǎn),并以此為原點(diǎn)建立一個(gè)工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的合理確定,對(duì)數(shù)控編程及加工時(shí)的工件找正都很重要。程序原點(diǎn)的選擇要盡量滿足程序編制簡單,尺寸換算少,引起的加工誤差小等條件。為了提高零件加工精度,方便計(jì)算和編程,我們通常將程序原點(diǎn)設(shè)定在工件軸線與工件前端面、后端面、卡爪前端面的交點(diǎn)上,盡量使編程基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)、裝配基準(zhǔn)重合。
二、合理選擇進(jìn)給路線
進(jìn)給路線是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡,即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始進(jìn)給運(yùn)動(dòng)起,直到結(jié)束加工程序后退刀返回該點(diǎn)及所經(jīng)過的路徑,是編寫程序的重要依據(jù)之一。合理地選擇進(jìn)給路線對(duì)于數(shù)控加工是很重要的。應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面 :
(一)盡量縮短進(jìn)給路線,減少空走刀行程,提高生產(chǎn)效率。
1. 巧用起刀點(diǎn)。如在循環(huán)加工中,根據(jù)工件的實(shí)際加工情況,將起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離,在確保安全和滿足換刀需要的前提條件下,使起刀點(diǎn)盡量靠近工件,減少空走刀行程,縮短進(jìn)給路線,節(jié)省在加工過程中的執(zhí)行時(shí)間。
2. 在編制復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí),通過合理安排“回零”路線,使前一刀的終點(diǎn)與后一刀的起點(diǎn)間的距離盡量短,或者為零,以縮短進(jìn)給路線,提高生產(chǎn)效率。
3. 粗加工或半精加工時(shí),毛坯余量較大,應(yīng)采用合適的循環(huán)加工方式,在兼顧被加工零件的剛性及加工工藝性等要求下,采取最短的切削進(jìn)給路線,減少空行程時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,降低刀具磨損。
(二)保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求。
1. 合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式,保證切入過程平穩(wěn),沒有沖擊。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求,精加工時(shí),最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀連續(xù)加工出來。認(rèn)真考慮刀具的切入和切出路線,盡量減少在輪廓處停刀,以避免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。一般應(yīng)沿著零件表面的切向切入和切出,盡量避免沿工件輪廓垂直方向進(jìn)、退刀而劃傷工件。
2.選擇工件在加工后變形較小的路線。對(duì)細(xì)長零件或薄板零件,應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸,或采取對(duì)稱去余量法安排進(jìn)給路線。在確定軸向移動(dòng)尺寸時(shí),應(yīng)考慮刀具的引入長度和超越長度。
(三)保證加工過程的安全性。
要避免刀具與非加工面的干涉,并避免刀具與工件相撞。如工件中遇槽需要加工,在編程時(shí)要注意進(jìn)退刀點(diǎn)應(yīng)與槽方向垂直,進(jìn)刀速度不能用“G0”速度。“G0”指令在退刀時(shí)盡量避免“X、Z”同時(shí)移動(dòng)使用。
(四)有利于簡化數(shù)值計(jì)算,減少程序段數(shù)目和編制程序工作量。
在實(shí)際的生產(chǎn)操作中,經(jīng)常會(huì)碰到某一固定的加工操作重復(fù)出現(xiàn),可以把這部分操作編寫成子程序,事先存入到存儲(chǔ)器中,根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)用,使程序編寫變得簡單、快捷。對(duì)那些圖形一樣、尺寸不同或工藝路徑一樣、只是位置數(shù)據(jù)不同的系列零件的編程,可以采用宏指令編程,減少乃至免除編程時(shí)進(jìn)行煩瑣的數(shù)值計(jì)算,精簡程序量。
三、準(zhǔn)確掌握各種循環(huán)切削指令的加工特點(diǎn)及其對(duì)工件加工精度所產(chǎn)生的影響,并進(jìn)行合理選用
在 FANUC0-TD 數(shù)控系統(tǒng)中,數(shù)控車床有十多種切削循環(huán)加工指令,每一種指令都有各自的加工特點(diǎn),工件加工后的加工精度也有所不同,各自的編程方法也不同,我們?cè)谶x擇的時(shí)候要仔細(xì)分析,合理選用,爭取加工出精度高的零件。如螺紋切削循環(huán)加工就有兩種加工指令 :G92 直進(jìn)式切削和 G76 斜進(jìn)式切削。由于切削刀具進(jìn)刀方式的不同,使這兩種加工方法有所區(qū)別,各自的編程方法也不同,造成加工誤差也不同 , 工件加工后螺紋段的加工精度也有所不同。G92 螺紋切削循環(huán)采用直進(jìn)式進(jìn)刀方式進(jìn)行螺紋切削。螺紋中徑誤差較大。但牙形精度較高,一般多用于小螺距高精度螺紋的加工。加工程序較長,在加工中要經(jīng)常測量 ;G76 螺紋切削循環(huán)采用斜進(jìn)式進(jìn)刀方式進(jìn)行螺紋切削。牙形精度較差。但工藝性比較合理,編程效率較高。此加工方法一般適用于大螺距低精度螺紋的加工。在螺紋精度要求不高的情況下,此加工方法更為簡捷方便?傊,數(shù)控車床在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,為了充分發(fā)揮數(shù)控車床的作用,我們需要在編程中掌握一定的技巧,編制出合理、高效的加工程序,保證加工出符合圖紙要求的合格工件,同時(shí)能使數(shù)控車床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮,使數(shù)控車床能安全、可靠、高效地工作。
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