数控车床编程与操作自编教材.ppt
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1、数控车床编程与操作西乡职业技术高中西乡职业技术高中西乡职业技术高中西乡职业技术高中仅限本校内使用目录o第一章第一章 数控机床简介数控机床简介o第二章第二章 数控车床简介数控车床简介 o第三章第三章 数控车床编程数控车床编程 o第四章第四章 数控车床加工工艺数控车床加工工艺 o第五章第五章 典型数控车床零件加工工艺与编程典型数控车床零件加工工艺与编程o第六第六章章 FANUCFANUC数控车床操作数控车床操作oCAXA数控车软件数控车软件第一章数控机床简介o数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,
2、从而使机床按照程序所规定的动作运动完成工件的加工。数控机床具有加工精度高,质量稳定;可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的35倍)o一:数控机床的组成及其各部分的功能o数控机床由以下部分组成:控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体、辅助装置。o1数控装置是数控机床的核心,包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的储存,数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能o2伺服系统是数控系统的执行部
3、分,用该接收数控装置的指令脉冲,(常用的脉冲当量有0.01、0.005、0.001、在高精度机床上可以达到0.0005、0.0001,甚至更小)并通过相应的执行元件将指令脉冲转换成工作台的移动。o3机床本体他是数控机床的主体,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。o4辅助装置数控机床的一些必要的配套部件,用以保证数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。数控机床组成示意图:(车床)数控机床的原理1、按照零件加工的技术要求和工艺要求,编写零件的加工程序,
4、然后将加工程序输入到数控装置,通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具,以及工件的夹紧与松开,冷却、润滑泵的开与关,使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作,从而加工出符合图纸要求的零件。2、数控机床加工工作原理示意图:第二章数控车床简介oCKA6150选用FANUCOTD,FANUCOi-MATETC,FANUCOi-TA,FANUCOi-TB、安川J50L、SIEMENS802D,FAGOR8025T,FAGOR8055T等世界知名公司的数控系统对工件可进行多次重复循环加工。该机床为万能型通用产品特别适合于军工,汽车,拖拉机、冶金等行业的机械加工主
5、要承担各种轴类及盘类零件的半精加工及精加工可加工内、外圆柱面,锥面、车削螺纹、镗孔、铰孔以及各种曲线回转体基本配置:o1机床采用卧式平床身结构,床身及床腿采用树脂砂铸造,时效处理,导轨采用高频淬火,整体刚性强。o2主传动有两种形式可供选择:o普通型:采用双速电机+电磁离合器,可实现手动三档,档内自动变速交频型:采用变频电机,可实现手动三档,档内无级调速。o3迸给系统采用伺服电机,精密滚珠丝杠,高刚性精密复合轴承结构定位准确、传动效率高。第二章数控车床简介o4机床基本配置为立式四工位刀架卧式六工位刀架为特殊定货。5可根据用户要求配置液压卡盘,液压尾架。o6配有独立的集中润滑器对床鞍及机床滑板迸行
6、自动润滑。主轴箱配有独立润滑系统。o7机床配有独立的冷却系统。o8控制系统有FANUCOTD,FANUCOi-MATE、安川J50L、SIEMENS802D等世界知名公司的数控系统供用户选择。o9机床的外观防护采用流线型设计,美观、独特。防水,防屑,维护方便。10优于国内同类产品的大孔径主轴,其主轴通孔直径82,能通过较大直径的棒料主轴扭矩大,刚性强可强力切削。o11独立放置的操纵箱可纵向滑移,便于操作者蕊近对刀,操纵箱面板采用触摸式按键,美观可靠。o12配有内冷却不抬起刀架更有利于加工工件及防止冷却液飞溅。o13床鞍及滑板导轨结合面采用“贴塑”处理,移动部件可实现微量进给,防止爬行。第三章第
7、三章 数控车床编程数控车床编程o数控车床的坐标系和点数控车床的坐标系和点 数控车床的坐标系分为机床坐标和工件坐标系(编程坐标系)两种。都规定与机床主轴轴线平行的方向为Z轴方向。刀具远离工件的方向为Z轴方向,即从卡盘中心至尾座顶尖中心的方向为正方向(远离工件方向)。X轴位于水平面内,且垂直于主轴轴线方向,刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向。第一节第一节 数控机床编程的必要知识点数控机床编程的必要知识点 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o进给速度进给速度用F表示刀具中心运动时的进给速度。由地址码F和后面若干位数字组成。进给倍率的单位是直线进给率mm/min,还是旋转进给率mm/r,取决于系
8、统指定所采用的进给速度。第一节第一节 数控机床编程的必要知识点数控机床编程的必要知识点 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o常用的辅助功能常用的辅助功能第一节第一节 数控机床编程的必要知识点数控机床编程的必要知识点 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o由于数控车床加工的工件为回转体零件,所以在求由于数控车床加工的工件为回转体零件,所以在求X X方向的坐标方向的坐标值是必须按照直径值去计算。值是必须按照直径值去计算。第二节第二节 坐标点的寻找坐标点的寻找 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:快速定位,用于不接触工件的走刀和远离工件走刀时。功能:快速定位,用于不接触工件的走刀和远
9、离工件走刀时。o格式格式 G00 X_Z_G00 X_Z_ X、Z表示走刀的终点坐标 G00走刀不车削工件,即平时所说的走空刀,减少加工过程中空运行的时间。G00指令不需指定进给速度F的值,由机床系统默认设定,一般可达到15m/min。第三节第三节 快速快速定位定位 G00G00 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:功能:车削工件时,刀具按照指定的坐标和速度,以任意斜率车削工件时,刀具按照指定的坐标和速度,以任意斜率由起始点移动到终点位置做直线运动。由起始点移动到终点位置做直线运动。o格式格式 G01 X_Z_F_G01 X_Z_F_ 其中X、Z是终点(目标点)的坐标,F是进给速度,
10、为模态码。第四节第四节 直线直线 G01G01 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:功能:圆弧指令命令刀具在指定的平面内按给定的速度圆弧指令命令刀具在指定的平面内按给定的速度F做圆弧做圆弧运动,车削出圆弧轮廓。圆弧分为顺时针圆弧和逆时针圆弧,运动,车削出圆弧轮廓。圆弧分为顺时针圆弧和逆时针圆弧,与走刀方向、刀架位置有关。与走刀方向、刀架位置有关。o格式 G02 X_Z_R_F_G02 X_Z_R_F_ 顺时针圆弧 G03 X_Z_R_F_ G03 X_Z_R_F_ 逆时针圆弧 X、Z为圆弧终点坐标,R为圆弧半径,F是进给速度。第五节第五节 圆圆弧弧G02/03G02/03 第三章第三
11、章 数控车床编程数控车床编程o圆弧顺逆的判断圆弧顺逆的判断 圆弧指令分为顺时针指令(圆弧指令分为顺时针指令(G02G02)和逆时针指令()和逆时针指令(G03G03),圆弧),圆弧的顺逆和刀架的前置后置有关的顺逆和刀架的前置后置有关。第五节第五节 圆圆弧弧G02/03G02/03 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o中间带有凹陷部分的工件中间带有凹陷部分的工件o头部有倒角的工件头部有倒角的工件第五节第五节 圆圆弧弧G02/03G02/03 o头部为球形的工件头部为球形的工件第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:该指令由刀具平行于功能:该指令由刀具平行于Z Z轴方向(纵向)进行切削循
12、环,又称纵向切削循轴方向(纵向)进行切削循环,又称纵向切削循环。适合加工轴类零件。环。适合加工轴类零件。o格式:G00 XG00 X Z Z 循环起点 G71 UG71 Uuu R Ree退刀量X向每次吃刀量,mm G71 P G71 P Q Q U Uu1u1 W Ww1w1 F F f f 第六第六节节 外径粗外径粗车循环车循环 G71G71 开始和结束段号。X向和Z向精车余量,mm。进给速度。第三章第三章 数控车床编程数控车床编程 G71循环程序段的第一句只能写X值,不能写Z或X、Z同时写入。该循环的起始点位于毛坯外径处。该指令只能切削前小后大的工件,不能切削凹进形的轮廓。用G98(即用
13、mm/min)编程时,螺纹切削后用割断刀的进给速度F 一定要写,否则进给速度的单位将变成mm/r并用螺纹切削的进给 速度,引起撞刀。使用该指令头部倒角,由于实际加工是最后加工,描述路径时无 需按照延长线描述。由G71每一次循环都可以车削得到工件,避免了G73出现的走空刀 的情况。因此,当加工程序既可用G71编制,也可用G73编制时,尽量选取G71编程。由于G71循环按照直线车削,加工速度高于 G73,有利于提高工作效率。第六第六节节 外径粗外径粗车循环车循环 G71G71 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:该指令又称横向切削循环,与功能:该指令又称横向切削循环,与G71G71指令类
14、似,不同之处是指令类似,不同之处是G72G72的刀具路径的刀具路径是按径向是按径向X X轴方向)进行切削循环的,适合加工盘类零件。轴方向)进行切削循环的,适合加工盘类零件。o格式:G00 XG00 X Z Z 循环起点 G72 WG72 Www R Ree退刀量Y向每次吃刀量,mm G72 P G72 P Q Q U Uu1u1 W Ww1w1 F F f f 第七第七节节 端端面粗面粗车循环车循环 G72G72 开始和结束段号。X向和Z向精车余量,mm。进给速度。第三章第三章 数控车床编程数控车床编程 G72精加工程序段的第一句只能写Z值,不能写X或X、Z同时写入。该循环的起刀点位于毛坯外径
15、处。该指令只能切削前小后大的工件,不能切削凹进形的轮廓。一般上 G72指令采用平放的外圆车刀,防止竖放的外圆车刀扎如工件,引起撞刀。由于G72走刀是逐步深入工件内部,所以G72指令可以加工内孔轮廓工件。使用该指令头部倒角,由于实际加工走刀的关系,描述路径时无需按照延长线述。G72描述路径与G73和G71不同,G72从工件后部开始描述,相应的出现了圆弧的方 向问题。第七第七节节 端端面粗面粗车循环车循环 G72G72 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o内轮廓加工循环(内孔加工、内圆加工)内轮廓加工循环(内孔加工、内圆加工)G72走刀是逐步深入工件内部,所以G72指令可以加工内孔轮廓工件。由
16、于G71走刀一次加工到工件的尾部,会引起撞刀,G73类似。G72做内部轮廓加工时,给定的精车余量为负值,如G72 P Q U-0.2 W-0.1 F ,此时U、W为负值,才会使粗车加工留有余量。第七第七节节 端端面粗面粗车循环车循环 G72G72 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:功能:车削时按照轮廓加工的最终路径形状,进行反复循环加工。车削时按照轮廓加工的最终路径形状,进行反复循环加工。o格式:G00 XG00 X Z Z 循环起点 G73 UG73 Uuu W Ww w R Rrr G73 P G73 P Q Q U Uu1u1 W Ww1w1 F F f f 第八第八节节 复
17、合形状粗车循环复合形状粗车循环G73G73 X向的总吃刀量,半径值,mm。Z向的每次吃刀量,mm。循环次数。开始和结束段号。X向和Z向精车余量,mm。进给速度。第三章第三章 数控车床编程数控车床编程 循环起点定位可用不仅可用G00指令,还可以使用G01.G02.G03等,这里用 G00只是格式说明。并且用 G00指令可以实现快速定位。循环指令均可自动退刀,我们不需指定。注意自动退刀要避免产生刀具干涉。该指令可以切削凹陷形的零件。循环起点要大于毛坯外径,即定位在工件的外部。粗车循环后用精车循环G70指令进行精加工,将粗车循环剩余的精车余量切削 完毕。格式如下:G00 X Z 循环起点 G70 P
18、 Q F f 进给速度程序开始段号程序结束段号 精车时要提高主轴转速,降低进给速度,以达到表面要求。精车循环指令常常借用粗车循环指令中的循环起点,因此不必指定循环起点。第八第八节节 复合形状粗车循环复合形状粗车循环G73G73 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:功能:G32G32指令车削螺纹的方法和普通车床一样,采用多次车削、逐步递减指令车削螺纹的方法和普通车床一样,采用多次车削、逐步递减的方式。的方式。螺纹的车削方式螺纹的描述方式o格式 G32 X_Z_F_G32 X_Z_F_ X、Z螺纹终点坐标,F是螺距。该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速由系统自动给定,保证螺纹加工到
19、位。由“螺纹描述方式”图中,在螺纹加工过程中,直线部分是螺纹加工部分,用G32指令;虚线部分是退刀和定位部分,用G00/G01指令;图中标示的每个坐标点必须经过。第九节第九节 螺纹切螺纹切削削G32G32 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:功能:G92G92是单一循环,只需指定螺纹加工的循环起点和每次螺纹终点。是单一循环,只需指定螺纹加工的循环起点和每次螺纹终点。G92螺纹的描述方式o格式 G00 X_Z_G00 X_Z_ G92 X_Z_R_F_ G92 X_Z_R_F_ X、Z螺纹终点坐标;R是锥度,直螺纹时可不写;F是螺距。该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速有系统自动
20、给定,保证螺纹加工到位。由图中得知,虚线部分不用描述,该指令只需要描述循环起点和每次螺纹加工终点。由于每次的循环起点可设为一个点,所以起点只需要指定一次,模态指令有效。第十节第十节 简单螺纹循环简单螺纹循环G92G92 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程 该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速由系统自动给定,保证螺纹加 工到位。由图中得知,虚线部分不用描述,该指令只需要描述循环起点和最后一刀的螺 纹加工终点。该指令不需指定精确的最大和最小切深,系统根据给定的数值计算每次的吃刀 量,按递减方式切深。G76内的相关数值设定:精车次数即认为等同于螺纹加工次数;若题目中未指 定螺纹刀的角度,按
21、照60;精车余量一般取值不大于最小背吃刀量。直螺纹 时锥度写R0。第十一第十一节节 螺纹切削循环螺纹切削循环 G76G76 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:在功能:在X X方向对工件进行切槽的处理方向对工件进行切槽的处理o格式:G00 XG00 X Z Z 循环起点 G75 RG75 Ree 每次退刀量,mm G75 X G75 X Z Z P Ph h Q Q R_ F R_ F 进给速度切槽终点坐标切完一个刀宽后,槽底移动量m x向吃刀量m 切完一个刀宽后,槽顶移动量m第十二第十二节节 切槽循环切槽循环 G75G75 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:在功能:在Z
22、 Z方向对工件进行孔加工的处理方向对工件进行孔加工的处理o格式:G00 XG00 X Z Z 循环起点 G74 RG74 Ree 每次退刀量,mm G74 X G74 X Z Z P Ph h Q Q R_ F R_ F 进给速度镗孔终点坐标切完一个刀宽后,孔底移动量m z向吃刀量m 切完一个刀宽后,孔顶移动量m第十三第十三节节 镗孔循环镗孔循环 G75G75 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o锥度螺纹是螺纹的前后具有半径差的螺纹,半径差由前端的螺纹半径值减去尾端的螺纹的的半径值得出,因此:顺锥,锥度R0。o 第十四第十四节节 锥度螺纹锥度螺纹 由图中得知,锥度R并非是工件成形螺纹的半径
23、差,螺纹加工的起点是以循环起点为基础,所作出的延长线(A点)来计算的,因为螺纹加工的循环起点必须在工件外部,即按照:起点AB的顺序进行加工。延长线的计算方法和倒角的类似,用相似三角形,不再赘述。G92和G76指令只需给出加工的终点,而A点不需指出,在计算的时候只需我们给定锥度(半径的差值)即可。第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:多头螺纹一般用功能:多头螺纹一般用G92G92指令来实现,通过分度旋入的方法加工出所需的螺纹,度指令来实现,通过分度旋入的方法加工出所需的螺纹,度数指定按照微度,即数指定按照微度,即180180要写成要写成180000180000。o格式 G00 X_Z_G
24、00 X_Z_ G92 X_Z_R_F_Q G92 X_Z_R_F_Q _ _ X、Z螺纹终点坐标;R是锥度,直螺纹时可不写;F是导程,导程=线数螺距。Q是螺纹分度度数。该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速由系统自动配给,保证螺纹加工到位。M203(P1.5)表示该螺纹导程为3,螺距为1.5,则该螺纹为双头螺纹。加工方法同G92指令。Q为非摸态码,因此每步必须要写。第十五节第十五节 多头螺纹多头螺纹 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:数控车床加工曲线的原理是功能:数控车床加工曲线的原理是“拟合曲线拟合曲线”,即用直线模拟曲线(详见第一章,即用直线模拟曲线(详见第一章第三节),
25、由于机床设定第三节),由于机床设定Z Z向脉冲(即最小移动量)是个定值,因此,机床加工曲线向脉冲(即最小移动量)是个定值,因此,机床加工曲线实际上是根据每次实际上是根据每次Z Z向的移动量去计算向的移动量去计算X X值,并用直线连接。值,并用直线连接。o格式 第十六节第十六节 椭圆椭圆 第三章第三章 数控车床编程数控车床编程o功能:外径粗加工。功能:外径粗加工。o 格式 G00 X_Z_G00 X_Z_ G90 X_Z_R_F_ G90 X_Z_R_F_ X、Z每次加工终点坐标;R是锥度;F是进给速度。第十七节第十七节 外径单一固定循环外径单一固定循环 G90G90 第三章第三章 数控车床编程
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