軋輥零件數(shù)控車削工藝設(shè)計及編程舉例

如圖1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。

采用階梯切削路線編程法，刀具每次運動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，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，為編程時數(shù)值計算方便，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．選擇機床設(shè)備

根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟型數(shù)控車床即可達到要求。故選用CJK6136D型數(shù)控臥式車床。
                                                                           
                                                                                                        圖1 軋輥零件
3．選擇刀具
       根據(jù)加工要求，考慮加工時刀具與工件不發(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)該機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定，詳見加工程序。

5．確定工件坐標系、對刀點和換刀點

       確定以工件右端面與軸心線的交點O為工件原點，建立XOZ工件坐標系，如圖所示。

采用手動對刀方法把工件右端面與毛坯外圓面的交點A作為對刀點，如圖所示。采用MDI方式操縱機床，具體操作步驟如下：

1）回參考點操作

      采用ZERO（回參考點）方式進行回參考點的操作，建立機床坐標系。

2）試切對刀

       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)置編程零點鍵，CRT屏幕上顯示X、Z坐標值都清成零（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CRT上顯示的Z坐標值為零時，按設(shè)置編程零點鍵，CRT屏幕上顯示X、Z坐標值都清成零（即X0，Z0）。系統(tǒng)內(nèi)部完成了編程零點的設(shè)置功能，即對刀點A為編程零點，建立了XAZ′工件坐標系。停止主軸，測量工件外圓直徑D，若D測得φ55㎜。

3）建立工件坐標系

       刀尖（車刀的刀位點）當前位置就在編程零點上（即對刀點A點），現(xiàn)為編程方便，把工件右端面與軸心線的交點O為工件原點，要建立XOZ工件坐標系。則可執(zhí)行程序段為G92 X27.5 Z0，CRT將會立即變?yōu)轱@示當前刀尖在XOZ工件坐標系中的位置，X坐標值為27.5，Y坐標值為0。即數(shù)控系統(tǒng)用新建立的XOZ工件坐標系取代了前面建立的XAZ′工件坐標系。

換刀點設(shè)置在XOZ工件坐標系下X15 Z150處。

6．編寫程序（該程序用于CJK6136D車床）

      按該機床規(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)鍵是準確確定循環(huán)體中的進刀、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所示，每次循環(huán)刀具運動路線為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。
                                                                                                         
                                                                                                             圖2 循環(huán)加工路線

     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，設(shè)起刀點A點，在工件坐標系下的坐標值為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向進刀。X、Z向的進刀、退刀量可根據(jù)零件尺寸及刀具路線來確定。對如圖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向進刀10㎜
N0130 G26 N0020.0120.9 ；循環(huán)加工
N0140 G90 G00 Z150
N0150 M02