數控車床精加工編程實例

引言：數控機床編程的主要內容有分析零件圖樣、確定加工工藝過程、進行數學處理、編寫程序清單、制作控制介質、進行程序檢查、輸入程序以及工件試切。數控系統的功能根據零件圖紙的要求，制定加工路線，在建立的工件坐標系上，首先計算出刀具的運動軌跡。對于形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標值。加工路線和工藝參數確定以后，根據數控系統規定的指定代碼及程序段格式，編寫零件程序清單。下面我們以具體案例來實踐一下理論知識。

       根據下圖所示的待車削零件，材料為45號鋼，其中Ф85圓柱面不加工。在數控車床上需要進行的工序為：切削Ф80mm 和Ф62mm 外圓；R70mm 弧面、錐面、退刀槽、螺紋及倒角。要求分析工藝過程與工藝路線，編寫加工程序。

       1.零件加工工藝分析

       (1)設定工件坐標系

       按基準重合原則，將工件坐標系的原點設定在零件右端面與回轉軸線的交點上，如圖中Op點，并通過G50指令設定換刀點相對工件坐標系原點Op的坐標位置（200,100）

       (2)選擇刀具

       根據零件圖的加工要求，需要加工零件的端面、圓柱面、圓錐面、圓弧面、倒角以及切割螺紋退刀槽和螺紋，共需用三把刀具。

       1號刀，外圓左偏刀，刀具型號為：CL-MTGNR-2020/R/1608 ISO30。安裝在1號刀位上。

       3號刀，螺紋車刀，刀具型號為：TL-LHTR-2020/R/60/1.5 ISO30。安裝在3號刀位上。

       5號刀，割槽刀，刀具型號為：ER-SGTFR-2012/R/3.0-0 IS030。安裝在5號刀位上。

       (3)加工方案

       使用1號外圓左偏刀，先粗加工后精加工零件的端面和零件各段的外表面，粗加工時留0.5mm的精車余量；使用5號割槽刀切割螺紋退刀槽；然后使用３號螺紋車刀加工螺紋。

       (4)確定切削用量

       切削深度：粗加工設定切削深度為3mm，精加工為0.5mm。

       主軸轉速： 根據45號鋼的切削性能，加工端面和各段外表面時設定切削速度為90m/min；車螺紋時設定主軸轉速為250r/min。

       進給速度：粗加工時設定進給速度為200mm/min，精加工時設定進給速度為50mm/min。車削螺紋時設定進給速度為1.5mm/r。

       2.編程與操作

       (1)編制程序

       (2)程序輸入數控系統

     將程序在數控車床MDI方式下直接輸入數控系統，或通過計算機通信接口將程序輸入數控機床的數控系統。然后在CRT屏幕上模擬切削加工，檢驗程序的正確性。

       (3)手動對刀操作

       通過對刀操作設定工件坐標系，記錄每把刀的刀尖偏置值，在運行加工程序中，調用刀具的偏置號，實現對刀尖偏置值的補償。

       (4)自動加工操作

       選擇自動運行方式，然后按下循環啟動按鈕，機床即按編寫的加工程序對工件進行全自動加工。

       Ｏ0001 程序代號

       N005 G50 X200 Z100 建立工件坐標系

       N010 G50 S3000 主軸最高轉速限定為3000r/min

       N015 G96 S90 M03 主軸正轉，恒線速設定為90m/min

       N020 T0101 M06 選擇1號外圓左偏刀和1號刀補

       N025 M08 冷卻液開

       N030 G00 X86 Z0 刀具快速定位至切削位置

       N035 G01 X0 F50 車端面

       N040 G00 Z1 Z向退出1mm

       N045 G00 X86 X向退到86mm處，準備外圓切削循環

       N050 G71 U3 R1 外圓切削粗加工循環，切削深度為3mm,退刀量為1mm。

       N055 G71 P60 Q125 U0.5 W0.5 F200

       外圓切削粗加工循環，開始順序號為N60,結束順序號為N125，X與Z方向各留0.5mm精加工余量，切削速度為200mm/min

       N060 G42 刀尖半徑右補償，N60～N125為外圓切削循環精加工路線

       N065 G00 X43.8

       N070 G01 X47.8 Z-1

       N075 Z-60

       N080 X50

       N085 X62 Z-120

       N090 Z-135

       N095 X78

       N100 X80 Z-136

       N105 Z-155

       N110 G02 Z-215 R70

       N115 G01 Z-225

       N120 X86

       N125 G40 取消刀尖半徑補償

       N130 G70 P60 Q125 F50 外圓切削精加工循環，切削速度為50mm/min

       N135 G00 X200 Z100 刀具返回至換刀點

       N140 T0505 M06 S50 選擇5號割槽刀和5號刀補，恒線速設定為50m/min

       N145 G00 X52 Z-60 快進到X52、Z-60處，準備割槽

       N150 G01 X45 切割螺紋退刀槽

       N155 G04 X2 在槽底暫停2秒

       N160 G01 X52 X方向退回到52mm處

       N165 G00 X200 Z100 刀具返回到換刀點

       N170 T0303 M06 選擇3號螺紋車刀和3號刀補

       N175 G95 G97 S250 設置切削速度量綱，設定恒轉速為250r/min。

       N180 G00 X50 Z3 快進到X=50、Z=3處，準備車削螺紋

       N185 G76 P011060 Q0.1 R1 螺紋切削循環

       N190 G76 X46.38 Z-58.5 R0 P1.48 Q0.4 F1.5

       N200 G00 X200 Z100 T0300 快退到換刀點，取消3號刀補

       N205 M05 主軸停止

       N210 M09 冷卻液關

       N215 M30 程序結束

       通過實戰案例的分析，其實數控車床的編程方法都是大同小異的，只要掌握了數控車床編程的規律和幾個相通的步驟，對每個案例進行分析，所有的問題都可以迎刃而解，況且我國在數控機床領域的人才緊缺，將來學習數控機床編程也將會是非常吃香的一個就業方向。