数控机床与编程第六章.ppt
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1、第六章加工中心的程序编制第一页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础6.1.1加工中心的主要功能 加工中心能实现三轴或三轴以上的联动控制,以保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外,还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。第二页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础6.1.2加工中心的工艺及工艺装备第三页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础第四页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础第五页,编辑于星期五:九点 十分。第
2、六页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础1、工艺性分析一般主要考虑以下几个方面:(1)选择加工内容加工中心最适合加工形状复杂、工序较多、要求较高的零件,这类零件常需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具,经多次装夹和调整才能完成加工。(2)检查零件图样第七页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础 零件图样应表达正确,标注齐全。同时要特别注意,图样上应尽量采用统一的设计基准,从而简化编程,保证零件的精度要求。(3)分析零件的技术要求根据零件在产品中的功能,分析各项几何精度和技术要求是否合理;考虑在加工中心上加工,能否保证其精度和技术要求;选择哪一种加工中心最为合
3、理。第八页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础第九页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础(4)审查零件的结构工艺性分析零件的结构刚度是否足够,各加工部位的结构工艺性是否合理等。2、工艺过程设计 工艺设计时,主要考虑精度和效率两个方面,一般遵循先面后孔、先基准后其它、先粗后精的原则。加工中心在一次装夹中,尽可能完成所有能够加工表面的加工。对位置精度要求较高的孔系加工,要特别注意安排孔的加工顺序,安排不当,就有可能将传动副的反向间隙带入,直接影响位置精度。第十页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础第十一页,编辑于星期五:九点 十分。6.1
4、加工中心程序编制的基础3、零件的装夹(1)定位基准的选择在加工中心加工时,零件的定位仍应遵循六点定位原则。同时,还应特别注意以下几点:1)进行多工位加工时,定位基准的选择应考虑能完成尽可能多的加工内容,即便于各个表面都能被加工的定位方式。第十二页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础2)当零件的定位基准与设计基准难以重合时,应认真分析装配图样,明确该零件设计基准的设计功能,通过尺寸链的计算,严格规定定位基准与设计基准间的尺寸位置精度要求,确保加工精度。3)编程原点与零件定位基准可以不重合,但两者之间必须要有确定的几何关系。编程原点的选择主要考虑便于编程和测量。第十三页,编辑于
5、星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础第十四页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础(2)夹具的选用在加工中心上,夹具的任务不仅是装夹零件,而且要以定位基准为参考基准,确定零件的加工原点。因此,定位基准要准确可靠。(3)零件的夹紧在考虑夹紧方案时,应保证夹紧可靠,并尽量减少夹紧变形。第十五页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础4、刀具的选择加工中心对刀具的基本要求是:1)良好的切削性能:能承受高速切削和强力切削并且性能稳定;2)较高的精度:刀具的精度指刀具的形状精度和刀具与装卡装置的位置精度;3)配备完善的工具系统:满足多刀连续加工的要求。第十六
6、页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础6.1.3加工中心编程的特点 由于加工中心的加工特点,在编写加工程序前,首先要注意换刀程序的应用。不同的加工中心,其换刀过程是不完全一样的,通常选刀和换刀可分开进行。换刀完毕启动主轴后,方可进行下面程序段的加工内容。选刀动作可与机床的加工重合起来,即利用切削时间进行选刀。多数加工中心都规定了固定的换刀点位置,各运动部件只有移动到这个位置,才能开始换刀动作。第十七页,编辑于星期五:九点 十分。6.1.4 加工中心的换刀形式 自动换刀数控机床多采用刀库式自动换刀装置。带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换机构组成,它是多工序数控机床上最广泛的
7、换刀方法。第6章加工中心编程1、刀库的种类直线刀库圆盘刀库第十八页,编辑于星期五:九点 十分。6.1.4 加工中心的换刀形式 第6章加工中心编程1、刀库的种类链式刀库 格子箱式刀库多面式刀库第十九页,编辑于星期五:九点 十分。6.1.4 加工中心的换刀形式 第6章加工中心编程2、换刀方式 (1)无机械手换刀。必须首先将用过的刀具送回刀库,然后再从刀库中取出新刀具,这两个动作不可能同时进行,因此换刀时间长。(2)机械手换刀。采用机械手进行刀具交换的方式(如图7.2所示)应用得最为广泛,这是因为机械手换刀有很大的灵活性,而且可以减少换刀时间。机械手式换刀第二十页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加
8、工中心程序编制的基础XH714加工中心装备有盘形刀库,通过主轴与刀库的相互运动,实现换刀。换刀过程用一个子程序描述,习惯上取程序号为O9000。换刀子程序如下:O9000N10G90/选择绝对方式N20G53Z-124.8/主轴Z向移动到换刀点位置 (即与刀库在Z方向上相应)N30M06/刀库旋转至其上空刀位对准主轴,主轴准停N40M28/刀库前移,使空刀位上刀夹夹 住主轴上刀柄N50M11/主轴放松刀柄第二十一页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础N60G53Z-9.3/主轴Z向向上,回设定的 安全位置(主轴与刀柄分离)N70M32/刀库旋转,选择将要换上 的刀具N80G
9、53Z-124.8/主轴Z向向下至换刀点位 置(刀柄插入主轴孔)N90M10/主轴夹紧刀柄N100M29/刀库向后退回N110M99/换刀子程序结束,返回主程序。第二十二页,编辑于星期五:九点 十分。6.1加工中心程序编制的基础 需要注意的是,为了使换刀子程序不被随意更改,以保证换刀安全,设备管理人员可将该程序隐含。当加工程序中需要换刀时,调用O9000号子程序即可。调用程序段可如下编写:N T M98 P9000其中:N后为程序顺序号;T后为刀具号,一般取2位;M98为调用换刀子程序;P9000为换刀子程序号。第二十三页,编辑于星期五:九点 十分。6.2 FANUC系统固定循环功能 图6.8
10、 固定循环的基本动作第二十四页,编辑于星期五:九点 十分。6.2 FANUC系统固定循环功能1、在XY平面定位2、快速移动到R平面3、孔的切削加工4、孔底动作5、返回到R平面6、返回到起始点。常用的固定循环有高速深孔钻循环、螺纹切削循环、精镗循环等。第二十五页,编辑于星期五:九点 十分。6.2 FANUC系统固定循环功能编程格式编程格式G90/G91G98/G99G73G89XYZRQPFK式中:G90/G91-绝对坐标编程或增量坐标编程;G98-返回起始点;G99-返回R平面。G73G89-孔加工方式,如钻孔加工、高速深孔钻加工、镗孔加工等;X、Y-孔的位置坐标;第二十六页,编辑于星期五:九
11、点 十分。6.2 FANUC系统固定循环功能 Z-孔底坐标;R-安全面(R面)的坐标。增量方式时,为起始点到R面的增量距离;在绝对方式时,为R面的绝对坐标;Q-每次切削深度;P-孔底的暂停时间;F-切削进给速度;K-规定重复加工次数。固定循环由G 80或01组G代码撤消。第二十七页,编辑于星期五:九点 十分。6.2 FANUC系统固定循环功能6.2.1高速深孔钻循环指令G73G73用于深孔钻削,在钻孔时采取间断进给,有利于断屑和排屑,适合深孔加工。图6.9所示为高速深孔钻加工的工作过程。其中Q为增量值,指定每次切削深度。d为排屑退刀量,由系统参数设定。第二十八页,编辑于星期五:九点 十分。6.
12、2 FANUC系统固定循环功能a)G73(G98)b)G73(G99)图6.9 高速深孔钻循环第二十九页,编辑于星期五:九点 十分。6.2 FANUC系统固定循环功能例,对图6.10所示的5-8mm深为50mm的孔进行加工。显然,这属于深孔加工。利用G73进行深孔钻加工的程序为:O4000N10G56G90G1Z60F2000/选择2号加 工坐标系,到Z向起始点N20M03S600/主轴启动N30G98G73X0Y0Z-50R30Q5F50/选择高 速深孔钻方式加工1号孔N40G73X40Y0Z-50R30Q5F50/选择高 速深孔钻方式加工2号孔第三十页,编辑于星期五:九点 十分。图6.10
13、 应用举例第三十一页,编辑于星期五:九点 十分。N50G73X0Y40Z-50R30Q5F50/选择高 速深孔钻方式加工3号孔N60G73X-40Y0Z-50R30Q5F50/选择高 速深孔钻方式加工4号孔N70G73X0Y-40Z-50R30Q5F50/选择高 速深孔钻方式加工5号孔N80G01Z60F2000/返回Z向起始点N90M05/主轴停N100M30/程序结束并返回起点加工坐标系设置:G56X=-400,Y=-150,Z=-50。第三十二页,编辑于星期五:九点 十分。6.2 FANUC系统固定循环功能6.2.2螺纹加工循环指令(攻螺纹加工)1、G84(右旋螺纹加工循环指令)G84指
14、令用于切削右旋螺纹孔。向下切削时主轴正转,孔底动作是变正转为反转,再退出。F表示导程,在G84切削螺纹期间速率修正无效,移动将不会中途停顿,直到循环结束。G84右旋螺纹加工循环工作过程见图6.11。第三十三页,编辑于星期五:九点 十分。a)G84(G98)b)G84(G99)图6.11 螺纹加工循环第三十四页,编辑于星期五:九点 十分。6.2 FANUC系统固定循环功能2、G74(左旋螺纹加工循环指令)G74指令用于切削左旋螺纹孔。主轴反转进刀,正转退刀,正好与G84指令中的主轴转向相反,其它运动均与G84指令相同。6.2.3精镗循环指令 G76G76指令用于精镗孔加工。镗削至孔底时,主轴停止
15、在定向位置上,即准停,再使刀尖偏移离开加工表面,然后再退刀。这样可以高精度、高效率地完成孔加工而不损伤工件已加工表面。程序格式中,Q表示刀尖的偏移量,一般为正数,移动方向由机床参数设定。第三十五页,编辑于星期五:九点 十分。6.2 FANUC系统固定循环功能G76精镗循环的加工过程包括以下几个步骤:1、在X、Y平面内快速定位;2、快速运动到R平面;3、向下按指定的进给速度精镗孔;4、孔底主轴准停;5、镗刀偏移;6、从孔内快速退刀。第三十六页,编辑于星期五:九点 十分。a)G76(G98)b)G76(G99)图6.12 精镗循环的加工第三十七页,编辑于星期五:九点 十分。6.2 FANUC系统固
16、定循环功能6.2.4应用举例 使用刀具长度补偿功能和固定循环功能加工如图6.13所示零件上的12个孔1、分析零件图样,进行工艺处理2、加工调整 3、数学处理 4、编写零件加工程序 第三十八页,编辑于星期五:九点 十分。图6.13零件图样第三十九页,编辑于星期五:九点 十分。图5.14刀具图第四十页,编辑于星期五:九点 十分。N10G54G90G00X0Y0Z30/进入加工坐标系N20T01M98P9000/换用T01号刀具N30G43G00Z5H01/T01号刀具长度补偿N40S600M03/主轴起动N50G99G81X40Y-35Z-63R-27F120/加工#1孔 (回R平面)N60Y-7
17、5/加工#2孔(回R平面)N70G98Y-115/加工#3孔(回起始平面)N80G99X300/加工#4孔(回R平面)N90Y-75/加工#5孔(回R平面)N100G98Y-35/加工#6孔(回起始平面)N110G49Z20/Z向抬刀,撤消刀补第四十一页,编辑于星期五:九点 十分。N120G00X500Y0/回换刀点,N130T02M98P9000/换用T02号刀N140G43Z5H02/T02刀具长度补偿N150S600M03/主轴起动N160G99G81X70Y-55Z-50R-27F120/加工#7孔(回R平面)N170G98Y-95/加工#8孔(回起始平面)N180G99X270/加工
18、#9孔(回R平面)N190G98Y-55/加工#10孔(回起始平面)N200G49Z20/Z向抬刀,撤消刀补N210G00X500Y0/回换刀点T220M98P9000/换用T03号刀具N230G43Z5H03/T03号刀具长度补偿第四十二页,编辑于星期五:九点 十分。N240 S300 M03 /主轴起动N250 G76 G99 X170 Y-35 Z-65 R3 F50 /加工#11孔(回R平面)N260 G98 Y-115 /加工#12孔(回起始平面)N270 G49 Z30 /撤消刀补N280 M30 /程序停 参数设置:H01=0,H02=-10,H03=-50;G54:X=-600
19、,Y=-80,Z=-35。第四十三页,编辑于星期五:九点 十分。6.3SIEMENS系统固定循环功能6.3.1主要参数SIEMENS系统固定循环中使用的主要参数见表6.1。参数赋值方式:若钻底停留时间为2秒,则R105=2。表6.1 主要参数 第四十四页,编辑于星期五:九点 十分。参数含义R101起始平面R102安全间隙R103参考平面R104最后钻深(绝对值)R105钻底停留时间R106螺距R107钻削进给量R108退刀进给量第四十五页,编辑于星期五:九点 十分。6.3SIEMENS系统固定循环功能5.3.2钻削循环调用格式调用格式 LCYC82 功能:刀具以编程的主轴转速和进给速度钻孔,到
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