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1、FANUC-TC数控机床编程绪论摘要：目前数控系统领域中，FANUC数控系统占有相当大的市场，其中以FANUC产品中FANUC-TC最常用，FANUC产品以其智能化特点得到了广大机械行业人事的喜爱，但是在此其中会真正从事数控编程的人员真是廖廖无几，操作工只会熟练的操作机床，而没有能力从事数控编程的工作。怎样才可以成为一个真正懂数控，明白数控编程思想的高级人才呢？这些都是我们应该去学习注意的地方，发现问题就应该学会怎样去解决，这样我们才可以真正达到自我提高的过程。这样慢慢的我们就会有一天成为一个数控高级人才。关键词：数控系统，数控编程，工艺思想，法那科前 言随着现代制造技术的发展和数控机床的日渐
2、普及，机械自动化技术其主导地位是数控技术。数控技术的实现和广泛应用推动了机械行业的向前发展，同时也带动以数控行业相关的新兴行业的发展。对数控机床的编程和操作方面的人才需求在大幅度增加，在工厂中真正拥有了数控机床但是没有人去开，没有人会编程那是最让人急于解决是事情。所以想要真正实现数控自动化的工作，必须需要有真正熟练掌握数控技术，真正明白数控工作原理、数控编程的人才的进入我们才可以实现真正的数控技术自动化。 本论文主要讲述了FANUC-TC数控机床编程思路。 1.编程方法 数控编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程是指从零件图样分析工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主
3、要有人工完成的编程过程。它适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工，以及计算较简单，程序段不多，编程易于实现的场合等。但对于几何形状复杂的零件（尤其是空间曲面组成的零件），以及几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件，由于编程时计算数值的工作相当繁琐，工作量大，容易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。所谓自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程未来的发展趋势。同时，也要看到手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。 2编程步骤 拿到一张零件图纸后，首先应对零件图纸分析，确定
4、加工工艺过程，也即确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等），加工路线（如进给路线、对刀点、换刀点等）及工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削速度和切削深度等）。其次应进行数值计算。绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点（或切点）的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后，根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输入CNC装置的存储器中。3典型实例加工分析 数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。例如，
5、要加工形状如图所示的零件，采用手工编程方法比较合适。由于不同的数控系统其编程指令代码有所不同，因此应根据设备类型进行编程。以FANUC-TC数控系统为例，应进行如下操作。 用数控车床完成图所示的零件的加工，零件材料为45钢，毛坯为85152。按图样要求完成零件节点、基点计算，设定工件坐标系，制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序。3.1 零件图纸工艺分析 从图纸上看零件要加工的有外轮廓（外圆柱面、倒圆角、倒直角、外螺纹、外槽）、内轮廓（内圆柱面、内倒直角、内螺纹）；按技术要求和标尺寸来分析。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求。轮廓描述清楚。零件材料为
6、45号钢，无热处理和硬度要求。 通过上述分析，采取以下几点工艺措施。（1）对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。（2）对零件：先加工零件左端，再以左端为定位基准加工右端及内孔。 3.2确定装夹方案 确定零件轴线和定位基准面。左端采用三爪自动定心卡盘夹紧。采用工序集中尽量减少重复装夹次数来保证工件左右端面的精度。 3.3 确定加工路线 在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线，即刀具从对刀点开始运动起，直至加工结束所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须
7、保持被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单、走刀路线尽量短、效率较高等。 加工顺序的一般原则：先粗后精、先近后远、内外交叉、基面先行原则。 3.4 刀具选择 刀具及其参数见表3-1数控加工刀具卡片，注意：车削外轮廓时，为防止副后刀面与工件表面发生干涉，应选择较大的副偏角，要时刻作图检验。本例中选Kr55。 表3-1 零件数控加工刀具卡片 产品名称或代号零件名称零件图号C-01序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径/mm备注1T0145端面车刀1车端面0.525252T024中心钻1钻4中心孔3T0320钻头1钻20底孔4T0493右偏刀1从右往左车外表面0.225255T05
8、60外螺纹车刀1车外螺纹0.125256T06镗刀1镗内孔各表面0.416167T0760内螺纹车刀1车内螺纹0.116168T08宽3外切槽刀1切外槽0.12525编制审核批准年 月 日共 1 页第 1 页 3.5 切削用量选择 根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后根据公式计算主轴转速与进给速度。背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.10.5较为合适。3.6 数控加工工艺卡的拟订将前面分析
9、的各项内容综合成表3-2所示的数控加工工艺卡片，此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件，主要内容包括：工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。 表3-2零件数控加工工艺卡片单位名称黑龙江农业经济职业学院产品名称或代号零件名称零件图号数控车削件配合零件C-01工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O0001-O0003三爪卡盘CKA6150数控车床数控中心工步工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm备注1车左端端面T012525600手动2粗车左端外轮廓T0425256001501.5自动3精车左端外轮廓T04
10、25251200800.5自动4切宽5槽T082525600402自动5钻中心孔T0241000手动6钻20孔T0320500手动7粗车左端内径T061616800120自动8精车左端内径T061616120080自动9车内槽T06161660025自动10车内螺纹T0716161000自动11车右端端面T012525600手动12粗车右端外轮廓T0425258001501.5自动13精车右端外轮廓T042525120080自动14切槽T08252560025自动15车外螺纹T0525251000自动16精车球面T0425251200801.5自动17粗镗右端内孔T0625258001200.
11、5自动18精镗右端内孔T0625251200801自动编制审核批准年 月 日共1页第1页3.7 FANUCOi系统程序工艺路线：1） 预钻23通孔，一端用反爪夹住，另一端用顶尖顶住。2） 用G71循环粗加工左端至R25半球，双边0.5mm余量。3） 用G70精加工外型，R25半球，双边留0.5mm余量。4） 车445外槽。5） 撤去顶尖，用G71循环粗加工内形，用G70精车内形。6） 车2.544内槽。7） 用G76螺纹复合循环加工M401.5内螺纹。8） 调头校正，用正爪夹44外圆，另一端用顶尖顶住，用G71循环车右端至R25半球，双边留0.5mm余量。9） 用G70循环精加工外形，R25半
12、球不加工10） 车647、342外槽。11） 用G76螺纹复合循环加工M461.5外螺纹。12） 精加工R25球面。13） 撤去顶尖，用G71内径粗车循环粗加工内形，用G70精车内形。左端加工程序： O0001N5 G98N10 M03 S600 T0404N15 G00 Z2N20 X85N25 G71 U1.5 R1N30 G71 P35 Q75 U0.5 W0.1 F150N35 G01 X48N40 Z0N45 X49.992 Z-1N50 Z-48N55 X57.99N60 Z-54N65 G02 X70 Z-60 R6N70 G03 X80 Z-75 R25N75 G01 Z-78
13、N80 G00 X150 Z15N85 M05N90 M00N95 M03 S1200 T0404 F80N100 G00 Z2N115 X85N120 G70 P35 Q65 N125 G00 X150 Z15N130 M05N135 M00N140 M03 S600 T0808 F25N145 G00 X55 Z-23N150 G01 Z45.2N155 X51N160 Z-25N165 X45N170 Z-23N175 X51N180 Z-36N185 X45.2N190 X51N195 Z-38N200 X45N205 Z-36N210 G00 X150N215 Z15N220 M05
14、N225 M30 O0002N5 M03 S800 T0606 N10 G00 X22.5 Z5N15 G71 U1 R0.5N20 G71 P25 Q70 U-0.5 W0.1 F120N25 G01 X41.5N30 Z0N35 X38.5 Z-1.5N40 Z-12.5N45 X32.005N50 Z-50N55 X28.005N65 X25.005N70 Z-87N75 G00 Z100N80 X100N85 M05N90 M00N95 M03 S1200 T0606 F80N100 G00 X85 Z5N105 G70 P25 Q70 N110 G00 Z100N115 X100N1
15、20 M05N125 M00N130 S600 M03 T0808 F25N135 G00 X28N140 Z-12.5 N140 G01 X44N145 X28N150 G00 Z100N155 X100N160 M05N165 M00N170 M03 S1000 T0707N175 G00 X28 Z5N180 G76 P10160 Q80 R0.1N180 G76 X40.05 Z-10.5 R0 P930 Q350 F1.5N185 G00 Z100N190 X100N195 M05N200 M30右端加工程序： O0003N5 G98N10 M03 S800 T0404N15 G00
16、 Z2N20 X85N25 G71 U1.5 R1N30 G71 P35 Q80 U0.5 W0.1 F150N35 G01 X43N40 Z0 N45 X45.8 Z-1.5N50 Z-15N55 X51.99N60 Z-35N65 Z-50N70 Z-55N75 G03 X80 Z-75 R25N80 G01 Z-75.5N85 G00 X150 Z10N90 M05N95 M00N100 M03 S1200 T0404 F80N105 G00 X85 Z5N110 G70 P35 Q70N115 X150 Z10N120 M05N125 M00N130 M03 S600 T0808 F2
17、5N135 G00 X55 Z-15N140 G01 X47N145 X53N150 Z-32N155 X47.2N160 X47N170 Z-32N175 G00 X150N180 Z10N185 M03 S1000 T0505N190 G00 X50 Z5N195 G76 P10160 Q80 R0.1N200 G76 X44.14 Z-12.5 R0 P930 Q350 F1.5N205 G00 X150N210 Z10N215 M05N220 M00N225 M03 S1200 T0404N230 G00 G42 X65 Z-49N235 G01 X59.99 F80N240 Z-55
18、N245 G03 X70 Z-90 R25N250 G01 Z-92N255 G00 G40 X150N260 Z10N265 M05N270 M30 O0004N5 G98 N10 M03 S800 T0606N15 G00 X22.5 Z5N20 G71 U1 R0.5N25 G71 P30 Q60 U-0.5W0.1 F120N30 G01 X37.29N35 Z0N40 X32 Z-15N45 Z-50N50 X28N55 Z-65N60 X22N65 G00 Z100N70 X150N75 M05N80 M00N85 M03 S1200 T0606 F80N90 G00 G41 X2
19、2.5 Z5N95 G70 P30 Q60N100 G00 Z100N105 G40 X100N110 M05N115 M30结论数控技术是当今先进制造技术和装备最核心的技术。数控机床具有高精度、高速度、高效率及高柔性决定等特点。本课题就是以数控技术研究配合零件的数控车削加工的加工全过程。系统的总结了机械零件在数控机床上的操作过程，包括零件的工艺分析、加工程序与操作步骤、数控刀具工艺卡及数控加工工艺卡的填写。充分体现了数控技术的先进性，区别于手动的普通车床，因此大力推广使用数控机床是我国制造业提高制造能力和水平、提高市场适应能力和竞争能力的必由之路。参 考 文 献 1 田 萍主编 数控机床加工工艺及设备. 北京： 电子工业出版社 2005.493.2 王丽洁主编 数控加工工艺与装备北京：清华大学出版社 2006.507 3 孙自力 姜晶主编 机械制造技术 大连：大连理工大学出版社. 2005.394 4 李 超 主编 FANUC 数控加工实例 辽宁：辽宁科学技术出版社 2005.360 5 杨江河 程继学主编 精密加工实用技术 北京：机械工业出版社 2006.360 6 宗国成主编 数控车工技能鉴定考核培训教程 北京：机械工业出版社 2006.25211