车削编程技巧（共10篇）
车削编程技巧 篇1
数控机床集现代精密机械、计算机、通信、液压气动、光电等多学科技术为一体, 有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题, 能满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求, 适应各种机械产品迅速更新换代的需要。数控车床具有高效率、高精度和高柔性的特点, 在机械制造业中得到日益广泛的应用。
数控车床虽然加工柔性比普通车床优越, 但单就某一种零件的生产效率而言, 与普通车床还存在一定的差距。因此, 提高数控车床的效率便成为关键, 而合理运用编程技巧, 编制高效率的加工程序, 对提高机床效率往往具有意想不到的效果。通过多年的编程实践和教学, 摸索出一些编程技巧。
1 正确选择程序原点
数控车削编程时, 首先要选择工件上的一点作为程序原点, 并以此为原点建立一个工件坐标系。工件坐标系的合理确定, 对数控编程及加工时的工件找正都很重要。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件。为了提高零件加工精度, 方便计算和编程, 我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件右端面、左端面、卡爪前端面的交点上, 尽量使编程基准与设计、装配基准重合。
2 灵活运用M0指令
M0为程序暂停指令, 在对零件进行粗精加工时, 为了控制工件的精度, 可以在粗加工结束后加MO指令来使程序暂停, 通过测量来检验其尺寸是否准确, 如果有尺寸有误差, 就可以通过刀补来修改, 以保证零件的精度。
3 灵活运用调用子程序功能
把涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中, 而将有关机床控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中, 每加工一个零件时, 由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序, 加工完成后, 跳转回主程序。需要加工几个零件便调用几次子程序, 十分有利于增减每次循环加工零件的数目。通过这种方式编制的加工程序也比较简洁明了, 便于修改、维护。值得注意的是, 由于子程序的各项参数在每次调用中都保持不变, 而主轴的坐标时刻在变化, 为与主程序相适应, 在子程序中必须采用相对编程语句。
4 各种循环切削指令的合理选用
在GSK980TD数控系统中, 数控车床有十多种切削循环加工指令, 每一种指令都有各自的加工特点, 工件加工后的加工精度也有所不同, 各自的编程方法也不同, 我们在选择的时候要仔细分析, 合理选用, 争取加工出精度高的零件。
如螺纹切削循环加工就有两种加工指令:G92直进式切削和G76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同, 各自的编程方法也不同, 加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削。螺纹中径误差较大。但牙形精度较高, 一般多用于小螺距高精度螺纹的加工。加工程序较长, 在加工中要经常测量;G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削, 牙形精度较差, 但工艺性比较合理, 编程效率较高。此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下, 此加工方法更为简捷方便。所以, 我们要掌握各自的加工特点及适用范围, 并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令。加工高精度、大螺距的螺纹, 则可采用G92、G76混用的办法, 即先用G76进行螺纹粗加工, 再用G92进行精加工。需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同, 以防止螺纹乱扣的产生。
5 灵活使用特殊G代码, 保证零件的加工质量和精度
5.1 延时G04指令
延时G04指令, 其作用是人为地暂时限制运行的加工程序, 除了常见的一般使用情况外, 在实际数控加工中, 延时G04指令还可以作一些特殊使用:
(1) 大批量单件加工时间较短的零件加工中, 启动按钮频繁使用, 为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作, 用G04指令代替首件后零件的启动。延时时间按完成1件零件的装卸时间设定, 在操作人员熟练地掌握数控加工程序后, 延时的指令时间可以逐渐缩短, 但需保证其一定的安全时间。零件加工程序设计成循环子程序, G04指令就设计在调用该循环子程序的主程序中, 必要时设计选择计划停止M01指令作为程序的结束或检查。
(2) 用丝锥攻中心螺纹时, 需用弹性筒夹头攻牙, 以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断, 并在螺纹底部设置G04延时指令, 使丝锥作非进给切削加工, 延时的时间需确保主轴完全停止, 主轴完全停止后按原正转速度反转, 丝锥按原导程后退。
(3) 在主轴转速有较大的变化时, 可设置G04指令。目的是使主轴转速稳定后, 再进行零件的切削加工, 以提高零件的表面质量。
5.2 相对坐标U、W与绝对坐标X、Z代码
相对编程是以刀尖所在位置为坐标原点, 刀尖以相对于坐标原点进行位移来编程。就是说, 相对编程的坐标原点经常在变换, 运行是以现刀尖点为基准控制位移, 那么连续位移时, 必然产生累积误差。绝对编程在加工的全过程中, 均有相对统一的基准点, 即坐标原点, 所以其累积误差较相对编程小。数控车削加工时, 工件径向尺寸的精度比轴向尺寸高, 所以在编制程序时, 径向尺寸最好采用绝对编程, 考虑到加工时的方便, 轴向尺寸采用相对编程, 但对于重要的轴向尺寸, 也可以采用绝对编程。另外, 为保证零件的某些相对位置, 按照工艺的要求, 进行相对编程和绝对编程的灵活使用。
总之, 随着科学技术的飞速发展, 数控车床由于具有优越的加工特点, 在机械制造业中的应用越来越广泛, 为了充分发挥数控车床的作用, 我们需要在编程中掌握一定的技巧, 编制出合理、高效的加工程序, 保证加工出符合图纸要求的合格工件, 同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥, 使数控车床能安全、可靠、高效地工作。
参考文献
[1]全国数控培训天津分中心.数控机床[M].北京:机械工业出版社, 1997.
[2]贾亚洲.金属切削机床概论[M].北京:机械工业出版社, 1998.
[3]王爱玲.数控编程技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.
[4]FANUC使用说明书[Z].
车削编程技巧 篇2
课程简介（名称、课程性质和任务）：
教学目标：
课程总学时：108课程总学分：6学分
实验总学时（课外学时/课内学时）：总学分：必开实验(实训)个数：选开实验(实训)个数：
四．适用专业：
五．考核方式及评价办法： 数控专业
六．配套的实验(实训)教材或指导书：
七．实验(实训)项目：
实训一************
实验(实训)学时数:
(一)．实验(实训)目的：
(二)．实验(实训)内容：
(三)．实验(实训)要求：
(四)．每组人数：
(五)．主要仪器设备及其配套数：
(六).实验(实训)材料消耗费：（/元/组）
实验(实训)二************
车削编程技巧 篇3
【关键词】薄壁零件；加工问题；装夹方法；加工技巧
1.薄壁零件加工问题分析
加工薄壁零件时，会遇到各种问题，要解决这些问题就必须根据其不同的特点，找出薄弱环节，选用不同的工艺方法和夹紧方法来保证加工要求。
（1）工件装夹不当产生变形。用三爪卡盘夹紧薄壁外圆，车削完成卸下后，被卡爪夹紧部分会因弹性变形而涨大，导致零件呈多角形。为了减少变形，使用前车削扇形软卡爪内孔及内端面并符合零件定位外圆尺寸的0.05mm，且保持内孔与端面垂直，同时采用外加开口套筒或改用特殊软爪等措施来增大接触面积，使夹紧力均匀分布。
（2）相对位置调整不准，产生壁厚不均。工件、夹具、刀具与机床主轴旋转中心的相对位置调整不准，引起工件几何形状变化和壁厚不均匀。
（3）有些薄壁零件均匀性要求很高，但其尺寸精度要求却不高。这类工件若采用刚性定位，则误差较大，壁厚极易超差。
（4）刀具的选用会影响零件的精度和表面粗糙度。精车薄壁零件孔时，刀杆的刚度要高，修光刃不宜过长（一般取0.2-0.5mm），刀具刃口要锋利，同时注意冷却润滑，否则影响加工表面粗糙度；精车深孔薄壁时，要注意刀具的磨损情况，特别是车削高强度材料的薄壁时，往往由于刀具逐渐磨损而使工件孔径出现锥度。
2.零件装夹是影响加工效率的重要因素
薄壁零件刚性差，在加工过程中因受到切削力、夹紧以及切削热和残余应力的影响而极易产生变形，所以控制加工变形是保证薄壁零件加工质量的关键。众多控制加工变形的措施有进给量局部调整、改进装夹方案和改进毛坯的结构工艺性等，其中装夹方案是重要的一项。
夹具的主要作用是通过合理布置夹具和支撑块的位置及合适的夹紧力，在加工过程中对工件进行定位、约束和支撑。薄壁工件在装夹中的位置受夹紧力引起的工件夹紧点局部刚性转动，从而使工件相对于刀具的位置发生改变。工件在机床上的装夹精度也是影响加工精度的重要因素，25%-50%的加工误差是由装夹引起的，因此通过优化装夹方案来减小装夹引起的弹性变形是提高加工精度和生产效率的重要途径。
3.薄壁工件车削时的装夹方法
对车削加工来说，比较常见而且车削比较困难的是车薄壁类工件，薄壁类工件刚度低，在夹持力、切削力作用下很容易产生变形，容易导致吃刀深度不均和让刀等等现象。另外薄壁零件容易因温度升高而变形，使加工后的孔出现形状和尺寸误差。为了防止薄壁零件因夹紧和车削变形，一般地装夹及加工必须在保证内外原轴线的同轴度、端面与内孔轴线的垂直度，以及两平面的平行度前提下完成，可采取以下几种方法：
（1）采用开口套装夹：用开口套改变三爪卡盘的三点夹紧为整圆抱紧，即用三爪卡盘夹持开口套使其变形并均匀抱紧薄壁套后再车削内孔。
（2）采用大弧形软爪装夹：改装三爪卡盘的三个卡爪，在三个通用卡爪上焊接大弧形软爪，增大夹持面积，减小薄壁套的夹紧和车削变形。注意在把大弧形软爪与原三爪卡盘的三个卡爪焊接后适当放置一段时间，让其自然变形，然后对大弧形软爪应有足够的径向厚度，使其有足够的刚度。在使用一定时间后，再次进行“自干自”的精密车削，确保精度不变。
（3）直径大、尺寸精度和形位精度要求较高的圆盘薄壁工件，可装夹在花盘上车削。在花盘上用螺钉固定一个定位盘，注意在固定前要用千分表调整定位盘的外圆与车床主轴同轴，用两个或四个压板轴向压紧薄壁套后就可以车削内孔。在夹紧时注意不要完全压紧一个压板后，再压紧另一个压板，而是对称地逐渐使各个压板压紧薄壁套，这样不会因夹紧力而使薄壁套变形，车削完整后，也是对称地逐渐松开各个压板。车削时，先将工件装夹在三爪自定心卡盘上粗车内孔及外圆，各留1-1.5毫米精车余量，并精磨两端面至长度尺寸。然后将工件装夹在花盘上精车内孔及内端面。精车内孔装夹方法：先在花盘面上车出一凸台，凸台直径与工件内孔之间留0.5-1毫米间隙，用螺栓、压板压紧工件的端面，压紧力要均匀，找正后即可车削内孔及端面。精车外圆时装夹方法：将三点接触式压板通过螺栓适当压紧，即可车削外园。以上两种夹紧方法，由于用力均为轴向，工件不易变形。
4.薄壁零件的车削加工技巧
薄壁零件的几何形状和技术要求各不相同，车削薄壁零件后工件易变形，这主要是工件内部存在内应力和由夹紧力不均匀而产生的夹紧外应力。所以要根据他们的特点和要求选择合理的工艺方案，这是保证薄壁零件加工质量的关键，同时要从防止变形和保证精度出发去设计加工工艺。
薄壁零件的车削一般应把粗车和精车加工分开进行，可消除粗车时切削力过大而产生的变形，粗车后进行退火等处理，可减小其内应力。有些零件形状复杂，精度要求高，需要在粗车和精车之间增加半精车工序，使粗加工产生的变形逐渐得到修正，几何形状和尺寸精度逐步得到提高。当使用同一基准、一次装夹完成工件半精车与精车加工时，应用开口套筒及专用扇形软卡装夹薄壁工件，可增大装夹接触面积，使夹紧力均匀分布在薄壁工件上，以减少工件的变形。在精车前松开工件，并把它稍微转动一下，使它恢复到自由状态。其中要减小外应力的方法之一就是在精车前松动一次夹紧，或调整一下工件位置后再夹紧，可起到减少和改善薄壁工件变形的作用，再把工件夹紧进行精车，同样能达到修正变形的目的。同时使用夹具时应减少工件夹紧与车削时的变形，以此保证薄壁质量。
另一种简便易行的释放工件外应力的工艺方法：首先粗车端面、外圆和内孔，车削长度大于工件长度；松动一次三爪，半精车端面、外圆和内孔；其次在外圆上按工件长度车一个槽，注意槽的底径要大于精车后工件的内孔直径；最后再沿槽切断。用这种方法车削的薄壁件，变形情况大为减小，其原因就是车出的槽使工件释放出了夹紧力不均而产生的外应力，使精车时，工件处于无应力变形状态，接近自由状态，车断后工件仍然保持了车削时的形状和尺寸精度。
此外，合理选择刀具几何角度、切削用量和切削液也至关重要。粗加工时，背吃刀量和进给量可以大些；精加工时，背吃刀量一般在0.2-0.5mm，进给量一般在0.1-0.2mm/r，甚至更小。切削速度对切削力影响不大，但要根椐工件材料、工件直径、刀具材料及角度，控制在一定范围内，一般取Vc=6-120m/min。精车时尽量用高的切削速度，但要采取一定的措施，防止工件的共振，降低工件表明的粗糙度值。切削速度同时也是影响刀具耐用度的主要因素。如果切削速度高，刀具容易磨损，刀具锋利程度的减弱，也同样会引起切削力的增加。因此切削深度和走刀量不宜过大，否则稍遇振动极容易产生“轧刀”，减小切削时的吃刀力将会大大减少工件变形，而采用较大的主偏角、稍大的前角、较小刀尖圆弧半径的锋利车刀，则吃刀力较小；同时切削时吃刀深度小些，并采用充足冷却润滑液等方法都将减少工件变形。所以只有适当地安排工艺顺序，精心操作才能保证薄壁工件的加工质量。
5.结语
通过实践，按上述工件装夹方法和加工技巧手段，对加工后薄壁零件进行检测，从中可知采用以上方法保证了工件的尺寸及加工精度，同时降低生产成本，提高生产效率，保证了产品质量，为企业生产取得良好的经济效益。
【参考文献】
[1]车削加工禁忌事例.机械工业出版社.
数控车削编程与加工技巧 篇4
1.1 合理选用螺纹循环切削指令G92和G76
数控车床有十多种切削循环加工指令,各自的编程方法也不同,我们在选择的时候要仔细分析,合理选用,争取加工出精度高的零件。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式,刀具两侧刃同时切削工件,切削力较大,而且排削困难,因此在切削时,两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时,由于切削深度较大,刀刃磨损较快,从而造成螺纹中径产生误差。但由于其加工的牙形精度较高;G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式,单侧刀刃切削工件,刀刃容易损伤和磨损,但加工的螺纹面不直,刀尖角发生变化,而造成牙形精度较差。但工艺性比较合理,编程效率较高,此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。
从以上对比可以看出,因切削刀具进刀方式的不同,使这两种加工方法有所区别,各自的编程方法亦不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的,采用G92、G76混用进行编程,即先用G76进行螺纹粗加工,再用G92进精加工,在薄壁螺纹加工中,将有两大优点:一方面可以避免因切削量大而产生薄壁变形,另一方面能够保证螺纹加工工的精度。需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同,以防止螺纹乱扣的产生。
1.2 巧妙运用延时指令G04
(1)大批量单件加工中,为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作,用G04指令代替首件后零件的启动。必要时设计选择计划停止M01指令作为程序的结束或检查。(2)用丝锥攻中心螺纹时,需用弹性筒夹头攻牙,以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断,并在螺纹底部设置G04延时指令,延时的时间需确保主轴完全停止,主轴完全停止后按原正转速度反转,丝锥按原导程后退。(3)在主轴转速有较大的变化时,可设置G04指令。目的是使主轴转速稳定后,再进行零件的切削加工,以提高零件的表面质量。
2 控制尺寸精度技巧
2.1 消除公差带位置的影响
零件的许多尺寸标注有公差,且公差带的位置不可能一致,而数控程序一般按零件轮廓编制,即按零件的基本尺寸编制,忽略了公差带位置的影响。这样,即使数控机床的精度很高,加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。
如1图所示零件,￠40尺寸为基轴制,￠35尺寸为基孔制过渡配合,￠20尺寸为基孔制过盈配合,3个尺寸的公差带位置不同,如果编程仍按基本尺寸来编程,而不考虑公差带位置的影响,就可能使某个尺寸加工不符合要求,解决的办法有两种。(1)按基本尺寸编程,用半径补偿考虑公差带位置,即仍按零件基本尺寸计算和编程,使用同一车刀加工各处外圆,而在加工不同公差带位置的尺寸时,采用不同的刀具半径补偿值。用这种方法,要先知道刀尖圆弧半径,所以使用不便,且只适用于部分数控系统。(2)改变基本尺寸和公差带位置,即在保证零件极限尺寸不变的前提下,调整基本尺寸和公差带位置。一般按对称公差带调整。编程时按调整后的基本尺寸进行,这样在精加工时用同一把车刀,相同的刀补值就可保证加工精度。
2.2 采用半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度
对于大部分数控车床来说,使用较长时间后,由于丝杆间隙的影响,加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时,我们可在粗加工之后,进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后,可在001刀补处输入U0.3,调用G70精车一次,停车测量后,再在001刀补处输入U-0.3,再次调用G70精车一次。经过此番半精车,消除了丝杆间隙的影响,保证了尺寸精度的稳定。
2.3 用绝对编程G90保证尺寸精度
在机床调整方面,要将刀具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面,要根据零件的结构,使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散,在很接近棒料时彼此就不会发生干涉;另一方面,由于刀具实际的初始位置已经与原来发生了变化,必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改,使之与实际情况相符,与此同时再配合快速点定位命令,就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上,各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。考虑到加工及编写程序的方便,轴向尺寸常采用相对编程,但对于重要的轴向尺寸,最好采用绝对编程。
3 结语
数控车削编程已日益广泛地应用在各工业部门,本文总结的一些具体结论和编程思想具有普遍意义。随着科技的飞速发展,需要我们掌握一定技巧,编制出更合理、更高效的加工程序,同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥。
参考文献
[1]尹存涛.小议数控编辑中的几个“点”[J].承德石油高等专科学校学报,2006,(1):35-37.
[2]张耀宗.机械加工实用手册编写组[M].机械工业出版社,1997.
车削编程技巧 篇5
一、普通车削技能是数控车削操作技能提高的基础
数控车床上的许多操作技能是在普通车削加工训练中形成的。有许多学生不重视普通车削的操作练习。在进入数控机床实习后，这种劣势很快就体现出来。学生在刚开始上数控车床操作时，由于刀具、加工工艺、走刀路线和切削参数都是由老师准备和制定的，对一些简单形面工件的加工掌握较快，但随着实习训练课题难度不断加大，学生在学习操作技能时进度放慢，有的甚至停滞不前。是什么原因影响学生的学习进度呢？笔者认为是普通车削基础不好。学生往往在刚开始数控车削训练时，可以利用已学的知识和技能，很快地掌握简单形面工件的加工，单一的基本操作技能。但随着训练时间加长，工件加工要求越来越高，难度也越来越大，要求学生具备的知识面也越来越广，甚至有时还需要有一定的经验和技巧。此时，普通车削基础较差的学生本身的知识和技能，就难以满足难度较大的零件的加工要求，给他们在进一步提高技能上形成了一种障碍。
二、数控车削实习课与普通车削实习课的联系与区别
在生产实习教学中，数控车削的操作方法、工艺制定、工序的安排以及加工方法与普通车削有较大差别。
1.加工工艺的编制方式不同
普通车削时，车床的切削用量、进给路线和加工步骤等是由操作工人自行选定，车床受控于操作工人。数控车削加工按程序指令自动进行的，数控车床受控于程序指令。
2.加工精度不同
在普通车床上加工零件的端面和锥面时，车床主轴转速恒定不变，加工工件的切削速度却在不断变化，导致被加工零件表面粗糙度值不一样。由于数控车床有恒线速切削功能，它能根据加工零件直径的改变来调整主轴的转速，加工出来的零件表面粗糙度值小又均匀。
3.螺纹加工差别大
普通车削所加工的螺纹的种类、数量相当有限，而数控车床不但能加工任何等距的直螺纹、锥螺纹和端面螺纹，还能车削变螺距的螺纹，能使等距螺纹与变距螺纹之间平滑过渡，加工出来的螺纹精度高、表面粗糙度小。
所以，在安排实习训练课程时应该根据普通车床与数控车床的特性，合理地安排普通车削与数控车削的实习训练课程，避免出现在教学上不衔接的现象。
三、教育学生摆正学习数控车削技能与普通车削技能的关系
有些学生认为普通车削加工太脏、太累、太辛苦，只要学好数控车削加工操作技能就可以了，不认真进行普通车削训练。导致后来进入数控车削训练时，由于普通车削技能的缺失，需要老师把车刀刃磨好，参数选择好才能进行训练加工，有些训练课题无法独立完成。这样的学生，根本无法满足社会的需要。因此在实习教学中,教师要教育引导学生要学好普通车削技能，为以后数控车削打下坚实的基础。
四、合理搭配數控车削与普通车削训练课题
在实习教学中，在普通车削训练时，要求学生既要完成普通车削技能训练，同时又要根据车削工艺完成数控车削编程。数控车削实习时，要求学生必须结合普通车削技能训练要求，合理选择切削用量参数，选择合适的刀具几何参数，制定出零件的加工工艺路线，将程序的编制和普通车削技能训练有机结合起来，以达到最佳训练效果。
技工教育与技能训练，应该适应社会的需求，同时与生产劳动相结合。对于普通车削与数控车削的教研教改，当务之急应重视普通车削的教学，应适合数控专业教学的需要，重视和强化生产实习教学，协调普通车削与数控车削在生产实习教学中的关系，合理地将这两者衔接起来，为社会培养更多具有优秀品质、高超技能和知识广博的新型高技能人才。
数控车削程序编制与技巧 篇6
一、掌握数控编程相关知识,并能灵活运用
数控程序编制的关键技术是正确、灵活运用数控加工工艺和工艺装备知识,处理好零件的工艺流程,正确灵活运用数控系统的功能指令,编制出实用优化的加工程序。
(一)正确灵活设计出数控加工工艺流程
利用数控机床进行零件加工,实际就是编程者将该零件的全部工艺过程及工艺参数以程序的形式告知数控机床。而后数控系统读取加工程序,数控机床执行程序,自动完成零件加工。所以数控机床加工程序编制的重中之重就是运用工艺知识拟定加工方案,确定工艺流程及走刀路线,确定刀具,合理选择切削用量参数。
(二)合理运用相关知识设计工艺装备
机械制造中,定义工艺装备包含:量具、卡具、刀具及其他辅助工具等。数控程序只是确定了加工工艺方案,如果要实现加工方案,还需要合理选择刀具,正确运用量具,灵活使用卡具等。尽量选择标准化的刀具(机加式刀具),优先选用通用化的量具及卡具。在选用刀具、卡具时,还应考虑其与工件的干涉问题。为保证加工质量还要选择合适的切削液。
二、合理优化加工程序
对于初学数控加工者,一般要求其能够编制出可以加工符合图纸要求的工件的程序,即为合格。而更高的标准则要求在能够正确加工出合格工件的前提下,使数控机床加工程序进一步优化,尽量精简加工程序,注重加工效率。主要方法如下:
(一)采用混合坐标编程方式
对于编程者而言,确定零件关键点的坐标是至关重要的。而坐标形式分为:绝对坐标与增量坐标(相对坐标)。坐标以某一固定点为原点,这就是绝对坐标;坐标以上一点的终点为原点,这就是增量坐标。在编程中编程者往往视实际情况混合使用。例如,加工轴类零件,其X向坐标全部采用绝对坐标,而Z向坐标除最后一点外采用绝对坐标,其余采用增量坐标为宜。无需计算,提高编程效率及准确性。
(二)灵活运用循环指令编程
在实际加工中,生产效率是第一位的,大部分编程者为提高效率都优先采用复合循环指令编程,如果可以灵活运用复合循环指令进行程序编制,将大大优化零件加工程序,提高加工效率。例如,加工某轴类零件,可以使用复合循环指令G71(外圆粗车循环指令)编程,如果该零件径向尺寸非单调递增(属于G71指令的第二种类型,但经济型数控机床一般不支持)则凹凸起伏部分需在G71循环指令外单独编程加工。但这种方法程序繁琐,增加了编程者的工作量。如果选择G73固定形状切削循环指令编程可以直接利用该循环加工出零件,但会有相当一部分刀具路径是空走刀,严重降低加工效率。我们可以将G71与G73综合使用,G71加工大部分单调递增的外形轮廓,用G73加工其余凹凸部分。这样既简化了程序,又提高了效率。
摘要：介绍了数控机床程序的编制方法,从编程相关知识入手,重点剖析了工艺流程和工艺装备对数控加工程序编制的影响。通过举例,讲解了数控程序优化常用的两种方法:第一是利用绝对坐标和增量坐标进行优化,阐述了两种坐标的使用方法和选用技巧,从而达到优化程序的目的,第二是灵活运用循环指令优化数控程序,讲解了如何针对不同零件的外形轮廓,合理选择复合循环指令及循环指令之间的配合使用等技巧。
关键词：数控加工技术,数控编程,数控程序优化
参考文献
[1]韩鸿鸾.数控编程[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2004.
[2]顾京.数控车床加工程序的编制[M].北京:机械工业出版社,1999.
数控车削编程中宏程序的应用 篇7
1 宏程序简介
随着数控技术的发展, 现在先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能, 而且为编程提供了扩展数控功能的手段, 宏程序的出现为此类图形的编程提供了很好的解决办法。把用某一组命令构成的功能像子程序一样存储在存储器中, 将存储的功能用某一个命令代表, 只根据写入的代表命令就能执行其功能。把存储的一组命令叫用户宏程序主体, 把代表命令叫用户宏程序命令。也可省略用户宏程序主体而简称宏程序。用户宏程序由于使用变量、算术和逻辑运算及条件转移, 使得编制相同加工操作的程序更方便, 更容易, 可将相同加工操作编为通用程序, 使用时加工程序可用一条简单指令调出用户宏程序, 和调用子程序完全一样。用户宏程序的最大特点是在用户宏程序主体中, 可以进行变量问题的运算。用宏命令可以给变量设定实际值。
2 宏程序运用实例
宏程序用公式来加工零件, 若没有现成公式就用数学方法拟合成经验公式。如果不运用宏程序, 需要逐点算出曲线上的点, 然后慢慢来用直线逼近, 如果是个光洁度要求很高的工件, 就要计算很多的点。应用宏程序则只要把公式输入到系统中, 给出Z坐标和步长值, 就能自动算出X坐标并进行切削加工。
2.1 有数学公式的图形
例1.如图1所示, 椭圆方程为:
毛坯为φ32×100, 刀具:外圆车刀 (kr′=300) 。
椭圆部分的加工程序为:
G90G90G54G40;
M03S600T0101;
G01X#1Z#2;
G00X40Z2M8;
G01X0F60;
Z0;
WHILE[#2GE0]D01;
2.2 无数学公式的图形
如图2所示, 该曲线方程未知, 只是标注了10个点的坐标 (坐标值略) , 如果用直线指令编程, 加工出来的曲线不光顺, 有明显折点。如果加工要求表面很高的工件, 则需要插补计算非常多的点, 工作量过大且效果不好;应用宏程序则工作量大幅减少, 加工出来的曲线光顺、表面光洁。
步骤1.用最小二乘法拟合得到经验公式:
步骤2.编程 (程序略)
#150= (6 0-3 1.5) /2=1 6 (最大切深量)
#1 03= (初值为5 0, 终值为-50, 步距值为0.5, 控制Z向坐标) ;
#106=#150+2*#105 (刀尖点的X值) ;
#107=#103-50 (刀尖点的Z值, 编程原点与工件原点) 。
3 结语
宏程序编程, 介于手工编程与图形交互式自动编程之间, 应用灵活, 形式自由, 具备了计算机高级语言的表达式, 逻辑运算及类似的程序流程, 使加工程序简练易懂, 实现普通编程难以实现的功能。
摘要：对于数控车削中的一些曲线轮廓编程, 不能使用G代码或者编程异常复杂, 可以使用宏程序编程。本文通过典型实例探讨了一些非圆曲线轮廓使用宏程序编程的方法和技巧。
关键词：数控车削,编程,宏程序
参考文献
[1]袁锋.全国数控大赛试题精选[M].北京:机械工业出版社, 2005.
数控车削中心C轴编程探讨 篇8
关键词：车削中心,C轴编程,插补
0 引言
数控车削中心CTX400E是数控卧式车床基础上发展起来的一种复合加工机床。除具有一般轴联动数控车床的各种车削功能外,车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座,
增加了C轴和动力头,更高级的带有刀库,可控制X、Z和C三个坐标轴,联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头,这种数控车床的加工功能大大增强,除可以进行一般车削外可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。数控车削中心的主轴具有按轮廓成形要求连续回转(不等速回转)运动和进行连续精确分度的C轴功能,并能与X轴或Z轴联动,交叉构成三锥空间,可进行端面和圆周上任意部位的钻削,铣削和功螺纹加工,在具有插补功能的条件下,还可以实现各种曲面铣削加工,体现了强大的C轴编程功能。
数控车削中心CTX400E具有如下性能特点。
(1)数控车削中心的主轴转速和进给速度高。
(2)数控车削中心具有高精度。数控系统具有前馈控制时,可使伺服驱动系统的跟踪滞后误差减少,拐角加工和弧面切削时加工精度得到改善和提高。有各种补偿控制,并采用高分辨力的位置编码器,使位置精度得到提高。采用直线滚动导轨副,摩擦阻力小,避免低速爬行,保证高速定位精度。
(3)数控车削中心能实现多种工序复合的全部加工,当机床具有第2主轴(辅助主轴或尾座主轴均属第2主轴)时,能完成工件背端加工,在一台机床上实现全部工序加工。在车削中心基础上可发展出车磨中心,车铣中心等多工序复合加工。
(4)数控车削中心具有高柔性。第2主轴能自动传递工件,具有刀尖位置快速检测、快换卡爪、转塔刀架刀具快换以及刀具和工件监控等装置。当主轴具有C轴功能时,主轴分度、定向,配合转塔刀架的动力刀座,车削中心几乎所有的加工都可在一次装夹中完成。
1 数控车削中心CTX400E简介
1.1 CTX400机床主体结构
CTX400车削中心主要由床身、一体化主轴(主轴H)、卡盘夹持/夹紧装置、Z轴进给驱动、转塔刀架、X轴进给驱动、尾架和复合滑座等部分组成。
1.2 机床技术参数
CTX400E车削中心主轴转速范围是25～5 000r/min,卡盘直径为200 mm,C轴转速为100 r/min,分度精度≤0.04°,X向快速移动速度为20m/min,Z向快速移动速度为24m/min。机床配备12个刀位,刀柄为DIN69880标准30规格。最多可配备6把动力刀,动力刀最大直径为Φ13mm,最高转速为2 500 r/min。
1.3 机床的主要特点
CTX400E车削中心采用四轴三联动配置,线性轴X/Y/Z及旋转C轴,C轴绕主轴旋转。机床除具备一般的车削功能外,还具备在零件的端面(G17)和外圆面(G19)上进行铣加工的功能。
1.4 机床的操作界面
操作界面分为6个菜单。MACHINE菜单用于加工中操作者对机床的各种参数进行设置;DIN PLUS菜单提供操作者手工编制程序的窗口;PARAMETER菜单提供操作者对加工中刀具、卡盘、夹具和顶尖等进行定义和更改的窗口;SIM-ULATION菜单为仿真窗口,通过这个菜单,可以对加工程序进行验证;SERVICE提供服务和维修的快捷方式;TURN PLUS为自动编程模块。
1.5 CTX400数控系统简介
CTX400配置HEIDENHAIN CNC PILOT 3190数控系统,运行在Windows 95环境之下,采用“人机对话,图形支持”方式进行工作。
(1)会话式编程方式
编程仅需从菜单中选择输入加工材质、零件毛坯、零件精加工形状,在刀库中选择刀具,设定粗、精加工参数等,就可以自动生成刀具路径。由于不必再直接编写各轴的控制指令,与普通的CNC相比较,即使没有编程经验的人员和不能自行确定切削条件的人员都可以在极短的时间内完成程序的编制,因而大幅度缩短了加工准备时间,提高了加工效率。
(2)刀具路径模拟及检查
机床通过G17、G18、G19三个视窗对零件加工过程实时显示。通过刀具路径检查可以对加工过程的细节进行验证,并对加工中出现的非正常状况报警、提示,使程序的确认变得简单化,试切时间大幅度降低。
(3)先进的刀具寿命管理
在刀具库中,通过对每把刀具的加工负载和加工时间的记录和模拟,能迅速判断刀具的磨损,适时提醒加工者更换刀具,对于加工零件的精度保证有积极的作用。
(4)主轴负荷显示
对程序中每把刀具的主轴负荷和旋转速度进行记录,并显示在操作面板上,操作人员可根据主轴负荷情况对切削参数进行仔细分析,达到优化切削参数的效果。
2 C轴功能简介
车削加工中心首先确定Z轴,主轴回转中心线即Z轴,远离刀具的方向为正方向。X轴为刀架移动的与Z轴垂直的轴线,远离工件的为正方向。C轴即是围绕Z轴的旋转轴。车削加工中心主轴有精确的分度功能,且有动力刀具功能。一般情况下,数控车的主轴只起到带动材料旋转的作用,在一些特殊的时候,例如复合车削中心上,有用到铣削功能的时候就会用到C轴,C轴是将主轴的圆周作为一个轴,360等分,配合锁紧装置可以将材料精确定位到所需要的度数,如C120.0或者C60.0等等。
车削加工中心在普通数控车床的基础上,增加了C轴和动力头,更高级的数控车床带有刀库,可控制X、Z和C三个坐标轴,联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头,这种数控车床的加工功能大大增强,除可以进行一般车削外可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工,比如加工六面体就是三个轴C、X、Z轴插补出来的。
在数控车削中心CTX400E上,实现C轴编程的指令主要有G7.1圆柱状插补和G12.1/G13.1极坐标插补指令。
3 加工实例说明
在车削中心上加工如图1所示的零件,首先用程序语言对车、铣加工形状特征进行编程如下:
参考程序如下:
4 结束语
CTX400车削中心具有良好的车铣复合化加工功能,其技术先进,使用方便,是一款很好的数控加工设备,尤其它的C轴编程更扩大了其加工应用范围,体现了强大的优越性,本文通过加工实例的介绍,便于深入了解C轴编程方法及其实际应用。
参考文献
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[2]刘继林.机械加工工艺基础[M].长沙:湖南科学技术出版社,1994.
[3]毕毓杰.机床数控技术[M].北京:机械工业出版社,1995.
车削编程技巧 篇9
一、数控加工工艺处理技巧
1.工序的划分
根据数控加工的特点,数控加工工序的划分一般可按下列方法进行:
(1)以一次安装、加工作为一道工序。
这种方法适合于加工内容较少的零件,加工完后就能达到待检状态。
(2)以同一把刀具加工的内容划分工序。
有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面,但考虑到程序太长,会受到某些限制,如控制系统的限制(主要是内存容量),机床连续工作时间的限制(如一道工序在一个工作班内不能结束),等等。此外,程序太长会增加出错与检索的困难。因此,程序不能太长,一道工序的内容不能太多。
(3)以加工部位划分工序。
对于加工内容很多的工件,可按其结构特点将加工部位分成几个部分,如内腔、外形、曲面或平面,并将每一部分的加工作为一道工序。
(4)以粗、精加工划分工序。
对于经加工后易发生变形的工件,由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形,故一般来说,凡要进行粗、精加工的过程,都要将工序分开。
2.确定合理的走刀路线
走刀路线是加工程序编制的重点,由于精加工切削程序走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的,因此主要内容是确定粗加工及空行程的走刀路线。走刀路线泛指刀具从对刀点开始运动起,直到返回该点并结束加工程序所经过的路径。包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路线最短可以节省整个加工过程的执行时间,还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。
3.合理调用G命令使程序段最少
按照每个单独的几何要素(即直线、斜线和圆弧等)分别编制出相应的加工程序,其构成加工程序的各条程序即程序段。在加工程序的编制工作中,总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工,以使程序简洁,减少出错的几率及提高编程工作的效率。
由于数控车床装置普遍具有直线和圆弧插补运算的功能,除了非圆弧曲线外,程序段数可以由构成零件的几何要素及由工艺路线确定的各条程序得到,这时应考虑使程序段最少原则。选择合理的G命令,可以使程序段减少,但也要兼顾走刀路线最短。
4.确定切削用量
对于高效率的金属切削机床加工来说,被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济的、有效的加工方式,要求必须合理地选择切削条件。
编程人员在确定每道工序的切削用量时,应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。在选择切削用量时,要充分保证刀具能加工完一个零件,或保证刀具耐用度不低于一个工作班,最少不低于半个工作班的工作时间。
背吃刀量主要受机床刚度的限制,在机床刚度允许的情况下,尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高加工效率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件,要留有足够的精加工余量,数控加工的精加工余量可比通用机床加工的余量小一些。合理确定走刀路线,并使其最短。
二、数控车削加工操作实例
1.加工准备
(1)工件安装与校正。因为毛坯是φ40×100的45钢圆棒料,所以采用三爪自定心卡盘进行装夹。三爪自定心卡盘因其自动定心作用,能够保证工件被夹持部分基本上与车床主轴轴线同轴,但伸出部分特别是离卡爪较远部分需要敲击校正,才能使工件整个轴线与主轴轴线同轴。校正的任务是找出旋转工件的最高点并敲正。通常粗校时,因工件夹偏较多,为安全起见不开车,而用手扳动卡盘旋转,这时在车床导轨适当处找个参考点,与旋转的工件外圆比较,找出工件的最高点,用铜棒敲击。当旋动工件的外圆表面与参考点距离一样时,校正完成。当工件较小、较短且在安全状态许可时,可采用粉笔辅助校正,即手持粉笔,以刀架为支点,开慢车,旋转到最高点即被擦上粉笔灰,用前面的办法进行校正。
2.零件工艺分析
(1)零件几何特点。
该零件由外圆柱面、球面、槽和螺纹组成,其几何形状为圆柱形的轴类零件,零件要求径向尺寸与轴向尺寸都有精度要求,表面粗糙度为1.6μm,需采用粗、半精加工与精加工。
(2)加工工序。
毛坯为40的棒料,材料为45钢,外形没加工,根据零件图样要求其加工工序为:
①平端面,选用90°外圆车刀,可采用G94指令。
②外圆柱面粗车,选用90°外圆车刀,可采用G71指令。
③外圆柱面精车,选用90°外圆车刀,可采用G70指令。
④切槽加工,采用刀宽为4mm的切断刀。
⑤切螺纹,采用60°的螺纹车刀,由于G32指令编程麻烦,使程序加长,G92主要用于循环次数不多的螺纹切削,G76它主要用于多次自动循环,这里我们可采用G92指令。
⑥切断,采用刀宽为4mm的切断刀。
3.参考程序(略)。
总之,随着科学技术的飞速发展,数控车床由于具有优越的加工特点,在机械制造业中的应用越来越广泛。为了充分发挥数控车床的作用,我们需要在编程中掌握一定的技巧,编制出合理、高效的加工程序,保证加工出符合图纸要求的合格工件,同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控车床能安全、可靠、高效地工作。
摘要：目前,在机械加工中采用数控机床加工零件日益增多,在数控车削中,程序贯穿整个零件的加工过程。由于每个人的加工方法不同,编制加工程序也各不相同,但最终的目的是为了提高数控车床的生产效率。因此,对于选择最合理的加工路线显得尤为重要。从确定走刀路线、选择合适的G命令等细节出发,分析在数控车削中程序的编制方法。
车削编程技巧 篇10
在现代制造业中, 有许多零件都具有螺纹特征。螺纹常用于可拆卸固件的联接、紧固, 还可以用来传递动力, 在各个领域应用非常广泛, 对现代制造业的发展起到了重要关键作用。传统的螺纹加工方法主要有外螺纹用普通车床车削, 工作时需多次走刀才能切出螺纹轮廓, 内螺纹采用丝锥攻丝, 工作时必须先把螺纹底孔加工好, 然后换刀进行加工, 辅助时间长[1], 生产效率低且对操作者的技能水平要求较高。随着先进制造业的发展, 专业螺纹生产厂广泛采用滚丝、扎丝、搓丝等一系列先进制造技术, 取得了良好效果, 但在一般的机械加工厂中, 通常还是采用车削的方法来加工, 因此学习和灵活运用螺纹的数控车削加工技术是编程人员和机械加工人员必须掌握的重要技能之一。
1 螺纹数控车削加工编程理论分析
1.1 螺纹数控加工的理论指导现状
目前对螺纹的数控车削加工方法理论不统一, 各专家编者、企业生产实际对螺纹的加工方法理论也不同, 特别是对如图1所示的螺纹牙型的牙高h大小确定更是说法不一, 最具典型的说法有以下两种:
1) 根据GB192~197—81普通螺纹国家标准规定, 普通螺纹的牙型理论高度H=0.866P, 实际加工时, 由于螺纹车刀刀尖半径的影响, 螺纹的实际切深有变化。根据GB197—81规定螺纹车刀可在牙底最小削平高度H/8处削平或倒圆, 螺纹实际牙型高度h=H-2 (H/8) =0.649 5P, 式中H为螺纹原始三角形高度, P为螺距[2]。
2) 顺德职业技术学院徐建高在其编著的数控车削编程与考级里面介绍于普通三角形螺纹牙高h=0.5413P[3], 持有这种牙高计算理论的还有耿金良等在其著作里介绍普通三角形螺纹牙高h=0.5413P[4], 而且在目前广泛应用的Master CAM9.0或9.1版本的自动编程软件里面, 对于数控车削模块中螺纹切削加工的螺纹型式参数设定里, 不管是由表选取还是利用公式计算, 螺纹牙高h都是等于0.5413P, P为螺距。
也有些编者提出实际牙型高度h=H-2 (H/7) =0.6186P[5], 而且对于螺纹大径的大小也是有不同的计算方法, 因此在目前这种螺纹切削加工理论指导不统一的情况下, 只有亲自拿着量具或标准件, 到数控车床上进行实际编程加工的螺纹测量或啮合试验研究才能得出切合实际生产所需要的螺纹切削加工的理论方法。
1.2 当前螺纹数控切削加工理论方法存在的问题
选取FANUC Oi T系统数控车床进行以上几种螺纹数控切削加工方法的切削试验, 试验结果发现无论采取哪一种螺纹牙型计算方法进行代码编程加工, 都会出现切削螺纹与标准件不能啮合的现象, 具体测量发现问题有:1) 螺纹牙型不对, 要求加工出普通三角形螺纹, 切削出来梯形或矩形螺纹。2) 螺纹牙深深浅不一, 直接影响了啮合。3) 不能与标准件进行啮合, 也就是螺纹中径不合格出现通止规不符合旋进旋出要求的现象, 即螺纹不合格。
1.3 切合生产实际的螺纹数控车削理论方法
1.3.1 螺纹数控车削的常用指令
螺纹数控车削的指令代码很多, 不同系统螺纹切削指令代码有所不同, 本文以应用最为广泛的FANUC系统为例进行说明, FANUC系统常用的螺纹切削指令有:G32、G34、G92、G76) , 现分别说明其指令应用格式及其特点。
恒螺距螺纹切削指令:G32 X (U) __Z (W) __F__;
不等距螺纹的切削指令:G34 X (U) __Z (W) __F__K__;
单一螺纹切削循环指令:G92 X (U) __Z (W) __R__F__;
螺纹切削自动循环复合切削指令:G76P (m) (r) (α) Q (△dmin) R (d) ;
G76 X (U) __Z (W) __R (i) P (k) Q (△d) F (L) ;
式中:X、Z——螺纹切削终点绝对坐标;
U、W——切削终点相对于起点增量坐标;
F——螺纹导程;
R——切削起点至切削终点的半径差, 有正负, 当R=0时, 可省略不写, 代表切削圆柱螺纹;
K——是指螺纹每导程的变化量, 其增 (减) 范围在系统参数中设定 (孙杰不等距螺纹的数控车削机械工程师2 0 0 8年第2期:2 9-31) , 当K=0时, 功能等同于G32;
在复合切削指令G76格式中:m——精车削次数, 必须2位数:01~99;
r——螺纹末端倒角量, 大小可设定在0.0-9.9Pn之间, 系数为0.1的整数倍;Pn为导程;必须2位数:00~99:倒角量=倍数×0.1×导程;
α——刀具角度, 有30°、55°、60°等, 常取标准60°米制螺纹;
M、r和a用地址P同时指定, 例如:m=2、r=1.1Pn、a=60, 表示为:P021160;
△dmin—最小切削深度 (半径值) , 不可用小数点表示;数值为实际数值的1000倍
d——精车余量; (可以小数表示也可×1000)
i——螺纹终点D到起点C的向量值 (半径) , 如i=0可省略;
k——螺纹牙深 (半径值) , 有些系统不可用小数点表示;
△d——第一刀切削深度 (半径值) , 不可用小数点表示;
L——螺纹螺距。
以上各螺纹切削指令都能完成圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹、外螺纹和内螺纹以及左旋螺纹和右旋螺纹的切削加工功能, 只是在参数设置上进行修改就可以切削加工。
1.3.2 普通三角螺纹数控车削有关尺寸计算
1) 螺纹牙型尺寸确定。普通三角螺纹的基本牙型各基本尺寸如图2所示:螺纹螺距为P。螺纹原始三角形高度H=0.866P, 根据国标规定。
螺纹大径D:螺纹大径在螺纹加工前, 由外圆车削得到, 该外圆的实际直径通过其大径公差
带或借用其中径公差带进行控制。实际加工受到螺纹车刀刀尖形状及其尺寸刃磨精度的影响, 为保证螺纹中径达到要求, 故在编程或车削过程中通采用以下经验公式进行调整或确定其编程大径, 即螺纹大径D=基本尺寸- (0.1~0.3) mm或螺纹大径D=基本尺寸-0.13×F。实际尺寸确定需要看螺纹啮合的松紧程度, 要求螺纹啮合的紧, 则螺纹大径D值就要适当大一点, 要求啮合的松, 则螺纹大径D值就取小一点。总之要有外螺纹是“公”, 内螺纹是“母”的概念, 即螺纹啮合时需要“公”小一点, “母”大一点才可以啮合。因此螺纹大径D要根据匹配螺纹间的松紧程度进行确定, 也就是内外螺纹的配合要在螺纹配合等级内。
实际螺纹牙高h:根据国标规定取h=0.6495P。
螺纹小径D1:D1=D-2×h。
螺纹中径D2:在数控车床上, 螺纹的中径是通过控制螺纹的削平高度 (由螺纹车刀的刀尖体现) , 牙型高度, 牙型角和底径来综合控制的。
2) 螺纹切入点、切出点确定。空刀导入量δ1值和空刀导出量δ2值一般应根据有关手册来计算, 实际编程根据经验可取2-5mm[6], 也可利用下式来简单估算。
空刀导入量δ1>2.5P, 空刀导出量δ2>1.2P, 如果空刀导入量取得太小, 可能产生“乱牙”现象[3]。
3) 螺纹切入点切出点确定切削用量选用
如果螺纹牙型较深、螺距较大, 可分几次进给。每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量可参考表1选取[6]
2 各螺纹指令切削加工编程的对比试验研究
加工如图3所示M30×1.5的外螺纹, 螺纹长度30 mm, 假设毛坯工件已经进行了光轴、退刀槽等粗加工, 本例只是进行螺纹加工。设定切削加工螺纹主轴转速为400r/min, 螺纹刀号为02刀位, 数学计算处理过程及其各指令编程如下:
2.1 尺寸的数学计算处理
螺纹大径D=公称尺寸-0.1 3×F=29.805 mm,
或取经验值29.8 mm;实际尺寸要根据试切后测量或与标准件啮合的松紧程度进行调整确定, 使其符合技术要求。
螺纹牙高h=0.649 5*1.5=0.974 mm, 据国标计算。
螺纹小径D1=D-2*h=27.856 mm, ;实际尺寸也要根据试切后测量或与标准件啮合的情况进行减小或增大调整确定, 使其符合技术要求。
空刀导入量δ1=4mm>2.5P=3.7mm。
空刀导出量δ2=2mm>1.2P=1.8mm。
2.2 各螺纹指令切削加工编程的对比试验研究
由本例可以看出G32、G34指令在编写螺纹切削加工程序时, 车刀的切入、切削、提刀和返回都要写在程序中, 要多次进刀才能切削完成, 编程程序较长、且易发生书写错误。G92指令是螺纹加工循环指令, 一次定义后循环进给路线与G32、G34基本相同, 但G92指令除螺纹切削为进给运动外, 其余切入、提刀、返回均为快速运动, 而G32、G34对于车刀每一步运动都需要定义。且三者进刀方式为直线式, 如图4所示, 直进式车削螺纹时的车刀左、右两侧刀刃同时参加切削, 刀具两侧受力、磨损均匀, 能够保证螺纹牙型精度, 但此种切削方式切削力大、排屑困难, 磨损较快等问题, 在加工中要经常测量, 因此多用于小螺距高精度螺纹切削加工[7]。
G76指令进刀方式为斜线式, 如图5所示, 切屑从刀刃上卷开, 形成条状屑, 散热较好。缺点是另一刃发生摩擦, 导致积屑瘤的产生、表面粗糙度值增高和工件硬化[2], 从而造成螺纹牙型精度不高, 因此, G76指令一般适用于大螺距低精度的螺纹切削加工[7]。虽然G76程序较短, 但参数设置太多, 较容易出错, 同时计算机需要计算的时问也较长, 不够简单明了, 只有加工较大螺距的螺纹时才采用。因此, 常用螺距 (P=1~4) 的螺纹加工, 经常采用G92指令编程, 程序较简单, 参数设量清晰, 不容易出错[8]。
3 结论
准确合理地确定螺纹大径、螺纹牙高和螺纹小径是螺纹数控车削加工编程的关键, 同时也是螺纹加工合格的保证。根据零件图纸选择确定数控加工内容并进行加工工艺分析, 灵活准确的进行零件图形的编程尺寸数学计算处理, 进行编程试切加工并调整程序, 最终确定出切合实际生产要求的螺纹数控车削理论方法。
参考文献
[1]寇元哲, 刘玉春.基于FANUC宏程序的螺纹数控加工及编程应用研究[J].中国农机化, 2007 (5) :82-84.
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