数控车床加工工艺分析与程序设计为单位

西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-0-西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-1-第一章数控车床对刀的方法与过程1.1直接用刀具试切对刀.1.1.1直接用刀具试切对刀1.用外园车刀先试车一外园，记住当前X坐标，测量外园直径后，用X坐标减外园直径，所的值输入offset界面的几何形状X值里。、2.用外园车刀先试车一外园端面，记住当前Z坐标，输入offset界面的几何形状Z值里。1.1.2用G50设置工件零点1.用外园车刀先试车一外园，测量外园直径后，把刀沿Z轴正方向退点，切端面到中心（X轴坐标减去直径值）。2.选择MDI方式，输入G50X0Z0，启动START键，把当前点设为零点。3.选择MDI方式，输入G0X150Z150，使刀具离开工件进刀加工。4.这时程序开头：G50X150Z150…….。5.注意：用G50X150Z150，你起点和终点必须一致即X150Z150，这样才能保证重复加工不乱刀。6.如用第二参考点G30，即能保证重复加工不乱刀，这时程序开头G30U0W0G50X150Z150西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-2-7.在FANUC系统里，第二参考点的位置在参数里设置，在Yhcnc软件里，按鼠标右键出现对话框，按鼠标左键确认即可。1.1.3用工件移设置工件零点1.在FANUC0-TD系统的Offset里，有一工件移界面，可输入零点偏移值。2.用外园车刀先试切工件端面，这时Z坐标的位置如：Z200，直接输入到偏移值里。3.选择“Ref”回参考点方式，按X、Z轴回参考点，这时工件零点坐标系即建立。4.注意：这个零点一直保持，只有从新设置偏移值Z0，才清除。1.1.4用G54-G59设置工件零点1.用外园车刀先试车一外园，测量外园直径后，把刀沿Z轴正方向退点，切端面到中心。2.把当前的X和Z轴坐标直接输入到G54----G59里,程序直接调用如:G54X50Z50……。3.注意:可用G53指令清除G54-----G59工件坐标系。FANUC系统确定工件坐标系有三种方法。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-3-第一种是：通过对刀将刀偏值写入参数从而获得工件坐标系。这种方法操作简单，可靠性好，他通过刀偏与机械坐标系紧密的联系在一起，只要不断电、不改变刀偏值，工件坐标系就会存在且不会变，即使断电，重启后回参考点，工件坐标系还在原来的位置。第二种是：用G50设定坐标系，对刀后将刀移动到G50设定的位置才能加工。对到时先对基准刀，其他刀的刀偏都是相对于基准刀的。第三种方法是MDI参数，运用G54~G59可以设定六个坐标系，这种坐标系是相对于参考点不变的，与刀具无关。这种方法适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。7.在FANUC系统里，第二参考点的位置在参数里设置，在Yhcnc软件里，按鼠标右键出现车床分有对刀器和没有对刀器,但是对刀原理都一样,先说没有对刀器的吧.为(0，0)，这样势必造成基准的不统一，所以每次开机的第一步操作为参考点回归(有的称为回零点)，也就是通过确定(X，Z)来确定原点(0，0)。为了计算和编程方便，我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机械坐标系是机床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。这通常在接下来的对刀过程中完成车床本身有个机械原点,你对刀时一般要试切的啊,比如车外径一刀后Z向退出,测量车件的外径是多少,然后在G画面里找到你所用刀号把光标移到X输入X...按测量机床就知道这个刀位上的刀尖位置了,内径一样,Z向就简单了,把每把刀都在Z向碰一个地方然后测量Z0就可以了.这样所有刀都有了记录,确定加工零点在工件移里面(offshift),可以任意一把刀决定工件原点.这样对刀要记住对刀前要先读刀.有个比较方便的方法,就是用夹头对刀,我们知道夹头外径,刀具去碰了输入外径西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-4-就可以,对内径时可以拿一量块用手压在夹头上对,同样输入夹头外径就可以了.如果有对刀器就方便多了,对刀器就相当于一个固定的对刀试切工件,刀具碰了就记录进去位置了.所以如果是多种类小批量加工最好买带对刀器的.节约时间.1.2对刀仪自动对刀现在很多车床上都装备了对刀仪，使用对刀仪对刀可免去测量时产生的误差，大大提高对刀精度。由于使用对刀仪可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值，并将其存入系统中，在加工另外的零件的时候就只需要对标准刀，这样就大大节约了时间。需要注意的是使用对刀仪对刀一般都设有标准刀具，在对刀的时候先对标准刀。下面以采用FANUC0T系统的日本WASINOLJ-10MC车削中心为例介绍对刀仪工作原理及使用方法。对刀仪工作原理如图3所示。刀尖随刀架向已设定好位置的对刀仪位置检测点移动并与之接触，直到内部电路接通发出电信号(通常我们可以听到嘀嘀声并且有指示灯显示)。在2#刀尖接触到a点时将刀具所在点的X坐标存入到图2所示G02的X中，将刀尖接触到b点时刀具所在点的Z坐标存入到G02的Z中。其他刀具的对刀按照相同的方法操作。事实上，在上一步的操作中只对好了X的零点以及该刀具相对于标准刀在X方向与Z方向的差值，在更换工件加工时再对Z零点即可。由于对刀仪在机械坐标系中的位置总是一定的，所以在更换工件后，只需要用标准刀对Z坐标原点就可以了。操作时提起Z轴功能测量按钮“Z-axisshiftmeasure”，CRT出现如图4所示的界面。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-5-图4对刀数值界面手动移动刀架的X、Z轴，使标准刀具接近工件Z向的右端面，试切工件端面，按下“POSITIONRECORDER”按钮，系统会自动记录刀具切削点在工件坐标系中Z向的位置，并将其他刀具与标准刀在Z方向的差值与这个值相加从而得到相应刀具的Z原点，其数值显示在WORKSHIFT工作画面上，如图5所示。Fanuc系统数控车床对刀及编程指令介绍Fanuc系统数控车床设置工件零点常用方法西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-6-第二章数控车床基本坐标关系及几种对刀方法比较2.1基本坐标关系一般来讲，通常使用的有两个坐标系：一个是机械坐标系；另外一个是工件坐标系，也叫做程序坐标系。两者之间的关系可用图1来表示。图1机械坐标系与工件坐标系的关系在机床的机械坐标系中设有一个固定的参考点(假设为(X，Z))。这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。因为每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定为(0，0)，这样势必造成基准的不统一，所以每次开机的第一步操作为参考点回归(有的称为回零点)，也就是通过确定(X，Z)来确定原点(0，0)。为了计算和编程方便，我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机械坐标系是机床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。这通常在接下来的对刀过程中完成。2.2对刀方法对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。仅仅知道对刀方法是不够的，还要知道数控系统的各种对刀设置方式，以及这些方式在加工程序中的调用方法，同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件（下面的论述是以FANUCOiMate数控系统为例）等。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-7-2.2.1为什么要对刀一般来说，零件的数控加工编程和上机床加工是分开进行的。数控编程员根据零件的设计图纸，选定一个方便编程的坐标系及其原点，我们称之为程序坐标系和程序原点。程序原点一般与零件的工艺基准或设计基准重合，因此又称作工件原点。数控车床通电后，须进行回零（参考点）操作，其目的是建立数控车床进行位置测量、控制、显示的统一基准，该点就是所谓的机床原点，它的位置由机床位置传感器决定。由于机床回零后，刀具（刀尖）的位置距离机床原点是固定不变的，因此，为便于对刀和加工，可将机床回零后刀尖的位置看作机床原点。在图1中，O是程序原点，O'是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。图1数控车削对刀原理编程员按程序坐标系中的坐标数据编制刀具（刀尖）的运行轨迹。由于刀尖的初始位置（机床原点）与程序原点存在X向偏移距离和Z向偏移距离，使得实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离，因此，须将该距离测量出来并设置进数控系统，使系统据此调整刀尖的运动轨迹。所谓对刀，其实质就是侧量程序原点与机床原点之间的偏移距离并设置程序原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-8-2.2.2试切对刀原理对刀的方法有很多种，按对刀的精度可分为粗略对刀和精确对刀；按是否采用对刀仪可分为手动对刀和自动对刀；按是否采用基准刀，又可分为绝对对刀和相对对刀等。但无论采用哪种对刀方式，都离不开试切对刀，试切对刀是最根本的对刀方法。图2数控车削试刀对刀以图2为例，试切对刀步骤如下：①在手动操作方式下，用所选刀具在加工余量范围内试切工件外圆，记下此时显示屏中的X坐标值，记为Xa。（注意：数控车床显示和编程的X坐标一般为直径值）。②将刀具沿＋Z方向退回到工件端面余量处一点（假定为α点）切削端面，记录此时显示屏中的Z坐标值，记为Za。③测量试切后的工件外圆直径，记为φ。如果程序原点O设在工件端面（一般必须是已经精加工完毕的端面）与回转中心的交点，则程序原点O在机床坐标系中的坐标为Xo＝Xa-φ(1）Zo＝Za注意：公式中的坐标值均为负值。将Xo、Zo设置进数控系统即完成对刀设置。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-9-2.2.3程序原点（工件原点）的设置方式在FANUC数控系统中，有以下几种设置程序原点的方式：①设置刀具偏移量补偿；②用G50设置刀具起点；③用G54~G59设置程序原点；④用“工件移”设置程序原点。程序原点设置是对刀不可缺少的组成部分。每种设置方法有不同的编程使用方式、不同的应用条件和不同的工作效率。各种设置方式可以组合使用。（1)设置刀具偏移量补偿车床的刀具补偿包括刀具的“磨损量”补偿参数和“形状”补偿参数，两者之和构成车刀偏移量补偿参数。试切对刀获得的偏移一般设置在“形状”补偿参数中。试切对刀并设置刀偏步骤如下：①用外圆车刀试车-外圆，沿＋Z轴退出并保持X坐标不变。②测量外圆直径，记为φ。③按“OFSETSET”（偏移设置）键→进入“形状”补偿参数设定界面→将光标移到与刀位号相对应的位置后，输人Xφ（注意：此处的φ代表直径值，而不是一符号，以下同），按“测量”键，系统自动按公式（1)计算出X方向刀具偏移量（如图3所示）。注意：也可在对应位置处直接输人经计算或从显示屏得到的数值，按“输人”键设置。④用外圆车刀试车工件端面，沿＋X轴退出并保持Z坐标不变。⑤按“OFSETSET”键→进人“形状”补偿参数设定界面→将光标移到与刀位号相对应的位置后，输人Zo，按“测量”键，系统自动按公式（1)计算出Z方向刀具偏移量。同样也可以自行“输入”偏移量。⑥设置的刀具偏移量在数控程序中用T代码调用。这种方式具有易懂、操作简单、编程与对刀可以完全分开进行等优点。同时，在各种组合设置方式中都会用到刀偏设置，因此在对刀中应用最为普遍。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文-10-(2）用G50设置刀具起点①用外圆车刀试车一段外圆，沿＋Z轴退至端面余量内的一点（假定为a点）。②测量外圆直径，记为φ。③选择“MDI”（手动指令输入）模式，输人GO1U一φF0.3，切端面到中心（程序原点）。④选择“MDI”模式，输人G50X0ZO,按“启动”按钮。把刀尖当前位置设为机床坐标系中的坐标（0,0），此时程序原点与机床原点重合。⑤选择“MDI”模式，输入GOX1502200，使刀尖移动到起刀点。该点为刀具离开工件、便于换刀的任意位置，此处假设为b点，坐标为（1.50、200)。⑥加工程序的开头必须是G50X1502200，即把刀尖所在位置设为机床坐标系的坐标(150,200)。此时刀尖的程序坐标（150，200)与刀尖