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技术服务

  1、数控车削加工中工件坐标系的建立及其应用

  工件坐标系的建立是数控车削加工中一个非常重要的环节。

  一、数控车床的坐标系

  工件坐标系是以工件(或图纸)上的某一个点为坐标原点,建立起来的X-Z直角坐标系统。数控车床的编程是按照工件坐标系来编制指令值,因此也叫编程坐标系。下面以广州数控设备厂生产的GSK980T车床数控系统为例,介绍数控车削加工中工件坐标系的建立及几则应用。

  二、工件坐标系的设定

  工件坐标系可以用下列指令设定:

  G50 X(α)Z(β)

  式中α、β----------刀尖距工件坐标系原点的距离。

  用G50 X(α)Z(β)指令所建立的坐标系,是一个以工件原点为坐标系原点,确定刀具(一般指刀尖)当前位置的一个工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效,直到被新的所取代。为提高加工效率和保证加工精度,工件坐标系原点根据需要选在工件上任何一点都可以。该指令在执行时不产生运动,这是许多初学者较难掌握的地方。

  三、应用实例

  1. 试切对刀

  对刀是数控车削加工中极其重要并十分棘手的一项基础工作,试切对刀法因其较高的准确性和可靠性而得到广泛应用。试切对刀过程中,巧妙建立工件坐标系能收到事半功倍的效果。现运用G50试切对刀的方法综述如下:

  a、装夹好用于对刀的铝材工件和刀具;

  b、主轴正转,手轮方式,基准刀沿表面A切削,将工件右端面车一刀;

  c、Z轴不动,沿X轴释放刀具,停主轴;

  d、取工件左端面中心为工件原点,测量A表面与工件原点之间的距离β,程序录入方式下,输入G50 Z“β”,把当前Z向绝对坐标设为β,按刀补键,在相应的刀具参数偏置号处输入Z“β”;

  e、手轮方式沿表面B切削;

  f、X轴不动,沿Z轴释放刀具,停主轴;

  g、测量距离α,程序录入方式下,输入G50 X“α”,把当前X向绝对坐标设为α,按刀补键,在相应刀具参数偏置号处输入X“α”;

  上述操作实际上是将用于试切的刀具作为标准刀,根据标准刀具建立坐标系,使其刀补为零刀架上的其他刀具则要通过和标准刀作比较,比较他们X和Z方向的长度之差,系统会自动计算出其差值作为其他刀具的刀补值。

  2. 找程序原点

  程序原点为开始加工时刀尖的起始点及加工过程中的换切点,该点由编程确定。工件坐标系设定后,CRT屏幕上显示的是车刀刀尖相对于工件原点的坐标值,那么如何使刀尖在自动加工前处于程序原点“待命”呢?

  例如要加工某工件,工件原点设在工件右端面中心,编程时程序原点指定为G50 X100 Z50,加工中确定程序原点的过程如下:

  a、 对刀后,装夹好工件毛坯;

  b、 主轴正转,手轮方式,基准刀平工件右端面A;

  c、 Z轴不动,沿X轴释放刀具至C点,输入G50 X0 Z0,电脑记忆该点;

  d、 程序录入方式,输入G01 W-8 F50,将工件车削出一台阶;

  e、 手轮方式。将刀具移至安全位置,停主轴,测量车削出的台阶直径α;

  f、 主轴正转,手轮方式下将刀尖返回C点;

  g、 程序录入方式,输入G50 X“α”Z0,电脑将C点坐标根据工件原点正确设置并记忆,输入G00 X100 Z50,刀具运行至编程指定的程序原点,再输入G50 X100 Z50,电脑记忆程序原点。

  在上述确定程序原点的过程中,步骤C巧妙利用G50设定中间桥梁C点坐标。因为G50执行时不产生运动,以内次该点坐标的具体数值并不重要,目的是让电脑记忆该点,方便测量台阶直径后正确返回。

  3. 中途断电后重新建立坐标系

  数控车削加工中难免遇到突然停电的情况,当机床在断电状态时系统会失去对工件坐标值的记忆。解决方法如下:

  a、 接通电源,测量工件某处直径α;

  b、 启动主轴,用基准刀刀尖轻轻接触该处表面,输入G50 X“α”;

  c、 退出刀具,停主轴,测量工件某处台阶至工件原点的距离Z“β”;

  d、 启动主轴,用基准刀刀尖轻轻接触该处台阶,输入G50 Z“β”,再用G00 指令运行至编程时指定的程序原点,用G50重新设置该坐标;

  e、 编辑方式下将光标移至能安全加工又不影响工件加工进程的程序段,按自动运行方式继续加工。

  中途停电后,巧妙建立坐标系重新找回程序原点,既保证了加工精度,又不致重复全部加工操作过程,取得了很好的应用效果。

  4. 保证工件尺寸精度

  数控车削加工中,有时会因各种原因不能保证工件尺寸精度。如装夹、找正、测量不当、操作者粗心找错程序原点、刀具磨损等都有可能产生废品,其中操作者粗心找错程序原点是可以通过重新建立工件坐标系解决的。例如加工某工件,停车检查时,我们发现工件尺寸精度颇有规律,所有外圆尺寸均比名义尺寸大60μm,发生这种情况的原因很可能是找程序原点是不慎找得不正确,偏离实际程序原点60μm。为了不致报废工件,办法是:暂停、复位、程序回零,在程序录入方式下,输入U—0.06,再将G50坐标设置为编程指定的程序原点坐标,重新运行 加工,简捷地挽救了一个濒临报废的工件。

  2、数控车床对刀经验谈

  车床分有对刀器和没有对刀器,但是对刀原理都一样,先说没有对刀器的.

  车床本身有个机械原点,你对刀时一般要试切的啊,比如车外径一刀后Z向退出,测量车件的外径是多少,然后在G画面里找到你所用刀号把光标移到X输入 X...按测量机床就知道这个刀位上的刀尖位置了,内径一样,Z向就简单了,把每把刀都在Z向碰一个地方然后测量Z0就可以了.

  这样所有刀都有了记录,确定加工零点在工件移里面(offshift),可以任意一把刀决定工件原点.

  这样对刀要记住对刀前要先读刀.

  有个比较方便的方法,就是用夹头对刀,我们知道夹头外径,刀具去碰了输入外径就可以,对内径时可以拿一量块用手压在夹头上对,同样输入夹头外径就可以了.

  如果有对刀器就方便多了,对刀器就相当于一个固定的对刀试切工件,刀具碰了就记录进去位置了.

  所以如果是多种类小批量加工最好买带对刀器的.节约时间.

  以前用的MAZAK车床,换一个新工件从停机到新工件开始批量加工中间时间一般只要10到15分钟就可以了.(包括换刀具软爪试切)

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  数控车床基本坐标关系及几种对刀方法比较

  在数控车床的操作与编程过程中,弄清楚基本坐标关系和对刀原理是两个非常重要的环节。这对我们更好地理解机床的加工原理,以及在处理加工过程中修改尺寸偏差有很大的帮助。

  一、基本坐标关系

  一般来讲,通常使用的有两个坐标系:一个是机械坐标系 ;另外一个是工件坐标系,也叫做程序坐标系。

  在机床的机械坐标系中设有一个固定的参考点(假设为(X,Z))。这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。因为每次开机后无论刀架停留在哪个位置,系统都把当前位置设定为(0,0),这样势必造成基准的不统一,所以每次开机的第一步操作为参考点回归(有的称为回零点),也就是通过确定(X,Z) 来确定原点(0,0)。

  为了计算和编程方便,我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上,尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机械坐标系是机床唯一的基准,所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。这通常在接下来的对刀过程中完成。

  二、对刀方法

  1. 试切法对刀

  试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。下面以采用MITSUBISHI 50L数控系统的RFCZ12车床为例,来介绍具体操作方法。

  工件和刀具装夹完毕,驱动主轴旋转,移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X坐标不变移动Z轴刀具离开工件,测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中,系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径,即得到工件坐标系X原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面,在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0,系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值,即得工件坐标系Z原点的位置。

  例如,2#刀刀架在X为150.0车出的外圆直径为25.0,那么使用该把刀具切削时的程序原点X值为150.0-25.0=125.0;刀架在Z为 180.0时切的端面为0,那么使用该把刀具切削时的程序原点Z值为180.0-0=180.0。分别将(125.0,180.0)存入到2#刀具参数刀长中的X与Z中,在程序中使用T0202就可以成功建立出工件坐标系。

  事实上,找工件原点在机械坐标系中的位置并不是求该点的实际位置,而是找刀尖点到达(0,0)时刀架的位置。采用这种方法对刀一般不使用标准刀,在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好。

  2. 对刀仪自动对刀

  现在很多车床上都装备了对刀仪,使用对刀仪对刀可免去测量时产生的误差,大大提高对刀精度。由于使用对刀仪可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值,并将其存入系统中,在加工另外的零件的时候就只需要对标准刀,这样就大大节约了时间。需要注意的是使用对刀仪对刀一般都设有标准刀具,在对刀的时候先对标准刀。

  下面以采用FANUC 0T系统的日本WASINO LJ-10MC车削中心为例介绍对刀仪工作原理及使用方法。刀尖随刀架向已设定好位置的对刀仪位置检测点移动并与之接触,直到内部电路接通发出电信号(通常我们可以听到嘀嘀声并且有指示灯显示)。在2#刀尖接触到a点时将刀具所在点的X坐标存入到图2所示G02的X中,将刀尖接触到b点时刀具所在点的Z坐标存入到G02的Z中。其他刀具的对刀按照相同的方法操作。

  事实上,在上一步的操作中只对好了X的零点以及该刀具相对于标准刀在X方向与Z方向的差值,在更换工件加工时再对Z零点即可。由于对刀仪在机械坐标系中的位置总是一定的,所以在更换工件后,只需要用标准刀对Z坐标原点就可以了。操作时提起Z轴功能测量按钮“Z-axis shift measure”面。

  手动移动刀架的X、Z轴,使标准刀具接近工件Z向的右端面,试切工件端面,按下“POSITION RECORDER”按钮,系统会自动记录刀具切削点在工件坐标系中Z向的位置,并将其他刀具与标准刀在Z方向的差值与这个值相加从而得到相应刀具的Z原点,其数值显示在WORK SHIFT工作画面上。

  一, 直接用刀具试切对刀

  1.用外园车刀先试车一外园,记住当前X坐标,测量外园直径后,用X坐标减外园直径,所的值输入offset界面的几何形状X值里。

  2.用外园车刀先试车一外园端面,记住当前Z坐标,输入offset界面的几何形状Z值里。

  二, 用G50设置工件零点

  1.用外园车刀先试车一外园,测量外园直径后,把刀沿Z轴正方向退点,切端面到中心(X轴坐标减去直径值)。

  2.选择MDI方式,输入G50 X0 Z0,启动START键,把当前点设为零点。

  3.选择MDI方式,输入G0 X150 Z150 ,使刀具离开工件进刀加工。

  4.这时程序开头:G50 X150 Z150 …….。

  5.注意:用G50 X150 Z150,你起点和终点必须一致即X150 Z150,这样才能保证重复加工不乱刀。

  6.如用第二参考点G30,即能保证重复加工不乱刀,这时程序开头 G30 U0 W0 G50 X150 Z150

  7.在FANUC系统里,第二参考点的位置在参数里设置,在Yhcnc软件里,按鼠标右键出现对话框,按鼠标左键确认即可。

  三, 用工件移设置工件零点

  1.在FANUC0-TD系统的Offset里,有一工件移界面,可输入零点偏移值。

  2.用外园车刀先试切工件端面,这时Z坐标的位置如:Z200,直接输入到偏移值里。

  3.选择“Ref”回参考点方式,按X、Z轴回参考点,这时工件零点坐标系即建立。

  4.注意:这个零点一直保持,只有从新设置偏移值Z0,才清除。

  四, 用G54-G59设置工件零点

  1.用外园车刀先试车一外园,测量外园直径后,把刀沿Z轴正方向退点,切端面到中心。

  2.把当前的X和Z轴坐标直接输入到G54----G59里,程序直接调用如:G54X50Z50……。

  3.注意:可用G53指令清除G54-----G59工件坐标系。

  FANUC系统确定工件坐标系有三种方法。

  第一种是:通过对刀将刀偏值写入参数从而获得工件坐标系。这种方法操作简单,可靠性好,他通过刀偏与机械坐标系紧密的联系在一起,只要不断电、不改变刀偏值,工件坐标系就会存在且不会变,即使断电,重启后回参考点,工件坐标系还在原来的位置。

  第二种是:用G50设定坐标系,对刀后将刀移动到G50设定的位置才能加工。对到时先对基准刀,其他刀的刀偏都是相对于基准刀的。

  第三种方法是MDI参数,运用G54~G59可以设定六个坐标系,这种坐标系是相对于参考点不变的,与刀具无关。这种方法适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。

  航天数控系统的工件坐标系建立是通过G92 Xa zb (类似于FANUC的G50)语句设定刀具当前所在位置的坐标值来确定。加工前需要先对刀,对到实现对的是基准刀,对刀后将显示坐标清零,对其他刀时将显示的坐标值写入相应刀补参数。然后测量出对刀直径Фd,将刀移动到坐标显示X=a-d Z=b 的位置,就可以运行程序了(此种方法的编程坐标系原点在工件右端面中心)。在加工过程中按复位或急停健,可以再回到设定的G92 起点继续加工。但如果出意外如:X或Z轴无伺服、跟踪出错、断电等情况发生,系统只能重启,重其后设定的工件坐标系将消失,需要重新对刀。如果是批量生产,加工完一件后回G92起点继续加工下一件,在操作过程中稍有失误,就可能修改工件坐标系,需重新对刀。鉴于这种情况,我们就想办法将工件坐标系固定在机床上。我们发现机床的刀补值有16个,可以利用,于是我们试验了几种方法。

  第一种方法:在对基准刀时,将显示的参考点偏差值写入9号刀补,将对刀直径的反数写入8号刀补的X值。系统重启后,将刀具移动到参考点,通过运行一个程序来使刀具回到工件G92起点,程序如下:

  N001 G92 X0 Z0;

  N002 G00 T19;

  N003 G92 X0 Z0;

  N004 G00 X100 Z100;

  N005 G00 T18;

  N006 G92 X100 Z100;

  N007 M30;

  程序运行到第四句还正常,运行第五句时,刀具应该向X的负向移动,但却异常的向X、Z的正向移动,结果失败。分析原因怀疑是同一程序调一个刀位的两个刀补所至。

  第二种方法:在对基准刀时,将显示的与参考点偏差的Z值写入9号刀补的Z值,将显示的X值与对刀直径的反数之和写入9好刀补的X值。系统重启后,将刀具移至参考点,运行如下程序:

  N001 G92 X0 Z0;

  N002 G00 T19;

  N003 G00 X100 Z100;

  N004 M30;

  程序运行后成功的将刀具移至工件G92起点。但在运行工件程序时,刀具应先向X、Z的负向移动,却又异常的向X、Z的正向移动,结果又失败。分析原因怀疑是系统运行完一个程序后,运行的刀补还在内存当中,没有清空,运行下一个程序时它先要作消除刀补的移动。

  第三种方法:用第二种方法的程序将刀具移至工件G92起点后,重启系统,不会参考点直接加工,试验后能够加工。但这不符合机床操作规程,结论是能行但不可行。

  第四种方法:在对刀时,将显示的与参考点偏差值个加上100后写入其对应刀补,每一把刀都如此,这样每一把刀的刀补就都是相对于参考点的,加工程序的 G92起点设为X100 Z100,试验后可行。这种方法的缺点是每一次加工的起点都是参考点,刀具移动距离较长,但由于这是G00 快速移动,还可以接受。

  第五种方法:在对基准刀时将显示的与参考点偏差及对刀直径都记录下来,系统一旦重启,可以手动的将刀具移动到G92 起点位置。这种方法麻烦一些,但还可行。

  3、数控车床操作常见问题的排除方法

  数控车床是一种综合运用了计算机技术、自动控制技术、精湛测量技术等先进技术的典型机电一体化产品。其控制系统复杂、价格昂贵,一旦发生故障,很多人因其“昂贵的身价”而对其敬而远之,动辄请专业维修人员出马。既浪费人力物力财力,又耽误工时。其实,对于一些常见操作问题,只要操作者勤于思考,善于总结,重视积累,也不难发现和解决问题。现以广州数控设备厂生产的GSK980T数控系统为例,结合自己的时间工作经验,将数控车床一些常见操作问题的排除方法介绍给初学者参考。

  一、手动方式下,坐标轴不运动

  现象:手动操作时,机床坐标轴不产生运动,坐标值也没有变化,M、S、T功能执行正常,系统无报警显示。

  分析及解决:该例故障发生时系统没产生报警,且M、S、T功能执行正常,据此可初步判断数控系统、伺服驱动等应无故障。因而可从手动条件上进行分析,仔细检查手动方向键的输入,手动方向的选择等均正常,再仔细观察操作面板“现在位置”的页面,发现手动速率、实际速率、进给速率均为零。确认坐标轴不产生手动的原因是手动运动速度为零引起,重新调整进给速度百分率,手动操作即恢复正常。

  二、自动运行不到位

  现象:欲将1号刀刀尖定位到工件上某一已知点,在程序录入方式(MDI)下正确输入有关指令后,M、S指令正常执行,机床坐标轴产生运动,CRT屏幕显示正确位置,但刀尖没有运行到既定位置,系统无报警显示。

  分析及解决:由于机床回既定点动作过程正常,但没有到达既定位置。出现此类故障,通常与刀补执行有关。检查刀具刀补执行情况,发现刀具功能为T0103,1号刀执行3号刀的刀具补偿值 ,导致刀尖不能运行到既定位置。重新在录入方式(MDI)下输入T0101,即解决此故障。

  三、螺纹加工出现螺距不规则

  现象:数控车床在加工螺纹时,螺纹起始段螺距不规则,即出现所谓的乱牙。

  分析及解决:在数控车床上加工螺纹,其实质X轴的转角与Z轴进给之间进行插补。乱牙是由于X轴与Z轴进给不能实现同步,机床伺服系统本身滞后特性引起。GSK980T是经济型数控系统,主轴速度为开环控制,不同负载下,主轴起动时间不同,且起时主轴速度不稳定,转速亦会有相应的变化,螺纹切削开始是从检测出主轴上的位置编码器一转信号后开始的,因此可能导致X轴与Z轴进给不能实现同步。上述问题可通过修改程序的方法解决。

  1、更改螺纹加工程序的定位点,使其离工件较远,这样,主轴转速不稳定变化在空间完成,稳定后,刀具才真正接触工件,再开始螺纹加工。

  2、在主轴旋转指令M03,螺纹加工指令前增加G04暂停指令,保证主轴速度稳定后,再开始螺纹加工。

  四、加工程序不能执行

  现象:数控车床开机后,选择好加工程序名称,按下自动运行键后,M、S、T功能按程序命令执行,坐标值变化显示无异常,但几穿噶坐标轴不运动,程序规定的动作不执行。

  分析及解决:出现此类故障,首先想到的是检查进给速度、进给倍绿是否为零,结果显示是否正常。进一步检查发现操作面板上机床互锁按钮指示灯亮,关掉互锁后,程序正常执行。

  五、中途对刀

  现象:数控车削加工中过程中某非基准刀崩刀或刀尖发生磨损影响加工精度。(该例假设3号非基准刀发生崩刀现象)

  分析及解决:此类故障在不熟练工人操作数控车床时常有发生。故障发生后,我们应马上依次按下操作面板上“暂停”、“复位”、“程序回零”、“运行”等键,取消3号刀刀补,在3号刀位置重装合适的刀具,接通电源,测量工件某处直径α,启动主轴,用3号刀刀尖轻轻接触该处表面,按操作面板上“刀补”键,在刀具偏置号103处输入X“α”;退出刀具,停主轴,测量工件某处台阶至工件原点的距离β,启动主轴,用3号刀刀尖轻轻接触该处台阶,按操作面板上“刀补”键,在刀具偏置号103处输入Z“β”。系统自动计算出重装后的3号刀刀补。

  4、车削轴类工件时的精度分析

  轴类工件在车削过程中,会遇到精度和表面粗糙度达不到要求等问题。根据车削时的具体过程,进行分析。

  一、尺寸精度达不到要求的原因及其解决方法

  1. 由于操作者不小心,测童时出差错,或者刻度盘搞错和使用不当

  所以在测量时,要认真仔细,正确使用刻度盘是非常重要的,就中拖板手柄刻度盘来说,各种型号车床的刻度盘是不相同的,每一小格刻度盘可用下面公式计算:

  刻度转一格车刀移动距离=拖板丝杠距离/刻度盘总共刻线格数(mm)

  知道每格刻度值以后,在使用时还要注意因为丝杠与螺母之间有间隙,有时刻度盘虽然转动,但车刀不一定会移动,等间隙转完以后车刀才移动。所以在使用时,如果刻度转过格数过头了,绝不允许只倒转几格,而是要倒转一转以后,再重新对准刻度。

  2. 量具本身有误差或使用时没有放正

  使用量具之前,须仔细检查和调整,使用时要放正。

  3. 由于温度的变化,使工件尺寸改变

  在切削时,切屑发生变形,切屑的各个分子彼此间相互移动,而它们在移动时发生摩擦而产生了大量的热。此外,由于切屑与车刀前面发生摩擦,车刀后面与工件表面发生摩擦也产生热量,这些热量就直接影响到刀具和工件上去。当然,热量最高是切屑(约占75%左右),其次是车刀(约占20%)和工件(约占4%,还有1%在空气中)。当工件受热后直径就增大(约0.01~0.05毫米,铸铁变化比钢料大),冷却后直径收缩,造成了废品。故不能在工件温度很高时去测量。如果一定要侧量,在车削时浇注足够的切削液,不使工件温度升高;其次用粗精车分开的方法。

  4. 毛坯余全不够

  毛坯本身弯曲没有校直,以及中心孔打偏等原因造成。

  二、几何形状精度和相互位置精度达不到要求的主要原因

  1. 发生椭圆度的原因

  a. 主轴轴颈的椭圆度是直接反映到工件上去的,如果是滑动轴承,那么当载荷大小及方向不变时,主轴颈在载荷作用下被压在轴承表面的一定位置上(由于主轴与轴承之间有间隙)。当主轴转过90°时,主轴的中心位置变动了,这样主轴在旋转一周过程中有两个中心位置,车刀的背吃刀量有变化,而使工件产生椭圆度。轴承孔的椭圆度对工件没有影响。

  b. 毛坯余量不均匀,加上主轴与轴承之间有间隙,在切削过程中背吃刀量发生变化。

  c. 前后中心孔不吻合(两中心孔与工件中心成一角度),中心孔与顶尖只接触到一边,磨损不均匀造成轴向窜动而成椭圆

  d. 前顶尖摆动。

  2. 产生母线不直(育曲、凸形、鞍形)和锥度的原因

  a. 车床导轨与主轴中心线相互位置不正确,特别是在水平。如导轨弯曲,工件产生凸或凹形,导轨与主轴中心线不平行产生锥形等。

  b. 前后顶尖中心线与床面导轨不平行,产生锥度。

  c. 由于工件温度升高,会使轴产生弯曲。例如,在重型车床加工长轴时,温度升高到一定时,工件会伸长,但由于两顶尖距离未变,结果工件由于无法在长度方向伸长而发生弯曲。因此,在车长轴时,尽量降低温度,同时还必须经常退一下后顶尖。

  d. 工件内应力的影响。工件内部往往存在内应力,在切削过程中,由于表面层塑性变形,也会产生内应力,这种内应力在工件内部呈平衡状态,使工件保持一定形状.但当工件从夹具或车床上卸下时,就要产生变形.解决这个问题,一般采用时效处理方法。

  3. 引起径向跳动的原因

  前项尖脉动;中心孔不圆或有切屑等脏物;当然有椭圆度的工件表面也会引起径向跳动。

  三、表面粗糙度达不到要求的主要原因

  1.车床刚性不足

  如拖板塞铁松动、传动不平衡而引起振动.当然,车床安装不稳固也会引起振动,由于振动而造成工件表面粗糙度降低.

  2.车刀刚性不足引起振动

  所以尽可能选用粗刀杆,减少车刀伸出一长度;工件刚性不足也会引起振动,故在车削细长轴时要应用中心架,或用一夹一顶来代替两顶尖装夹。

  3.车刀切削部分几何参数不正确

  根据工件材料的可切削特性选用合理、合适的切削角度,降低表面粗糙度。

  4.由于积屑瘤的产生,使工件表面粗糙度降低积屑瘤非常牢固

  切削时由于积屑瘤的参与,使工件表面出现拉毛或一道道划沟痕的现象,车削时应尽量避免其产生。结合上述原因分析,加工中应做到早知道早预防,把问题消灭在萌芽状态,提高工件精度,满足设计要求。

  5、数控车削编程技巧

  1.尽量缩短进给路线,减少空走刀行程,提高生产效率。

  (1)巧用起刀点。如在循环加工中,根据工件的实际加工情况,将起刀点与对刀点分离,在确保安全和满足换刀需要的前提条件下,使起刀点尽量靠近工件,减少空走刀行程,缩短进给路线,节省在加工过程中的执行时间。

  (2)在编制复杂轮廓的加工程序时,通过合理安排“回零”路线,使前一刀的终点与后一刀的起点间的距离尽量短,或者为零,以缩短进给路线,提高生产效率。

  (3)粗加工或半精加工时,毛坯余量较大,应采用合适的循环加工方式,在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求下,采取最短的切削进给路线,减少空行程时间,提高生产效率,降低刀具磨损。

  2.保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求。

  (1)合理选取起刀点、切入点和切入方式,保证切入过程平稳,没有冲击。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求,精加工时,最终轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来。认真考虑刀具的切入和切出路线,尽量减少在轮廓处停刀,以避免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。一般应沿着零件表面的切向切入和切出,尽量避免沿工件轮廓垂直方向进、退刀而划伤工件。

  (2)选择工件在加工后变形较小的路线。对细长零件或薄板零件,应采用分几次走刀加工到最后尺寸,或采取对称去余量法安排进给路线。在确定轴向移动尺寸时,应考虑刀具的引入长度和超越长度。

  (3)对特殊零件采用“先精后粗”的加工工序。在某些特殊情况下,加工工序不按“先近后远”、“先粗后精”原则考虑,而作“先精后粗”的特殊处理,反而能更好地保证工件的尺寸公差要求。

  3.保证加工过程的安全性

  要避免刀具与非加工面的干涉,并避免刀具与工件相撞。如工件中遇槽需要加工,在编程时要注意进退刀点应与槽方向垂直,进刀速度不能用“G0”速度。“G0”指令在退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用。

  4.有利于简化数值计算,减少程序段数目和编制程序工作量

  在实际的生产操作中,经常会碰到某一固定的加工操作重复出现,可以把这部分操作编写成子程序,事先存入到存储器中,根据需要随时调用,使程序编写变得简单、快捷。对那些图形一样、尺寸不同或工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件的编程,可以采用宏指令编程,减少乃至免除编程时进行烦琐的数值计算,精简程序量。

  三、准确掌握各种循环切削指令的加工特点及其对工件加工精度所产生的影响,并进行合理选用。

  在FANUC0-TD数控系统中,数控车床有十多种切削循环加工指令,每一种指令都有各自的加工特点,工件加工后的加工精度也有所不同,各自的编程方法也不同,我们在选择的时候要仔细分析,合理选用,争取加工出精度高的零件。如螺纹切削循环加工就有两种加工指令:G92直进式切削和G76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同,使这两种加工方法有所区别,各自的编程方法也不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削。螺纹中径误差较大。但牙形精度较高,一般多用于小螺距高精度螺纹的加工。加工程序较长,在加工中要经常测量;G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削。牙形精度较差。但工艺性比较合理,编程效率较高。此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。所以,我们要掌握各自的加工特点及适用范围,并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令。比如需加工高精度、大螺距的螺纹,则可采用G92、G76混用的办法,即先用G76进行螺纹粗加工,再用G92进行精加工。需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同,以防止螺纹乱扣的产生。

  四、灵活使用特殊G代码,保证零件的加工质量和精度

  1.返回参考点G28、G29指令

  参考点是机床上的一个固定点,通过参考点返回功能刀具可以容易地移动到该位置。参考点主要用作自动换刀或设定坐标系,刀具能否准确地返回参考点,是衡量其重复定位精度的重要指标,也是数控加工保证其尺寸一致性的前提条件。 实际加工中,巧妙利用返回参考点指令,可以提高产品的精度。对于重复定位精度很高的机床,为了保证主要尺寸的加工精度,在加工主要尺寸之前,刀具可先返回参考点再重新运行到加工位置。如此做法的目的实际上是重新校核一下基准,以确定加工的尺寸精度。

  2.延时G04指令

  延时G04指令,其作用是人为地暂时限制运行的加工程序,除了常见的一般使用情况外,在实际数控加工中,延时G04指令还可以作一些特殊使用:

  (1)大批量单件加工时间较短的零件加工中,启动按钮频繁使用,为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作,用G04指令代替首件后零件的启动。延时时间按完成1件零件的装卸时间设定,在操作人员熟练地掌握数控加工程序后,延时的指令时间可以逐渐缩短,但需保证其一定的安全时间。零件加工程序设计成循环子程序,G04指令就设计在调用该循环子程序的主程序中,必要时设计选择计划停止M01指令作为程序的结束或检查。

  (2)用丝锥攻中心螺纹时,需用弹性筒夹头攻牙,以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断,并在螺纹底部设置G04延时指令,使丝锥作非进给切削加工,延时的时间需确保主轴完全停止,主轴完全停止后按原正转速度反转,丝锥按原导程后退。

  (3)在主轴转速有较大的变化时,可设置G04指令。目的是使主轴转速稳定后,再进行零件的切削加工,以提高零件的表面质量。

  3.相对编程G91与绝对编程G90指令

  相对编程是以刀尖所在位置为坐标原点,刀尖以相对于坐标原点进行位移来编程。就是说,相对编程的坐标原点经常在变换,运行是以现刀尖点为基准控制位移,那么连续位移时,必然产生累积误差。绝对编程在加工的全过程中,均有相对统一的基准点,即坐标原点,所以其累积误差较相对编程小。数控车削加工时,工件径向尺寸的精度比轴向尺寸高,所以在编制程序时,径向尺寸最好采用绝对编程,考虑到加工时的方便,轴向尺寸采用相对编程,但对于重要的轴向尺寸,也可以采用绝对编程。另外,为保证零件的某些相对位置,按照工艺的要求,进行相对编程和绝对编程的灵活使用。

  总之,随着科学技术的飞速发展,数控车床由于具有优越的加工特点,在机械制造业中的应用越来越广泛,为了充分发挥数控车床的作用,我们需要在编程中掌握一定的技巧,编制出合理、高效的加工程序,保证加工出符合图纸要求的合格工件,同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控车床能安全、可靠、高效地工作。

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