零件的數(shù)控車削加工典型案例分析

摘 要：《數(shù)控加工與編程》是機(jī)械設(shè)計(jì)類專業(yè)的一門主要專業(yè)核心課程，其中典型零件的數(shù)控加工程序的編制是數(shù)控設(shè)備操作工、數(shù)控編程人員及數(shù)控加工工藝制定者必須掌握的技術(shù)，更是高職高專數(shù)控技術(shù)專業(yè)高技能人才必須掌握的技能。

關(guān)鍵詞：數(shù)控；手工編程；典型案例

1 案例一

編制其粗、精加工程序，粗加工的背吃刀量為2.5mm，精加工的背吃刀量為0.5mm。材料為Φ35的碳素鋼。

1.1 問題的提出

利用手工編程如何進(jìn)行加工軌跡路線的分析，是解決問題的重中之重，加工路線的安排決定了零件的合格與否，因此考慮使用加工軌跡逆向分析法制定加工工藝路線。

1.2 工藝路線分析

刀具軌跡分析過程：加工過程為先粗加工，后精加工，逆向分析則為先分析精加工，再分析粗加工。

精加工：由題目中可知精加工的背吃刀量為0.5mm，則依據(jù)編程習(xí)慣采用直徑編程，可得粗加工完成后Φ25的外圓面應(yīng)為Φ26（Φ25+0.5×2），Φ15的外圓面應(yīng)為Φ16（Φ15+0.5×2），表示各外圓面留1mm米的精加工余量。

粗加工：因?yàn)棣?5的外圓部分切除的余量多，走刀次數(shù)多，故要先分析。上面提到留出精加工的余量，Φ15的部分變成了Φ16，同理，因?yàn)榇旨庸さ谋吵缘读繛?.5mm，則倒數(shù)第一次的粗加工時(shí)的外圓直徑為Φ21（Φ16+2.5×2）；加工長(zhǎng)度為15mm；倒數(shù)第二次粗加工時(shí)的外圓直徑為Φ26（Φ21+2.5×2）；此時(shí)出現(xiàn)了Φ26，這是一個(gè)很關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，和Φ25的外圓面留了精加工余量的直徑重合，因此加工長(zhǎng)度為總長(zhǎng)度35；倒數(shù)第三次粗加工時(shí)外圓直徑為Φ31（Φ26+2.5×2），加工長(zhǎng)度為35；再向外一次切削Φ31+2.5×2=Φ36大于材料毛坯Φ35，故只做分析不切削。

1.3 程序編制（程序省略）

2 案例二

2.1 問題的提出

零件結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、全等性、工藝路線的重復(fù)性是數(shù)控加工編程人員利用子程序編程的有利條件。能否利用子程序控制機(jī)床進(jìn)行粗加工和精加工呢？例如圖一手柄的加工，如果毛坯直徑為Φ32，材料為碳素鋼，粗加工被吃刀量為5mm（直徑值），精加工被吃刀量為0.5mm。我們應(yīng)如何利用子程序控制加工路線？

2.2 工藝路線分析

如圖二所示，用加工軌跡逆向分析法制定加工工藝路線。

⑴精加工路線，無疑是圖形的輪廓線。

⑵粗加工路線

首先將精加工輪廓向外等距偏移一個(gè)精加工背吃刀量0.5mm（直徑值）作為粗加工倒數(shù)第一刀的走刀路線，其次將精加工輪廓向外等距偏移到Φ5.5作為粗加工倒數(shù)第二刀的走刀路線。此時(shí)在直徑Φ21.2處，仍有5.3mm的粗加工余量（Φ32-Φ21.2-5.5=5.3mm），在R40的極限位置處，加工余量一定大于5.3mm，即大于粗加工吃刀量，故粗加工還需走一刀。將精加工輪廓向外等距偏移到Φ10.5mm（兩刀粗加工余量加精加工余量），作為粗加工倒數(shù)第三刀走刀路線。此時(shí)在Φ24處，已開始走空刀，即（24+10.5=34.5mm）大于毛坯直徑。故粗加工安排走三刀。實(shí)際加工時(shí)安排倒數(shù)第三刀粗加工路線作為粗加工第一刀的走刀路線，依次類推。但工件的右端面的粗加工余量有32-10.5=21.5mm，可安排斜切三刀。

2.3 加工程序設(shè)計(jì)

⑴計(jì)算機(jī)床轉(zhuǎn)速n和進(jìn)給速度F

根據(jù)工件材料為碳素鋼，查表得切削速度Vc=100m/min，進(jìn)給量：粗加工為f粗=0.3mm/r，精加工為f精=0.15mm/r。所以，

轉(zhuǎn)速：

進(jìn)給速度：F粗=n×f粗=1000×0.3=300mm/min、F精=n×f精=1000×0.15=150mm/min

⑵編制加工程序

從圖二的加工路線看，除斜切三刀之外，其余走刀路線具有重復(fù)性，故可利用子程序編制程序。（程序略）

⑶幾個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的確定：

①主程序N13段的X10.5，應(yīng)為（粗加工次數(shù)減一）乘以每刀粗加工余量再加上精加工余量，即（3-1）×5+0.5。

②主程序N14段中的L3，表示粗加工調(diào)用三次子程序，在X10.5處調(diào)用第一次，在X5.5處調(diào)用第二次，在X0.5處調(diào)用第三次。

③子程序中N36段U2為工件左端直徑Φ24加上2等于26，剛好大于已加工表面最大直徑Φ25.216。

④子程序N37段中的W80.436應(yīng)為刀具每調(diào)一次子程序，使刀具返回右端面外2mm處，即子程序中所有W值之和為零（-2-4.923-39.877-28.636-5+80.436=0）。

⑤子程序中N38段U-31應(yīng)為每調(diào)用一次子程序，使刀具向X軸負(fù)方向走一個(gè)粗加工背吃刀量5mm，即子程序中所有U值之和為背吃刀量負(fù)值（14.77+6.43+2.8+2-31=-5），為下一次調(diào)用子程序定位。

[參考文獻(xiàn)]

[1]詹華西.《數(shù)控加工與編程》.西安電子科技大學(xué)，2004.

[2]劉昭琴.《機(jī)械零件的數(shù)控車削加工》.北京理工大學(xué)出版社，2011.