技能竞赛车工培训-工艺知识课件

工艺基础知识数控编程基础

数控宏程序

典型零件编程目录工艺基础知识数控编程基础

数控宏程序

典型零件编程目录第3页1、工艺基础知识一、工艺基础知识工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。工艺文件：指导工人操作和用于生产、工艺管理等的各种技术文件。工序：一个或一组工人在一个地点对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工步；在加工表面和加工刀具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。工艺参数：V：切削速度；f：走刀量；ap：切削深度；S：主轴转数;L：切削长度

；T机：基本时间（设备启动到停止整个循环时间）；T作业：作业时间（T机+T辅+T调）；T单：工时定额（T作业+T生理+T维护+······）；特性符号介绍：保安项：国家法律、法规或行业规定强制要求保证的特性；●关键项：对产品或整车基本使用性能、舒适性能有重大影响的特性；工艺定位符号：第5页1、工艺基础知识一、工艺基础知识机械加工精度：是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和表面间的相互位置)与理想几何参数的符合程度。机械加工精度包含：尺寸精度，几何形状精度，相互位置精度三个方面内容。影响机械加工精度的主要因素有：1)工艺系统的几何误差（包括机床、夹具和刀具等的制造误差及其磨损）；2)工件装夹误差；3)工艺系统受力变形引起的加工误差；4)工艺系统受热变形引起的加工误差；5)工件内应力重新分布引起的变形；尺寸链：在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组，称为尺寸链。封闭环：尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成的一环，称为封闭环。增环：尺寸链中某一类组成环，当其余各组成环不变，而这个环增大使封闭环也增大者，该组成环为增环。第6页2、工装基础知识一、工艺基础知识工艺装备：简称工装，是产品制造过程中所用的各种工具的总称。包括刀具、量具、夹具、辅具、检具、模具、钳工工具、工位器具等。按通用程度可分三大类：专用工艺装备、通用工艺装备、标准工艺装备。对刀具材料的要求：⑴硬度和耐磨性要高；⑵有足够的强度和韧性；⑶耐热性（俗称红硬性）要高；它上衡量刀具材料切削性能的重要指标。⑷有良好的工艺性，即可加工成刀具的加工性能。我公司常用刀具材料有：高速钢：材料牌号有W18Cr4V；W6Mo5Cr4V2，红硬性达到600℃左右。硬质合金：用粉末冶金方法制成。主要成分由WC—碳化钨；TiC--碳化钛；Co—钴组成，红硬性达到850--1000℃。分类：钨钴类，YG（主要成分为WC+Co），用于加工铸件；钨钴类，YT（主要成分为WC+Co+TiC），用于加工钢件。陶瓷类：用于加工中硬度、高硬度淬火钢；今年开发出金属陶瓷刀片，可加工低硬度钢材；CBN类:用于加工高硬度淬火钢,不能用水基冷却液；金刚石类:用于加工淬火钢和砂轮修整。砂轮：是一种切削工具，它是采用粘结剂，把磨料粘结在一起组成轮状，并经过陪烧而成，磨粒就是砂轮的刃口。砂轮的切削性能由以下基本因素决定：形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、组织、结合剂。第7页2、工装基础知识一、工艺基础知识

刀具：由刀杆和刀头组成；刀头由组成前刀面、主后刀面、付后刀面、主切削刃、付切削刃和刀尖组成。前刀面付切削刃主切削刃主后刀面刀尖付后刀面刀头刀杆

第8页3、工艺基础知识一、工艺基础知识

第10页二、数控编程基础

数控机床一般由输入输出设备、CNC装置(或称CNC单元)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、电气控制装置、辅助装置、机床本体、测量反馈装置等组成。第12页二、数控编程基础

1）切断刀；2）90°左偏刀；3）90°右偏刀；4）弯头车刀；5）直头车刀；6）成型车刀；7）宽刃精车刀8）外螺纹车刀；9）端面车刀；10）内螺纹车刀；11）内槽车刀；12）通孔车刀；13）盲孔车刀常用车刀的种类、形状和用途（一）、数控车床—常用刀具第14页二、数控编程基础

（一）、数控车床—常用数控指令

第15页二、数控编程基础

（一）、数控车床—FANUC常用数控指令1.快速定位指令G00指令格式：G00X（U）＿Z（W）＿；2.直线插补指令G01指令格式：G01X（U）＿Z（W）＿F＿；使用G01指令可以实现纵向切削、横向切削、锥度切削等形式的直线插补运动。a）图G01Z-10.0F0.2；或G01W-15.0F0.2；b）图G01X0F0.2；或G01U-65.0F0.2；c）图G01X60.0Z-40.0F0.2；或G01U30.0W-40.0F0.2；第16页二、数控编程基础

3.圆弧插补指令G02、G03该指令使刀具从圆弧起点，沿圆弧移动到圆弧终点。指令格式：G02/G03X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；或:G02/G03X（U）＿Z（W）＿I＿K＿F＿；例：图a）（1）G02X80.0Z－10.0R10.0；或G02U20.0W－10.0R10.0；（2）G02X80.0Z－10.0I10.0K0；或G02U20.0W－10.0I10.0K0；例：图b）（1）G03X45.0Z－35.9R25.0；或G03U45.0W－35.9R25.0；（2）G03X45.0Z－35.9I0K－25.0；或G03U45.0W－35.9I0K－25.0；（一）、数控车床—FANUC常用数控指令第17页二、数控编程基础

（一）、数控车床—FANUC常用数控指令4.主轴转速设置S指令和转速控制指令G96、G97（1）主轴线速度恒定指令G96格式：G96S＿；S的单位为m/min（2）直接设定主轴转速指令G97格式：G97S＿；S的单位为r/min5.每转进给指令G99；每分钟进给指令G98指令格式：G99F＿；F单位mm/rG98F＿；F单位mm/minG98、G99均为模态指令，可以在机床PLC中设置初始状态；6.暂停指令G04该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，用于切槽、钻镗孔、自动加工螺纹，也可用于拐角轨迹控制等场合。格式：G04P＿；毫秒例：G4P2000；暂停2秒或G04X＿；秒例：G4X2.0；暂停2秒第18页二、数控编程基础

（一）、数控车床—常用数控指令7.工作坐标系的原点设置指令G50格式：G50X＿Z＿；数车亦可进行设置刀具数据来确定工作坐标系原点。8.工作坐标系的原点设置选择指令G54～G59一般数控机床可以预先设定6个（G54～G59）工作坐标系，这些坐标系在机床重新开机时仍然存在。先进系统允许扩展诺干工作坐标系：G54P1～～G54Pn例：G0/G1G54P1X＿Z＿

；此时X＿Z＿

是相对G54P1工件坐标原点偏移9.参考点返回指令G28该指令使刀具自动返回参考点（一般设置为机床原点）或经过某一中间位置，再回到参考点。输入格式：G28X（U）＿Z（W）＿T00；10.螺纹车削加工在数控车床上用车削的方法可加工直螺纹和锥螺纹。车螺纹的进刀方式有直进式和斜进式，螺纹切削时应注意在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2。在这两段螺纹导程小于实际的螺纹导程。第20页二、数控编程基础

（一）、数控车床—FANUC常用数控指令2)锥螺纹加工例8：程序O0001；……Z5.0；X20.0；进刀至尺寸G32X50.0Z-32.0F2.0；车螺纹……第21页二、数控编程基础

（一）、数控车床—FANUC常用数控指令（2）螺纹加工循环G92G92用于螺纹加工，其循环路线与单一形状固定循环基本相同。如图1-26所示，循环路径中，除螺纹车削一般为进给运动外，其余均为快速运动。输入格式：直螺纹 G92X（U）＿Z（W）＿F＿；锥螺纹G92X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；式中：X（U）＿Z（W）＿为螺纹终点坐标；R＿为锥螺纹始点与终点的半径差；F＿为螺距。程序：……G00X22.0Z5.0；起刀点G92X19.2Z-18.0F1.5；螺纹加工第一次循环

X18.6；螺纹加工第二次循环

X18.2；螺纹加工第三次循环

X18.05；螺纹加工第四次循环G00X100.0Z150.0；退刀，取消循环……第23页二、数控编程基础

（一）、数控车床—FANUC常用数控指令程序：O0017；G40G97G99S500M03T0101；（T0101粗车刀）G00X106.0Z5.0M08；（刀具快速运动到循环起点）G71U2.0R0.5；（G71切深2.0㎜，退刀量0.5㎜）G71P10Q20U0.4W0.2F0.2；（X向留精车余量0.4㎜，Z向留精车余量0.2㎜）N10G42X0；（加右刀补，N10～N20是精车程序）G01Z0F0.15S600；X40.0；X60.0Z-30.0；Z-65.0；G02X70.0Z-70.0R5.0；G01X88.0；G03X98.0Z-75.0R5.0；G01Z-90.0；N20G40X106.0；（去刀补）G00X150.0Z200.0M09；（换刀点）T0202；（换精车刀）G00X106.0Z5.0；（外圆精车循环点）G70P10Q20；G28U0W0T0M05；（X轴、Z轴回参考点）M30；第24页二、数控编程基础

（一）、数控车床—FANUC常用数控指令例：使用G71、G70完成如图所示零件内孔加工，现工件已钻φ26mm的底孔（刀尖R0.4）。第26页二、数控编程基础

（一）、数控车床—FANUC常用数控指令12.辅助功能M指令这些是辅助机床操作的功能，如主轴的启停、程序终止、切削液开/关等等。代码功能代码功能M00程序停止M41主轴齿轮在低速位置M01选择性程序停止M42主轴齿轮在高速位置M02程序结束M68液压卡盘夹紧M30程序结束复位M69液压卡盘松开M03主轴正转M78尾座前进M04主轴反转M79尾座后退M05主轴停M94镜像取消M08切削液开M95X坐标镜像M09切削液停M98子程序调用M40主轴齿轮在中间位置M99子程序结束注意：所有辅助功能M指令均由电气PLC编程定义，不同机床，M指令定义有可能不同。第27页二、数控编程基础

（二）、数控车床—SIEMENS常用数控指令1.G02/G03圆弧插补G02/G03X…Z…I…K…圆心和终点G02/G03CR=…X…Z…半径和终点G02/G03AR=…I…K…张角和圆心G02/G03AR=…X…Z…张角和终点G02/G03AP=…RP=…极坐标和极点圆弧2．G04暂停G4F…暂停时间(秒)G4S…暂停主轴转数3．F进给率F…进给率F的单位由G功能确定:G94和G95G94直线进给率㎜/minG95旋转进给率㎜/r(只有主轴旋转才有意义)4．T刀具编程T指令可以选择刀具。5.D刀具补偿号一个刀具可以匹配从1~9几个不同补偿的数据组(用于多个切削刃)。第28页二、数控编程基础

（二）、数控车床—SIEMENS常用数控指令6.子程序子程序的结构与主程序的结构一样，在子程序中也是在最后一个程序段中用M17或M2指令结束程序运行。子程序结束后返回主程序。子程序调用在一个程序中(主程序或子程序)可以直接用程序名调用子程序，子程序调用要求占用一个独立的程序段。举例:N10L785P…；调用子程序L785程序重复调用次数P,最大次数可以为9999(P1~P9999)N20LRAHMEN7；调用子程序LRAHMEN7第30页（二）、数控铣床二、数控编程基础

1)、无机械手式换刀方式：固定刀号式M06T02；（主轴上的刀具先装回刀库，再旋转至2号刀，将2号刀装上主轴）2)、有机械手式换刀方式：无固定刀号式T01；（1号刀转至换刀位置）……M06T03；（将1号刀换到主轴上，3号刀转至换刀位置）……M06T04；（将3号刀换到主轴上，4号刀转至换刀位置）……M06；（将4号刀换到主轴上）M06—自动换刀指令。本指令将驱动机械手进行换刀动作，但并不包括刀库转动的选刀动作。

M19—主轴准停。本指令将使主轴定向停止，确保主轴停止的方位和装刀标记方位一致。

Txx—选刀指令。是用以驱动刀库电机带动刀库转动而实施选刀动作的。T指令后跟的两位数字，是将要更换的刀具地址号。工艺基础知识数控编程基础

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典型零件编程目录第32页三、数控宏程序

1．变量（1）变量的表示一个来表示变量，如：#[<表达式>]。（2）变量的使用在地址变量由变量符号（#）和变量号组成，如：＃i(i=1,2,3,…),也可用表达式号后可使用变量（3）变量的赋值1）直接赋值2）自变量赋值。宏程序体以子程序方式出现，所用的变量可在宏调用时在主程序中赋值。自变量赋值有两种类型：（一）、FANUC宏指令（广数系统类似）(4)变量的种类

变量有局部变量、公用变量（全局变量）和系统变量三种。(5)未定义变量的性质

当变量值未定义时，这样的变量成为“空变量”。变量#0总是空变量。公共变量公共变量是在主程序和主程序调用的各用户宏程序内公用的变量。即在一个宏指令中的#i与另一个宏指令中的#i是相同的。公共变量的序号为：#100—#199；#500—#999。当断电时变量#100—#199初始化为空变量；

#500—#999的数据保存即使断电也不丢失。因此，也称保持型变量。第33页三、数控宏程序

（一）、FANUC宏指令（广数系统类似）2.算术运算指令

宏程序具有赋值、算术运算、逻辑运算、函数运算等功能。变量之间进行运算的通常表达形式是：＃i＝（表达式）（1）变量的定义和替换（2）加减运算（3)乘除运算（4）逻辑运算（5）函数运算

(6)运算的组合(7)括号的应用表达式中括号的运算将优先进行。连同函数中使用的括号在内，括号在表达式中最多可用5层。3.控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。

(1)条件转移

程序格式IF

[条件表达式]

GOTO

n例下面的程序可计算数值1～10的总和。第34页三、数控宏程序

（一）、FANUC宏指令（广数系统类似）O9200；＃1=0；存储和数变量的初值#2=1；被加数变量的初值N1IF[#2GT10]GOTO2；当被加数大于10时转移到N2#1=#1+#2；计算和数#2=#2+1；下一个被加数GOTO1；转到N1N2M30；程序结束(2)循环指令

程序格式

WHILE

[条件表达式]DOm（m＝1，2，3）;

…

ENDm;

例下面的程序可计算数值1～10的总和。O1000；＃1=0；#2=1；WHILE[#2LE10]DO1；#1=#1+#2；#2=#2+1；END1；M30；第35页三、数控宏程序

（一）、FANUC宏指令（广数系统类似）实例编图所示零件抛物线曲面加工的宏程序，零件各圆柱面尺寸已保证。第36页三、数控宏程序

（一）、FANUC宏指令（广数系统类似）方法2O0012;G40G97G99;M03S700;T0101;#6=6.;Z向让刀量N5G00X0Z2.;切削起点#1=0;X/2赋初始值#2=0.1;加工步距#3=-20.5;Z向切削终点值（20+0.50.5为延伸值）N10#4=#1*2;求任意点2X(直径)值#5=-[#1*#1/20];求任意点Z值#5=#5+#6;任意点Z值加上让刀量G1X#4Z#5F0.1;直线移动#1=#1+#2;变换动点IF[#5GT#3]GOTO10;终点判别G0X42.Z0;抬到退回起点#6=#6-1.;Z向让刀量递减IF[#6GE0]GOTO5;进行Z向让刀量判别，当<0时结束加工G0X100.Z100.;M5;M30;第37页三、数控宏程序

（二）、SIEMENS宏指令1．使用R参数2．程序跳转（1）标记符——程序跳转目标（2）绝对跳转编程GOTOFLabe1;向前跳转（向程序结束的方向跳转）

GOTOBLabe1;向后跳转（向程序开始的方向跳转）Labe1所选的字符串用于标记符或程序段号（3）有条件跳转IF条件GOTOFLabe1;向前跳转

IF条件GOTOBLabe1;向后跳转第38页三、数控宏程序

（二）、SIEMENS宏指令编制如图所示椭圆轮廓的数控加工程序，其零件的其余表面尺寸已保证。第39页三、数控宏程序

（二）、SIEMENS宏指令加工程序TYX

MPF；T1D1；G90G54S600M3；G0X37.Z2.；LTYX；G0X100.Z100.；M5;M30;LTYX

SPF；R10=6.;X轴退刀量R11=0.1;加工步距MA3:G0X50.Z16.5;R1=40.;椭圆长半轴R2=24.;椭圆短半轴R3=22.;R3为X轴变量，起点R3=22.R4=24.;X轴中止第40页三、数控宏程序

（二）、SIEMENS宏指令MA1:R8=SQRT(1-R3*R3/R2/R2)R5=R1*R8任意点Z值R6=2*R3+R10；任意点X值(已加让刀量)G1X=R6Z=R5F0.2;直线移动R3=R3-R11;变换动点IFR3<=R4GOTOMA1;终点判别R3=24.;R3为X轴变量，起点R3=22.R4=15.;X轴中止MA2:R8=SQRT(1-R3*R3/R2/R2)R5=R1*R8任意点Z值R6=2*R3+R10；任意点X值(已加让刀量)G1X=R6Z=-R5F0.2;直线移动R3=R3-R11;变换动点IFR3＞=R4GOTOMA2;终点判别G0X50.;抬刀Z16.5;退刀至切削起点R10=R10-1.;X向让刀量递减IFR10>=0GOTOMA3;进行X向让刀量判别，当R10<0时结束加工G0X50.Z16.5;M2;工艺基础知识数控编程基础

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典型零件编程目录第42页四、典型零件工艺流程1、023突缘叉钻锪四孔X#101Y#102

M98P2304

G0G54P1X#103Y-#104

M98P2304

G90G40G80M9M5

G0G54P1Y0

X-300.

M99

%O2304S500G0Z3.G1Z-5.F40G0Z3.Z-4.5G1Z-22.F75G0Z10.Z-21.G1Z-21.5F200G1Z-28.F75S300G1Z-32.F40G0Z80.M99%O2300

N1G90G80G49G40

/GOTO2M98P2301

N2M98P2302

N3M98P2303

N4G54P1G0X-300.T01

M6

G91G28Y0

G90G54P1G0X0

N7M30

%O2302

N1G90G80G40

N2#101=[75.+#503]*COS[#500+35.]

#102=[75.+#503]*SIN[#500+35.]

N3#103=[75.+#503]*COS[35.-#500]

N4#104=[75.+#503]*SIN[35.-#500]

G0G54P1X-300.T02

M6

N6M3S500

N7G00G54P1X-#101Y-#102

G0G43Z80.H02M8

M98P2304

G0G54P1X-#103Y#104