數(shù)控車削加工實(shí)訓(xùn)操作淺析

姚建方，譚文勝

（常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇常州 213164）

0 引言

數(shù)控車床是目前使用量最大，覆蓋面最廣的數(shù)控機(jī)床，具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高柔性化的優(yōu)點(diǎn)，主要用于高精度回轉(zhuǎn)體零件的加工。與普通車床不同，數(shù)控車床集機(jī)械、電氣、微電子和信息技術(shù)于一體，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)操作時(shí)，除了必須具備一定的理論基礎(chǔ)，還必須熟練掌握機(jī)床的操作技能。因此，對(duì)數(shù)控車的操作步驟、操作技巧、操作方式的分析研究具有重要意義。

1 數(shù)控車削的基本原理

數(shù)控車削是由操作者將預(yù)先編制好的加工程序和參數(shù)輸入數(shù)控裝置，伺服電機(jī)根據(jù)指令控制刀具和工件按一定軌跡相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的自動(dòng)加工。

2 數(shù)控車削加工操作過程

利用數(shù)控車床加工零件的過程主要包括：分析零件圖、確定加工工藝、計(jì)算節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、編制輸入程序、對(duì)刀確定零件坐標(biāo)系、程序模擬校驗(yàn)、自動(dòng)加工、零件測(cè)量檢驗(yàn)等。

3 數(shù)控車床操作步驟

以大連機(jī)床廠生產(chǎn)的CKA6105 數(shù)控車床（FANUC 0 Series 0i Mate-TC 操作系統(tǒng)）為例介紹其使用方法。

3.1 開關(guān)機(jī)

（1）開機(jī)：接通機(jī)床總電源—接通控制面板電源—松開緊急停止按鈕。

（2）關(guān)機(jī)：摁下緊急停止按鈕—切斷控制面板電源—切斷機(jī)床總電源。

3.2 手動(dòng)返回參考點(diǎn)

先按下“方式選擇”模式下的“回零”按鈕，再按“+X”，X 軸回到參考點(diǎn)，然后按“+Z”，Z 軸回到參考點(diǎn)，相應(yīng)的指示燈亮。特別注意，為了防止碰撞，應(yīng)先回X 軸再回Z 軸。

3.3 手動(dòng)和手輪操作

分別選擇“方式選擇”模式下的“手動(dòng)”和“手輪”按鈕，通過方向鍵的選用，使刀架沿軸向移動(dòng)。進(jìn)給速度可用速率修調(diào)按鈕調(diào)整，在按進(jìn)給按鈕的同時(shí)按下快速移動(dòng)按鈕，機(jī)床按快速移動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)。

3.4 MDI 操作

MDI 方式也叫數(shù)據(jù)輸入方式，它具有從操作面板輸入一個(gè)程序段或指令并執(zhí)行該程序段或指令的功能,常用于啟動(dòng)主軸、換刀、對(duì)刀等操作。

（1）選擇“方式選擇”模式下的MDI 狀態(tài)，進(jìn)入MDI 方式。在鍵盤上按“PROG”鍵，進(jìn)入編輯頁(yè)面，輸入程序段或指令。

（2）按“程序啟動(dòng)”按鈕運(yùn)行程序。用“RESET”可以清除輸入的數(shù)據(jù)。

3.5 刀具參數(shù)設(shè)置（對(duì)刀確定工件坐標(biāo)系）

先對(duì)Z 軸：車工件端面，按OFS/SET 鍵，按軟菜單鍵【形狀】，顯示刀補(bǔ)參數(shù)畫面，在刀補(bǔ)號(hào)G001 中輸“Z0”，按軟菜單鍵【測(cè)量】，則Z 坐標(biāo)方向設(shè)置好；再對(duì)X 軸：試切外圓一刀，沿Z軸方向退刀，停主軸，測(cè)量工件直徑，然后按OFS/SET 鍵，按軟菜單鍵【形狀】，顯示刀補(bǔ)參數(shù)畫面，在刀補(bǔ)號(hào)G001 中輸測(cè)量所得直徑值，按軟菜單鍵【測(cè)量】，則X 坐標(biāo)方向設(shè)置好。刀具參數(shù)界面見圖1。

圖1 刀具參數(shù)界面

3.6 試加工

工件程序輸入機(jī)床后，應(yīng)對(duì)程序進(jìn)行校驗(yàn)，檢查無誤后才能試運(yùn)行。試運(yùn)行階段常用“空運(yùn)行”功能使程序快速運(yùn)行，用“單程序段”功能逐段檢查程序的正確性。

3.7 自動(dòng)運(yùn)行的啟動(dòng)

（1）“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“AUTO”狀態(tài)。

（2）按“PROG”鍵，輸入要運(yùn)行的程序號(hào)，按“光標(biāo)下移鍵”打開程序。

（3）按復(fù)位鍵“RESET”，將程序復(fù)位，光標(biāo)指向程序的開始。（4）按循環(huán)啟動(dòng)鍵，自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行。

4 外圓車削加工

加工零件毛坯為Φ45 mm×75 mm，材料為45 鋼。加工要求見圖2。

圖2 零件加工要求

4.1 確定加工方案

（1）刀具選擇：機(jī)夾外圓車刀（硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片）。

（2）工藝路線：用G71 復(fù)合循環(huán)指令粗加工外輪廓，用G70復(fù)合循環(huán)指令精車外輪廓。

（3）確定切削量：粗車外輪廓主軸轉(zhuǎn)速600 r/min，進(jìn)給量100 mm/min；精車外輪廓主軸轉(zhuǎn)速1200 r/min，進(jìn)給量60 mm/min。

4.2 刀具安裝

（1）車刀的伸出長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)。通常車削外圓時(shí)，車刀伸出刀部分的長(zhǎng)度一般為刀桿厚度的1～1.5 倍。

（2）車刀下面的墊片數(shù)量不宜過多。墊片要平整，并與刀架前端對(duì)齊。

（3）壓緊車刀用的螺釘不能少于2 個(gè)，并逐個(gè)擰緊。

4.3 工件安裝

采用三抓自定心卡盤，工件裝夾、找正仍需遵循普車的要求。裝夾時(shí)，工件要水平安放，右手拿工件，左手旋緊夾盤扳手，夾住毛坯Φ45 mm 外圓，伸出50 mm，經(jīng)找正后再將工件夾緊。

4.4 對(duì)刀

將外圓車刀裝在1 號(hào)刀位，將工件毛坯夾在卡爪上，伸出50 mm。先對(duì)Z 軸：車工件右端面，按OFS/SET 鍵，按軟菜單鍵【形狀】，顯示刀補(bǔ)參數(shù)畫面，在刀補(bǔ)號(hào)G001 中輸“Z0”，按軟菜單鍵【測(cè)量】，則Z 坐標(biāo)方向設(shè)置完成（圖3）。然后對(duì)X 軸：試切外圓一刀，沿Z 軸方向退刀，停主軸，測(cè)量工件直徑（假設(shè)測(cè)量值為Φ42.36 mm），然后按OFS/SET 鍵，按軟菜單鍵【形狀】，顯示刀補(bǔ)參數(shù)畫面，在刀補(bǔ)號(hào)G001中輸“X42.36”，按軟菜單鍵【測(cè)量】，則X 坐標(biāo)方向設(shè)置完成（圖4）。

圖3 X 向進(jìn)刀，原路返回

圖4 Z 向進(jìn)刀，原路返回

4.5 試加工

程序編制并輸入后經(jīng)校驗(yàn)按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵自動(dòng)運(yùn)行程序。

4.6 檢驗(yàn)

首件試加工完后必須自檢，檢查合格后才能進(jìn)行后續(xù)的批量加工。

Φ30、Φ34外徑可以用0～150 mm 游標(biāo)卡尺測(cè)量；Φ380-0.039外徑可以用25～50 mm 外徑千分尺測(cè)量；20 mm、45 mm 長(zhǎng)度可以用0～150 mm 深度游標(biāo)卡尺測(cè)量。

5 結(jié)束語

本文對(duì)數(shù)控車床基本操作步驟進(jìn)行了較詳細(xì)的介紹，并且以車削外圓為例，對(duì)部分加工過程進(jìn)行了重點(diǎn)分析，既保證了學(xué)生對(duì)操作技能的掌握，又加深了記憶。