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1、第三章 数控加工程序的编制34一、数控车床的编程特点普通控车床能完成端面、内外圆、倒角、锥面、球面及成形面、螺纹等的车削加工。在一个程序段中,根据图样上标注的尺寸,可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程。由于车削加工图样上的径向尺寸及测量的径向尺寸使用的是直径值,因此在数控车削加工的程序中输入的X及U坐标值也是“直径值”。为提高工件的径向尺寸精度,X向的脉冲当量取Z向的一半。由于毛坯常用棒料或锻料,加工余量大,所以数控装置常具备不同形式的固定循环功能,可进行多次循环切削。34一、数控车床的编程特点编程时,常认为车刀刀尖是一个点,而实际上为了提高刀具寿命和工作表面质量,车刀刀尖常磨成一个半

2、径不大的圆弧,因此为提高工件的加工精度,当编制圆头刀程序时,需要对刀具半径进行补偿。大多数数控车床都具有刀具补偿,这类数控车床可直接按工件轮廓尺寸编程。对不具备刀具自动补偿功能的数控车床,编程时需先计算补偿量。许多数控车床用X、Z表示绝对坐标指令;用U、W表示增量坐标指令,而不用G90、G91指令。I、K在不同的程序段中作用也不同。I、K在圆弧切削时表示圆心相对于圆弧起点的坐标位置。而在有自动循环指令的程序中,I、K坐标则用来表示每次循环的进给量。二、车削加工程序编制(回转体表面和端面)1、零件加工特点: 主要为轴类、盘类等回转体零件。 主要加工表面为内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面,

3、以 及还需要做车槽、倒角、切断、钻孔、扩孔、铰孔等工作。 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。 X方向分直径和半径,直径是回转零件常用的标注方式。 切削需要多次吃刀。2、常用编程指令: 刀尖半径补偿指令: G40、G41、 G42 循环指令:单一固定循环指令(G90 、 G92、G94) 复合固定循环指令( G71 、G72、 G73 、G74、G75、G76 ) 子程序指令 直径编程方式 恒速切削和恒转速切削指令 进给速度和恒进给量切削速度三、常用编程指令举例1)刀尖圆弧半径自动补偿指令G40、G41、 G42举例2)恒速切削G96与恒转速切削G97指令举例 3)恒进给

4、速度G94与恒进给量G95指令举例4)固定循环指令举例 (1)单一固定循环指令举例 (2)复合固定循环指令举例 (G71、 G72、 G73、 G74 、G75、G76指令)7) 调用子程序举例刀尖位置编码:3N10 G00 X200 Z175 T0101 N20 M03 S1500N30 G00 G42 X58 Z10 M08N40 G96 S200N50 G01 Z0 F1.5N60 X70 F0.2N70 X78 Z-4N80 X83N85 X85 Z-5N90 Z-15N100 G02 X91 Z-18 R3 F0.15N110 G01 X94N120 X97 Z-19.5N130 X

5、100N140 G00 G40 G97 X200 Z175 N150 M30 1)、刀尖圆弧半径自动补偿指令 G40、G41、 G42举例加工图所示零件2)恒速切削与恒转速切削指令 (G96 G97)ISO标准:G96恒速切削指令(最大线速度m/min)G97恒转速切削指令(转速r/min),表示取消恒定切削格式: G96 ( G97) S_应用:G96常用与精加工和半精加工 G97常用与粗加工或半径变化不大的工件.举例: G96 S180(恒速切削 最大线速度180 m/min) ) G97 S2500(恒转速切削 转速2500r/min)G96、G97 为同组的模态指令字。CNC 系统上电

6、默认G97 有效G50 S-;设置恒线速控制时的主轴最高转速限制值(r/min)数控车削加工时,主轴转速可以设置成恒切削速度,车削过程中数控系统根据工件不同位置处的直径值计算主轴转速。恒切削速度的设置方法为G96 S_ ;(S的单位为m/min)例:G96 S150 表示切削点线速度控制在 150 m /min。对图中所示的零件,为保持A、B、C各点的线速度在 150 m /min,则各点在加工时的主轴转速分别为: A:n=1000150(40)=1193 r/min B:n=1000150(60)=795r/min C:n=1000150(70)=682 r/min 主轴转速也可不设置成恒切

7、削速度,指令格式为G97 S_ ;(S的单位为r/min)注意:设置成恒切削速度时,为了防止计算出的主轴转速过高而发生危险,在设置前应将主轴最高转速设置在某一最高值。指令格式为G50 S_ ;(S的单位为r/min)(1)在G96 状态下,被指令的S 值,即使在G97 状态中也保持着,当返回到G96 状态时,其值恢复。如:G96 S50;切削线速度50m/mimG97 S1000;主轴转速为1000r/minG96 G0X30 切削线速度50m/mim(2)当机床锁住时,恒线速度控制功能仍然有效。(3)螺纹切削时,恒线速度控制功能虽然也能有效,但为了保证螺纹加工精度,螺纹切削时不要采用恒线速度

8、控制,应在G97 状态下进行螺纹切削,这点对于各个数控系统都是适用的。3)恒进给速度与恒进给量指令 (G94 G95)ISO标准:G94:恒进给速度(mm/min)G95:恒进给量(mm/r)格式: G94 ( G95) F_华中I系统标准G98:恒进给速度(mm/min)G99:恒进给量(mm/r)格式: G98 ( G99) F_应用:G95恒进给量用于加工螺纹。举例: G98 F100 : (恒进给速度00mm/min) G99 F0.3 (恒进给量0.3mm/r)4)单一固定循环 单一固定循环可以将一系列连续加工动作,如“切入-切削-退刀-返回”,用一个循环指令完成,从而简化程序。包括

9、圆柱面或圆锥面切削循环 端面切削循环平面端面切削循环 锥面端面切削循环 螺纹切削循环第一节 数控车床的程序编制 车削固定循环功能车削循环指令是用含有G功能的一个程序段完成多个程序段指令的加工操作,免去了复杂的数学运算,使程序得以简化。车削循环指令有单一固定循环指令和复合循环指令。1.单一固定循环指令(FUNC-0i系统)单一固定循环指令只能进行简单的重复加工,主要有外径/内径切削固定循环指令(G90)、螺纹切削固定循环指令(G92)和端面固定循环指令(G94)。 单一固定循环可以将一系列连续加工动作,如“切入-切削-退刀-返回”,用一个循环指令完成,从而简化程序。第一节 数控车床的程序编制 1

10、.外径/内径切削循环固定循环指令(G90)编程格式:G90 X_Z_F_其中,X、Z值为圆柱面切削终点的坐标值;F是进给速度。如图所示,该指令可使刀具从循环起点A走矩形轨迹,回到A点,然后进刀,在按矩形循环,依次类推,最终完成圆柱面车削。执行该指令刀具刀尖从循环起点(A点)开始,经A B C D A。其中,AB、DA段按快速R移动;BC、CD段按指令速度F移动。对于如图所示的工件,编制一个粗车32外圆的简单循环程序,每次切深1mm(半径方向)(1)确定切削深度及循环次数,单边径向余量为(40-32)/2=4mm,每次切削深度为1mm,其循环次数为4次。图3-2 外循环程序示例(2)编写的循环程

11、序如下:绝对坐标方式程序G90 X38 Z-60 F300;G90 X36 Z-60 F300;G90 X34 Z-60 F300;G90 X32 Z-60 F300;相对坐标方式程序G90 X-4 Z-62 F300;G90 X-6 Z-62 F300;G90 X-8 Z-62 F300;G90 X-10 Z-62 F300; 圆柱面固定循环切削举例G90 X40 Z20 F0.3;(A B C D A) X30; (A E F D A) X20; (A G H D A)第一节 数控车床的程序编制 2) 带锥度的内(外)径切削循环指令 如图所示,该指令可使刀具从循环起点A走直线轨迹,刀具刀尖

12、从循环起点(A)开始,经ABCA四段轨迹,依次类推,最终完成圆锥面车削。 编程格式: G90 X_ Z_R_F_其中,X、Z为圆锥终点坐标值;R为圆锥面切削的起点相对于终点的半径差,如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标,R值为负,反之为正;F为进给速度。圆锥面固定循环切削举例3)端面切削循环(平面端面切削循环)编程格式 G94 X(U) Z(W) F式中:X、Z- 端面切削的终点坐标值;U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标。 G00 X85 Z5 G94 X30 Z-5 F0.2 Z-10 Z-15 .第一节 数控车床的程序编制 2.端面切削固定循环指令(G94)(1) 端面切削循环

13、编程格式如下:G94 X_Z_F_;其中,X、Z为端面切削的终点坐标值;F为进给速度。第一节 数控车床的程序编制 如右图所示的工件,编写其粗车端面的简单循环程序(z轴每次进刀3mm)绝对坐标方式程序G94 X50 Z-3 F200;G94 Z-6 ;G94 Z-9;相对坐标方式程序G94 X-14 Z-3 F200;G94 Z-6 ;G94 Z-9;第一节 数控车床的程序编制 (2)带锥度的端面切削循环指令编程格式:G94 X_Z_R_F_其中,X、Z为端面切削的终点坐标轴;R为端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。当起点Z向左边小于终点Z向坐标时R为负;反之为正。如图所示带有锥面的端

14、面固定循环切削加工举例数控车削加工复合表面零件加工2、复合固定循环指令 复合固定循环指令能解决复杂形面的加工,与简单循环的单一程序段不同,它有若干个程序段参加循环。运用复合循环切削指令,只需指定精加工路线和粗加工的背吃刀量,系统会自动计算出粗加工路线和加工次数,使程序得到进一步简化。数控车削程序复合表面零件加工第一课题:轮廓毛坯循环加工第二课题:切槽加工第三课题:螺纹加工轮廓毛坯循环加工G71G72G73第一课题:轮廓毛坯循环加工 G71格式及参数加工零件类型G71编程实例道具及走刀路径 外圆粗切循环(G71)格式适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工。指令功能:切除棒料毛坯大部分加工余量,

15、切削是沿平行Z轴方向进行 编程格式: G71 U(d) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 式中:d-表示每次切削深度,即X轴向的进刀,以半径值表示,无正负号; ;e每次切削结束的退刀量(半径值),无正负号; ;ns-表示精加工路线第一个程序段的顺序号; ;nf-精加工路线最后一个程序段的顺序号; ;u-方向的精加工余量,直径值;即外圆的加工余量为正,内孔加工余量为负 w-Z轴向精加工余量;f、s、t-F、S、T代码。 注意:1、nsnf程序段中的F、S、T功能,即使被指定也对粗车循环无效。 2、零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单调增大

16、或单调减少; 3、使用G71指令不得有Z方向的位移。d:车刀X方向切深,无符号。 (半径指定 );该指定是模态的。U(d)返回R(e)R(e):X方向退刀量;是模态值。返回G71加工零件类型零件特点:“左边大右边小”沿Z轴正方向X方向尺寸逐渐减小;G71较适合加工这样类型零件+Z+XG71走刀路径车刀沿X方向进/退刀车刀沿Z方向车削返回AB是工件的轮廓线,AAB为精加工路线,粗加工时刀具从A点后退u/2、w,即自动留出精加工余量。顺序号ns至nf之间的程序段描述刀具切削加工的路线。使用循环指令编程,首先要确定换刀点、循环点A、切削始点A和切削终点B的坐标位置。为节省数控机床的辅助工作时间,从换

17、刀点至循环点A使用G00快速定位指令,循环点A的X坐标位于毛坯尺寸之外,Z坐标值可与切削始点A的Z坐标值相同。 其次,按照外圆粗加工循环的指令格式和加工工艺要求写出G71指令程序段,在循环指令中有两个地址符U,前一个表示背吃刀量,后一个表示X方向的精加工余量。外圆粗切循环(G71)举例N10 G00 X200 Z140 T0101N20 T0101 S600 M03;N30 G00 X120 Z12 M08N40 G71 U2 R0.5N50 G71 P60 Q120 U0.5 W0 F0.25N60 G00 X40 /nsN70 G01 Z-30 F0.15 N80 X60 Z-60N90

18、Z-80N100 X100 Z-90N110 w-20;N120 X120 w-20 /nfN130 G00 X125 N140 X200 Z140N150 M30 例子N010G00X150Z100;N015 S500 M03 T0101;N020G00X41Z0;N030G71U2R1;N040G71P50Q120U0.5W0.2F0.2;N050G01X0 F0.1 ;N055 S800 M03;N060G03X11W-5.5R5.5;N070G01W-10;N080X17W-10;N090W-15;N100G02X29W-7.348R7.5;N110G01W-12.652;N120X4

19、1;N130G70P50Q120;N140 G00 X150 Z100;N150 M30;第一课题:轮廓毛坯循环加工 G72格式及参数加工零件类型G72编程实例道具及走刀路径端面粗切循环 (G72)格式端面粗切循环适于Z向余量小,X向余量大的棒料粗加工 ,指令功能除切削是沿平行X轴方向进行外,该指令功能与G71相同,。编程格式G72 W(d) R(e)G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 式中:d-背吃刀量;e-退刀量;ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号;nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号;u-X轴向精加工余量;w-Z轴向精加工余量;f、

20、s、t-F、S、T代码。 注意:(1)nsnf程序段中的F、S、T功能,即使被指定对粗车循环无效。(2)零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单调增大或单调减少。(3)使用G72时不得有X方向的位移 指令功能除切削是沿平行X轴方向进行外,该指令功能与G71相同, W(d)d:车刀Z方向进刀量,无符号。 (半径指定 );该指定是模态的。返回R(E)R(E):Z方向退刀量;是模态值。返回G72加工零件类型零件特点:工件中有些部分需用切刀加工;G72较适合加工这样类型零件+Z+X返回G72走刀路径车刀沿Z方向进/退刀车刀沿X方向车削返回G72编程实例N01 G00 X52 Z2; “设置刀具定位点”N0

21、2 G72 U3 R0.5; “设置进退刀量”N03 G72 P40 Q50 U0.5 W0.5 F0.3; “设置循环程序起终点及其X/Z车削余量”N04 G00 Z-80;N05 G01 X50;N06 Z-42;N07 X46;N08 Z-42.9;N09 X44 Z-41.9;N10 X32 ; N11 Z-22;N12 X24 Z-12;N13 G02 X0 Z0 R12;N14 G01 X52;返回端面粗加工切削循环 程序举例O002 N10 G00 X200 Z200 T0101 N20 M03 S800 N30 G90 G00 X176 Z132 M08 N40 G96 S12

22、0 N50 G72 W3 R0.5 N60 G72 P70 Q120 U2 W0.5 F0.2 N70 G00 Z60 /ns N75 G01 X160; N80 G01 X120 Z70 F0.15 N90 Z80 N100 X80 Z90 N110 Z110 N120 X36 Z132 /nf N130 G00 G40 X200 Z200 N140 M30 第一课题:轮廓毛坯循环加工 G73格式及参数加工零件类型G73编程实例道具及走刀路径返回封闭切削循环G73适合加工铸造、锻造成形的一类工件.指令功能指令格式:G73 U(i) W(k) R(d) ; G73 P(ns) Q(nf)U(u

23、) W(w)F S T ; N (ns) ; ; F; S; ; N (nf);图5固定形状切削复合循环i表示X轴向总退刀量(半径值);(工件X方向加工余量)K表示Z轴向总退刀量;(Z方向加工余量;通常设为0;是模态值)d表示进刀循环次数ns表示精加工路线第一个程序段的顺序号;nf表示精加工路线最后一个程序段的顺序号;u表示X方向的精加工余量(直径值);w表示Z方向的精加工余量。背吃刀量分别通过X轴方向总退刀量i和Z轴方向总退刀量K除以循环次数d求得。总退刀量i与K值的设定与工件的切削深度有关。 使用固定形状切削复合循环指令,首先要确定换刀点、循环点A、切削始点A和切削终点B的坐标位置。 指令

24、说明W(k):。U(i)i:工件X方向加工余量, i=(毛坯直径-Xmin+ u)/2;无符号; (半径值 );该指定是模态的;返回G73走刀路径车刀沿蓝色线条方向进刀车刀沿红色线条方向车削车刀沿绿色线条方向推刀返回G73编程实例N01 G00 X52 Z2; “设置刀具定位点”N02 G73 U25 W0 R10; “设置进退刀量”N03 G73 P40 Q50 U0.5 W0.5; “设置循环程序起终点及其X/Z车削余量”N04 G00 X0 Z0;N05 G03 X24 Z-12 R12;N06 G01 X32 Z-22;N07 Z-39.9;N08 X44 Z-40.9;N09 Z-4

25、2;N10 X46;N11 Z-82;返回例如图6所示,运用固定形状切削复合循环指令编程。N010G00100Z100N015 S800 M03 T0101;N020G0050Z10N030G7318W5R10N040G73P50Q100U0.5W0.5F0.2N050G01X0Z1 F0.1N055 S800 M03;N060G03X12W-66N070G01W-10N080X20W-15N090W-13N100G02X34W-7R7N110G70P50Q100N120 G00 X100 Z100;N130 M30;精加工复合循环(G70)指令格式G70P(ns)Q(nf)指令功能用G71、

26、G72、G73指令粗加工完毕后,可用精加工循环指令,使刀具进行A-A-B的精加工,(如图1,图3,图5)。指令说明ns表示指定精加工路线第一个程序段的顺序号;nf表示指定精加工路线最后一个程序段的顺序号;G70G73循环指令调用N(ns)至N(nf)之间程序段,其中程序段中不能调用子程序。第二课题:切槽加工如何来加工这个工件呢?返回第二课题:切槽加工格式及参数加工零件类型G75编程实例返回G75格式格式:G75 R ( e ) ; G75 X ( U ) Z ( W ) P ( i ) Q (k ) R (d ) ;参数说明:e :每次沿X 方向切削后的退刀量;X : X 方向绝对坐标值Z :

27、 Z 方向绝对坐标值;i : x 方向的每次循环移动量;返回k :为刀具完成一次径向切削后,在Z方向的偏移量,用不带符号的值表示Z 方向的每次循环移动量;d :切削到终点时Z 方向的退刀量;G75加工零件类型带槽特征的零件较适合G75加工返回G75编程实例N10 G00 X42 Z-11;“设置点位点”N20 G75 R0.5;“设置X方向退刀量”N30 G75 X20 Z-29 P3000 Q3000 R0;“设置终点坐标、X方向进刀量、Z方向进刀量、Z方向退刀量”N40 G00 X80 Z80;返回第三课题:螺纹加工如何来加工这个工件呢?返回4.螺纹加工1.螺纹加工中的问题(1) 车削螺纹

28、时,刀具在进给方向(Z向)的进给速度与主轴转速之间有严格的定比关系。 (2)设置引入量和超越量。但在螺纹切削的开始和结束部分,由于伺服的滞后,会产生螺距误差,为此必须设置引入量L1和超越量L2,L12导程,一般取25mm, L2(11.5)导程,则取L1的l/2左右。(3)若螺纹收尾处没有退刀槽,应按45退刀收尾。(4)不可随意设定和调整主轴转速和车刀进给速度。(5)受车刀挤压,螺纹车削后其大径会涨大,因此,车削外螺纹前的外圆直径应比螺纹大径小,当螺距为1535mm时,外径一般可以小0204mm车削内螺纹时,孔径尺寸D孔可按以下列近似公式计算:车削塑性金属材料内螺纹时:D孔=D-P;车削脆性金

29、属材料的内螺纹时:D孔=D-105P (式中D为内螺纹大径,P为螺距)。(6)安装螺纹车刀时,刀尖必须与工件轴线等高,刀两侧刃角平分线与工件轴线垂直。三角形普通螺纹的牙深高度按下式计算: h=0.6495P0.65P D大径D公称0.1P D小径D公称1.3P3)螺纹切削循环指令(G92)编程格式 G92 X(U) Z(W) I F式中:X(U)、 Z(W) - 螺纹切削的终点坐标值; I - 螺纹部分半径之差,即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时,I=0。加工圆锥螺纹时,当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时,I为负,反之为正。 (X坐标值依据机械设计手册查表确定) F - 螺

30、纹导程。螺纹切削循环指令把“切入-螺纹切削-退刀-返回”四个动作作为一个循环,用一个程序段来指令。注意:其他系统常用的螺纹的加工为:G33、G32图3-15 圆柱螺纹切削示例N 50 G 92 X28.9 Z 56.0 F 2;N60 X28.2;N60 X27.7;N60 X27.3;圆锥螺纹的加工程序编写 G00 X80 Z62 G92 X49.6 Z12 I-5 F2 X48.7 X48.1 X47.5 X47 G00 X200 Z200 圆柱螺纹的加工程序编写举例(螺纹导程4mm,升速进刀段1=3mm,降速退刀段2=1.5mm,螺纹深度2.165 mm 大径=60mm)。螺纹的加工程序

31、。 G00 X115.67 Z84.5G32 X58.5 Z10.7 F4X57.5 X55.77 X56.5X56圆柱螺纹的加工程序编写 G00 X35 Z104G33 X29.2 Z53 F1.5X28.6X28.2X28.04G00 X200 Z200 第三课题:螺纹加工复合循环指令G76格式编程实例返回G76格式格式: G76 P ( m ) ( r ) ( a ) Q ( dmin ) R ( d ) : G76 X ( U ) Z ( W ) R ( i ) P ( k ) Q(d ) F ( L ) ;参数说明: m :最后精加工的次数,是模态值。 r :螺纹倒角量,是模态值。该

32、值的大小可设置为0.01L-9.9L,系数应为0.1的整数倍,用00-99的两位数来表示,其中L为螺距。 a :刀尖的角度,是模态值。可从80,60,55,30,29和0六个角度选择,用两位数表示。M,r,a用地址P同时指定,例如,m=2,r=1.2L,a=60,表示为P021260 dmin :最小切入量。 d :精加工余量。 i :螺纹锥度;圆柱螺纹i=0。 k:螺纹牙高。 d :第一次切入量。返回N10 G00 X18 Z2;“设置点位点”N20 G76 P040000 Q30 R0.05;“设置加工循环次数、加工余量”N30 G76 X13.4 Z-30 R0 P1300 Q250 F

33、2;“设置终点坐标、螺纹锥度、螺纹牙高、切削深度、螺纹导程”N40 G00 X80 Z80;“设置推刀点”返回(6)车削实例(3)带螺纹的轴类零件数控车削加工及其手工编程第一节 车削数控加工及其手工编程分析A、工艺路线 先倒角切削螺纹的实际外圆47.8mm切削锥度部分车削62mm外圆倒角车削80mm外圆切削圆弧部分车削85mm外圆。 切槽。 车螺纹。第一节 车削数控加工及其手工编程B、选择刀具及画出刀具布置图 根据加工要求,选用三把刀具。号刀车外圆,号刀切槽,号刀车螺纹。刀具布置如下图所示。采用刀仪对刀,螺纹刀尖相对与号刀尖在Z向位置15mm。 编程之前,应正确的选择换刀点,以便在换刀过程中,

34、刀具与工件、机床和夹具不会碰撞。C、确定切削用量 车外圆,主轴转速为S630,进给速度为F150。切槽时,主轴转速为S315,进给速度为F10。切削螺纹时,主轴转速为S200,进给速度为F1.5。第一节 车削数控加工及其手工编程刀具布置图第一节 车削数控加工及其手工编程O0004 /*程序号N10 G92 X200. Z350. /*建立工件坐标系N20 G00 X41.8 Z292. S630 M03 T1 M08/*刀具快速接近工件,启动主轴,开冷却液N30 G01 X47.8 Z289. F150. /*倒角 N40 U0 W-59 /*车47.8mm外圆,增量坐标编程 N50 X50.

35、 /*退刀,绝对坐标与增量坐标混合编程N60 X62.W-60. /*车锥度,绝对坐标与增量坐标混合编程第一节 车削数控加工及其手工编程N70 U0 Z155 /*车62 mm外圆, 绝对坐标与增量坐标混合编程N80 X78.W0 /*退刀,绝对坐标与增量坐标混合编程N90 X80.W-1. /*倒角, 绝对坐标与增量坐标混合编程N100 U0 W-19. /*车80 mm外圆, 绝对坐标与增量坐标混合编程N110 G02 U0 W-60.I163.25 K-30. /*车圆弧,I、K表示圆心相对于圆弧起点的坐标N120 G01 U0 Z65. /*车80 mm外圆N130 X90 W0 /*

36、退刀第一节 车削数控加工及其手工编程N140 G00 X200. Z350. M05 M09 /*快速退回到起始点,主轴停,冷却液关N150 X51. Z230. S315 M03 T2 M08 /*换2#刀具,快速接近工件,启动主轴,开冷却液N160 G01 X45. W0 F10. /*切槽N170 G04 U50 /*延时50ms,G40为延时指令N180 G00 X51 /*退刀N190 X200.Z350.M05 M09 /*快速退回到起始点,主轴停,冷却液关N200 G00 X52. Z296. S200 M03 T3 M08 /*换3#刀具,快速接近工件,启动主轴,开冷却液第一节

37、 车削数控加工及其手工编程N210 G33 X47.2 Z231.5 F150. /* G33车螺纹,切至深度0.3=(47.8-47.2)/2N220 X46.6 /*车螺纹,切至深度0.6=0.3+0.6/2N230 46.1 /*车螺纹,切至深度0.85=0.6+0.5/2N240 45.8 /*车螺纹,切至深度1.0=0.85+0.3/2N250 G00 X200. Z350. M02 /*快速退回到起始点,程序结束 第一节 车削数控加工及其手工编程车床编程实例例:如图所示的螺纹类零件,其28外圆柱直径处加工精度较高,同时需加工M241.5的螺纹,其材料为45钢,选择毛坯为32100。

38、如图所示,这是一个由圆弧面、外圆锥面、外圆柱面构成的特殊型面零件,其外圆柱面50直径处不加工,而40外圆柱面直径处加工精度较高,其材料为45钢,选择毛坯尺寸50110.(1)工艺分析及处理1)零件图的分析2)加工方案及加工路线的确定以零件右端面中心0作为坐标系原点,设定工件坐标系。根据零件尺寸精度及技术要求,将粗、精加工分开考虑。确定的加工工艺路线为:车削右端面粗车外圆柱面分别为44,40.5,34.5,28.5,22.5,16.5粗车圆弧面R14.25, 粗车外圆柱面40.5 粗车外圆锥面粗车外圆弧面R4.75 精车圆弧面R14, 精车外圆锥面精车外圆柱面40 精车外圆弧面R53)零件的装夹

39、及夹具的选择采用数控机床本身的标准卡盘,零件伸出三爪卡盘外75mm左右,并找正加紧。4)刀具和切削用量的选择刀具的选择:选择1号刀具为90度硬质合金机夹车刀,用于粗、精车削加工。切削用量的选择:主轴转速n=630r/min,进给速度粗车为vt=0.2mm/r,精车外vt=0.1mm/r(2) 尺寸计算R14mm圆弧的圆心坐标是:X=0mm, Z=-14mm;R5mm圆弧的圆心坐标是:X=50mm, Z=-(44+20-5)=-59mm参考程序O0001N0010 G92 X100.0 Z100.0;工件坐标系设定N0020 S630 M03 T0101; N0030 G00 X52.0 Z0.

40、0; 快速点定位N0040 G01 X0.0 F0.2; 车削右端面N0050 G00 Z1.0 快速点定位N0060 X44.0N0070 G01 Z-62.5; 粗车外圆柱面为44mmN0080 X50.0; 车削台阶N0090 G00 Z1.0; 快速点定位N0100 X40.5;N0110 G01 Z-60.0; 粗车外圆柱面为40.5mmN0120 X44.0; 车削台阶N0130 G00 Z1.0; 快速点定位N0140 X34.5;N0150 G01 Z-29.0; 粗车外圆柱面为34.5mmN0160 X40.5; 车削台阶N0170 G00 Z1.0; 快速点定位N0180

41、X28.5;N0190 G01 Z-14.0 粗车外圆柱面为28.5mmN0200 X34.5 车削台阶N0210 G00 Z1.0; 快速点定位N0220 X22.5;N0230 G01 Z-4.0; 粗车外圆柱面为22.5mmN0240 X28.5; 车削台阶N0250 G00 Z1.0; 快速点定位N0260 X16.5;N0270 G01 Z-2.0; 粗车外圆柱面为16.5mmN0280 X22.5; 车削台阶N0290 G00 Z0.25 快速点定位 N0300 X0.0N0310 G03 X28.5 Z-14.0 R14.25; 粗车圆弧面R14mmN0320 G01 X40.5

42、 Z-44.0; 粗车外圆锥面N0330 W-15.0; 粗车外圆柱面40.5N0340 G02 X50.0 W-4.75 R4.75; 粗车圆弧面R5mmN0350 G00 Z0.0 快速点定位N0360 X0.0N0370 G03 X28.0 Z-14.0 R14.0; 精车圆弧面R14mmN0380 G01 X40.0 Z-44.0; 精车外圆锥面N0390 W-15.0; 精车外圆柱面40N0400 G02 X50.0 W-5.0 R5.0; 精车圆弧面R5mmN0410 G00 X100.0 Z100.0 T0100; 快速退回起始点,取消1号刀补N0420 M05; 主轴停止转动N

43、0430 M30; 程序结束如图所示,是一个由球头面、圆弧面、外圆弧面、外圆柱面、螺纹构成的外形较复杂的轴类零件。25直径不加工,15和21外圆柱面直径处加工精度较高,材料为45钢,选择毛坯2590(1)工艺分析及处理1)零件图的分析2)加工方案及加工路线的确定以零件右端面中心0作为坐标系原点,设定工件坐标系。根据零件尺寸精度及技术要求,将粗、精加工分开考虑。确定的加工工艺路线为:车削右端面粗车外圆柱面为21.5 粗车外圆柱面为18.5和15.5粗车圆弧面为15.5 粗车圆弧面为R8.25 粗车外圆锥面精车15 圆弧面精车圆弧面为R8 精车外圆锥面精车20外圆柱面倒角C1精车螺纹大径精车21外

44、圆柱面切槽 循环车削M181.5的螺纹3)零件的装夹及夹具的选择采用数控机床本身的标准卡盘,零件伸出三爪卡盘外60mm左右,并找正加紧。4)刀具和切削用量的选择刀具的选择:选择1号刀具为90度硬质合金机夹车刀,用于粗、精车削加工。2号到为硬质合金机夹切断刀,其刀片宽度为4mm,用于切槽、切断等车削加工。选择3号为60度硬质合金机夹螺纹刀,用于螺纹加工。切削用量的选择:主轴转速n=630r/min,进给速度粗车为vt=0.2mm/r,精车外vt=0.1mm/r(2) 尺寸计算1.坐标尺寸的计算:A点:X=13mm,Z=-(7.5+3.74)=-11.24B点: X=13mm,Z=-(11.24+

45、23.99)=-19.22AB 圆弧的圆心坐标是:X=13+22.93=26.86mm, Z=-(11.24+3.99)=-15.23mm螺纹尺寸计算螺纹牙深:t=0.65P=0.975D大=D公称-0.1P=17.85mmD小=D公称-1.3P=16.05mm螺纹加工分为4刀进给切削加工,加工的螺纹底径依次为:17.00;16.50;16.20;16.05参考程序O0002N0010 G00 X100.0 Z100.0;工件坐标系设定N0020 S630 M03 T0101; N0025 G00 X52.0 Z5.0 N0030 G00 X52.0 Z0.0; 快速点定位N0040 G01

46、X0.0 F0.2; 车削右端面N0050 G00 Z1.0 快速点定位N0060 X21.5N0070 G01 Z-50.0; 粗车外圆柱面为21.5mmN0080 X25.0; 车削台阶N0090 G00 Z1.0; 快速点定位N0100 X18.5;N0110 G01 Z-45.0; 粗车外圆柱面为18.5mmN0120 X21.5; 车削台阶N0130 G00 Z1.0; 快速点定位N0140 X15.5;N0150 G01 Z-31.0; 粗车外圆柱面为15.5mmN0160 X18.5; 车削台阶N0170 G00 Z0.25; 快速点定位N0180 X0.0;N0190 G03

47、X-13.21 Z11.36 R7.51 粗车圆弧面为15.5mmN0200 G02 Z-19.1 R8.25 粗车圆弧面R8.25N0210 G01 X15.5 Z-28.0; 粗车外圆锥面N0220 X16.0; 退刀N0230 G00 Z0.0; 快速点定位N0240 X0.0; N0250 G03 X13.01 Z-11.24 R7.5;精车圆弧面为15mm N0260 G02 Z-19 R8.0; 精车圆弧面R8N0270 G01 X15.0 Z-28.0; 精车外圆锥面N0280 W-3.0; 精车圆柱面为15mm N0290 G01 X15.85; 车削台阶N0300 X17.8

48、5 W1.0 倒角C1N0310 Z-45.0; 精车螺纹外径N0320 X21.0; 车削台阶N0330 Z-50.0; 精车外圆柱面21N0340 X25.0; 车削台阶N0350 G00 X100 Z100.0 T0100; 快速退回起始点,取消1号刀补N0360 T0202;N0370 G00 X22.0 Z-45.0; 快速点定位N0380 G01 X15.0; 切槽N0390 G04 X1.0; 暂停1sN0400 X22.0 退刀N0410 G00 X100.0 Z100.0 T0200;快速退回起始点,取消2号刀补N0420 T0303 M00; 调用3号刀具,刀具补偿号为3,

49、主轴暂停,手动接通编码器N0430 G001 X20.0Z28.0; 快速点定位N0440 G33 X17.0 Z-42.0 F1.5; 循环车削M181.5的螺纹N0450 X16.5; N0460 X16.2;N0470 X16.05; N0480 G00 X100 Z100.0 T0300; 快速退回起始点,取消3号刀补N0490 M05N0500 M30第二节镗铣数控加工及其手工编程数控铣床应用范围数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床,它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削,还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数

50、控铣床的基础上产生和发展起来的。 数控系统和铣削加工的主要功能1. 点位控制功能此功能可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加工。2. 连续轮廓控制功能此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。3. 刀具半径补偿功能此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程,而不必考虑所用刀具的实际半径尺寸,从而减少编程时的复杂数值计算。4. 刀具长度补偿功能此功能可以自动补偿刀具的长短,以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求。5. 比例及镜像加工功能比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行。镜像加工又称轴对称加工,如果一个零件的形状关于坐标轴对称,那么只要编出一个或两个象限的程序,而其余象限的

51、轮廓就可以通过镜像加工来实现。数控系统和铣削加工的主要功能6. 旋转功能该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行。7. 子程序调用功能有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状,将这一轮廓形状的加工程序作为子程序,在需要的位置上重复调用,就可以完成对该零件的加工。8. 宏程序功能该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令,并能对变量进行运算,使程序更具灵活性和方便性。 第二节 镗铣数控加工及其手工编程2、镗铣数控加工中的基本工艺问题 工件坐标系的确定及程序原点的设置 安全高度 刀具半径补偿 a)合理方式 b)不合理方式建立刀补半径补偿第二节 镗铣数控加工及其手工编程刀

52、具半径确定 对于铣削加工,精加工刀具半径选择的主要依据是零件加工轮廓和加工轮廓凹处的最小曲率半径或圆弧半径。刀具半径应小于该最小曲率半径值。 第二节 镗铣数控加工及其手工编程进刀/退刀方式 a)切线方向进刀 b)侧向进刀第二节 镗铣数控加工及其手工编程数控立铣的机床坐标系 数控铣床坐标系统复习数控卧铣的机床坐标系 +X+Z+Y刀具长度补偿指令多把刀加工示例用于刀具轴向(Z向)的补偿。使刀具在轴向的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量。刀具长度尺寸变化时,可以在不改动程序的情况下,通过改变偏置量达到加工尺寸。利用该功能,还可在加工深度方向上进行分层铣削,即通过改变刀具长度补偿值的大小,通过

53、多次运行程序而实现。1. 刀具长度补偿的作用:将不同长度刀具通过对刀操作获取差值。2. 刀具长度补偿的方法方法1:试切对刀1. 用手动操作移动基准刀具使其与机床上(或工件上)的一个指定点接触。2将Z轴的相对坐标值置为0。3. 显示刀具补偿画面。4. 通过手动操作移动要进行测量的刀具使其与同一指定位置接触。基准刀具和进行测量的刀具长度的差值就显示在画面的相对坐标系中。结论:非标刀短于标刀时,差值为负值; 非标刀长于标刀时,差值为正值。方法2:机外对刀仪对刀 按刀架参考点编程,各把刀的长度补偿值为各自的实际长度(由机外对刀仪对刀获得)。 3. 刀具长度补偿指令格式G43/G44 G01/G00 Z

54、 F H ;实际坐标值发生变化G40 G01/G00 Z F ;变回原位置即基准刀具的坐标位置 G43 刀具长度正补偿; G44 刀具长度负补偿; G40取消刀具长度补偿 。 G43 G44 G40 均为模态指令。 Z 为指令终点位置。Hxx用H00H99来指定,是指xx寄存器中的补偿量,其值可以是正值或者是负值。 当刀长补偿量取负值时,G43和G44的功效将互换。执行G43时,(刀具长,离开工件补偿)Z实际值 = Z指令值 +(H xx)4. 刀具长度补偿指令格式执行G44时,(刀具短,趋近工件补偿)Z实际值 = Z指令值 -(H xx) 例如:刀具长度偏置存储器H01中存放的刀具长度值为1

55、1,对于数控铣床,执行语句G90G01G43Z-15H01后,刀具实际运动到Z(-15+11)=Z-4的位置;设(H02)= 200 mm时 N1 G92 X0 Y0 Z0;设定当前点O为程序零点N2 G90 G00 G44 Z10.0 H02;指定点A,实到点B N3 G01 Z-20.0 ; 实到点C N4 Z10.0 ;实际返回点B N5 G00 G40 Z0 ; 实际返回点O5. 编程实例N1 Z 0N2 Z 10-200=-190N3 Z -20.0-200=-220N4 Z 10.0 -200=-190N5 Z 0补偿后相当于坐标系下移了200mm使用G43、G44相当于平移了Z轴

56、原点。应用:在机床上有时可用提高Z轴位置的方法来校验运行程序。 为了简化编程,有的数控系统提供了图形旋转,镜像,图形缩放等功能。2 加工轨迹编辑类指令格式:G11 N. ;建立镜像1、G11-对称于Y轴镜像G11编程举例 说明: G12指令将定义的两程序段之间的加工沿y轴负方向进行,其余描述与G11相同。N0010 G01 Z-1 F4 S10 M03;N0020 G91 G42 T01 X20 Y20;N0030 X30 Y10;N0040 X30;N0050 G03 X15 Y15 I0 J15;N0060 X15 Y15 I5 J0;N0070 G01 Y10;N0080 X-50N00

57、90 G01 X-30 YO I-15 J0;N0100 G90 G01 X20 Y20;N0110 G40 XO Y0;N0120 G11 N0020.0110N0130 G12 N0020.0110N0140 G13 N0020.0110N0150 G00 Z5;0160 M02; 如图所示程序段N0020N0110用于铣削图形1,再用G11功能调程序段N0020-N0110铣削图形2,用G12功能调程序段NO020-NOll0铣图形3,用G13功能调程序段N0020-N0110铣削图形4。二、绝对编程与相对编程图中O X Y:机床坐标系,OXYZ:工件坐标系,图中的相对位置表示工件在机床

58、上安装后,工件坐标系与机床坐标系的相对位置。XY 35300100R100R10010050100OYOXZ 3510070200Z第二节 镗铣数控加工及其手工编程编程方式: 绝对坐标方式:工件坐标系 相对坐标方式。 编程参数 编程单位:mm, 刀具半径(D01):8 mm , 主轴转速:400r/min 进给速度:250mm/minXY 35300100R100R10010050100OYOXZ 3510070Z200第6节 镗铣数控加工及其手工编程、绝对坐标编程(工件坐标系:G92指令)N01 G92 X0 Y0 Z35;N02 G90 G17 G00 G42 D01 X-250 Y-50

59、 S400 M03 M08 ;N03 Z-40 ;N04 G01 X100 F250 ;N05 X0 Y250 ;N06 G03 X-100 Y150 J-100;N07 G02 X-200 Y50 I-100 ;N08 G01 Y-70 ;N09 G00 G40 Z35 M05 M09 ;N10 X0 Y0 M02 ;XY 35300100R100R10010050100OYOXZ 3510070Z200第2节 镗铣数控加工及其手工编程相对(增量)坐标编程N01 G01 G17 G42 D01 G00 X-250 Y-50 S400 M03 M08;N02 Z-40;N03 G01 X350

60、 F250;N04 X-100 Y300 ;N05 G03 X-100 Y-100 J-100 ;N06 G02 X-100 Y-100 I-100 ;N07 G01 Y-120 ;N08 G00 G40 Z75 M05 M09;N09 X200 Y70 M02 *XY 35300100R100R10010050100OYOXZ 3510070200第二节 镗铣数控加工及其手工编程加工如图3-38所示的槽,毛坯为 70mm 70mm 16mm 板材,工件材料为45号钢,六面已经过粗加工,要求编制精加工数控铣削程序。 所谓固定循环是为完成某种加工将多个程序段的指令按约定的执行次序综合为一个程序段

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