正文 第五章 數控車床加工實訓指導(2 / 3)

(2)測量切削位置的直徑點擊操作麵板上的主軸停轉按鈕,使主軸停止轉動,利用測量工具測量所切工件的直徑並記錄下來。

(3)點擊“OFFSET SETTING”鍵把光標定位在需要設定的坐標係上光標移到X,輸入剛測量的直徑值。

(4)按菜單軟鍵“測量”。(通過按軟鍵“操作”,可以進入相應的菜單。)

(5)切削端麵點擊操作麵板上主軸正轉按鈕。通過手動方式將刀具移到靠近工件的一點上。點擊控製麵板上的“X”按鈕,點擊“-”按鈕,切削工件端麵。然後按“+”按鈕,Z方向保持不動,刀具退出。

(6)點擊操作麵板上的“主軸停止”按鈕,使主軸停止轉動。

(7)把光標定位在需要設定的坐標係上。

(8)在MDI鍵盤麵板上按下需要設定的軸“Z”鍵。

(9)輸入工件坐標係原點的距離(注意距離有正負號)。

(10)按菜單軟鍵“測量”,自動計算出Z坐標值並寫入。

3.通過測量並輸入刀具偏移量來建立工件坐標係

現在有更多的機床直接采用刀偏設置,通過Txxxx指令來構建工件坐標係,即直接將工件零點在機床坐標係中的坐標值設置到刀偏地址寄存器中,相當於假設加長或縮短刀具來實現坐標係的偏置。

(1)用所選刀具試切工件外圓,點擊“主軸停止”按鈕,使主軸停止轉動,點擊菜單“測量/坐標測量”,得到試切後的工件直徑,記為Φ盞。

(2)保持X軸方向不動,刀具退出。點擊MDI鍵盤上的“OFFSET SETTING”鍵,進入形狀補償參數設定界麵,將光標移到與刀位號相對應的位置,輸入XΦ盞,按菜單軟鍵“測量”,對應的刀具偏移量自動輸入。

(3)試切工件端麵,把端麵在工件坐標係中Z的坐標值,記為α(此處以工件端麵中心點為工件坐標係原點,則α=0)。

(4)保持Z軸方向不動,刀具退出。進入形狀補償參數設定界麵,將光標移到相應的位置,輸入Zα(一般為Z0),按“測量”軟鍵,對應的刀具偏移量自動輸入。

(5)多把刀具偏移值的輸入。

按以上步驟操作,可以直接輸入工件原點偏移值,確定工件坐標係原點位置。在設定工件坐標係的同時,確立了該刀具位置為標準刀位,把其餘刀具的刀尖距標準刀的距離為補償值,設置刀偏值,從而完成多把刀具偏移值的輸入。

不論是采用哪種對刀方法,在加工中經常會遇到切出的工件和實際尺寸有一定誤差。例如:試切對刀時,測量是Φ盞30.8,而實際加工會大些或小些,這時的調整,可使用刀具補償值中的磨損補償,操作步驟如下:

(1)磨損頁麵的查找點擊“OFFSET SETTING”鍵,找到CRT畫麵中的“磨損”軟鍵,按此軟鍵,CRT出現01、02……畫麵,1號刀具對應的01,2號刀具對應02……。

(2)磨損值的輸入以直徑方向為例,如果用2號刀加工結果比期望值大0.1,先把光標移到當前刀號02的磨損號前,輸入X-0.1,按“INPUT”鍵,-0.1就進入了02號刀X值的位置裏。如果2號刀X處已有數值,例如已有-0.15,此時就要使用增量值,輸入U-0.1。這樣X值就可以進行減法運算,內部值為-0.15-0.1=-0.25。如果Z方向有誤差,同理往Z值裏輸入值,Z值也有正負值,輸入正值,刀具向Z正方向偏移,反之,刀具往負方向偏移。

以上是工件出現誤差時,利用刀具補償值中的磨損功能進行修正。如果刀具加工中出現磨損,用同樣方法可進行刀具磨損補償。例如:硬質合金刀片加工一段時間後,都會有磨損,為保持工件的尺寸公差,必須使用此項功能進行補償。補償中必須注意X方向正負號,磨損補償的方向應指向軸線,X負方向補償。

由於數控機床所用的刀具各種各樣,刀具尺寸也不統一,故對刀時應根據實際加工情況,選擇好對刀方法,確定程序指令,設置好對刀參數和刀補值。以便簡化數控加工程序的編製,使得編程時不必考慮各把刀具的尺寸與安裝位置,最終加工出合格的零件。

(六)試切削

正式加工前,應進行首件試切,隻有試切合格,才能說明程序正確,對刀無誤。首件試切時,如程序用G50設置坐標係,需將刀具位置移動到相應的起刀點位置;如用G54~G59指令設定坐標係,需將刀具移到不會發生碰撞的位置。

一般用單程序段運行工作方式進行試切。將工作方式選擇旋鈕打到“單段”方式,同時將進給倍率調低,然後按“循環啟動”鍵,係統執行單程序段運行工作方式。加工時,每加工一個程序段,機床停止進給後,都要看一看下一段要執行的程序,確認無誤後再按“循環啟動”鍵,執行下一程序段。要時刻注意刀具的加工狀況,觀察刀具、工件有無鬆動,是否有異常的噪聲、振動、發熱等,觀察是否會發生碰撞。加工時,一隻手要放在急停按鈕附近,一旦出現緊急情況,隨時按下按鈕。

整個工件加工完畢後,檢查工件尺寸,如有錯誤或超差,應分析檢查編程、補償值設定、對刀等工作環節,有針對性地調整。例如,加工完某零件槽後,發現槽深均少了0.1mm,應是對刀、設置刀補或設定工件坐標係的偏差,此時可將刀補X值減少0.1mm或將工件坐標係原點位置向X的負向移動0.1mm即可,而不需重新對刀。通常在重新調整後,再加工一遍即可合格。首件加工完畢後,即可進行正式加工。

(七)數控車床的技術操作規範

(1)操作人員必須熟悉機床使用說明書等有關資料,如主要技術參數、傳動原理、主要結構、潤滑部位及維護保養等一般知識。

(2)開機前應對機床進行全麵細致的檢查,確認無誤後方可操作。

(3)機床通電後,檢查各開關、按鈕和按鍵是否正常、靈活,機床有無異常現象。

(4)檢查電壓、油壓是否正常,有手動潤滑的部位先要進行手動潤滑。

(5)各坐標軸手動回零(機械原點)。

(6)程序輸入後,應仔細核對,其中包括代碼、地址、數值、正負號、小數點及語法。

(7)正確測量和計算工件坐標係,並對所得結果進行檢查。

(8)輸入工件坐標係,並對坐標、坐標值、正負號及小數點進行認真核對。

(9)未裝工件前,空運行一次程序,看程序能否順利運行,刀具和夾具安裝是否合理,有無超程現象。

(10)無論是首次加工的零件,還是重複加工的零件,首件都必須對照圖紙、工藝規程、加工程序進行試切。

(11)試切時快速進給倍率開關必須打到較低擋位。

(12)每把刀首次使用時,必須先驗證它的實際長度與所給刀補值是否相符。

(13)試切進刀時,在刀具運行至離工件表麵30~50mm處,必須在進給保持下驗證X軸和Z軸坐標剩餘值與加工程序是否一致。

(14)試切和加工中,刃磨刀具和更換刀具後,要重新測量刀具位置並修改刀補值和刀補號。

(15)程序修改後,對修改部分要仔細核對。

(16)手動進給連續操作時,必須檢查各種開關所選擇的位置是否正確,運動方向是否正確,然後再進行操作。

(17)必須在確認工件夾緊後才能啟動機床,嚴禁工件轉動時測量、觸摸工件。

(18)操作中出現工件跳動、異常聲音、夾具鬆動等異常情況時必須立即停車處理。

(19)加工完畢,清理機床。

第二節 簡單零件的數控車削加工綜合訓練

1.任務引入

試加工軸類零件,完成車削端麵及外輪廓並切斷。毛坯為Φ盞45mm的圓鋼,材料是低碳鋼。

2.數控加工工藝設計

(1)零件分析。該零件由圓弧麵、圓柱麵和螺紋組成,用普通車床難以控製加工精度,適合采用數控機床加工。

(2)確定工件坐標係原點。X軸的原點:工件的軸線。Z軸原點:原點的設在右端麵。

(3)確定換刀點。換刀點設在工件尺寸之外,工件坐標係中(X100,Z200)處。

(4)倒角。倒角安排在精車工步中,與外圓加工一起連續車削成45°。為使切削連續,把精車起點安排在C2倒角的延長線上,因倒角是45°,經計算後的精車外圓起點坐標為(10,3)(X軸直徑編程)。

(5)加工工序設計。該零件的車削工序設計為:粗車外圓→精車外圓→切槽→車螺紋→切斷,數控加工工序卡。

3.數控加工程序

O1520;程序號O1520

N5 G54 G99 G00 X100.0 Z200.0;設置工件原點在右端麵,快速到換刀點

N10 T0101;換1號刀,1號刀補

N15 G50 S1500;限製最高主軸轉速為1500r/min

N20 G96 S80 M03;恒切削速度為80m/min

N25 G00 X50.0 Z0;定位到車端麵起點

N30 G01 X-1.0 F0.1;車端麵

N35 G00 Z10.0;軸向退刀

N40 X50.0;

N45 G00 G42 X47.0 Z5.0;快速到外圓粗車起點,刀尖半徑右補償

N50 G71 U2.0 R1.0;粗車外圓循環

N60 G71 P80 Q150 U0.4 W0.2 F0.2;

N70 G00 X10.0 Z3.0;定位到精車始點

N80 G01 X20.0 Z-2.0 F0.08;倒角

N90 Z-26.0;車外圓

N100 G02 X30.0 W-30.0 R40.0;車圓弧

N110 G01 W-10.0;車外圓

N120 X35.0;車台階麵

N130 X40.0 W-15.0;車錐麵

N140 Z-100.0;車外圓

N150 X47.0;徑向退刀

N160 G70 P80 Q150;精車循環

N170 G00 G40 X100.0 Z200.0;快速回到換刀點,取消半徑補償

N180 T0202;換切槽刀

N190 G00 X25.0 Z-26.0;定位到切槽起點

N200 G01 X16.0 F0.08;切槽(第1刀)

N210 G04 P1000;刀停1s(使槽底光滑)

N220 G00 X25.0;快速退刀

N230 W3.0;橫向定位

N240 G01 X16.0;切槽(第2刀)

N245 G04 P1000;刀停1s(使槽底光滑)

N250 G00 X25.0;快速退刀

N260 G00 X100.0 Z200.0;橫向定位

N270 G97 S800;

N280 T0303;換螺紋刀

N290 G96 S30;

N300 G00X20.0 Z8.0;定位到車螺紋始點

N310 G92 X19.2 Z-23.0 F1.5;車螺紋,走刀1次

N320 X18.7;車螺紋,走刀2次

N330 X18.3;車螺紋,走刀3次

N340 X18.05;車螺紋,走刀4次

N350 G00 X100.0 Z200.0;快速回到換刀點

N360 T0202;換切槽刀

N370 G96 S60;

N380G00 X50.0 Z-100.0;定位到切斷始點

N390 G01 X-1.0 F0.08;切斷

N400 G04 P1000;停1s

N410 G00 W5.0;快速退刀

N420 X100.0 Z200.0;回到換刀點

N430 T0200;取消刀補

N440 M30;程序結束

第三節 內外圓表麵的數控車削加工綜合訓練

很多機器零件如齒輪、軸套、帶輪等,不僅有外圓柱麵,而且有內圓柱麵,一般情況下,通常采用鑽孔、擴孔、車孔等方法加工內圓柱麵。車孔是車削加工的主要內容之一,可作為半精加工和精加工,車孔後的精度一般可達IT7~IT8,表麵粗糙度可達Ra1.6~3.2μm。

1.任務引入

帶有階梯孔的零件,材料為鋁合金,材料規格為Φ盞50mm×30mm,其中毛坯軸向餘量為5mm,按圖紙要求完成該零件的加工。

2.車孔時的技術問題

(1)增加內孔車刀的剛性可采取以下措施

① 盡量增加刀柄的截麵積,通常內孔車刀的刀尖位於刀柄的上麵,這樣刀柄的截麵積較小,還不到孔截麵積的1/4,若使內孔車刀的刀尖位於刀柄的中心線上,那麼刀柄在孔中的截麵積可大大地增加。

② 盡可能縮短刀柄的伸出長度,以增加車刀刀柄剛性,減小切削過程中的振動,此外還可將刀柄上下兩個平麵做成互相平行,這樣就能很方便地根據孔深調節刀柄伸出的長度。

(2)解決排屑問題主要是控製切屑流出方向。精車孔時要求切屑流向待加工表麵,稱前排屑。為此,應采用正刃傾角的內孔車刀;而加工盲孔時,則應采用負的刃傾角,使切屑從孔口排出。

(3)編程注意事項數控車削內孔的指令與外圓車削指令基本相同,關鍵應該注意外圓柱在加工過程中是越加工越小,而內孔在加工過程中是越加工越大,這在保證尺寸方麵尤為重要。對於內外徑粗車循環指令G71,在加工外徑時餘量U為正,但在加工孔時餘量U應為負。

3.工藝分析

該零件表麵由內外圓柱麵、圓弧等表麵組成,工件在加工的過程中要進行兩次裝夾才能夠完成加工,同時根據在加工有孔的軸(套)類零件時一般按照先進行內腔加工工序,後進行外形的加工工序的原則應該首先進行孔的加工然後進行其他麵的加工。

4.操作步驟及加工程序

(1)工件裝夾內孔加工時以外圓定位,用三爪自定心卡盤夾緊。

(2)內孔車刀(鏜刀)的對刀內孔刀對刀之前內孔已經鑽削完成,此時應調用所需的內孔車刀,靠近工件。首先對Z軸,刀具刀尖接近工件外端麵,試切削工件外端麵,然後在工件補正界麵內輸入Z0測量,Z軸對刀完成;X軸對刀,沿Z軸切削工件內孔表麵,沿Z軸切削深度控製在10mm左右,刀具沿Z向退刀,主軸停轉,測量工件內孔直徑,在工件補正界麵內輸入X測量值即可完成X軸對刀。有時,也可以借助心軸等輔助工具進行間接的X向對刀。

(3)加工工藝設計該零件的機械加工工步順序、所用刀具及切削用量。

(4)數控加工程序

O0013;

G90;絕對坐標編程

G95;轉化為每轉進給

M03 S400;主軸正轉400r/min