2023年数控车床加工工艺分析与程序设计.doc

数控车床加工工艺分析与程序设计 ：数控技术及数控机床在当今机械制造业中起着重要地位。而现代数控机床是综合应用了计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等高新技术的产物，集成了数控仿真，可以检查出代码的正确性，从而可以提高编程质量，减少出错率，加快编程速度，是典型的机电一体化产品，是完全新型的自动化机床；这显示了其在国家根底工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。 关键词：数控技术、数控仿真、机电一体化、自动化机床 Abstract:Numerical control technology and CNC manufacturing industry in today is the importer position in the country. And the moder numerical control machine tool is the synthesis has applied the computer, the automatic nontrol antomatic detetion as well as the precision machinery and soon the high-tech product, integrated the numerical control simulation module,is allowed to inspect the code the accuracy, thus was allowed to improve the programming quality, reduced the error ratio, sped up the programming speed, was the tyoical integration of machinery product, was the completely new automated engine bed: and has become a traditional mechanical manufacturing industry upgrading transformation and automation, flexibility and integrated production of important means and logo. Key words:Numerical control、Numerical control simulation、Integration of machinery、Automatic machine tool. 引言 随着科学技术的开展，机电产品日益精密复杂。机械制造业的开展规模和水平，那么是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。现在机械产品的性能，结构，形状和材料的不断的改良，精度不断提高，生产类型由大批量生产向多品种小批量转化。对零件加工质量和精度要求越来越高。而数控技术是现代化加工设备的根底，又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技术的支撑。开展先进制造技术必须以数控技术未根底。数控技术它综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门边缘科学技术。对制造业实现自动化、柔性化、集成化、智能化生产起到举足轻重的作用。 目前，数控机床是车削加工能较全的数控机床。它可以把车削，铣削，螺纹加工，钻削等集中到一台设备上，使其具有多种工艺手段。由于产品的变化频繁，在一般机械加工中，单件小批量的生产约占70%以上。这样一来采用数控车床进行加工可以大大提高产品的质量，保证加工零间的精度，减轻劳动强度，为新产品的研制和改型换代节省大量时间和费用，从而提高了企业产品的竞争力。 一、 数控机床的开展简历 1946年第一台电子计算机诞生世界之上，这说明人们创造了可用机械这一代替脑力的劳开工具。它为人类进入信息社会奠定了根底。信息技术的飞速开展直接导致了知识经济的到来。 20世纪40年代末，美国开始研究数控机床，1952年，第一台数控机床诞生。从此，传统机床产生了质的变化。近半世纪来数控机床经历两个阶段和六代的开展。 1.数控〔NC〕阶段〔1952-1970年〕 早期计算机运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路“搭〞成一台机床专用计算机实作为数控系统，被成为硬件连接数控，简称未数控〔NC〕。 2.计算机数控〔CNC〕阶段〔1970-现在〕 到1970年，通用小型计算机业已出现并成批量生产。其运算速度比五、六十年代大幅度提高，这比专门“搭〞成的专用计算机本钱低，而且可靠性高。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入计算机数控〔CNC〕阶段。 到了1990年，PC机〔个人计算机，国内习称微机〕的性能已开展到很高的阶段，总之计算机阶段也经历了三代。即1970年第四代——小型计算机；1974年第五代——微处理器；1990年第六代——基于PC〔国外称为PC——BASED〕 二、 数控车床编程特点 1.采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程 根据被加工零件的图样标注尺寸，从便于编程的角度出发，在一个程序段中，以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程。按绝对坐标编程时，用坐标字X、Z表示；按增量坐标编程时，用坐标字U、W表示。 2. 可以采用直径值编程或半径值编程和半径值编程两种表示方法。数控系统默认的编程方式为直径值编程，这是由于被加工零件的径向尺寸在图样上合测量时，都是以直径值表示的，因而采用直径值编程最方便，即在直径方向，用绝对值编程时，X以直径值表示；用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附上方向符号(正向可以省略)。 3. 具有各种不同形式的固定循环功能 由于车削加工常用圆棒料或锻料作为毛坯，交给那个余量较大，要加工到图样尺寸，需要一层一层切削，如果每层切削加工都编写程序，编程工作量会大大增加。因此，为简化编程数控装置通常具备各种不同形式的固定循环功能，如车内、外圆柱外表固定循环，车端面、车螺纹固定循环等。 4. 具有刀具自动补偿功能 大多数数控车床都具有刀具自动补偿功能，利用此功能可以实现刀尖圆弧半径补偿、刀具磨损补偿以及在安装刀具时产生的位置误差补偿。加工前操作人员只要将相关补偿值输入到规定的储存器中，数控系统就能自动进行刀具补偿。无论刀尖圆弧半径、刀具磨损还是道具位置的变化都无需更改加工程序，因而编程人员可以按照工件的实际轮廓尺寸进行编程。 5. 具有恒外表切削速度控制和主轴最高转速限定功能 在加工端面、圆弧、圆锥以及阶梯直径相差较大的零件时，沿X轴方向进给时，虽然进给速度不变，但切削线速度却不断地变化，导致加工外表质量变化。为了保证加工外表质量，数控车床一般都具有恒外表切削速度控制功能。该功能可以使数控系统根据刀尖所处的X坐标值，作为工件的直径值来计算主轴转速，使切削速度保持恒定。 当刀具逐渐移近工件旋转中心时，主轴转速越来越高，工件有从卡盘中飞出去的危险，为了防止出现事故，数控车床具有主轴最高转速限定功能。 下面是个典型的例子 N型轴 三、 程序编制过程 〔一〕零件图分析 该零件的轮廓由螺纹、槽、连续的端面、N型圆柱面组成。各轴向尺寸要求不高，外表粗糙度亦很高，因而加工时，应先进行粗加工，检验余量后进行刀补等调整在进行精加工。根据45#材料加工的特点，选择防锈切削水。因为工件特殊，加工工件时选用数控机床加工，而为什么不选用普通机床呢？ 〔1〕数控车床的优点 1、提高加工精度，结构上引入滚珠丝杠、采用软件精度补偿技术、加工全程由程序控制加工，减小人为因素对加工精度的影响，尤其提高了同批零件加工的一致性，使产品质量稳定； 2、提高生产效率，一般约提高效率3—5倍，使用数控加工中心那么可提高生产率5—10倍，节约时间与资金； 3、可加工形状复杂的零件 4、减轻了劳动强度，改善了劳动条件； 5、有利于生产管理和机械加工综合自动化的开展。 〔2〕数控车床的缺点 1、由于费用高昂，加工大批量零件不利 2、操作人员要求素质高，工资本钱高； 3、系统复杂，修理复杂，维护费用高，需要好的工作环境。 所以选用数控车床加工，而加工工件分为两步骤： 〔1〕装夹工件，先加工φ14螺纹、槽深3、φ17、φ24、φ46等根本尺寸 〔2〕用设计的夹具装夹工件加工φ20的根本尺寸〔设计的夹具如下套具1、套具2〕 〔二〕刀具选择及切削用量 刀具号 名称 用途 主轴转速 0101 90偏刀 外轮廓精粗加工 粗600r/min精1200r/min 0202 切断刀 切槽切断 300r/min 0303 螺纹刀 车螺纹 600r/min 0404 75左偏刀 外轮廓粗精加工 粗600r/min 精1200r/min (三)确定加工顺序 1.夹毛坯伸长195mm 2.自右向左粗精加工外轮廓 3.精加工工件 4.车退刀槽 5.车螺纹 6.用设计的夹具装夹原工件 7.用左偏刀粗精加工φ20圆柱面 8.切断工件 9.量总长检查全部 〔四〕计算 螺纹切削的计算： 牙底圆直径=牙顶圆直径 — 2倍的螺距〔导程〕即： dr=db-2p 螺纹切削深度=2倍的螺距〔导程〕即： d p=2 p 根据进刀量和退刀量合理把2p分成假设干次切削 〔五〕程序编制 加工步骤一： % 00001 N5 G50 X100 Z100; 设定工件坐标系 N10 M03 S600; 主轴正转600r/min N15 T0101; 选用01号车刀 N20 G00 X20 Z3; 车刀快速移至X20 Z3定位 N25 G71 U3 R1; 车刀加工φ14φ17φ24φ46台阶 N30 G71 P35 Q85 U1 W0 F100; N35 G00 X12; N40 G01 Z0 F50; N45 X14 Z-1; N50 Z-17; N55 X17; N60 Z-34; N65 X24; N70 Z-39; N75 X42; N80 X46 Z-41; N85 Z-190; N86 G00 X100 Z100; 回坐标设定点 N87 M05; 主轴停转 N88 M00; N89 M03 S1200; 换转速1200r/min精车 N90 G00 X20 Z3; N91 G70 P35 Q85;