數(shù)控車(chē)床

　　數(shù)控技術(shù)初學(xué)群體在數(shù)控機(jī)床上實(shí)訓(xùn)時(shí)，尤其是高職高專(zhuān)的學(xué)生，雖然相關(guān)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程均已學(xué)習(xí)過(guò)，但由于缺乏生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，考慮問(wèn)題不夠全面，很難把所學(xué)的知識(shí)相互貫通應(yīng)用好，往往造成實(shí)訓(xùn)加工的零件不能達(dá)到預(yù)期的目的。現(xiàn)通過(guò)實(shí)訓(xùn)實(shí)例就工藝與編程的結(jié)合問(wèn)題進(jìn)行分析討論。
　　1.實(shí)訓(xùn)條件
　　(1)實(shí)圳設(shè)備：“GTC2E”數(shù)控車(chē)床。
　　(2)程序系統(tǒng)：“SANYING”數(shù)控車(chē)床模擬系統(tǒng)。
　　(3)實(shí)訓(xùn)實(shí)例：銼刀手柄。
　　(4)實(shí)例坯料：φ26mm圓木。
　　(5)零件圖：銼刀手柄零件圖如附圖所示。

　　2.工藝方案擬定過(guò)程
　　(1)首先要熟讀圖樣，分折零件圖可知手柄輪廓是由一個(gè)圓錐臺(tái)、一個(gè)柱面和三個(gè)圓弧連接曲面組成。確定工件坐標(biāo)原點(diǎn)并汁算出每個(gè)折點(diǎn)的坐標(biāo)以及曲線(xiàn)連接點(diǎn)的坐標(biāo)，見(jiàn)零件圖上所注。
　　(2)選擇刀具，主要是考慮刀具結(jié)構(gòu)和尺寸能否與工件已加工部位發(fā)生干涉，在切削中切削點(diǎn)一但偏離刀尖，就有可能發(fā)生過(guò)切。對(duì)尺寸較小的曲線(xiàn)輪廓可考慮使用成形刀具。
　　手柄是由三段圓弧連接的非單一曲線(xiàn)輪廓，用外圓車(chē)刀車(chē)削應(yīng)考慮車(chē)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表面輪廓發(fā)生干涉。經(jīng)計(jì)算副偏角應(yīng)大于13.4o，故選用主偏角為90o、副偏角為15o的外圓右偏刀和切斷刀兩種刀具。
　　(3)按選擇的刀具劃分工序，以外圓右偏刀為主加工刀具，應(yīng)盡可能加工出可以加工的所有部位，然后換切斷刀車(chē)錐面和切斷，并考慮切斷刀的寬度。這樣可以減少換刀次數(shù)，壓縮李行程時(shí)間。
　　(4) 還應(yīng)考慮按粗、精加工劃分工序，若采用整個(gè)輪廓循環(huán)程序，編程雖然簡(jiǎn)單，但前幾個(gè)循環(huán)中的空程太多，不利于發(fā)揮數(shù)控加工的高效率。故對(duì)右端R8mm球頭先用車(chē)錐法粗車(chē)、再同中部R30mm凹弧處用循環(huán)程序粗車(chē)。粗加工切除大部分余量后，再將其表面精車(chē)一遍，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。
　　(5)合理選擇切削用量，一般是在保證加工質(zhì)量和刀具壽命的前提下，充分發(fā)揮機(jī)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(shí)，多選用低的切削速度，較大的背吃刀量和進(jìn)給量；精加工時(shí)，選用高的切削速度，較小的進(jìn)給量。

　　數(shù)控車(chē)床

　　3.編程和實(shí)訓(xùn)中的考慮
　　(1) 依據(jù)工藝考慮進(jìn)行編程，編程就是給出工步中的每一次走刀命令。首先確定工件的坐標(biāo)原點(diǎn)(手柄右端中心點(diǎn))，并計(jì)算出每個(gè)折折點(diǎn)的坐標(biāo)以及曲線(xiàn)連接點(diǎn)的坐標(biāo)，見(jiàn)零件圖上所注。正確給出每一工步的起刀點(diǎn)，即加工某個(gè)部位時(shí)刀具的初始位置，見(jiàn)實(shí)例編程中的N00040、N00110、N00210、 N00300等程序。起刀點(diǎn)的正確與否直接影響編程和被加工表面輪廓的形成。
　　(2)按粗、精加工和所選刀具劃分工序編程，粗加工程序 N00040～N00200，去除大部分加工余量；精加工程序N00210～N00280，提高表面質(zhì)量，由T01刀(外圓右偏刀，副偏角15o)完成；車(chē)錐面和切斷程序N00300～N00340，由T02刀(切斷刀，刀寬4mm)完成。考慮切斷刀的實(shí)際工作刀尖，編程時(shí)應(yīng)考慮刀寬的影響，見(jiàn)實(shí)例編程中的N00300、N00320等程序。
　　(3)在編程中不能直接使用G00程序使刀具直達(dá)工件表面，刀具與工件表面在零接觸下也不允許使用 G00程序移動(dòng)，而應(yīng)采用G01程序，見(jiàn)實(shí)例編程中的N00140、N00220、N00270、N00310等程序。這樣可有效避免刀具與工件接觸可能產(chǎn)生的碰撞，避免造成刀具劃傷工件表面或刀具磨損。
　　(4)準(zhǔn)確對(duì)刀，數(shù)控編程是以刀尖點(diǎn)為參考沿零件輪廓的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)訓(xùn)加工前首先通過(guò)正確對(duì)刀，使刀尖坐標(biāo)與工件原點(diǎn)坐標(biāo)重合。只有這樣，才能保證刀具按編程運(yùn)行后獲得正確的零件輪廓。
　　(5)輸入編程模擬仿真，仿真看到的是模擬刀尖按編程刻劃出的輪廓軌跡。而在切削過(guò)程中切削刃對(duì)工件是否造成干涉，在仿真中很難反應(yīng)出來(lái)。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(shuō)仿真可檢驗(yàn)編程是否正確，而不能把加工過(guò)程中的過(guò)切干涉現(xiàn)象全部反映出來(lái)。
　　4.實(shí)例編程
　　銼刀手柄在“GTC2E”數(shù)控車(chē)床上進(jìn)行加工的編程如下。
　　N00010 M03 S600
　　N00020 G00 X60 Z20
　　N00030 T1(外圓右偏刀，副偏角15o)
　　N00040 G00 X16 Z2
　　N00050 G24 X36 W-10 F50
　　N00060 U-5
　　N00070 U-5
　　N00120 G00 X37 Z2
　　N00130 G22 L2
　　N00140 C00 U-31
　　N00150 G0l W-2 F60
　　N00160 G03 U15.2 W-5.5 R8
　　N00170 G03 U4.4 W-46.9 R85
　　N00180 G02 U2.4 W-17.6 R30
　　N00185 G01 U4
　　N00190 G00 W72
　　N00200 G80
　　N00210 G00 X0 S1000
　　N00220 G01 Z0 F40
　　N00230 G03 X15.2 Z-5.5 R8
　　N00240 G03 X19.6 Z-52.4 R85
　　N00250 G02 X22 Z-70 R30
　　N00260 G01 Z-95
　　N00270 G0l X26
　　N00280 G00 X60 Z20 S500
　　N00290 T2(切斷刀，刀寬4mm)
　　N00300 G00 X24 Z-84
　　N00310 GOl X17 F30
　　N00320 G01 X16 Z-94
　　N00330 G01 X0
　　N00340 G00 X60 Z20
　　N00350 M05
　　N00360 M02
　　5.結(jié)語(yǔ)
　　綜上所述，數(shù)控實(shí)訓(xùn)過(guò)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(duì)刀→仿真→加工零件。在首次實(shí)訓(xùn)中不要一味追求復(fù)雜輪廓的工件，幻想把所有的程序都用上，這樣往往不易獲得成功。而應(yīng)選定幾個(gè)有代表性表面的工件來(lái)練習(xí)，亦可在此基礎(chǔ)上不斷變換練習(xí)。通過(guò)實(shí)例實(shí)訓(xùn)，能夠按零件圖擬定工藝方案、選擇刀具、編程并加工出實(shí)訓(xùn)工件，從而達(dá)到舉一反三的目的，獲得事半功倍的效果。