數(shù)控機床編程與操作 第4版 數(shù)車 課件 15、16 軸套組合件、典型宏程序簡介

軸套組合件的加工重點與難點1、機械加工工藝規(guī)程的制定；2、零件加工時，尺寸精度及形位公差的控制；3、外圓車刀、內(nèi)孔鏜刀及切槽刀的刀尖圓弧半徑補償；4、保證裝配精度，使組合件轉(zhuǎn)動靈活。數(shù)車綜合練習(xí)——軸套組合件的加工數(shù)車綜合練習(xí)——軸套組合件的加工教學(xué)目標(biāo)調(diào)試程序，仿真加工該軸套組合件在制定正確的機械加工工藝的前提下，利用仿真軟件①調(diào)試程序，加深對編程指令代碼的理解；②學(xué)會數(shù)控車床的操作，保質(zhì)保量加工合格的零件。一、組合件設(shè)計圖一、組合件設(shè)計圖件1軸套件2端蓋一、組合件設(shè)計圖件3軸裝配圖二、工藝分析1．毛坯的選擇不同于企業(yè)的批量生產(chǎn)，從教學(xué)角度出發(fā)，為了提升專業(yè)技能，培養(yǎng)學(xué)生的獨立操作能力，要求每位同學(xué)單獨完成套件的加工，3個零件下料為連件，毛坯為φ50×145mm的鋁棒。二、工藝分析2．工藝方案的確定

分析裝配圖可以看出該套件由軸套1、端蓋2和軸3三個零件組成。其裝配關(guān)系是軸套1的各孔要與軸3配合、外圓要與端蓋2的孔配合；而端蓋2的各孔既要與軸3的外圓配合又要與軸套1的外圓配合。由此可見軸套1為關(guān)鍵零件。為保證裝配后套件靈活轉(zhuǎn)動，件2軸套加工時必須保證外圓與內(nèi)孔的同軸度要求，須一次裝夾完成外圓與內(nèi)孔的加工。從軸套的結(jié)構(gòu)分析，要實現(xiàn)這一目標(biāo)，外圓只能用切槽刀加工完成。加工順序為件1→件2→件3。二、工藝分析工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備刀具量具一鋸下料φ50×145mm（共3件）鋸床二車1.夾毛坯校正（車件1、件2）CAK61400~125卡尺0~25外徑尺25~50外徑尺5~30內(nèi)徑尺30~50內(nèi)徑尺程序號O11.1粗車件1、件2外圓至φ48×70，留量0.7~0.8

精車件1右端面、倒角及φ48外圓至要求T01外圓刀1.2鉆孔φ20×65Φ20鉆頭1.3粗車φ35f7、φ40f7外圓，留量0.1~0.2

精車各外圓，倒角T02切槽刀3mm寬1.4粗車件1各內(nèi)孔及R10弧面，留量0.4~0.5

精車各內(nèi)孔及R10，倒角T03內(nèi)孔刀1.5切斷件1至28+0.5+0.4T02切槽刀程序號O21.6平件2右端面，倒角T01外圓刀1.7粗車件2各內(nèi)孔，留量0.4~0.5

精車各內(nèi)孔及倒角至要求T03內(nèi)孔刀1.8切斷至28+0.5+0.4T02切槽刀3．套件的工藝過程工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備刀具量具二車2.夾毛坯校正（車件3）CAK61400~125卡尺0~25外徑尺25~50外徑尺5~30內(nèi)徑尺30~50內(nèi)徑尺程序號O32.1粗車件3左端φ35、φ48外圓，留量0.7~0.8

精車留量外圓、端面及倒角至要求T01外圓刀3.調(diào)頭夾φ35外圓，軸肩定位程序號O43.1粗車件3右端各外圓，留量0.7~0.8精車各留量外圓及倒角至要求T01外圓刀3.2車M10-6g螺紋T04螺紋刀4.夾φ48外圓，軸向定位（車件1）程序號O54.1車件1左端面至總長，倒角T01外圓刀5.夾φ48外圓，軸向定位（車件2）程序號O65.1車件2左端面至總長，倒角T01外圓刀3．套件的工藝過程（續(xù)）構(gòu)成組合件的三個零件毛坯下料為連件，用5次裝夾、6個程序、在一臺數(shù)控車床上完成加工二、工藝分析組合件編程要點歸納：1、軸套1的編程采用內(nèi)、外圓粗車復(fù)合循環(huán)G71指令加工內(nèi)孔和外圓，而且內(nèi)、外圓都進行刀尖圓弧半徑補償；2、考慮裝夾工藝，軸套1的外圓階梯由切槽刀用G75指令切削，同時由切槽刀車削階梯軸的左倒角，并對切槽刀進行刀尖圓弧半徑補償；3、軸3的車削需要調(diào)頭裝夾，用G92指令車螺紋；4、軸套1、端蓋2平左端面采用G94指令編程。三、加工程序O1;加工件1軸套T0101;外圓刀M3S666G0G99X99Z99X51Z4G71U2R1G71P1Q2U0.8W0.1F0.3N1G0G42X18G1Z0F0.15X47X48Z-0.5Z-70N2G40X51G0X99Z99T0101M3S800G0X99Z99X51Z3G70P1Q2G0X200M0;手工鉆孔φ20×65G0Z99T0202;切槽刀，寬3mmM3S500G0G99X99Z99Z-13.2;28.05-17.95+3+0.1=13.2X49G75X40.15W-5.5P10000Q2750F0.07;粗車φ40f7G1Z-21.2F0.3;28.05-9.95+3+0.1=21.2G75X35.15Z-33P10000Q2500F0.07;粗車φ35f7G1Z-13.1F0.3X40F0.07;精車φ40f7W-7.45X39w-0.5;倒角X35Z-32;精車φ35f7X49F0.5G0X99Z99T0303;內(nèi)孔刀G0G99X99Z99M3S500X19Z1;循環(huán)起點G71U1R0.5G71P3Q4U-0.4W0.05F0.2N3G0G41X35G1X32Z-0.5F0.05Z-10.05G3X25Z-17.65R10(28.05-10.4)G1Z-28.5N4G40X19G0Z99X99T0303G0G99X99Z99M3S900X19Z1G70P3Q4G0Z99X99T0202G0G99X99Z99M3S500Z-31.6X40G1X19F0.05;切斷G0X99Z99M30三、加工程序O2;加工件2端蓋T0105;件2對刀只對Z坐標(biāo)M3S600G0G99X99Z99X50Z1.5G94X18Z0.2F0.25;粗車端面G1X50Z-1.5G41X47Z0F0.1;倒角X18;精車端面G0Z99G40X99T0307;內(nèi)孔刀只對Z坐標(biāo)G0G99X99Z99M3S600X19Z1G71U1R0.5G71P1Q2U-0.5W0.05F0.2N1G0G41X43G1X40Z-0.5F0.05Z-8.05X36X35W-0.5Z-18.05X23X22W-0.5Z-28.5N2G40X19G0Z99X99T0307G0G99X99Z99M3S900X19Z1G70P1Q2G0Z99X99T0206；切斷只對Z坐標(biāo)G0G99X99Z99M3S500Z-31.6X50G1X18F0.07G0X99Z99M30O3;

件3軸加工左端T0108;件3對刀只對Z坐標(biāo)G0G99X99Z99M3S600X51Z3G71U2R1G71P1Q2U0.7W0.1F0.3N1G0G42X-2G1Z0F0.15X34X35W-0.5Z-13X47X48W-0.5W-6N2G40X51G0X99Z99T0108G0G99X99Z99M3S900X51Z1G70P1Q2G0X99Z99M30三、加工程序三、加工程序O4;

件3軸調(diào)頭加工右端T0109;件3對刀只對Z坐標(biāo)G0G99X99Z99M3S600X51Z6G94X0Z4F0.25;粗車端面Z2Z0.5X-2Z0F0.1;精車端面G0X51Z3G71U2R1G71P1Q2U0.8W0.1F0.3N1G0G42X-2G1Z0F0.1X6.8X9.8Z-1.5Z-18X21X22W-0.5W-9.5X24X25W-0.5W-9.9G3X32W-7.6R10G1W-9.95X47X49W-1N2G40X51G0X99Z99T0109G0G99X99Z99M3S900X51Z1G70P1Q2G0X99Z99T0404;車螺紋G0G99X99Z99M3S700X25Z5G92X9.2Z-14F1.5X8.6X8.2X8.04G0X99Z99M30三、加工程序O5;件1平左端面T0110;對刀只對Z軸G0G99X99Z99M3S600X40Z1.5G94X23Z0.2F0.2G41G0X38Z-2G1X34Z0F0.1X23G40G0Z99X99M30O6;件2平左端面T0111;對刀只對Z軸G0G99X99Z99M3S600X50Z1.5G94X20Z0.2F0.2G41G0X51Z-2G1X47Z-0.5F0.1X20G40G0Z99X99M301、制定復(fù)雜的、綜合的組合件的機械加工工藝規(guī)程；

2、工件的裝夾與對刀及刀偏值的設(shè)置；3、加工過程中利用刀具補償（磨損補償、刀尖圓弧半徑補償）功能控制尺寸精度。小

結(jié)：

FANUC0i系統(tǒng)數(shù)控車床編程難點重點1、宏程序的執(zhí)行過程2、常見非圓二次曲線輪廓的宏程序編程1、宏程序的意義2、宏程序的數(shù)學(xué)運算3、宏程序的控制指令典型宏程序簡介前面學(xué)習(xí)的數(shù)控程序的程序字為常量，如線和圓弧，一個程序只能描述一個幾何形狀，我們稱之為普通程序，普通程序缺乏靈活性和適用性。對于非圓二次曲線如拋物線、橢圓等輪廓，使用G01、G02/G03指令已經(jīng)無法滿足編程的需要。使用宏程序能執(zhí)行一些有規(guī)律變化的動作。如今的數(shù)控系統(tǒng)都具備特殊編程功能——宏程序。只要二次曲線具有函數(shù)關(guān)系（方程式），在用戶宏程序的本體中，就可以使用變量進行編程，還可以用宏指令對這些變量進行賦值、運算等處理。FANUC0i及高版本的系統(tǒng)中，可以輸入運算符進行賦值及數(shù)學(xué)運算，即按B類宏程序進行編程。課程導(dǎo)入1.變量

(1)變量的表示一個變量由符號#和變量序號組成，如：#100、#200等。還可以用表達式進行表示，但其表達式必須全部寫入“[]”中，如：#［#1+#2+10］，當(dāng)#1=10，#2=100時，該變量表示#120。(2)變量的引用引用變量也可以采用表達式。例：G01X[#100-30.0]Y-#101F[#101+#103]；當(dāng)#100=100.0、#101=50.0、#103=80.0時，上式即表示為G01X70.0Y-50.0F130。(3)變量的賦值變量可以在操作面板上用MDI方式直接賦值，也可在程序中以等式方式賦值，但賦值號（=）左邊不能用表達式。例：#100=100.0；#100=30.0+20.0；一、宏程序1.運算指令一、宏程序功能格

式備注與示例定義、轉(zhuǎn)換#i=#j#100=#1，#100=30.0加法#i=#j+#k#100=#1+#2#100=100.0-#2#100=#1*#2#100=#1/30減法#i=#j-#k乘法#i=#j*#k除法#i=#j/#k正弦#i=SIN[#j]#100=SIN[#1]#100=COS[36.3+#2]#100=ATAN[#1]/[#2]反正弦#i=ASIN[#j]余弦#i=COS[#j]反余弦#i=A[#j]正切#i=TAN[#j]反正切#i=ATAN[#j]/[#k]平方根#i=SQRT[#j]#100=SORT[#1*#1–100]#100=EXP[#1]絕對值#i=ABS[#j]舍入#i=ROUND[#j]上取整#i=FIX[#j]下取整#i=FUP[#j]自然對數(shù)#i=LN[#j]指數(shù)函數(shù)#i=EXP[#j]或#i=#jOR#k邏輯運算一位一位地按二進制執(zhí)行異或#i=#jXOR#k與#i=#jAND#kBCD轉(zhuǎn)BIN#i=BIN[#j]用于與PMC的信號交換BIN轉(zhuǎn)BCD#i=BCD[#j]功能格

式備注與示例表2-8變量的各種運算一、宏程序2.運算指令(1)函數(shù)SIN、COS等的角度單位是度，分和秒要換算成帶小數(shù)點的度。如90o30'表示為90.5o，30o18'表示為30.3o。(2)宏程序數(shù)學(xué)計算的次序依次為：函數(shù)運算(SIN、COS、ATAN等)，乘和除運算(*、／、AND等)，加和減運算(+、-、OR、XOR等)。例：#1=#2+#3*SIN[#4]；(3)括號用于改變運算次序，函數(shù)中的括號允許嵌套使用，但最多只允許嵌套5層。例：#1=SIN［［［#2+#3］*4+#5／#6］；(4)在宏程序中的上、下取整運算CNC處理數(shù)值運算時，若操作產(chǎn)生的整數(shù)大于原數(shù)時為上取整，反之則為下取整。一、宏程序3.控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。

(1)分支語句格式一：GOTOn；無條件轉(zhuǎn)移例：GOTO10；執(zhí)行該語句時，將無條件轉(zhuǎn)移到N10程序段執(zhí)行。格式二：IF[條件表達式]GOTOn；有條件轉(zhuǎn)移例：IF[#1GT#100]GOTO10；如果條件成立，則轉(zhuǎn)移到N10程序段執(zhí)行；如果條件不成立，則執(zhí)行下一程序段。條

件意

義示

例#iEQ#j等于(=)IF[#5EQ#6]GOTO100#iNE#j不等于(≠)IF[#5NE#6]GOTO100#iGT#j大于(＞)IF[#5GT#6]GOTO100#iGE#j大于等于(≥)IF[#5GE#6]GOTO100#iLT#j小于(＜)IF[#5LT#6]GOTO100#iLE#j小于等于(≤)IF[#5LE#6]GOTO100表2-9條件表達式的種類一、宏程序3.控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。

(2)循環(huán)指令WHILE［條件表達式］DOm(m=1，2，3，…)；…ENDm；當(dāng)條件滿足時，就做第m個循環(huán)（m可取1,2…），即循環(huán)執(zhí)行WHILE與END之間的程序段；當(dāng)條件不滿足時，就執(zhí)行ENDm的下一個程序段。條

件意

義示

例#iEQ#j等于(=)IF[#5EQ#6]GOTO100#iNE#j不等于(≠)IF[#5NE#6]GOTO100#iGT#j大于(＞)IF[#5GT#6]GOTO100#iGE#j大于等于(≥)IF[#5GE#6]GOTO100#iLT#j小于(＜)IF[#5LT#6]GOTO100#iLE#j小于等于(≤)IF[#5LE#6]GOTO100表2-9條件表達式的種類二、宏程序編程實例【例2-21】已知毛坯是直徑φ30mm的鋁棒，試用宏程序編制圖示橢圓零件的加工程序，其橢圓方程為X2/132+Z2/202=1。O1；T0101；80°外圓粗車刀M3S500；G0G40G99X99.0Z99.0;X32.0Z3.0;循環(huán)起點G71U2.0R1.0;G71P1Q2U0.5W0.2F0.3;N1G42G0X-2.0;

G1Z0F0.1;X0;#1=20.0;#1是Z方向的變量，初值為20，Z坐標(biāo)作為自變量WHILE[#1GE0]DO1;當(dāng)#1≥0時執(zhí)行循環(huán)1，20、0均相對于橢圓原點而言#2=13*SQRT[400-#1*#1]/20;#2是X方向的變量，X坐標(biāo)作為因變量G01X[2*#2]Z[#1-20];因橢圓原點在工件坐標(biāo)系Z-20處，故Z坐標(biāo)值為[#1-20]#1=#1-0.1;步長為0.1，該值越小，表面粗糙度越好END1;

循環(huán)1結(jié)束G1Z-30.0;N2X32.0;G0G40X99.0Z99.0;T0202M3S1200;外圓精車刀G0G99X99.0Z99.0;X32.0Z3.0;G70P1Q2;G0G40X99.0Z99.0;M30;二、宏程序編程實例【例2-22】已知毛坯是φ40mm的鋁棒，試用宏程序編制圖示零件的加工程序，其橢圓方程為X2/62+Z2/102=1。分析：該階梯軸包含一段不對稱的橢圓，仍然以Z坐標(biāo)作為自變量，X坐標(biāo)作為因變量，橢圓上的X、Z坐標(biāo)值均相對于橢圓原點而言，將Z=6代入橢圓方程解得X=4.8，從而可求得橢圓與圓柱面交點A的坐標(biāo)為29.4。O1;T0101M3S500;

80°外圓粗車刀G0G40G99X99.0Z99.0;X40.0Z3.0;G71U2.0R1.0;G71P1Q2U0.5W0.2F0.3;N1G42G0X-2.0;G1Z0F0.1;X20.0;Z10.0;X29.4;(4.8+9.9)×2=29.4#1=6.0;#1是Z方向的變量，初值為6WHILE[#1GE-3.6]DO1;當(dāng)#1≥-3.6時執(zhí)行循環(huán)1#2=6*SQRT[100-#1*#1]/10;#2是X方向的變量，由橢圓方程得到的函數(shù)關(guān)系G01X[19.8+2*#2]Z[#1-23]；#1=#1-0.1；END1；G1Z-36.0F0.1；N2X40.0;G0G40X99.0Z99.0;T0202M3S1200；外圓精車刀G0X99.0Z99.0;X40.0Z3.0;G70P1Q2G0G40X99.0Z99.0;M30;二、宏程序編程實例【例2-23】已知毛坯是φ50mm的鋁棒，試用宏程序編制零件的加工程序，其橢圓方程為X2/242+Z2/402=1。O1;T0101M3S500;80°外圓粗車刀G0G40G99X99.0Z99.0;X55.0Z3.0;G71U2.0R1.0; G71P1Q2U0.5W0.2F0.3;N1G42G0X-2.0;G1Z0F0.1;X30.0;Z-15.0X38.21;

將Z=12代入橢圓方程得X=22.895，故A點X值為(42-22.895)×2=38.21#1=12.0;#1是Z方向的變量，初