1、項(xiàng)目24車削中心編程與加工24.1任務(wù)描述加工如圖24-1所示零件，毛坯為C 52mm棒料，材料為45鋼，單件生產(chǎn)。圖24-1車削中心加工實(shí)例24.2知識(shí)鏈接1 4.2.1車削中心簡介L車削中心概念車削中心是一種以車削加工模式為主、添加就削動(dòng)力刀頭后又可進(jìn)行銃削加工模式的車 -銃合一的切削加工機(jī)床類型。2 .車削中心特點(diǎn)有一套自動(dòng)換刀裝置，實(shí)現(xiàn)多工序連續(xù)加工，在一臺(tái)加工中心上實(shí)現(xiàn)原來多臺(tái)數(shù)控機(jī) 床才能實(shí)現(xiàn)的加工功能。具有附加動(dòng)力刀架和主軸分度機(jī)構(gòu)，除車削外還可以在零件內(nèi)外表面和端面上被平 面、凸輪、各種鍵槽、螺旋槽或鉆、較、攻絲等加工。3 .車削中心工藝范圍車削中心比數(shù)控車床工藝范圍寬，工件一

2、次安裝，幾乎能完成所有表面的加工。在車削 中心上對工件的加工一般分為三種情況：一種是主軸分度定位后固定，對工件進(jìn)行鉆、錢、攻螺紋等加工。一種是主軸運(yùn)動(dòng)作為一個(gè)控制軸（C軸），C軸運(yùn)動(dòng)和X、Z軸運(yùn)動(dòng)臺(tái)成為進(jìn)給運(yùn)動(dòng), 即三坐標(biāo)會(huì)動(dòng)，銃刀在工件表面上銃削各種形狀的溝槽、凸臺(tái)、平面等。另一種是利用Y軸功能，X、Y軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，控制刀具沿工件徑向方向移動(dòng)，相當(dāng)于 銃削加工。4 .車削中心的C軸功能機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)除作為車削的主運(yùn)動(dòng)外，還可作分度運(yùn)動(dòng)，即定向停車和圓周進(jìn)給，并在數(shù)控裝置的伺服控制下，實(shí)現(xiàn)C軸與Z軸滕動(dòng)，或C軸與X軸聯(lián)動(dòng)，以進(jìn)行圓柱面上或端 面上任意部位的鉆削、銃削、攻螺紋及平面或曲面錢削加工。圖

3、242為車削中心C軸功能 示意圖。圖24-2 C軸功能a）C軸定向時(shí)，在圓柱面或端面上銃槽b）C軸' Z軸進(jìn)給插補(bǔ)，在圓柱面上銃螺旋槽c）C軸、X軸進(jìn)給插補(bǔ)，在端面上銃螺旋槽d）C軸、X軸進(jìn)給插補(bǔ)，銃宜線和平面5 4.2.2車削中心編程指令1.極坐標(biāo)插補(bǔ)功能極坐標(biāo)插補(bǔ)功能是將輪廓控制由直角坐標(biāo)系中編程的指令轉(zhuǎn)換成一個(gè)直線軸運(yùn)動(dòng)（刀具 的運(yùn)動(dòng)）和一個(gè)回轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)（工件的回轉(zhuǎn)）。這種方法適應(yīng)于在與Z軸垂直的切削平面上 進(jìn)行加工切削加工。1）指令格式指令格式：G12.1;啟動(dòng)極坐標(biāo)插補(bǔ)方式（使極坐標(biāo)插補(bǔ)功能有效）二 指令直角坐標(biāo)系中的直線和圓弧插補(bǔ)，直角坐標(biāo)系由直線軸和回轉(zhuǎn)軸組成。G13.1

4、;極坐標(biāo)插補(bǔ)方式取消注:可用G112和G113指令分別替代G12.1和G13.K2）極坐標(biāo)插補(bǔ)平面G12.1啟動(dòng)板坐標(biāo)插補(bǔ)方式，并選擇一個(gè)極坐標(biāo)插補(bǔ)平面，極坐標(biāo)插補(bǔ)在該平面上完成。 極坐標(biāo)插補(bǔ)平面通常如圖243所示，X軸為直線軸（直徑呈），C軸為旋轉(zhuǎn)軸（半徑量）。 在編程中X軸增星值用I；地址，C軸增量值用H地址表示。圖24-3極坐標(biāo)插補(bǔ)平面3）極坐標(biāo)插補(bǔ)的移動(dòng)距離和進(jìn)給速度在極坐標(biāo)插補(bǔ)方式，程序指令是在極坐標(biāo)平面用直角坐標(biāo)指令的?；剞D(zhuǎn)軸的軸地址作為 平面中的第二軸（虛擬軸）的地址。當(dāng)指令G12.1后，極坐標(biāo)插補(bǔ)的刀具位置從角度00開 始。虛擬軸與直線抽坐標(biāo)單位相同，即mm；進(jìn)給速度的單位是m

5、m/min°4）使用時(shí)注意事項(xiàng)可以在極坐標(biāo)插補(bǔ)方式下使用的G代碼有：GOk G02、GO3、G04、G40、G4K G42、 G65、G66、G67、G98、G99O在極坐標(biāo)插補(bǔ)方式下使用GO2、GO3時(shí)，圓弧半徑用R指令；當(dāng)指定圓弧的圓心時(shí), 用I、J指令。F指令的進(jìn)給速度是零件和刀具間的相對速度。極坐標(biāo)插補(bǔ)單獨(dú)使用。在機(jī)床上電宣位時(shí)，為極坐標(biāo)插補(bǔ)方式取消模式。【例24-1】在車削中心上，將圓棒料銃削成如圖所示的正方形，銃削深度為5mm （走 刀距線見圖24-4）。圖244板坐標(biāo)插補(bǔ)銃正方形參考程序（以工件右端面與軸線的交點(diǎn)為程序原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系）：()2401N10T0101N

6、20 M70N30 G28 CON40 M93 S300N50 G98 GOO X70 Z5N60G12.1N70 G42 G01 X30 CO Fl00N80 G01 C15N90 X-30N100 C-15N110X3()N120 CO程序號(hào)選擇1號(hào)刀，建立刀補(bǔ)C軸功能有效C軸回零動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)快速定位至1點(diǎn) 極坐標(biāo)插補(bǔ)開始建立刀具半徑補(bǔ)償，1點(diǎn)-2點(diǎn)2點(diǎn)一3點(diǎn)3點(diǎn)一4點(diǎn)4點(diǎn)一5點(diǎn)5點(diǎn)一6點(diǎn)6點(diǎn)一2點(diǎn)在車削中心上常用孔加工固定循環(huán)指令見表24-1 o表41孔加工固定循環(huán)指令G代鉆孔抽切入動(dòng)作孔底動(dòng)作回退動(dòng)作（正向）應(yīng)用G80取消固定循環(huán)G83Z切削進(jìn)給/斷續(xù)暫停快速進(jìn)給端面鉆孔循環(huán)GMZ切削進(jìn)

7、給暫停一主軸反轉(zhuǎn)切削進(jìn)給端面攻蝶紋循環(huán)G85Z切削進(jìn)給管諄切削進(jìn)給端面徨孔循環(huán)G87X切削進(jìn)給/斷續(xù)暫停快速進(jìn)給徑向鉆孔循環(huán)G88X切削進(jìn)給暫停一主軸反轉(zhuǎn)切削進(jìn)給徑向攻爆紋循環(huán)G89X切削進(jìn)給暫停切削進(jìn)給徑向鏈孔循環(huán)2）孔加工固定循環(huán)動(dòng)作N130G40 X70N140 GOO Z5ON150G13.1N160M95N170M12N18O M71N190T01002.孔加工固定循環(huán)指令1）常用孔加工固定循環(huán)指令取消刀具半徑補(bǔ)償，2點(diǎn)一 1點(diǎn)Z向退刀取消極坐標(biāo)插補(bǔ)停止動(dòng)力頭動(dòng)力頭回零取消C軸功能取消1號(hào)刀刀補(bǔ)如圖24-5所示，固定循環(huán)通常由6個(gè)動(dòng)作順序組成:動(dòng)作1 （AB段）：XY平面快速定位；動(dòng)

8、作2 （BR段）：Z向快速進(jìn)給到R點(diǎn);動(dòng)作3 （RZ段）：Z軸切削進(jìn)給，進(jìn)行孔加工；動(dòng)作4 （Z點(diǎn)）:孔底部的動(dòng)作;動(dòng)作5 （ZR段）：Z軸退刀；動(dòng)作6 （RB段）：Z軸快速回到起始位置。動(dòng)作3 |動(dòng)作5I工進(jìn)一一一快進(jìn)圖24-5固定循環(huán)動(dòng)作3）端面鉆孔循環(huán)指令G83指令格式：G83 X_C_Z_R_Q_P_F_式中：X、C一孔位數(shù)據(jù)。Z一孔底數(shù)據(jù)，R點(diǎn)到孔底的距離。RR點(diǎn)數(shù)據(jù)，初始平面到R點(diǎn)的距商。Q一每次切削進(jìn)給的深度，RmoP孔底暫停時(shí)間。F進(jìn)給速度（mm/min）。4）徑向鉆孔循環(huán)指令G87指令格式：G87 Z_C_X_R_Q_P_F_式中：Z、C一孔位數(shù)據(jù)。X一孔底數(shù)據(jù)R點(diǎn)到孔底的距

9、離。R-R點(diǎn)數(shù)據(jù)，初始平面到R點(diǎn)的距離。Q一每次切削進(jìn)給的深度，Rm。P-孔底暫停時(shí)間。F進(jìn)給速度（mm/min）o5）鉆孔循環(huán)的注意事項(xiàng)（1）指定固定循環(huán)之前，必須用輔助功能（M指令）使主軸旋轉(zhuǎn)。（2）在每個(gè)固定循環(huán)中，R （初始平面到R點(diǎn)的距離）總是半徑量。Z或X （R點(diǎn)到孔 底的距離）是作為直徑量還是半徑量，取決于數(shù)控機(jī)床的設(shè)置。（3）可用01組G代碼取消固定循環(huán)，當(dāng)01組G代碼如GOQ、G01、G02、G03等與 固定循環(huán)指令出現(xiàn)在同一程序段時(shí)，按后出現(xiàn)的指令執(zhí)行?！纠?42】在車削中心上，加工如圖2小6所示四個(gè)抽向均勻分布的孔。參考程序（以工件右端面與軸線的交點(diǎn)為程序原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)

10、系）：02402N10T0101N20 M70N30 G28 C0N40 M93 S500N50 G98 G00X100Z15程序各選擇1號(hào)刀，建立刀補(bǔ)C軸功能有效C軸回零動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)快速定位至鉆孔初始平面N70 C90 Q5000N80C180Q5000 N90 C270 Q5000N100 G80 GOO Z50N60 G83 X40 CO Z-26 R-12 Q5000 F50 鉆第一個(gè)孔，R平面距離初始平面為12mm主軸旋轉(zhuǎn)9。° ,鉆第二個(gè)孔 主軸再旋行90',鉆第三個(gè)孔 主軸再旋轉(zhuǎn)90° ,鉆第四個(gè)孔 取消鉆孔循環(huán)N110M95N120M12N130M71

11、 N140T0100N15OM3O停止動(dòng)力頭 動(dòng)力頭回零 取消C軸功能 取消1號(hào)刀刀補(bǔ) 程序結(jié)束24.3任務(wù)實(shí)施24.3.1 加工工藝的確定1 .分析零件圖樣如圖241所示，該零件為一軸類零件，包括回轉(zhuǎn)體外輪廓、端面六方、端面孔的加工。 結(jié)合零件形狀，采用車削中心加工該零件。2 .工藝分析1）加工方案的確定根據(jù)零件表面的粗糙度值Ra3.2Rm的加工要求，確定各表面的加工方案如下：回轉(zhuǎn)體外輪廓：粗車一精車；端面六方：粗銃一精車銃；端面孔：鉆-擴(kuò)。2）確定裝夾方案工件是棒料，為回轉(zhuǎn)體，可用三爪自定心卡盤裝夾。3）確定加工工序加工工藝見表24-2o表24-2數(shù)控加工工序卡銳控加工工序卡片產(chǎn)品名稱零件

12、名稱材料號(hào)45輛工序號(hào)程序.編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)岳車 間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速 /（r/min）進(jìn)給速度 /（mm/r）背吃刀量 /mm仔注裝夾1：夾住棒料一頭，田出長度大約70mm,車端面（手勖操作），對刀，調(diào)用程序1粗車回轉(zhuǎn)體外輪廓T01015000.20.72精車回轉(zhuǎn)體外輪廓7X)1018000.10.33粗軟端面六方T02024000.1554精格端面六方7X)2024000.155鉆孔TO3O35000.153.86擴(kuò)孔T04046000.10.2切斷TO5O56000.14裝夾2:掉頭，平端面，保證總長。4）進(jìn)給路線的確定跣端面六方的走刀跖線如圖24-7所示，其余表面加

13、工走刀踣線昭。圖24-7銃端面六方的走刀路線 圖24-7中各點(diǎn)坐標(biāo)如表24-3所示。表243袖端面六方的基點(diǎn)坐標(biāo)1(75.258,0)2(65.258,-10)3(45.358, 0)4(41.34, 7.5)5(33.66, 14.151)6(7.68, 21.651)7(-7.68, 21.651)8(-33.66, 14.151)9(-41.34, 7.5)10(-41.34, -7.5)11(-33.66, -14.151)12(-7.68, -21.651)13(7.68, -21.651)14(33.66, -14.151)15(41.34, -7.5)16(65.258,10)3

14、 .刀具及切削參數(shù)的確定 刀具及切削參數(shù)的確定見表20-4。表20-4數(shù)控加工刀具卡數(shù)控加工 刀具卡片工序號(hào)程序編號(hào)產(chǎn)品名稱冬件名稱材料零件圖號(hào)45序號(hào)刀具號(hào)刀具名稱及規(guī)格刀尖半徑加工表面每注1T010195,右偏外圓刀0.8回轉(zhuǎn)體外輪廓硬質(zhì)合金2T0202C 16立銃刀（3齒）0.4端面六方高速的3T0303C 7.6鉆頭鉆C7.6底孔高速鋼4T0404C8中占頭擴(kuò)C8孔高速綱5TO5O5切斷刀（B=4）切研硬質(zhì)合金24.3.2 參考程序編制1 .工件坐標(biāo)系的建立以工件右端面與軸線的交點(diǎn)為編程原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系。2 .基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（略）3 .參考程序參考程序見表20-5o表20-5參考程序主

15、程序程序說明02403主程序名X10T0101選擇1號(hào)刀，建立刀補(bǔ)X20M03 S500啟動(dòng)主軸N3OGOO X60 Z5快進(jìn)至進(jìn)刀點(diǎn)N40X53Z1快進(jìn)至G71旦臺(tái)循環(huán)起點(diǎn)N5OG71 UI RIG71循環(huán)粗加工回縫體外輪廓X60G71 P70QI20 U0.6W0.1 F02N70GOOX45Z1徑向進(jìn)刀X80G01 Z-5車C45外圓X9OX46車臺(tái)階NlOOG03 X50 Z-7 R2車R2圓弧X11OG01 Z.45車C 50外圓X120X53徑向退刀X13OG70 P70Q120F0.1 S800G70循環(huán)精加工回轉(zhuǎn)體外輪廓，主軸變速X140GOOXIOOX向快速退刀M5OGOO

16、Z100 M05Z向快速退刀，停主軸X160T0100取消1號(hào)刀刀補(bǔ)X170M98 P2413調(diào)子程序02413粗銃端面六方X180MOO測量，修改3號(hào)刀半徑補(bǔ)償值，修調(diào)進(jìn)給倍率N190M98 P2413調(diào)子程序02413精銃端面六方X200TO3O3選擇3號(hào)刀（C 7.6鉆頭），建立刀補(bǔ)X210M70C軸功能有效X220G28 COC軸回零X230M93 S600動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)X240G98GOOX8OZ1O快速定位至鉆孔初始平面X25OG83 X30 CO Z-16R-7 Q5000 F70鉆出6個(gè)C7.6的孔X260C60 Q5000X270C120 Q5000X280C180 Q5000X

17、290C240 Q5000X300C300 Q5000X31OG80 G)0 Z50取消鉆孔循環(huán):<320M95停止動(dòng)力頭:<330M12動(dòng)力頭回零X340M71取消C軸功能X350T0X)0取消3號(hào)刀刀補(bǔ)N360T0404選擇4號(hào)刀（C8鉆頭），建立刀補(bǔ)X370M70C軸功能有效N380G28 COC軸回零X390M93 S800動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)N400G98GOOX8OZ1O快速定位至鉆孔初始平面X410G83 X30 CO ZJ6 R7 Q5000 F60擴(kuò)出6個(gè)C8的孑LX420C60 Q5000X430C120 Q5000X440C180 Q5000X450C240 Q5000

18、X460C300 Q5000X470G80 G)0 Z50取消鉆孔循環(huán)X480M95停止動(dòng)力頭X490M12動(dòng)力頭回零X500M71取消C軸功能X510T0400取消4號(hào)刀刀補(bǔ)X520TO5O5選擇5號(hào)刀，建立刀補(bǔ)（左刀尖為刀位點(diǎn)）N530M03 S600啟動(dòng)主軸XS40GOO X55 Z5快進(jìn)至進(jìn)刀點(diǎn)N55OZ-44.4快進(jìn)至切斷起點(diǎn)，總長留0.4余量NS60G01 X50.2 F0.5徑向接近工件X570XO FO.l切斷工件N580GfM)X100X間快速退刀X59OZ100 M05Z向快速退刀，返回?fù)Q刀點(diǎn)，停主軸X600T0500取消3號(hào)刀刀補(bǔ)N610M30程序結(jié)束子程序程序說明MO02413于程序名N20T0202選擇2號(hào)刀，建立刀補(bǔ)（銃刀端面中心為刀位點(diǎn)）N3OM70C軸功能有效:<40G28 CO快進(jìn)至進(jìn)刀點(diǎn)N50M93 S400動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)、60G98GOOX8OZ5快速定位至進(jìn)刀點(diǎn)N70G12.1極坐標(biāo)插補(bǔ)開始X80GOO X75.258 CO到1點(diǎn)（見圖芬7）X90G42G00X65.258 C-101點(diǎn)一2點(diǎn)，建立刀具半徑補(bǔ)償X100G02 X45.258 CO RIO F602點(diǎn)一3點(diǎn)X110G03 X41.34 C7.5R153點(diǎn)一4點(diǎn)X120G01 X33.66C14.I514點(diǎn)