数控加工程序编制数控车3锥面轴的程序编制.pptx
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1、数控加工数控加工(ji gng)程序编制程序编制-车削编程车削编程 (FANUC 0i)任务任务(rn wu)三:锥面轴的程序编三:锥面轴的程序编制制第一页,共81页。工作工作(gngzu)任务任务编制程序编制程序仿真仿真(fn zhn)加工加工生产生产(shngchn)类型:类型:单件单件毛坯:毛坯:4585材料材料 45钢钢第二页,共81页。学习学习(xux)目标目标最终目标:能够熟练的编写锥面轴类零件数控加工最终目标:能够熟练的编写锥面轴类零件数控加工(ji gng)(ji gng)程程序。序。促成目标:促成目标:1 1会零件图的工艺分析及加工会零件图的工艺分析及加工(ji gng)(j
2、i gng)方法的选择;方法的选择;2 2会加工会加工(ji gng)(ji gng)顺序及进给路线的确定;顺序及进给路线的确定;3.3.会切削用量的确定;会切削用量的确定;4 4会数控加工会数控加工(ji gng)(ji gng)工序卡的编制工序卡的编制5 5会应用刀尖圆弧半径补偿指令会应用刀尖圆弧半径补偿指令G41/G42/G40G41/G42/G40、单一固定循环指、单一固定循环指令令G90/G94G90/G94编程指令;编程指令;第三页,共81页。相关相关(xinggun)知识知识了解数控车削加工工艺路线制定的原则了解数控车削加工工艺路线制定的原则(yunz)绘制走刀路线图绘制走刀路线
3、图了解车削圆锥的加工工艺路线了解车削圆锥的加工工艺路线单一固定循环指令单一固定循环指令G90G94刀尖圆弧半径补偿指令刀尖圆弧半径补偿指令G41G42G40数控车床上加工过程:两把刀对刀数控车床上加工过程:两把刀对刀第四页,共81页。数控车削数控车削(ch xu)加工工艺路线加工工艺路线制订制订1先粗后精先粗后精 选择切入切出方向选择切入切出方向最终轮廓最终轮廓(lnku)一次走刀完成一次走刀完成内外交叉内外交叉2先近后远先近后远 3刀具集中刀具集中 第五页,共81页。数控车削数控车削(ch xu)的走刀路线的的走刀路线的确定确定 走刀路线是指数控机床在加工过程中,刀具从起刀走刀路线是指数控机
4、床在加工过程中,刀具从起刀点开始,直至加工结束返回终点的轨迹,包括切削点开始,直至加工结束返回终点的轨迹,包括切削(qixio)加工的路径以及刀具切入、切出等空运加工的路径以及刀具切入、切出等空运行路线。行路线。走刀路线是编写程序的依据之一。因此在确定走刀走刀路线是编写程序的依据之一。因此在确定走刀路线时,最好画一张走刀路线图。路线时,最好画一张走刀路线图。用虚线表示快速进给,实线表示切削用虚线表示快速进给,实线表示切削(qixio)进进给给第六页,共81页。走刀路线图走刀路线图第七页,共81页。确定数控车削加工进给路线的主要原则:确定数控车削加工进给路线的主要原则:首先按照拟定的工步顺序,确
5、定零件各加工表面进给路线的顺序;首先按照拟定的工步顺序,确定零件各加工表面进给路线的顺序;确定的进给路线应该能保证工件轮廓表面加工后的精度和表面粗糙度确定的进给路线应该能保证工件轮廓表面加工后的精度和表面粗糙度要求;要求;寻求最短的进给路线(包括空行程路线和进给加工路线),以便提高寻求最短的进给路线(包括空行程路线和进给加工路线),以便提高加工效率;加工效率;要选择工件在加工时变形小的路线,对横截面积小的细长零件或薄壁要选择工件在加工时变形小的路线,对横截面积小的细长零件或薄壁零件应该采用分几次走刀加工到最后尺寸,或者用对称零件应该采用分几次走刀加工到最后尺寸,或者用对称(duchn)地去地去
6、除加工余量的方法来安排进给路线。除加工余量的方法来安排进给路线。确定进给加工路线的重点,主要在于确定粗加工切削过程与空行程的进给确定进给加工路线的重点,主要在于确定粗加工切削过程与空行程的进给路线;精加工切削过程的进给路线,基本上都是沿着零件轮廓的顺序路线;精加工切削过程的进给路线,基本上都是沿着零件轮廓的顺序进行的。进行的。第八页,共81页。切削用量的确定切削用量的确定(qudng)切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量和进给量。对于不同的加工方法,需要选择不同的切削用量,并应编入程序单内。合理(hl)选择切削用量的原则是,粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本,通常
7、选择较大的背吃刀量和进给量,采用较低的切削速度;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本,通常选择较小的背吃刀量和进给量,并选用切削性能高的刀具材料和合理(hl)的几何参数,以尽可能提高切削速度。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册并结合经验而定。第九页,共81页。数控车削数控车削(ch xu)用量推荐表用量推荐表第十页,共81页。主轴转速主轴转速n(r/min)主要根据主要根据(gnj)允许的切削速度允许的切削速度c(m/min)选取。选取。式中:式中:vc切削速度切削速度 D工件直径工件直径(mm)。主轴主轴(zhzhu)转速转速n要根据计算值在机床说
8、明要根据计算值在机床说明书中选取标准值。书中选取标准值。第十一页,共81页。普通精度轧制件用于轴类(零件普通精度轧制件用于轴类(零件(ln jin)的数控的数控车削加工余量车削加工余量第十二页,共81页。模锻毛坯用于轴类零件(ln jin)的数控车削加工余量 第十三页,共81页。车圆锥车圆锥(yunzhu)的加工路线的加工路线分析分析 数控车床上车外圆锥,假设圆锥大数控车床上车外圆锥,假设圆锥大径为径为D D,小径为,小径为d d,锥长为,锥长为L L,车圆锥的,车圆锥的加工路线如图所示。加工路线如图所示。按阶梯切削按阶梯切削(qixio)(qixio)路线,两刀粗路线,两刀粗车,最后一刀精车
9、;两刀粗车的终刀距车,最后一刀精车;两刀粗车的终刀距S S要作精确的计算,可有相似三角形得:要作精确的计算,可有相似三角形得:D-d 2LD-d 2S-apD-d 2L(D-d 2S-ap)此种加工路线此种加工路线(lxin),粗,粗车时,刀具背吃刀量相同,但精车时,刀具背吃刀量相同,但精车时,背吃刀量不同;同时刀具车时,背吃刀量不同;同时刀具切削运动的路线切削运动的路线(lxin)最短。最短。第十四页,共81页。按图按图b的相似斜线切削路线,也需计算粗车时的相似斜线切削路线,也需计算粗车时终刀距终刀距S,同样由相似三角形可计算得出,同样由相似三角形可计算得出(d ch)。按此种加工路线,刀具
10、切削运动的距离较短。按此种加工路线,刀具切削运动的距离较短。按图按图c c的斜线加工路线,只需确定每次背吃的斜线加工路线,只需确定每次背吃刀量刀量apap,而不需计算终刀距,编程方便。但在,而不需计算终刀距,编程方便。但在每次切削每次切削(qixio)(qixio)中背吃刀量是变化的,且刀中背吃刀量是变化的,且刀具切削具切削(qixio)(qixio)运动的路线较长。运动的路线较长。第十五页,共81页。外圆切削外圆切削(qixio)(qixio)循环指循环指令令G90 G90 圆柱切削循环指令格式:圆柱切削循环指令格式:G90 X(U)_Z(W)_F_ G90 X(U)_Z(W)_F_ 该该循
11、循环环主主要要用用于于轴轴类类零零件件的的外外圆加工。圆加工。X X、Z Z为为车车削削(ch(ch xu)xu)循循环环中中车车削削(ch(ch xu)xu)进给路径的终点坐标,进给路径的终点坐标,U U、W W是是圆圆柱柱面面切切削削终终点点相相对对于于循循环环起起点增量坐标。点增量坐标。切入切入切削切削退刀退刀返回返回快速快速(kui s)移动移动 进给移动进给移动 进给移进给移动动 快速快速(kui s)移动移动 第十六页,共81页。使用循环切削使用循环切削(qixio)指令,注意:指令,注意:刀具必须先定位至循环起点,再执行循环切削刀具必须先定位至循环起点,再执行循环切削(qixio
12、)指令,指令,完成一循环切削完成一循环切削(qixio)后,刀具回到此循环起点。后,刀具回到此循环起点。循环切削循环切削(qixio)指令为模态指令。指令为模态指令。第十七页,共81页。圆锥切削循环指令格式:圆锥切削循环指令格式:G90 X(U)_Z(W)_R_F_ G90 X(U)_Z(W)_R_F_ 该该循循环环主主要要用用于于轴轴类类零零件件的锥面加工。的锥面加工。R R的的大大小小:为为锥锥度度部部分分大大端端与与小小端端之半径差。之半径差。R R的的正正负负:起起始始点点坐坐标标大大于于终终点点(zhngdin)(zhngdin)坐坐标标时时R R为为正正,反反之为负。之为负。第十八
13、页,共81页。端面车削端面车削(ch xu)(ch xu)固定循环固定循环指令指令G94 G94 G94指令用于盘套类零件的垂直端面指令用于盘套类零件的垂直端面(dunmin)或锥形端面或锥形端面(dunmin)的加工的加工。直端面直端面(dunmin)车削固定循环车削固定循环 指令指令格式为:格式为:G94 X(U)_Z(W)_F_ 第十九页,共81页。锥锥端端面面车车削削固固定定循循环环指指令令(zhlng)(zhlng)格格式式为:为:G94 X(U)_Z(W)_R_F_ G94 X(U)_Z(W)_R_F_ 第二十页,共81页。刀具的几何刀具的几何(j h)补偿和磨损补偿和磨损补偿补偿
14、 在编程时,一般以其中一把刀具在编程时,一般以其中一把刀具为基准,并以该刀具的刀尖位置为为基准,并以该刀具的刀尖位置为依据来建立工件坐标系。这样,当依据来建立工件坐标系。这样,当其他刀位转至加工位置时,刀尖的其他刀位转至加工位置时,刀尖的位置相对于基准刀刀尖位置就会有位置相对于基准刀刀尖位置就会有偏差。由此,原来设定的工件坐标偏差。由此,原来设定的工件坐标系对这些刀具就不适用系对这些刀具就不适用(shyng)了。了。另外,每把刀具在加工过程中都有另外,每把刀具在加工过程中都有不同程序的磨损。因此,应进行位不同程序的磨损。因此,应进行位置补偿。置补偿。刀具的补偿刀具的补偿(bchng)(bchn
15、g)功能由功能由T T代代码实现。码实现。第二十一页,共81页。刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想刀具或基准刀具的偏移的;想刀具或基准刀具的偏移的;刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与原始尺寸的误差原始尺寸的误差(wch)的。的。补偿数据通常是通过对刀后采集到的,而且必须将这些数补偿数据通常是通过对刀后采集到的,而且必须将这些数据准确地储存到刀具数据库中,然后通过程序中的刀补代据准确地储存到刀具数据库中,然后通过程序中的刀补代码来提取并执行。码来提取并执行。第二十
16、二页,共81页。第二十三页,共81页。刀补指令用刀补指令用T代码表示。常用代码表示。常用T代码格式为:代码格式为:T xx xx,即,即T后后可跟可跟4位数,其中前位数,其中前2位表示刀具位表示刀具(doj)号,后号,后2位表示刀具位表示刀具(doj)补偿号。刀具补偿号。刀具(doj)补偿号实际上是刀具补偿号实际上是刀具(doj)补偿补偿寄器的地址号,该寄存中存放有刀具寄器的地址号,该寄存中存放有刀具(doj)的的X轴偏置和轴偏置和Z轴偏轴偏置量。刀具置量。刀具(doj)补偿号为补偿号为00时,表示取消补偿。时,表示取消补偿。若设定刀具若设定刀具(doj)几何补偿和磨损补偿同时有效时,刀补量几
17、何补偿和磨损补偿同时有效时,刀补量是两者的矢量和。若使用基准刀具是两者的矢量和。若使用基准刀具(doj),则其几何补偿位置,则其几何补偿位置补偿为零,刀补只有磨损补偿。在图示按基准刀尖编程的情况下,补偿为零,刀补只有磨损补偿。在图示按基准刀尖编程的情况下,若还没有磨损补偿时,则只有几何位置补偿,若还没有磨损补偿时,则只有几何位置补偿,X=Xj、Z=Zj;批量加工过程中出现刀具;批量加工过程中出现刀具(doj)磨损后,则:磨损后,则:X=Xj+Xm、Z=Zj+Zm;第二十四页,共81页。数控系统对刀具的补偿或取消刀补都是通过拖板的数控系统对刀具的补偿或取消刀补都是通过拖板的移动来实现的。对带自动
18、换刀的车床而言,执行移动来实现的。对带自动换刀的车床而言,执行T指令时,指令时,将先让刀架转位,按前将先让刀架转位,按前2位数字指定的刀具号选择好刀具位数字指定的刀具号选择好刀具后,再按后后,再按后2位数字对应的刀补地址中刀具位置补偿值的位数字对应的刀补地址中刀具位置补偿值的大小来调整刀架拖板位置,实施刀具几何大小来调整刀架拖板位置,实施刀具几何(j h)位置补位置补偿和磨损补偿。偿和磨损补偿。第二十五页,共81页。尖角车刀尖角车刀(ch do)加工时的情加工时的情况况采用尖角车刀对加工及编程都很方便采用尖角车刀对加工及编程都很方便 刀头越尖就越容易磨损刀头越尖就越容易磨损 当刀具太尖而进给速
19、度又较大时,可明显地感觉当刀具太尖而进给速度又较大时,可明显地感觉出一般的轮廓车削将产生车螺纹的效果,即使减出一般的轮廓车削将产生车螺纹的效果,即使减小进给速度,也会影响小进给速度,也会影响(yngxing)到加工表面的到加工表面的粗糙度。粗糙度。第二十六页,共81页。将车刀将车刀(ch do)刀尖磨成圆弧刀尖磨成圆弧过渡刃过渡刃 车刀车内、外圆和端面时,刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状车刀车内、外圆和端面时,刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状 转角处的尖角肯定是无法车出的转角处的尖角肯定是无法车出的 在切削锥面或圆弧面时,会造成过切或少切在切削锥面或圆弧面时,会造成过切或少切有必要对此采用刀尖半径补偿
20、有必要对此采用刀尖半径补偿(bchng)来消除误差。来消除误差。车锥面、圆弧用车锥面、圆弧用刃刃第二十七页,共81页。刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径(bnjng)补偿补偿 有刀尖存在时,对刀尖按轮廓线编程加工,即可以得到理有刀尖存在时,对刀尖按轮廓线编程加工,即可以得到理想轮廓,不需要考虑刀补;想轮廓,不需要考虑刀补;用圆弧头车刀时:用圆弧头车刀时:以偏移以偏移(pin y)理想轮廓一个刀具半径的轨迹线编程加工理想轮廓一个刀具半径的轨迹线编程加工后,可保证切削得到理想轮廓线。后,可保证切削得到理想轮廓线。也可以按照轮廓轨迹编程,再在程序中适当位置加上刀补也可以按照轮廓轨迹编程,再在程序中适当位置加上
21、刀补代码,让机床自动进行刀补。代码,让机床自动进行刀补。第二十八页,共81页。刀尖圆弧自动刀尖圆弧自动(zdng)补偿补偿利用机床自动进行刀尖半径补偿时,需要使用利用机床自动进行刀尖半径补偿时,需要使用G40、G41、G42指令。指令。当系统执行到含当系统执行到含T代码的程序指令时,仅仅是从中取得代码的程序指令时,仅仅是从中取得了刀具补偿的寄存器地址号了刀具补偿的寄存器地址号(其中包括刀具几何位置补其中包括刀具几何位置补偿和刀具半径大小偿和刀具半径大小),此时并不会开始实施刀尖半径补,此时并不会开始实施刀尖半径补偿。只有在程序中遇到偿。只有在程序中遇到G41、G42、G40指令时,才指令时,才
22、开始从刀库中提取数据开始从刀库中提取数据(shj)并实施相应的刀径补偿。并实施相应的刀径补偿。第二十九页,共81页。G41刀尖半径左补偿。沿着进给方向看,刀尖位置应刀尖半径左补偿。沿着进给方向看,刀尖位置应在编程轨迹的左边。在编程轨迹的左边。G42刀尖半径右补偿。沿着进给方向看,刀尖位置应刀尖半径右补偿。沿着进给方向看,刀尖位置应在编程轨迹的右边。在编程轨迹的右边。G40取消取消(qxio)刀尖半径补偿。刀尖运动轨迹与编刀尖半径补偿。刀尖运动轨迹与编程轨迹一致。程轨迹一致。第三十页,共81页。刀位点刀位点刀位点即是指编制数控加工程序时用以确定刀具位置的基准点。刀位点即是指编制数控加工程序时用以
23、确定刀具位置的基准点。按照试切对刀的情况看,对刀所获得的坐标数据就是刀尖的坐按照试切对刀的情况看,对刀所获得的坐标数据就是刀尖的坐标,采用对刀仪,也基本上是按刀尖对刀的。标,采用对刀仪,也基本上是按刀尖对刀的。对于圆弧头车刀:对于圆弧头车刀:刀尖是不存在的,是一个假想的刀尖点刀尖是不存在的,是一个假想的刀尖点也可通过也可通过(tnggu)测出刀尖圆弧半径值来推测出刀尖圆弧中心测出刀尖圆弧半径值来推测出刀尖圆弧中心点点编程时,通常就是用这样两个参照点来作为刀位点的,刀尖半编程时,通常就是用这样两个参照点来作为刀位点的,刀尖半径补偿也就是围绕这两种情况进行的。径补偿也就是围绕这两种情况进行的。第三
24、十一页,共81页。假想假想(jixing)刀尖刀尖车锥面、圆弧用刃车锥面、圆弧用刃第三十二页,共81页。当采用假想刀尖点编程补偿方式时,系统当采用假想刀尖点编程补偿方式时,系统(xtng)内部只内部只对锥面及圆弧面计算刀补,而对车端面与车外圆则不进行对锥面及圆弧面计算刀补,而对车端面与车外圆则不进行刀补。刀补。当采用刀尖圆弧中心点编程刀补方式时,则无论什么样的当采用刀尖圆弧中心点编程刀补方式时,则无论什么样的轮廓线都需要进行刀补运算。轮廓线都需要进行刀补运算。对有刀补功能的车床来说,无论用哪种补偿方式,我们都对有刀补功能的车床来说,无论用哪种补偿方式,我们都只需要按零件最终得到的轮廓线进行编程
25、,至于怎么具体只需要按零件最终得到的轮廓线进行编程,至于怎么具体地实施刀补,则是数控系统地实施刀补,则是数控系统(xtng)内部要做的事情。内部要做的事情。对于没有刀补功能的车床来说,考虑如何刀补则是编程者对于没有刀补功能的车床来说,考虑如何刀补则是编程者必须要考虑的问题,只有正确的刀补编程才能得到准确的必须要考虑的问题,只有正确的刀补编程才能得到准确的轮廓轨迹。轮廓轨迹。第三十三页,共81页。假想刀尖方位是指假想刀尖与刀尖圆假想刀尖方位是指假想刀尖与刀尖圆弧中心的相对位置关系,用弧中心的相对位置关系,用09共共10个号码来表示。个号码来表示。如果以刀尖圆弧中心作为刀位点,则如果以刀尖圆弧中心
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