【正文】 點(diǎn)處，同時(shí)，將起刀點(diǎn)和循環(huán)起點(diǎn)重合，其走刀路線如圖23a）圖所示。顯然，b）圖所示走刀路線短。 在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，編程者有時(shí)將每一刀加工完后的刀具通過執(zhí)行返回?fù)Q刀點(diǎn)，使其返回到換刀點(diǎn)位置，然后再執(zhí)行后續(xù)程序。因此，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)。 (3) 確定最短的切削進(jìn)給路線切削進(jìn)給路線短可有效地提高生產(chǎn)效率、降低刀具的損耗。圖24所示是幾種不同切削進(jìn)給路線的安排示意圖，其中，圖24a）表示封閉輪廓復(fù)合車削循環(huán)的進(jìn)給路線，圖24b）表示“三角形”進(jìn)給路線，圖24c）表示“矩形”進(jìn)給路線。另外，矩形循環(huán)加工的程序段格式較簡單，所以，在制定加工方案時(shí)，建議采用“矩形”走刀路線。 總之，在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的進(jìn)給路線，不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少不必要的刀具耗損及機(jī)床進(jìn)給滑動(dòng)部件的磨損等。以每一次裝夾作為一道工序，這種劃分方法主要適用于加工內(nèi)容不多的零件。按零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分成幾個(gè)加工部分，每個(gè)部分作為一道工序。刀具集中分序法是按所用刀具劃分工序，即用同一把刀或同一類刀具加工完成零件所有需要加工的部位，以達(dá)到節(jié)省時(shí)間、提高效率的目的。對(duì)易變形或精度要求較高的零件常用這種方法。 數(shù)控車削加工工序設(shè)計(jì) 數(shù)控車削加工工序劃分后，對(duì)每個(gè)加工工序都要進(jìn)行設(shè)計(jì)。 如軸類零件的定位方式通常是一端外圓固定，即用三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤或彈簧套固定工件的外圓表面，但此定位方式對(duì)工件的懸伸長度有一定的限制。對(duì)于切削長度過長的工件可以采用一夾一頂或兩頂尖裝夾。提高切削速度、加大進(jìn)給量和背吃刀量都能提高生產(chǎn)效率，由于切削速度對(duì)刀具使用壽命影響最大，背吃刀量對(duì)刀具使用壽命影響最小， 所以，在考慮粗車切削用量時(shí)，首先盡可能選擇大的背吃刀量，其次選擇大的進(jìn)給速度，最后，在保證刀具使用壽命和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度。 精車和半精車的背吃刀量是由零件加工精度和表面粗糙度要求，以及粗車后留下的加工余量決定的，一般情況一刀切去余量。產(chǎn)生的切削力也較小，所以，在保證表面粗糙度的情況下，適當(dāng)加大進(jìn)給量。 粗加工時(shí)，在允許的條件下，盡量一次切除該工序的全部余量，背吃刀量一般為2～5mm；半精加工時(shí)，～1mm；精加工時(shí)，～。表中可以看出，在背吃刀量一定時(shí)，進(jìn)給量隨著刀桿尺寸和工件尺寸的增大而增大；加工鑄鐵時(shí)，切削力比加工鋼件時(shí)小，可以選取較大的進(jìn)給量。在實(shí)際生產(chǎn)中，主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為： 式中 n ──主軸轉(zhuǎn)速（r/min ）；υc──切削速度（m/min）；d ──工件加工表面或刀具的最大直徑（mm）。切削速度確定方法有計(jì)算、查表和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。 數(shù)控車床的編程 數(shù)控車床的編程特點(diǎn)(1) 在一個(gè)程序段中，可以采用絕對(duì)值編程、增量值編程或混合編程。 (3) 數(shù)控裝置具備不同形式的固定循環(huán)。(5) 對(duì)于車削加工，進(jìn)刀時(shí)采用快速走刀接近工件切削起點(diǎn)附近的某個(gè)點(diǎn)，再改用切削進(jìn)給，以減少空走刀的時(shí)間，提高加工效率。(6) 不同組G代碼可編寫在同一程序段內(nèi)均有效；相同組G代碼若編寫在同一程序段內(nèi)，后面的G代碼有效。該指令主要用于車削環(huán)槽，盲孔及自動(dòng)加工螺紋時(shí)可使刀具在短時(shí)間無進(jìn)給方式下進(jìn)行光整加工。 7) 主軸控制G9G97格式：G96 S＿； G97 S＿ G96是接通機(jī)床恒線速控制并按S指定的主軸轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)G97是取消恒線速控制此處S指定的數(shù)值表示切削速度（m/min）此處S指定的數(shù)值表示主軸轉(zhuǎn)速（r/min），也可以不指定S8) 螺紋車削G32格式：G32 X（U）＿ Z（W）＿ F＿； 說明： (1) G32指令可進(jìn)行等螺距的直螺紋、圓錐螺紋以及端面螺紋的切削。時(shí)，F(xiàn)表示Z軸螺距，否則F表示X軸螺距。一般δ1=2~ 5mm，δ2=（1/4~1/2）δ1。 (5) 車削螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)在保證生產(chǎn)效率和正常切削的情況下，宜選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速。式中： n允 — 編碼器允許的最高工作轉(zhuǎn)速（r/min）；P — 工件螺紋的螺距或?qū)С蹋╩m）。例：如圖直螺紋加工，已知直螺紋切削參數(shù)：螺紋螺距P =2mm，引入量δ1=3mm，超越量δ2=，分2次車削，背吃刀量為 ap =,試編程圖25 直螺紋加工實(shí)例例：如圖所示圓錐螺紋加工，已知錐螺紋切削參數(shù)為：螺紋導(dǎo)程P = mm，引入量δ1=2mm，超越量δ2=1mm，分2次車削，背吃刀量為 ap =，試編程圖26 錐形螺紋交工實(shí)例9) 復(fù)合固定循環(huán)指令這類循環(huán)功能用于無法一次走刀即能加工到規(guī)定尺寸的場合，主要在粗車和多次走刀車螺紋的情況下使用。利用復(fù)合固定循環(huán)指令，只要編出最終走刀路線，給出每次切除的余量深度或循環(huán)的次數(shù)，機(jī)床即可自動(dòng)地重復(fù)切削，直到工件完成為止。G71指令程序段內(nèi)要指定精加工工件程序段的順序號(hào)、精加工余量、粗加工每次切深、F功能、S功能、T功能等，刀具循環(huán)路徑如下圖所示。 ③ 粗車過程中從程序段號(hào)P到Q之間包括的任何F、S、T功能都被忽略，只有G71指令中指定的F、S、T有效。G72指令與G71指令類似，不同之處就是刀具路徑是按徑向方向循環(huán)的。如鑄件、鍛件等毛坯已具備了簡單的零件輪廓，這時(shí)粗加工使用G73循環(huán)指令可以節(jié)省時(shí)間，提高功效。 ；△i —x軸方向的退出距離和方向；△k —z軸方向的退出距離和方向；△d —粗切次數(shù)。在G70指令程序段內(nèi)要給出精加工第一個(gè)程序段的序號(hào)和精加工最后一個(gè)程序段序號(hào)。 圖28 G73循環(huán)指令 刀具補(bǔ)償功能 由于刀具的安裝誤差、刀具磨損和刀具刀尖圓弧半徑的存在等，因此在數(shù)控加工中必須利用刀具補(bǔ)償功能予以補(bǔ)償，才能加工出符合圖紙要求的零件。 刀具功能又稱T功能，它是進(jìn)行刀具選擇和刀具補(bǔ)償?shù)墓δ堋?(2) 通常以同一編號(hào)指令刀具號(hào)和刀具補(bǔ)償號(hào)，以減少編程時(shí)的錯(cuò)誤，如T0101表示01號(hào)刀調(diào)用01補(bǔ)償號(hào)設(shè)定的補(bǔ)償值，其補(bǔ)償值存在刀具補(bǔ)償存儲(chǔ)器內(nèi)。 刀具位置補(bǔ)償 刀具的位置補(bǔ)償又稱為刀具偏置補(bǔ)償或刀具偏移補(bǔ)償，亦稱為刀具幾何位置及磨損補(bǔ)償。 (1) 在實(shí)際加工中，通常是用不同尺寸的若干把刀具加工同一輪廓尺寸的零件，而編程時(shí)是以其中一把刀為基準(zhǔn)設(shè)定工件坐標(biāo)系的，因此必須將所有刀具的刀尖都移到此基準(zhǔn)點(diǎn)。 (2) 對(duì)同一把刀來說當(dāng)?shù)毒咧啬ズ笤侔阉鼫?zhǔn)確的安裝到程序所設(shè)定的位置是非常困難的，總是存在著位置誤差。因此在加工前，必須用刀具位置補(bǔ)償功能來修正安裝位置誤差。 例如某工件加工后外圓直徑比要求的尺寸大（或小），()修改相應(yīng)刀具的補(bǔ)償值即可。 刀具位置補(bǔ)償一般用機(jī)床所配對(duì)刀儀自動(dòng)完成，也可用手動(dòng)對(duì)刀和測量工件加工尺寸的方法，測出每把刀具的位置補(bǔ)償量并輸入到相應(yīng)的存儲(chǔ)器中。 注意：刀具位置補(bǔ)償一般是在換刀指令后第一個(gè)含有移動(dòng)指令的程序段中進(jìn)行，或者說刀具位置補(bǔ)償是在上個(gè)程序段的執(zhí)行過程中完成的。 N50 G00 X50 Z76 T0101；刀具運(yùn)動(dòng)結(jié)果如圖 (a)中虛線所示，刀尖從運(yùn)動(dòng)到。 N50 G00 X50 Z76 T0100。對(duì)上兩段執(zhí)行完N50程序段后，刀尖從P0運(yùn)動(dòng)到P1 ，執(zhí)行N60時(shí)再進(jìn)行刀具補(bǔ)償，切削出的工件表面P1 必然是圓錐面，如上圖 (b)中虛線所示，故加工出的是不合格的零件 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償 為提高刀具壽命和降低加工表面的粗糙度Ra的值， ~ 。而切削時(shí)，實(shí)際起作用的切削刃是圓弧的各切點(diǎn)，這勢必會(huì)產(chǎn)生加工表面的形狀誤差。刀尖圓弧對(duì)車削工件的影響： ① 車削工件的右端面和外圓柱面車削出的工件沒有形狀誤差和尺寸誤差，因此可以不考慮刀尖半徑補(bǔ)償。 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)姆较?圖210表示了刀尖半徑補(bǔ)償?shù)膬煞N不同方向。用G42指令刀尖半徑右補(bǔ)償。用G41指令刀尖半徑左補(bǔ)償。 a ) b)圖210 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償方向刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒒蛉∠噶罡袷?格式： X（U）＿ Z（W）＿ T＿ F＿ ； 說明： (1) 刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒒蛉∠仨氃谖灰埔苿?dòng)指令(G00、G01)中進(jìn)行。G4G4G40均為模態(tài)指令。 (3) 若指令刀具在刀尖半徑大于圓弧內(nèi)側(cè)移動(dòng)，程序?qū)⒊鲥e(cuò)。 例：車削如圖所示零件，采用刀具半徑補(bǔ)償指令編程 圖211 半徑補(bǔ)償指令實(shí)例例：應(yīng)用刀尖圓弧自動(dòng)補(bǔ)償功能加工圖示零件。分析下圖典型軸類零件的數(shù)控車削加工工藝，并編寫其精加工程序，工件右端中心點(diǎn)O為工件坐標(biāo)原點(diǎn)，02號(hào)刀為基準(zhǔn)刀，該刀尖的起始位置為(280，130)。其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)格的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面S50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀(線輪廓)誤差的作用。零件材料為45號(hào)鋼，無熱處理和硬度要求。(1) 對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)公差等級(jí)(IT7~IT8)要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編 程時(shí)不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。 (3) 為便于裝夾，毛坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分(雙點(diǎn)畫線部分)，右端面也應(yīng)先車出并鉆好中心孔。 確定裝夾方案 確定毛坯件軸線和左端大端面(設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。 確定加工順序 加工順序按由粗到精的原則確定。該零件是從右到左沿零件表面輪廓進(jìn)給加工 數(shù)值計(jì)算 為方便編程，可利用AutoCAD畫出零件圖形，然后取出必要的基點(diǎn)坐標(biāo)值；利用公式對(duì)螺紋大徑、小徑進(jìn)行計(jì)算。則A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)分別為：XA= 40mm、ZA=69 mm；XB= mm、ZB=99 mm；XC=56 mm、ZC= mm。 d1= dmm； d2= =(2)mm= 選擇刀具(1) 粗車、精車均選用35176。為防止與工件輪廓發(fā)生干涉，必要時(shí)應(yīng)用AutoCAD作圖檢驗(yàn)。外螺紋車刀， 選擇切削用量(1) 背吃刀量。 (2) 主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。粗車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min，精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=1200r/min。 進(jìn)給速度：粗車時(shí)選取進(jìn)給量f = mm/r，精車時(shí)選取f = mm / r。 數(shù)控加工工藝文件的制定(1) 數(shù)控加工工序卡片圖224 數(shù)控加工工序卡片(2) 數(shù)控加工刀具卡片圖225 數(shù)控加工刀具卡片 精加工程序 O3000； N010 G50 X280 Z130； N020 M04 S1200 T0200； N030 G00 X26 Z3 M08； N040 G42 G01 Z0 T0202 ； N050 Z2； N060 Z18N070 X26 Z20； N080 W5； N090 U10 W10；N100 W10； N110 G02 U6 W9 R15； N120 G02 X40 Z69 R25； N130 G03 Z99 R25； N140 G02 X34 W9 R15 N150 G01 W5 N160 X56 N170 Z165 N180 G40 G00 U10 T0200 M05 M09； N190 G28 U2 W2； N200 M04 S320 T0300； N210 G00 X40 Z3 T0303 M08； N220 G92 Z22 F2； N230 ； N240 ； N250 ； N260 ； N270 G00 X45 T0300 M09；N280 G28 U2 W2； N290 M30； 第3章 結(jié)論與展望 結(jié)論對(duì)于一個(gè)零件來說并非全部加工工藝過程合在數(shù)床上完成，而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。 同時(shí)在編程中，對(duì)一些工藝問題（如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等）也需做一些處理。 展望希望通過本節(jié)的學(xué)習(xí)可以讓同學(xué)們了解數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處理的基本概念和基本內(nèi)容，數(shù)控編程方法、內(nèi)容和步驟。當(dāng)在生產(chǎn)實(shí)際中遇到具體問題時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的編程知識(shí)，合理而又靈活地去解決實(shí)際問題。班景龍2012年5月 52 / 52