【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工藝是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒(méi)有符合實(shí)際的、科學(xué)合理的數(shù)控加工工藝，就沒(méi)有真正可行的數(shù)控加工程序。而數(shù)控編程就是將制定的數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。 數(shù)控車削加工的主要對(duì)象及加工過(guò)程 加工對(duì)象 因車床數(shù)控裝置都具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，還有部分車床數(shù)控裝置具有某些非圓曲線插補(bǔ)功能，故能車削由任意直線和平面曲線輪廓組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件。 零件的精度要求主要指尺寸、形狀、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高（達(dá) mm 或更?。┑牧慵?，圓柱度要求高的圓柱體零件，素線直線度、圓度和傾斜度均要求高的圓錐體零件等。 這些零件是指特大螺距 （或?qū)С蹋?、變（增／減）螺距、等螺距與變螺距或圓柱與圓錐螺紋面之間作平滑過(guò)渡的螺紋零件，以及高精度的模數(shù)螺紋零件（如圓柱、圓弧蝸桿）和端面（盤形）螺紋零件等。 數(shù)控車床車削螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)向不必像普通車床那樣交替變換，它可以一刀又一刀不停頓地循環(huán)，直到完成，因此它車螺紋的效率很高。由于數(shù)控車床一般采用硬質(zhì)合金成型刀片，可以使用較高的轉(zhuǎn)速，因而車削出來(lái)的螺紋精度高，表面粗糙度小。 4. 淬硬工件的加工 在大型模具加工中，有不少尺寸大而形狀復(fù)雜的零件，這些零件熱處理后的變形量較大，磨削加工有困難，因此 ，可以用陶瓷車刀在數(shù)控機(jī)床上對(duì)淬硬后的零件進(jìn)行車削加工，以車代磨，提高加工效率。 加工過(guò)程 要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理要求等，以便確定該零件是否適宜在數(shù)控機(jī)床上加工，或適宜在哪類數(shù)控機(jī)床上加工。有時(shí)還要確定在某臺(tái)數(shù)控機(jī)床上加工該零件的哪些工序或哪幾個(gè)表面。 2. 確定工藝過(guò)程 確定零件的加工方法 (如采用的工夾具、裝夾定位方法等 )和加工路線 (如對(duì)刀點(diǎn)、走刀路線 )，并確定加工用量等工藝參數(shù) (如切削進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削寬度和深度等 )。 根據(jù)零件圖紙和確定的加工路線，算出數(shù)控機(jī)床所需輸入數(shù)據(jù)，如零件輪廓相鄰幾何元素的交點(diǎn)和切點(diǎn)，用直線或圓弧逼近零件輪廓時(shí)相鄰幾何元素的交點(diǎn)和切點(diǎn)等的計(jì)算。 4. 編寫零件程序單 根據(jù)加工路線計(jì)算出的數(shù)據(jù)和已確定的加工用量，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的程序段格式編寫零件加工程序單。此外，還應(yīng)填寫有關(guān)的工藝文件，如數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控刀具卡片、工件安裝和零點(diǎn)設(shè)定卡片等。 5. 程序輸入 即將編制好的程序輸入到數(shù)控車床中。 在數(shù)控車床上對(duì)程序進(jìn)行驗(yàn)證，檢查程序是否能在系統(tǒng)中通過(guò)，并在機(jī)床上進(jìn)行試切加工 ，完成工藝方面的調(diào)整。 第 2 章 零件的工藝分析 如圖 ，該零件材料為 45鋼， 無(wú)熱處理和硬度要求，試對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析（單件小批量生產(chǎn)）。 圖 軸承套零件 軸承套零件圖的工藝分析 軸 承套零件圖的工藝分析 該零件主要由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、圓弧面及外螺紋等表面組成，零件圖尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。其中 φ 50、 φ 52外圓有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求，并且對(duì) φ 32孔 的徑向圓跳動(dòng)公差為 ； 左端面則對(duì) φ 32 孔 軸線的垂直度公差為 ； φ 78 外圓有較高的表面粗糙度要求，外圓柱面表面粗糙度為 。零件材料為 45 鋼，切削加工性能較好，無(wú)熱處理和硬度要求。 工藝措施 通過(guò)上述分析，采用以下幾點(diǎn)工藝措施： ，編程時(shí) 全部 取 其 平均值。 ，相應(yīng)工序加工前，應(yīng)該先將左右端面車出來(lái)。 內(nèi)，掉頭裝夾時(shí)，除了要 包一層銅皮外， 夾緊時(shí)用力要適中，不可過(guò)大。如果不能保證，則采用軟卡爪裝夾。 ，以保證端面與內(nèi)孔軸線的垂直度。 5. 軸承套外圓為 IT7 級(jí)精度，采用粗車 — 半精車 — 精車可以滿足要求。 ，鏜 1:20錐孔與鏜 φ 32孔及 15176。 錐面時(shí)需掉頭裝夾。 軸承套定位基準(zhǔn)和裝夾方式的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇 （ 1） 基準(zhǔn)重合原則。為避免基準(zhǔn)重合誤差，方便編程，應(yīng)選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，并使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一，這是最佳考慮的方案。因?yàn)楫?dāng)加工面的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，且加工面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在一次安裝中同時(shí)加工出來(lái)的情況下，會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)重合誤差。 （ 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在多工序或多次安裝中，選用相同的定位基準(zhǔn)，這樣既可保證各加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而引起的誤差。 （ 3）自為基準(zhǔn)原則。精加工或光整加工工序 要求余量小而均勻，因此選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。 （ 4）便于裝夾原則。所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適用，操作方便靈活，能加工盡可能多的內(nèi)容。 （ 5）便于對(duì)刀原則。批量加工時(shí)，在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，采用不同的定位基 準(zhǔn)為對(duì)刀基準(zhǔn)建立工件坐標(biāo)系，會(huì)使對(duì)刀的方便性不同，有時(shí)甚至無(wú)法對(duì)刀。這時(shí)就要分析此種定位方案是否能滿足對(duì)刀操作的要求，否則原設(shè)工件坐標(biāo)系須重新設(shè)定。 （ 1）非加工表面原則。為了保證加工 面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。 （ 2）加工余量最小原則。以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面有足夠的加工余量。 （ 3）重要表面原則。為保證重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。 （ 4）不重復(fù)使用原則。粗基準(zhǔn)未經(jīng)加工，表面比較粗糙且精度低，二次安裝時(shí)，其在機(jī)床上（或夾具中）的實(shí)際位置可能與第一次安裝時(shí)不一樣，從而產(chǎn)生定位誤差，導(dǎo)致相應(yīng)加工表面出現(xiàn)較大的位置誤差。因此，粗基準(zhǔn)一般不應(yīng)重復(fù)使用 （ 5）便于工件裝夾原則。作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光滑，沒(méi)有飛邊、冒口、 澆口或其他缺陷，以便使工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 裝夾方式的選擇 三爪自定心卡盤的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需找正。三爪自定心卡盤裝夾工件方便、省時(shí)，自動(dòng)定心好，但夾緊力較小，因此適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。用三爪自定心卡盤裝夾精加工過(guò)的表面時(shí)，被夾住的工件表面應(yīng)包一層銅皮，以免夾傷工件表面。 車削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件 由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支承或利用工件的臺(tái)階面限位，這樣比較安全，能承受較大的軸向切削力，且安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，因此應(yīng)用比較廣泛。 確定軸承套的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 定位基準(zhǔn)：內(nèi)孔加工時(shí)以外圓定位； 裝夾方式：用三爪自動(dòng)定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時(shí)，使用百分表進(jìn)行找正，并在 裝夾部位包一層銅皮。 定位基準(zhǔn)：確定零件軸線為定位基準(zhǔn)； 裝夾方式：用三爪自動(dòng)定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時(shí)，使用百分表進(jìn)行找正，并在 裝夾部位包一層銅皮。 軸承套加工順序和進(jìn)給路線的確定 加工順序安排的原則 對(duì)于粗精加工在一道工序內(nèi)進(jìn)行的加工內(nèi)容，應(yīng)先對(duì)各表面進(jìn)行全部粗加工，然后再進(jìn)行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。此工步順序安排的原則要求：粗車在較短的時(shí)間內(nèi)將工件各表面上的大部分加工余量切掉。若粗車后所留余量的均勻性滿足不了精加工的要求，則要安排半精車，以此為精車做準(zhǔn)備。為保證加工精度，精車一定要一刀切出。 先近后遠(yuǎn)即在一般情況下，離對(duì)刀點(diǎn)近的部位先加工，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部 位后加工，以縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行程時(shí)間。對(duì)車削而言，先近后遠(yuǎn)還可以保持工件的剛性，有利于切削加工。 、內(nèi)外交叉 先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉的原則是指粗加工時(shí)先進(jìn)行內(nèi)腔、內(nèi)形粗加工，后進(jìn)行外形粗加工；精加工時(shí)先進(jìn)行內(nèi)腔、內(nèi)形精加工，后進(jìn)行外形精加工。 上述原則并不是一成不變的，對(duì)于某些特殊情況，需要采用靈活可變的方案。 進(jìn)給路線的確定 確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時(shí)可輔以一些簡(jiǎn)單的計(jì)算。 （ 1）靈活設(shè)置程序循環(huán)起點(diǎn)。在 車削加工編程時(shí)許多情況下采用固定循環(huán)指令編程。 （ 2）合理安排返回?fù)Q刀點(diǎn)。在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，在不換刀的前提下，執(zhí)行退刀動(dòng)作時(shí)，應(yīng)不用返回到換刀點(diǎn)。安排走刀路線時(shí)，應(yīng)盡量縮短前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離，方可滿足走刀路線最短的要求。 若能使切削進(jìn)給路線最短，就可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具的損耗。安排最短切削進(jìn)給路線時(shí)，應(yīng)同時(shí)兼顧工件的剛性、加工工藝性等要求，不能顧此失彼。 如果需要以一刀或多刀進(jìn)行精加工， 則其最后一刀要沿輪廓連續(xù)加工而成，盡量避免在連續(xù)的輪廓中安排切入、切出、換刀或停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生刀痕等缺陷。 確定軸承套的加工順序及進(jìn)給路線 加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定。 在一次裝夾中加工出較多的工件表面外。結(jié)合本零件結(jié)構(gòu)特征，軸承套左、右端面分別為多個(gè)尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，故可先加工一端內(nèi)孔及外輪廓表面，然后掉頭再加工另一端內(nèi)孔及外輪廓表面。確定的加工順序?yàn)椋浩蕉嗣妗@中心孔→鉆 φ 32 孔的底孔 φ 26→ 粗鏜 φ 32 內(nèi)孔、15176。錐面及 倒角→精鏜 φ 32 內(nèi)孔、 15176。錐面及 倒角→粗車 φ 50 外圓、 φ 58 臺(tái)階面、R5圓弧、 C2 倒角及φ 78 外圓面→半 精車 φ 50 外圓、 φ 58 臺(tái)階面、 R5 圓弧、 C2 倒角及φ 78外圓面→精車φ 50、φ 78 外圓面→掉頭裝夾平端面保證總長(zhǎng)尺寸→粗鏜 1:20 錐孔→ 精鏜 1:20錐孔→粗車螺紋大徑、 φ 52 外圓及 C2 倒角→半 精車螺紋大徑、 φ 52外圓及 C2 倒角→ 精車φ 52 外圓 →車螺紋退刀槽 →車 M45 外螺紋。 進(jìn)給路線的確定主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。在保證加工質(zhì)量 的前提下，使加工具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過(guò)程的執(zhí)行，還能減少一些不必要的刀具損耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損。 根據(jù)以上分析，在 FANUC 0iMateTC 系統(tǒng)數(shù)控車床上加工零件時(shí)，該零件走刀路線很簡(jiǎn)單，都只要采用 G7 G70 粗車、精車循環(huán)指令加工內(nèi)孔和外圓，可免去許多復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，而且程序變得簡(jiǎn)化。 經(jīng)過(guò)分析后， 該零件外輪廓表面的粗車走刀路線見(jiàn)表 。 表 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖 零件圖號(hào) ZCT— 01 工件裝夾及外輪廓加工 走刀路線圖 工藝序號(hào) 01 零件名稱 軸承套 裝夾次數(shù) 一次 最后一刀路線： A→ B→ C→ D→ E→ A 表 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖 零件圖號(hào) ZCT— 01 工件裝夾及外輪廓加工 走刀路線圖 工藝序號(hào) 02 零件名稱 軸承套 裝夾次數(shù) 一次 最后一刀路線： A→ B→ C→ D→ E→ A 軸承套加工刀具的選擇 數(shù)控車刀的類型及選用 數(shù)控車削用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。 當(dāng)數(shù)控車床進(jìn)行粗加工時(shí)，要求 刀具強(qiáng)度高，耐用度好，以滿足粗加工背吃刀量大、進(jìn) 給速度高的要求。 當(dāng)數(shù)控車床進(jìn)行精加工時(shí)，要選用精度高，鋒利、耐用度高的刀具，以保證加工精度。 為方便對(duì)刀和減少刀具安裝時(shí)間，盡量使用機(jī)夾刀，刀具材料最好選用涂層硬質(zhì)合金刀片。刀片的幾何結(jié)構(gòu)（如刀尖圓角、幾何角度等）應(yīng)根據(jù)加工零件的形狀決定。特別要注意的是在加工球面時(shí)要選用副偏角大的刀具，以免刀具的后刀面與工件產(chǎn)生干涉。 軸承套數(shù)控加工的刀具選擇 選用 45176。 硬質(zhì)合金端面車刀車端面，刀號(hào) T01； 選用 φ 中心鉆鉆 φ 的中心孔，刀號(hào) T02； 選用 φ 26 錐柄麻花鉆鉆底孔，刀號(hào) T03； 選用不通孔硬質(zhì)合金鏜刀粗精鏜內(nèi)孔，刀號(hào) T04； 選用 93176。硬質(zhì)合金外圓粗車刀粗車外輪廓表面，刀號(hào) T05； 選用 93176。硬質(zhì)合金外圓精車刀精車外輪廓表面，刀號(hào) T06； 選用 5mm 寬的硬質(zhì)合金切槽刀車螺紋退刀槽，刀號(hào) T07； 選用 60176。外螺紋車刀車 M45外螺紋，刀號(hào) T08。 將所選刀具參數(shù)填入表 ，以便于編程和操作管理。 表 軸承套數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱 或代號(hào) SKC— 01 零件名稱 軸承套 零件 圖號(hào) ZCT— 01 程序 編號(hào) 0 02 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 加工表面 刀尖半徑 （ mm） 備注 1 T01 45176。硬質(zhì)合金端面車刀 車端面 2 T02 φ 鉆 鉆中心孔 3 T03 φ 26錐柄麻花鉆 鉆底孔 4 T04 不通孔硬質(zhì)合金鏜刀 粗精鏜內(nèi)孔 5 T05 93176