数控加工程序编制_数控车_3锥面轴的程序编制

数控加工程序编制--车削编程(FANUC0i)任务三：锥面轴的程序编制工作任务编制程序仿真加工生产类型：单件毛坯：φ45×85材料45钢学习目标最终目标：能够熟练的编写锥面轴类零件数控加工程序。促成目标：1．会零件图的工艺分析及加工方法的选择；2．会加工顺序及进给路线的确定；3.会切削用量的确定；4．会数控加工工序卡的编制5．会应用刀尖圆弧半径补偿指令G41/G42/G40、单一固定循环指令G90/G94编程指令；相关知识了解数控车削加工工艺路线制定的原则绘制走刀路线图了解车削圆锥的加工工艺路线单一固定循环指令G90\G94刀尖圆弧半径补偿指令G41\G42\G40数控车床上加工过程：两把刀对刀数控车削加工工艺路线制订1．先粗后精选择切入切出方向最终轮廓一次走刀完成内外交叉2．先近后远3．刀具集中数控车削的走刀路线的确定走刀路线是指数控机床在加工过程中，刀具从起刀点开始，直至加工结束返回终点的轨迹，包括切削加工的路径以及刀具切入、切出等空运行路线。走刀路线是编写程序的依据之一。因此在确定走刀路线时，最好画一张走刀路线图。用虚线表示快速进给，实线表示切削进给走刀路线图确定数控车削加工进给路线的主要原则：①首先按照拟定的工步顺序，确定零件各加工表面进给路线的顺序；②确定的进给路线应该能保证工件轮廓表面加工后的精度和表面粗糙度要求；③寻求最短的进给路线（包括空行程路线和进给加工路线），以便提高加工效率；④要选择工件在加工时变形小的路线，对横截面积小的细长零件或薄壁零件应该采用分几次走刀加工到最后尺寸，或者用对称地去除加工余量的方法来安排进给路线。确定进给加工路线的重点，主要在于确定粗加工切削过程与空行程的进给路线；精加工切削过程的进给路线，基本上都是沿着零件轮廓的顺序进行的。切削用量的确定切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量和进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本，通常选择较大的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本，通常选择较小的背吃刀量和进给量，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册并结合经验而定。工件材料加工方式背吃刀量/mm切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)刀具材料粗加工5～760～800.2～0.4粗加工2～380～1200.2～0.4精加工0.2～0.3120～1500.1～0.2车螺纹70～100导程YT类钻中心孔500～800r/min钻孔～300.1～0.2W18Cr4V碳素钢b600MPa切断(宽度5mm)70～1100.1～0.2YT类粗加工2～350～800.2～0.4精加工0.1～0.1560～1000.1～0.2合金钢b=1470MPa切断(宽度5mm)40～700.1～0.2YT类粗加工2～350～700.2～0.4精加工0.1～0.1570～1000.1～0.2铸铁200HBS以下切断(宽度5mm)50～700.1～0.2YG类粗加工2～3600～10000.2～0.4精加工0.2～0.3800～12000.1～0.2铝切断(宽度5mm)600～10000.1～0.2YG类粗加工2～4400～5000.2～0.4精加工0.1～0.15450～6000.1～0.2黄铜切断(宽度5mm)400～5000.1～0.2YG类数控车削用量推荐表主轴转速n(r/min)主要根据允许的切削速度c(m/min)选取。Dπv1000Cn式中：vc————切削速度D——工件直径(mm)。主轴转速n要根据计算值在机床说明书中选取标准值。普通精度轧制件用于轴类（零件的数控车削加工余量模锻毛坯用于轴类零件的数控车削加工余量车圆锥的加工路线分析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。按阶梯切削路线，两刀粗车，最后一刀精车；两刀粗车的终刀距S要作精确的计算，可有相似三角形得：D-d2L＝D-d2S-apD-d2L（＝D-d2S-ap）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b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。按图c的斜线加工路线，只需确定每次背吃刀量ap，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。外圆切削循环指令G90圆柱切削循环指令格式：G90X(U)__Z(W)__F__该循环主要用于轴类零件的外圆加工。X、Z为车削循环中车削进给路径的终点坐标，U、W是圆柱面切削终点相对于循环起点增量坐标。切入—→切削—→退刀—→返回快速移动进给移动进给移动快速移动使用循环切削指令，注意：刀具必须先定位至循环起点，再执行循环切削指令，完成一循环切削后，刀具回到此循环起点。循环切削指令为模态指令。圆锥切削循环指令格式：G90X(U)__Z(W)__R__F__该循环主要用于轴类零件的锥面加工。R的大小：为锥度部分大端与小端之半径差。R的正负：起始点坐标大于终点坐标时R为正，反之为负。端面车削固定循环指令G94G94指令用于盘套类零件的垂直端面或锥形端面的加工。直端面车削固定循环指令格式为：G94X(U)__Z(W)__F__锥端面车削固定循环指令格式为：G94X(U)__Z(W)__R__F__刀具的几何补偿和磨损补偿在编程时，一般以其中一把刀具为基准，并以该刀具的刀尖位置为依据来建立工件坐标系。这样，当其他刀位转至加工位置时，刀尖的位置相对于基准刀刀尖位置就会有偏差。由此，原来设定的工件坐标系对这些刀具就不适用了。另外，每把刀具在加工过程中都有不同程序的磨损。因此，应进行位置补偿。按基准刀尖编程基准车刀当前车刀刀架转位几何补偿磨损补偿ZjXjXmZmZ1X2X1Z2按刀架中心编程刀具的补偿功能由T代码实现。刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想刀具或基准刀具的偏移的；刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与原始尺寸的误差的。补偿数据通常是通过对刀后采集到的，而且必须将这些数据准确地储存到刀具数据库中，然后通过程序中的刀补代码来提取并执行。刀补指令用T代码表示。常用T代码格式为：Txxxx，即T后可跟4位数，其中前2位表示刀具号，后2位表示刀具补偿号。刀具补偿号实际上是刀具补偿寄器的地址号，该寄存中存放有刀具的X轴偏置和Z轴偏置量。刀具补偿号为00时，表示取消补偿。若设定刀具几何补偿和磨损补偿同时有效时，刀补量是两者的矢量和。若使用基准刀具，则其几何补偿位置补偿为零，刀补只有磨损补偿。在图示按基准刀尖编程的情况下，若还没有磨损补偿时，则只有几何位置补偿，X=Xj、Z=Zj；批量加工过程中出现刀具磨损后，则：X=Xj+Xm、Z=Zj+Zm；数控系统对刀具的补偿或取消刀补都是通过拖板的移动来实现的。对带自动换刀的车床而言，执行T指令时，将先让刀架转位，按前2位数字指定的刀具号选择好刀具后，再按后2位数字对应的刀补地址中刀具位置补偿值的大小来调整刀架拖板位置，实施刀具几何位置补偿和磨损补偿。尖角车刀加工时的情况采用尖角车刀对加工及编程都很方便刀头越尖就越容易磨损当刀具太尖而进给速度又较大时，可明显地感觉出一般的轮廓车削将产生车螺纹的效果，即使减小进给速度，也会影响到加工表面的粗糙度。将车刀刀尖磨成圆弧过渡刃车刀车内、外圆和端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状转角处的尖角肯定是无法车出的在切削锥面或圆弧面时，会造成过切或少切有必要对此采用刀尖半径补偿来消除误差。车锥面、圆弧用刃刀尖圆弧半径补偿有刀尖存在时，对刀尖按轮廓线编程加工，即可以得到理想轮廓，不需要考虑刀补；用圆弧头车刀时：以偏移理想轮廓一个刀具半径的轨迹线编程加工后，可保证切削得到理想轮廓线。也可以按照轮廓轨迹编程，再在程序中适当位置加上刀补代码，让机床自动进行刀补。刀尖圆弧自动补偿利用机床自动进行刀尖半径补偿时，需要使用G40、G41、G42指令。当系统执行到含T代码的程序指令时，仅仅是从中取得了刀具补偿的寄存器地址号(其中包括刀具几何位置补偿和刀具半径大小)，此时并不会开始实施刀尖半径补偿。只有在程序中遇到G41、G42、G40指令时，才开始从刀库中提取数据并实施相应的刀径补偿。G41——刀尖半径左补偿。沿着进给方向看，刀尖位置应在编程轨迹的左边。G42——刀尖半径右补偿。沿着进给方向看，刀尖位置应在编程轨迹的右边。G40——取消刀尖半径补偿。刀尖运动轨迹与编程轨迹一致。G42G41G41G42刀位点刀位点即是指编制数控加工程序时用以确定刀具位置的基准点。按照试切对刀的情况看，对刀所获得的坐标数据就是刀尖的坐标，采用对刀仪，也基本上是按刀尖对刀的。对于圆弧头车刀：刀尖是不存在的，是一个假想的刀尖点也可通过测出刀尖圆弧半径值来推测出刀尖圆弧中心点编程时，通常就是用这样两个参照点来作为刀位点的，刀尖半径补偿也就是围绕这两种情况进行的。假想刀尖车锥面、圆弧用刃当采用假想刀尖点编程补偿方式时，系统内部只对锥面及圆弧面计算刀补，而对车端面与车外圆则不进行刀补。当采用刀尖圆弧中心点编程刀补方式时，则无论什么样的轮廓线都需要进行刀补运算。对有刀补功能的车床来说，无论用哪种补偿方式，我们都只需要按零件最终得到的轮廓线进行编程，至于怎么具体地实施刀补，则是数控系统内部要做的事情。对于没有刀补功能的车床来说，考虑如何刀补则是编程者必须要考虑的问题，只有正确的刀补编程才能得到准确的轮廓轨迹。假想刀尖方位是指假想刀尖与刀尖圆弧中心的相对位置关系，用0～9共10个号码来表示。如果以刀尖圆弧中心作为刀位点，则应选用0或9作为刀尖方位号；其他号都是以假想刀尖作为刀位点的。假想刀尖号G41G01G42G00刀尖圆弧半径自动补偿功能使用………；刀尖圆弧半径自动补偿功能的建立G40G01G00………；或单独将G40作一程序行书写刀尖圆弧半径自动补偿功能的取消执行过刀尖半径补偿G41或G42的指令后刀补将持续对每一编程轨迹有效；刀补的加载和卸载终点编程轨迹编程轨迹补偿取消刀补卸载G40G42状态刀补加载补偿引入编程轨迹起点编程轨迹G40状态G42G42编程轨迹(1)在精车轮廓的前一程序段建立刀具半径补偿，在切削完成轮廓的后一个程序段，用指令G40取消补偿(2)刀径补偿的建立和取消不应在G02、G03圆弧轨迹程序行上实施。(3)必须在刀具补偿参数设定页面的相应刀具补偿号半径处填入刀尖圆弧半径；假想刀尖方向处，填入该把刀具的假想刀尖号码；编制程序时的刀具补偿号不能为00。注意事项（4）刀径补偿建立和取消时，刀具位置的变化是一个渐变的过程。（5）建立刀具半径补偿后，在Z轴的切削移动量必须大于其刀尖半径，在X方向的切削移动量必须大于2倍刀尖半径值。（6）当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42互相转化。计划进行零件工艺分析→制定工艺→编制零件数控加工程序→仿真加工（1）机床的选择：选用FANUC0i-TC数控系统数控车床。（2）毛坯的的选择：棒料φ45×85。（3）夹具的选择：三爪卡盘。（4）刀具的选择：外圆车刀，切断刀。（5）利用G90/G94/G42/G40编制程序（6）采用试切法对刀完成坐标系设置操作及刀具补偿参数的设置，进行仿真加工。实施2填写数控加工工序卡5填写数控加工程序单3绘制数控加工走刀路线图1工艺分析6仿真加工7填写记录单4计算基点坐标1)分析加工图纸。2)确定装夹方案3)分析走刀路线及工步顺序。4)选择刀具。5)确定切削用量。6)制定加工工艺。尺寸精度形状精度位置精度结构分析精度分析表面粗糙度材料分析工艺分析生产类型：单件毛坯：φ45×85材料45钢数控加工工序卡序号工艺内容刀