零件工艺分析与数控编程分析模板.doc

数控车床关键用于加工回转体零件，回转体零件母线可分为直线和曲线。其中，多重曲线回转类零件加工最为复杂，尤其需要采取数控技术加工。这里以配置华中I型数控系统机床为加工设备，分析研究曲线回转类零件数控编程方法，提出该类零件数控车削编程合理方案。

一、零件工艺分析

图1为所加工零件，材料为45号钢，毛坯直径ф70，加工设备为华中I型数控车床。

由图分析，该零件加工工艺步骤应为：轮廓粗加工→轮廓精车→截断。所用刀含有外圆车刀和4㎜宽切断刀。

零件程序包含：（1）坐标系及加工工艺指定程序；（2）轮廓粗加工程序；（3）轮廓精加工程序；（4）最终截断加工程序。

二、数控编程分析

数控编程方法有手工编程和自动编程两种，在华中I型数控车削系统中，外轮廓粗、精加工方案有：（1）手工编程，利用外径粗车复合循环指令G71；（2）手工编程，利用子程序调用功效；（3）采取自动编程软件，进行轮廓加工自动编程。

下面就以上三种编程方法，分别进行编程分析。

1.用外径粗车复合循环指令G71进行编程

指令格式：G71 U(△d) R(e) P(ns) Q(nf) X(△u) Z(△w) F(f) T(t) S(s)

其中，△d——粗加工切削深度
e——退刀量
△u、△w——X、Z轴方向精加工余量
ns、nf——组成加工形状程序起始号和终止号
f——粗加工进给速度
s——主轴转速
t——刀具号

该指令编程最大优点是：它只需要给出精加工形状轨迹，便可自动决定粗车刀具轨迹。编程很简单方便，零件加工效率高。

零件轮廓粗、精加工程序以下：

O1234;
G92 X36 Z128;
M03 S800;
G71 U3 R2 P100 Q200 X1 Z0.2 F200;
N100 G01 X0 Z128 F100;
G03 X20 Z70 R40;
G02 X20 Z40 R30;
G01 X20 Z20;
X32 Z20;
N200 X32 Z0;
G00 X36 Z128;
M05;
M02;

图2为机床上加工刀具走刀路线。程序经过加工，发觉该零件加工有过切现象，从程序结构和加工走刀路线能够看出，G71指令粗加工走刀路线是一组平行和回转轴平行直线，它只能加工母线单调改变轴类零件（单调上升或单调下降），对于“凹凸型”或“波浪型”母线轴类零件用它来加工会产生过切，不适用。

2.利用子程序编程

指令格式：M98 P_ L_ (P后跟调用子程序号，L后跟反复调用次数)

轮廓粗、精加工程序以下(采取半径编程)：

o1234;
G92 X60 Z128;
M03 S800;
M98 P1111 L15;
M05;
M02;
O1111;
G91 G01 X-32 F100;
G03 X20 Z-58 R40;
G02 X0 Z-30 R30;
G01 Z-20;
X12;
Z-20;
G00 X2;
Z128;
X-4;
M99;

图3为机床上加工刀具走刀路线，程序经过机床加工运行，发觉走刀路线正确。

能够加工出所需工件，但在加工R30圆弧时出现了刀具干涉，经过重新刃磨刀具，第二次加工才得以成功。该种编程方法优点是：只要改变刀具加工起点，经过反复调用轮廓子程序，能够数次加工同一个形状轮廓，做到层层去除加工余量，最终达成零件尺寸目标，程序文件短。但循环次数多，在加工早期有大量空走刀现象（见图4），加工效率极低。而且，程序中刀具加工起点和循环次数确实定是编程难点，对编程初学者来说这两个参数确实定是很轻易犯错，循环次数计算错误会造成轮廓尺寸偏大或偏小。而且，华中I型数控系统在加工前无法进行刀具干涉检验，对加工不利。

3.利用CAXA软件进行自动编程

在软件中只要给出待加工零件及毛坯轮廓图，设定好相关加工参数即可自动生成加工代码。具体操作以下

(1)轮廓及毛坯轮廓绘制

零件轮廓及毛坯轮廓可在CAXA中直接绘制，软件含有绘图功效，也能够在CAXA软件中直接导入在AUTOCAD中绘制以DXF格式保留零件图，软件中默认X、Y坐标分别是机床Z、X坐标。

(2)粗、精加工代码生成

◎单击主菜单中【应用】→【数控车】→【轮廓粗加工】，出现粗加工参数表，完成对应参数设置后按【确定】；

◎依次拾取待加工面轮廓和毛坯轮廓线，按确定即出现粗加工轨迹，图5所表示；

◎单击主菜单中【应用】→【数控车】→【代码生成】，点击粗加工轨迹即可得到粗加工G代码程序，图6所表示。

同法，可得到手柄轮廓精加工G代码程序。粗、精加工程序经机床运行加工发觉刀具轨迹合理，轮廓尺寸正确，加工效率高。

(3)加工仿真

CAXA软件能够对已生成轨迹进行仿真加工和刀具干涉检验，如有刀具干涉现象能够经过改变加工参数表中刀具干涉角度大小来重新生成轨迹和代码，再次仿真加工，检验干涉，直至消除。排除了因为刀具干涉发生废品可能性。

(4)加工参数修改

经过调用软件中【参数修改】功效，我们能够对已生成刀具轨迹进行任意加工参数修改，如刀具加工起点、切削速度、进刀方法、径向切削深度等。参数修改完成软件将自动更新刀具轨迹，依据轨迹可重新生成G代码。参数修改比手工编程要灵活多。

三、总结

经过对以上多个编程方法分析和从实际零件加工来看，在华中I型数控车床上加工该类零件采取自动编程是最合理编程方案。它方便、正确、加工效率高，工件加工程序编制工作全部由计算机完成，能够有效处理手工编程中出现图形基点计算困难、无法进行刀具干涉检验、刀具走刀路线不合理问题，这也是数控编程发展趋势。