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轧辊零件数控车削工艺设计及编程举例(两种方案)

       2023-05-20 来源:互联网热度:22评论:0
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    核心提示:如图2-20所示轧辊工件,毛坯为φ55㎜×18㎜盘料,φ12+0。05 ㎜内孔及倒角和左右两端面已加工过,材料为45钢。编程之一采用阶梯切削路线编程法,刀具每次运动的位置都需编入程序,程序较长,但刀具切削路径短,效率高,被广泛采用。1.根据零件图样要求、毛坯及前道工序加工情况,

如图2-20所示轧辊工件,毛坯为φ55㎜×18㎜盘料,φ12+0。05 ㎜内孔及倒角和左右两端面已加工过,材料为45钢。

编程之一

采用阶梯切削路线编程法,刀具每次运动的位置都需编入程序,程序较长,但刀具切削路径短,效率高,被广泛采用。

1.根据零件图样要求、毛坯及前道工序加工情况,确定工艺方案及加工路线

1)以已加工出的φ12+0。005㎜内孔及左端面为工艺基准,用长心轴及左端面定位工件,工件右端面用压板、螺母夹紧,用三爪自定心卡盘夹持心轴,一次装夹完成粗精加工。

2)  工步顺序

① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线,为编程时数值计算方便,圆弧部分可用同心圆车圆弧法,分四刀切完;圆锥部分用相似斜线车锥法分三刀切完。

② 自右向左精车外轮廓面。

2.选择机床设备

根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CJK6136D型数控卧式车床。

3.选择刀具

根据加工要求,考虑加工时刀具与工件不发生干涉,可用一把尖头外圆车刀(或可转位机夹外圆车刀)完成粗精加工。

4.确定切削用量

切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定,详见加工程序。

5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点

确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,建立XOZ工件坐标系,如图2-20所示。

采用手动对刀方法把工件右端面与毛坯外圆面的交点A作为对刀点,如图2-20所示。采用MDI方式操纵机床,具体操作步骤如下:

1)回参考点操作 

采用ZERO(回参考点)方式进行回参考点的操作,建立机床坐标系。

2)试切对刀 

主轴正转,先用已选好车刀的刀尖紧靠工件右端面,按设置编程零点键,CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零(即X0,Z0);然后退刀,再将工件外圆表面车一刀,保持X向尺寸不变,Z向退刀,当CRT上显示的Z坐标值为零时,按设置编程零点键,CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零(即X0,Z0)。系统内部完成了编程零点的设置功能,即对刀点A为编程零点,建立了XAZ′工件坐标系。停止主轴,测量工件外圆直径D,若D测得φ55㎜。

3)建立工件坐标系 

刀尖(车刀的刀位点)当前位置就在编程零点上(即对刀点A点),现为编程方便,把工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,要建立XOZ工件坐标系。则可执行程序段为G92  X27.5  Z0,CRT将会立即变为显示当前刀尖在XOZ工件坐标系中的位置,X坐标值为27.5,Y坐标值为0。即数控系统用新建立的XOZ工件坐标系取代了前面建立的XAZ′工件坐标系。 

换刀点设置在XOZ工件坐标系下X15 Z150处。

6.编写程序(该程序用于CJK6136D车床)

按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下(该系统X方向采用半径编程):

N0010  G92  X27.5  Z0                           ;建立XOZ工件坐标系

N0020  G00  Z2  S500  M03

N0030  X27                                      ;车外圆得φ54㎜

N0040  G01  Z-18.5  F100

N0050  G00  X30

N0060  Z2

N0070  X25.5                                    ;粗车一刀外圆得φ51㎜

N0080  G01  Z-10  F100

N0090  G91  G02  X1.5  Z-1.5  I1.5  K0          ;粗车一刀圆弧得R1.5㎜

N0100  G90  G00  X30

N0110  Z2

N0120  X24                                      ;粗车二刀外圆得φ48㎜ 

N0130  G01  Z-10  F100

N0140  G91  G02  X3  Z-3  I3  K0                ;粗车二刀圆弧得R3㎜

N0150  G90  G00  X30

N0160  Z2

N0170  X22.5                                    ;粗车三刀外圆得φ45㎜

N0180  G01  Z-10  F100 

N0190  G91  G02  X4.5  Z-4.5  I4.5  K0          ;粗车三刀圆弧得R4.5㎜

N0200  G90  G00  X30

N0210  Z2

N0220  X21                                      ;粗车四刀外圆得φ42㎜

N0230  G01  Z-4  F100

N0240  G91  X1.5  Z-1.5                         ;粗车圆锥一刀

N0250  G90  G00  X25

N0260  Z2

N0270  X19.5                                    ;粗车五刀外圆得φ39㎜

N0280  G01  Z-4  F100

N0290  G91  X3  Z-3                             ;粗车圆锥二刀

N0300  G90  G00  X25

N0310  Z2

N0320  X18                                      ;精车外轮廓

N0330  G01  Z0  F150  S800

N0340  G91  X1  Z-1

N0350  Z-3

N0360  X3  Z-3

N0370  Z-3

N0380  G02  X5  Z-5  I5  K0

N0390  G01  Z-2

N0400  X-1  Z-1

N0410  G90  G00  X30

N0420  Z150

N0430  M02

编程之二

采用精加工轮廓循环编程法,程序较短,编程也较容易,关键是准确确定循环体中的进刀、退刀量及循环次数,但刀具空行程较多,加工效率低,较适合外形轮廓复杂的工件。

上一零件还可采用精加工轮廓循环加工编程,如图2-21所示,每次循环刀具运动路线为A→B→C→D→E→F→G→H→I→J,走完一次循环后判别循环次数,若次数不够,则继续执行,直至循环结束。

循环次数N的确定:N=Δ/ap

其中:

Δ----最大加工余量

ap----每次背吃刀量

若N为小数,则用“去尾法”取整后再车一刀。

加工如图2-20所示的零件时,设起刀点A点,在工件坐标系下的坐标值为X27.5 Z0,最终刀具的位置为X18 Z0,因此X向的最大余量Δ=(27.5-18)=9.5㎜,取每次吃刀量ap=0.95㎜,则循环次数N=10。

循环体中除包括刀具的精加工轮廓轨迹以外,还包括刀具X向退刀、Z向退刀和X向进刀。X、Z向的进刀、退刀量可根据零件尺寸及刀具路线来确定。对如图3-19所示的零件,X向退刀量取2㎜,Z向退刀量确定为18㎜,X向进刀量为[(52-36)/2+2] ㎜=10㎜。

注意:采用循环编程必须使用G91指令,精加工轮廓循环加工程序如下(该程序用于CJK6136D车床):

N0010  G92  X27.5  Z0                           ;建立XOZ工件坐标系

N0020  G91  G01  X-0.95  Z0  F100  S800  M03    ;X向每次背吃刀量0.95㎜

N0030  X1  Z-1                                  ;精加工轮廓开始

N0040  Z-3

N0050  X3  Z-3

N0060  Z-3

N0070  G02  X5  Z-5  I5  K0

N0080  G01  Z-2

N0090  X-1  Z-1                                 ;精加工轮廓结束

N0100  G00  X2                                ;X向退刀2㎜

N0110  Z18                                      ;Z向退刀18㎜

N0120  X-10                                     ;X向进刀10㎜

N0130  G26  N0020.0120.9             ;循环加工

N0140  G90  G00  Z150

N0150  M02


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