数控加工工艺及编程技术考试笔记.docx

1、数控加工工艺及编程技术考试笔记 1）工艺路线 该零件外轮廓和上表面已经加工过，在加工中心上要完成的加工内容及顺序为：a.加工7676外形b.粗加工4040槽c.精加工4040槽d.加工5050槽（外形）e.加工4-12孔2）装夹方式及工件坐标系的确定 工件使用平口钳或其他夹具装夹，注意留出6-8mm高度 选择上表面中心为工件坐标系原点3）数学处理 根据编程需要，待加工表面的点的坐标计算二、走刀路线确定（1）原则： 根据工件表面形状和精度要求确定工序和工步，并由此确定各表面加工进给路线的顺序。 在保证工件轮廓表面加工后精度和粗糙度要求的前提下，寻求最短进给路线（包括空行程路线和切削路线），减少走

2、刀时间以提高加工效率，尽量减少程序段数。 对横截面积小的细长零件或薄壁零件应采用分几次进给加工的方式，防止切削深度过大，造成切削力过大，工件变形。 刀具的进、退刀点应避免在轮廓处，避免因停刀而在工件表面留下刀痕，也要避免在工件轮廓面上垂直下刀而划伤工件。三、四、O5005G50 X200 Z50 T0300;G96 S150 M03;G00 X14 Z6 T0303;G01 Z0 F0.25; X30;G03 X40 Z-5 R5;G01 Z-20; X60 Z-30;G02 U21.214 W-10.607 R15;G01 X110;G00 X200 Z50;M05;M30; 五、 刀尖位置

3、编码：3O1000； N10 G50 X200 Z175 T0101； N20 M03 S1500；N30 G00 G42 X58 Z10 M08；N40 G96 S200；N50 G01 Z0 F1.5；N60 X70 F0.2；N70 X78 Z-4；N80 X83；N90 X85 Z-5；N100 G02 X91 Z-18 R3 F0.15；N110 G01 X94；N120 X97 Z-19.5；N130 X100；N140 G00 G40 G97 X200 Z175 S1000； N150 M30；六、1）依据图样要求，确定加工路线 用三爪卡盘夹持工件36外圆，根据先主后次的原则，确

4、定其加工路线为：先自右向左切削工件的外轮廓面，然后用切槽；切削完成后返回参考点。2）选择刀具 根据加工要求，选用外圆车刀（1号刀）和3mm宽切槽刀（2号刀）。对刀时先以1号刀为基准刀进行对刀，并将01号刀具补偿的R参数设置为1号刀的刀尖圆弧半径值，如0.4，T参数设置为假想刀尖方位号3，X、Z参数均设为0.0；然后通过对刀操作测得2号刀相对于基准1号刀具在径向和轴向的位置偏差值X、Z，分别输入对应的02号刀具补偿的X、Z参数中，R、T参数均不设置或均设为0。3）选择切削用量根据工件材料、刀具材料和机床等因素来考虑。本例中精车外轮廓时主轴转速为600r/min，进给量为0.15mm/r；切槽时主

5、轴转速为300 r/min，进给量为0.1 mm/r。4）编写加工程序工件坐标系原点设在工件右端面与回转轴线的交点O1上，选A点作为起刀点（程序起点），也同时作为换刀点。加工程序如后N10 G50 X100.0 Z80.0 ； 工件坐标系设定N20 T0101 ； 调用1号刀，同时选用1号刀具补偿值N30 G42 G00 X10.0 Z3.0 S600 M03 ； 快速进刀，且刀尖圆弧半径右补偿N40 G01 Z0.0 F0.15 ； 到达轮廓切削起点位置N50 X16.0 W-20.0 ； 加工圆锥面N60 W-10.0 ； 加工 16圆柱面N70 G02 X32.0 W-8.0 R8.0

6、； 加工R8顺圆弧面N80 G01 W-10.0 ； 加工32圆柱面N90 X38.0 ； 加工 36端面N100 G40 G00 X100.0 Z80.0 ； 取消刀尖圆弧半径补偿，并退到换刀点N110 T0100 M05； 取消01号刀刀具补偿，且主轴停转N120 T0202 ； 调用2号刀，同时选用2号刀具补偿值N130 G00 X20.0 Z-27.0 S300 M03;到准备切槽位置，且主轴正转N140 G01 X13.0 F0.1 ； 切槽N150 G04 U2.0 ； 暂停2s进行光整N160 G01 X20.0 ； 横向退刀N170 G00 X100.0 Z80.0 ； 退到换

7、刀点N180 T0200 ； 取消02号刀刀具补偿N190 G28 U0.0 W0.0 ； 直接返回到参考点N200 M30 ； 程序结束（2）O5010G00X100Z80T0100；T0101；M03S600；G00X38Z5；G71U3R1；G71P30Q40U1W1F0.2；N30G00X10；G01X16Z-20；Z-30；G02U16W-8R8；G01W-10；N40X40；G40G00X100Z80；T0100；G00X100Z80；M05；M30；七、典型零件程序编制 通过本例掌握数控车削编程过程步骤与方法，养成良好的工作习惯。 1根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工

8、路线1）对细长轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持58外圆一头，使工件伸出卡盘175，用顶尖顶持另一头，一次装夹完成粗精加工（注：切断时将顶尖退出）2）工步顺序 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线，粗车56、SS50、36、M30各外圆段以及锥长为10的圆锥段，留1的余量。 自右向左精车各外圆面：螺纹段右倒角切削螺纹段外圆30车锥长10的圆锥车36圆柱段车56圆柱段。 车526螺纹退刀槽，倒螺纹段左倒角，车锥长10的圆锥以及车534的槽。 车螺纹。 自右向左粗车R15、R25、S50、R15各圆弧面及30的圆锥面。 自右向左精车R15、R25、S50、R15各圆弧面及30的圆锥面。 切

9、断2选择机床设备根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CK0630型数控卧式车床。3选择刀具根据加工要求，选用三把刀具，T01为粗加工刀，选90外圆车刀，T03为切槽刀，刀宽为3，T05为螺纹刀。同时把三把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。4确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。5确定工件坐标系、对刀点和换刀点确定以工件左端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。采用手动试切对刀方法（操作与上面数控车床的对刀方法相同）把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X70、Z3

10、0处。6编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。O1000N0010 G59 X0 Z195N0020 G90 N0030 G92 X70 Z30N0040 M03 S450N0050 M06 T01N0060 G00 X57 Z1 N0070 G01 X57 Z-170 F80N0080 G00 X58 Z1 N0090 G00 X51 Z1N0100 G01 X51 Z-113 F80N0110 G00 X52 Z1 N0120 G91 N0130 G81 P3 N0140 G00 X-5 Z0N0150 G01 X0 Z-63 F80N0160

11、 G00 X0 Z63 N0170 G80 N0180 G81 P2N0190 G00 X-3 Z0N0200 G01 X0 Z-25 F80N0210 G00 X0 Z25N0220 G80N0230 G90N0240 G00 X31 Z-25N0250 G01 X37 Z-35 F80 N0260 G00 X37 Z1N0270 G00 X23 Z-72.5 N0280 G00 X26 Z1N0290 G01 X30 Z-2 F60N0300 G01 X30 Z-25 F60 N0310 G01 X36 Z-35 F60 N0320 G01 X36 Z-63 F60 N0330 G00 X

12、56 Z-63N0340 G01 X56 Z-170 F60N0350 G28 N0360 G29N0370 M06 T03N0380 M03 S400N0390 G00 X31 Z-25 N0400 G01 X26 Z-25 F40N0410 G00 X31 Z-23 N0420 G01 X26 Z-23 F40 N0430 G00 X30 Z-21N0440 G01 X26 Z-23 F40N0450 G00 X36 Z-35N0460 G01 X26 Z-25 F40N0470 G00 X57 Z-113N0480 G01 X34.5 Z-113 F40N0490 G00 X57 Z-1

13、11N0500 G01 X34.5 Z-111 F40 N0510 G28 N0520 G29N0530 M06 T05N0540 G00 X30 Z2N0550 G91N0560 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0N0570 G01 X0 Z1.5N0580 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0N0590 G90N0600 G00 X38 Z-45N0610 G03 X32 Z-54 I60 K-54 F40 N0620 G02 X42 Z-69 I80 K-54 F40 N0630 G03 X42 Z-99 I0 K-84 F40 N0640 G03 X36 Z-

14、108 I64 K-108 F40N0650 G00 X48 Z-113N0660 G01 X56 Z-135.4 F60N0670 G00 X56 Z-113N0680 G00 X40 Z-113N0690 G01 X56 Z-135.4 F60N0700 G00 X50 Z-113N0710 G00 X36 Z-113N0720 G01 X56 Z-108 F60N0730 G00 X36 Z-45N0740 G00 X36 Z-45N0750 M03 S800N0760 G03 X30 Z-54 I60 K-54 F40N0770 G03 X40 Z-69 I80 K-54 F40N07

15、80 G02 X40 Z-99 I0 K-84 F40N0790 G03 X34 Z-108 I64 K-108 F40N0800 G01 X34 Z-113 F40N0810 G01 X56 Z-135.4 F40N0820 G28N0830 G29N0840 M06 T03N0850 M03 S400N0860 G00 X57 Z-168N0870 G01 X0 Z-168 F40N0880 G28N0890 G29N0900 M05N0910 M02滚珠丝杠副的精度等级分为1、2、3、4、5、7、10七个等级，1级精度最高，依次递减，数控机床主要采用1-4级。直线电动机是一种将电能直接转

16、换成直线运动机械能的电力传动装置，它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。直线电机进给驱动的主要特点速度特性好。速度偏差可达(1)0.01%以下。加速度大。直线电机最大加速度可达30g，目前加工中心的进给加速度已达3.24g，激光加工机的进给加速度已达5g，而传统机床进给加速度在1g以下，一般为0.3g。定位精度高进给速度范围宽。可从1(1)m/s到20m/min以上，目前加工中心的快进速度已达208m/min，而传统机床快进速度60m/min，一般为2030m/min。采用光栅闭环控制，定位精度可达0.10.01(1)m。应用前馈控制的直线电机驱动系统可减少跟踪误差200倍以上。

17、由于运动部件的动态特性好，响应灵敏，加上插补控制的精细化，可实现纳米级控制。行程不受限制。传统的丝杠传动受丝杠制造工艺限制，一般46m，更长的行程需要接长丝杠，无论从制造工艺还是在性能上都不理想。而采用直线电机驱动，定子可无限加长，且制造工艺简单，已有大型高速加工中心X轴长达40m以上。结构简单、运动平稳、噪声小，运动部件摩擦小、磨损小、使用寿命长、安全可靠。 进给系统齿轮侧隙调整在数控机床上常见的齿轮间隙消除方法有刚性消除方法和柔性消除方法两种。1.刚性调整方法 刚性调整法是指调整后齿侧间隙不能自动补偿的调整方法。它要求严格地控制齿轮的齿厚及齿距的误差，用这种方法调整的齿轮传动有较好的传动精

18、度，结构也比较简单。 2柔性调整方法 柔性调整法是指调整后齿侧间隙可以自动补偿的调整方法。即使齿轮齿厚和周节有差异的情况下，仍可以保证无齿隙的啮合。1）偏心套调整法2）锥度齿轮轴向垫片调整法3）双片薄齿轮错齿调整法4）斜齿轮轴向垫片调整法5）斜齿轮轴向压簧错齿调整法按工艺用途分类切削加工类：如数控铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等。成型加工类：数控折弯机、数控弯管机等。特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等。其它类型：数控装配机、数控测量机、机器人等。按数控系统的进给伺服子系统有无位置测量装置可分为开环数控系统和闭环数控系统，在闭环数控系统中根据位置测

19、量装置安装的位置又可分为全闭环和半闭环两种。开环数控系统 没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置到进给系统），故系统稳定性好无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。一般用于经济型数控机床。半闭环数控系统 半闭环数控系统的位置采样点如图所示，是从驱动装置(常用伺服电机)或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此可获

20、得稳定的控制性能，其系统的稳定性虽不如开环系统，但比闭环要好。由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。因此，其精度较闭环差，较开环好。但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高，因而在现代CNC机床中得到了广泛应用。全闭环数控系统 全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示，直接对运动部件的实际位置进行检测。从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。具有很高的位置控制精度。 由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭环系统的设计、安装和调试都相当困难。该系统主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等。