我国工业发展速度较快,近年来工业加工方面的水平已经逐渐拉近国际水平的距离。作为全球制造业的重要基地,我国机械制造方面的数控车床应用广泛。数控车床具有高精度、高效率、高柔性的特点,在机械加工中广泛应用。
1 数控车床端面加工编程及存在的问题
1.1 加工概况
车削加工中车削端面属于重要的工序之一,也是车削加工的首道工序,端面加工质量会直接影响加工零件的尺寸精度和端面光滑度。在目前,端面加工的数控车床加工与程序课程中,加工端面通常使用以下加工程度:
N10 T0101 M03 S400;(T01 为端面车刀)
N20 G00 X52 M08;(毛坯外径为 φ50mm)
N30 G01 X0 F0.15;(F 值大小以材料情况选择)
毫无疑问,上述程序格式和指令都无错误,但在实际加工过程,利用这一程度加工得出的工件端面往往粗糙不堪,加工效果并不理想。特别是靠近工件的中心,若背吃刀量太大,容易出现蹦刀情况发生,有时甚至会对操作者造成人身伤害。因此,分析造成这一问题的原因、找到解决方案成为关键。
1.2 问题及原因
根据切削线速度公式:
v=rw/1000=2πrn/1000=πDn/1000(1)。v 为切削线速度(m/min),D 为加工零件的直径,n 为主轴转速(r/min)。在公式中,切削端面随着直径越大线速度越高,当线速度降低后,容易使刀具切削速度与车床给定主轴速度不符,两者不同步将造成工件加工表面无光洁,特别是靠近加工工件的中心位置。因此,采用上述程序完成端面的加工,其工件表面粗糙度无法忽视。
2 数控车床端面加工变成问题的解决方法
根据造成工件端面粗糙的原因,在解决这种问题时,需要考虑使用恒线速度控制G96 指令。这一指令在车床加工中的锥度、端面、圆弧等表面处理时较为常用。多数初学者对于 G96 指令比较陌生,或者理解不够透彻,导致很少会考虑从该指令入手来解决这类问题。理解G96 指令含义和有效利用指令编程十分重要。所谓的恒线速控制主要是指在 S 后面的线速度可保持恒定,随着刀具发生位置变化,利用线速度可计算主轴的转速,并且能将其广泛应用,使刀具在某个工件表面的某个瞬时位置保持恒定线速度进行加工处理。通俗的说,G96即是执行主电动机的恒线速度控制,利用改变转速实现工件加工过程的稳定、恒定、维持削切速率,保证加工表面精细化处理。利用 G96 需要采用 G50 设定主轴的最高转速限制,若削切线速度恒定时,会随着加工零件的尺寸发生变化,直径越小,越容易使主轴转速过大,导致发生事故。因此,可改为以下程序:
N10 G50 S2000;(表示最高转速限制是 2000r/min)
N20 G96 M03 S200 T0101;(表示切削点线速度控制小于 200m/min)
N30 G00 X55 Z0;
N40 G01 X0 F200;(端面加工)
N50 G97 S400; (速度为恒线速取消之后主轴的转速,系统开始时默认 G97 程序)
采用 G96 进行编程或者利用具有可实现恒线速控制功能的主电动机的车床进行加工,在很大程度上能够解决上述问题,但若既不能采用 G96 进行编程,且无法采用恒线速控制电动机机床,则变成可按照下面方式进行:
N10 T0101 M03 S400;(T01 为端面车刀)
N20 G0 X52 Z0 M08;(毛坯外径为 φ50mm)
N30 G1 X4 F0.18;
N40 X0 F0.08;
上述程度利用刀具快要接近工件的中心时,将径向进给速度降低,从而提高靠近工件中心位置加工零件的表面光洁度。如果主轴转速不变情况下,可依照零件加工设计时的要求完成所需精度处理,根据加工经验调整程序中 F 值,从而实现预期的加工效果。
3 结语
数控车床编程即为重要,掌握编程技巧,首先需要了解各种指令的作用,明确指令结合产生的效果,才能根据实际需要完成程度的编写和控制。无论是加工端面还是其他类型,数控车床应用中合理编程和正确调用程度才是最重要、最核心的内容。即使编程程序正确,但经验不足仍然会造成加工效果不理想。因此,希望在今后的研究中掌握更多的编程与加工技巧,从而更加安全、高效的完成加工处理。


