部分数控车床加工程序编制.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,机电工程学院,数控加工技术,数控车床加工程序编制,第六部分数控车床加工程序编制,机电工程学院,优选第六部分数控车床加工程序编制,常,用,装,夹,方,式,两顶尖之间装夹,卡盘和顶尖装夹,专用夹具装夹,第一节 数控车床加工工艺问题,数控车床工件的装夹,三爪自定心卡盘装夹,薄,壁零件的装夹,薄壁零件容易变形，普通三爪卡盘受力点少，采用,开缝套筒或扇形软卡爪,，可使工件均匀受力，减小变形。,也可以改变夹紧力的作用点，采用轴向夹紧的方式。,第一节 数控车床加工工艺问题,找正装夹时必须将工件的加工表面回转轴线,（,同时也是工件坐标系,Z,轴,）,找正到与车床主轴回转中心重合。一般为打表找正。,第一节 数控车床加工工艺问题,数控车床工件的找正,对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点,(,即对刀点,),来实现。,第一节 数控车床加工工艺问题,数控车床工件的对刀,1、一般对刀,一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。下面以,Z,向对刀为例说明对刀方法，见右图。刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再沿,X,向退刀，将右端面与加工原点距离,N,输入数控系统，即完成这把刀具,Z,向对刀过程。,第一节 数控车床加工工艺问题,手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳出传统车床的,“,试切-测量-调整,”,的对刀模式，占用较多的在机床上时间。,2,、自动对刀,自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值。,第一节 数控车床加工工艺问题,一、分析零件图样,分析零件的几何要素,分析了解工件的工艺基准,了解工件的加工数量,数控车削的工艺分析,第一节 数控车床加工工艺问题,确定走刀路线的一般原则是：,保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；,缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间；,方便数值计算，减少编程工作量；,尽量减少程序段数,第一节 数控车床加工工艺问题,二、走刀路线的确定,第三节 数控车床的简化编程指令,G90指令循环车削外圆柱示意图,一、数控车床的编程特点,为切削加工,4)nf精加工形状程序段中的结束程序段号；,例如，在车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽外形为螺旋面，用暂停指令G04可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光整圆。,此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；,R为锥螺纹终点半径与起点半径的差值，R值正负判断方法与G90相同，圆柱螺纹R=0时，可以省略；,第三节 数控车床的简化编程指令,有些机床，X后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。,2、G72端面粗加工循环指令(用法与G71相同),wZ轴方向的精加工余量；,第三节 数控车床的简化编程指令,G72端面粗加工示意图,为切削加工,数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为,D,，小径为,d,，锥长为,L,，车圆锥的加工路线如图所示。,按图中的阶梯切削路线，二刀粗车，最后一刀精车；二刀粗车的终刀距,S,要作计算。,第一节 数控车床加工工艺问题,车圆锥的加工路线分析,此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。,按图的相似斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距,S,，同样由相似三角形可计算得出。按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。,第一节 数控车床加工工艺问题,车圆锥的加工路线分析,按图的斜线加工路线，只需确定每次背吃刀量,a,p,，而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线较长。,应用,G02,（,或,G03,）,指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。,第一节 数控车床加工工艺问题,车圆锥的加工路线分析,右图为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量,a,p,后，须精确计算出粗车的终刀距,S,，即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。,右图为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量a,P,后，计算圆弧的起点、终点坐标，数值计算简单，编程方便，常采用。,第一节 数控车床加工工艺问题,车圆弧的加工路线分析,右图为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。,不同的数控系统其数控指令系统亦有所不同，在实际工作中要根据具体系统进行编程。下面将结合,FANUC,数控系统讨论数控车床基本编程方法。,第二节 数控车床编程常用指令,一、数控车床的编程特点,1、加工坐标系 加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，,X,轴对应径向，,Z,轴对应轴向，,C,轴的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为,C,向，顺时针为,C,向，如下图所示：加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置，一般在工件的右端面或左端面上。,第二节 数控车床编程常用指令,2、直径编程方式 在车削加工的数控程序中，,X,轴的坐标值取为零件图样上的直径值，如下图所示：图中,A,点的坐标值为,（,30，80,）,，,B,点的坐标值为,（,40，60,）,。采用直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致，这样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误，给编程带来很大方便。,第二节 数控车床编程常用指令,3、在一个程序段中，既可以采用绝对值编程,（,X,，,Z,）,，也可以采用相对值编程,（,U,，,W,）,，或二者混合编程。,（,X,，,W,）,，,（,U,，,Z,）,。不用,G90,，,G91,指令。,第二节 数控车床编程常用指令,二、数控车床的基本指令,第二节 数控车床编程常用指令,1,、加工坐标系设置,G50,编程格式,G50 X,Z,式中,X,、,Z,的值是起刀点相对于加工原点的位置。,例：如图所示设置加工坐标的程序段如下：,G50 X257.4 Z375.1,即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。,即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。,6)wZ轴方向的精加工余量；,X后面的数字为带小数点的数，单位为s。,二刀粗车的终刀距S要作计算。,（4）锥面端面切削循环 编程格式 G94 X(U)Z(W)R F,即先车一个圆锥，再车圆弧。,0;(快移到切入点),ns精加工形状程序段中的开始程序段号；,第三节 数控车床的简化编程指令,第三节 数控车床的简化编程指令,1)d背吃刀量；,例如，在车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽外形为螺旋面，用暂停指令G04可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光整圆。,了解工件的加工数量,3)G70指令在粗加工完后使用。,第二节 数控车床编程常用指令,2,、快速点定位,G00,3,、插补指令,G01,、,G02,、,G03,4,、暂停指令,G04,其指令格式是：,G04 P_,或,G04 X_,暂停时间的长短可以通过地址,X,或,P,来指定。其中,P,后面的数字为整数，单位是,ms,；,X,后面的数字为带小数点的数，单位为,s,。有些机床，,X,后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。,该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻镗孔时使用，也可用于拐角轨迹控制。例如，在车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽外形为螺旋面，用暂停指令,G04,可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光整圆。,第二节 数控车床编程常用指令,5,、刀具半径自动补偿功能,编程时，通常都将车刀刀尖作为一点来考虑，但实际上刀尖处存在圆角，如右图示。当用按理论刀尖点编出的程序进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的表面加工时，是不会产生误差的。但在进行倒角、锥面及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象，具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量，避免少切或过切现象的产生。,刀尖圆弧半径和假想刀尖点,刀尖圆弧半径对加工精度的影响,假想刀尖位置号,第二节 数控车床编程常用指令,一、单一固定循环指令,单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如,“,切入-切削-退刀-返回,”,，用一个循环指令完成，从而简化程序。,（,1,）,圆柱面切削循环,格式,G90 X(U),Z(W),F,式中：,X,、,Z-,圆柱面切削的终点坐标值；,U,、,W-,圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。,第三节 数控车床的简化编程指令,G90,指令循环车削外圆柱示意图,为切削加工,为快速移动,循环起点,循环终点,Z,X,.,.,.,.,例：应用圆柱面切削循环功能加工下图所示零件。,N10 G50 X200 Z200,；,N20 M03 S1000,；,N30 G00 X55 Z2 M08,；,N40 G90 X45 Z-25 F0.2,；,N50 X40,；,N60 X35,；,N70 G00 X200 Z200,；,N80 M30,；,第三节 数控车床的简化编程指令,式中：,X,、,Z-,圆锥面切削的终点坐标值；,U,、,W-,圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；,R-,圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的,X,向坐标小于终点的,X,向坐标，,R,值为负，反之为正。,第三节 数控车床的简化编程指令,G90,指令循环车削外圆锥示意图,循环起点,循环终点,Z,X,.,.,.,.,R,为切削加工,为快速移动,（,2,）,圆锥面切削循环编程格式,G90 X(U),Z(W),R,F,式中：,X,、,Z-,端面切削的终点坐标值；,U,、,W-,端面切削的终点相对于循环起点的坐标。,第三节 数控车床的简化编程指令,循环起点,循环终点,.,.,.,Z,X,G94,指令循环车削直端面示意图,为切削加工,为快速移动,.,（,3,）,平面端面切削循环编程格式,G94 X(U),Z(W),F,式中：,X,、,Z-,端面切削的终点坐标值；,U,、,W-,端面切削的终点相对于循环起点的坐标；,R-,端面切削的起点相对于终点在,Z,轴方向的坐标分量。当起点,Z,向坐标小于终点,Z,向坐标时,R,为负，反之为正。,第三节 数控车床的简化编程指令,循环起点,循环终点,Z,X,G94,指令循环车切锥端面示意图,为切削加工,为快速移动,.,.,.,.,R,（,4,）,锥面端面切削循环 编程格式,G94 X(U),Z(W),R,F,（,5,）,螺纹切削循环指令,G92,指令格式为：,G92 X(U)_Z(W)_R_F_,式中：,X,、,Z,为螺纹终点的坐标值；,U,、,W,起点坐标到终点坐标的增量值；,R,为锥螺纹终点半径与起点半径的差值，,R,值正负判断方法与,G90,相同，圆柱螺纹,R=0,时，可以省略；,F,为螺距值。螺纹切削退刀角度为45,第三节 数控车床的简化编程指令,确定走刀路线的一般原则是：,G94指令循环车削直端面示意图,3)ns精加工形状程序段中的开始程序段号；,3)ns精加工形状程序段中的开始程序段号；,1、加工坐标系设置G50,U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标。,第三节 数控车床的简化编程指令,刀尖圆弧半径和假想刀尖点,该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻镗孔时使用，也可用于拐角轨迹控制。,R为锥螺纹终点半径与起点半径的差值，R值正负判断方法与G90相同，圆柱螺纹R=0时，可以省略；,5)uX轴方向精加工余量；,该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻镗孔时使用，也可用于拐角轨迹控制。,即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。,数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为D，小径为d，锥长为L，车圆锥的加工路线如图所示。,一、数控车床的编程特点,螺纹切削循环示意图,加工如图螺纹,注,:,螺纹的牙深,=0.6,螺纹导程,（,经验公式,）,G00 X40.0 Z5.0,；,G92 X29.0 Z-42.0 F2.0,；,(,加工螺纹第,1,刀,),X28.2,；,(,加工螺纹第,2,刀,),X27.8,；,(,加工螺纹第,3,刀,),X27.6,；,(,加工螺纹第,4,刀,),G00 X150.0 Z200.0;,第三节 数控车床的简化编程指令,二、复合固定循环指令,1,、,G71,外圆粗加工循环指令,格式：,G71 U(d)R(e);,G71 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F_ S_ T_;,说明,:,d,背吃刀量；,e,退刀量；,ns,精加工形状程序段中的开始程序段号；,nf,精加工形状程序段中的结束程序段号；,u,X,轴方向精加工余量；,w,Z,轴方向的精加工余量；,F,、,S,、,T,分别是进给量、主轴转速、刀具号地址符。,注意：在顺序号为,ns,到顺序号为,nf,的程序段中，不应包含子程序。,第三节 数控车床的简化编程指令,图中,AB,是粗加工后的轮廓，为精加工留下,X,方向余量,u,、,Z,方向余量,w,，,A,B,是精加工轨迹。,（,G,为粗加工切入点,）,G71,外圆粗加工示意图,第三节 数控车床的简化编程指令,2,、,G72,端面粗加工循环指令,(,用法与,G71,相同,),格式：,G72 U(d)R(e);,G72 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F_ S_ T_;,说明,:,1)d,背吃刀量；,2)e,退刀量；,3)ns,精加工形状程序段中的开始程序段号；,4)nf,精加工形状程序段中的结束程序段号；,5)u,X,轴方向精加工余量；,6)w,Z,轴方向的精加工余量；,7)F,、,S,、,T,分别是进给量、主轴转速、刀具号地 址符。,第三节 数控车床的简化编程指令,第三节 数控车床的简化编程指令,G72,端面粗加工示意图,3,、,G70,精加工循环指令,格式：,G70 P(ns)Q(nf);,说明,:,1)ns,精加工形状程序段中的开始程序段号；,2)nf,精加工形状程序段中的结束程序段号；,3)G70,指令在粗加工完后使用。,第三节 数控车床的简化编程指令,G70,、,G71,指令运用示例,毛坯：,130200,第三节 数控车床的简化编程指令,编写加工程序,0100,N10 G50 X150.0 Z100.0;,(,起刀点,),N20 M03 S1200,；,(,主轴正转,1200,转,),N30 G00 X130.0 Z10.0;,(,快移到切入点,),N30 G71 U5.0 R1.0;,(,粗加工循环,),N40 G71 P50 Q120 U0.2 W0.2 F0.3;,N50 G00 X50.0 Z10;,(,精加工开始段,),N60 G01Z,45.0 F0.1,；,(,加工,50,圆柱面,),N70 X70.0,Z,65.0;,(,加工圆锥面,),N110 X120 Z-180;,N120G00X125;,(,精加工结束段,),N130 G70 P50 Q120;,(,精加工循环,),第三节 数控车床的简化编程指令,4,、,G73,封闭切削循环指令,格式：,G73 U(i)W(k)R(d),G73 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F_ S_ T_;,说明,:,i,X,方向退刀量；,k,Z,方向退刀量；,d,粗切次数；,ns,精加工形状程序段中的开始程序段号；,nf,精加工形状程序段中的结束程序段号；,u,X,轴方向精加工余量；,w,Z,轴方向的精加工余量；,第三节 数控车床的简化编程指令,