第四章车床数控程序编制11

第八章数控车床程序编制2019年8月16日2.4数控车床的程序编制数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。第八章数控车床程序编制2019年8月16日2.4数控车床的程序编制第一节数控车削加工工艺第二节数控车床加工的编程第八章数控车床程序编制2019年8月16日第一节数控车削加工工艺一、数控车削的基本特征与加工范围二、数控车床的种类及特征三、数控车削工件的装夹四、常用车刀的主要类型及刀具材料五、数控车削的对刀六、数控车削的工艺分析第八章数控车床程序编制2019年8月16日一、数控车削的基本特征与加工范围1）基本特征数控车削时，工件做回转运动，刀具做直线或曲线运动，刀尖相对工件运动的同时，切除一定的工件材料从而形成相应的工件表面。其中，工件的回转运动为切削主运动，刀具的直线或曲线运动为进给运动。两者共同组成切削成形运动。2）加工范围数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，其加工范围较普通车削广，不仅可以进行车削还可以铣削。第一节数控车削加工工艺第八章数控车床程序编制2019年8月16日3）典型加工类别车外圆车端面钻孔/铰孔切槽切断车内孔/镗孔车型面车螺纹车锥面第八章数控车床程序编制2019年8月16日三、数控车削工件的装夹常用装夹方式三爪自定心卡盘装夹心轴装夹卡盘和顶尖装夹专用夹具装夹三、数控车削工件的装夹第八章数控车床程序编制2019年8月16日薄壁零件的装夹薄壁零件容易变形，普通三爪卡盘受力点少，采用开缝套筒或扇形软卡爪，可使工件均匀受力，减小变形。也可以改变夹紧力的作用点，采用轴向夹紧的方式。三、数控车削工件的装夹第八章数控车床程序编制2019年8月16日四、常用车刀的主要类型及刀具材料外圆车刀、车槽、车断刀内圆车刀、镗刀螺纹车刀四、常用车刀的主要类型及刀具材料第八章数控车床程序编制2019年8月16日刀具材料：普通刀具材料超硬刀具材料四、常用车刀的主要类型及刀具材料第八章数控车床程序编制2019年8月16日五、数控车削的对刀五、数控车削的对刀对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点)来实现。对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。下面以Z向对刀为例说明对刀方法，见右图。刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再沿X向退刀，将右端面与加工原点距离N输入数控系统，即完成这把刀具Z向对刀过程。手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳出传统车床的“试切--测量--调整”的对刀模式，占用较多的在机床上时间。第八章数控车床程序编制2019年8月16日六、数控车削的工艺分析1）分析零件图样分析零件的几何要素：首先从零件图的分析中,了解工件的外形、结构,工件上须加工的部位,及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后，必须达到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。分析了解工件的工艺基准：包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较难辨工艺基准的零件图，尚需详细分析有关装配图，了解该零件的装配使用要求，找准工件的工艺基准。了解工件的加工数量：不同的加工数量所采用的工艺方案也不同。（外圆面加工、深孔加工）六、数控车削的工艺分析第八章数控车床程序编制2019年8月16日2-2数控机床加工的工艺分析3.旋转体类零件加工路线示例直线、斜线走刀加工路线适用于加工余量大且又不均匀的零件表面加工三种方式矩形走刀加工路线适用于加工余量不均匀且表面形状复杂的零件加工斜线走刀加工路线适用于需要径向走刀且刀具强度较差的情况第八章数控车床程序编制2019年8月16日2-2数控机床加工的工艺分析第八章数控车床程序编制2019年8月16日2-2数控机床加工的工艺分析第八章数控车床程序编制2019年8月16日2-2数控机床加工的工艺分析第八章数控车床程序编制2019年8月16日2）研究和制定工艺方案研究制定工艺方案的前提是：熟悉本厂机床设备条件，把加工任务指定给最适宜的工种，尽可能发挥机床的加工特长与使用效率。并按照分析上述零件图所了解的加工要求，合理安排加工顺序。3）走刀路线的确定确定走刀路线的一般原则是：保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间。选择使工件在加工后变形小的路线方便数值计算，减少编程工作量。六、数控车削的工艺分析第八章数控车床程序编制2019年8月16日4）切削用量的确定切削速度(V)吃刀量ap(切削深度):主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定进给量(进给速度):主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件材料性质选取。六、数控车削的工艺分析第八章数控车床程序编制2019年8月16日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。六、数控车削的工艺分析第八章数控车床程序编制2019年8月16日第二节数控车床加工的编程一、数控车床编程的特点二、车床数控系统功能三、数控车床程序编制四、补偿功能第二节数控车床加工的编程第八章数控车床程序编制2019年8月16日一、数控车床编程的特点——（1）数控车削加工的内容（a）端面切削（b）外轴肩切削（1）数控车削加工的内容第八章数控车床程序编制2019年8月16日（c）锥面切削（d）圆弧面切削（e）车退刀槽（f）切断一、数控车床编程的特点——（1）数控车削加工的内容第八章数控车床程序编制2019年8月16日（g）镗孔（h）镗内锥孔（c）钻孔（d）车销内、外螺纹一、数控车床编程的特点——（1）数控车削加工的内容第八章数控车床程序编制2019年8月16日（2）数控车削加工的编程特点①在一个程序段中，可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。②被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示。所以采用直径尺寸编程更为方便。③由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，数控装置常具备不同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。④编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。大多数数控车床都具有刀具半径自动补偿功能（G41、G42），这类数控车床可直接按工件轮廓尺寸编程。一、数控车床编程的特点——（2）数控车削加工的编程特点第八章数控车床程序编制2019年8月16日图8-12机床坐标系和参考点以机床原点为坐标系原点建立起来的X、Z轴直角坐标系，称为机床坐标系。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动。如图8-12所示。三、数控车床程序编制——（一）设定工件坐标系和工件原点（一）设定工件坐标系和工件原点数控车床坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系（编程坐标系）。无哪种坐标系统都规定与车床主轴轴线平行的方向为Z轴，且规定从卡盘中心至尾座顶尖中心的方向为正方向。在水平面内与主轴轴线垂直的方向为X轴，且规定刀具远离主轴旋转中心的方向为正方向。第八章数控车床程序编制2019年8月16日③工件坐标系（编程坐标系）数控编程时应该首先确定工件坐标系和工件原点。零件在设计中有设计基准，在加工过程中有工艺基准，同时应尽量将工艺基准与设计基准统一，该基准点通常称为工件原点。以工件原点为坐标原点建立起来的X、Z轴直角坐标系，称为工件坐标系。图8-13工件坐标系在车床上工件原点可以选择在工件的左或右端面上，即工件坐标系是将参考坐标系通过对刀平移得到的。数控编程时应该首先确定工件坐标系和工件原点，建立工件坐标系的指令为：G50XZ；要建立如图所示工件坐标系，将坐标原点设在工件的右端面上，刀具起点相对工件坐标系的坐标值为（a,b）,则执行程序G50XaZb；后系统内部即记忆了（a,b），并显示在显示器上，这相当于在系统内部建立了一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系XpOpZp。三、数控车床程序编制——（一）设定工件坐标系和工件原点第八章数控车床程序编制2019年8月16日例1：下图为典型车削加工的直线插补实例。三、数控车床程序编制——（三）插补指令的编程第八章数控车床程序编制2019年8月16日4、暂停指令G04（1）编程格式G04X（P）（2）说明地址码X或P为暂停时间。其中：X后面可用带小数点的数，单位为s，如G04X5.表示前面的程序执行完后，要经过5s的暂停，下面的程序段才执行；地址P后面不允许用小数点，单位为ms。如G04P1000表示暂停ls。三、数控车床程序编制——（三）插补指令的编程第八章数控车床程序编制2019年8月16日例2：图为利用暂停G04进行切槽加工的实例。对槽的外圆柱面粗糙度有要求，编写加工程序如下。…N060G00X1.6；快速到①N070G01X0.75F0.05；以进给速度切削到②N080G04X0.24；暂停0.24sN090G00X1.6；快速到①…三、数控车床程序编制——（三）插补指令的编程第八章数控车床程序编制2019年8月16日（1）格式FANUCG32X（U）Z（W）F；F采用旋转进给率，表示螺距。三、数控车床程序编制——（四）螺纹车削指令（G32/G92）①进行横螺纹加工时，其进给速度F的单位采用旋转进给率，即mm/r（或inches/r）；②为避免在加减速过程中进行螺纹切削，要设引入距离1和超越距离2，δ1—切入空刀行程量，一般为（3～5）F（导程）；δ2—切出空刀行程量，一般取0.5δ1。（2）几点注意事项第八章数控车床程序编制2019年8月16日例3：如图所示，螺纹导程=2mm，车削螺纹前工件直径为φ48，分两次走刀，第一次切深为0.8mm（单边），第二次切深为0.3mm，采用相对值编程.加工程序如下：三、数控车床程序编制——（四）螺纹车削指令（G32/G92）……N030G00U-11.6；N040G32W-59.0F2.0；N050G00U11.6；N060G00W59.0；N070G00U-12.2；N080G32W-59.0F2.0；N090G00U12.2；N100G00W59.0；……第八章数控车床程序编制2019年8月16日N01G50N02G00X58.0Z71.0N04X47.1N06G32Z12.0F2.0N08G00X58.0N10Z71.0N12X46.5N14G32Z12.0F2.0N16G00X58.0N18Z71.0N20X46.1N22G32Z12.0F2.0•N24G00X58.0•N26Z71.0•N28X45.1•N30G32Z12.0F2.0•N32G00X58.0•N34Z71.0•N36X45.6•N38G32Z12.0F2.0三、数控车床程序编制——（四）螺纹车削指令（G32/G92）例4：图为圆柱螺纹编程实例，螺纹外径已加工完成，直径为48mm，牙型深度1.3mm，分5次进给，吃刀量（直径值）分别为0.9mm、0.6mm、0.4mm、0.4mm和0.1mm，采用绝对编程，加工程序如下。第八章数控车床程序编制2019年8月16日