模块1(任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工).

数控机床编程与加工•模块1数控车床编程及加工•任务1台阶轴类零件的数控编程及加工任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工图1-􀰊1阶梯轴类零件a)零件图b)立体图二、任务分析一、任务引入任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工三、相关知识介绍(一)数控车削工艺1.数控车削的主要加工对象2.零件图工艺分析3.数控车削加工工艺过程的拟订4.夹具选择5.加工顺序的确定6.数控车削加工工进给路线的确定任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工6.数控车削加工工进给路线的确定a)错误的切削路线b)正确的切削路线任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工图1-􀰊6双向进刀的走刀路线任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工图1-􀰊7分层切削时刀具的终止位置任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工走刀路线示例a)沿工件轮廓的走刀路线b)三角形走刀路线c)矩形走刀路线任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工三、相关知识介绍(二)数控编程基础1.数控编程的内容与步骤任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工2.数控编程的方法3.数控编程程序的格式4.数控机床的坐标系。右手直角笛卡儿坐标系(1)机床各坐标轴及其正方向的确定原则1)Z轴。平行于主轴，刀具离开工件的方向为正。任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工2)X轴。工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。3)Y轴。在Z、X坐标确定后，用右手直角坐标系来确定。数控机床坐标系a)数控车床b)数控铣床任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工(2)附加坐标系为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标系。1)指定平行于X、Y、Z的坐标轴。2)指定不平行于X、Y、Z的坐标轴。多轴数控机床坐标系a)卧式镗铣床b)六轴加工中心任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工5.机床原点与机床参考点(1)机床原点机床原点又称为机械原点，是机床坐标系的原点。数控车床将其定义在主轴旋转轴线与卡盘后端面的交点上。数控车床的机床原点任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工(2)机床参考点机床参考点是机床上的一个固定点用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测量系统进行标定和控制，其位置由机械挡块或行程开关来确定。是刀架相对于机床原点沿X、Z轴正向退至极限的一个固定点.数控车床的参考点与机床原点任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工数控铣床的机床原点任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工图1-􀰊18工件原点设置a)数控车床b)数控铣床编程时要首先设定如图所示的工件坐标系，其上的工件原点又称为程序原点。工件原点要尽量选择在工件图样的设计基准上，同时要便于编程计算。任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工三、相关知识介绍1．数控车床的编程特点2．数控系统的功能(三)数控车床的基本编程指令准备功能G代码该代码的主要作用是指定数控机床的运行方式，为数控系统的插补运算做好准备。辅助功能M代码这种指令主要用于数控机床加工操作时的工艺指令任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工3.工件坐标系的设定(1)工件坐标系的建立G50指令•格式：G50X___Z___•说明：1)在执行此指令之前必须先进行对刀，通过调整机床，将刀尖放在程序所要求的起刀点位置上。2)此指令并不会产生机械移动，只是让系统内部用新的坐标值取代旧的坐标值，从而建立新的坐标系。数控机床的坐标系其指令格式为：G50X__Z__；其中X、Z分别表示刀尖的起始点P0距工件原点在X向和Z向的坐标值。另一种是以G54～G59的方式，用G54为例说明设定工件坐标系指令格式：G54X_Z_；其中X、Z分别表示工件原点在机床坐标系中的坐标值。任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工1.G00——快速定位格式：G00X（U）___Z（W）___说明：（1）此指令是使刀具以系统预先设定的速度快速移动定位所指定的位置。（2）不运动的坐标可以省略。（3）X、Z表示目标点的绝对坐标值，U、W表示目标点的相对前一点的增量坐标。注意：刀具移动轨迹是几条线段的组合，不是一条直线。故在各坐标方向上有可能不是同时到达终点。例如，在FANUC系统中，运动总是先沿45°角的直线移动，最后再在某一轴单向移动至目标点位置任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工2.G01——直线插补指令用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动。格式：G01X（U）___Z（W）___F___说明：（1）采用绝对尺寸编程时，刀具以F指令指进给速度进行插补，运行至坐标值为X、Z的某轨迹点上；（2）采用相对尺寸编程时，刀具运行到距当前点（起始点）的距离为U、W的某轨迹点上；F指令为续效指令，在没有新的F指令前一直有效，并且不必在每个程序段中都写入F指令。直线插补指令例：实现右图所示从A点到B点的直线插补运动,其程序段为：绝对方式编程G90G01X10Y10F100增量方式编程G91G01X-10Y-20F100基本编程指令任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工直线插补运动例：实现图中从P0点到P1点的运动,其程序段为：N10G00X50Z2；（P0→P1）N20G01Z-40F0.3；（刀尖从P1点按F速度进给到P2点）N30X80Z-60；（P2→P3）以F速度进给N40G00X200Z100；（P3→P0）快速返回基本编程指令3．圆弧插补指令(G02、G03)该指令命令刀具在XZ坐标平面内，按指定的F进给速度进行圆插补运动，切削出圆弧轮廓。程序格式：XY平面圆弧插补指令程序格式：G17G02X～Y～I～J～(R～)F～或G17G03X～Y～I～J～(R～)F～其中：X、Y的值是指圆弧插补的终点坐标值；I、J是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与G90,G91无关；R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角≤180o时，R值为正，当圆弧的圆心角＞1800时，R值为负。基本编程指令圆弧插补指令的应用举例：在右图中，当圆弧A的起点为P1，终点为P2，圆弧插补程序段为:G02X321.65Y280I40J140F50或：G02X321.65Y280R-145.6F50当圆弧A的起点为P2，终点为P1时，圆弧插补程序段为:G03X160Y60I-121.65J-80F50或：G03X160Y60R-145.6F50基本编程指令⑴恒线速控制编程格式G96S～S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min。对图3.17中所示的零件，为保持A、B、C各点的线速度在150m/min，则各点在加工时的主轴转速分别为：A：n=1000×150÷(π×40)=1193r/minB：n=1000×150÷(π×60)=795r/minC：n=1000×150÷(π×70)=682r/min在数控车削加工中，当需要保证车削后工件的表面粗糙度一致时，可以用G96指令设置恒线速控制。4．主轴速度控制指令(G96、G97、G50)基本编程指令⑵恒线速取消编程格式G97S～其中S后面的数字表示主轴转速，单位为r∕min，即主轴按S指令的速度运转。例：G97S3000表示恒线速控制取消后主轴转速3000r/min。最高转速限制编程格式G50S～S后面的数字表示的是最高转速：r/min。例：G50S3000表示最高转速限制为3000r/min。为防止主轴转速过高而发生危险，有时在设置恒线速控制前，必须用G50指令限定允许的主轴最高转速基本编程指令图所示的工件，用T01刀具车削端面及外圆时设置恒线速控制200m∕min，并限定主轴最高转速为2500r∕min；用T02刀具钻中心孔及用T04刀具钻Ф10孔时取消恒线速控制，并设置主轴转速为1200r∕min。恒线速控制指令的应用基本编程指令5．暂停指令(G04)该指令可以使刀具作暂短的无进给光整加工。一般用于车削环槽在槽底暂停；钻不通孔在孔底暂停；镗平面等。指令格式：G04X_；或G04P_；其中：X、P为暂停时间；（1）使用X时，必须用小数点编程，其单位为s；（2）使用P时，不用小数点编程，其单位为ms。基本编程指令6.自动返回参考点指令(G27、G28、G30)(1)G28指令可使被指令的轴经过中间点以快速运动的方式自动返回参考点,又称作返回第一参考点。指令格式：G28X(U)_Z(W)_；其中X、Z为中间点的绝对坐标，U、W中间点的相对坐标。(2)G27为返回参考点检测指令，该指令用于检查X轴与Z轴是否正确返回参考点。指令格式：G27X(U)_Z(W)_；其中X、Z为参考点在工件坐标系中的坐标值。基本编程指令(3)G30指令可使被指令的轴经过中间点以快速运动的方式自动返回第二参考点。第二参考点的位置可以由系统的参数设置功能设定。指令格式：G30X(U)_Z(W)_；其中X(U)、Z(W)的含义与G28指令相同。在执行G27、G28、G30指令之前，注意应先取消各刀具的刀补。G28和G30指令是在加工程序中需要返回参考点进行自动换刀时使用的指令。数控系统的功能介绍对于具有不同数控系统的数控车床，功能代码的形式有所不同，但编程的基本方法及原理是相同的，编程时要注意参照具体机床的编程手册或说明书。1．准备功能(G功能)准备功能由地址G和两位数字组成，又称为G功能。G代码分为模态G代码和非模态G代码两种类型。G代码组别功能G代码组别功能◢G0001快速定位G5614第三工件坐标系设置G01直线插补G57第四工件坐标系设置G02顺时针圆弧插补G58第五工件坐标系设置G03逆时针圆弧插补G59第六工件坐标系设置G0400暂停G6500宏程序调用◢G10数据设定G6612宏程序模态调用G11数据设定取消◢G67宏程序模态调用取消G1716XY平面选择G7000精车循环G18ZX平面选择（缺省状态)G71外圆/内孔粗车循环G19YZ平面选择G72端面粗车循环G2006英制(in)G73固定形状粗车循环G21米制（mm）G76螺纹切削多次循环◢G2209行程检查功能打开◢G8010钻孔固定循环取消G23行程检查功能关闭G83端面钻孔循环◢G2508主轴速度波动检查关闭G84端面攻螺纹循环G26主轴速度波动检查打开G86端面镗孔循环G2700返回参考点检查G87侧面钻孔循环G28返回参考点G88侧面攻螺纹循环G30返回第二参考点G89侧面镗孔循环G3201螺纹切削G9001外径/内径车削循环◢G4007取消刀尖半径补偿G92螺纹切削循环G41刀尖半径左补偿G94端面车削循环G42刀尖半径右补偿G9602恒线速控制设置G5000设定工件坐标系，设定主轴最高转速◢G97恒线速控制设置取消◢G5414第一工件坐标系设置G9805每分钟进给G55第二工件坐标系设置◢G99每转进给准备功能G代码辅助功能由地址M和两位数字组成，又称为M功能。M代码功能M代码功能00程序停止41高速齿轮01计划停止46自动门打开02程序结束47自动门关闭03主轴顺时针转/旋转刀具顺时针转48有螺纹倒角（螺纹加工）04主轴逆时针转/旋转刀具逆时针转49无螺纹倒角（螺纹加工）05主轴停止/旋转刀具停止52主轴(C轴)锁紧（用于车削中心）08冷却液开53主轴(C轴)松开（用于车削中心）09冷却液关*54C轴离合器合上（用于车削中心）10液压卡盘夹紧*55C轴离合器打开（用于车削中心）11液压卡盘松开82尾座体进给30程序结束并返回83尾座体后退32尾座顶尖进给*98调用子程序33尾座顶尖后退*99子程序结束40低速齿轮辅助功能M代码2．辅助功能(M功能)3、S、F、T功能主轴功能指令(S)主轴功能指令是设定主轴转速或速度的指令，用字母S和其后面的数字表示。例如：使用机夹硬质合金刀片的车刀粗车45钢(毛坯为棒料)，被加工工件的直径为50mm，单边背吃刀量为3mm，按表2-7推荐的切削速度参考值，选取vc=120m∕min计算出主轴转速约为764(r∕mim)，取整数760(r∕mim)。编程时用主轴功能指令设定主轴转速：S760。进给功能指令(F)进给功能指令是设定进给速度的指令，用字母F和其后面的数字表示。在数控车削中有两种指令进给速度的模式，如图a所示为每转进给模式，即用mm∕r作为进给速度的单位，其设置方法为：G9