调节盘的数控车床加工工艺及手动编程与模拟仿真设计含CAD图
调节盘的数控车床加工工艺及手动编程与模拟仿真设计含CAD图,调节,调理,数控车床,加工,工艺,手动,编程,模拟,摹拟,仿真,设计,cad
机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称配合件二共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工10铣上下平面45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件187X187X4611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床X521夹具编号夹具名称切削液平口虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1粗车三爪卡盘80015012131401 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称配合件二共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工10铣上下平面45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件187X187X4611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床X521夹具编号夹具名称切削液平口虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1精车外圆三爪卡盘15008012131401 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称配合件二共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工10铣上下平面45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件187X187X4611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床X521夹具编号夹具名称切削液平口虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1车退刀槽三爪卡盘5001812131401 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称配合件二共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工10铣上下平面45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件187X187X4611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床X521夹具编号夹具名称切削液平口虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1粗镗内孔三爪卡盘8001512131 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称配合件二共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工10铣上下平面45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件187X187X4611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床X521夹具编号夹具名称切削液平口虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1精镗内孔三爪卡盘800812131401标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称配合件二共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工10铣上下平面45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件187X187X4611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床X521夹具编号夹具名称切削液平口虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1钻孔平口虎钳20051213141 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号91128产品名称数控车床零件名称配合件一共1 页第1 页材 料 牌 号 45毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸187X187X46每毛坯件数 1每 台 件 数 1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件断料备料 去应处理冷 10车粗车外圆金工 数控车床三爪卡盘20车精车外圆金工数控车床三爪卡盘30车 车槽金工数控车床三爪卡盘 40车粗车内孔金工数控车床三爪卡盘50车精车内孔金工数控车床三爪卡盘60钻孔金工摇臂钻床平口虎钳70去毛刺80 检检测,入库 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)田国旺标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期共 页 第 1 页 装 订 线 摘要 近几年来,数控技术在机械行业得到了较大的发展,本次课题就是调节盘的数控 车床的编程与模拟仿真。首先介绍了当前了数控机床及数控技术的发展史,进而熟悉 数控技术在机械行业的应用。本次调节盘零件在尺寸和精度方面都有很高的要求,是 用 FANUC-OTD 系统进行加工的, 应当熟悉 FANUC-OTD 系统机床的特点, 再用 CAD 对所要加工的零件进行绘图, 对零件进行加工工艺分析 , 选择合理的刀具和夹 具,制定工艺工序卡, 进行数控编程以及数控模拟仿真,得出结论。 该设计为调节盘的数控车床编程与模拟仿真,首先要分析零件图中的重要尺寸 与精度,以便确定合适的加工方法,并据此制定加工工艺,设计夹具。 关键词:加工精度 定位精度 质量 Abstract In recent years, the NC Technology in machinery industry has been substantial development, The subject site is regulated by the NC lathe programming and simulation. First on the current CNC machine tools and NC history of the development of technology, thus familiar with the CNC machinery industry in the application. The adjustment in parts disk size and precision is high and FANUC is - OTD system for processing and should be familiar with the FANUC - OTD system machine characteristics, reuse of CAD processing to be carried out mapping the parts of the components for processing analysis, reasonable choice of tool and fixture, the development of processes card, NC NC programming and simulation, draw conclusions . The regulation was designed for the CNC lathe programming and simulation, we must first of the important parts of the map size and precision in order to determine the appropriate processing methods, and, accordingly develop processing technology, design fixture. Key words : Processing precision pointing accuracy quality 共 页 第 2 页 装 订 线 共 页 第 3 页 装 订 线 目录 第一章 绪论 .4 1.1 数控机床的定义 .4 1.2 数控机床的背景 .4 1.3 数控机床加工的经济性 .5 1.4 国内外数控系统发展概况.6 1.5 本课题应解决的主要问题及技术要求 .5 第二章 调节盘主要讨论的问题 .6 2.1 设计和论文的背景及意义 .6 2.2 设计和论文的基本内容及关键问题 .7 2.3 本课题调研情况综述 .8 2.4 本课题的方案论证 .8 第三章 数控加工工艺分 析 .10 3.1 零件的图样( 见附录一) .10 3.2 分析零件图中的重要尺寸与精度 .10 3.3 加工工艺的分析 .10 3.3.1 编程原点的确定 .10 3.3.2 零件基准和加工定位基准的选择 .10 3.3.3 工序的确定 .10 3.3.4 加工顺序的确定 .11 3.3.5 确定加工参数 .11 3.3.6 车削加工 .12 3.4 夹具的选择 .13 3.5 刀具的选择 .15 第四章 数控加工 .19 4.1 机械加工工艺工序卡片(见 附录二) .19 4.2 数控加工程序 .19 第五章 模拟仿真 .22 5.1 FANUC 0TD 机床操作面板操作 .22 5.1.1 机床操作面板 .22 5.1.2 FANUC OTD 系统面板功能介绍 .22 5.2 FANUC 0TD 数控系统操作 .23 5.3 仿 真加工 .23 5.4 调节盘的仿真操作 .24 第六章 总结 .29 共 页 第 4 页 装 订 线 第一章 绪论 1.1 数控机床的定义 数控机床(Numerical Control Machine Tool ) 是采用了数字控制技术的机 械设备,就是通过数字化的相信对机床的运动几起加工过程进行控制实现要求的机 械动作,自动完成加工任务。数控机床是典型的技术密集且自动化程度很高的机电 一体化加工设备。 1.2 数控机床的背景 随着科学技术和社会生产的不断发展,机械制造技术有了深刻的变化,由于 社会对产品多样化的需求更加强烈,多品种、中小批量生产的比重明显增加,采用 传动的普通加工设备已难于适应高效率、高质量、多样化的加工要求。机床数控技 术的应用,一方面促使机械加工的大量前期准备工作于机械加工过程连为一体;另 一方面,促使机械加工的全过程与柔性自动化水平不断提高,即提高了制造系统适 应各种生产条件变化的能力。 数控系统实质上是一台专门用于机床信息处理的计算机。50、60 年代的通用 计算机在处理速度和结构上满足不了机床加工的要求,不得不要电子元件来构造专 门的逻辑部件,组成专用计算机来实现机床加工的要求,故称之为 Hard-Wired NC(硬线连接数控),一般简称 NC。到 60 年代后期,小型计算机走向成熟并被引入 数控,从此 NC 进化为 CNC,NC 部分功能改由软件来实现。到 70 年代初,由于微电 子技术的发展,由大规模集成电路构成的微处理器引入数控并取代小型计算机。但 由于当时 CPU 的位数少,速度低,数控系统一些实时性很强的功能如插补运算,位 子控制等不得不仍旧依靠硬件来实现,故当时硬件品质的高低,就决定了 CNC 品质 的高低。进入 80 年代中期及以后,由于微电子技术的飞跃发展,数控系统的高速 化,多功能化,智能化、高精度化及高可靠性等方面得到了提高。现在所说的 CNC 系统实际上就是微机数控系统(MNC) 。CNC 从价格、功能、使用等综合指标考虑有 标准型数控系统和经济型数控系统。标准型数控系统也称全功能数控系统,功能齐 全,控制精度和运行精度都比较高,基本上都是闭环或半闭环控制系统;经济型数 控系统功能比较简单,在我国,经济型数控通常和步进驱动组成开环控制系统。 随着数控技术的发展,用通用微机技术开发数控系统可以得到强有力的硬件和 软件支持,这些软件和硬件是开放式的,此时的通用微机除了具备本身的功能外, 还具备全功能数控系统的全部功能,这是一条发展数控技术的途径。 数控车床是车削加工功能较全的数控机床。采用数控车床进行加工可以大大提高 产品质量,保证加工零件的精度,减轻劳动强度,为新产品的研制和改型换代节 省大量的时间和费用,提高企业产品的竞争能力。 共 页 第 5 页 装 订 线 1.3 数控机床加工的经济性 数控机床的价格比较贵,所以加工的费用比常规加工的要高。加工费用由机 床折旧费、日常维护费、操作人员和管理人员费、加工中的正常损耗如刀具、电、 气、冷却液等费用构成。最简单的计算方法是单位工时价格工时数。工时包括软 件计算工时和装夹、换刀等工时。确定数控加工的方法非常丰富,从 2.5 轴至 5 轴 联动,速度从低速至高速、工艺变化很多,刀位轨迹变化多,为有良好的经济性, 应根据不同加工件的产品质量要求,选定最优数控加工程序和经济的加工方法。 比如,加工余量的确定是为了保证零件能加工出来,应根据零件的大小、厚 度,选择合适的加工余量,盘类零件的尺寸可放 513mm 余量;为了经济、高效又 高精度的加工调节盘,加工精度可通过人机交互设定。粗加工时重切削加工去除大 量表面余量,精加工时采用高速加工,消除加工死角及薄壁处的振动和弹性退让, 表面加工后不用打磨。在运行软件上可以首先用 CAD 三维设计、造型叶片,修改调 节盘表面缺陷,对表面光滑处理。然后用 CAM 灵活设计加工方法、确定加工参数、 刀具等,进行刀轨的校核、编辑、优化、模拟仿真以获得最佳加工刀位轨迹,通过 后处理程序生成加工程序 1. 5 国内外数控系统发展概 随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国 家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造 系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动 控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现 柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本 性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发 展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合 了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高 精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断 和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM 与数控系统集成为一体,机床联网, 实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC 只能作为非智能 的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在 实际加工前用手工方式或通过 CAD/CAM 及自动编程系统进行编制。CAD/CAM 和 CNC 之间没有反馈控制环节,整个制造过程中 CNC 只是一个封闭式的开环执行机构。在 复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速 率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外 部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正 CAD/CAM 中的 设定量,因而影响 CNC 的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统 CNC 系统的这 共 页 第 6 页 装 订 线 种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了 CNC 向多变量智能化控制发展,已 不适应日益复杂的制造过程,因此,对数控技术实行变革势在必行。 1.5 本课题应解决的主要问题及技术要求 1. 毛坯的设定和材料的选择。 2. 夹具的设计(怎样定位所加工的零件,设计出合理、简单的夹具) 。 3. 刀具的选择(加工零件过程中要用到的刀,如外圆刀、切槽刀、镗刀、钻头以 及刀具的参数、结构、国标) 。 4. 切削用量的选择(车成型面主轴的转速,钻孔主轴的转速,镗空主轴的转速, 切槽主轴的转速,进给速度的确定,背吃刀量包括粗精加工,要根据机床的自 身情况决定) 。 5. 零件加工的顺序,先加工孔,再加工外圆面。加工零件的走刀路线。 6. 程序的编写,在编程序的过程中各个节、基点的计算。 第二章 调节盘主要讨论的问题 2.1 设计和论文的背景及意义 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化 的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对国计民生的一些重 要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所 需装备的数字化已是现代发展的大趋势。当前数控车床呈现以下发展趋势: 1. 高速、高精密化 2. 高可靠性 3. 数控车床设计 CAD 化、结构设计模块化 4. 功能复合化 5. 智能化、网络化、柔性化和集成化 盘盖类零件的结构特点:主体结构是同轴回转体,并且轴向尺寸远小于径向尺 寸。零件上常常具有轴孔;为了加强交承,减少加工面积,常设计有凸缘、凸台或 凹坑等结构;为了与其它零件相连接,盘盖类零件上还常有较多的螺孔、光孔、沉 孔、销孔或键槽等结构;此外,有些盘类零件上还具有轮辐、辐板、肋板以及用于 共 页 第 7 页 装 订 线 防漏的油沟和毡圈槽等密封结构。 功能:(轮)与轴配合用来传递旋转运动和扭矩,盘(盖)主要起支承、轴向定 位及密封。这类零件一般装在箱体的两端支承孔中,起支承传动轴和密封作用,或通 过其使所属不见与相邻件连接起来。 加工方法:毛坯多为铸件或锻件,机械加工以车削为主,装夹时零件轴线水平 放置。 盘盖类零件包括端盖、阀盖、齿轮等,这类零件的基本形体一般为回转体或其 它几何形状的扁平的盘状体,通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部 结构。盘盖类零件一般用于传递动力、改变速度、转换方向或起支承、轴向定位或 密封等作用。 盘盖类零件与轴类零件相比,有其自己的特点。盘盖类零件的直径较大而长度 较小,另外,盘盖类零件需要加工的形状相对比较复杂。由于这些特点,盘盖类零 件的加工程序一般比较长,所使用的刀具也比轴类零件要多些。 盘盖类零件根据形状的要求,有时可能需要使用“两次装夹,调头加工”的工 艺。这对于数控车削也是一个问题。因为此时工件需要进行二次装夹,对加工的位 置误差会产生一定的影响。在数控车削工艺路线设计时,应考虑到这个因素。 另外,有些盘盖类零件的壁厚可能比较小,使用一般的三爪卡盘装夹会带来变形, 造成加工工件的形状误差增大。这时应使用“包容式”卡爪,或者使用夹紧压力可 调 的气动卡盘和液压卡盘,并把卡盘的夹紧压力调整到合适的大小。 数控车削的走刀路线也包括刀具的运动轨迹和各种刀具的使用顺序,是预先编 制在加工程序中的。合理地确定走刀路线、安排刀具的使用顺序对于提高加工效率、 保证加工质量是十分重的。数控车削的走刀路线不是很复杂,也有一定的规律可遵 循。 盘盖类零件安排走刀路线的原则是径向走刀、轴向进刀,循环去除余量的循环 终点在粗加工起点。编制盘盖类零件的加工程序时,与轴套类零件相反,是从大直 径端开始顺序向前。 2.2 设计和论文的基本内容及关键问题 在完成此次课题中要了解的基本内容: 1)熟悉 Fanuc-0TD 数控系统 指令系统、数控系统的特点、精度与以前所学的区别; 2)熟悉 AutoCAD 软件操作并进行绘制零件图 用 CAD 对所要加工的零件进行绘图; 3)数控加工工艺分析 包括:分析零件图、重要尺寸与精度的分析、工件的定位、定位基准的选择、 共 页 第 8 页 装 订 线 工件的夹紧、夹具设计、加工余量的确定、切削用量的选择、冷却液的选择、工序 尺寸与公差的确定、机械加工精度与表面精度、加工所用的刀具的设计与选择(刀 具的材质、几何角度与形状、各种参数的设计) 、制定工艺工序卡; 4)零件数控编程 根据工艺工序卡进行数控编程,在程序中进行必要的加工过程的说明; 5)学习与熟悉 Fanuc-0TD 模拟系统的操作 熟悉模拟系统的操作,并对所要加工的零件进行模拟加工; 6)零件的质量检验与分析 熟悉评价零件的标准与要求,了解质量检验的方法,并用一种典型的方法对所 加工零件进行检验,并分析其误差与加工不足。 在此次课题中要解决的关键问题: 1)零件图的分析、重要尺寸与精度的分析 2)工件的定位、定位基准的选择、工件的夹紧、夹具设计 3)加工余量的确定、切削用量的选择 4)冷却液的选择 5)工序尺寸与公差的确定、机械加工精度与表面精度 6)加工所用的刀具的设计与选择(刀具的材质、几何角度与形状、各种参数的设计)、 制定工艺工序卡 7)模拟系统的操作 2.3 本课题调研情况综述 盘类零件的主体多数是由共轴的回转体构成,也有一些盘类零件其主体是方形 的。它与轴套类零件正好相反,一般是轴向尺寸较小,而径向尺寸较大。盘类零件 一般用于传递动力、改变速度、转换方向或起支承、轴向定位或密封等作用。在工 业上,为了加强交承,减少加工面积,常设计有凸缘、凸台或凹坑等结构;另外, 为了与其它零件相连接,盘类零件上还常有较多的螺孔、光孔、沉孔、销孔或键槽 等结构;此外,有些盘类零件上还具有轮辐、辐板、肋板以及用于防漏的油沟和毡 圈槽等密封结构。 2.4 本课题的方案论证 一 、课题的正确性 共 页 第 9 页 装 订 线 1、毛坯选择,如图: 盘类零件常采用钢、铸铁、青铜或黄铜制成。孔径小的盘一般选择热轧或冷拔 棒料,根据不同材料,亦可选择实心铸件,孔径较大时,可作预孔。若生产批量较 大,可选择冷挤压等先进毛坯制造工艺,既提高生产率,又节约材料。 2、基准选择 根据零件不同的作用,零件的主要基准会有所不同。一是以端面为主(如支承 块)其零件加工中的主要定位基准为平面;二是以内孔为主,由于盘的轴向尺寸小, 往往在以孔为定位基准(径向)的同时,辅以端面的配合;三是以外圆为主(较少) ,与内孔定位同样的原因,往往也需要有端面的辅助配合。 共 页 第 10 页 装 订 线 3、安装方案,如图: 用三爪卡盘装夹外圆时,为定位稳定可靠,常采用反爪装夹(共限制工件除绕 轴转动外的五个自由度);装夹内孔时,以卡盘的离心力作用完成工件的定位、夹 紧(亦限制了工件除绕轴转动外的五个自由度)。 4、表面加工 零件上回转面的粗、半精加工仍以车为主,精加工则根据零件材料、加工要求、 生产批量大小等因素选择磨削、精车、拉削或其它。零件上非回转面加工,则根据 表面形状选择恰当的加工方法,一般安排于零件的半精加工阶段。 5、工艺路线 与轴相比,盘的工艺的不同主要在于安装方式的体现,当然,随零件组成表 面的变化,牵涉的加工方法亦会有所不同。因此,该“典型”主要在于理解基础 共 页 第 11 页 装 订 线 上的灵活运用,而不能死搬硬套。 下料(或备坯) 去应力处理 粗车 半精车 平磨端面(亦可按 零件情况不作安排) 非回转面加工 去毛刺 中检 最终热处理 精加工主要表面(磨或精车) 终检 二.本课题方案的可行性 本课题是典型的盘类零件(调节盘)符合一般盘类零件的加工方案:下料(或备坯) 去应力处理 粗车 半精车 平磨端面(亦可按零件情况不作安排) 非回转面加工 去毛刺 中检 最终热处理 精加工主要表面(磨或精车) 终检 。所以本方案可行。 共 页 第 12 页 装 订 线 第三章 数控加工工艺分析 3.1 零件的图样(见附录一) 3.2 分析零件图中的重要尺寸与精度, 零件图是设计工艺过程的依据,因此,必须仔细的分析、研究调节盘的零件图。 共 页 第 13 页 装 订 线 (1)首先应通过图纸了解调节盘的形状结构并检查图纸的完整性。 (2)分析图纸上的规定的尺寸187、58、54、46、72、32及其平 行度公差、圆度公差、同轴度公差、位置度公差、上下表面粗糙度为6.3,其于为 12.5、形状和位置公差等技术要求,并审查其合理性,必要时应参阅部、件的装配 图或总装图。 (3)零件图要求进行渡处理。首先要保证零件初加工后的尺寸能满足渡的要求; 二是渡处理后要保证圆度和尺寸的要求。 (4)以底面作为定位基准,保证不重复定位,出现定位误差。 通过分析、研究零件图,对零件的主要工序及加工顺序获得了初步概念,为设计工 艺过程中的各个阶段的细节打下必要的基础。 3.3 加工工艺的分析 3.3.1 编程原点的确定 由于工件在长度方向的要求较低,根据编程原点确定的原则,该盘类零件的编程 原点取在加工完成后工件的右端面与轴线相交的交点上。 3.3.2 零件基准和加工定位基准的选择 基准的选择包括定位方式的选择和被加工件定位面的选择。盘套类零件的定 位方式通常是一端固定。对于切削长度过长的工件可以采取一夹一顶或两顶尖定位。 在装夹方式允许的条件下,定位面尽量选择几何精度较高的表面。 3.3.3 工序的确定 在 FANUC-OTD 数控车床上加工零件,应按工序集中的原则划分工序,在一次 安装下尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。根据零件的结构形状不同,通常选 择大圆、端面或内孔、端面装夹,并力求设计基准、工序基准和编程原点的统一。 1.按零件加工表面划分 将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成,以免多次安装所产生的安 装误差影响位置精度。 2按粗、精加工划分 对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件,应将粗车和精车分开,划分成两 道或更多的工序。将粗车安排在精度较低、功率较大的数控车床上,将精车安排在 精度较高的数控车床上。 共 页 第 14 页 装 订 线 3.3.4 加工顺序的确定 在分析了零件图样和确定了工序、装夹方式后,接下来即要确定零件的加工顺 序。制定零件车削加工顺序遵循下列原则: 1 先粗后精 按照粗车 半精车精车的顺序进行,逐渐提高加工精度。粗车 将在较短的时间内将工件表面上的大部分余量切掉,一方面提高金属切削率,另一 方面满足精车的余量均匀性要求。 2 先近后远 按加工部件相对于刀点的距离大小而言的。在一般情况下,离对 刀点远的部位后加工,以便缩短刀具移动的距离,减少空行程。对于车削而言,先 近后远还有利于保持坯件或半成品的刚性,改善其切削条件。 3 内外交加 对即有内表面,又有外表面需加工的零件,安排加工顺序时,应 先进行内外表面粗加工,后进行内外表面精加工。切不可将零件上一部分表面加工 完毕后,再加工其它表面。 通过分析调节盘的加工顺序 由粗到精、由近到远的原则确定。即先从右到左 进行粗车(留 0.25mm 的精车余量) 。然后从右到左进行精车,最后切槽。 3.3.5 确定加工参数 加工参数的确定取决于实际的加工经验、工件的加工精度及表面质量、工件材 料的性质、 刀具的种类及刀具的形状、刀柄的刚性等诸多因数. 1主轴转速 硬质合金刀具材料切削刚件时 ,切削速度取在 80-200mm/min,根据 实际的情况,本课题的粗加工的转速在 400-1000r/min,精加工的转速在 1000-2000r/min. 2进给速度 粗加工时为了提供生产效率 ,在保证工件质量的前提下,可选择较 高的进给速度,一般在 100-200mm/min,当进行切槽加工时采用高速刚刀具进行加工 , 应采用较低的进给速度,一般在 50-100mm/min 范围内 . 精加工的速度一般取粗加工进给速度的 1/2. 刀具空行程的进给速度一般取 G00 速度. 3背吃刀量 背吃刀量根据机床与刀具的刚性及加工精度来确定,粗加工的背吃 刀量一般在 2-5mm,精加工背吃刀量在 0.2-0.5mm. 针对本课题选择加工参数如下: 5 粗车外圆:S800r/min F0.15mm/r 精车外圆:S1500r/min F0.08/r 车退刀槽:S500r/min F0.18mm/r 粗镗:S800r/min F0.15mm/r 共 页 第 15 页 装 订 线 精镗:S1500r/min F0.08mm/r 切断:S300r/min F0.05mm/r 钻孔:S200r/min F0.05mm/r 3.3.6 车削加工 1、车外圆柱面 车削外圆是最常见的一种车削加工。工件旋转,车刀做纵向进给运动的轨迹,严 格地与工件轴线平行,就能车出圆柱面。 Kr=45的弯头刀能车外圆、端面和倒角,是一种多用途的车刀;但切削时径向 分力大,如果是车细长工件时,工件容易被顶弯,并引起振动,所以常用来车削刚 性好的工件。90偏刀能车外圆、端面和阶台;其径向分力较小,不易引起工件的 弯曲和振动,但因刀尖角 r 较小,刀尖强度小,散热条件差,容易磨损。75的 外圆车刀刀尖强度较高,散热情况好,径向分力也不大,工件刚性稍差时也能采用; 适用于粗、精车外圆。装夹车刀时尽可能使刀尖与工件轴线等高,刀杆应与之垂直, 刀杆悬伸部分应尽可能短,以保证车削能顺利进行。 2、车端面与阶台 车削端面时,常使用弯头车刀和偏刀。装刀时,刀尖高度与工件轴线等高特别 重要,否则断面中心处会留下凸起的剩余材料。此外,当车刀在横向进给时,应将 大溜板紧固,以免纵向位移影响工件的平面度。偏刀从外向里车削端面,是用车外 圆时副刀刃担任切削。副刀刃的前角较小,切削不够轻快,当切深较大时,使表面 粗糙,而且切削到工件中心时将凸台一下子车掉的。如果偏刀从里向外车削端面, 便没有这个缺点,不过工件必须有孔才行。弯头车刀是用主刀刃担任切削,切削顺 利,适于车削较大的端面,而且凸台是逐渐车掉的。所以,车端面用弯头刀较有利。 另外,端面的直径从外到中心是变化的,切削速度也在变化,不易切出较低的粗糙 度,因此工件转速可比车外圆时高一些。为降低端面粗糙度,可有中心向外车削。 车阶台则宜采用 Kr=75的车刀粗车,而采用 Kr=9095的车刀作精车。 3、镗孔 (1)在车床上镗孔是对锻出、铸出或钻出的孔的进一步加工。镗孔可以较好地纠正 原来孔轴线的偏斜, 可作粗加工、半精加工与精加工。 (2)镗通孔可用通孔内圆车刀(Kr=6075) ;镗阶台孔或不通孔则需要不通孔 内圆车刀,并且当镗刀纵向进给之末端时,需作横向进给加工内端面,以保证内端 面与孔轴线垂直。 (3)镗刀杆应可能粗一些。安装镗刀时,伸出刀架的长度应尽量小,到健壮的要略 共 页 第 16 页 装 订 线 高于主轴中心,以免颤动和扎刀。此外,如刀尖低于工件中心,会使镗刀下部碰坏 孔壁。 (4)镗孔时,因刀杆细、刀头散热体积小,且不加冷却液,所以进给量 f 和被吃刀 量 ap 应比车外圆时小些,需进行多次走刀,生产率低。但镗刀制造简单,大直径和 非标准直径的孔加工都可以使用,通用性强。 4.切槽和切断 a.切槽要用切槽刀。切槽和车端面很相似。切槽刀如同右偏刀和左偏刀并到一起同 时车左、右两个断面。 b.切断要用切断刀。切断刀形状与切槽刀相似。切断刀刀头长度应稍大于工件半径 或管径厚度。刀头宽度应适当,太宽容易引起振动,太窄则刀头强度低,切削时容 易折断。 c.切削窄槽时,主切削刃宽度等于槽宽,可在横向进刀中一次切出。切削宽槽时, 可作多次横向进刀,末一次横向进刀后再以纵向进给精车槽底。 3.4 夹具的选择 根据通用程度的不同,机床夹具可分为: 1)通用夹具 这类夹具具有很大的通用性。现已标准化,在一定范围内无需调 整或稍加调整就可用于装夹不同的工件。如车床上的三爪自定心卡盘、四爪单调卡 盘、铣床上的平口钳、分度头、回转盘等。这类夹具通常作为机床附件由专业厂生 产。其使用特点是操作费时、生产率低,主要用于单件小批生产。 2)专用夹具 这类夹具是针对某一工件的某一固定工序而专门设计的。因为不 需要考虑通用性,可以设计得结构紧凑,操作方便、迅速,它比通用夹具的生产率 高。这类夹具在产品变更后就无法利用,因此适用于大批量生产。 3)成组可调夹具 在多品种小批量生产中,由于通用夹具生产率低,产品质量 也不高,而采用专用夹具又不经济。这时可采用成组加工方法,即将零件按形状, 尺寸和工艺特征等进行分组,为每一组设计一套可调整的“专用夹具” ,使用时只需 稍加调整或更换部分元件,即可加工同一组内的各个零件。 4)组合夹具 组合夹具是一种由预先制造好的通用标准部件经组装而成的夹具。 当产品变更时,夹具可拆卸、清洗,并在短时间内重新组装成另一种形式的夹具。 因此组合夹具既适合于单件小批生产,又可适合于中批生产。 机床夹具也可按适用的机床分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、 齿轮加工机床夹具等。 若按所使用的动力源,机床夹具又可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电 动夹具,磁力夹具、真空夹具等。 共 页 第 17 页 装 订 线 因为本次毕业设计的课题是调节盘的数控车床编程与模拟仿真,所以我综合以 上,从定位基准、工件定位和工件夹紧三个方面考虑决定使用三爪自定心卡盘作为 调节盘数控加工的夹具(见表 3.4) 。 三爪自定心卡盘,用于多种金属机床上,能自定中心夹紧或撑紧圆形、三角形、 六边形等各种形状的外表面或内表面的工件,进行各种机械加工,夹紧力可调,定 心精度高,能满足普通精度机床的要求。 三爪自定心卡盘标准是产品设计、制造、验收的重要依据,同时也为主机配套 提供参考。 三爪自定心卡盘有两种连接型式:短圆柱及短圆锥。前者通过过渡盘与机床主 轴连接,以适应早些年我国机床主轴端部不统一状况。随着主轴端部标准 JB2521- 79法兰式车床主轴端部尺寸及 GB/T5900-97 机床法兰式主轴端部与花盘互换 性尺寸相继制订,按 GB5900 规定生产的短圆锥式卡盘不通过过渡盘直接与机床 连接,使机床工具系统刚性大大提高。从而提高了加工质量,目前短圆柱连接卡盘 作为传统产品列入标准,以适应市场需要。当对短圆柱卡盘进行几何精度检验时, 尚需注意应使其过渡盘连接为无间隙配合,以免定位误差影响检验精度。 基本结构和工作原理:三爪自定心卡盘利用三个螺钉,通过盘体止口端面上的 螺孔,将卡盘紧固在机床法兰上。将扳手插入任一齿轮方孔中,转动扳手时,小齿 轮带动盘丝转动,通过盘丝端面螺纹的转动,带动三块卡爪同时趋进或离散。该产 品采用内外两副卡爪,根据工件的形状和尺寸进行选用。 表 3.4 卡盘工作尺寸范围 正爪 反爪 卡盘直径 d 夹紧尺寸范围 撑紧尺寸范围 夹紧尺寸范围 80 2-22 25-70 22-63 100 2-30 30-90 30-80 125 2.5-40 38-125 38-110 160 3-55 50-160 55-145 200 4-85 65-200 65-200 250 6-110 80-250 90-250 315 10-140 95-315 100-315 400 15-210 120-400 120-400 500 25-280 150-500 150-500 共 页 第 18 页 装 订 线 根据调节盘加工装夹方法,我决定,在加工右端面内孔的时候选择卡盘直径 200mm 的三爪卡盘,夹在毛坯 75mm 的外圆上;在加工左端面外圆的时候选择 卡盘直径 80mm 的三爪卡盘,夹在 54mm 内孔内,利用撑紧的方法。 3.5 刀具的选择 一、 车刀按用途不同可分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀以及螺纹车刀、 成行车刀等。 外圆车刀用于加工外圆柱面和外圆锥面,它有直头车刀、弯头车刀、和偏刀。 直头车刀主要用于车削没有阶梯的光轴。45弯头外圆车刀可以车削外圆,又可以 车削端面和倒棱,通用性较好,所以得到广泛的使用。偏刀有 90和 93主偏角两 种,常用来车削阶梯轴和细长轴。 外圆车刀又分为粗车刀、精车刀和宽刃光刀。警车刀刀尖圆弧半径较大,可获 得较小的残留面积。宽刃光刀用于低速大进给量精车。 端面车刀用于车削垂直于轴线的平面,它工作时采用横向进给。 切断刀用于从棒料上切下以加工好的零件,也可以切窄槽。切断刀切削部分宽 度很小,强度低,排屑不畅是急易折断,所以要特别注意刃形和几何参数的合理性。 切槽刀用于车削沟槽,外形与切断刀相似,其刀头尺寸决定于沟槽尺寸。 内孔车刀用于车削圆孔,其工作条件较外圆车刀差,这是由于内孔车刀的刀柄 截面尺寸和悬伸长度都受被加工孔的限制,刚性低、易振动,只能承受较小的切削 力。 成形车刀是一种加工回转体成形表面的专用刀具,它不但可以加工外成形表面, 还可以加工内成形表面。成形车刀主要用于在大批量生产,其设计与制造比较麻烦, 刀具成本比较高。但为使成形表面精度得到保证,工件批量小时,在普通车床上也 常常使用。 螺纹车刀车削部分的截形与工件螺纹的轴向截形(即牙形)相同。车削螺纹比 攻丝和套丝加工精度高,表面粗糙度低。因此,螺纹车刀车削螺纹是一种常用的方 法。 二、 车刀在结构上可分为:整体车刀、焊接车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片 的车刀。 共 页 第 19 页 装 订 线 整体车刀是由整块高速钢淬火、磨制而成的,俗称“白刚刀” ,形状为长方形、 截面为正方形或矩形,使用时可根据不同用途将部分修磨成所需形状。 焊接车刀是由刀片和刀杆焊接连接而成。一般刀片选用硬质合金,刀杆用 45 刚制作。刀片可多次重磨。 焊接装配式车刀是将硬质合金刀片焊在小刀块上,再将小刀块装配到到杆上, 这种结构多用于重型车刀。重型车刀体积和重量较大,如刃磨整个车刀,劳动强度 很大,采用该种结构,可只需装卸小刀块,刃磨容易,刀杆也可重复使用。 硬质合金焊接车刀具有结构简单、可根据需要进行刃磨、硬质合金利用得比较 充分等优点,故目前该种车刀的应用在车刀中仍占有一定的比例。 硬质合金焊接车刀的主要缺点是其切削性能主要取决于工人的刃磨技术,不适 应现代化生产要求, 此外到杆不能重复使用,造成一定的浪费。在制造工艺上,由 于硬质合金刀片和刀杆材料的膨胀系数不同,焊接时易产生热应力,当焊接工艺不 合理时易导致硬质合金产生裂纹。 为了避免焊接产生的应力、裂纹等缺陷,提高刀杆利用率,车刀普遍采用机械 方法夹固硬质合金刀片。这类车刀在结构上分为: 机夹重磨车刀:结构上采用机械夹固式,而刀片仍使用焊接式车刀刀片。 机夹可转位车刀:刀片为多边形,每个边都可以做切削刃,用钝后可以修磨, 只需把刀片转位,即可使新的切削刃投入切削。 机械夹固式车刀的优点是:刀片不经高温焊接,排除了产生焊接裂纹的可能性; 刀杆可进行热处理,提高刀片支撑面的硬度,从而提高了刀片的寿命;刀杆可以重 复使用。 可转位车刀也是机械夹固式车刀,除具备以上优点外,其最大的优点是几何参 数完全由刀片和刀杆上的刀槽保证,不受工人技术水平的影响,因此切削性能稳定, 很适合现代化生产要求;此外,机床操作工人不必磨刀,可减少许多停机换刀时间; 刀片下面的刀垫用硬质合金制成,提高了刀片支撑强度,可是用较薄的刀片。 三、 车刀按切削部分材料可分为高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀、金刚石车 刀等。 本次加工的零件是调节盘,零件材料是合金钢 40CrNi:具有较高的机械强度, 热处理性能好,淬火性好,在传递大功率,要求结构紧凑,耐磨性好时,采用合金 钢;毛坯是铸件。 共 页 第 20 页 装 订 线 因此本次加工需用七把刀完成加工:外圆粗车刀、外圆精车刀、粗镗刀、精镗 刀、切槽刀、端面车刀和钻头。以上刀具都是采用硬质合金焊接刀,刀头材料为 YT15;钻头材料是高速钢(见表 3.5) 。 表 3.5 车削加工刀具表 刀具名 称 刀具图形 刀具参数 背吃刀量 ap (mm) 进给速度 Vf(mm/min) 转速 n(r/min) 外圆粗 车刀 Kr=95 切削刃宽 0.2mm 2 60-80 800 外圆精 车刀 Kr=93 切削刃宽 0.1mm 0.5 80-90 1500 粗镗刀 Kr=90 切削刃宽 0.2mm 1.5 50-70 800 精镗刀 Kr=107.78 切削刃宽 0.1mm 0.4 70-80 1500 切槽刀 刀头部宽度4mm 30-50 500 共 页 第 21 页 装 订 线 端面车 刀 45 100 400 钻头 钻头直径 30mm 200 共 页 第 22 页 装 订 线 第四章 数控加工 4.1 机械加工工艺工序卡片(见附录二 ) 4.2 数控加工程序 1)调节盘右端面的加工 O0001 设定程序号为 Q0001 G50X100.0Z100.0; 设置工件原点在右端面 G50S2000T0101; 限制最高主轴转速为 1500rmin 调 01 号外圆粗车刀 G96S800M03; 指定恒切削速度为 800mmin M08; 切削液开 G00X185.Z2.0; 快速走到外圆粗车始点 (185.0, 2.0) G99G01Z0F0.15; 接近端面圆弧切削起点 X187.5Z-1.0; 车削开始 Z-10.0; 187mm 外圆粗车 G00X100.Z50.; 快速退刀 T0202; 调 02 号外圆精车刀 S1500M3; G00X185.Z1.0; 快速走到端面精车起点 G01Z0F0.08; X186.950Z-1.F300 切 1.5mm 倒角 Z-10. 187mm 外圆精车 G00X100.Z100.; 快速退刀 T0303 调 03 号粗镗刀 S800M03; 转速 800r/min,主轴正转 G00X58.0Z2.0; 快速进及到循环点 G71U2R1; 粗车循环开始 G71P100Q200U0.3W0.1F0.15; 粗车循环格式 N100G01Z0.; 进给到端面 X55.0Z-1.5; 直线切削 G01X54.0R0.2F0.15; 直线切削 Z-17.0; 直线切削 X46.0; 直线切削 Z-32.0; 直线切削 共 页 第 23 页 装 订 线 X32.0; 直线切削 Z-46.0; 直线切削 N200G00Z50.; 循环结束 G00X100.Z100.; 快速退刀 T0404 调 04 号精镗刀 S1500M3; 主轴转速为 1500rmin G00S58.Z1.; 快速进给到精车循环 G70P100Q200F0.08; 精车循环开始 G00X100.0Z100.0; 循环结束,退刀 M05M09; 主轴停,切削液关 M30; 程序结束 2)调节盘左端面的加工 O0002 设定程序号为 Q0002 G50S1500M08T0101; 限制最高主轴转速为 1500rmin 调 01 号外圆粗车刀 G96S800M03; 指定恒切削速度为 800mmin G00X32.Z2.; 进给到 32 外圆 G98G01Z0F0.15; 设定每转进给量 G01X29.Z-1.5F0.15; 打 1.5mm 倒角 G00X50.; 退刀 G00X32.Z3.; 进给到粗车循环点 G71U2R1; 粗车循环格式 G71P10Q20U0.5W0.3F0.15; 粗车循环格式 N10G01Z0; 进给到端面 G01X50; 直线切削 G03X65Z-24R30.; 圆弧切削,车 R30 外圆 G01X72.; 直线切削 Z-31; 直线切削 G02X82.Z-36.R5.; 圆弧切削,车 R5 外圆 G01X185. 直线切削 N20G01X187.Z-37.5; 直线切削 G00X100.Z100. 快速退刀 T0202; 调用外圆精车 S1500M3; 主轴转速为 1500rmin 正转 G00X32.Z1.; 进给到循环点 共 页 第 24 页 装 订 线 G70P10Q20F0.08; 精车循环开始 G00X100.Z100.; 快速退刀 T0505; 调用 4mm 宽切槽刀 S500M03; 主轴转速为 500rmin 正转 M08; 切削液开 G00X100.Z-23.; 快速进给到切槽点上方 X75.; 直线进给 G01X72.; 直线进给 X68.; 进给到切槽点 G01X58.F0.04; 切槽开始 G04 X1 暂停 1S G00X100. 退刀 G00X100.Z100.; 快速退到安全点 M05M09; 主轴停,切削液关 M30; 程序结束 3) 打孔在手动钻床上进行,因为孔的内径较大,应注意打孔时机床的进给量,防止钻 头断裂;还需在钻孔时加切削液,防止钻头过热烧坏。 共 页 第 25 页 装 订 线 第五章 模拟仿真 5.1 FANUC 0TD 机床操作面板操作 5.1.1 机床操作面板(见图 5.1.1) 机床操作面板位于窗口的右下侧,如下图所示,主要用于控制机床运行状态,由 模式选择按钮、程序运行控制开关等多个部分组成。 图 5.1.1 FANUC-OTD 数控机床操作面板 5.1.2 FANUC OTD 系统面板功能介绍 AUTO:自动加工模式。 EDIT: 编辑程序模式。 MDI:手动数据输入。 HOME:回参考点。 JOG:手动方式。 JOGINC:增量进给。 MPG: 手轮方式移动工作台或刀具。 TRVRS:快速手动方式移动工作台或刀具。 TEACH:示教。 OFSET MESUR:刀补测量。 5.2 FANUC 0TD 数控系统操作 数控系统操作键盘在视窗的右上角,其左侧为坐标和程序显示屏,右侧是编程 共 页 第 26 页 装 订 线 面板。如图 5.2 所示: 图 5.2 FANUC-0TD 数控机床操作键盘 5.3 仿真加工 1)回参考点 2)移动对机床微量调整 3)开主轴 4)启动程序加工零件 5)试运行程序 6)单步运行 7)编辑 NC 程序 8)通过操作面板手工输入 NC 程序 9)输入零件原点参数 10)输入刀具补偿参数 11)MDI 手动数据输入 5.4 调节盘的仿真操作 (1) 电源的接通。 a.检查 CNC 车床的外表是否正常 b. 打开位于车床后面电柜上的主电源开关,应听见电控柜风扇和主轴电动机开 始工作的声音。 共 页 第 27 页 装 订 线 c. 按操作面板上的POWER ON按钮接通电源,几秒钟后 CRT 显示屏上出现画 面,才能操作数控系统上的按钮。 d. 顺时针方向松开急停按钮。 e. 绿灯亮后,机床液压泵已启动,机床进入准备状态。 (2)调节盘的装夹 a. 先装夹 72mm 的外圆面,加工 187 的端面和外圆面,钻孔和镗孔。 b.再装夹 187mm 的外圆面,加工另一面的轮廓。 c. 在装夹过程中要用校正划针校正工件,经校正后将工件夹紧,装夹工作完成。 主体装夹如图 5.4.1 图 5.4.1 工件的装夹 (3) 刀具的的安装 a. 手动操作控制面板上的 “刀架旋转”按钮,选择 1 号刀位,装上外圆粗刀 b. 选定 2 号刀位,装上精车刀。 c. 选择 3 号刀位,装上粗镗刀,注意刀尖的高度要与对刀点重合。 d. 选择 4 号刀位,装上精镗刀, 注意刀尖的高度要与对刀点重合。 e. 手动操作控制面板上的 “刀架旋转”按钮,选择 4 号刀位,装上割断刀 如图 5.4.2 共 页 第 28 页 装 订 线 图 5.4.2 刀具的选择 (4) 回零的操作 a. 将机床操作模式开关设置为手动方式位置上,+X,-Z 方向移动刀架一段距离。 b. 再操作机床控制面板上的 “-X”方向按钮,进行 X 轴向回零操作。 c. X 轴向回零后,按操作面板上的 “+Z”方向按钮,进行 Z 轴向回零操作。 (5) 换刀点的设置 换刀点是加工过程中自动装置的换刀装置,该点可以是固定的,也可以是任意的, 换刀点的位置应保证刀具转位时不碰撞工件及其它的部件。一个加工程序中换刀点 只设置一个。选择 X200 Z50 为换刀点。 (6)对刀 将调节盘安装好之后,先用手动方式操作机床,用选择好的镗刀将调节盘端面车 一刀,然后保持镗刀在纵向(Z 向)的尺寸不变,沿横向(X 向)退刀。把 0 输入显示器上 刀具长度补偿里。用同样的方法,再将调节盘外圆面上车一刀,然后保持刀具横向(X 向)上的尺寸不变,从纵向退刀停止主轴,再量出车削后的直径值,将它输入到刀具直 径补偿中,即可确定刀具在调节盘坐标系中的位置。其他各刀具都要进行一上操作, 从而确定每把刀具在调节盘中坐标系中的位置。 (7) 程序的存储、编辑操作前的准备 a.把程序保护开关置于 ON 上,接通数据保护键(KEY) 共 页 第 29 页 装 订 线 b.将操作方式置为 EDIT 方式 c.按显示机能键PRGRM或程序软键后,显示程序后方可编辑程序。 d. 把调节盘的程序按顺序输入进去,再把程序存入存储器中。 e. 调节盘程序的检索: 选择扫描方法对程序检索,选择手动或自动,按字母 O,再按 CURSOR 键,EDIT 方式 时,反复按 O 与 CURSOR 键,可以逐个显示存入的程序。当存的程序全部显示完,便返 回到头一个程序。 选择验索方法程序进行检索,选择手动或自动,按屏幕下方的程序按键, 显示程序画面,键入要检索的程序号,按 CURSOR 键,检索结束时,在 CRT 画面显示 检索出的程序并在画面的右上部显示已检索程序号。 (8)调节盘的图形模拟 a.在 9 英寸 CRT 画面上,可以描绘调节盘加工程序的刀具轨迹。 b.首先自定毛坯,毛坯的直径和长度。 c.设置刀架的换刀点。 d.选择刀具切毛坯的外圆和端面(如图 5.4.3) ,进行对刀。对完后退回换刀点。 图 5.4.3 毛坯的选择 共 页 第 30 页 装 订 线 e.掉出调节盘的加工程序,并锁定机床效验。 f.切换 CRT 显示屏,看刀具的走刀路线,是否正确。 g.再检查加工出来的图形是否符合所要加工调节盘的要求(如图 5.4.4) 。 图 5.4.4 工件的检测 (9)机床空运行 a. 机床锁定,使机床操作面板的机床锁定开关接通,自动运行加工程序时,机 床刀架并不移动,只有在 CRT 上显示各轴的位移位置,用于加工程序的检查。 注:用 G27、G28 来指令,机床也不回参考点,且指令灯也不亮。 b. 接通机床操作面板的辅助功能锁开关后,程序中的 M、S、T 代码指令被锁, 不能执行,该功能与机床锁定一起用于程序检测。M00、M01、M30、M98、M99 可正 常执行。 c.若按一下空运行开关,空运行灯变亮,不装工件,在自动运行状态运行加工 程序,机床空跑,程序指定的进给速度无效。根据参数(No.0001,RDRN)的设定运 行。 (10)加工零件的首件试切削 a.当刀具、毛坯、夹具程序等都已经准备就绪后,即可进行调节盘的试切削工 作。 首先将机床锁定,空运行程序,检查程序中可能出现的错误。 b.检查刀具在 X、Y 平面内的走刀轨迹的情况,采用单段运行,并将 G00 快速移 动速 度调慢,以便发生程序错误而紧急停车。在试切工作中,同时观察屏幕上显示的程 序、坐标、位置、图形显示等,以确定各个运行段的正确性。 共 页 第 31 页 装 订 线 c.首次切削完毕后,应对其进行全面检测,必要时进行适当的修改程序或调整机 床,直到加工的工件全部合格后,程序编制才算结束,并将已经验证的程序及有关 资料进行妥善保存,便于以后查询和总结。 d.一般首件试切削均采用单段程序执行,将单段开关置于“ON”位置,在自动 运行方式下,执行一个程序段后自动停止,每执行一个程序段后,按下机床操作面 板上的循环启动START按钮,直到加工完为此。 共 页 第 32 页 装 订 线 第六章 总结 通过对调节盘的数控车床编程与模拟仿真,基本上来说它的一系列参数都达到规 定的要求。在对零件图进行前期分析的时候,发现它的零件图的结构尺寸和粗糙度 精度都符合标准,布局合理,有利于对它的各个加工表面进行分析,作出正确的工 艺分析结论和数控编程。但是调节盘的装夹比较麻烦,它需要两次装夹,而且夹具 要求比较高,需要自己进行设计以便于加工又不至于麻烦,不利于工件的加工。在 对刀具选择问题上,调节盘这个零件还不至于很复杂,符合工艺标准,因此所选用 的基本都是加工各种零件所必须的刀具。在对调节盘工艺分析时,对加工路线和切 削用量的把握也很重要,尽量做到符合工艺流程,符合相应标准,从而方便数控编 程与模拟仿真。在编程过程中,遵循编程的相关标准,尽量做到标准,依据工艺分 析要求,与加工路线保持一致。 但是在对调节盘的分析过程中也发现存在一些未解决的问题或者说未达到要求 的问题。零件四周有孔,但对于数控车床来说它无法加工,因此不能达到刚开始的 要求。这可以到铣床上去解决,但与课题无太多联系,因此就一带而过。 课题的结果可以说是圆满的完成了,工艺分析、编程、模拟仿真都对工件做出 相应的解释,达到设计要求与任务。 共 页 第 33 页 装 订 线 致谢 感谢李业农老师的热心指导,感谢同组同学的积极讨论,使得错误能够及时发 现并能做到及时改正。同时也感谢在我做毕业设计报告中对我有过帮助与指导的老 师同学和朋友,在此我衷心的感谢! 共 页 第 34 页 装 订 线 参考资料: 1.詹华西编. 数控加工与编程. 西安电子科技大学出版社,2004 2.明兴祖主编. 数控加工技术. 北京 化学工业出版社,2003 3.唐健编. 数控加工及程序编制基础.北京 机械工业出版社,1997 4.李华主编. 机械制造技术(第二版).高等教育出版社,2005 5.唐应谦编. 数控加工工艺学.北京 中国劳动社会保障出版社,
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