【正文】 2 數(shù)控車床的加工任務(wù)1 臺階軸類零件的加工工藝設(shè)計與編程 任務(wù)使用數(shù)控車床加工的工件如圖81所示。毛坯為248。3050mm的圓鋼，材料為45鋼，加工批量為單件。通過對圖樣分析，根據(jù)工件材料的加工特性，選擇加工機床和加工刀具、卡具，確定加工參數(shù)；設(shè)計加工工藝卡；編寫加工程序。圖81 臺階軸工件圖 工藝設(shè)計 圖形的分析此工件簡稱為軸頭，加工數(shù)量僅1個，所需加工內(nèi)容為248。26和248。28的外圓，且沒有公差要求，料長50mm，沒有其他特殊要求。 45＃鋼加工性能分析強度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì)＋表面淬火提高零件表面硬度。零件毛坯需經(jīng)校直，粗車后熱處理調(diào)質(zhì)，精車前人工時效以穩(wěn)定組織，消除應(yīng)力，減少變形。工序間置放以吊掛為好。 選用數(shù)控車床分析針對圖81所示零件，其最大外形尺寸為248。30mm，而且加工精度要求不是很高，目前市場上見到的數(shù)控車床基本都能滿足以上要求。故選用系統(tǒng)FANUC0iT系列經(jīng)濟型，型號CAK6136，無級變速，前置刀架（注：機床選擇滿足加工直徑即可）。 裝卡方式的確定加工件的毛坯相對較長，加工長度較短，且未要求同軸，即可采用三爪卡盤裝卡，要求伸出卡盤長度為35mm左右即可，裝卡要緊。 刀具的選擇刀具的選擇標(biāo)準(zhǔn)為能夠滿足加工刀尖角越大越好。所以刀具的選擇上要根據(jù)零件來定。此零件需要加工端面，且有垂直的臺階，故選擇的刀具要滿足這兩個部位切削的要求。這里選擇如圖82所示刀具，主偏角93度外圓車刀，刀桿厚度20mm；刀片的選擇可根據(jù)所加工的45鋼來選P類，型號需與刀桿相匹配，故選擇CNMG型號的，刀具的切削刃選擇HM系列的，材質(zhì)選擇NC3020,。圖 82 93176。外圓車刀 加工參數(shù)的確定背吃刀量：根據(jù)刀片的選擇不同，背吃刀量也不一樣，這里選擇的是HM系列的刀片，適合于中切削，～，，精車由于數(shù)控刀具刀尖圓弧不同，可選擇背吃刀量為1mm，此件可以一次車完。轉(zhuǎn)速：根據(jù)刀片的斷屑槽與材質(zhì)的不同，切削速度選擇的不一樣，此工件選用的刀片在80160m/Min，根據(jù)公式Vc=πDn/1000，經(jīng)計算，選擇轉(zhuǎn)速為800n/Min。進給量：根據(jù)刀片不同， 此件一次加工成型，考慮表面粗糙度及刀片的強度，選擇F=。 工藝卡的編制表81 工藝卡序號工步工步圖說明1建立工件坐標(biāo)系以右端面旋轉(zhuǎn)中心為工件原點2車端面如上圖注意刀的高度應(yīng)對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)中心3車外形如上圖用G00、 G01指令加工外型 程序的編制 機床原點的設(shè)置機床原點是指在機床上設(shè)置的一個固定點，即機床坐標(biāo)系的原點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準(zhǔn)參考點。1）數(shù)控車床的原點 在數(shù)控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處（如圖83）。同時，通過設(shè)置參數(shù)的方法，也可將機床原點設(shè)定在X、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。圖83 機床原點2）機床參考點 機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標(biāo)值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機床原點的坐標(biāo)是一個已知數(shù)。圖84 數(shù)控車床的參考點與原點通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的；而在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠(yuǎn)的極限點，圖84所示為數(shù)控車床的參考點與機床原點。數(shù)控機床開機時，必須先確定機床原點，而確定機床原點的運動就是刀架返回參考點的操作，這樣通過確認(rèn)參考點，就確定了機床原點。只有機床參考點被確認(rèn)后，刀具（或工作臺）移動才有基準(zhǔn)。3）編程坐標(biāo)系 編程坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標(biāo)系。編程坐標(biāo)系一般供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標(biāo)系的原點。編程原點應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，編程坐標(biāo)系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)機床相應(yīng)的坐標(biāo)軸方向一致。在設(shè)定編程原點時，一般設(shè)定在工件右端面與主軸軸心線交點處。如圖85所示為車削零件的編程點。（也可設(shè)定在工件左端面與主軸軸心線交點處）。圖85 編程原點的設(shè)定4）程序名 FANUC系統(tǒng)程序號的書寫格式為O****，其中O為地址，其后為四位數(shù)字，數(shù)值從O0000到O9999，在書寫時其數(shù)字前的零可以省略不寫。如O0020可寫成O20。另外，需要注意的是，O0000到O8000以后的程序號，有時在數(shù)控系統(tǒng)中有特殊的用途，因此在普通數(shù)控加工程序中應(yīng)盡量避免使用。 加工程序表82 程序卡程序名O0801 O0801；T0101；M03 S800；M08；G00 X22 Z1；G01 X26 Z1 ；Z10；X28；W20；X32；G00 X100 Z100；M09；M05；M30；程序名調(diào)刀和刀補；快速定刀在倒角的延長線上；G00 G01 F 屬于模態(tài)指令，連續(xù)相同指令，后面的指令可以省略。第一次使用車削指令，后邊必須有進給量指令。F默認(rèn)為轉(zhuǎn)進給技能拓展任務(wù)1 在數(shù)控車床上如圖87所示的工件，毛坯248。51mm100mm棒料，材料45鋼。要求設(shè)計加工工藝，完成工藝卡，編寫加工程序，完成程序卡，并對加工程序仿真和調(diào)試；注意提高加工效率。圖87 技能拓展訓(xùn)練圖任務(wù)2 在數(shù)控車床上如圖88所示的工件，毛坯為圖示工件基礎(chǔ)上留有加工余量1mm，248。50mm處無需加工，材料45鋼。要求設(shè)計加工工藝，完成工藝卡，編寫加工程序，完成程序卡，并對加工程序仿真和調(diào)試；注意體會精加工特點。圖88 技能拓展訓(xùn)練圖任務(wù)2 槽類零件的編程與加工技能點知識點： 任務(wù)描述使用數(shù)控車床加工如下圖89的工件，其毛坯為248。120mm180mm的棒料，材料45鋼，件數(shù)1件。通過對圖樣分析，根據(jù)工件材料的加工特性，選擇加工機床和加工刀具、卡具，確定加工參數(shù)；設(shè)計加工工藝卡；編寫加工程序；按工藝卡實施加工和檢驗。圖89 槽類零件 工藝設(shè)計 圖形分析此工件簡稱為槽類工件，加工數(shù)量僅1個，所需加工內(nèi)容為248。100的外圓和4個相同規(guī)格的槽，且沒有公差要求，料長180mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需長度，沒有其他特殊要求。 材料性能45鋼的加工性能見本項目2任務(wù)2。 機床選擇系統(tǒng)采用FANUC0iT系列經(jīng)濟型，型號CAK6150，無級變速，前置刀架。注：機床選擇滿足加工直徑即可，機床剛性相對要好。 裝卡方式的確定加工件的毛坯相對較長，加工長度較短，且未要求同軸，即可采用三爪卡盤裝卡，要求伸出卡盤長度為105～110mm即可，裝卡要緊。 刀具的選擇此零件需要加工端面，且有垂直的臺階，選擇的刀具要滿足這兩個要求，故選擇主偏角93度外圓方刀，刀桿厚度20mm。刀片的選擇：根據(jù)所加工的45鋼來選P類，型號與刀桿相匹配即可。切槽刀選擇以槽寬為準(zhǔn)，4mm寬，刀頭長度以滿足槽深越短越好為準(zhǔn)，此處選20mm長。刀片選擇P類，型號與刀桿相配即可，如圖810所示。圖810 切槽刀 加工參數(shù)的確定1）背吃刀量 外圓刀粗車的背吃刀量最大可以到8mm左右，由于數(shù)控刀具刀尖圓弧不同，，此件可以一次車完，背吃刀量最大2mm，最小1mm。2）轉(zhuǎn)速 因為不同材料的刀具線速度不同，硬質(zhì)合金一般在80～300m/min，可以根據(jù)公式Vc=πDn/1000進行計算，此處選擇800r/min。3）進給量 根據(jù)刀片不同，～，此件一次加工成型，考慮表面粗糙度及刀片的強度，選擇F=。4）槽刀 背吃刀量為刀寬4mm，（注意選擇時與系統(tǒng)剛性關(guān)系密切，建議試切），轉(zhuǎn)速與背吃刀量和工件直徑有關(guān)，被吃刀量越寬，轉(zhuǎn)速越低，此處選擇300r/min。 工藝卡的編制表84 工藝卡序號工步工步圖說明1建立工件坐標(biāo)系以右端面旋轉(zhuǎn)中心為工件原點2車端面略注意刀的高度應(yīng)對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)中心3車外型如上圖用G00 G01 G90指令加工外型4車槽G75車槽 程序的編制車槽時應(yīng)根據(jù)所要加工工件的尺寸精度要求進行劃分工序，如果槽寬精度較高時，可以用左右闊刀的方法進行精車，較低時可以粗精車分兩把刀進行，精車刀的寬度正好等于槽寬即可。槽底的表面粗糙度通常通過低轉(zhuǎn)速加注切削液的方法車削。 加工程序卡表85 程序卡程序名O0802 O0802；T0101；M03 S800；M08；G00 X122 Z1；G90 X114 Z100 ；X108；X102；X100 ；G00 X150 Z100；T0202；M03 S300；G00 X122 Z8；G75 ；G75 X92 Z32 P2000 Q8000 R0 ；G00 X150；Z100；M09；M05；M30；程序名調(diào)外圓刀和刀補；車外圓調(diào)槽刀切槽 程序的試運行和加工 試運行程序?qū)C床鎖住，在自動方式下，點擊循環(huán)啟動，觀察圖形，正確之后可以對刀 對刀操作步驟見本項目任務(wù)1。 啟動程序加