軋輥零件數(shù)控車削工藝設(shè)計(jì)及編程舉例(兩種方案)

如圖2-20所示軋輥工件，毛坯為φ55㎜×18㎜盤料，φ12+0。05 ㎜內(nèi)孔及倒角和左右兩端面已加工過，材料為45鋼。

編程之一

　　采用階梯切削路線編程法，刀具每次運(yùn)動(dòng)的位置都需編入程序，程序較長，但刀具切削路徑短，效率高，被廣泛采用。
1．根據(jù)零件圖樣要求、毛坯及前道工序加工情況，確定工藝方案及加工路線
1）以已加工出的φ12+0。005㎜內(nèi)孔及左端面為工藝基準(zhǔn)，用長心軸及左端面定位工件，工件右端面用壓板、螺母夾緊，用三爪自定心卡盤夾持心軸，一次裝夾完成粗精加工。
2）  工步順序
① 粗車外圓�；�本采用階梯切削路線，為編程時(shí)數(shù)值計(jì)算方便，圓弧部分可用同心圓車圓弧法，分四刀切完；圓錐部分用相似斜線車錐法分三刀切完。
② 自右向左精車外輪廓面。
2．選擇機(jī)床設(shè)備
　　根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床即可達(dá)到要求。故選用CJK6136D型數(shù)控臥式車床。
3．選擇刀具
　　根據(jù)加工要求，考慮加工時(shí)刀具與工件不發(fā)生干涉，可用一把尖頭外圓車刀（或可轉(zhuǎn)位機(jī)夾外圓車刀）完成粗精加工。
4．確定切削用量
　　切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定，詳見加工程序。
5．確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)
　　確定以工件右端面與軸心線的交點(diǎn)O為工件原點(diǎn)，建立XOZ工件坐標(biāo)系，如圖2-20所示。
　　采用手動(dòng)對(duì)刀方法把工件右端面與毛坯外圓面的交點(diǎn)A作為對(duì)刀點(diǎn)，如圖2-20所示。采用MDI方式操縱機(jī)床，具體操作步驟如下：
1）回參考點(diǎn)操作 
　　采用ZERO（回參考點(diǎn)）方式進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作，建立機(jī)床坐標(biāo)系。
2）試切對(duì)刀 
　　主軸正轉(zhuǎn)，先用已選好車刀的刀尖緊靠工件右端面，按設(shè)置編程零點(diǎn)鍵，CRT屏幕上顯示X、Z坐標(biāo)值都清成零（即X0，Z0）；然后退刀，再將工件外圓表面車一刀，保持X向尺寸不變，Z向退刀，當(dāng)CRT上顯示的Z坐標(biāo)值為零時(shí)，按設(shè)置編程零點(diǎn)鍵，CRT屏幕上顯示X、Z坐標(biāo)值都清成零（即X0，Z0）。系統(tǒng)內(nèi)部完成了編程零點(diǎn)的設(shè)置功能，即對(duì)刀點(diǎn)A為編程零點(diǎn)，建立了XAZ′工件坐標(biāo)系。停止主軸，測(cè)量工件外圓直徑D，若D測(cè)得φ55㎜。
3）建立工件坐標(biāo)系 
　　刀尖（車刀的刀位點(diǎn)）當(dāng)前位置就在編程零點(diǎn)上（即對(duì)刀點(diǎn)A點(diǎn)），現(xiàn)為編程方便，把工件右端面與軸心線的交點(diǎn)O為工件原點(diǎn)，要建立XOZ工件坐標(biāo)系。則可執(zhí)行程序段為G92  X27.5  Z0，CRT將會(huì)立即變?yōu)轱@示當(dāng)前刀尖在XOZ工件坐標(biāo)系中的位置，X坐標(biāo)值為27.5，Y坐標(biāo)值為0。即數(shù)控系統(tǒng)用新建立的XOZ工件坐標(biāo)系取代了前面建立的XAZ′工件坐標(biāo)系。 
　　換刀點(diǎn)設(shè)置在XOZ工件坐標(biāo)系下X15 Z150處。
6．編寫程序（該程序用于CJK6136D車床）
　　按該機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下（該系統(tǒng)X方向采用半徑編程）：
N0010  G92  X27.5  Z0                           ；建立XOZ工件坐標(biāo)系
N0020  G00  Z2  S500  M03
N0030  X27                                      ；車外圓得φ54㎜
N0040  G01  Z-18.5  F100
N0050  G00  X30
N0060  Z2
N0070  X25.5                                    ；粗車一刀外圓得φ51㎜
N0080  G01  Z-10  F100
N0090  G91  G02  X1.5  Z-1.5  I1.5  K0          ；粗車一刀圓弧得R1.5㎜
N0100  G90  G00  X30
N0110  Z2
N0120  X24                                      ；粗車二刀外圓得φ48㎜
N0130  G01  Z-10  F100
N0140  G91  G02  X3  Z-3  I3  K0                ；粗車二刀圓弧得R3㎜
N0150  G90  G00  X30
N0160  Z2
N0170  X22.5                                    ；粗車三刀外圓得φ45㎜
N0180  G01  Z-10  F100
N0190  G91  G02  X4.5  Z-4.5  I4.5  K0          ；粗車三刀圓弧得R4.5㎜
N0200  G90  G00  X30
N0210  Z2
N0220  X21                                      ；粗車四刀外圓得φ42㎜
N0230  G01  Z-4  F100
N0240  G91  X1.5  Z-1.5                         ；粗車圓錐一刀
N0250  G90  G00  X25
N0260  Z2
N0270  X19.5                                    ；粗車五刀外圓得φ39㎜
N0280  G01  Z-4  F100
N0290  G91  X3  Z-3                             ；粗車圓錐二刀
N0300  G90  G00  X25
N0310  Z2
N0320  X18                                      ；精車外輪廓
N0330  G01  Z0  F150  S800
N0340  G91  X1  Z-1
N0350  Z-3
N0360  X3  Z-3
N0370  Z-3
N0380  G02  X5  Z-5  I5  K0
N0390  G01  Z-2
N0400  X-1  Z-1
N0410  G90  G00  X30
N0420  Z150
N0430  M02

編程之二

　　采用精加工輪廓循環(huán)編程法，程序較短，編程也較容易，關(guān)鍵是準(zhǔn)確確定循環(huán)體中的進(jìn)刀、退刀量及循環(huán)次數(shù)，但刀具空行程較多，加工效率低，較適合外形輪廓復(fù)雜的工件。
　　上一零件還可采用精加工輪廓循環(huán)加工編程，如圖2-21所示，每次循環(huán)刀具運(yùn)動(dòng)路線為A→B→C→D→E→F→G→H→I→J，走完一次循環(huán)后判別循環(huán)次數(shù)，若次數(shù)不夠，則繼續(xù)執(zhí)行，直至循環(huán)結(jié)束。

循環(huán)次數(shù)N的確定：N=Δ/ap
其中：
Δ----最大加工余量
ap----每次背吃刀量
若N為小數(shù)，則用“去尾法”取整后再車一刀。
　　加工如圖2-20所示的零件時(shí)，設(shè)起刀點(diǎn)A點(diǎn)，在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值為X27.5 Z0，最終刀具的位置為X18 Z0，因此X向的最大余量Δ=（27.5-18）=9.5㎜，取每次吃刀量ap=0.95㎜，則循環(huán)次數(shù)N=10。
　　循環(huán)體中除包括刀具的精加工輪廓軌跡以外，還包括刀具X向退刀、Z向退刀和X向進(jìn)刀。X、Z向的進(jìn)刀、退刀量可根據(jù)零件尺寸及刀具路線來確定。對(duì)如圖3-19所示的零件，X向退刀量取2㎜，Z向退刀量確定為18㎜，X向進(jìn)刀量為[（52-36）/2+2] ㎜=10㎜。
　　注意：采用循環(huán)編程必須使用G91指令，精加工輪廓循環(huán)加工程序如下（該程序用于CJK6136D車床）：
N0010  G92  X27.5  Z0                           ；建立XOZ工件坐標(biāo)系
N0020  G91  G01  X-0.95  Z0  F100  S800  M03    ；X向每次背吃刀量0.95㎜
N0030  X1  Z-1                                  ；精加工輪廓開始
N0040  Z-3
N0050  X3  Z-3
N0060  Z-3
N0070  G02  X5  Z-5  I5  K0
N0080  G01  Z-2
N0090  X-1  Z-1                                 ；精加工輪廓結(jié)束
N0100  G00  X2                                ；X向退刀2㎜
N0110  Z18                                      ；Z向退刀18㎜
N0120  X-10                                     ；X向進(jìn)刀10㎜
N0130  G26  N0020.0120.9             ；循環(huán)加工
N0140  G90  G00  Z150
N0150  M02