《数控车床编程》PPT课件

第7章数控车床编程7.1概述7.2车削加工编程数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程7.1概述数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程前面介绍的数控机床中，以数控铣床和铣削加工中心为主。数控车床和车削加工中心，特别是在刀具安装、换刀等方面有自己的特点，现简要介绍如下。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程图7－１数控车床数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程图7－２数控车床基本结构图7－３数控车削中心数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程在数控车床上，多数情况是将刀具安装在转塔刀架上（如图7-1）。加工中所用的刀具装在刀架上，需要换刀时，转塔转动分度到相应的位置。小型、简单数控车床多用四方转塔刀架，大型数控车床、车削加工中心则使用六方、八方及十二方转塔刀架。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程图7－４装卸工件的机械手数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程图7－５机械手正在工作的情况7.2车削加工编程7.2.1MJ-50编程概述数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程对于数控车床来说，采用不同的数控系统，其编程方法也不尽相同。以MJ-50型数控车床的FUNUC控制系统为例，介绍数控车床的程序编制及相关问题。大部分代码与国标代码的意义相同，不同的有以下几个数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程国标采用Ｇ90（绝对位置编程），Ｇ91（相对位置编程）本系统采用Ｕ、Ｗ进行相对位置编程例：Ｇ01Ｇ90Ｘ100.0Ｚ100.0；／绝对坐标编程Ｇ91Ｘ20.0Ｚ-20.0；／相对坐标编程MJ－50程序：G01Ｘ100.0Ｚ100.0；／绝对坐标编程Ｕ20.0Ｗ-20.0；／相对坐标编程１、绝对位置和相对位置编程２、螺纹切削Ｇ32国标代码采用Ｇ33数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程３、公英制输入Ｇ20、Ｇ21公制输入Ｇ20，英制输入Ｇ21４、坐标系设定在MJ－50编程时，采用Ｇ50来设置、取消工件坐标系。例：如图7-８中工件坐标系的设置程序为：G00X350.0Z400.0;/快速定位到机床坐标系的350,400（直径编程）Ｇ50Ｘ262.75Z303.84;/设定工件坐标系，确定刀位点和工件原点的关系，此后都是以工件坐原点为编程原点的。…..G00Ｘ262.75Z303.84;/快速定位到机床坐标系的350,400（直径编程）Ｇ50Ｘ350.0Z400.0;/设定工件坐标系与机床坐标系重合，恢复机床坐标系。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程7－８工件坐标系设置５、主轴恒线速度控制（Ｇ96、Ｇ97、Ｇ50）数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程转速与切削速度的关系：V=NπD/1000N——主轴转速r/minV——切削速度m/minD——刀尖所在位置的直径mm在切削端面或球面时为了得到比较一致的表面质量，可以采用恒线速度切削的功能。切削速度：指主轴做旋转运动时，工件上与刀尖接触点的线速度。1）恒线速控制功能G96数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程此时用S指定的数值表示切削速度。数控装置根据刀架位置自动计算主轴转速，从而控制主轴的转速。使得刀具始终能达到指定的切削速度。格式：G96S100M03；2）主轴最高速度限制G50G50有坐标系设定和主轴最高速度设定两中功能。S用来指定主轴最高转速（r/min）。格式：G50S20003）恒转速切削功能G97可以取消恒线速切削功能。此时S的数值表示主轴每分的转速。格式：G97S2000；/取消恒线速度控制数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程３－９车端面N0050Ｇ50X106.0Z0.0;/对刀后直接设定工件坐标系N0060Ｇ50S1500；/限制主轴最高转速1500r/minN0070Ｇ96S120M03；/采用恒线速度切削，120m/minN0080Ｇ99G01X0.0F0.2；/每转进给0.2mm/rN0090Ｇ00Z2.0；/退刀N0100Ｘ106.0；6、每分进给和每转进给（G98G99）G99为每转进给单位mm/r（MJ-50开机后的默认状态）G98为每分进给（mm/min）数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程7、固定切削循环（了解）G74——端面钻孔循环G75——外圆车槽循环G76——多头螺纹循环8、直径编程和半径编程数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程车削加工的编程有直径编程和半径编程之分。直径编程中，轴的坐标指的是工件直径，换句话讲，沿轴的位移量是编程量的一半。在半径编程中，轴的坐标指的是工件半径，也就是沿轴的位移量与编程量相等。MJ-50采用直径编程方法。车削加工程序的换刀指令格式为：M06Tn1n2M06——开始换刀，T——刀具地址符，n1——刀具号（刀具安装在转塔式刀架上时，则为转塔的位置号）n2——刀具的偏置号。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程由于一把刀具可以用在不同的几个位置，所以，刀具安装在转塔上时，使用刀架位置号，而不使用刀具号。图3-10给出了四方转塔刀架的各种位置。例如：T0501表示转塔刀架在No.5的位置，刀具偏置参数为01号偏置寄存器中的存储值。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程图7－10四方转塔刀架的位置值得注意的是，换刀之前应将转塔退出到换刀点，不会与工件发生干涉，保证转塔刀架的分度转动安全进行。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程车刀都有刀尖半径，车刀的编程刀位点是刀尖圆弧的圆心。１）刀具位置偏置使用刀具偏置就可以直接用刀位点编程，也可以消除刀具长度的差别（比如，更换刀片带来的刀具长度变化等）、补偿刀具的磨损。安装好刀具后，操作者要向偏置寄存器中输入偏置参数；当偏置生效时，机床控制系统就自动进行补偿。刀具的偏置参数必须在运行程序前输入寄存器，其格式为：偏置号X…（偏置量）Z…（偏置量）刀尖半径标准刀尖方向号刀尖方向号图7-11刀尖方向２）使用刀具补偿时，必须将刀尖半径和方向输入刀具偏置寄存器，以备调用。7．2．2车外圆和车端面数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程常用代码：•G28——回参考点，跟在G28之后的、坐标值定义中间点。接收到G28后，刀具先回中间点，进而回到参考点；•G40——选择低速档；•G41——选择中速档；•G42——选择高速档。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程毛坯直径φ60，对应的公制加工程序（直径编程）如下：图7-12车外圆和车端面%001;N010G00G40G28X300.0Z400.0；/低速档，快速过中间点回参考点N015X300.0Z400.0;/快进到中间点N020M06T0101;/换刀，1号刀具，采用1号刀补N025G50X282.2Z333.4;/确定工件坐标系（该语句中数值在加工时对刀后确定，一般在程序运行时要修改）N030S1200M03；/主轴正转，转速1200/分N040X62.0Z2.0；/快进，靠近工件中间点N050G01X0.0F.5M08；/粗车端面，余量2mmN055G00X62.0Z10.0;/退刀N060Z0.0；/快进，靠近工件N070G01X0.0F0.13；/精车端面N075G00X62.0Z10.0;/退刀N076X58.0Z1.0;/快进，靠近工件N080G01Z-50.0F.5；/第一次粗车外圆，本次加工量1mmN090X67.0；/退刀N100G00X56.0Z1.0；/快退N110G01X52.0F.5；/工进N120Z-50.0；/第二次粗车外圆，本次加工量3mmN130X67.0；/退刀N140G00X56.0Z1.0；/快退N150G01X50.0F.13；/工进N160Z-50.0；/精车外圆，至尺寸,本次加工量1mmN170X66.0；/工进退刀N180G00G40G28X300.0Z400.0；/低速档，快进，过中间点回参考点过中间点，回参考点N190M05；/主轴停N200M02；/程序结束7．2．3车锥面数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程圆锥面的车削是通过直线插补来实现的。图3-13所示的零件为一铸钢件，其内锥孔要经过粗车和精车。车削圆锥面时，对于没有刀具半径补偿功能的机床要进行需要进行刀具偏置计算。图3-14给出了车刀刀尖与圆锥面之间的相对关系，有两个位置的坐标需要进行偏置计算，由于其情形完全相同，所以只需计算一点。图3-13第一次粗加工，留1mm的余量，则需要计算位置2的编程坐标（直径编程）为X86.72,Z39.00；位置3的编程坐标为X73.32,Z1.00。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程图7-13车锥面零件图机床原点数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程已知毛坯直径φ100，对应图3-13圆锥面加工的程序如下。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程……N010G00G40G28X300.00Z400.00；N015X300.0Z400.0；N020M06T0101；N025G50X282.2Z333.4；N030M03S800；N040G41X104.00Z39.0；/快进N050G01X86.72F.5M08；/车端面N060X73.32Z1.；/车锥面N070X0；/车底面N080G40G00Z40.00；/快退N090Z38.00；/准备精车N085G41X104.00；/快退N100G01X88.4F.125；/车端面N110X75.0Z0.0；/车锥面N120X0.0；/车底面N130G00G40G28X300.00Z400.00M09；N140M05；/主轴停N150M02；/程序结束过中间点回参考点7．2.4车球面数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程球面的车削是用圆弧插补（G02/G03）实现的。数控车床上的球面加工程序编制有两种方式，即用球心编程和用半径编程。用球心编程时，I、K分别表示球心在X轴和Z轴上的坐标值，球面加工程序X轴上的坐标值始终使用半径编程的方式，不受程序其它部分的影响。程序段格式为：N…G02X…Z…I…K…N…G03X…Z…I…K…其中，G02是顺时针圆弧插补；G03是逆时针圆弧插补；X…Z…是圆弧终点的坐标值；I…K…是球心的坐标值。用半径编程时，使用地址符R，半径值紧跟其后。程序段格式为：N…G02X…Z…R…N…G03X…Z…R…其中，G02是顺时针圆弧插补；G03是逆时针圆弧插补；X…Z…是圆弧终点的坐标值；R…是加工球面的半径值。数控机床NCMACHINETOOL-----------车削加工编程过中间点回参考点球面加工程序一（球心编程）：%002;N010G00G40G28X300.0Z300.00；N015X300.0Z300.0；N020M06T0101；N025G50X211.2Z157.8；/工件坐标系设定N030M03S150；N040X45.0Z0.0；/快进N050G01X42F.015M08；/工进N060G02X0.0Z21.0I-21.0K0.0；/粗车球面留1mm余量N070G00G40X50.0Z21.0；/快退N080X45.0Z0.0；/快进N090G01X40.0F.