国际象棋王数控加工工艺处理分析与编程Word格式文档下载.docx

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（七）编制数控加工工艺技术文件；

总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似。

1.2数控车削加工工艺分析工艺分析是数控加工效率的前提工艺准备工作。

工艺制定的合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。

为了编制出一个合理的、实用的加工程序，要求编程者不仅要了解数控车床的工作原理、性能特点及结构。

掌握程序语言机编程方法。

因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点，认真详细地进行数控车削加工工艺分析。

其主要内容有：

根据图纸分析零件的加工要求及合理性；

确定工件在整个机床上的装夹方式；

各表面的公共顺序，刀具的进给路线以及刀具、和切削用量的选择等。

1.3零件图分析

零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。

主要进行尺寸标注方法分析、轮廓主要要素分析以及精度和技术要求分析。

此外还应分析零件结构和加工要求的合理性，选择工艺基准。

图一、国际象棋“王”

但就目前我们现有的材料（铝棒，直径30MM）、加工技术及设备考虑，我们将加工的零

件改成如下图所示的零件。

图二、改后的国际象棋“王”

1）、尺寸标注方法分析

测量基准和编程原点

零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。

这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、的统一。

如果零件图上各个方向的尺寸没有统一的设计基准，可考虑在不影响零件精度的前提下选择统一的工艺基准。

计算转化各尺寸，以简化编程计算。

2）、轮廓几何要素分析

在手工编程时，要计算每个节点左边。

在自动编程时要对轮廓的所有几何要素进行定义。

因此在零件图分析时，要分析几何要素的给定条件是否充分。

3）、精度和技术要求的分析

对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方法、夹具及切削用量等。

其主要内容包括：

分析精度及各项技术是否齐全、是否合理；

分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求，若达不到，允许采取其他加工方法弥补时，应给后续工序留有加工余量；

对图纸上有位置精密要求的表面，应保证在一次装夹下完成；

对表面粗糙度要求较高的表面，应采用恒线速切削（注意：

在切削端面时，应限制主轴最高转速）。

1.3夹具和刀具的选择

（1）工件的装夹与定位

数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工全部或大部分待加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加工精度。

对轴类零件，通常以零件自身的外圆柱面为定位基准；

对于套类零件，则以内空为定位基准。

数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具，还有多种通用性较好的专用夹具。

实际操作时应合理选择。

（2）刀具选择

刀具的使用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有很大的关系。

刀具直径越大，能承受的切削用量就越大。

所以在零件形状的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具

寿命，提高成产率的有效措施。

2零件的特征及特点

该零件是一回转体（单位：

mm）,毛坯尺寸是直径30mm，长度75mm零件图中可以看出该零件轮廓由直线、圆弧共同构成一个复杂成型曲线回转轴。

括外圆、外圆弧面，倒圆角等。

3、工件的定位和装夹

3.1加工精度要求

加工图纸如下图，零件加工部分主要包括R3.16R1.85R2.9R1R1.5R4

的铝棒料。

从

加工部分包

的圆弧。

零

件的主体长度为64mm,最大位置的直径为27.91mm。

图三、加工精度要求

3.2定位基准的选择

定位基准选择原则：

1）基准重合原则

2）基准统一原则

3）便于装夹原则

4）便于对刀原则

根据定位基准选择原则，避免不重合误差，便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。

分析零件图纸结合相关数控加工方面的知识，该零件可以通过一次装夹多次走刀能够达到加工要求。

零件加工时，先以直径为30mm的外圆的轴线作为轴向定位基准，加工零件；

然

后以零件轴线作为轴向定位基准，以轴台的端面的中心作为该剩余工序的轴向定位基准，并

图四定位图

3.3装夹方式

1）选择夹具

夹具的作用是保证工件在机床上的正确和牢固的安装，即定位和装夹，从而使数控加工循序渐进，保证工件的位置精度，同时也保证工件坐标系能够建立在正确的位置上。

车削加工的零件一般是回转体，对于回转体零件，一般选用三爪自定心卡盘。

本零件选用三爪自定心卡盘作为夹具。

如图：

图五、装夹图

3.4工艺过程制定

由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也不同，故加工时，其定位方式也各有差异，考虑到加工原则的先进后远，先粗后精制定加工顺序如下：

先粗车后精车。

为减少换刀、对刀次数以及减少辅助时间，选用右偏外圆车刀、左偏外圆车刀和割刀三把。

先对零件进行粗加工、精加工和倒圆角，最后割刀在Z=-64mm处割断。

4车削工艺分析

4.1选择夹具对于回转体零件，一般选用三爪自定心卡盘。

本零件选用三爪自定心卡盘作为夹具。

4.2工步设计

该零件从棒料开始加工，要进行粗加工、精加工和切断等工步：

1）顺粗加工

2）顺精加工

3）反向粗加工

4）反向精加工

5）切断

4.2刀具的选择

为适应数控机床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件装夹次数的要求，数控刀具具有很高的切削效率、高精度、高重复定位精度、可靠度和耐用度。

选择刀具通常要考虑：

（1）被加工工件的材料及性能

（2）切削工艺的类别（3）被加工工件的几何形状、零件精度、加工余量背刀吃量、进给速度、切削速度。

考虑到以上因素，故精车时要选用精度

高耐用度高的刀具以保证加工精度的要求。

1）粗车：

T形的外圆车刀T01012）精车：

T形的外圆车刀T0101

3）切断：

割刀T0404

4.4设计走刀路线

图六粗、精车与切断走刀路线

4．5加工工艺卡片

表一、零件数控加工刀具卡（车削）

序号

刀具编号

刀具规格名称

数量

加工表面

刀尖半径

/mm

备注

1

T01

T形的硬质合金外圆车刀

粗车和精车外圆轮廓

0.4

右偏

2

T03

左偏

3

T04

割刀

切断

编

制

审核

批准

日期

表二、零件加工工序卡片

学校

机械加工工序卡片

产品型号

贵州师范大学

产品名称

国际象棋“王”

工序号

工序名称

工序内容

设备

夹具

刀具

量具

粗车

粗加工出零件外形

HNC-CK61

40

三爪自定心卡盘

T形外圆车刀

游标卡尺

精车

精加工零件

反向粗加工出零件外形

左偏T形外圆车刀

4

反向精加工零件

5

将加工好的零件从底部切断

切断刀

编制

2012年12月

5、切削用量的选择

切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。

切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。

对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入创新单内。

合理选择切削用量的原则是：

粗加工时一般以提高生产率为主，单也考虑经济性和加工

成本；

精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工成本。

具体数值

应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。

因为每一把刀在粗加工的背刀量相同，不易划分工步。

5.1被刀吃量

根据数控车床设备、材料及只能用毛刷沾油来冷却的情况，确定：

被吃刀量为0.5

进给量选择1

切削速度（主轴转速）的选择S300

注：

具体机械加工工艺卡见附录表一

6、数控车床的对刀

6.1刀位点

在进行数控加工的编程，往往将整个刀具浓缩视为一个点，那就是刀位点。

它是在刀具上用于表现刀具位置的参考点。

对刀操作就是要测出程序起点处刀具位点相对机床原点以及工件原点的坐标位置。

在对刀时，常用的仪器有：

对刀测头、千分表或对刀瞄准仪等。

对刀点可以设置在零件、夹具或机床上（尽可能设置在零件的设计基准或工艺基准上）。

6.2待加工毛坯的对刀

试切端面：

将两端面已经加工好的待加工毛坯装夹到主轴上，在工件的伸出端安装z轴向设定器。

快移刀具接近到z轴向设定器，改用增量方式控制刀具工进，至指示灯亮时停止动作，保持z轴向不动，去出轴向设定器。

然后在机床操作面板上测出刀具补偿菜单中刀

偏表，在相关的试刀长度填空栏中输入有关数值（当前刀具刀位点相对于程序原点的距离）

X、Z轴向

试切外圆：

快速将刀具刀位点移动到毛坯端面角附近，然后用增量方式调节

进给至刀位点，刚好到毛坯外表面，再用MDI方式运行外圆车削。

同时保持X轴轴向坐标不变，退出刀具。

用游标卡尺量出试切外圆直径。

然后在刀偏表中输入试切直径。

6.3刀偏值的测定

刀偏值就是各刀具相对于基准刀具的几何补偿。

用点动或步进方式操作移动刀具，使基准刀具刀位点对准工件的基准点，然后进行x轴Z轴坐标清零，退刀。

换置刀具，再用点动或步进方式使该刀具刀位点对准工件上的同一基准点，此时屏幕上显示的坐标既是该刀号刀具的几何偏置△Xj,△Zj。

同理，可以测定出其他刀具相对于基准刀具的几何偏置。

在相应的刀偏表中依次输入选用刀具刀位点的几何补偿。

7编程及仿真加工

%1235

M03S300

T0101

G00X30Z1

G71U1R0.5P1Q2X0.2Z0.2F100

N1G00X2Z0

G01X3W-0.5

Z-3

X6

W-2

X3W-3.29

G01X15.9W-2.96

W-1

X10.18W-5.01

G02X10.75Z-24.28R1

G03X11.4Z-26.4R1.5

G02X11.4Z-27.6R1

G03X11.02Z-29.61R1.5

G02X10.48

Z-30.68R1

G01X19.73

Z-35.29

G03X18.32

Z-37R1

G01X12.92Z-49.34

G02X17.79W-2.67R2.9

G03X6.93W-5.71R4

G02X19.63W-3.34R1.85

G01X21.32W-0.23

G03X26W-5.43R3.16

G01W-2

N2X24Z-64

G00X30Z-64

X50Z50

T0100

T0303

G00Z-37

X20

G71U1R0.5P03Q04E0.1

F100

N03G00X18.32

G01X9.04Z-37

N04X12.92Z-49.34

G00Z-7

G71U1R0.5P05Q06E0.1F100

N05G00x3

N06G01Z-5

G00X30

G00X50Z50

T0300

T0404

G00X35Z-64

G01X6

X35

T0400

M05

M30

图七、仿真过程

8最终加工的实物

图八、加工实物图