數(shù)控車床的程序編制的課件知識

1、 3.1 數(shù)控車床程序編制的基礎(chǔ) 數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。一、數(shù)控車削的基本特征與加工范圍1) 基本特征 數(shù)控車削時，工件做回轉(zhuǎn)運動，刀具做直線或曲線運動，刀尖相對工件運動的同時，切除一定的工件材料從而形成相應的工件表面。其中，工件的回轉(zhuǎn)運動為切削主運動，刀具的直線或曲線運動為進給運動。兩者共同組成切削成形

2、運動。2) 加工范圍 數(shù)控車床主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點，其加工范圍較普通車削廣，不僅可以進行車削還可以銑削。3) 典型加工類別 車外圓 車端面 鉆孔/鉸孔 切槽 切斷 車內(nèi)孔/鏜孔車型面車螺紋 車錐面4) 主要加工對象精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件高精度的機床主軸高速電機主軸帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件非標絲杠表面形狀復雜的回轉(zhuǎn)體零件 其他形狀復雜的零件 二、 數(shù)控車床的主要功能1) 簡易數(shù)控車床這是一種低檔數(shù)控車床，不具備刀尖圓弧半徑自動補償功能，編程時計算比較繁瑣。2) 經(jīng)濟型數(shù)控車床這是中檔數(shù)控車床，具有單色顯示的CRT、程序存儲和編輯功能，沒有

3、恒線速度切削功能。3) 多功能數(shù)控車床這是高檔的數(shù)控車床，具備刀尖圓弧半徑自動補償、恒線速度切削、倒角、固定循環(huán)、螺紋切削、圖形顯示、用戶宏程序等功能。4) 車削中心主體是數(shù)控車床，配有刀庫和機械手。三、數(shù)控車床圓周定位夾具 1) 三爪自定心卡盤 2) 軟爪 (1) 軟爪要在與使用時相同的夾緊狀態(tài)下加工，以免在加工過程中松動和由于反向間隙而引起定心誤差。加工軟爪內(nèi)定位表面時，要在軟爪尾部夾緊一適當?shù)陌袅希韵ūP端面螺紋的間隙，如圖所示。 加工軟爪 (2) 當被加工工件以外圓定位時，軟爪內(nèi)圓直徑應與工件外圓直徑相同，略小更好。 理想的軟爪直徑軟爪內(nèi)徑過大軟爪內(nèi)徑過小 3) 彈簧夾套 定心精度

4、高，裝夾工件快捷方便，常用于精加工的外圓表面定位。 4) 四爪單動卡盤 四個對稱分布卡爪是各自獨立運動的，可以調(diào)整工件夾持部位在主軸上的位置，使工件加工面的回轉(zhuǎn)中心與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合。四爪單動卡盤夾緊力大，但找正比較費時，單件小批量生產(chǎn)、大型或形狀不規(guī)則的工件，可用四爪單動卡盤裝夾。 四、數(shù)控車削工件的裝夾 常用裝夾方式三爪自定心卡盤裝夾心軸裝夾卡盤和頂尖裝夾專用夾具裝夾 薄壁零件的裝夾 薄壁零件容易變形，普通三爪卡盤受力點少，采用開縫套筒或扇形軟卡爪，可使工件均勻受力，減小變形。也可以改變夾緊力的作用點，采用軸向夾緊的方式。五、常用車刀的主要類型及刀具材料 外圓車刀、車 槽、車斷刀 內(nèi)

5、圓車刀、鏜刀螺紋車刀六、數(shù)控車削的對刀 對刀是確定工件在機床上的位置，也即是確定工件坐標系與機床坐標系的相互位置關(guān)系。對刀過程一般是從各坐標方向分別進行，它可理解為通過找正刀具與一個在工件坐標系中有確定位置的點(即對刀點)來實現(xiàn)。1）一般對刀一般對刀是指在機床上使用相對位置檢測手動對刀。下面以Z向?qū)Φ稙槔f明對刀方法，見右圖。刀具安裝后，先移動刀具手動切削工件右端面，再沿X向退刀，將右端面與加工原點距離N輸入數(shù)控系統(tǒng)，即完成這把刀具Z向?qū)Φ哆^程。手動對刀是基本對刀方法，但它還是沒跳出傳統(tǒng)車床的“試切-測量-調(diào)整”的對刀模式，占用較多的在機床上時間。 2) 機外對刀儀對刀 機外對刀的本質(zhì)是測量出

6、刀具假想刀尖點到刀具臺基準之間X及Z方向的距離。利用機外對刀儀可將刀具預先在機床外校對好，以便裝上機床后將對刀長度輸入相應刀具補償號即可以使用，如右上圖所示。 機外對刀儀對刀 3)自動對刀自動對刀是通過刀尖檢測系統(tǒng)實現(xiàn)的，刀尖以設(shè)定的速度向接觸式傳感器接近，當?shù)都馀c傳感器接觸并發(fā)出信號，數(shù)控系統(tǒng)立即記下該瞬間的坐標值，自動對刀過程如右下圖所示。 自動對刀 3.2 數(shù)控車床的基本編程方法 一、F功能 (進給速度) F功能指令用于控制切削進給量。在程序中，有兩種使用方法。 1) 每轉(zhuǎn)進給量 編程格式 G95 F F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進給量，單位為mm/r。 例：G95 F0.2 表示進給量

7、為0.2 mm/r。 2) 每分鐘進給量 編程格式G94 F F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進給量，單位為 mm/min。 例：G94 F100 表示進給量為100mm/min。 二、S功能 S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。 編程格式 S S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。在具有恒線速功能的機床上，S功能指令還有如下作用。 1) 最高轉(zhuǎn)速限制 編程格式 G50 S S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。例：G50 S3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min。 2) 恒線速控制 編程格式 G96 S S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。例：G96 S150 表示切削點線速度

8、控制在150 m/min。 對圖中所示的零件，為保持A、B、C各點的線速度在150 m/min，則各點在加工時的主軸轉(zhuǎn)速分別為：A：n=1000150(40)=1193 r/minB：n=1000150(60)=795r/minC：n=1000150(70)=682 r/min恒線速切削方式 3) 恒線速取消 編程格式 G97 S S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如S未指定，將保留G96的最終值。 例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000 r/min。 三、T功能T功能指令用于選擇加工所用刀具。編程格式 T T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號碼。但也有T后面

9、用四位數(shù)字，前兩位是刀具號，后兩位是刀具長度補償號，又是刀尖圓弧半徑補償號。 例：T0303 表示選用3號刀及3號刀具長度補償值和刀尖圓弧半徑補償值。T0300 表示取消刀具補償。 2) 倒角、倒圓編程 (1) 45倒角由軸向切削向端面切削倒角，即由Z軸向X軸倒角，i的正負根據(jù)倒角是向X軸正向還是負向,如圖a所示。 其編程格式為 G01 Z(W) Ii 。由端面切削向軸向切削倒角，即由X軸向Z軸倒角，k的正負根據(jù)倒角是向Z軸正向還是負向，如圖b所示。編程格式 G01 X(U) Kk。ab (1)內(nèi)(外)徑切削循環(huán)G90 4) 單一固定循環(huán) (1) 圓柱面內(nèi)(外)徑切削循環(huán)程序段格式為：G90

10、X(U)_ Z(W)_ F_X、Z為圓柱面切削終點坐標值；U、W為圓柱面切削終點相對循環(huán)起點的增量值。(2) 圓錐面內(nèi)(外)徑切削循環(huán)程序段格式為：G90 X(U)_ Z(W)_ R_(I_)F_ R值為切削起點B與切削終點C的X坐標值之差（半徑值）。 (6) 外徑切槽循環(huán) 外徑切削循環(huán)功能適合于在外圓面上切削溝槽或切斷加工。 編程格式: G75 R(e); G75 X(U) P(i) F 式中：e - 退刀量； X(U) - 槽深； i - 每次循環(huán)切削量。 例：試編寫如圖所示零件切斷加工的程序。 G50 X200 Z100 T0202 M03 S600 G00 X35 Z-50 G75 R

11、1 G75 X-1 P5 F0.1 G00 X200 Z100 M30 6) 螺紋切削(1) 基本螺紋切削指令(G32)圖3.42 圓柱螺紋切削圓錐螺紋切削基本螺紋切削方法見圖3.42所示 編程格式 : G32 X(U) Z(W) F式中：X(U)、 Z(W) - 螺紋切削的終點坐標值；X省略時為圓柱螺紋切削，Z省略時為端面螺紋切削；X、Z均不省略時為錐螺紋切削；(X坐標值依據(jù)機械設(shè)計手冊查表確定) ,F - 螺紋導程。 螺紋切削應注意在兩端設(shè)置足夠的升速進刀段1和降速退刀段2。例：試編寫圖3.42所示螺紋的加工程序。（螺紋導程4mm，升速進刀段1=3mm，降速退刀段2=1.5mm，螺紋深度2

12、.165 mm）。 G00 U-62 G32 W-74.5 F4 G00 U62 W74.5 U-64G32 W-74.5G00 U64W74.5 (2) 螺紋切削循環(huán)指令(G92) 螺紋切削循環(huán)指令把“切入-螺紋切削-退刀-返回”四個動作作為一個循環(huán)（如圖3.44所示），用一個程序段來指令。 圖3.44螺紋切削循環(huán) 編程格式 G92 X(U) Z(W) I F式中：X(U)、 Z(W) - 螺紋切削的終點坐標值； I - 螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點與切削終點的半徑差。加工圓柱螺紋時，I=0。加工圓錐螺紋時，當X向切削起始點坐標小于切削終點坐標時，I為負，反之為正。 G00 X35 Z

13、104G92 X29.2 Z53 F1.5X28.6X28.2X28.04G00 X200 Z200 G00 X80 Z62 G92 X49.6 Z12 I-5 F2 X48.7 X48.1 X47.5 X47 G00 X200 Z200 例：用G71和G92指令編寫車削如圖4.26所示工件的加工程序。毛坯直徑為28mm。工件外圓分粗、精車，精車余量在X軸方向為0.4mm（直徑值），在Z軸方向為0.1mm。粗車時背吃刀量1mm。根據(jù)普通螺紋標準和加工工藝，M16粗牙普通螺紋的大徑尺寸為15.8mm，螺距為2mm，總背吃刀量1.3mm（半徑值），用高速鋼螺紋車刀低速七次進給車削，背吃刀量（半徑值

14、）分別為ap1=0.4mm、ap2=ap3=ap4=0.2mm，ap5=ap6=ap7=0.1mm，進退刀段取1=2mm、2=1mm。1號刀為90外圓車刀，基準刀；2號刀為車槽刀，主切削刃寬3mm，左刀尖為刀位點；3號刀為60螺紋車刀；4號刀為切斷刀，主切削刃寬3mm，刀頭長30mm，左刀尖為刀位點。 3.3 典型零件的程序編制 O0001N10 G50 X70 Z30N20 M06 T0100 N30 M03 S500N40 G90 G00 X40 Z2N50 G01 X28 F200N60 G71 P70 Q130 U0.4 W0.1 D1 F150 N150 M06 T0202N160

15、S200N170 G00 X30 Z-28N180 G01 X20 F300 N190 X12 F50N200 G04 X1N70 G01 X6.8 Z2N80 X15.8 Z-2.5 F100N90 X15.8 Z-28N100 X24 Z-38N110 Z-48N120 G02 X24 Z-66 R15N130 G01 Z-80N140 G00 X70 Z30N210 G01 X12.8N220 X18.8 Z-25N230 G00 X70 Z30N240 T0200N250 M06 T0303N260 S150N270 G00 X24 Z2N280 G92 X15 Z-26 F2 N290 X14.6