B2097《模具零件数控加工》教学课件

2013.2.8机电系制造教学中心B2097模具零件数控加工MouldpartsforCNC教学课件Teachingcourseware目录CONTENTS情境一模具零件数控车削加工情境二模具零件数控铣削加工数控铣削加工操作技能集中实训课程性质与要求一二三四情境三模具零件自动编程加工五•1、教学内容模具零件数控车削加工、模具零件数控铣削加工、模具零件自动编程加工。•2、课程目标（专业能力）熟悉数控加工工艺编制流程，能根据典型模具零件图样要求合理选用数控机床、选用及使用零件数控切削加工所需的刀具、夹具并进行数控加工工艺编制及实施；根据零件的数控加工工艺，按照数控切削的编程方法、步骤使用相关编程指令编写零件的加工程序；利用软件仿真加工进行程序的调试，对仿真加工过程及结果进行必要分析以进一步优化程序；能操作数控机床加工出合格零件；能进行客观准确的评价、完成技术总结及技术资料的保存。课程性质与要求一•3、课程考核与评价方式本课程为考试课目，以过程考核为主、期末总结考试为辅，其总成绩=过程考核（70%）+期末总结考试（30%）。其中过程考核为：零件图样识图正确性、数控加工工艺制定合理性（20%）+程序制定正确性（20%）+数控技术文件的完备性（10%）+零件加工精度（30%）+职业素养评价（20%），期末总结考试为理论笔试。•4、教学场所本课程在理实一体化教室（S113、S108）进行教学，采用边讲边练的教学方法。•5、课程总课时176学时，分两学期实施。其中模具零件数控车削加工36学时、模具零件数控铣削加工60+48学时、模具零件自动编程加工32学时。•6、其它教学要求课程性质与要求一•本学习情景以典型模具零件数控车削加工为载体，遵循认知规律，设计由简单到综合的不同工作任务，要求完成不同工作任务的数控工艺设计、数控程序编制及实施加工以获得合格零件。•具体分三个项目任务：1)轴类零件车削加工；2)套类零件车削加工；3)综合件车削加工，要求对工作过程做好必要的记录完成总结报告。情境一模具零件数控车削加工二完成本学习任务后，你应当能够：•1、了解程序编制的工作步骤及每一步骤的主要工作内容和应遵循的工作原则；•2、了解数控车床的基本构成、分类、加工工艺范围及特点；•3、熟练选择使用轴类加工所需数控车床夹具、量具及刀具；•4、熟练进行数控车床工件加工坐标系的建立，掌握FANUC数控车系统编程格式要求；•5、掌握数控车床G指令（重点是G00、G01、G02、G03等指令）、M指令及F、S、T指令的书写格式及参数设定，并在编程时能正确运用；•6、熟练运用数控车床的固定循环指令（重点是G71、G70、G76等指令）以简化编程；•7、掌握轴类零件加工编程方法；任务一轴类零件数控车削加工2.1任务能力要求•8、掌握仿真软件应用；•9、正确进行数控加工技术文件的制定；•10、完成零件加工质量的过程监控及评估。任务一轴类零件数控车削加工2.1任务能力要求任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•1、数控机床、数控程序的概念数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动的对被加工工件进行加工。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为数控程序，它是机床数控系统的应用软件。编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序语言规则和格式也不尽相同。在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•2、程序编制的工作步骤及每一步骤的主要工作内容和应遵循的工作原则任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•2）数学处理对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。★•1）分析零件图样和制定工艺方案•3）编写零件加工程序•4）程序检验在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。★程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。★一般在正式加工之前，要对程序进行检验。①机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序；②在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查；③试切来检验程序。当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。★•3、程序的编制方法及不同编制方法的区别手工编制程序和自动编制程序。手工编制程序：手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作，一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。自动编制程序：除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成，用于复杂零件的编程。根据输入方式的不同，可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•4、程序格式要求任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯字符★程序段字符★程序用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。数控系统只能接受二进制信息，所以必须把字符转换成8位信息组合成的字节，用“0”和“1”组合的代码来表达。国际上广泛采用ISO、EIA标准代码。说明★字一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元进行存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。说明程序段是可作为一个单位来处理的、连续的字组，是数控加工程序中的一条语句。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。说明现在一般使用字地址可变程序段格式，每个字长不固定，各个程序段中的长度和功能字的个数都是可变的。地址可变程序段格式中，在上一程序段中写明的、本程序段里又不变化的那些字仍然有效，可以不再重写。这种功能字称之为续效字。注意数据★%O1000N10G00G54X50Y30M03S3000N20G01X88.1Y30.2F500T02M08N30X90……N300M30%★程序开始符任务一轴类零件数控车削加工2.1★程序名★程序结束符★程序主体2.1.1课程引入及资讯刀具功能字的地址符是T，后续跟上2或4位正整数，用于指定加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。说明主轴转速功能字的地址符是S，后续跟上1～4位正整数，用于指定主轴转速。单位为r/min。对于具有恒线速度功能的数控车床，程序中的S指令用来指定车削加工的线速度数。说明进给功能字的地址符是F，后续跟上1～3位正整数，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。说明尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。其中，第一组X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组A，B，C，D，E用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组I，J，K用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。FANUC数控系统可以用准备功能字G21/G22来选择坐标尺寸的制式（G21米制单位，G22英制单位），采用米制时，单位为mm，如X100指令的坐标单位为100mm。说明准备功能字是用于建立机床或数控系统工作方式的一种指令。由字母G和后续数字组成G是地址符，后续数字一般为1～3位正整数。说明顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号字由字母N和后续数字组成，N是地址符，后续数字一般为1～4位的正整数。数控加工中的顺序号字实际上是程序段的名称，与程序执行的先后次序无关。数控系统不是按顺序号的次序来执行程序，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。顺序号字的作用：对程序进行检索以完成校对和修改；作为条件转向的目标。使用时顺序号字位于程序段之首，将第一程序段冠以N10,以后以间隔10递增的方法设置顺序号，这样，在调试程序时，如果需要在N10和N20之间插入程序段时，就可以使用N11、N12等。说明•5、功能字的种类及各功能字的功能任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•1）顺序号字NXXXX•2）准备功能字GXXX•3）尺寸字•4）进给功能字FXXX•5）主轴转速功能字SXXXX•6）刀具功能字TXX或TXXXX•7）辅助功能字MXXX辅助功能字的地址符是M，后续数字一般为1～3位正整数，用于指定数控机床辅助装置的开关动作。说明•辅助功能字及其功能任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯M00程序无条件暂停M01程序有条件暂停M02程序结束M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停转M06换刀（数控加工中心）M08打开冷却液M09冷却液关闭M30程序停止并返回程序起始处M98子程序调用M99子程序返回•6、数控车床机床坐标系的建立原则坐标系的必要性：在数控编程时，为了描述机床的运动，简化程序编制的方法及保证纪录数据的互换性。刀具运动、工件静止的原则、右手笛卡尔直角坐标系、右手螺旋定则、增大工件与刀具距离的方向为正方向。•1）Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。•2）X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内，刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。•3）在数控车床上，机床原点一般取在卡盘右端面回转中心处或X、Z坐标的正方向极限位置上。任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•注：数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点必须首先执行回参考点的操作，只有确认了参考点，并通过系统中存储的参考点与机床原点的偏置值计算后才能确定机床原点。而只有机床原点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•7、编程坐标系原点设置及坐标系的建立是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。供编程使用，在确定编程原点时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置，是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的。只需注意各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。数控车床上，编程原点一般取在工件右端面回转中心处。任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•8、建立加工坐标系建立加工坐标系的目的：通过加工坐标系的建立将机床坐标系原点进行偏移至与编程坐标系原点重合起来。建立方法：1）通过刀具起始点（车刀尖）与工件的编程原点的相对位置来设定加工坐标系；2）在机床坐标系中通过对刀来设定加工原点，根据刀具在机床坐标系中的坐标数值及与工件编程原点的偏差数值进行运算，并将运算后的数值存入系统相应位置，在程序中用G54～G59调用偏移量数值实现机床坐标系原点的偏移。任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•9、数控车削加工坐标系常用G指令•1）G53--选择机床坐标系编程格式：G53X～Z～；G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值，其尺寸均为负值（机床原点为X、Z正向极限处时）。例：G53X-100Z-20任务一轴类零件数控车削加工2.12.1.1课程引入及资讯•2）通过刀尖设置加工坐标系编程格式：G50（G92）X～Z