① T02的X、Y軸不需要重新對刀。
② 控製T02刀具接近工件上表麵的Z軸定位器(或塊規)後,改用手輪微調控製T02刀具接觸Z軸定位器(或塊規)上表麵,直到其指針指示到零位(或將刀具底端麵慢慢接觸到塊規上表麵,並使塊規在刀具和工件上表麵之間移動時有一定的阻力);記錄此時CRT屏幕上的Z軸坐標值,如69.346。將此值減去Z軸定位器(或塊規)的高度值50.0mm即可得到T02刀具的長度補償值H02=69.346-50.0=19.346。將此值輸入到2號刀具的長度補償地址中,這樣就完成了T02刀具的對刀操作。其他非基準刀具的對刀操作與此類似,不再贅述。
二、對刀注意事項
在對刀操作過程中需注意以下問題:
(1)根據加工要求采用正確的對刀工具,控製對刀誤差。
(2)在對刀過程中,可通過改變微調進給量來提高對刀精度。
(3)對刀時需小心謹慎操作,尤其要注意移動方向和移動速度,避免發生碰撞危險。
(4)對刀數據一定要存入與程序對應的存儲地址,防止因調用錯誤而產生嚴重後果。
(5)要注意輸入的刀具補償值的大小和正負號要準確,以免影響加工精度甚至發生撞刀事故。
第四節 零件加工操作實例
編製零件的加工程序。工藝條件:工件材質為45鋼,毛坯為90mm×90mm×20mm的立方體。
一、工藝分析
1.確定加工工藝
由於此工件隻需銑削外輪廓,外輪廓又都僅為平麵輪廓,並不複雜,輪廓尺寸變化也不大,所以通過改變刀具半徑來對零件外輪廓進行粗、精加工各一次,就基本可以達到零件的精度要求;精銑加工餘量單邊取0.3~0.5mm。
以工件上平麵中心為工件編程原點編製數控銑削加工程序;起刀點選定在工件坐標係中的位置為(-65,0,80),采用延長線切入和延長線切出的方法順時針銑削加工。
2.刀具和夾具選擇
由於工件材料為45鋼,因此切削刀具選擇Φ盞16mm的高速鋼立銑刀;夾具選擇機用平口台虎鉗。
二、程序設計
程序設計如下:
%0001
N10 G90 G17 G21 G94 G54;工藝加工參數設置
N15 G00 Z80 S420 M03;刀具快速至起刀點,主軸正轉
N20 X-65 Y0;
N25 G01 Z-8 F65 M08;
N30 G41 G01 X-40 D01;
N35 Y40 C8;
N40 X-15;
N45 G03 X15 R25;
N50 G01 X40 R10;
N55 Y10;
N60 X30;
N65 G03 Y-10 R10;
N70 G01 X37.5;
N75 Y-40 C10;
N80 X10 R6;
N85 Y-28;
N90 G03 X-10 R10;
N95 G01 Y-40 R6;
N100 X-40 R12;
N105 Y-10;
N110 X-30;
N115 G03 Y10 R10;
N120 G01 X-50;
N125 G40 G01 X-80 Y0 M09;
N130 G00 Z80 M05;
N135 M30;
三、機床操作
1.加工準備步驟
(1)閱讀零件圖,並按毛坯圖檢查坯料的尺寸。
(2)將機床強電櫃上的總電源撥鈕開關撥至“ON”,接通電源,顯示屏由黑屏變為有文字顯示。
(3)按住急停鍵並順時針旋轉一下,解除急停報警,係統完成上電複位。
(4)如果係統顯示的當前工作方式不是回零方式,按一下控製麵板上麵的回參考點,使係統處於回參考點工作方式。
(5)按下機床控製麵板上的,這時機床快速移動,X軸回到參考點後,按鍵內的指示燈亮。用同樣的方法可以使Y、Z軸回參考點。回參考點後,即建立了機床坐標係。
(6)按一下,係統處於手動方式,同時按下和,使工作台重心沿-X方向移動。同樣的方法使工作台重心沿-Y、-Z方向移動。
2.安裝夾具
加緊工件時,用平行墊鐵墊起毛坯,零件的底麵要保證墊出一定厚度的標準塊,用機用平口台虎鉗裝夾工件,使毛坯上表麵伸出鉗口10~13mm。定位時,要用百分表調整工件與機床X軸的平行度,控製約為0.02mm。
3.程序輸入
(1)在屏幕下方功能主菜單操作界麵下按F3鍵進入“新建程序”功能子菜單。
(2)輸入文件名“%PUPU”。
(3)按。鍵入程序號“%0001”,按;換行後再輸入下一個程序段內容。
(4)同理,零件程序中餘下的程序一一輸入。
(5)程序輸入完畢,按下編輯程序子菜單中的“保存程序F4”下方軟鍵後F4軟鍵泛藍。
(6)按,程序存入磁盤。
4.對刀操作步驟
(1)X、Y向對刀
① 安裝尋邊器。
② 將主軸旋轉(轉速不宜過高,一般在300r/min之內),在工件上方將尋邊器快速移至工件左方,Z軸下降到一定深度,在手輪方式下將尋邊器與工件側麵接觸,快接近工件側麵時,要降低手輪倍率,此時記下機床X坐標X1。
③ 抬刀,Z軸移動至工件上方,使主軸旋轉,在工件上方將尋邊器快速移至工件的右方,Z軸下降到一定深度,在手輪方式下將尋邊器與工件側麵接觸,此時記下機床X坐標X2。
④ 手動抬刀,Z軸移動至工件上方。計算(X1+X2)/2的值,此值即為工件中心與機床坐標原點在X向的零點偏移值,記下此值。
⑤ 同樣的方法,可找出工件中心與機床坐標原點在Y向的零點偏移值,記下此值。
(2)Z軸對刀
① 卸下尋邊器,安裝切削刀具。安裝時要嚴格按照裝刀步驟來執行,並要檢查刀具安裝的牢固程度。
② 用已知厚度的塞尺、滾動的標準刀柄或Z軸定位器作為刀具與工件的中間襯墊以保護工件表麵。在手輪方式下將刀具端齒與工件上的Z軸定位器(塞尺或滾動的標準刀柄),接觸至調整好的Z軸定位器零點,這時記錄下屏幕上顯示的Z向機床坐標值Z1,然後將Z1的值加上Z軸定位器的高度值(或塞尺厚度、標準刀柄直徑)計算出刀具的Z向零點偏移值。
5.刀具參數設置
(1)坐標係偏置值設置
① 在係統功能主菜單下按下“設置F5”功能軟鍵,進入設置功能子菜單。
② 在設置功能子菜單下,按下“坐標係設定F1”功能軟鍵,顯示坐標係手動數據設定圖形窗口,首先顯示G54坐標係數據。
③ 根據加工程序中所選擇的工件坐標零點偏置寄存器號,本程序中選定的是G54。
④ 在“坐標值:”命令行中輸入上麵對刀時所記錄下來的X、Y、Z零點偏置值,輸入“X-455.717 Y-250.664 Z-107.392”。
⑤ 按,X、Y、Z的工件零點偏置值在G54窗口顯示區域顯示。
(2)輸入刀具補償參數
① 在係統功能主菜單下,按下“刀具補償F4”軟鍵,屏幕下方顯示刀具補償畫麵。
② 在刀具補償子功能菜單中,按下子功能“刀補表F2”軟鍵,進行刀補數據設置,圖形顯示窗口將出現刀補數據。
③ 光標鍵和翻頁鍵,移動藍色亮條選擇要編輯的選項。
④ 按,藍色亮條所指刀具數據的顏色和背景都發生變化,同時有一光標在閃爍。
⑤ 用、、、鍵和數字鍵進行編輯修改。輸入粗加工時的刀具半徑8.5;精加工時,將刀具半徑值改為8.0。
⑥ 編輯修改完畢,按,在刀具半徑顯示區顯示輸入的半徑值。
6.程序模擬調試
程序輸入後,首先應進行程序測試和運行軌跡檢查。
(1)按下操作麵板上的自動運行鍵。
(2)按下係統功能主菜單中“程序F1”功能軟鍵,選擇需進行模擬調試的程序並將它置為當前程序。
(3)按下程序功能子菜單下的“程序校驗F5”功能軟鍵,F5軟鍵區域變藍,進入檢查運行軌跡模式。
(4)多次按下係統功能主菜單下的“顯示切換F9”功能軟鍵,直到屏幕切換為顯示軌跡模擬窗口畫麵為止。
(5)按下操作麵板上的循環啟動鍵,即可觀察數控程序的運行軌跡,檢查刀具運動是否正確。若加工路徑有錯,可回到加工程序編輯狀態進行修改;修改好後再進行模擬加工直到完全正確為止。
7.工件試切削加工
(1)按下機床控製麵板上的。
(2)選擇數控程序%PUPU。
(3)通過倍率開關調整適當的主軸轉速和進給速度。
(4)按下機床控製麵板上的,則程序單段運行加工。觀察有無異常,如無,再次按下機床控製麵板上的循環啟動鍵,如此循環,直到零件加工結束;如果出現異常現象,應立即退出檢查,直到消除異常,再進行試切削。
如中途需暫停,按鍵使自動運行暫停;如中途出現緊急情況,可按急停按鈕,終止程序運行。
8.尺寸測量
(1)程序執行完畢後,將刀具退回換刀點,機床自動停止。用外徑千分尺(或遊標卡尺)測量外輪廓尺寸。
(2)如零件的輪廓尺寸和長度尺寸與實際尺寸有偏差,應根據實際測量值修改刀具補償值;然後重新執行程序,再次加工工件,直到達到加工要求。
修改刀偏值方法是:按“刀具表”軟鍵進入刀具表麵,把光標移到要變更的刀具半徑顯示區域,按鍵,半徑區域泛白;鍵入半徑值,按鍵,確認輸入半徑值。例:用Φ盞16立銑刀粗銑輪廓後,經測量外輪廓尺寸為81.02mm,外輪廓精加工餘量為1.02,粗加工時的刀具半徑值為8.5,因此將刀具半徑修改為7.99(精加工刀具半徑)=8.5(粗加工刀具半徑)-1.02/2(精加工單邊餘量)。
9.結束加工
(1)加工完畢,取下工件,去毛刺,倒棱。
(2)對照圖樣上標注的尺寸和技術要求進行檢驗測量,並對測量結果進行質量分析,如不合格,找出原因,采取措施。如為批量生產,則可以進行批量加工。
(3)擦拭機床,整理工具、夾具、量具、刃具、清潔周圍環境及關機。
四、工件安裝前注意事項
(1)機床通電後,檢查各開關、按鈕是否正常、靈活,機床有無異常現象。
(2)檢查電壓、油壓、氣壓是否正常,有手動潤滑的部位要先進行手動潤滑。
(3)各坐標軸手動回參考點(機床原點)。若某軸在回參考點位置前已處在零點位置,必須先將該軸移動到距離原點100mm以外的位置,再進行手動回零。
(4)在進行工作台回轉交換時,台麵、護罩、導軌上不得有異物。
(5)為了使機床達到熱平衡狀態,必須使機床空運轉15min以上。
(6)程序輸入完畢後,應認真校對,確保無誤。包括代碼、指令、地址、數值、正負號、小數點及語法的查對。
(7)按工藝規程安裝找正夾具。
(8)正確測量和計算工件坐標係,並對所得結果進行驗證和驗算。
(9)將工件坐標係輸入到偏置頁麵,並對坐標、坐標值、正負號及小數點進行認真核對。
(10)未裝工件以前,空運行一次程序,看程序能否順利執行,刀具長度選取和夾具安裝是否合理,有無超程現象。
五、工件安裝注意事項
(1)刀具補償值(長度、半徑)輸入偏置頁麵後,要對刀具補償號、補償值、正負號、小數點進行認真核對。
(2)裝夾工件,注意螺釘壓板是否妨礙刀具運動,檢查零件毛坯和尺寸超常現象。加工時要注意刀具是否會銑傷鉗口等。
(3)檢查各刀頭的安裝方向及各刀具旋轉方向是否符合程序要求。
(4)查看各刀杆前後部位的形狀和尺寸是否符合加工工藝要求,是否會碰撞工件與夾具。
(5)刀頭尾部露出刀杆直徑部分,必須小於刀尖露出刀杆直徑部分。
(6)檢查每把刀柄在主軸孔中是否都能拉緊。
六、工件試切注意事項
(1)無論是首次加工的零件,還是周期性重複加工的零件,首先都必須照圖樣工藝、程序和刀具調整卡,進行逐把刀逐段程序的試切。
(2)單段試切時,快速倍率開關必須置於較低。
(3)每把刀首次使用時,必須先驗證它的實際長度與所給補償值是否相符。
(4)在程序運行中,要重點觀察數控係統上的以下幾種顯示。
坐標顯示:可了解目前刀具運動點在機床坐標係及工件坐標係中的位置,了解這一程序段的運動量、還剩餘多少運動量等。
寄存器和緩衝寄存器顯示:可看出正在執行程序段的各狀態指令和下一程序段的內容。
主程序和子程序顯示:可了解正在執行程序段的具體內容。
(5)試切進刀時,在刀具運行至工件表麵30~50mm處時,必須在保持進給的狀態下,驗證坐標軸剩餘坐標值和X、Y軸坐標值與圖樣是否一致。
(6)對一些有試刀要求的刀具,采用“漸進”的方法。如鏜孔,可先試鏜一小段長度,檢測合格後,再鏜到整個長度。使用刀具半徑補償功能的刀具數據,可由小到大,邊試切邊修改。
七、工件加工過程注意事項
(1)加工中重磨刀具和更換刀具輔具後,一定要重新測量刀長並修改刀補值和刀補號。
(2)程序檢索時應注意光標所指位置是否合理、準確,並觀察刀具與機床運動方向坐標是否正確。
(3)程序修改後,對修改部分一定要仔細計算、認真核對。
(4)進行手搖進給和手動連續進給操作時,必須檢查各種開關所選擇的位置是否正確,弄清正負方向,認準按鍵,然後再進行操作。
第五節 簡單零件的數控銑削加工
一、內外輪廓銑削實例
用一毛坯尺寸為72mm×42mm×5mm板料,加工零件。
1.工藝分析
可以看出,該零件是由內外直線和圓弧組成,工件坐標係原點(X,Y)設定距毛坯右邊和底邊均21mm處,其Z坐標定在毛坯表麵,裝卡與定位方法,圖中的數字表示加工順序。
為編程操作簡單方便,采用調用不同的半徑補償值的方法來實現粗、精加工。其刀具及切削用量選擇。
2.零件加工程序
(1)加工內輪廓程序
%1234;
N10 G90 G21 G40 G80;
N20 G28 X0 Y0 Z0;刀具回參考點
N30 G92 X-300 Y80 Z0;設定工件坐標係原點坐標
N40 G00 G41 X-56 Y-13 Z0 D01;建立刀具半徑補償D01,刀具移至點2
N50 G43 Z50 H01;建立刀具長度補償
N60 M08;
N70 M03 S1000;
N80 G01 Z-5.5 F120;Z軸以120mm/min速度下刀至-5.5mm處
N90 X0;直線插補至點3
N100 G03 X0 Y13 R13;圓弧插補至點4
N110 G01 X-56;直線插補至點5
N120 Y-13 D02 S1500 F100;直線插補至點2,建立刀具半徑補償D02
N130 X0;直線插補至點3
N140 G03 X0 Y13 R13;
N150 G01 X-56;
N160 G00 Z20 M05;抬刀
N170 M09;
N180 G28 X0 Y0;回參考點
N190 M30;
(2)加工外輪廓程序
%1235;
N10 G90 G20 G40 G80;
N20 G28 X0 Y0 Z0;
N30 G92 X-300 Y80 Z0;
N40 G00 G41 X-56 Y20 Z0 D01;建立刀具半徑補償D01,刀具移至點7
N50 G43 Z50 H01;
N60 M08;
N70 M03 S1000;
N80 G01 Z-5.5F120;
N90 X0;直線插補至點8
N100 G02 Y-20 R20;圓弧插補至點9
N110 G01 X-50;直線插補至點10
N120 Y20;直線插補至點7
N130 G28 X0 Y0;回參考點
N140 G00 X-56 Y20 D02;刀具移至點7,建立刀具半徑補償D02
N150 G01 X20 S1500 F100;直線插補至點8
N160 G02 X0 Y-20 R13;圓弧插補至點9
N170 G01 X-50;直線插補至點10
N180 Y20;直線插補至點6
N190 G00 Z20 M05;
N200 M09;
N210 G28 X0 Y0;
N220 M30;
二、槽形零件的編程與加工
其毛坯為四周已加工的鋁鑄件(厚為20mm),加工螺紋孔和槽,槽深2mm。
1.工藝分析
該槽形零件除了槽需加工外,還有螺紋孔的加工。其工藝安排為“鑽孔擴孔攻螺紋銑槽”。
2.程序清單及說明
N01 G21;設定單位為mm(毫米)
N05 G40 G49 G80 H00;取消刀補和循環加工
N10 G28 X0 Y0 Z50;回參考點
N15 M00;開始Φ盞5mm鑽孔
N20 M03 S1500 M08;
N25 G90 G43 H01 G00 X0 Y20.0 Z10.0; 快速進到R點,建立長度補償
N30 G81 G99 X0 Y20.0 Z-7.0 R2.0 F80;循環鑽孔,孔深7mm,返回R點
N35 G99 X17.32 Y10.0;
N40 Y-10.0;
N45 X0 Y-20.0;
N50 X17.32 Y-10.0;
N55 G98 Y10.0;
N60 G80 M05;取消循環鑽孔指令、主軸停
N65 G28 X0 Y0 Z50;回參考點
N70 G49 M00;開始擴孔
N75 M03 S2000;
N80 G90 G43 H02 G00 X0 Y20.0 Z10.0;
N85 G83 G99 X0 Y20.0 Z-12.0 R2.0 Q7.0 F100;循環擴孔
N90 X17.3 Y10.0;
N95 Y-10.0;
N100 X0 Y-20.0;
N105 X-17.32 Y-10.0;
N110 G98 Y10.0;
N115 G80 M05;取消循環擴孔指令、主軸停
N120 G28 X0 Y0 Z50;
N125 G49 M00;開始攻螺紋
N130 M03 S200;
N135 G90 G43 H03 G00 X0 Y20.0 Z10.0;
N140 G84 G99 X0 Y20.0 Z-8.0 R5.0 F200;G84循環攻螺紋
N145 X17.32 Y10.0;
N150 X0 Y-20.0;
N155 X-17.32 Y-10.0;
N160 G98 Y10.0;
N165 G80 M05;取消螺紋循環指令、主軸停
N170 G28 X0 Y0 Z50;
N175 G49 M00;銑槽程序
N180 M03 S2300;
N185 G90 G43 G00 X-30.0 Y10.0 Z10.0 H04;
N190 Z2.0;
N200 G01 Z0 F180;
N205 X0 Y40.0 Z-2.0;
N210 X30.0 Y10.0 Z0;
N215 G00 Z2.0;
N220 X-30.0 Y-30.0;
N225 G01 Z-2.0 F100;
N230 X30.0;
N235 G00 Z10.0 M05;
N240 G28 X0 Y0 Z50;
N245 M30;
三、型腔加工實例
已知某內輪廓型腔,要求對該型腔進行粗、精加工。材料為45鋼。
1.工藝分析
工件裝夾:采用平口鉗裝夾。
加工路線的確定:粗加工分三層切削加工,底麵和側麵各留0.5mm的精加工餘量。粗加工從中心工藝孔垂直進刀,向周邊擴展。所以,應在腔槽中心鑽好Φ盞20mm工藝孔。
加工刀具的確定:粗加工采用Φ盞20的立銑刀,精加工采用Φ盞10mm的鍵槽銑刀。
2.確定加工坐標原點
根據零件圖,可設置程序原點為工件中心的下表麵。
3.編程加工程序
%0001
G40 G90 G80 G49 G69;設定加工初始化狀態