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數控車床加工編程典型實例

   隨著數控機床的發展與普及，現代化企業對于懂得數控加工技術、能進行數控加工編程的技術人才的需求量必將不斷增加。數控車床是目前使用廣泛的數控機床之一。本文就數控車床零件加工中的程序編制題目進行探討。

   數控機床是一種技術密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設備，是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術的產物。隨著數控機床的發展與普及，現代化企業對于懂得數控加工技術、能進行數控加工編程的技術人才的需求量必將不斷增加。數控車床是目前使用廣泛的數控機床之一。本文就數控車床零件加工中的程序編制題目進行探討。

一、編程方法

   數控編程方法有手工編程和自動編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數據計算、編寫程序單、輸進程序到程序校驗等各步驟主要有人工完成的編程過程。它適用于點位加工或幾何外形不太復雜的零件的加工，以及計算較簡單，程序段未幾，編程易于實現的場合等。但對于幾何外形復雜的零件（尤其是空間曲面組成的零件），以及幾何元素不復雜但需編制程序量很大的零件，由于編程時計算數值的工作相當繁瑣，工作量大，輕易出錯，程序校驗也較困難，用手工編程難以完成，因此要采用自動編程。所謂自動編程即程序編制工作的大部分或全部有計算機完成，可以有效解決復雜零件的加工題目，也是數控編程未來的發展趨勢。同時，也要看得手工編程是自動編程的基礎，自動編程中很多核心經驗都來源于手工編程，二者相輔相成。

二、編程步驟

   拿到一張零件圖紙后，首先應對零件圖紙分析，確定加工工藝過程，也即確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等），加工路線（如進給路線、對刀點、換刀點等）及工藝參數（如進給速度、主軸轉速、切削速度和切削深度等）。其次應進行數值計算。盡大部分數控系統都帶有刀補功能，只需計算輪廓相鄰幾何元素的交點（或切點）的坐標值，得出各幾何元素的出發點終點和圓弧的圓心坐標值即可。后，根據計算出的刀具運動軌跡坐標值和已確定的加工參數及輔助動作，結合數控系統規定使用的坐標指令代碼和程序段格式，逐段編寫零件加工程序單，并輸進CNC裝置的存儲器中。

三、典型實例分析

   數控車床主要是加工回轉體零件，典型的加工表面不過乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧面、切槽等。例如，三品數控車床，要加工外形如圖所示的零件，采用手工編程方法比較合適。由于不同的數控系統其編程指令代碼有所不同，因此應根據設備類型進行編程。以西門子802S數控系統為例，應進行如下操縱。

(1)確定加工路線

   按先主后次，先精后粗的加工原則確定加工路線，采用固定循環指令對外輪廓進行粗加工，再精加工， 益新機械數控車床，然后車退刀槽，蓬江區數控車床，后加工螺紋。

(2)裝夾方法和對刀點的選擇

   采用三爪自定心卡盤自定心夾緊，對刀點選在工件的右端面與回轉軸線的交點。

(3)選擇刀具

   根據加工要求，選用四把刀，1號為粗加工外圓車刀，2號為精加工外圓車刀，3號為切槽刀，4號為車螺紋刀。采用試切法對刀，對刀的同時把端面加工出來。

(4)確定切削用量

   車外圓，粗車主軸轉速為500r/min，進給速度為0.3mm/r，精車主軸轉速為800r/min，進給速度為0.08mm/r，切槽和車螺紋時，主軸轉速為300r/min，進給速度為0.1mm/r。

數控車床加時要注意的問題

   1.合理選擇切削用量。

   2.合理選擇刀具: 粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求；

     精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求；數控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數控車床是一次裝夾，連續自動加工完成所有車削工序，因而應注意上面幾個點。

影響數控加工尺寸精度的因素

一、可避免的影響數控加工尺寸精度的因素

1.加工工藝

   在大部分的實際加工誤差都是由加工工藝不合理導致， 派威精機數控車床，在保證基本加工工藝(如銑削數控加工的“先粗后精、先面后孔、先大面后小面”或者夾具使用中“減少裝夾次數，盡量采用組合夾具”等基本加工工藝細節)的基礎上，盡量減少鐵屑對鋁件造成的加工誤差，因為鋁件很軟，排除的鐵屑很容易使鋁件造成加工誤差。比如，在FANUC或華中加工中心中，打深孔盡量使用G83指令，使鐵屑可以排出，而不是G73指令。

2.手工編程和自動編程中的數值計算

3.切削三要素：切削速度vc、進給量f、切削深度ap與刀具補償

  這方面用簡單的話來說，就是在保證加工質量和刀具磨損的前提下，調整參數充分發揮刀具切削性能，使切削效率更高，加工成本更低。

在數控車床中，還有刀頭磨損補償等要素，由于本人好久沒有摸過車床，所以不敢往下細講，請題主自行搜索。

4.對刀，對刀不準確也是造成尺寸誤差的因素，所以，盡量選擇好的尋邊器，如果機床有自動對刀器那就更好了

二、不可抗拒因素：

1.工件加工后冷卻變形

這個基本上無法避免，在加工時盡量注意冷卻液的使用，以及在進行在位測量時，注意冷卻后的工件變形。

2.機床本身的穩定度

如果不是新機床或者機床進過大量的加工沒有進行調試的情況下，會出現機床本身所造成的尺寸誤差。造成機床本身誤差有以下幾個因素：

機械方面：

a.伺服電機與絲杠之間松動

b.滾珠絲杠軸承或螺母磨損

c.絲杠與螺母之間潤滑不足

電氣方面：

a.伺服電機故障

b.光柵尺內部有污垢

c.伺服放大器故障

系統參數方面可進行PMC恢復，所以略去不提。