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数控车床加工编程典型实例

   随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量必将不断增加。数控车床是目前使用广泛的数控机床之一。本文就数控车床零件加工中的程序编制题目进行探讨。

   数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量必将不断增加。数控车床是目前使用广泛的数控机床之一。本文就数控车床零件加工中的程序编制题目进行探讨。

一、编程方法

   数控编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程是指从零件图样分析工艺处理、数据计算、编写程序单、输进程序到程序校验等各步骤主要有人工完成的编程过程。它适用于点位加工或几何外形不太复杂的零件的加工，以及计算较简单，程序段未几，编程易于实现的场合等。但对于几何外形复杂的零件（尤其是空间曲面组成的零件），以及几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件，由于编程时计算数值的工作相当繁琐，工作量大，轻易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。所谓自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工题目，也是数控编程未来的发展趋势。同时，也要看得手工编程是自动编程的基础，自动编程中很多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。

二、编程步骤

   拿到一张零件图纸后，首先应对零件图纸分析，确定加工工艺过程，也即确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等），加工路线（如进给路线、对刀点、换刀点等）及工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削速度和切削深度等）。其次应进行数值计算。尽大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点（或切点）的坐标值，得出各几何元素的出发点终点和圆弧的圆心坐标值即可。后，根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输进CNC装置的存储器中。

三、典型实例分析

   数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不过乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。例如，三品数控车床，要加工外形如图所示的零件，采用手工编程方法比较合适。由于不同的数控系统其编程指令代码有所不同，因此应根据设备类型进行编程。以西门子802S数控系统为例，应进行如下操纵。

(1)确定加工路线

   按先主后次，先精后粗的加工原则确定加工路线，采用固定循环指令对外轮廓进行粗加工，再精加工， 益新机械数控车床，然后车退刀槽，蓬江区数控车床，后加工螺纹。

(2)装夹方法和对刀点的选择

   采用三爪自定心卡盘自定心夹紧，对刀点选在工件的右端面与回转轴线的交点。

(3)选择刀具

   根据加工要求，选用四把刀，1号为粗加工外圆车刀，2号为精加工外圆车刀，3号为切槽刀，4号为车螺纹刀。采用试切法对刀，对刀的同时把端面加工出来。

(4)确定切削用量

   车外圆，粗车主轴转速为500r/min，进给速度为0.3mm/r，精车主轴转速为800r/min，进给速度为0.08mm/r，切槽和车螺纹时，主轴转速为300r/min，进给速度为0.1mm/r。

数控车床加时要注意的问题

   1.合理选择切削用量。

   2.合理选择刀具: 粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求；

     精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求；数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成所有车削工序，因而应注意上面几个点。

影响数控加工尺寸精度的因素

一、可避免的影响数控加工尺寸精度的因素

1.加工工艺

   在大部分的实际加工误差都是由加工工艺不合理导致， 派威精机数控车床，在保证基本加工工艺(如铣削数控加工的“先粗后精、先面后孔、先大面后小面”或者夹具使用中“减少装夹次数，尽量采用组合夹具”等基本加工工艺细节)的基础上，尽量减少铁屑对铝件造成的加工误差，因为铝件很软，排除的铁屑很容易使铝件造成加工误差。比如，在FANUC或华中加工中心中，打深孔尽量使用G83指令，使铁屑可以排出，而不是G73指令。

2.手工编程和自动编程中的数值计算

3.切削三要素：切削速度vc、进给量f、切削深度ap与刀具补偿

  这方面用简单的话来说，就是在保证加工质量和刀具磨损的前提下，调整参数充分发挥刀具切削性能，使切削效率更高，加工成本更低。

在数控车床中，还有刀头磨损补偿等要素，由于本人好久没有摸过车床，所以不敢往下细讲，请题主自行搜索。

4.对刀，对刀不准确也是造成尺寸误差的因素，所以，尽量选择好的寻边器，如果机床有自动对刀器那就更好了

二、不可抗拒因素：

1.工件加工后冷却变形

这个基本上无法避免，在加工时尽量注意冷却液的使用，以及在进行在位测量时，注意冷却后的工件变形。

2.机床本身的稳定度

如果不是新机床或者机床进过大量的加工没有进行调试的情况下，会出现机床本身所造成的尺寸误差。造成机床本身误差有以下几个因素：

机械方面：

a.伺服电机与丝杠之间松动

b.滚珠丝杠轴承或螺母磨损

c.丝杠与螺母之间润滑不足

电气方面：

a.伺服电机故障

b.光栅尺内部有污垢

c.伺服放大器故障

系统参数方面可进行PMC恢复，所以略去不提。