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黑龙江农业经济职业学院机电机电工程系毕业论文
绪论
摘要:
目前数控系统领域中,FANUC数控系统占有相当大的市场,其中以FANUC产品中FANUC-TC最常用,FANUC产品以其智能化特点得到了广大机械行业人事的喜爱,但是在此其中会真正从事数控编程的人员真是廖廖无几,操作工只会熟练的操作机床,而没有能力从事数控编程的工作。
怎样才可以成为一个真正懂数控,明白数控编程思想的高级人才呢?
这些都是我们应该去学习注意的地方,发现问题就应该学会怎样去解决,这样我们才可以真正达到自我提高的过程。
这样慢慢的我们就会有一天成为一个数控高级人才。
关键词:
数控系统,数控编程,工艺思想,法那科
前言
随着现代制造技术的发展和数控机床的日渐普及,机械自动化技术其主导地位是数控技术。
数控技术的实现和广泛应用推动了机械行业的向前发展,同时也带动以数控行业相关的新兴行业的发展。
对数控机床的编程和操作方面的人才需求在大幅度增加,在工厂中真正拥有了数控机床但是没有人去开,没有人会编程那是最让人急于解决是事情。
所以想要真正实现数控自动化的工作,必须需要有真正熟练掌握数控技术,真正明白数控工作原理、数控编程的人才的进入我们才可以实现真正的数控技术自动化。
本论文主要讲述了FANUC-TC数控机床编程思路。
没有强化的训练,得不到强劲编程理论,没有理论的实践那也是盲目的。
1.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、输入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形状不太复杂的零件的加工,以及计算较简单,程序段不多,编程易于实现的场合等。
但对于几何形状复杂的零件(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,容易出错,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问题,也是数控编程未来的发展趋势。
同时,也要看到手工编程是自动编程的基础,自动编程中许多核心经验都来源于手工编程,二者相辅相成。
2.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。
绝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,得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。
最后,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,并输入CNC装置的存储器中。
3.典型实例加工分析
数控车床主要是加工回转体零件,典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。
例如,要加工形状如图所示的零件,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FANUC-TC数控系统为例,应进行如下操作。
用数控车床完成图所示的零件的加工,零件材料为45钢,毛坯为φ85×152。
按图样要求完成零件节点、基点计算,设定工件坐标系,制定正确的工艺方案,选择合理的刀具和切削工艺参数,编制数控加工程序。
3.1零件图纸工艺分析
从图纸上看零件要加工的有外轮廓(外圆柱面、倒圆角、倒直角、外螺纹、外槽)、内轮廓(内圆柱面、内倒直角、内螺纹);按技术要求和标尺寸来分析。
其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求。
轮廓描述清楚。
零件材料为45号钢,无热处理和硬度要求。
通过上述分析,采取以下几点工艺措施。
(1)对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸,因其公差数值较小,故编程时不必取平均值,而全部取其基本尺寸即可。
(2)对零件:
先加工零件左端,再以左端为定位基准加工右端及内孔。
3.2确定装夹方案
确定零件轴线和定位基准面。
左端采用三爪自动定心卡盘夹紧。
采用工序集中尽量减少重复装夹次数来保证工件左右端面的精度。
3.3确定加工路线
在数控加工中,刀具(严格说是刀位点)相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线,即刀具从对刀点开始运动起,直至加工结束所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。
加工路线的确定首先必须保持被加工零件的尺寸精度和表面质量,其次考虑数值计算简单、走刀路线尽量短、效率较高等。
加工顺序的一般原则:
先粗后精、先近后远、内外交叉、基面先行原则。
3.4刀具选择
刀具及其参数见表3-1数控加工刀具卡片,注意:
车削外轮廓时,为防止副后刀面与工件表面发生干涉,应选择较大的副偏角,要时刻作图检验。
本例中选Kr′=55°。
表3-1零件数控加工刀具卡片
产品名称或代号
零件名称
零件图号
C-01
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
刀尖半径/mm
备注
1
T01
45°端面车刀
1
车端面
0.5
25×25
2
T02
φ4中心钻
1
钻 φ4中心孔
3
T03
φ20钻头
1
钻φ20底孔
4
T04
93°右偏刀
1
从右往左车外表面
0.2
25×25
5
T05
60°外螺纹车刀
1
车外螺纹
0.1
25×25
6
T06
镗刀
1
镗内孔各表面
0.4
16×16
7
T07
60°内螺纹车刀
1
车内螺纹
0.1
16×16
8
T08
宽3外切槽刀
1
切外槽
0.1
25×25
编制
审核
批准
年月日
共1页
第1页
3.5切削用量选择
根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料,参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量,然后根据公式计算主轴转速与进给速度。
背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。
粗加工时,在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下,尽可能取较大的背吃刀量,以减少进给次数;精加工时,为保证零件表面粗糙度要求,背吃刀量一般取0.1~0.5较为合适。
3.6数控加工工艺卡的拟订
将前面分析的各项内容综合成表3-2所示的数控加工工艺卡片,此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件,主要内容包括:
工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。
表3-2零件数控加工工艺卡片
单位名称
黑龙江农业经济职业学院
产品名称或代号
零件名称
零件图号
数控车削件
配合零件
C-01
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
001
O0001-O0003
三爪卡盘
CKA6150数控车床
数控中心
工步
工步内容
刀具号
刀具规格/mm
主轴转速r/min
进给速度mm/min
背吃刀量mm
备注
1
车左端端面
T01
25×25
600
手动
2
粗车左端外轮廓
T04
25×25
600
150
1.5
自动
3
精车左端外轮廓
T04
25×25
1200
80
0.5
自动
4
切宽5槽
T08
25×25
600
40
2
自动
5
钻中心孔
T02
φ4
1000
手动
6
钻φ20孔
T03
φ20
500
手动
7
粗车左端内径
T06
16×16
800
120
自动
8
精车左端内径
T06
16×16
1200
80
自动
9
车内槽
T06
16×16
600
25
自动
10
车内螺纹
T07
16×16
1000
自动
11
车右端端面
T01
25×25
600
手动
12
粗车右端外轮廓
T04
25×25
800
150
1.5
自动
13
精车右端外轮廓
T04
25×25
1200
80
自动
14
切槽
T08
25×25
600
25
自动
15
车外螺纹
T05
25×25
1000
自动
16
精车球面
T04
25×25
1200
80
1.5
自动
17
粗镗右端内孔
T06
25×25
800
120
0.5
自动
18
精镗右端内孔
T06
25×25
1200
80
1
自动
编制
审核
批准
年月日
共1页
第1页
3.7FANUC—Oi系统程序
工艺路线:
1)预钻φ23通孔,一端用反爪夹住,另一端用顶尖顶住。
2)用G71循环粗加工左端至R25半球,双边0.5mm余量。
3)用G70精加工外型,R25半球,双边留0.5mm余量。
4)车4×φ45外槽。
5)撤去顶尖,用G71循环粗加工内形,用G70精车内形。
6)车2.5×φ44内槽。
7)用G76螺纹复合循环加工M40×1.5内螺纹。
8)调头校正,用正爪夹φ44外圆,另一端用顶尖顶住,用G71循环车右端至R25半球,双边留0.5mm余量。
9)用G70循环精加工外形,R25半球不加工
10)车6×φ47、3×φ42外槽。
11)用G76螺纹复合循环加工M46×1.5外螺纹。
12)精加工R25球面。
13)撤去顶尖,用G71内径粗车循环粗加工内形,用G70精车内形。
左端加工程序:
O0001
N5G98
N10M03S600T0404
N15G00Z2
N20X85
N25G71U1.5R1
N30G71P35Q75U0.5W0.1F150
N35G01X48
N40Z0
N45X49.992Z-1
N50Z-48
N55X57.99
N60Z-54
N65G02X70Z-60R6
N70G03X80Z-75R25
N75G01Z-78
N80G00X150Z15
N85M05
N90M00
N95M03S1200T0404F80
N100G00Z2
N115X85
N120G70P35Q65
N125G00X150Z15
N130M05
N135M00
N140M03S600T0808F25
N145G00X55Z-23
N150G01Z45.2
N155X51
N160Z-25
N165X45
N170Z-23
N175X51
N180Z-36
N185X45.2
N190X51
N195Z-38
N200X45
N205Z-36
N210G00X150
N215Z15
N220M05
N225M30
O0002
N5M03S800T0606
N10G00X22.5Z5
N15G71U1R0.5
N20G71P25Q70U-0.5W0.1F120
N25G01X41.5
N30Z0
N35X38.5Z-1.5
N40Z-12.5
N45X32.0
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