數控車床

　　數控技術初學群體在數控機床上實訓時，尤其是高職高專的學生，雖然相關的專業技術課程均已學習過，但由于缺乏生產實踐經驗，考慮問題不夠全面，很難把所學的知識相互貫通應用好，往往造成實訓加工的零件不能達到預期的目的。現通過實訓實例就工藝與編程的結合問題進行分析討論。
　　1.實訓條件
　　(1)實圳設備：“GTC2E”數控車床。
　　(2)程序系統：“SANYING”數控車床模擬系統。
　　(3)實訓實例：銼刀手柄。
　　(4)實例坯料：φ26mm圓木。
　　(5)零件圖：銼刀手柄零件圖如附圖所示。

　　2.工藝方案擬定過程
　　(1)首先要熟讀圖樣，分折零件圖可知手柄輪廓是由一個圓錐臺、一個柱面和三個圓弧連接曲面組成。確定工件坐標原點并汁算出每個折點的坐標以及曲線連接點的坐標，見零件圖上所注。
　　(2)選擇刀具，主要是考慮刀具結構和尺寸能否與工件已加工部位發生干涉，在切削中切削點一但偏離刀尖，就有可能發生過切。對尺寸較小的曲線輪廓可考慮使用成形刀具。
　　手柄是由三段圓弧連接的非單一曲線輪廓，用外圓車刀車削應考慮車刀主偏角和副偏角的選擇，主偏角的大小決定工件的形狀，而副偏角的選擇要考慮是否與已加工表面輪廓發生干涉。經計算副偏角應大于13.4o，故選用主偏角為90o、副偏角為15o的外圓右偏刀和切斷刀兩種刀具。
　　(3)按選擇的刀具劃分工序，以外圓右偏刀為主加工刀具，應盡可能加工出可以加工的所有部位，然后換切斷刀車錐面和切斷，并考慮切斷刀的寬度。這樣可以減少換刀次數，壓縮李行程時間。
　　(4) 還應考慮按粗、精加工劃分工序，若采用整個輪廓循環程序，編程雖然簡單，但前幾個循環中的空程太多，不利于發揮數控加工的高效率。故對右端R8mm球頭先用車錐法粗車、再同中部R30mm凹弧處用循環程序粗車。粗加工切除大部分余量后，再將其表面精車一遍，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。
　　(5)合理選擇切削用量，一般是在保證加工質量和刀具壽命的前提下，充分發揮機床性能和刀具切削性能，使切削效率最高、加工成本最低。粗加工時，多選用低的切削速度，較大的背吃刀量和進給量；精加工時，選用高的切削速度，較小的進給量。

　　數控車床

　　3.編程和實訓中的考慮
　　(1) 依據工藝考慮進行編程，編程就是給出工步中的每一次走刀命令。首先確定工件的坐標原點(手柄右端中心點)，并計算出每個折折點的坐標以及曲線連接點的坐標，見零件圖上所注。正確給出每一工步的起刀點，即加工某個部位時刀具的初始位置，見實例編程中的N00040、N00110、N00210、 N00300等程序。起刀點的正確與否直接影響編程和被加工表面輪廓的形成。
　　(2)按粗、精加工和所選刀具劃分工序編程，粗加工程序 N00040～N00200，去除大部分加工余量；精加工程序N00210～N00280，提高表面質量，由T01刀(外圓右偏刀，副偏角15o)完成；車錐面和切斷程序N00300～N00340，由T02刀(切斷刀，刀寬4mm)完成。考慮切斷刀的實際工作刀尖，編程時應考慮刀寬的影響，見實例編程中的N00300、N00320等程序。
　　(3)在編程中不能直接使用G00程序使刀具直達工件表面，刀具與工件表面在零接觸下也不允許使用 G00程序移動，而應采用G01程序，見實例編程中的N00140、N00220、N00270、N00310等程序。這樣可有效避免刀具與工件接觸可能產生的碰撞，避免造成刀具劃傷工件表面或刀具磨損。
　　(4)準確對刀，數控編程是以刀尖點為參考沿零件輪廓的運動軌跡。實訓加工前首先通過正確對刀，使刀尖坐標與工件原點坐標重合。只有這樣，才能保證刀具按編程運行后獲得正確的零件輪廓。
　　(5)輸入編程模擬仿真，仿真看到的是模擬刀尖按編程刻劃出的輪廓軌跡。而在切削過程中切削刃對工件是否造成干涉，在仿真中很難反應出來。仿真軌跡正確，最后加工出的工件輪廓不一定就完整，也就是說仿真可檢驗編程是否正確，而不能把加工過程中的過切干涉現象全部反映出來。
　　4.實例編程
　　銼刀手柄在“GTC2E”數控車床上進行加工的編程如下。
　　N00010 M03 S600
　　N00020 G00 X60 Z20
　　N00030 T1(外圓右偏刀，副偏角15o)
　　N00040 G00 X16 Z2
　　N00050 G24 X36 W-10 F50
　　N00060 U-5
　　N00070 U-5
　　N00120 G00 X37 Z2
　　N00130 G22 L2
　　N00140 C00 U-31
　　N00150 G0l W-2 F60
　　N00160 G03 U15.2 W-5.5 R8
　　N00170 G03 U4.4 W-46.9 R85
　　N00180 G02 U2.4 W-17.6 R30
　　N00185 G01 U4
　　N00190 G00 W72
　　N00200 G80
　　N00210 G00 X0 S1000
　　N00220 G01 Z0 F40
　　N00230 G03 X15.2 Z-5.5 R8
　　N00240 G03 X19.6 Z-52.4 R85
　　N00250 G02 X22 Z-70 R30
　　N00260 G01 Z-95
　　N00270 G0l X26
　　N00280 G00 X60 Z20 S500
　　N00290 T2(切斷刀，刀寬4mm)
　　N00300 G00 X24 Z-84
　　N00310 GOl X17 F30
　　N00320 G01 X16 Z-94
　　N00330 G01 X0
　　N00340 G00 X60 Z20
　　N00350 M05
　　N00360 M02
　　5.結語
　　綜上所述，數控實訓過程可歸納為以下幾步：零件圖分析→擬定工藝方案→編程并輸入→對刀→仿真→加工零件。在首次實訓中不要一味追求復雜輪廓的工件，幻想把所有的程序都用上，這樣往往不易獲得成功。而應選定幾個有代表性表面的工件來練習，亦可在此基礎上不斷變換練習。通過實例實訓，能夠按零件圖擬定工藝方案、選擇刀具、編程并加工出實訓工件，從而達到舉一反三的目的，獲得事半功倍的效果。