数控工艺与加工编程-02数控加工程序编制的基本知识3

第二章数控加工程序编制的基本知识三、进给量指令(F功能)指令格式F_指令功能F表示进給地址符。指令说明F表示主轴每转进给量，单位为mm/r；也可以表示进给速度，单位为mm/min。其量纲通过G指令设定。有两种使用方法：⑴、每转进给量：G94F_例：G99F0.2表示进给量为0.2mm/r⑵、每分钟进给量：G95F_例：G98F100表示进给量为100mm/min注：G98可省略。第二章数控加工程序编制的基本知识四、主轴转速指令指令格式S_指令功能S表示主轴转速地址符，指令说明S表示主轴转速，单位为r/min；也可以表示切削速度，单位为m/min。其量纲通过G指令设定。使用方法如下：⑴、最高转速限制：G50S_例：G50S3000表示最高转速限制为3000r/min⑵恒线速控制：G96S_例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min⑶恒线速取消：G97S_例：G97S3000表示恒线速取消后主轴转速为3000r/min第二章数控加工程序编制的基本知识五、刀具号指令FANUC系统：指令格式T××××指令功能T表示刀具地址符，前两位数表示刀具号，后两位数表示刀具补偿号。通过刀具补偿号调用刀具数据库内刀具补偿参数。例：T0303表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半经补偿值。SIEMENS系统：指令格式T××D××指令功能T表示刀具地址符，T后面两位数表示刀具号，D后面两位数表示刀具补偿号。通过刀具补偿号调用刀具数据库内刀具补偿参数。例：T03D01表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半经补偿值。第二章数控加工程序编制的基本知识2.3数控机床的加工工艺分析一、工件在数控机床上的装夹在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：（1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一；（2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案；（4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。二、对刀点和换刀点的确定对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置，对刀点往往就选择在零件的加工原点。对刀点的选择原则如下：第二章数控加工程序编制的基本知识（1）所选的对刀点应使程序编制简单；（2）选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置；（3）加工时检验方便、可靠的位置；（4）引起的加工误差小。例如，加工右图所示零件时，当按照图示路线来编制数控加工程序时，选择夹具定位元件圆柱销的中心线与定位平面A的交点作为加工的对刀点。显然，这里的对刀点也恰好是加工原点。第二章数控加工程序编制的基本知识在使用对刀点确定加工原点时，就需要进行“对刀”。所谓对刀是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作。每把刀具的半径与长度尺寸都是不同的，刀具装在机床上后，应在控制系统中设置刀具的基本位置。“刀位点”是指刀具的定位基准点。如下图所示，圆柱铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点是球头的球心点或球头顶点；车刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心；钻头的刀位点是钻头顶点。第二章数控加工程序编制的基本知识第二章数控加工程序编制的基本知识换刀点是为加工中心、数控车床等采用多刀进行加工的机床而设置的，因为这些机床在加工过程中要自动换刀。对于手动换刀的数控铣床，也应确定相应的换刀位置。为防止换刀时碰伤零件、刀具或夹具，换刀点常常设置在被加工零件的轮廓之外，并留有一定的安全量。三、加工路线的确定加工路线也叫走刀路线，是指刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点：1、寻求最短加工路线如加工下图所示零件上的孔系。中图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用右图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。第二章数控加工程序编制的基本知识第二章数控加工程序编制的基本知识2、最终轮廓一次走刀完成为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。如下图为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度。所以如采用中图的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。右图也是一种较好的走刀路线方式。第二章数控加工程序编制的基本知识3、选择切入切出方向考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，如右图所示。4、选择使工件在加工后变形小的路线对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。第二章数控加工程序编制的基本知识四、确定加工用量三大要素：被加工材料、切削刀具、切削用量。在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于半个工作班的工作时间。尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高加工效率。第二章数控加工程序编制的基本知识编程人员在确定切削用量时，要根据被加工工件材料、硬度、切削状态、背吃刀量、进给量，刀具耐用度，最后选择合适的切削速度。下表为车削加工时的选择切削条件的参考数据。第二章数控加工程序编制的基本知识五、选择切削刀具刀具选择总的原则是：既要求精度高、强度大、刚性好、耐用度高，又要求尺寸稳定，安装调整方便。金属切削刀具材料主要有五类：高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼(CBN)、聚晶金刚石。第二章数控加工程序编制的基本知识①选择刀具材料的一般原则是尽可能选用硬质合金刀具。②陶瓷刀具适用于加工铸铁、钢料、有色金属和非金属材料。③聚晶金刚石刀片一般用于加工有色金属和非金属材料。立方氮化硼刀片一般适用加工硬度＞450HBS的冷硬铸铁、钢料以及硬度≥350HBS的镍基合金、钴基合金和高钴粉末冶金零件。④数控加工应尽可能采用机夹刀片。⑤选用涂层刀具以提高耐磨性和耐用度。第二章数控加工程序编制的基本知识六、数控加工工艺文件编制数控加工工艺文件不仅是进行数控加工和产品验收的依据，也是操作者遵守和执行的规程，同时还为产品零件重复生产积累了必要的工艺资料，完成了技术储备。这些技术文件是对数控加工的具体说明，目的是让操作者更明确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具及其他技术问题。该文件包括了编程任务书、数控加工工序卡、数控刀具卡片、数控加工程序单等。以下提供了常用文件格式，文件格式可根据企业实际情况自行设计。第二章数控加工程序编制的基本知识1．数控加工编程任务书编程任务书阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求、工序说明和数控加工前应保证的加工余量，是编程员与工艺人员协调工作和编制数控程序的重要依据之一，见下表。产品零件图号任务书编号零件名称使用数控设备共页第页月日经手人编制审核编制审核批准数控编程任务书工艺处编程收到日期主要工序说明及技术要求：第二章数控加工程序编制的基本知识2．数控加工工序卡数控加工工序卡与普通加工工序卡很相似，所不同的是：工序简图中应注明编程原点与对刀点，要有编程说明及切削参数的选择等，它是操作人员进行数控加工的主要指导性工艺资料。如果工序加工内容比较简单，也可采用数控加工工艺卡片的形式。零件图号工步号加工面刀具号刀补量主轴转速进给速度背吃刀量备注编制审核批准第页年月日共页工步作业内容工艺序号夹具名称夹具编号使用设备车间工序简图：产品名称或代号零件名称单位：数控加工工序卡程序编号工序号工步号刀具号刀具规格主轴转速进给速度背吃刀量备注编制审核批准第页年月日共页工步作业内容程序编号夹具名称使用设备车间单位名称：零件图样产品名称或代号零件名称第二章数控加工程序编制的基本知识3．数控刀具卡片数控加工刀具卡主要反映刀具名称、编号、规格、长度等内容。它是组装刀具、调整刀具的依据。详见下表。序号刀具号数量备注批准第页编制审核共页加工表面产品名称及代号刀具规格名称零件名称零件图号第二章数控加工程序编制的基本知识4．数控加工程序单数控加工程序单是编程员根据工艺分析情况，按照机床特点的指令代码编制的。它是记录数控加工工艺过程、工艺参数的清单，有助于操作员正确理解加工程序内容。格式见表4-13。N日期零件号零件名称指令备注程序号编制审核日期第二章数控加工程序编制的基本知识2.4数控加工程序编制的数值计算根据零件图样，按照已经确定的加工路线和允许的程序编制误差，计算数控系统所需的输入数据，称为数控加工的数值计算。第二章数控加工程序编制的基本知识A（18，0）E（50，-40）I（80，-107）F（60，-55）G（60，-70）H（80，-85）D（50，-26）C（20，-12）B（20，-1）