模具数控加工技术.pptx

模具数控加工技术模具数控加工技术4123模具数控加工技术概述 模具数控车削加工 模具数控镗铣削加工 高速铣与五轴联动 教学模块五第1页/共71页教学任务一教学任务一 1模具数控加工技术概述 数控加工特点 1数控机床概述2数控加工工艺基础 3数控编程基础 4第2页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 1、数控加工特点高柔性 劳动条件好 适合于加工复杂异形零件数控加工的优点 精度高稳定可靠高生产率 利于管理现代化 第3页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 1、数控加工特点精度高稳定可靠高生产率 利于管理现代化 投资大使用费用高 A A维修 困难 C C生产准备工作复杂 B B第4页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 精度高稳定可靠高生产率 利于管理现代化 数控机床的基本构成第5页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 精度高稳定可靠利于管理现代化 数控机床的基本构成程序载体人机交互装置伺服系统数控系统辅助控制装置反馈装置主运动机构进给运动机构辅助运动机构机床本体位置反馈速度检测第6页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 利于管理现代化 二、数控机床的分类 按工艺用 途分类金属切削类数控机床金属成形类数控机床 数控特种加工机床 测量、绘图类机床 第7页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 二、数控机床的分类按照运动方式分类点位直线控制系统 点位控制系统 轮廓控制系统 第8页/共71页 教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 二、数控机床的分类按照伺服驱动控制方式分类 第9页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 二、数控机床的分类按照伺服驱动控制方式分类 第10页/共71页全闭环数控系统教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 二、数控机床的分类按照伺服驱动控制方式分类 第11页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 三、数控机床主要性能指标1、数控机床的精度2、数控机床的可控轴数和联动轴数3、数控机床的运动性能指标第12页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 四、数控车床数控车床加工工艺范围数控车床主要用于对各 种回转体表面进行加工诸如:内外圆柱面内外圆锥面成形回转面螺纹面高精度回转曲面、端面及端面螺纹面第13页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 四、数控车床数控车床按主轴位置分类第14页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 四、数控车床按刀架数量分类 第15页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 四、数控车床按功能分类分类 第16页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 四、数控车床数控车床的特点 传动机构简单第17页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 四、数控车床数控车床的特点 第18页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 四、数控车床数控车床的布局形式 床身与导轨的布局（a）平床身 （b）斜床身 （c）平床身斜滑板 （d）立床身第19页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 四、数控车床数控车床的组成与技术参数 数控车床的组成1-床身；2-工件接收器；3-对刀仪；4-主轴电机；5-自动送料机；6-主轴箱7-标准刀架；8-VDI刀架；9-动力刀架；10-第二主轴；11-尾座；12-集屑车；13-排屑器 第20页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 四、数控车床数控车床的组成与技术参数 CNC装置相关性能参数 控制轴：X轴和Z轴联动轴数：2轴联动最小输入增量：X向：0.001mm；Z向：0.001mm最小指令增量：X向：0.005mm/P；Z向：0.001mm/P最大编程尺寸：9999.999mm直线插补 G01全象限圆弧插补 G02,G03第21页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 五、数控铣床数控铣床的分类 立式数控铣床第22页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 五、数控铣床数控铣床的分类 卧式数控铣床第23页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 五、数控铣床数控铣床的分类 立卧两用数控铣床 第24页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 五、数控铣床XKA5750数控铣床 1底座2伺服电动机3、14行程限位挡铁4强电柜 5床身6横向限位开关7后壳体8滑枕9万能铣头10数控柜11按钮站12纵向限位开关13工作台15伺服电动机16升降滑座第25页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 六、加工中心加工中心的分类 立式加工中心 立式加工中心卧式加工中心龙门式加工中心万能加工中心第26页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 六、加工中心JCS018A立式加工中心简介 1床身2冷却液箱3驱动电柜4操纵面板5主轴箱6刀库7机械手8工作台9滑座10X轴伺服电机11切屑箱12主轴电机13Z轴伺服电机14刀库电机15立柱16数控柜17Y轴伺服电机18润滑油箱第27页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 2、数控机床概述 六、加工中心JCS018A立式加工中心简介 1床身2冷却液箱3驱动电柜4操纵面板5主轴箱6刀库7机械手8工作台9滑座10X轴伺服电机11切屑箱12主轴电机13Z轴伺服电机14刀库电机15立柱16数控柜17Y轴伺服电机18润滑油箱第28页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础 一、数控加工工艺概述由若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀一个或一组工人，在一个工作地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件经一次装夹后所完成的那一部分工序工艺过程的组成工序安装第29页/共71页教学任务一 1模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础 一、数控加工工艺概述确定工序尺寸、公差及其技术要求数控加工工艺内容零件图的研究与工艺审查确定生产类型确定毛坯的种类和尺寸选择定位基准和主要表面的加工方法，拟订零件的加工工艺路线确定机床、工艺装备、切削用量及时间定额填写工艺文件实例 模具零件加工工艺规程制定一般步骤和所包含的基本内容第30页/共71页 2 2、工艺适用性分析、工艺适用性分析最适应数控加工类最适应数控加工类1 1）形状复杂，加工精度要求高）形状复杂，加工精度要求高2 2）用数学可以描述的复杂曲线和曲面）用数学可以描述的复杂曲线和曲面3 3）进给难控制，尺寸难测量的加工面）进给难控制，尺寸难测量的加工面4 4）定位精度较高，须一次装夹合并完成的铣、）定位精度较高，须一次装夹合并完成的铣、镗、钻铰、攻螺纹等多工序的零件。镗、钻铰、攻螺纹等多工序的零件。教学任务一 1模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础一、数控加工工艺概述第31页/共71页 2 2、工艺适用性分析、工艺适用性分析较适应数控加工类较适应数控加工类 在通用机床上加工易受人为因素干扰，且零件材料价值 高，一旦加工质量失控将早成较大的经济损失的零件。在通用机床上加工必须设计制造复杂专用工艺装备的在通用机床上加工必须设计制造复杂专用工艺装备的零件。零件。在通用机床上加工和调整时间长的零件。在通用机床上加工，生产率低或劳动强度大的零件。在通用机床上加工，生产率低或劳动强度大的零件。教学任务一 1模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础一、数控加工工艺概述第32页/共71页 教学任务一 1模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础一、数控加工工艺概述3.3.数控加工工艺的特点数控加工工艺的特点数控加工程序是数控机床的指令性文件，数控机床受控于程序指令，加工的全部过程都是按程序指令自动进行的，而数控加工程序的编制基础是工艺设计。因此，数控加工工艺的内容要十分的详细、具体。第33页/共71页 教学任务一 1模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础加工方案加工方案 加工工艺加工工艺的确定的确定数控机床的选择加工方案确定数控加工工艺设计刀具的选择 数控机床的选择第34页/共71页 三、切削用量的选择三、切削用量的选择 1 1、选择原则、选择原则切削用量包括切削速度切削用量包括切削速度v vc c、进给速度、进给速度v vf f、背吃刀量背吃刀量a ap p。教学任务一 模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础 第35页/共71页 三、切削用量的选择三、切削用量的选择 2 2、背吃刀量和行距、背吃刀量和行距背吃刀量背吃刀量a ap p是一次走刀中已加工表面与待加工表面间的距离是一次走刀中已加工表面与待加工表面间的距离 教学任务一 模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础 第36页/共71页 三、切削用量的选择三、切削用量的选择 2 2、进给量、进给量进给量进给量f f是工件或刀具转一周是工件或刀具转一周(或往复一次或往复一次)在进给方向上的相对在进给方向上的相对位移量，其单位是位移量，其单位是mm/r(mm/r(或或mm/mm/双行程双行程)。教学任务一 模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础进给速度vf、进给量f与每齿进给量fz的关系为：vf=nf=nzfz z为刀齿数,n为刀具转速r/min。第37页/共71页 三、切削用量的选择三、切削用量的选择 4 4、切削速度、切削速度切削速度切削速度v vc c是切削刃相对于工件主运动的速度。是切削刃相对于工件主运动的速度。计算切削速度时，应选取刀刃上速度最高的点计算切削速度时，应选取刀刃上速度最高的点进行计算。主运动为旋转运动时，切削速度按进行计算。主运动为旋转运动时，切削速度按下式计算：下式计算：v vc c=d n/d n/10001000d工件(或刀具)的最大直径,mm;n工件(或刀具)的转速r/s或,r/min。教学任务一 模具数控加工技术概述 数控加工工艺基础第38页/共71页 教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础一、数控机床坐标系统：一、数控机床坐标系统：为了确定机床的运动方向和为了确定机床的运动方向和移动距离，就要在机床上建移动距离，就要在机床上建立一个坐标系，该坐标系就立一个坐标系，该坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐叫机床坐标系，也叫标准坐标系。标系。标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔空间直角坐标系决定：第39页/共71页 教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础二、程序编制的概念、方法及步骤二、程序编制的概念、方法及步骤数控编程的步骤 第40页/共71页 教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础二、程序编制的概念、方法及步骤二、程序编制的概念、方法及步骤数控编程的方法 第41页/共71页三三 程序格式程序格式 1 1、程序段格式和组成、程序段格式和组成（1）N：程序段地址码，用于指令程序段号；（2）G:准备功能字代码:G00G99共100种。（3）X、Z:坐标轴地址（尺寸字）（4）M:辅助功能代码M00M99（5）s:主轴转速指令（6）；结束符，其他系统还有 LF、*例：N3 G00 X10 Z10 M03 S650;教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础第42页/共71页四、数控程序的指令代码四、数控程序的指令代码1、准备功能代码2、辅助功能代码3、主轴功能代码4、进给功能代码5、刀具功能代码教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础第43页/共71页 1 1、准备功能、准备功能2、辅助功能准备功能指令是使数控机床建立起某种加工方式的指令，从G00-G99，共100个。辅助功能指令用于指定主轴的旋转、启停、切削液的开关、工件或刀具的加紧或松开、刀具更换等功能，从M00-M99，共100个。教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础第44页/共71页（一）与坐标系有关的指令 1、G90/G91指令 1）G90指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。2）G91指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础第45页/共71页 2、G53,G54G59指令 G53选择机床坐标系；G54G59选择工件坐标系1工件坐标系6。这类指令是续效指令，缺省值是G53。3、坐标平面选择指令 G17：XOY坐标平面选择指令；G18：XOZ坐标平面选择指令；G19：YOZ坐标平面选择指令。教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础第46页/共71页（二）与控制方式有关的指令 1、G00指令快速定位指令 编程格式：G00 X_ Y_ Z_；功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容 易干涉。教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础第47页/共71页 2、G01指令直线插补指令 编程格式：G01 X_a_ Y_b_ Z_c_ F_f_ 功能：指令多坐标（2、3坐标）值以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度f，使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（a、b、c）。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。G01运动轨迹为直线.教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础第48页/共71页3、G02，G03指令圆弧插补指令G02：圆弧插补 顺时针方向(CW)；G03：圆弧插补 逆时针方向(CCW)。（1）指令格式在XY平面上的圆弧：在XY平面上的圆弧：在XY平面上的圆弧：教学任务一 模具数控加工技术概述 数控编程基础第49页/共71页（2）说明 圆弧插补的方向在直角坐标系中，当从Z轴、Y轴或X轴的正到负的方向看平面时，决定XY平面XZ平面或YZ平面的顺时针G02 和逆时针G03，如图所示。园弧 顺、逆方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。起点ZXG03?终点模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第50页/共71页 模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第51页/共71页 圆弧上的移动距离用地址X、Y 或Z 指定圆弧的终点，并且根据G90或G91用绝对值或增量值表示，若为增量值指定则为从圆弧起点向终点看的距离。起点2起点1G03 X-30 Y0 R30;G02 X40.42 Y-29.431 R50 G03 X-30 Y-30 R30;G02 X40.42 Y-59.431 R50 XY终点1终点2模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第52页/共71页 从起点到圆弧中心用地址I、J 和K 指令代替R。I、J 或K 的数值是从起点向圆弧中心看的矢量分量，并且不管是G90 还是G91 总是增量值表示，I、J 和K 必须根据方向指定其符号正或负.G02 I30G03 I30起点YX终点模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第53页/共71页G90G03 X-30 Y0 J-30;G90G02 X40.42 Y-29.431 J-50 G91G03 X-30 Y-30 J-30;G91 G02 X40.42 Y-59.431 J-50 起点模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第54页/共71页起点起点G02 X22.890 Y19.392 R30 G02 X21.126 Y-21.3 R-30 XYXY模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第55页/共71页N3G00 X0N4G01 Z0 F60N5G03 U24 W-24 R15N6G02 X26 Z-31 R5 N7G01 Z-40N8X45N9G00 X70 Z10N10M05N11M30模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 O0002N1G50 X70 Z10N2M03 S400第56页/共71页（三）与返回参考点有关的指令1、返回参考点指令G28 指令格式：G28 X_ Y_ Z_；（X，Y，Z）中间指定点坐标。刀具经过中间点沿着指定轴自动地移动到参考点。完成的指示灯亮。返回参考点(G28)各轴以快速移动速度定位到中间点或参考点。为了安全，在执行该指令之前，应该清除刀具半径补偿和刀具长度补偿。中间点的坐标值存储在CNC 中，每次只存储G28 程序段中指令轴的坐标值。对其它轴，使用以前指令过的坐标值。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第57页/共71页 2、参考点返回指令G29 指令格式：G29 X_ Y_ Z_；（X，Y，Z）指定从参考点返回的目标点。刀具从参考点经过中间点沿着指定轴自动地移动到指定点。G29指令(绝对值/增量值指令)从参考点返回指定点，在一般情况下，在G28 指令后，立即指定从参考点返回指令。对增量值编程，指令值指定离开中间点的增量值。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第58页/共71页G28、G29用法 ；(编程从A 到B 的移动)T1111；（在参考点换刀）；（编程从B 到C 的移动）模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第59页/共71页3、返回参考点检查（G27）指令格式：G27 X_ Y_ Z_ （X，Y，Z）指定参考点的指令(绝对/增量值指令)。功能:检查刀具是否已经正确地返回到程序中指定的参考点。如果刀具已经正确地沿着指定轴返回到参考点，该轴的指示灯亮。但是如果刀具到达的位置不是参考点的话，则显示报警。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第60页/共71页(二)辅助功能 辅助功能指令用于指定主轴的旋转、启停、切削液的开关、工件或刀具的加紧或松开、刀具更换等功能，由地址字“M”及其后两位数字组成，从M00-M99，共100种。辅助功能主要用于控制机床及其辅助装置通断的指令。如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第61页/共71页 1M00程序暂停 用以停止主轴旋转、进给和冷却液。以便执行某一个手动操作，如手动变速、换刀等工作。在此以前的模态信息全部被保存下来，相当于单程序段停止。按下控制面板上的循环启动键后，可继续执行下一段程序。2M01程序计划停止 与M00相似，不同的是必须在控制面板上预先按下“任选停止”开关，当执行完编有M01指令的程序段的其他指令后，程序即停止。若不按“任选停止”开关，则M01不起作用，程序将继续执行，一般用于关键尺寸的抽样检查或临时停车。3M02程序结束 该指令编写在最后一条程序段中，用以表示加工程序全部结束，使主轴、进给、冷却液都停止。数控系统复位。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第62页/共71页4M03、M04、M05主轴指令分别指令主轴顺时针、逆时针旋转和主轴旋转停止。5M06换刀指令用于具有自动换刀装置的机床。6M07、M08、M09切削液开关指令M07、M08分别命令2号冷却液（雾状）和1号冷却液（液状）开，M09命令冷却液关7M30程序结束数控系统复位，光标返回到程序的第一条语句，准备下一个零件的加工。8M98 调用子程序。9M99子程序结束，返回主程序。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第63页/共71页(三)进给功能 进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第64页/共71页功能用于控制切削进给量，在程序中有两种使用方法。)、每转进给量99 格式：99_ 后跟的数值表示的是主轴每转的切削进给量或切削螺纹时的螺距，在数控车床上这种进给方法使用得较多，单位为mm/r。例：990.5，表示进给量为0.5mm/r。2)、每分钟进给量98 格式：98_ 后跟的数值表示的是每分钟进给量，单位为mm/min。例：98100，表示进给量为100mm/min。借助于CNC面板上的进给速度倍率开关，已编程的进给速度可以在0150之间修调。在执行螺纹加工时，速度倍率开关无效，机床以F编程值的100工作。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第65页/共71页(四)主轴转速功能 主轴转速功能字的地址符是主轴转速功能字的地址符是S S，又，又称为称为S S功能或功能或S S指令，用于指定主轴转速。指令，用于指定主轴转速。单位为单位为r/minr/min。对于具有恒线速度功能的数控车床，对于具有恒线速度功能的数控车床，程序中的程序中的S S指令用来指定车削加工的线指令用来指定车削加工的线速度数。速度数。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第66页/共71页 S功能指令用于控制主轴转速。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有以下作用。1、主轴最高转速限制G50格式：G50 S_在G50指令状态下，S后面的数值表示的是最高转速，单位为r/min例：G50 S2000 表示最高转速限止为2000r/min。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第67页/共71页2、恒线速度控制G96 格式：G96 S_ 在G96状态下，S后面的数值表示的是恒定的线速度，单位为m/min 例：G96 S150 表示通过控制主轴转速，使切削点的线速度始终保持在150m/min3、恒线速度取消G97 格式：G97 S_ 在G97状态下，S后面的数值表示恒线速度控制取消后的主轴转速，单位为r/min 当由G96转为G97时，应对S指令赋值，若S未指定，将保留G96指令的最终值；当由G97转为G96时，若没有S指令，则按前一G96所赋S值进行恒线速度控制。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第68页/共71页(五)刀具功能 刀具功能字的地址符是T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第69页/共71页 T功能指令用于选择加工所需的刀具。格式：T_ 数控车床，T后面有4位数字，前两位数字是刀具号，后两位数字是刀具长度补偿号兼刀尖圆弧半径补偿号。例：T0505表示5号刀及5号刀具长度补偿和刀尖圆弧半径补偿值。T0500表示取消刀具补偿。数控铣床，T后面一般有2位数字，表示刀具号。刀具补偿地址在程序中，用D、H表示。模具数控加工技术概述 数控编程基础教学任务一 第70页/共71页感谢您的观看。第71页/共71页