數控車床實訓中的工藝與編程

時間：2025-07-06 15:16:09 數控畢業論文

數控車床實訓中的工藝與編程

　　數控車床實訓中的工藝與編程

　　摘要：數控技術的核心是數控機床的編程與操作。

　　本文就這一問題在實訓中加以探討，并著重討論了數控編程在實訓中應考慮的因素。

　　關鍵詞：數控技術數控加工工藝與編程實訓

　　1.引言

　　數控機床具有較高的柔性、自動化程度高、加工的零件精度高、能夠加工復雜的零件、生產率高、能實現生產管理現代化等特點，應用已日趨普及，機械制造行業正在越來越多采用數控技術來改善生產加工方式，數控技術已成為當今世界機械制造中的主流技術之一。

　　所以掌握數控技術已成為機械制造業發展的必然趨勢，而數控技術的核心就是數控機床的編程和操作。

　　為此數控機床操作人員必須熟練掌握數控技術的工藝和編程，并通過實訓加以完善。

　　我現用一實訓實例就工藝與編程，以及有關問題進行分析探討。

　　2.實訓條件

　　2.1實訓設備：CJK6240數控車床

　　2.2程序系統：FANUC0-TD數控車床模擬系統

　　2.3實訓實例：螺桿

　　2.4實訓坯料：Φ34*105mm圓木

　　2.5零件圖：見下圖

　　3.工藝方案擬訂過程

　　3.1首先要熟讀圖樣。

　　分析零件圖可知螺桿的輪廓是由圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、外溝槽、外螺紋等組成。

　　確定工件坐標原點并計算出每個折點的坐標，以及曲線連接點的坐標如下：A(10，0);B(14，-2);D(14，-40);E(20，-55);F(20，-65);G(30，-70);H(30-80)。

　　螺紋的有關數據為：加工前軸徑的大小：D=14-0.2=13.8，當螺距p=1.5時，查得牙深h=0.974，分4次進給，每次進給的吃刀量分別為0.8、0.6、0.4、0.16。

　　3.2選擇刀具。

　　主要是考慮刀具結構尺寸能否與工件已加工的部位發生干涉，在切削中切削點一旦偏離刀尖，就有可能發生過切。

　　對尺寸較小的曲線輪廓可考慮使用成型刀具。

　　螺桿是由圓柱面、圓錐面、端面、外溝槽、外螺紋連接的輪廓，用外圓車刀車削應考慮車刀主偏角和副偏角的選擇，主偏角的大小決定工件的形狀，而副偏角的選擇要考慮是否與已加工的表面輪廓發生干涉。

　　故選用93°外圓右偏刀，刀尖半徑0.4mm和60°外螺紋車刀，刀尖半徑0.2mm，以及B=3mm切斷刀刀尖半徑0.3mm(刀位點為左刀尖)三種刀具。

　　3.3按選擇的刀具劃分工序。

　　以外圓右偏刀為主加工刀具，應盡可能加工出可以加工的所有部位，然后換切斷刀切外溝槽，并考慮切斷刀的寬度，要注意螺紋切削時必須采用專用的螺紋刀，并且不像車外圓一樣可以隨意設定、調整轉速和進給速度，最后用切斷刀切斷。

　　這樣可以減少換刀次數，壓縮空行程時間。

　　3.4還應考慮按粗、精加工劃分工序。

　　采用整個輪廓循環程序，編程既簡單，又有利于發揮數控加工的高效率。

　　故對外圓錐面、圓弧面采用循環程序粗車。

　　粗加工切除大部分余量后，再將其表面精車一遍，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。

　　3.5合理選擇切削用量。

　　一般是在保證加工質量和刀具壽命的前提下，充分發揮機床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。

　　粗加工時，多選用低的切削速度，較大的背吃刀量和進給量;精加工時，選用高的切削速度，較小的進給量。

　　3.6確定裝夾方案、定位基準、加工起點、換刀點。

　　由于毛坯為棒料，用三爪自定心卡盤夾緊定位。

　　由于工件較小，為了加工路徑清晰，加工起點和換刀點可以設為同一點，放在Z向距工件前端面200mm，X向距軸心線100mm的位置。

　　4.編程和實訓中應考慮的因素

　　4.1根據工藝考慮編程。

　　編程就是給出工步中的每次走刀命令，首先確定工件的坐標原點(以工件右端面與軸線的交點為程序原點)建立工件坐標系，并計算出每個折點的坐標，以及曲線連接點的坐標，見2.1條。

　　正確給出每一步的起刀點，即加工某個部位時刀具的初始位置，見實例編程中的N040、N230、N290、N370等程序。

　　起刀點正確與否直接影響編程和被加工表面輪廓的形成。

　　4.2按粗、精加工和所選刀具劃分工序編程，粗加工程序NO70―N160，去除大部分加工余量;精加工用同樣的程序再精車一遍以提高表面質量，由T0101刀(外圓右偏刀)完成;切外溝槽程序N230―N270，切斷程序N360―N390，由T0404刀(切斷刀，刀寬3mm)完成。

　　車螺紋程序N280―N330，由T0202刀(60°螺紋刀)完成。

　　4.3在編程中不能直接使用G00程序使刀具直達工作表面，而采用G01程序，這樣可有效避免刀具與工件接觸可能產生的碰撞，避免造成刀具劃傷工件表面或刀具磨損。

　　4.4準確對刀。

　　數控編程是以刀尖點為參考沿零件輪廓的運動軌跡。

　　實訓加工前首先通過正確對刀，使刀尖坐標與工件原點坐標重合。

　　只有這樣，才能保證刀具按編程運行后獲得正確的零件輪廓。

　　4.5輸入編程模擬仿真。

　　仿真看到的是模擬刀尖按編程刻畫出的輪廓軌跡，而在切削過程中切削刃對工件是否造成干涉，在仿真中很難反映出來。

　　仿真軌跡正確，最后加工出的工件輪廓不一定就完整，也就是說仿真可檢驗編程是否正確，而不能把加工過程中的過切干涉現象反映出來。

　　5.實例編程

　　螺桿在CJK6240數控機床上進行加工的編程如下：

　　N010G50X200Z200 建立工件坐標系

　　N020M03S600T0101 主軸正轉，選擇1號外

　　圓刀

　　N030G99 進給速度設為mm/r

　　N040G00X38Z2快速定位至Φ38直徑，

　　距端面正向2mm

　　N050G71U2R0.5調用粗車循環，每次

　　切深2mm，留精加工

　　N060G71P70Q160U0.4W0.2F0.3 余量單邊0.2mm

　　N070G01X-1F0.1進給加工至(X-1，Z2)的位置

　　N080Z0 進給加工至(X-1，Z0)的位置

　　N090X10 加工端面

　　N100X13.8Z-2 加工倒角C2

　　N110Z-40加工M14直徑外圓至Φ13.8

　　N120X20Z-55 加工錐面

　　N130Z-65 加工Φ20外圓

　　N140G02X30Z-70R5 加工R5圓弧面

　　N150G01Z-83 加工Φ30外圓

　　N160X38 平端面

　　N170M01 選擇停止，以便檢測工件

　　N180M03S900 換轉速，主軸正轉

　　N190G70P70Q160調用精加工循環

　　N200G00X200Z200T0100M05返回換刀點，取消刀補，停主軸

　　N210M01 選擇停止，以便檢測工件

　　N220M03S300T0303換切槽刀，降低轉速

　　N230G00X20Z-40快速定位，準備切槽

　　N240G75R0.5 調用切槽循環指令加工槽5*2，每次

　　N250G75X10Z-38P1500Q2000F0.1X

　　向移動量1.5mm，Z向移動量2.0mm

　　N260G00X200Z200T0300M05返回換刀點，取消刀補，停主軸

　　N270M01 選擇停止，以便檢測工件

　　N280M03S300T0202 換轉速，正轉，換螺紋車刀

　　N290G00X20Z5 快速定位至循環起點(X20，Z5)

　　N300G92X13.2Z-37.5F1.5

　　N310X12.6

　　N320X12.2 加工螺紋

　　N330X12.05

　　N340G00X200Z200T0200M05返回刀具起始點，取消刀補，停主軸

　　N350M01 選擇停止，以便檢測工件

　　N360M03S300T0303 換切斷刀，主軸正轉

　　N370G00X38Z-83 快速定位至(X38，Z-83)

　　N380G01X0F0.1切斷

　　N390G00X38徑向退刀

　　N400G00X200Z200T0300M05返回刀具起始點，取消刀補，停主軸

　　N410T01001號基準刀返回，取消刀補

　　N420M30 程序結束

　　6.結語

　　綜上所述，數控實訓過程可歸納為以下幾步：零件圖分析→擬定工藝方案→編程并輸入→對刀→仿真→加工零件。

　　在實訓中不要一味追求復雜輪廓的工件，而應選定幾個有代表性表面的工件來練習，在此基礎上不斷變換練習，加深印象，增強實操能力。

　　從而達到舉一反三的目的，獲得事半功倍的效果。

　　參考文獻：

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