数控加工与编程车项目五子程序教案

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学习情境五

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学习情境二：不等距槽零件的加工（详案）

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一、情境描述

给学生发放零件图，并给出零件信息和加工要求。

图5.1 零件图

图5.2 三维图

图示零件为不等距槽的一轴类零件，该零件加工表面有外圆柱面、切槽等，要求使用子程序调用的方法进行数控程序的编制，并完成零件的车削加工。

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二、制订加工工艺

（一）引入新知识

1.引入新指令

暂停指令---G04

格式：G04 X/P___;

参数：X、P为暂停时间，X后跟数值单位为s；P后跟数值单位为ms,且后跟数值不能用小数点表示。

应用：车削沟槽或钻孔时，加工到槽底或孔底时刀具做适当时间暂停，使工件回转一周以上，以确保槽底或孔底得到精确的尺寸及光滑的加工表面。

说明：

G04在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作；

G04为非模态指令，仅在其被规定的程序段中有效；

G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。

2.切槽加工

①车削精度不高和宽度较窄的沟槽，可用刀宽等于槽宽的切槽刀，采用直进法一次加工。

②车削精度高的沟槽，可用多次直进法切削，见图5.3所示，并在槽的两侧留一定的精车余量，然后精车至尺寸。

图5.3 多次直进法切槽

3.切断加工

切断方法：直进法和左右借刀法，如图5.4所示。直进法常用于切断铸铁等脆性材料；左右借刀法常用于切断钢等塑性材料。

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（a）直进法（b）左右借刀法

图5.4 切断方法

（二）零件具体加工工艺制定

1．装夹与定位

该零件为轴类零件，其轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ32mm 外圆左端，使工件伸出卡盘约65mm，一次装夹完成加工。

2．工步顺序

从右端至左端轴向进给切削。先进行外圆加工，再进行切槽，最后进行切断。

①装夹工件；

②车削端面；

③加工φ30mm外圆；；

④切槽至φ20mm；

⑤切断。

3．选择刀具

根据零件加工要求和加工工艺分析，选用二把刀具：T01 为外圆车刀、T02 为切断刀。

4．确定切削用量

车削用量的具体数值应根据机床性能、加工工艺、相关手册并结合实际经验确定：

机床转速：外圆加工为800r/min，切槽和切断为400r/min。

进给速度：外圆加工为0.5mm/min，切槽和切断为0.1mm/min。

5．选择机床和数控系统

①机床型号

机床型号为CK6132-Ⅱ型数控车床。

②数控系统

采用广数928TD数控系统。

三、编制零件加工程序

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（一）引入新知识（子程序指令）

1.子程序的定义

在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者几个程序中都要使用它，可以把这类程序做成固定程序，并单独加以命名，事先存储起来，这组程序段就称为子程序。

2.子程序的调用

子程序可以在存储器方式下调出使用，主程序可以调用子程序，一个子程序也可以调用下一级的子程序，子程序执行完后返回到主程序中调用子程序的程序段的下一句程序段运行。子程序的调用格式如下：

M98 P____;

其中，P 为被调用的子程序号，P后名跟8位数，前四位表示调用子程序次数，省略时为调用一次；后四位表示调用子程序名。

子程序的格式与主程序相似，区别在于程序结束使用M99从子程序返回，如下所示：

O××××

……

M99

3.子程序的应用原则

（1）零件上有若干处相同的轮廓形状。在这种情况下只编写一个子程序，然后用主程序调用该子程序就可以了；

（2）程序的内容具有相对独立性。在加工较复杂的零件时，往往包含许多独立的工序，有时工序之间的调整也是容许的，为了优化加工顺序，把每一个的工序编成一个独立子程序，主程序中只需加入换刀和调用子程序等指令即可。（二）确定工件坐标系、对刀点和换刀点

（1）根据零件图纸的尺寸标注特点及基准统一的原则，选择零件右端面与轴心线的交点作为工件原点，建立工件坐标系。

（2）采用手动试切对刀方法把该点作为对刀点。

（3）换刀点设置在工件坐标系下X100、Z100处。

（三）不等距槽零件数控加工程序的编制

1. 编程分析

该零件结构要素有外圆柱面、切槽，最后进行切断，结构较为简单，切槽部分有规律性，所以可以使用子程序进行程序编制，以简化程序。

采用直径编程方式，直径尺寸编程与零件图纸中的尺寸标注一致，编程较为方便。

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2.加工程序清单

O0001 主程序

N10 T0101 外圆车刀，建立工件坐标系

N20 M03 S800 主轴正转，转速为800r/min

N30 G00 X35 Z0 移至端面切削起点处

N40 G01 X0 F0.5 切削端面

N50 G00 X30 Z5 移至外圆切削起点处

N60 G01 Z-52 车削φ30外圆

N70 G00 X100 Z100 快速退刀至换刀点

N80 T0202 换切断刀

N90 G00 X32 Z0 移到子程序起点处

N100 M98 P20002 调用子程序，循环2次

N110 G00 W-12 移至切断起点处

N120 G01 X0 F0.2 切断，调整进给速度

N130 G04 X2 暂停2s

N140 G00 X100 Z100 快速退刀至安全点

N150 M30 程序结束

O0002 子程序

N10 G00 W-12 移至槽的切削起点处

N20 G01 U-12 F0.3 切槽至φ20mm，调整进给速度N30 G04 X1 槽底暂停1s

N40 G00 U12 X向退刀

N50 W-8 Z向偏移至第二个槽切削起点处N60 G01 U-12 切槽至φ20mm

N70 G04 X1 槽底暂停1s

N80 G00 U12 X向退刀

N90 M99 子程序结束，并返回到主程序（四）加工程序的检验、修改

◆学生讨论、自评、检验、修改。

◆教师指导、讲解。

四、数控仿真和实操加工

1．零件的数控仿真

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wg0q.html