數(shù)控機(jī)床與編程教學(xué)課件下篇6-10章

第六章數(shù)控車(chē)床的程序編制

教學(xué)提示

根據(jù)數(shù)控車(chē)床編程的特點(diǎn)，數(shù)控車(chē)床編程有不同的編程方法，突出數(shù)控車(chē)床的編程特征，以滿足不同零件編程的需要。數(shù)控車(chē)床編程系統(tǒng)的工作過(guò)程強(qiáng)調(diào)，對(duì)編程參數(shù)的選擇，典型工藝參數(shù)的選取，通常由選擇合理的數(shù)控車(chē)床的功能指令來(lái)描述。即采用數(shù)控車(chē)床語(yǔ)句結(jié)構(gòu)的格式來(lái)實(shí)現(xiàn)。教學(xué)要求

根據(jù)數(shù)控車(chē)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，數(shù)控車(chē)床有不同的編程方法，明確數(shù)控車(chē)床對(duì)編程語(yǔ)句結(jié)構(gòu)的要求；典型語(yǔ)句描述的含義，重點(diǎn)理解數(shù)控車(chē)床X—Z軸編程與工作原理的概念，包括：數(shù)控車(chē)床基本程序編程的理解，數(shù)控車(chē)床基本程序指令的理解，掌握數(shù)控車(chē)床基本程序編程的基本原理，同時(shí)掌握數(shù)控車(chē)床典型程序編程的特點(diǎn)，并能靈活的應(yīng)用。6.1數(shù)控車(chē)床程序編制的基礎(chǔ)

數(shù)控車(chē)床按其功能分為簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床、多功能數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心等，它們?cè)诠δ苌喜顒e較大。6.1.1數(shù)控車(chē)床的主要功能 1．簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床

這是一種低檔數(shù)控車(chē)床，一般用單板機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制。 2．經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床

這是中檔數(shù)控車(chē)床，一般具有單色顯示的CRT、程序儲(chǔ)存和編輯功能。它的缺點(diǎn)是沒(méi)有恒線速度切削功能，刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償不是它的基本功能，而屬于選擇功能范圍。 3．多功能數(shù)控車(chē)床

這是指較高檔次的數(shù)控車(chē)床，這類(lèi)機(jī)床一般具備刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)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(chē)削中心

車(chē)削中心的主體是數(shù)控車(chē)床，配有刀庫(kù)和機(jī)械手，與數(shù)控車(chē)床單機(jī)相比，自動(dòng)選擇和使用的刀具數(shù)量大大增加。臥式車(chē)削中心還具備如下兩種功能：一是動(dòng)力刀具功能，另一種是C軸位置控制功能。6.1.2工藝裝備特點(diǎn) 1．對(duì)刀具的要求（1）刀具結(jié)構(gòu)（2）刀具強(qiáng)度、耐用度（3）刀片斷屑槽2．對(duì)刀座的要求

刀具很少直接裝在數(shù)控車(chē)床刀架上，它們一般通過(guò)刀座作過(guò)渡。刀座的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)刀具的形狀、刀架的外形和刀架對(duì)主軸的配置形式來(lái)決定。 3．?dāng)?shù)控車(chē)床可轉(zhuǎn)位刀具特點(diǎn)

數(shù)控車(chē)床所采用的可轉(zhuǎn)位車(chē)刀，與通用車(chē)床相比一般無(wú)本質(zhì)的區(qū)別，其基本結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)是相同的。6.1.3對(duì)刀

在數(shù)控車(chē)削加工中，應(yīng)首先確定零件的加工原點(diǎn)，以建立準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系；同時(shí)，還要考慮刀具的不同尺寸對(duì)加工的影響。這些都需要通過(guò)對(duì)刀來(lái)解決。 1．一般對(duì)刀

一般對(duì)刀是指在機(jī)床上作手動(dòng)對(duì)刀。數(shù)控車(chē)床所用的位置檢測(cè)器分相對(duì)式和絕對(duì)式兩種。

手動(dòng)對(duì)刀的基礎(chǔ)仍然是通過(guò)試切零件來(lái)對(duì)刀，它還沒(méi)跳出傳統(tǒng)車(chē)床的“試切一測(cè)量一調(diào)整”對(duì)刀模式，手動(dòng)對(duì)刀要較多地占用機(jī)床時(shí)間，此方法用在數(shù)控車(chē)床上較為落后。 2．機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀

機(jī)外對(duì)刀的本質(zhì)是測(cè)量出刀具假想刀尖點(diǎn)到刀具臺(tái)基準(zhǔn)之間在X及Z方向的距離，即刀具X和Z向的長(zhǎng)度。利用機(jī)外對(duì)刀儀可將刀具預(yù)先在機(jī)床外校對(duì)好，以便裝上機(jī)床即可使用。

3．ATC對(duì)刀

它是在機(jī)床上利用對(duì)刀顯微鏡自動(dòng)地計(jì)算出車(chē)刀長(zhǎng)度的簡(jiǎn)稱。4.自動(dòng)對(duì)刀

使用對(duì)刀鏡作機(jī)外對(duì)刀和機(jī)內(nèi)對(duì)刀，可以不用試切零件，所以與手動(dòng)對(duì)刀比確有進(jìn)步，但由于整個(gè)過(guò)程基本上還是手工操作，所以仍屬于手工對(duì)刀的范疇。6.2數(shù)控車(chē)床程序編制的基本方法

本節(jié)著重介紹配置FANUC－OTJ數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行車(chē)削加工所特有的程序編制方法。

6.2.1F功能 1．在G95碼狀態(tài)下，F(xiàn)后面的數(shù)值表示的是主軸每轉(zhuǎn)的切削進(jìn)給量或切螺紋時(shí)的螺距，在數(shù)控車(chē)床上這種進(jìn)給量指令方法使用得較多。

指令格式：G95F_

例如：G95F0.5或（F500）表示進(jìn)給量0.5mm／r G95F1.0（或F1000）表示進(jìn)給量1.0mm／r。 2．在G94碼狀態(tài)下，表示每分鐘進(jìn)給量。

指令格式：G94F_

例如：G94F200表示進(jìn)給量為200mm／min。6.2.2S功能 1．主軸最高轉(zhuǎn)速限制（G50）

指令格式：G50S_

例如：G50S1800表示最高轉(zhuǎn)速為1800r／min。 2．恒線速度控制（G96）

指令格式：G96S_

例如：G96S150表示控制主軸轉(zhuǎn)速，使切削點(diǎn)的線速度始終保持在150m／min。由線速度?？汕蟮弥鬏S轉(zhuǎn)速如下： n＝1000υ／（πd）式中υ——線速度（m／min）； d——切削點(diǎn)的直徑（mm）； n——主軸轉(zhuǎn)速（r／min）。

對(duì)如圖6.5所示的切削零件，為保持A、B、C各點(diǎn)的線速度一致，則在每點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)速分別為: nA＝1000×150／（π×40）r/min＝1193r／min nB＝1000×150／（π×60）r/min＝795r／min nA＝1000×150／（π×70）r/min＝682r／min上述主軸轉(zhuǎn)速的變化是由數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)控制的。

3．恒線速度取消（G97）

指令格式：G97S_

例如：G97S1000表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r／min。

當(dāng)由G96轉(zhuǎn)為G97時(shí)，應(yīng)對(duì)S指令賦值，未指令時(shí)，將保留G96指令的最終值。

當(dāng)由G97轉(zhuǎn)為G96時(shí)，若沒(méi)有S指令，則按前一G96所賦S值進(jìn)行恒線速度控制。6.2.3T功能 T后面有四位數(shù)值，前兩位是刀具號(hào)，后兩位既是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。例如T0505表示5號(hào)刀及5號(hào)刀具長(zhǎng)度和刀具半徑補(bǔ)償。至于刀具的長(zhǎng)度和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)木唧w數(shù)值，應(yīng)到5號(hào)刀具補(bǔ)償位去查找和修改。如果后面兩位數(shù)為零，例如T0300，表示取消刀具補(bǔ)償狀態(tài)，調(diào)用第三號(hào)刀具。

6.2.4M功能

輔助功能代碼是用M及后面兩位數(shù)值表示的。數(shù)控車(chē)床加工常用的M指令有：

(1)M00程序停止：用于停止程序運(yùn)行（主軸旋轉(zhuǎn)、冷卻全停）。利用NC啟動(dòng)命令，可使機(jī)床繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)M01計(jì)劃停止：同M00作用相似，但它應(yīng)由機(jī)床“任選停止”按鈕選擇是否有效。 （3）M03主軸順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。 （4）M04主軸逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。 （5）M05主軸旋轉(zhuǎn)停止。 （6）M08切削液開(kāi)。 （7）M09切削液關(guān)。 （8）M30程序停止：程序執(zhí)行完自動(dòng)復(fù)位到程序起始位置。

（9）M98調(diào)用子程序。

（l0）M99子程序結(jié)束并返回到主程序。

6.2.5G功能 1．加工坐標(biāo)系設(shè)定

加工坐標(biāo)系有兩種設(shè)定方法。一種是以G50方式，另一種是以G54～G59的方式，G50是車(chē)削常用的方式。

如圖6.6所示，用G50x128.7Z375.1設(shè)定了加工坐標(biāo)系。2.倒角、倒圓編程使用倒角功能可以簡(jiǎn)化倒角程序（1）45°倒角與1／4圓角倒圓45°度倒角格式為： G01Z(W)bI±I(Z→X圖3-7a) G01X(U)bK±k(X→Z圖3-7b)b點(diǎn)的移動(dòng)可用絕對(duì)或增量指令，進(jìn)給路線為A→D→C。1/4圓角倒圓格式為： G01Z（W）bR±r（Z→X圖3－7c） G01X（U）bR+r（X→Z圖3－7d）b點(diǎn)的移動(dòng)可用絕對(duì)或增量指令，進(jìn)給路線為A→D→C。。加工圖6.8所示零件的倒角程序段為：N20G00X10Z22N30G01Z10R5N40X38.0K-4N50Z0

（2）任意角度倒角與倒圓在直線或圓弧插補(bǔ)指令尾部加上C～`，可自動(dòng)插人任意角度的倒角，用C后面的數(shù)字指令從假設(shè)沒(méi)有倒角的拐角交點(diǎn)距倒角始點(diǎn)與終點(diǎn)之間的距離。 【例】

圖6.9程序段為： N10G01X50C10 N20X100Z-100在直線或圓弧程序段尾部加上R～，可自動(dòng)插人任意角度的倒圓。

【例】

圖6.10程序?yàn)椋?N10G01X50R10 N20X100Z-100

3.刀尖圓弧自動(dòng)補(bǔ)償功能

通常在編程時(shí)都將車(chē)刀刀尖作為一點(diǎn)來(lái)考慮的，即所謂假設(shè)刀尖。但實(shí)際上刀尖是有圓角的（見(jiàn)圖6.11）。

按刀尖點(diǎn)編出的程序在進(jìn)行端面、外徑。內(nèi)徑等與軸線平行的表面加工時(shí)，是沒(méi)有誤差的，但在進(jìn)行倒角、錐面及圓弧切削時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生少切或過(guò)切現(xiàn)象（見(jiàn)圖6.12），具有刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)刀尖圓弧半徑計(jì)算出補(bǔ)償量，自動(dòng)控制刀尖的運(yùn)動(dòng)以避免上述現(xiàn)象的產(chǎn)生。

為了進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，需要使用以下指令： G40：取消刀具補(bǔ)償，即按程序路徑進(jìn)給； G41：左偏刀具補(bǔ)償，按程序路徑前進(jìn)方向刀具偏在零件左側(cè)進(jìn)給； G42：右偏刀具補(bǔ)償，按程序路徑前進(jìn)方向刀具偏在零件右側(cè)進(jìn)給。

另外還需指定假設(shè)刀尖點(diǎn)，指定方法如圖6.13所示。

下面的程序是應(yīng)用刀具補(bǔ)償?shù)膶?shí)例（見(jiàn)圖6.14）： O3 N10G50X200Z175T0101 N20G40G97S1100M03 N30G00G42X58Z10M08 N40G01G96Z0F1.5S200 N50X7OF0.2 N60X78Z-4 N70X83 N80X85Z-5 N90Z-15 N100G02X91Z-18R3F0.15 N110G01X94 N120X97Z-19.5 N130X100 N140G00G40G97X200Z175S1000T0l00 N150M30 4．單一固定循環(huán)

利用單一固定循環(huán)可以將一系列連續(xù)的動(dòng)作，如“切人一切削一退刀一返回”，用一個(gè)循環(huán)指令完成，從而使程序簡(jiǎn)化。 【例】如：圖6.15按一般寫(xiě)法，程序段應(yīng)寫(xiě)為： N10G00X50 N20G01Z-30F～ N30X65.0 N40G00Z2

但用固定循環(huán)語(yǔ)句只要下面一句就可以了： G90X50Z-30F～

（1）圓柱或圓錐切削循環(huán)（G90）

圓柱切削循環(huán)指令編程格式為： G90X（U）-Z（W）-F～

循環(huán)過(guò)程如圖6.16所示。X、Z為圓柱面切削終點(diǎn)坐標(biāo)值，U、W為圓柱面切削終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量?！纠?/p>

圖6.l7的程序段為： O1 N10G50X200Z200T0l01 N20G97G40S695M03 N30G00X55Z4M08 N40G01G96Z2F2.5S120 N50G90X45Z-25F0.35 N60X40 N70X35N80G00G97X200Z200S695T0l00N90M01

上述程序中每次循環(huán)都是返回了出發(fā)點(diǎn)，因此產(chǎn)生了重復(fù)切削端面A的情況，為了提高效率，可將循環(huán)部分程序段改為： N50G90X45Z-2F0.35 N60G00X47 N70G90X40Z-25 N80G00X42 N90G90X35Z-25 N100G00……

圓錐切削循環(huán)指令格式為： G90X（U）__Z（W）__l__F__

循環(huán)過(guò)程如圖6.18所示，I為圓錐面切削始點(diǎn)與切削終點(diǎn)的半徑差。圖中X軸向切削始點(diǎn)坐標(biāo)小于切削終點(diǎn)坐標(biāo)，I的數(shù)值為負(fù)；如果I為正，則相反。

【例】

圖6.19的錐面切削 ……………. N40G01G96X65Z2S120 N50G90S60Z-35I-5F0.3 N60X50 N70G00X100Z100在N50程序段中，I＝（D-d）／2=（50-40）／2mm＝5mm。 (2）端面切削循環(huán)（G94）

切削端平面時(shí)，指令格式為：G94X（U）_Z（W）__F__圖6.19G90的用法(錐面)

循環(huán)過(guò)程如圖6.20所示X、Z為端平面切削終點(diǎn)坐標(biāo)值,U、W為端面切削終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量。

【例】如：圖6-21程序段為： O1 N10G50X200Z200T0101 N20G97G40S450M03 N30G00X85Z10M08 N40G01G96Z5F3SI20 N50G94 N70Z-15 N80G00G97X200Z200S450T0100 N90M01

上述程序中每一循環(huán)都返回始點(diǎn)，因而使外徑部分被重復(fù)切削，浪費(fèi)時(shí)間，為提高效率可將程序循環(huán)部分改為： N50G94X30Z-5F0.2 N60G00Z-3 N70G94X30Z-10 N80G00Z-8 N90G94X30Z-15 N100G00X__Z__

切削錐面時(shí)，編程格式為：G94X（U）__Z（W）__K__F__

循環(huán)過(guò)程如圖6.22，K為端面切削始點(diǎn)至終點(diǎn)位移在Z軸方向的坐標(biāo)分量，圖中軌跡1的方向是Z軸的負(fù)方向，K值為負(fù)，反之為正。

【例】對(duì)于錐面切削，程序段如下（見(jiàn)圖6.23）： N40G01G96X55Z2S120 N50G94X20Z0K-5F0.2 N60Z-5 N70Z-10 N80G00X__Z__ 5．復(fù)合形固定循環(huán)（G70～G76）

在使用G90、G92、G94時(shí)，已經(jīng)使程序簡(jiǎn)化了一些，但還有一類(lèi)被稱為復(fù)合形固定循環(huán)的代碼，能使程序進(jìn)一步得到簡(jiǎn)化。使用這些復(fù)合形固定循環(huán)時(shí)，只需指令精加工的形狀，就可以完成從粗加工到精加工的全部過(guò)程。 (1)外圓粗切削循環(huán)（G71）當(dāng)給出圖6.24所示加工形狀的路線A→A′→B及背吃刀量，就會(huì)進(jìn)行平行于Z軸的多次切削，最后再按留有精加工切削余量Δw和Δu／2之后的精加工形狀進(jìn)行加工。

指令格式 G71u（Δd）R（e） G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）式中Δd——背吃刀量； e——退刀量； ns——精加工形狀程序段中的開(kāi)始程序段號(hào)； nf－－精加工形狀程序段中的結(jié)束程序段號(hào)； Δu——X軸方向精加工余量； ΔW——Z軸方向的精加工余量； f，s，t——F，S，T代碼。

在此應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： l）在使用G71進(jìn)行粗加工循環(huán)時(shí)，只有含在G71程序段中的F、S、T功能才有效。而包含在ns→nf程序段中的F、S、T功能，即使被指定對(duì)粗車(chē)循環(huán)也無(wú)效。 2）A→B之間必須符合X軸、Z軸方向的共同單調(diào)增大或減少的模式。 3）可以進(jìn)行刀具補(bǔ)償。【例】在圖6.25中，試按圖示尺寸編寫(xiě)粗車(chē)循環(huán)加工程序。 O1 N10G50X200Z140T0101 N20G90G40G97S240M03 N30G00G42X120Z10M08 N40G96SI20 N50G71U2R0.l N60G71P70Q130U2W2F0.3 N70G00X40（ns） N80G01Z-30F0.15SI50 N90X60Z-60 N100Z-80 N110X100Z-90 N120Z-110 NI30X120Z-130（nf） N140G00X125G40 N150X200Z140 N160M02

（2）端面粗加工循環(huán)（G72）G72與G71均為粗加工循環(huán)指令，而G72是沿著平行于X軸進(jìn)行切削循環(huán)加工的（如圖6.26所示），編程格式為 G72U（Δd）R（e） G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）其中參數(shù)含義與G71相同。

【例】圖6.27所示零件的加工程序?yàn)?/p>

N10G50X200T0101 N20G90G40G97S220M03 N30G00G41X176G2M08 N40G96S120 N50G72U3R0.1 N60G72P70Q120U2W0.5F0.3 N70G00X160Z60（ns） N80G01X120Z70F0.15S150 N90Z80 N100X80Z90 N110Z110 N120X36Z132（nf） N130G00G40X200Z200 N140M02 (3)封閉切削循環(huán)（G73）所謂封閉切削循環(huán)就是按照一定的切削形狀逐漸地接近最終形狀。這種方式對(duì)于鑄造或鍛造毛坯的切削是一種效率很高的方法。G73循環(huán)方式如圖6.28所示。

指令格式G73U（i）W（k）R（d） G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw、）F（f）S（s）T（t）

式中i—X軸上總退刀量（半徑值）； k—Z軸上的總退刀量； d—重復(fù)加工次數(shù)。

其余與G71相同。用G73時(shí)，與G71、G72一樣，只有G73程序段中的F、S、T有效。

【例】圖6.29程序?yàn)?N10G50X200Z200T0101 N20G97G40S200M03 N30G00G42X140Z40M08 N40G96S120 N50G73U9.5W9.5R3 N60G73P70Q130U1.0W0.5F0.3 N70G00X20Z0（ns） N80G01Z-20F0.15S150 N90X40Z-30 N100Z-50 N110G02X80Z-70R20 N120G01X100Z-80 N130X105（nf） N140G00X200Z200G40 N150M02（4）精加工循環(huán)（G70）由G71、G72完成粗加工后，可以用G70進(jìn)行精加工。

指令格式:G70P（ns）Q（nf）其中ns和nf與前述含義相同。

在這里G71、G72、G73程序段中的F、S。T的指令都無(wú)效，只有在ns～nf程序段中的F、S、T才有效，以圖6.29的程序?yàn)槔?，在N130程序段之后再加上： N140G70P70Q130就可以完成從粗加工到精加工的全過(guò)程。

（5）深孔鉆循環(huán)（G74）其編程格式為 G74R（e） G74Z（W）Q（Δk）F(f)式中e——退刀量；Z（W）——鉆削深度；Δk——每次鉆削行程長(zhǎng)度（無(wú)符號(hào)指定）；F一一進(jìn)給量。

【例】

圖6.30深孔鉆削程序?yàn)?N10G50X200Z100T0202 N20G97S300M03 N30G00G40X0Z5M08 N40G74R1 N50G74Z-80Q20F0.15 N60G00X200Z100T0200 N70M02

（6）外徑切槽循環(huán)（G75）其編程格式為 G75R（e） G75X（u）P（Δi）F（f）式中e——退刀量；u——槽深；Δi——每次循環(huán)切削量；f一一進(jìn)給量。 【例】

圖6.31切槽（切斷）程序?yàn)?N10G50X200Z200T0505 N20G97S700M03 N30G00G40X35Z-50M08 N40G96S80 N50G75R1 N60G75X-1P5F0.15 N70G00X200Z200T0500 N80M02 6．螺紋切削

（1）螺紋切削（G32）用G32指令進(jìn)行螺紋切削時(shí)需要指出終點(diǎn)坐標(biāo)值及螺紋導(dǎo)程F（單位mm）。編程格式為： G32X（U）__Z（W）__F__其中．X（U）省略時(shí)為圓柱螺紋切削，Z（W）省略時(shí)為端面螺紋切削，X（U）、Z（W）都不省略為錐螺紋切削。螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段和降速退刀段。 【例】

圖6.32圓柱螺紋加工的程序（F＝4mm，δ1＝3mm，δ2＝1.5mm） … N100G00U-60 N110G32W-74．5F4 N130G00U60 N140W74．5 N150U-64 N160G32W-74.5 N170G00U64 N180W74.5 【例】圖6.33圓錐螺紋加工的程序（F=3．5mm，，δ1=2mm，，δ2=lmm） N100G00X12 NI10G32X41W-43F3.5 N120G00X50 N130W43 N140X10 N150G32X39W-43 N160G00X50 N170W43

（2）螺紋切削循環(huán)（G92）利用G92，可以將螺紋切削過(guò)程中，從始點(diǎn)出發(fā)“切入－切螺紋－讓刀－返回始點(diǎn)”的4個(gè)動(dòng)作作為一個(gè)循環(huán)用一個(gè)程序段指令。

編程格式G92X（U）～Z（W）～I(xiàn)～

當(dāng)I（螺紋部分半徑之差）后邊的值為0時(shí)，為圓柱螺紋（圖6.34），否則為圓錐螺紋（圖6.35），I后數(shù)值的正負(fù)號(hào)可參見(jiàn)G90的用法。 【例】

圖6.36圓柱螺紋加工的程序?yàn)?N50G50X270Z260 N60G97S300 N70T0101M03 N80G00X35Z104 N90G92X29.2Z53F1.5 N100X28.6 N1l0X28.2 N120X28.04 N130G00X270Z260T0100M05 N140M02 N150G00X270Z260T0100M05 N160M02【例】

圖6.37錐螺紋加廠的程序?yàn)?N50G50X270Z260 N60G97S300 N70M03T0101 N80G00X80Z62 N90G92X49.6Z12I-5F2 N100X48.7 N110X48.l N120X47.5 NI30X47．L N140X47 N150G00X270Z260T0100M05 N160M02

（3）復(fù)合螺紋切削循環(huán)（G76）用G76時(shí)一段指令就可以完成復(fù)合螺紋切削循環(huán)加工程序。

指令格式G76P（m）(r)(α)Q（Δdmin）R(d) G76X（U）Z（w）R（i）P（k）Q(Δd)F(f)式中m——精加工最終重復(fù)次數(shù)（1～99）； R——倒角量； α——刀尖的角度，可以選擇80°，60°，55°，30°，29°，0°六種，其角度數(shù)值用2位數(shù)指定；m、r、α可用地址一次指定，如m=2，.r=1.2,α=60°時(shí)可寫(xiě)成：P021.260； Δdmin——最小切入量；

d——精加工余量X（U），Z（W）——終點(diǎn)坐標(biāo)； i——螺紋部分半徑差（i=0時(shí)為圓柱螺紋）； k——螺牙的高度（用半徑值指令X軸方向的距離）； Δd——第一次的切入量（用半徑值指定）； F——螺紋的導(dǎo)程（與G32螺坊切削時(shí)相同）。螺紋切削方式如圖6.38所示?！?G76P021260Q0.1R0.1 G76X60.64Z25P3.68Q1.8F6……6.2.6編程舉例

加工圖樣、刀具布置圖及刀具安裝尺寸見(jiàn)圖6.40所示。加工程序如下：

O1 N10G50X200Z350T0101建立工件坐標(biāo)系 N20G97S630M03主軸起動(dòng) N30G00X41.8Z292M08快進(jìn)至準(zhǔn)備加工點(diǎn)；切削液開(kāi) N40G01X47.8Z289F0.15倒角 N50Z230精車(chē)螺紋大徑 N6OX50退刀 N70X62W-60精車(chē)錐面 N80Z155精車(chē)φ62mm外圓 N90X78退刀 N100X80W-l倒角 N110W-19精車(chē)φ80mm外圓 N120G02W-60R70精車(chē)圓弧 N130G01Z65精車(chē)φ80mm外圓 N140X90退刀 N150G00X200Z350T0100M09返回起刀點(diǎn)，取消刀補(bǔ)，切削液關(guān) N160M06T0202換刀，建立刀補(bǔ) N170S315M03主軸起動(dòng) N180G00X51Z230M08快進(jìn)至加二：準(zhǔn)備點(diǎn)；切削液開(kāi) N190G01X45F0.16車(chē)φ45mm槽 N200G00X51退刀 N210X200Z350T0200M09返回起刀點(diǎn)，取消刀補(bǔ)，切削液關(guān) N220M06T0303換刀，建立刀補(bǔ)

N230S200M03主軸起動(dòng) N240G00X62Z296M08快進(jìn)至準(zhǔn)備加工點(diǎn)，切削液開(kāi) N250G92X47.54Z232.5F1.5螺紋切削循環(huán) N260X46.94 N270X46.54 N280X46.38 N290G00X200Z350T0300M09返回起刀點(diǎn)，取消刀補(bǔ)，切肖液關(guān) N300M05主軸停 N310M30程序結(jié)束 6.3圖形的數(shù)學(xué)處理

6.3.1選擇原點(diǎn)及尺寸的換算

同一個(gè)零件，同樣的加工，原點(diǎn)選擇不同，尺寸字中的數(shù)據(jù)就不一樣，所以編程之前先要選定原點(diǎn)。

車(chē)削件的程序原點(diǎn)X向均應(yīng)取在零件的回轉(zhuǎn)中心，即車(chē)床主軸軸線上，所以原點(diǎn)位置只在Z向作選擇。原點(diǎn)選定后，就應(yīng)將各點(diǎn)的尺寸換算成從原點(diǎn)開(kāi)始的坐標(biāo)值，并重新標(biāo)注。一般先換算大輪廓的基點(diǎn)。

編程時(shí)可以用基本尺寸換算到原點(diǎn)的坐標(biāo)值，但最好還是用公差中值換算出的坐標(biāo)值來(lái)編程，這樣在實(shí)際車(chē)削中比較容易控制尺寸誤差。圖6.43中，H點(diǎn)之外的七點(diǎn)均采用公差中值。

假如H點(diǎn)的Z向也采用公差中值，那么7°40′和57°20′這兩個(gè)角度就會(huì)有所變化。車(chē)削光坯時(shí)應(yīng)該保證這兩個(gè)角度較為準(zhǔn)確，這樣H點(diǎn)的位置就應(yīng)通過(guò)列解直線方程組求得。過(guò)G、H的直線方程和過(guò)J、H的直線方程分別為 x＝一tg7°40′×z十83.058525 X＝tg32°40′×z一19．636845

解方程組得

Z＝60.613412 X＝74．899178

這就是H點(diǎn)的坐標(biāo)值。下面來(lái)看零件圖樣中B、E、J、M、S五個(gè)倒角處的細(xì)部（參看圖6.43，W處與S處呈Z向?qū)ΨQ，故不必另作計(jì)算），倒角處的各尺寸一律取公差中值，這樣A、C、D、K、L、N、P、U八點(diǎn)的坐標(biāo)值可簡(jiǎn)單換算得到，F(xiàn)和I點(diǎn)的坐標(biāo)值用三角函數(shù)也可很快算出來(lái)，余下的Q、T兩個(gè)基點(diǎn)及五個(gè)圓弧的圓心位置要作一些計(jì)算才能得到。6.3.2基點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算

對(duì)于外徑上的四個(gè)倒角，都要標(biāo)出圓心。它們均是已知圓上兩點(diǎn)的坐標(biāo)及半徑，求圓心位置。這里介紹推導(dǎo)出來(lái)的一組公式（用X—Y坐標(biāo)系）：如果已知A點(diǎn)和B點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（XA，YA）和（XB，YB），那么通過(guò)這兩點(diǎn)的半徑為R的圓心坐標(biāo)值（X0，Y0）分別為： X。＝［J土］／（M2＋l） Y。＝N＋YA－MX0其中： M＝（XA－XB）／（YA－YB） N＝（XA2－XB2＋YA2－YB2）／（2YA－2YB）－YA J＝MN＋XA T＝N2＋XA2－R2

符合上述條件的圓有兩個(gè)，公式中的正負(fù)號(hào)分別對(duì)應(yīng)于AB直線右側(cè)圓與左側(cè)圓，分別將各點(diǎn)的參數(shù)值代入公式計(jì)算，即可得到四個(gè)圓弧的圓心坐標(biāo)值。（計(jì)算略）下面求S處有關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)，見(jiàn)圖6－44。以S為坐標(biāo)原點(diǎn)，先求圓心O的坐標(biāo)。通過(guò)P點(diǎn)的α角度斜線方程是 Y＝cotα·X＋a

其左側(cè)與它平行，距離為R的直線方程為 Y＝cotα＋a＋R／sinα（6－l）

通過(guò)U點(diǎn)的β角度斜線方程為 Y＝tanβ·X＋btgβ

其上側(cè)與它平行，且距離為R的直線方程為

Y＝tgβ·X＋btgβ＋R／cosβ（6－2）

聯(lián)立式（6－l）和式（6－2），代入已知條件就可得O點(diǎn)坐標(biāo)值（計(jì)算略）。切點(diǎn)Q、T的坐標(biāo)值則可很容易得到。 6.4典型零件的程序編制6.4.1軸承內(nèi)圈的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)及程序編制 1．確定工序和裝夾方式2．設(shè)計(jì)和選擇工藝裝備 3．選擇刀具和確定走刀路線 4．選擇刀片和決定切削用量 5．程序編制

6.4.2錐孔螺母套零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)及程序編制

1.零件圖樣分析

錐孔螺母套的加下表面由內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面及內(nèi)螺紋等組成，其中φ28孔。φ60外圓及25、43兩個(gè)長(zhǎng)度尺寸的尺寸精度及形位公差的要求較高。零件形狀描述清晰完整，尺寸標(biāo)注完整，基本符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，切削加工性能較好，適于采用數(shù)控車(chē)床加工。 2．加工工藝性分析

毛坯為φ80mm×85mm的鍛件，毛坯余量適中。對(duì)零件圖樣中標(biāo)注公差的尺寸，編程時(shí)均應(yīng)轉(zhuǎn)換為對(duì)稱公差，以轉(zhuǎn)變后的輪廓尺寸編程。因而 φ800＋0.033改為φ28．016±0．016 φ600-0.025改為φ59．988±0012 φ25O-0.084改為φ24．958±0．042

左右端面均為多個(gè)尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面，相應(yīng)工序加工前，應(yīng)先加工左右兩端面，并作為Z向編程原點(diǎn)。內(nèi)孔內(nèi)螺紋加工完成后，需掉頭再加工其他表面。 3．確定工序和裝夾方式

加工順序按由內(nèi)到外、由粗到精的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。針對(duì)本零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可先粗、精加工外圓及內(nèi)孔各表面，再精加工內(nèi)孔各表面，然后精加工外輪廓表面。加工內(nèi)孔時(shí)，先以毛坯外圓定位（見(jiàn)圖6.48），用三爪自定心卡盤(pán)夾緊進(jìn)行右端面、外圓、內(nèi)螺紋等加工；掉頭后（見(jiàn)圖6.49），以精車(chē)過(guò)的外圓定位，加工端面、內(nèi)孔和圓錐孔。加工外輪廓時(shí)，為保證同軸度要求和便于裝夾，用一心軸以左端面和內(nèi)孔定位，如圖6.50所示；同時(shí)，將心軸右端用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統(tǒng)剛性。 4．選擇刀具和確定走刀路線

所選用刀具如表6.4所示。

確定走刀路線時(shí)，主要以表面切削要求為主。由于零件為單件小批量生產(chǎn)，要適當(dāng)考慮最短進(jìn)給路線或最短空行程路線。 5切削用量選擇

根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、工件材料和刀具材料，可參考切削用量手冊(cè)或選定品牌刀具的使用手冊(cè)來(lái)確定切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量等參數(shù)。 6．?dāng)M定工序卡片

將上述確定的各項(xiàng)內(nèi)容綜合后，填寫(xiě)以下數(shù)控加工工序卡片（見(jiàn)表6.5），作為數(shù)控程序編制人員及調(diào)整、操作人員的指導(dǎo)性文件。

將上述確定的各項(xiàng)內(nèi)容綜合后，填寫(xiě)以下數(shù)控加工工序卡片（見(jiàn)表6.5），作為數(shù)控程序編制人員及調(diào)整、操作人員的指導(dǎo)性文件。 7．編制加工程序

（1）外圓及螺紋孔加工如圖6.48所示，用三爪自定心卡盤(pán)裝夾零件后，編程原點(diǎn)設(shè)在零件右端面。其加工程序如下： O1111 N10G50X200Z140T0110 N20G90G40G97S320M03 N30G00G41X85Z7M08 N40G96S120 N50G94X0Z4F60車(chē)端面 N60G00Z3 N70G94X0Z1F30 N80G00Z2 N90G94X0Z0F30N100G00G40X200Z140 N110G97S320 N120G00G41X85Z2T0202車(chē)外圓 N130G71U1R0.5 N140G71P150Q170U0.5W1F60S320 N150G00X72 N160G01Z-60F30 N170G00X75 N175G70P150Q170 N180G00G40X200Z140 N190G00X0Z2T0303S950鉆中心 N200G01Z-2F30 N210G00Z10 N220G00X200Z140 N230G00X0Z2T0404S320鉆孔 N240G01Z-75F10 N250G00G40X200Z140 N260G00G41X75Z10T0505S320鏜孔 N270G71U1R0.5 N280G71P290Q330U0.5W0.5F40 N290G00X40.2Z1F30 N300G01X34.2Z-2 N310G01Z-22 N320G00X33 N330G00Z10 N335G70P290Q330 N340G00X200Z140 N350G00X33Z2T0606S320切槽

N360G00Z-24.958 N370G01X40F10 N380G04X5 N390G00X33 N400G00Z10 N410G00X200Z140 N420G00X34Z3T0660S320車(chē)螺紋 N430G76P021260Q0.1R0.1 N440G76X36Z-22R0P1.1Q0.5F2 N450G00Z10N460G00X200Z140M05M30

（2）加工內(nèi)孔、內(nèi)錐面如圖6－49所示，用三爪自定心卡盤(pán)掉頭裝夾零件后，編程原點(diǎn)設(shè)在零件右端面。其加工程序如下： O2222 N10G50X200Z140T0101 N20G90G40G97S320M03 N30G00G41X85Z7M08 N40G96S120 N50G94X0Z4F60車(chē)端面 N60G00Z3 N70G94X0Z1F30 N80G00Z2 N90G94X0Z0F0.2 N100G00G40X200Z140 N110G97S320 N120G00G42X25Z2M08T0505車(chē)外圓 N130G71U0.5R0.2

N140G71P150Q200U0.1W0.1F60 N150G00X36.016Z2 N160G01Z0 N170G01X28.016Z-20 N180G01Z-47 N190G01X27 N200G00Z10 N210G70P150Q200 N220G00X200Z140M05M30

加工外輪廓如圖6.50所示，用心軸裝夾零件后，編程原點(diǎn)設(shè)在零件左端面。其加工程序如下： O3333 N10G50X200Z140T0202 N20G90G40G97S320M03 N30G00G42X85Z2M08 N40G71U0.5R0.2 N50G71P60Q110U0.1W1F60 N60G00X43Z2

N70G01X50Z-1.5 N80G01Z-20R5 N90G01X70R-l N100G01Z-30 N110G00X72 N120G00G40X200Z140

思考與練習(xí) 6.1不同擋次的數(shù)控車(chē)床功能上有什么差別？ 6.2數(shù)控車(chē)床加工零件為什么需要對(duì)刀？如何對(duì)刀？ 6.3手動(dòng)對(duì)刀時(shí)，如果采用相對(duì)位置檢測(cè)器，除課本上介紹的方法外，還可采用什么方法？如果采用絕對(duì)位置檢測(cè)器，應(yīng)如何進(jìn)行對(duì)刀？ 6.4選擇數(shù)控車(chē)床的工藝裝備時(shí)，應(yīng)考慮哪些問(wèn)題？ 6.5請(qǐng)自己總結(jié)數(shù)控車(chē)床程序編制有哪些特點(diǎn)？S功能、T功能、M功能及G功能代碼的含義及用途。 6.6編制圖6.51中各零件的數(shù)控加工程序。第7章數(shù)控電火花線切割編程數(shù)控電火花線切割編程數(shù)控線切割機(jī)床加工概述數(shù)控線切割機(jī)床編程的基本方法7.1數(shù)控線切割機(jī)床加工概述數(shù)控線切割機(jī)床加工原理加工工藝指標(biāo)一、數(shù)控線切割機(jī)床加工原理電火花加工是在一定介質(zhì)中，通過(guò)工具電極和工件電極之間放電時(shí)產(chǎn)生的電腐蝕作用，對(duì)金屬工件進(jìn)行加工的一種工藝方法。它可以加工利用傳統(tǒng)的切削方法難于加工的各種高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高韌性的金屬材料，屬于直接利用電能、熱能進(jìn)行金屬加工的特種加工范疇。電火花加工根據(jù)所使用的工具電極形式的不同和工具電極相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)方式的不同，可以分為電火花成形加工、電火花線切割加工、電火花磨削、電火花表面強(qiáng)化和刻字等。其中以電火花成形加工（簡(jiǎn)稱電火花加工）和電火花線切割加工（簡(jiǎn)稱線切割加工）應(yīng)用最為廣泛。數(shù)控線切割機(jī)床加工原理數(shù)控電火花線切割加工原理如圖7.1所示。數(shù)控電火花線切割加工是利用作為負(fù)極的電極絲（銅絲或鉬絲）和作為正極的金屬材料（工件）之間脈沖放電的電腐蝕作用，對(duì)工件進(jìn)行加工的一種工藝方法。在加工中電極絲相對(duì)于工件的運(yùn)行軌跡由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行程序控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工。電極絲沿預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)中始終保持在電極絲和工件之間有一定的放電間隙。由脈沖電源輸出的電壓就加在電極絲和工件之間，從而為加工提供了加工能源。電極絲是由耐高溫金屬材料制成，由工作液及時(shí)冷卻，在一批零件的加工中，電極絲受電腐蝕程度相對(duì)于金屬工件而言非常微小，對(duì)工件尺寸的影響可忽略不計(jì)，但最終會(huì)因?yàn)檫^(guò)度腐蝕造成斷絲。電腐蝕過(guò)程中一次脈沖放電循環(huán)分為以下幾個(gè)階段：數(shù)控線切割機(jī)床加工原理數(shù)控線切割機(jī)床加工原理（1）電離由于工件和電極絲表面存在著微觀的凸凹不平，在兩者相距最近點(diǎn)上電場(chǎng)強(qiáng)度最大，會(huì)使間隙中的液體介質(zhì)電離成電子和正離子，形成放電通道。（2）放電在電場(chǎng)力的作用下，電子高速流向陽(yáng)極，正離子流向陰極，產(chǎn)生火花放電。數(shù)控線切割機(jī)床加工原理（3）爆炸由于放電通道中電子和離子高速運(yùn)動(dòng)時(shí)相互碰撞，產(chǎn)生大量熱能。陽(yáng)極和陰極表面受高速電子和離子流的撞擊，其動(dòng)能也轉(zhuǎn)化成熱能，因此在兩極之間沿通道形成了一個(gè)溫度高達(dá)10000℃～12000℃的瞬時(shí)高溫?zé)嵩础Ｔ跓嵩醋饔脜^(qū)的工件表面金屬會(huì)很快熔化，甚至氣化。通道周?chē)囊后w介質(zhì)一部分則被氣化，并產(chǎn)生很高的瞬時(shí)壓力，在高壓的作用下熔融的金屬液體和蒸汽就被排擠、拋出而進(jìn)人工作液中。上述過(guò)程是在極短時(shí)間內(nèi)完成的，因此具有突然膨脹爆炸的特性，可以聽(tīng)到輕微的噼啪聲。（4）排屑熱膨脹產(chǎn)生的爆炸力使一部分熔化和氣化了的金屬?gòu)拈g隙中噴出產(chǎn)生火花，并將另一部分在拋入間隙的液體介質(zhì)中冷卻，凝固成細(xì)小的微粒隨介質(zhì)流動(dòng)排出。數(shù)控線切割機(jī)床加工原理（5）恢復(fù)在一次脈沖放電后，兩極間的電壓急劇下降為零，使間隙中的介質(zhì)及時(shí)消除電離，恢復(fù)絕緣性能。到此，完成一次脈沖放電過(guò)程。此后，兩極間的電壓再次升高，重復(fù)上述脈沖放電過(guò)程。多次脈沖放電的結(jié)果，將工件沿電極絲運(yùn)動(dòng)軌跡切割成所需要的形狀和尺寸，完成電火花線切割加工。數(shù)控線切割機(jī)床加工原理實(shí)現(xiàn)電火花線切割加工必須具備下列基本條件：1）必須有足夠的放電能量，以保證放電部位的金屬迅速熔化和氣化。2）必須是瞬時(shí)的脈沖放電，以使放電所產(chǎn)生的熱量來(lái)不及傳導(dǎo)到其他部分，使每次熔化和氣化的金屬微粒極小，保證加工精度。3）必須要有合適的脈沖間歇。在一次脈沖放電之后，如果沒(méi)有放電間歇，就會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的電弧，燒傷工件表面，從而無(wú)法保證尺寸精度和表面粗糙度。連續(xù)的電弧產(chǎn)生的高溫會(huì)使電極絲迅速損耗，造成斷絲，使加工無(wú)法進(jìn)行。如果放電間歇時(shí)間過(guò)短，電腐蝕產(chǎn)物和氣泡來(lái)不及排除，就會(huì)改變間隙中介質(zhì)成分和絕緣強(qiáng)度，影響電離過(guò)程，所以要保證合適的間歇，使電腐蝕物和氣泡及時(shí)排除，為下一階段脈沖放電做好準(zhǔn)備。數(shù)控線切割機(jī)床加工原理4）必須保證電極絲和工件之間始終保持一定距離以形成放電間隙。一旦電極絲和工件之間發(fā)生短路，它們之間的電壓就會(huì)降為零，不再發(fā)生放電。間隙的大小與加工電壓及介質(zhì)有關(guān)?？刂葡到y(tǒng)可通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)給速度來(lái)保證一定放電間隙并在發(fā)生短路時(shí)使電極絲回退以消除短路。5）放電必須在具有一定絕緣性的液體介質(zhì)中進(jìn)行，它既要避免電極絲和工件之間發(fā)生短路，又要在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生電離，形成導(dǎo)電通道。液體介質(zhì)還要有良好的流動(dòng)性以便將電蝕產(chǎn)物從放電間隙中排除并對(duì)電極絲進(jìn)行冷卻。數(shù)控線切割機(jī)床加工原理線切割機(jī)床加工的特點(diǎn)1）可以加工用一般切削加工方法難以加工或無(wú)法加工的形狀復(fù)雜的工件。加工不同的工件只需編制不同的控制程序，對(duì)不同形狀的工件能容易地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，更適合于小批量形狀復(fù)雜零件、單件和試制品的加工，加工周期短。2）電極絲在加工中作為“刀具”不直接接觸工件，兩者之間的作用力很小，因而不要求電極絲、工件及夾具有足夠的剛度，以抵抗切削變形。因此可以加工低剛度零件。3）電極絲材料不必比工件材料硬，便可以加工一般切削加工方法難以加工和無(wú)法加工的金屬材料和半導(dǎo)體材料。在加工中作為刀具的電極絲無(wú)須刃磨，可節(jié)省輔助時(shí)間及刀具刃磨費(fèi)用。4）直接利用電、熱能進(jìn)行加工，可以方便地對(duì)影響加工精度的加工參數(shù)（如脈寬、間歇、電流等）進(jìn)行調(diào)整，有利于加工精度的提高，便于實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)化。5）與一般切削加工相比，線切割加工的金屬去除率低，因此加工成本高，不適合形狀簡(jiǎn)單的大批量零件的加工。數(shù)控線切割機(jī)床加工原理線切割機(jī)床的組成（1）床身是機(jī)床主機(jī)的基礎(chǔ)部件，作為工作臺(tái)、立柱、儲(chǔ)絲筒等部件的支承基礎(chǔ)。（2）工作臺(tái)由工作臺(tái)面、中拖板和下拖板組成。工作臺(tái)面用以安裝夾具和被切割工件，中拖板和下拖板是由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、變速齒輪、滾珠絲桿副和滾動(dòng)導(dǎo)軌組成的一個(gè)X向、Y向的坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用以完成工件切割的成形運(yùn)動(dòng)。由于工作臺(tái)的移動(dòng)精度直接影響工件的加工質(zhì)量，因此各拖板均采用滾珠絲杠傳動(dòng)副和滾動(dòng)導(dǎo)軌，便于實(shí)現(xiàn)精確和微量移動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)靈活、平穩(wěn)。線切割機(jī)床的組成（3）走絲機(jī)構(gòu)是電火花線切割機(jī)床的重要組成部分，用于控制電極絲沿Z軸方向進(jìn)入與離開(kāi)放電區(qū)域，其結(jié)構(gòu)形式多樣，根據(jù)走絲速度可分為快走絲機(jī)構(gòu)和慢走絲機(jī)構(gòu)?？熳呓z機(jī)構(gòu)主要由儲(chǔ)絲筒、走絲滑座、走絲電動(dòng)機(jī)、張絲裝置、絲架和導(dǎo)輪等部件組成。儲(chǔ)絲筒是纏繞并帶動(dòng)電極絲做高速運(yùn)動(dòng)的部件，安裝在走絲滑座上，電極絲一般采用鉬絲，其傳動(dòng)系統(tǒng)如圖7.2所示。它采用鋼制薄壁空心圓柱體結(jié)構(gòu)，裝配后整體精加工制成，精度高、慣性小，通過(guò)彈性聯(lián)軸器由走絲電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，走絲速度等于儲(chǔ)絲筒直徑上的線速度，速度可調(diào)，同時(shí)通過(guò)同步齒形帶以—定傳動(dòng)比帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)使走絲滑座沿軸向移動(dòng)。為使儲(chǔ)絲筒自動(dòng)換向?qū)崿F(xiàn)連續(xù)正、反向運(yùn)動(dòng)，走絲滑座上置有左、右行程限位擋塊，當(dāng)儲(chǔ)絲筒軸向運(yùn)動(dòng)到接近電極絲供絲端終端時(shí)，行程限位擋塊碰到行程開(kāi)關(guān)，立即控制儲(chǔ)絲筒反轉(zhuǎn)，使供絲端成為收絲端，電極絲則反向移動(dòng)，如此循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)電極絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。線切割機(jī)床的組成快走絲機(jī)構(gòu)的張絲裝置由緊絲重錘、張緊輪和張絲滑塊等構(gòu)成。如圖7.3所示，緊絲重錘在重力作用下帶動(dòng)張絲滑塊和張緊輪沿導(dǎo)軌產(chǎn)生預(yù)緊力作用，從而使加工過(guò)程中電極絲始終處于拉緊狀態(tài)，防止電極絲因松弛、抖動(dòng)造成加工不穩(wěn)定或脫絲。慢走絲機(jī)構(gòu)主要包括供絲繞線軸、伺服電動(dòng)機(jī)恒張力控制裝置、電極絲導(dǎo)向器和電極絲自動(dòng)卷繞機(jī)構(gòu)。電極絲一般采用成卷的黃銅絲，可達(dá)數(shù)千米長(zhǎng)、數(shù)十千克重，預(yù)裝在供絲繞線軸上，為防止電極絲散亂，軸上裝有力矩很小的預(yù)張力電動(dòng)機(jī)。如圖7.4所示，切割時(shí)電極絲的走行路徑為：整卷的電極絲由供絲繞線軸送出，經(jīng)一系列輪組、恒張力控制裝置、上部導(dǎo)向器引至工作臺(tái)處，再經(jīng)下部導(dǎo)向器和導(dǎo)輪走向自動(dòng)卷繞機(jī)構(gòu)，被拉絲卷筒和壓緊卷筒夾住，靠拉絲卷筒的等速回轉(zhuǎn)使電極絲緩慢移動(dòng)。在運(yùn)行過(guò)程中，電極絲由絲架支撐，通過(guò)電極絲自動(dòng)卷繞機(jī)構(gòu)中兩個(gè)卷筒的夾送作用，確保電極絲以一定的速度運(yùn)行；并依靠伺服電動(dòng)機(jī)恒張力控制裝置，在一定范圍內(nèi)調(diào)整張力，使電極絲保持一定的直線度，穩(wěn)定地運(yùn)行。電極絲經(jīng)放電后就成為廢棄物，不再使用，被送到專(zhuān)門(mén)的收集器中或被再卷繞至收絲卷筒上回收。線切割機(jī)床的組成線切割機(jī)床的組成（4）錐度切割裝置用于加工某些帶錐度工件的內(nèi)外表面，在線切割機(jī)床上廣泛采用，其結(jié)構(gòu)形式也有多種，比較常見(jiàn)的是數(shù)控四軸聯(lián)動(dòng)錐度切割裝置。它是由位于立柱頭部的兩個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接與兩個(gè)滑動(dòng)絲杠相連帶動(dòng)滑板做U向、V向坐標(biāo)移動(dòng)，與坐標(biāo)工作臺(tái)的X、Y軸驅(qū)動(dòng)構(gòu)成數(shù)控四軸聯(lián)動(dòng)，使電極絲傾斜一定的角度，從而達(dá)到工件上各個(gè)方向的斜面切割和上下截面形狀異形加工的目的。進(jìn)行錐度切割時(shí)，保持電極絲與上、下部導(dǎo)輪（或?qū)蚱鳎┑膬蓚€(gè)接觸點(diǎn)之間的直線距離一定，是獲得高精度的重要前提。為此，有的機(jī)床具有Z軸設(shè)置功能以設(shè)置這種導(dǎo)向間距。線切割機(jī)床的組成（5）立柱是走絲機(jī)構(gòu)、Z軸和錐度切割裝置的支承基礎(chǔ)件，它的剛度直接影響工件的加工精度。在立柱頭部裝有滑枕、滑板等部件，滑枕通過(guò)手輪、齒輪及齒條可在滑板上作Z軸坐標(biāo)移動(dòng)，它帶動(dòng)斜度切割裝置及上導(dǎo)輪部件上下移動(dòng)，以適應(yīng)對(duì)薄厚不同工件的加工。線切割機(jī)床的組成（6）供液系統(tǒng)是線切割機(jī)床不可缺少的組成部分。電火花線切割加工必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行，以利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電。另外，由于線切割加工切縫窄且火花放電區(qū)的溫度很高，因此排屑和防止電極絲燒斷是非常重要的問(wèn)題。加工時(shí)必須充分連續(xù)地向放電區(qū)域供給清潔的工作液，以保證脈沖放電過(guò)程持續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。工作液的主要作用是：及時(shí)排除其間的電蝕產(chǎn)物；冷卻電極絲和工件；對(duì)放電區(qū)消電離；沖刷導(dǎo)輪及導(dǎo)電塊上的堆積物。工作液種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有乳化液、去離子水及煤油等?？熳呓z線切割時(shí)采用的工作液一般是油酸鉀皂乳化液，液壓泵抽出儲(chǔ)液箱里的工作液，流經(jīng)上、下供液管被壓送到加工區(qū)域，隨后經(jīng)坐標(biāo)工作臺(tái)中的回液管流回儲(chǔ)液箱，經(jīng)分級(jí)過(guò)濾后繼續(xù)使用；慢走絲線切割時(shí)一般采用去離子水做工作液，即將自來(lái)水通過(guò)離子交換樹(shù)脂凈化器去除水中的離子后供使用。線切割機(jī)床的組成（7）控制系統(tǒng)是機(jī)床完成軌跡控制和加工控制的主要部件，現(xiàn)大多采用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，其作用是控制電極絲相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡以及走絲系統(tǒng)、供液系統(tǒng)的正常工作，并能按加工要求實(shí)現(xiàn)進(jìn)給速度調(diào)整、接觸感知、短路回退及間隙補(bǔ)償?shù)瓤刂乒δ?。從進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類(lèi)型來(lái)說(shuō)，快走絲電火花線切割機(jī)床大多采用較簡(jiǎn)單的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，慢走絲電火花線切割機(jī)床統(tǒng)則大多是伺服電動(dòng)機(jī)加碼盤(pán)的半閉環(huán)系統(tǒng)，僅在一些少量的超精密線切割機(jī)床上采用伺服電動(dòng)機(jī)加磁尺或光柵的全閉環(huán)系統(tǒng)。線切割機(jī)床的組成（8）脈沖電源是線切割機(jī)床最為關(guān)鍵的設(shè)備之一，對(duì)線切割加工的表面質(zhì)量、加工速度、加工過(guò)程的穩(wěn)定性和電極絲損耗等都有很大影響。采用脈沖電源是因?yàn)榉烹娂庸け仨毷敲}沖性、間歇性的火花放電，而不能是持續(xù)性的電弧放電。如圖7.5所示，T為脈沖周期，在脈沖間隔時(shí)間TOFF內(nèi)，放電間隙中的介質(zhì)完成消電離，恢復(fù)絕緣強(qiáng)度，使下一個(gè)脈沖能在兩極間擊穿介質(zhì)放電，一般脈沖間隔TOFF應(yīng)為脈沖寬度TON的5倍以上。此外，受加工表面粗糙度和電極絲允許承載電流的限制，線切割加工總是采用正極性加工，即工件接脈沖電源正極，電極絲接脈沖電源負(fù)極。常用的脈沖電源類(lèi)型有晶體管脈沖電源、并聯(lián)電容式脈沖電源、高頻交流式脈沖電源及自適應(yīng)控制脈沖電源等。二、加工工藝指標(biāo)1.加工工藝指標(biāo)電火花線切割加工工藝指標(biāo)主要包括切割速度、表面粗糙度、加工精度等。此外，放電間隙、電極絲損耗和加工表面層變化也是反映加工效果的重要內(nèi)容。加工工藝指標(biāo)2.影響工藝指標(biāo)的因素1）短路峰值電流對(duì)工藝指標(biāo)的影響當(dāng)其他工藝條件不變時(shí)，增加短路峰值電流，切割速度提高，表面粗糙度變差。這是因?yàn)槎搪贩逯惦娏鞔螅砻飨鄳?yīng)的加工電流峰值就大，單個(gè)脈沖能量亦大，所以放電痕大，故切割速度高，表面粗糙度差。增大短路峰值電流，不但使工件放電痕變大，而且使電極絲損耗變大，這兩者均使加工精度稍有降低。影響工藝指標(biāo)的因素2）脈沖寬度對(duì)工藝指標(biāo)的影響在一定工藝條件下，增加脈沖寬度，可使切割速度提高，但表面粗糙度變差。這是因?yàn)槊}沖寬度增加，使單個(gè)脈沖放電能量增大，則放電痕也大。同時(shí)，隨著脈沖寬度的增加，電極絲損耗變大。3）脈沖間隔對(duì)工藝指標(biāo)的影響在一定的工藝條件下，減小脈沖間隔，切割速度提高，表面粗糙度Ra稍有增大，這表明脈沖間隔對(duì)切割速度影響較大，對(duì)表面粗糙度影響較小。因?yàn)樵趩蝹€(gè)脈沖放電能量確定的情況下，脈沖間隔較小，致使脈沖頻率提高，即單位時(shí)間內(nèi)放電加工的次數(shù)增多，平均加工電流增大，故切割速度提高。影響工藝指標(biāo)的因素4）開(kāi)路電壓對(duì)工藝指標(biāo)的影響在一定的工藝條件下，隨著開(kāi)路電壓峰值的提高，加工電流增大，切割速度提高，表面變粗糙。因電壓高使加工間隙變大，所以加工精度略有降低。但間隙大，有利于放電產(chǎn)物的排除和消電離，則提高了加工穩(wěn)定性和脈沖利用率。加工工藝指標(biāo)3.根據(jù)加工對(duì)象合理選擇電參數(shù)1）要求切割速度高時(shí)當(dāng)脈沖電源的空載電壓高、短路電流大、脈沖寬度大時(shí)，則切割速度高。但是切割速度和表面粗糙度的要求是互相矛盾的兩個(gè)工藝指標(biāo)，所以，必須在滿足表面粗糙度的前提下再追求高的切割速度。而且切割速度還受到間隙消電離的限制，也就是說(shuō)，脈沖間隔也要適宜。2）要求表面粗糙度好時(shí)若切割的工件厚度在80mm以內(nèi)，則選用分組波的脈沖電源為好，它與同樣能量的矩形波脈沖電源相比，在相同的切割速度條件下，可以獲得較好的表面粗糙度。無(wú)論是矩形波還是分組波，其單個(gè)脈沖能量小，則Ra值小。也就是說(shuō)，脈沖寬度小、脈沖間隔適當(dāng)、峰值電壓低、峰值電流小時(shí)，表面粗糙度較好。根據(jù)加工對(duì)象合理選擇電參數(shù)3）要求電極絲損耗小時(shí)多選用前階梯脈沖波形或脈沖前沿上升緩慢的波形，由于這種波形電流的上升率低，故可以減小絲損。4）要求切割厚工件時(shí)選用矩形波、高電壓、大電流、大脈沖寬度和大的脈沖間隔可充分消電離，從而保證加工的穩(wěn)定性。加工工藝指標(biāo)4.合理選擇進(jìn)給速度1）進(jìn)給速度調(diào)得過(guò)快超過(guò)工件的蝕除速度，會(huì)頻繁地出現(xiàn)短路，造成加工不穩(wěn)定，使實(shí)際切割速度反而降低，加工表面呈褐色，工件上下端面處有過(guò)燒現(xiàn)象。2）進(jìn)給速度調(diào)得太慢大大落后于工件可能的蝕除速度，極間將開(kāi)路，使脈沖利用率過(guò)低，切割速度大大降低，加工表面呈淡褐色，工件上下端面處有過(guò)燒現(xiàn)象。3）進(jìn)給速度調(diào)得適宜加工穩(wěn)定，切割速度高，加工表面細(xì)而亮，絲紋均勻，可獲得較好的表面粗糙度和較高的精度。7.2數(shù)控線切割機(jī)床編程的基本方法數(shù)控線切割機(jī)床編程基礎(chǔ)3B編程ISO代碼編程典型零件的程序編制一、數(shù)控線切割機(jī)床編程基礎(chǔ)1.數(shù)控線切割機(jī)床坐標(biāo)