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数控车床编程问题的处理

  1.编程原点的选择

  从理论上讲,编程原点可以选在工件的任意位置,但作为数控车床,大多数加工的是回转体工件。实际上,为了编程的方便以及各尺寸较为直观,应尽量把编程原点选得合理些。X向应取在主轴(2对刀问题工件坐标系确定后,还要确定对刀点在工件坐标系中的位置,即常说的对刀点问题。对刀点是指数控机床上用刀具加工零件时,刀具相对零件运动的起始点。所选择的对刀点必须与零件的定位基准有一定的坐标关系,这样才能确定机床坐标与工件坐标之间的关系,有几点注意的问题:

  2.1对刀点的选择与精度,习惯,机床坐标系,编程等有关

  当对刀精度要求不高时,可直接选在零件上或夹具上的某些表面作为对刀点。当对刀精度要求较高时,对刀点应尽量选在零件的设计基准上,对于以孔定位的零件,则选用孔的中心作为对刀点。

  2.2对刀应选择在对刀方便的地方

  在采用绝对坐标系的数控机床中,对刀点可选在机床坐标系的原点上或距原点为确定值的点上,在安装零件时,零件坐标系与机床坐标系要有确定的尺寸关系。对于具有机床坐标原点的数控机床,第一个程序段的指令就是设定对刀点的坐标值指令,用以规定对刀点在机床坐标系中的坐标值。

  2.3对刀时应使刀位点与对刀点重合

  所谓刀位点:是指刀具的定位基准点。对于车刀:是指刀尖。对于球刀,是指球心。对于立铣刀:是指刀具中心线与刀具底面的交点。快速定位指令G00的使用数控加工时,对于刀具快速定位和空行程时使用G00能够提高效率,但要注意G00不是插补指令。它的运行轨迹是先两轴同步进给作斜线运动,走完较短一轴,再走完较长的一轴。因此,要注意加工时,G00定位容易与工件发生碰撞。

  当刀具加工到A点时,准备返回到B点定位。如果编程时如果采用G00X20Z2.G00的行走路线如虚线所示,则刀具与工件会发生碰撞。为了避免刀具与工件发生碰撞。

  3.刀尖圆弧半径对加工精度的影响

  数控车床编程一般以刀尖作为对刀点和编程点,但实际上刀尖不是理想的刀尖,会有一定的圆弧。这就导致刀具行走轨迹与编程轨迹不相吻合,而有一差值。尤其刀具在加工锥度,圆弧时,对加工精度影响更为突出。

  特别是在没有刀尖圆弧半径补偿的系统中。因此,在编程时必须根据具体情况考虑这个因素。下面举例说明工件形状发生变化时,刀尖圆弧半径对加工精度的影响及采取相应的措施。

  3.1工件加工表面由外圆柱面向锥度面过渡时

  加工从圆柱体向圆锥体转换时,编程控制的刀具理论上应处在O1的位置上,但由于刀尖圆弧半径r的影响,实际上刀具对锥体的切削点由原来的E点转换为A点。可以看出按此加工的锥体与设计图样的锥体不相符,比设计的锥体尺寸大一些,也就是在轴向和径向产生了误差,即A点与C点的坐标值。轴向误差Δx=r-rcosα径向误差Δz=r-rsinα式中:r―――刀尖圆弧半径α―――工件锥体母线与中心线的夹角要想加工出与设计相符合的锥体,由图可知,刀具必须处在O2的位置,相当于刀尖在Z轴向前移动一个ZΔ值,由图可得:根据几何关系∠BO2D=α∠CO2D=α/2那么:CD=rtanα/2ZΔ=r-rαtanα/2在编程时,往往忽略了这个误差,若果考虑了这个误差,就能保证锥体的加工精度。一般尽量采用圆心编程和刀尖圆弧半径补偿功能来解决。

  3.2工件加工表面由圆柱面向圆球面过渡时

  当刀尖半径增加时,AB值增加;反之,AB值减少。当球体半径增大时,AB值减少。

  在加工中要消除这个误差就要改变刀具的切削点,即将O1位置移动到O2位置,即向左移动一个ZΔ值。

  根据几何关系得:OC=(R+r)cosαZΔ=CD=OD-OC=(R+r)-(R+r)cosα=(R+r)(1-cosα)

  式中:R―――工件半径

  r―――刀尖圆弧半径

  α―――工件中心与刀尖中心连线与Z轴坐标的夹角在编程时,将加工圆柱面向球面转换时的Z轴坐标值加上ZΔ值作为切削球体的起始点,就可保证球体的加工质量。

  结束语

  综上所述,充分认识到:数控加工是理论和实践都要掌握好的一项工作。尤其是手工编程,必须对数控系统非常熟悉和了解。认真研究和分析每个指令的性质,作用,要求和参数的含义,指令对加工路线的影响等,正确选择和使用各个指令,再加工掌握一定的车工工艺知识和实践经验,就能很好地使用数控机床加工,尽量避免出错和发生重大事故,加工出合格的产品。


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