数控编程实习(精选7篇)
其所用主要设备的工作原理,以生产实践获的感性知识.二.实习内容
1;安全生产操作规程:听老师讲解有关工业安全方面的知识.遵守操作规程才是安全的保障.a,进入工作场地须戴好劳动防护用品,女生须戴好工作帽.b,上班前须先对机床和润滑系统注油.检查机床分机构的完好性.手柄位置的正确性;启动后应使主轴低
速空转1-2分钟,等机床正常后才能工作.c,工作中需要变速的必须先停车.变换走刀箱,手柄位置要低速时进行.使用电器开的机床不准用正,反车
作紧急停车,以免打坏齿轮.d,不允许在卡盘上及床身导轨上敲击校直工作,床面上不准放置工具或工作.e,更换卡盘或装夹较重工作时,应用木版保护床面如工件不卸,应用千斤顶支承.2;机床类型和主要技术参数:CNC6132
床身上最大回转直径--340mm
最大加工长度--750mm
主轴通孔直径--52mm
主轴转速--100-2100r.p,m
纵向进给最大速度--3m/min
横向进给最大速度--3m/min
X 轴定位精度--±0.01
Z 轴定位精度--±0.02
X 轴重复定位精度--0.005mm
Z 轴重复定位精度--0.01mm
主电机功率--4kw
指令方式---绝对值 / 增量值
最大编程尺寸--±9999.999
零件程序贮存量 / 程序量--6KB
刀架刀数值---4
3;机床结构的组成部分:车床主要由变速箱、主轴箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、卡盘,刀架、尾座、床
身、丝杆、光杆和操纵杆/操作面板(显示器`软键盘)组成.调速方式:变速齿轮调速方式,带传动方式,两个电动机分别驱动调速方式.4;刀具的选折:数控刀具的选择决定了切削用量的确定,是数控加工工艺中的重要过程.它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量,同时也对操作者安全问题有影响.应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具.因此刀具的选折很重要.5;我们所用的刀具材料和刀具有:高速钢刀具;硬质合金刀具等.外圆刀.螺纹刀和切断刀.6;要根据被加工工件的形状来选刀具:要考虑零件是否能够加工出来,以避免少切后者过切的现象.结合工件材料来选折刀具,考虑工件材料个刀具材料的硬度,选好刀具才能进行加工,避免在切削过程中出现打刀问题.根据机床主轴转数和切削用量来选折刀具
7;编程和输入程序: 按照老师给我的工件图纸和尺寸进行编写,我们常用到的主要编程指令有/G90,G71,G72,G73.和程序主要字符:O程序名,T刀具符号,M字符:M03主轴顺时针旋转;F字功能用于控制
数控技术是一门新兴的学科,它有别于传统学科,非常注重注重知识的运用,在具体学习过程中比较难于把握,所以,针对以上问题,我们做出了如下建议:
1 改变教学方法,改善课堂氛围
数控技术相对来说,是一门比较枯燥的学科,因为它的理论化比较强,需要学生在课堂上接受大量的理论知识,传统的教学方式已经无法完全满足学生门的需求,在课堂教学中,我们可以引进一些新的教学方法,这样做不仅改变传统的枯燥的教学模式,还能使学生在愉悦的范围内更加容易接受新鲜的事物,更具有学习上的主动性。
对一些容易引起争议的问题可运用提问技巧进行提问,让学生进行讨论,比如讲NC代码的规范定义中,提出如果数控系统功能增多了,超过100种,该如何定义?字地址、功能字的含义能否改变?不同的数控系统是否能完全统一?现有代码有无不足?能否用新的代码来取代?在讲解刀具半径补偿时,提出能否用相同的程序完成零件的粗精加工等。在讲课时,如果能较好地运用提问法,就能加强与学生的双向交流,活跃课堂气氛。因此,在备课时,应设计一些具有思考性、启发性的问题,在课堂上通过点名提问或自由抢答的形式和学生进行互动。
2 现代教学方法的引用
在授课时发现教材上的一些内容很具体,但缺乏新意,有些内容很容易讲述,但是初学者很难理解。学生对于对刀、走刀轨迹、设置刀具偏置等问题的理解仅停留在表面上,好像知道了,但是应用时往往出问题,对于这样的问题在教学中如果只采用讲述是达不到很好的效果的。
在授课时可应用多媒体课件和数控编程模拟软件,经过多媒体动画演示后,学生不但清楚了了对刀的过程,走刀路线,也理解了这项工作的本质和意义及其重要性。在教学活动中引入多媒体技术使课堂的气氛也活跃了起来,而这从静态的讲述到动态的演示、从书本上的文字到屏幕上的动画,这一变提高了学生的理解能力,也让枯燥的讲述过程变成了互相的交流。
3 理论实践一体化
实现理论实践的一体化,包含两个方面的内容:
3.1 教师教学的理论实践一体化
在以往的教学中,理论课教师主要以教材为依据,传授专业理论知识,而实习指导老师主要依靠经验指导实习,出现理论教学与实践教学侧重点各有不同,甚至相互脱节的现象,使学生难以形成一个完整的专业概念。为从根本上提高整体教学质量,可以对教师进行系统的培训,使得专业教师能够上机床,实习老师能够上讲台,并逐渐实现由各科专业老师结合本学科的教学重点组织实践内容,安排具体实践时间,实习老师辅助教学,专业老师全程负责的实践教学模式,这样使得所学理论能够及时在实践中得到应用,使学生更好的体会到理论在实践中的作用,而在实践中发现了问题,教师可以立即进行纠正讲解,使实践更加规范正确,从而取得较好的教学效果。
3.2 学生学习的理论实践一体化
在理论教学中应加强与实践的紧密结合,教师在理论的讲解中尽量多的应用实物教具或带领学生到操作现场进行观察,并在学习中注重理论与实践的相互渗透,例如在编程学习中,教师对学生作业的批改不仅是体现在纸上,而是要进一步指导学生对模拟加工出的零件进行分析,指出程序中不合理的地方,对学生加以指导。
教师的主要职责,古语有云“传道、授业、解惑”,如何理解这句话的真正含义呢,在机器制造业日益发展的今天,教师的职责不仅仅停留在传授文化知识方面,而是要进一步培养学生们的动手能力和实践能力,指出学生们学习上的不足之处。在此同时,教师也应积极提升自身的素质,只有在不断提高自己,才能保证教学质量的提高,提高教学水平。
摘要:列举了在《数控编程》教学中出现的一些问题,针对这些问题从改变讲述知识的方法、引用现代教学方法及教师提高自身素质实现理论实践一体化等方面介绍了提高教学质量的方法。
关键词:数控,教学教改,模拟
参考文献
[1]米国发.数控加工实训指导书[M].河南理工大学工程训练中心,2004.
要充分发挥数控车床的作用,关键是编程,即根据不同零件的特点和精度要求,编制合理、高效的加工程序。下面笔者以HNC-21/22T系统为例,就数控车削加工中手工编程技巧问题进行一些探讨。
1 正确选择程序原点
在数控车削编程时,首先要选择工件上的一点作为数控程序原点,并以此为基准建立一个工件坐标系。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单,尺寸换算少,引起的加工误差小等条件。通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面的交点上,尽量使编程基准与设计、装配基准重合。
2 合理选择进给路线
2.1 尽量缩短进给路线,减少空走刀行程,提高生产效率
1)巧用起刀点。如在循环加工中,根据工件的实际情况,在确保安全和满足换刀的前提下,使起刀点尽量靠近工件,减少空走刀行程,缩短进给路线。
2)在编制复杂轮廓的加工程序时,通过合理安排“回零”路线,使前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量短,以缩短进给路线,提高生产效率。
3)粗加工或半精加工时,毛坯余量较大,可采用合适的循环加工方式,以最短的切削进给路线,减少空行程时间。
2.2 保证加工零件的精度和表面粗糙度要求
1)合理选取起刀点和切入方式,使切入过程平稳,没有冲击。精加工时,最终轮廓应安排在最后一次走刀,连续加工出来;减少在轮廓处停刀而留下刀痕;沿零件表面的切向切入和切出,避免划伤工件。
2)选择工件加工后变形较小的路线。对细长零件,应分几次走刀加工到最后尺寸。在确定轴向移动尺寸时,应考虑刀具的引入长度和超越长度。
2.3 保证加工过程的安全性要避免刀具与非加工面的干涉,并避免刀具与工件相撞。如槽的加工,编程时进退刀点应与槽垂直,进刀不能用“G00”,退刀时避免“X、Z”同时移动。
2.4 减少程序段数目和编制程序工作量如有固定的加工操作重复出现,可编写子程序随时调用。对形状一样、尺寸不同或工艺一样、数据不同的零件,可用宏指令编程,精简程序量。
3 准确掌握并合理应用各种循环切削指令
在HNC-21/22T数控系统中,数控车床有十多种循环加工指令。每一种指令都有各自的特点,工件加工后的精度有所不同,各自的编程方法也不同。在选择的时候要仔细分析,合理选用。如螺纹循环加工有两种指令:G32和G76。G32采用直进式进刀切削,螺纹中径误差较大,但牙形精度较高,一般用于小螺距高精度螺纹的加工。G76采用斜进式进刀切削,牙形精度较差,但工艺性比较合理,编程效率较高,适用于大螺距低精度螺纹的加工。结合它们的特点及适用范围,并根据工件的精度灵活地选用这些指令。如需加工高精度、大螺距的螺纹,则可采用G32、G76混用的办法,即先用G76粗加工,再用G32精加工。
4 灵活使用特殊G代码,保证零件的加工质量和精度
4.1 返回参考点G28、G29指令参考点是机床上的一个固定点,主要用作自动换刀或设定坐标系。刀具能否准确地返回参考点,是衡量其重复定位精度的重要指标,也是数控加工保证其尺寸精度的前提条件。 实际加工中,巧妙利用返回参考点指令,可以提高产品的精度。比如在加工主要尺寸之前,刀具可先返回参考点,再重新运行到加工位置,以保证加工的尺寸精度。
4.2 延时G04指令是人为地暂时限制运行的程序,实际加工中,G04指令可作一些特殊使用
1)大批量加工单件工时较短的零件时,启动按钮频繁使用,为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作,用G04指令代替首件后零件的启动。延时时间按完成单个零件的装卸时间设定,在操作人员熟练地掌握数控加工程序后,延时的指令时间可以逐渐缩短。零件加工程序设计成循环子程序,G04指令就设计在调用该循环子程序的主程序中。
2)丝锥攻螺纹时,用弹性筒夹头攻牙,以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断,并在螺纹底部设置G04延时指令,使丝锥作非进给切削加工,延时的时间需确保主轴完全停止,再反转后退。
3)主轴转速有较大变化时,可设置G04指令。目的是使主轴转速稳定后,再进行零件的切削加工,以提高零件的表面质量。
4.3 相对编程G91与绝对编程G90指令相对编程是以刀尖所在位置为坐标原点,即坐标原点经常在变换,那么连续位移时,必然产生累积误差。绝对编程在加工的全过程中,均有相对统一的基准点,即坐标原点,所以其累积误差较小。数控车削加工时,工件径向尺寸的精度比轴向尺寸高。在编制程序时,径向尺寸最好采用绝对编程,轴向尺寸采用相对编程,但对于重要的轴向尺寸,也可以采用绝对编程。此外,为保证零件的某些相对位置,按照工艺要求,进行相对编程和绝对编程的灵活使用。
分院:机电分院 班级:机制4班 姓名:宣
科 学号:20***3 日期:2016.12.21
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一,通常包括分析零件图样,确定加工工艺过程;计算走刀轨迹,得出刀位数据;编写数控加工程序;制作控制介质;校对程序及首件试切。有手工编程和自动编程两种方法。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。
本学期我分院布置了数控编程的实习任务为期2个周期共计2个课时,虽然时间短但是这次实习收益颇多。
每期的课堂讲座先是在机房进行理论学习然后下基地进行实践操作。
手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。利用一般的计算工具,通过各种三角函数计算方式,人工进行刀具轨迹的运算,并进行指令编制。这种方式比较简单,很容易掌握,适应性较大。使用于非模具加工的零件。
编程步骤
人工完成零件加工的数控工艺 分析零件图纸 制定工艺决策 确定加工路线 选择工艺参数 计算刀位轨迹坐标数据 编写数控加工程序单 验证程序 手工编程 刀轨仿真
优点
主要用于点位加工(如钻、铰孔)或几何形状简单(如平面、方形槽)零件的加工,计算量小,程序段数有限,编程直观易于实现的情况等。
缺点
对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件,刀具轨迹数据计算相当繁琐,工作量大,极易出错,且很难校对,有些甚至根本无法完成。
第 2 页 自动编程
定义
对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序,经过处理后生成加工程序,称为自动编程。
随着数控技术的发展,先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能,而且为编程提供了扩展数控功能的手段。FANUC6M数控系统的参数编程,应用灵活,形式自由,具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程,使加工程序简练易懂,实现普通编程难以实现的功能。
数控编程同计算机编程一样也有自己的“语言”,但有一点不同的是,现在电脑发展到了以微软的Windows为绝对优势占领全球市场.数控机床就不同了,它还没发展到那种相互通用的程度,也就是说,它们在硬件上的差距造就了它们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所以,当我要对一个毛坯进行加工时,首先要以我们已经拥有的数控机床采用的是什么型号的系统.①通过这次实习我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。
②在数控机床的生产装配以及调试上,具有初步的独立操作技能。
③在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。
④这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质数控编程实习心得体会
我们这次所做的课程设计的零件属于回转体类零件,由圆弧、圆锥面、倒角、内外螺纹、内孔、退刀槽等几部分组成,随着课程设计的做完,也将意味我的大学生活即将结束,但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面,曾经为解决课程设计上的问题,而去翻我所学专业的书籍,请教潘老师及其他同学。经过这段时间我真
正体会了很多,也感到了很多。
通过本次数控编程与工艺课程设计,我觉得在两年的大学生活里,我对本专业的认识还是不够,在大二下学期和本学期学院曾为我们组织了三个星期的实习,但由于当时所学知识涉及本专业知识不多,所看到的东西与本专业很难联系起来,所以对本专业掌握并不是很理想.。为了更深入的理解并掌握大学的专业知识,加强专业技能,这两周我们做了数控编程与工艺课程设计。通过此次的分析,需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑,这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识,在对以前学的知识进行初步系统回顾之后,大脑形成一初步的印象,各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。这次数控编程与工艺课程设计,给我最大的体会就是熟练操作技能来源于我们对专业的熟练程度。比如,我们想加快编程程度,除了对各编程指令的熟练掌握之外,还需要你掌握零件工艺方面的知识,对于夹具的选择,切削参数的设定我们必须十分清楚。如我们在上机操作时,我们只有练习各功能键的作用,在编程时才得心应手。因此,我总结出一个结论:理论是指导实践的基础,只有不断在实践中总结验,并对先前的理论进行消化和创新,自己的水平才会很快的提高。
本次数控编程与工艺课程设计的选题、设计内容、及设计的形成是在潘老师的悉心指导下完成的。在课程设计的完成过程中倾注了老师大量的心血,因此,在课程设计完成之际,特向我尊敬的潘老师表示衷
心的感谢。
课程设计设计期间,我非常感谢潘老师,在设计过程中,他教会了我许多加工实际操作方面的知识和加工工艺方面的知识。
在本次数控编程与工艺课程设计的过程中,潘老师也给我讲解了一些工艺上的问题和要注意的事项,让我在做课程设计时思路更加清晰,在设计过程中我还得到了老师的认真指导,也非常感谢。
通过此次设计使我掌握了一些机械设计的基本方法和思路,为今后的工作打下了基础,在以后的日子我将会继续保持这份做学问的态度
和热情。
如图1所示的是三角凸台注塑件产品[16], 零件材料为ABS, 材料的收缩率为5‰, 注塑件产品的厚度为2mm。三角凸台的凸模的分型面为产品的下表面, 凸模的材料为锻造铝合金6061, 凸模的尺寸设计依据产品尺寸设计, 然后将比例缩小2mm的产品厚度。至于调整材料的收缩率, 通过刀具补偿值来统一调整获得凸模尺寸, 而且与其从设计角度和制造角度相比, 在制造过程中通过调整刀具长度值要比设计容易实现。
加工坐标原点:
X:模型的中心。
Y:模型的中心。
Z:型芯的分型面。
机床坐标系设在G54。
2 工艺分析
工件材料为锻造铝合金6061, 原牌号为LD30, 是最常见的。铝合金与大部分钢材和铸铁材料相比, 具有一个明显的优点:较低的屈服强度。因此, 加工中需要的切削力较低, 可以在刀具不发生过量磨损的情况下提高切削速度和进料比。
3 工艺方案的确定
该凸模零件由多个曲面组成, 对表面粗糙度要求较高。采用球状刀加工之后有加工痕迹存在, 通过手工修模达到所需要求。因此, 留有0.1mm的加工余量, 由手工研磨到所需的粗糙度要求。
在数控加工前, 工件在普通机床上完成6个面的铣削。为确保三角凸台分型面的质量, 解决分型面在粗加工时可能受损的问题, 在分型面上留有0.1mm的磨削余量。考虑到分型面预留的磨削量, 对刀后将G54坐标中的Z值抬高0.1mm。
切削用量见数控加工工序卡片, 表1所示。
4 Solid Works凸模设计
4.1 凸模曲面设计
步骤1:选择上视图为草绘基准平面, 用草图工具栏绘制三角凸台体二维线框, 用曲面特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为100mm, 方向向上, 角度为3度, 根据预生成的形状观察拔模方向, 如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。再同样用上视图为草绘基准平面, 用草图工具栏绘制圆半径为27.5mm, 用曲面特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为50mm, 方向向上, 角度为3度, 根据预生成的形状观察拔模方向, 如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。
步骤2:选择上视图, 新创建一个基准面, 距离上视图为38.75mm, 方向向上, 在基准面1的草绘圆半径为6mm, 用曲面特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为10mm, 方向向下, 角度为3度, 根据预生成的形状观察拔模方向, 如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。
步骤3:选择侧视图为草绘基准平面, 草绘一个圆弧半径为150mm的矩形封闭图, 偏距10mm。采用曲面旋转命令进行360度的旋转。
步骤4:使用曲面剪切命令修剪掉不要的部分。
步骤5:选择曲面圆角命令, 在特征树下设置参数圆角类型为:“面圆角”, 在“切线延伸”方框前打勾。分别使用圆角半径为2.5mm、1.875mm和1mm进行圆角。
4.2 凸模实体设计
步骤1:选择上视图为草绘基准平面, 用草图工具栏绘制三角凸台体二维线框, 用实体特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为100mm, 方向向上, 角度为3度, 根据预生成的形状观察拔模方向, 如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。
步骤2:选择上视图, 新创建一个基准面, 距离上视图为38.75mm, 方向向上, 在基准面1的草绘圆半径为6mm, 用实体特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为10mm, 方向向下, 角度为3度, 根据预生成的形状观察拔模方向, 如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。选择侧视图为草绘基准平面, 草绘一个圆弧半径为150mm的矩形封闭图。使用特征工具栏中的旋转/切除命令进行多余部分切除。
步骤3:同样用上视图为草绘基准平面, 用草图工具栏绘制圆半径为27.5mm, 用实体特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为50mm, 方向向上, 角度为3度, 根据预生成的形状观察拔模方向, 如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。将圆弧半径为150mm的矩形封闭图偏距10mm复制一个草图, 使用特征工具栏中的旋转/切除命令进行多余部分切除。
步骤4:选择实体圆角命令, 在特征树下设置参数圆角类型为:“面圆角”, 在“切线延伸”方框前打勾。分别使用圆角半径为2.5mm、1.875mm和1mm进行圆角。
三角凸台模具的凸模设计结果如图2所示:
5 Solid Works设计技巧
在使用Solid Works进行三角凸台模具实体设计过程中, 参数的技巧设置对产品设计的高效化、高质量化起到关键性的作用: (1) 拉伸特征 (Extrude) 和圆角特征 (Fillet) 是模具设计中使用频率最高的功能, 它的主要参数设置技巧如下:拉伸特征 (Extrude) :根据成型需要正确选择“终止类型”和“拔模角度”的设置来确定模具的成型角度、方向和深度。圆角特征 (Fillet) :1) 如果遇到要进行拔模操作, 一般是先拔模再倒圆角;2) 如果是进行装饰性圆角处理则尽可能放在最后来完成;3) 如果要进行抽壳处理, 也一定要注意先后顺序。如果倒的圆角比较小则是先抽壳而后倒圆角, 如果圆角比较大则应先倒圆角而后抽壳。应视具体情况而定。
Solid Works的曲面基本特征造型功能和实体设计功能基本上是一样的, 所不同的是如缝合曲面、填充曲面、输入曲面等曲面编辑功能是它所特有的。在进行对曲面进行编辑时, 可将曲面的表面看作是一块布或一张纸, 在进行修剪或圆角时, 要选择每一个曲面, 确定哪部分是保留的, 哪部分是剪掉的, 放在相应的参数框中, 可以点击图中的曲面元素添加或在参数框中单击右键‘删除’。
摘要:现代的模具设计生产中, 通常运用SolidWorks、MasterCAM等CAD/CAM软件先进行产品的3D图形设计, 然后根据产品的特点设计模具结构, 确定模具型芯、分模面和抽芯结构等, 生成模具型芯实体图和工程图, 最后根据模具型芯的特点, 拟定数控加工工艺, 输入加工参数, 生成加工程序并输送到数控机床的控制系统进行自动化加工。这些步骤是现代化模具设计生产的过程和趋势。它使复杂模具型芯的生产简化为单个机械零件的数控自动化生产, 全部模具设计和数控加工编程过程都可以借助CAD/CAM软件在计算机上完成。它改变了传统的模具制造手段, 有效地缩短了模具制造周期, 大大提高了模具的质量、精度和生产效率。
【关键词】数控加工 工艺分析 加工方案
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2016)06B-0084-03
随着我国制造业快速发展,数控机床已经普遍装配到各生产一线。它具有适应性强、加工精度高、尺寸一致性好、生产效率高、容易实现复杂形状及曲面零件的加工、有利于生产管理的现代化等优点。在数控车床的零件加工中,加工工艺分析、零件的加工顺序和程序编辑是影响加工质量和加工效率的关键因素。不管是手工编程还是软件编程,在编辑程序前都需要对零件图进行加工工艺的分析、拟定加工顺序和装夹方案、合理选用刀具和车削参数,处理好零件的加工工艺问题(如装夹位置、加工路线等)。这样才能有效地提高数控机床的利用率,改善零件加工质量。
对于数控、模具等机械类专业的学生来讲,毕业后大多将从事数控加工、模具制造、机械制造等行业。所以学好数控技术对以后从事机械加工相关的工作有着重要的意义。
一、数控编程的方法
数控机床编程常用到的有两种方法:第一种是手工编程;第二种是使用编程软件编程。这两种程序的编辑方法都有各自优点和缺点,加工范围也有所不同。手工编辑的程序比较简单精炼、容易读懂、程序修改方便,相对简单的零件就比较适合用手工编程,遇到相对复杂的曲面零件,手工编程就难以编程了。软件自动编程是指使用计算机编程软件来编制数控加工程序,软件编程具有效率高、不易出错、操作可靠安全的特点,对于复杂的曲面零件加工程序也能较容易编写,缺点是软件编程编写的程序比较长、不够简短,另外,由于受到软件本身的限制,有些情况下走刀路径不是很合理,加工时间比较长。所以,不同的零件加工编序要选择合适的编程方式。
二、零件加工工艺分析
以下面的零件加工为例,对零件加工工艺进行分析。
(一)零件图
见图1-1
(二)工艺性分析
如图1-1所示,工件的加工形面较多,有圆柱、圆弧、外槽、外螺纹、倒角等。加工时,要考虑工件的变形及调头后工件的找正等问题。由于工件左端有外槽和螺纹,加工时要考虑到它比右端受力大,但左端Φ40mm外圆长度尺寸较长,可用作加工右端的夹位。故先加工左端,然后夹左端Φ40mm外圆,来加工右端锥面及圆弧等。这样,就可以避免工件调头加工时由于夹紧力不够大而容易导致掉落的现象发生。
(三)数值处理
除圆锥小端直径外,其他编程基点已知。圆锥小直径由以下公式可求:
(D-d)/L=C
式中,D——大端直径(mm)
d——小端直径(mm)
L——圆锥长度(mm)
C——锥度比
圆锥小径计算:
(30-d)/25=0.2
(30-d)=25×0.2
30-d=5
d=30-5
d=25
经计算得知,圆锥小径为 25 mm。
(四)毛坯选择
材料:45#圆钢
尺寸:Φ55 mm×120 mm
(五)零件的装夹方案
在制订加工工艺规程时,很关键的一点是要选择正确的零件的定位基准。定位基准不仅会直接影响到零件的位置精度,而且还会对零件各个外圆的加工顺序产生影响,因此,要想更好地保证零件的加工精度就要选择合理的定位基准。这样做不但能简化零件的加工工序,而且也会提高零件的加工生产效率。
该零件的装夹夹具可用三爪自定心卡盘,三个卡爪可以同步运动且能自动定心,对于装夹要求不高的工件加工来说,可以不用找正。三爪自定心卡盘装夹容易装夹工件,装夹速度快,但相比四爪卡盘来说,它夹紧力小,不适合装复杂形状的零件。在调头装夹时,要用磁性表座对工件进行找正,并加垫铜皮,以防夹伤已经加工好的零件表面,详见表2-1。
(六)工件零点选择
工件零点设定在工件右端面中心处,详见表2-1。
(七)确定加工方案
加工高精度的零件,一般分为粗车加工、半精车加工和精车加工的精度控制方式。第一步先夹持毛坯35 mm处车左端轮廓,车 Φ52 mm的外轮廓长度,车至 75 mm,车 Φ40 mm、Φ30 mm、切退刀槽和外圆槽、车M 30×2 的螺纹。第二步调头找正车圆锥面、Φ30 mm的外轮廓、R4 的圆弧。
该典型轴加工顺序如表2-1零件加工工艺简卡所示:
三、刀具、车削用量的选用
(一)数控刀具的选用
数控车刀的选用和车削用量的参数设定是数控车加工工艺中的重要内容,两者会影响产品的生产效率和零件的加工质量,所以要考虑:(1)车刀要能方便安装和调整;(2)要有较高的刚性、高的耐用度和可靠性;(3)要有较高的自动换刀及重复定位精度。在满足加工要求的前提下,应尽量少垫垫刀片,且车刀长度要尽量短,以提高车刀的刚性。
(二)车削用量的选用
数控车床的切削用量选用原则为,(1)粗车切削要以提高产品的生产效率为主,一般尽量取较大的吃刀量;(2)半精车切削和精车切削时,应根据粗车加工后的加工余量来确定吃刀量。实际加工参数可以查看所用机床的说明书和切削用量手册来确定,同时也要根据加工经验来定。
1.车削的吃刀深度 t 。在数控车床、工件装夹和车刀刚度的允许下,t 可以跟加工余量相同,这样能有效地提高生产效率。
2.进给速度v(mm/r)。进给速度的提高能提高产品生产效率,一般地,粗车为(0.2-0.5)mm/r,精车为(0.05-0.1)mm/r。
3.主轴转速 n(r/min)。一般地,粗车为(600-1000)r/min,精车为(1200-15000)r/min。
四、工艺文件
(一)零件加工刀具卡
用数控车床加工零件的加工刀具卡如表2-2,表2-3所示。
(二)零件加工工艺卡
用数控车床加工零件的工艺卡如表2-4所示。
五、程序编辑
(一)手工编程见表2-5及表2-6
利用手工编程方法进行编程加工时,其编程见表2-5及表2-6。
六、计算机自动编程介绍
计算机软件自动编程是以计算机辅助设计(CAD)建立起来的零件几何模型作为基础,以计算机辅助制造软件(CAM)为手段,通过零件图形交互方式生产加工刀迹轨迹和加工程序的方法,称为计算机软件自动编程,简称自动编程。这种编程的方法通常使用于曲面或曲线和形状比较复杂的零件编程加工,而数控车自动编程软件常用的有“CAXA数控车”和 “Mastercam”等,在此不作具体的介绍。通过对本零件的加工,可掌握工件加工的一些常用的步骤和流程,并从中学会分析零件图纸、制订加工工艺、选择正确的加工路线、合理选择刀具和切削用量、软件编程,为以后工作打下坚实的基础。
【参考文献】
[1]李一民.数控机床[M].南京:东南大学出版社,2005
[2]眭润舟.数控编程与加工技术[M].北京:机械工业出版社,2006(第一版)
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