（中职）数控车削工艺与编程项目三简单轴类零件加工编程教学课件.ppt

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1、（中职）数控车削工艺与编程项目三 简单轴类零件加工编程ppt课件项目三项目三 简单轴类零件加工编程简单轴类零件加工编程一、学习编程指令一、学习编程指令二、进行编程加工二、进行编程加工 一、学习编程指令一、学习编程指令（一）（一）SIEMENS 802SSIEMENS 802S系统编程指令系统编程指令 1 1编程规则编程规则 （1）未经修改的系统启动默认状态G1、G18、G40、G500、G71、G95、G23。（2）在同一程序段中允许出现多个G指令或M指令。（3）程序命名规则。2 2G G指令详解指令详解 (1)快速点定位指令G00 功能：刀具以点定位控制的方式从刀具所在点快速移动到目标点，在

2、这过程中不进行切削。指令格式：G00 X_ Z_；指令说明：一、学习编程指令一、学习编程指令（一）（一）SIEMENS 802SSIEMENS 802S系统编程指令系统编程指令 2 2G G指令详解指令详解 G00指令说明：aX_ Z_为相应程序段的终点坐标值，在G00前添加G90或省略都表示采用绝对坐标方式编程，如果在G00前添加G91，即G91 G00 X_ Z_则为增量坐标方式编程，那么X、Z后相应的值为终点相对于起点的增量坐标。当然不运动的坐标可以不写，例如：G00 X 或G00 Z 。bG00不指定刀具进给速度，其进给速度由机床系统参数设定。在实际操作时，也可通过机床操作面板上的倍率

3、开关旋钮对G00的速度进行调节。cG00为模态指令，可用G01指令取消。dG00刀具移动轨迹通常为折线型轨迹。如下图所示，从起点A快速移动到目标点C程序段：绝对坐标方式编程为：G00 X40 Z60；增量坐标方式编程为：G91 G00 X20 Z40；一、学习编程指令一、学习编程指令（一）（一）SIEMENS 802SSIEMENS 802S系统编程指令系统编程指令 2 2G G指令详解指令详解 (2)直线插补指令G01功能：刀具在两坐标轴间以插补联动的方式按指定的进给速度作任意斜率的直线运动。执行G01指令的刀具轨迹是一条直线型轨迹，它是连接起点和终点的一条直线。指令格式：G01 X_ Z_

4、 F_；指令说明：aG01 X_ Z_的坐标值含义与G00 X_ Z_一致，区别是在这个过程中进行切削。bF_为刀具切削的进给速度。F为模态指令，在G01程序段中或之前必须含有F指令。F单位为mm/r或mm/min，默认值为mm/r。cG01为模态指令，可用G00指令取消。d如上图所示，从起点A直线插补至目标点B、C程序段如下所示：AB：G01 X40 Z40 F0.3；（绝对坐标方式编程）G91 G00 X20 Z20 F0.3；（增量坐标方式编程）AC：G01 X40 Z60 F100；（绝对坐标方式编程）G91 G00 X20 Z40 F0.3；（增量坐标方式编程）一、学习编程指令一、学

5、习编程指令（一）（一）SIEMENS 802SSIEMENS 802S系统编程指令系统编程指令 2 2G G指令详解指令详解 （3）延时暂停指令G04 功能：刀具作短时间的无进给光整加工或机床空运转，从而降低加工表面粗糙度。执行该程序段暂停给定时间，暂停时间过后，继续执行下一程序段。该指令常用于车削还槽、台阶孔等场合，以提高表面加工质量。指令格式：G04 S_；S指主轴转数 或 G04 F_；F指暂停时间，单位为s指令说明：G04为非模态指令。（4）圆弧插补指令G02/G03功能：G02为顺时针圆弧插补；G03为逆时针圆弧插补。指令格式：G02（G03）X_ Z I K F ；（终点坐标和圆心

6、坐标方式）G02（G03）X_Z CR=F ；（终点坐标和半径方式）G02（G03）AR=I K F ；（圆弧张角和圆心坐标方式）G02（G03）X_Z AR=F ；（终点坐标和圆弧张角方式）G02（G03）X_Z IX=KZ=F ；（中间点圆弧插补方式）一、学习编程指令一、学习编程指令（一）（一）SIEMENS 802SSIEMENS 802S系统编程指令系统编程指令 2 2G G指令详解指令详解 圆弧插补G02/G03指令说明：a不论是绝对方式编程还是增量方式编程，I K 均为圆弧圆心相对起点分别在X、Z轴上的增量坐标。bCR=为圆弧半径，“=”号不能省略。圆心角180时，CR值用“+”表

7、示或省略；当圆心角180时，CR值用“”表示，整圆不能用半径表示。c圆弧张角和圆心坐标方式及终点坐标和圆弧张角方式中，AR表示圆弧的张角（圆心角），单位为度（）。d车床上圆弧插补顺、逆方向可参照下图所示。沿Z轴正方向往负方向看为逆时针方向为G03，顺时针方向为G02。（a a）后置刀架）后置刀架 （b b）前置刀架）前置刀架 圆弧顺逆方向判断 一、学习编程指令一、学习编程指令（一）（一）SIEMENS 802SSIEMENS 802S系统编程指令系统编程指令 3 3M M指令的说明指令的说明 4.4.换刀指令换刀指令M0（程序停止）、M1（程序有条件停止）、M2（程序结束）、M3（主轴正转）、

8、M4（主轴反转）、M5（主轴停止）、M8（切削液开）、M9（切削液关）。系统使用M17指令代表子程序结束返回指令，也可以使用“RET”表示该功能。指令格式：T D ；T1表示转1号刀，D1表示使用1号刀沿作为刀具补偿存储器。在实际编程中，如果任何一把刀具对应的刀补放在默认的位置D1时，刀补位可以省略，如T1D1、T2D1可以写成T1、T2效果是一样的。一、学习编程指令一、学习编程指令（二）（二）FANUC 0iFANUC 0i系统编程指令系统编程指令 1 1编程规则编程规则（1）小数点编程 在本系统中输入的任何坐标字（包括X、Z、I、K、W、R等）的数值后必须加小数点，即X100必须记作X10

9、0.或X100.0，否则系统会默认为坐标字数值为1000.001mm=0.1mm。该功能可以通过参数关闭。（2）绝对方式与增量方式 FANUC-0i数控车系统中用U或W表示增量方式。在程序中出现U即表示X方向的增量值，出现W 即表示Z方向的增量值。同时允许绝对方式与增量方式混合编程。注意与使用G90和G91表示增量的系统区别。（3）进给功能 系统默认进给方式为转进给。（4）程序名的指定 本系统程序名采用字母O后跟四位数字的格式。子程序文件名遵循同样的命名规则。通常在程序开始指定文件名，程序结束须加程序结束指令。（5）指令简写模式 系统支持G指令或M指令简写 一、学习编程指令一、学习编程指令（二

10、）（二）FANUC 0iFANUC 0i系统编程指令系统编程指令 2 2G G指令详解指令详解(1)快速点定位指令G00功能：类似于SEMENS 802S系统中G00。指令格式：G00 X(U)Z(W)(2)直线插补指令G01功能：类似于SEMENS 802S系统中G01。指令格式：G01 X(U)Z(W)；注：可以混用如G1 X W ；G1 U Z ；(3)延时暂停指令G04功能：类似于SEMENS 802S系统中G04。指令格式：G04 X（U）；（X和U用法相同，其后跟延时时间，单位s，其后需加小数点）G04 P ；（P后面数字为整数，单位是ms）指令说明：如果需延时2s，则指令可表述为

11、：G4 X2.0或G4 U2.O或G4 P2000。（4）圆弧插补指令G02/G03功能：类似于SEMENS 802S系统中G02/G03。指令格式：G02/G03 X(U)Z(W)R ；G02/G03 X(U)Z(W)I K ；SEMENS系统和FANUC系统关于圆弧半径表述的最明显地方在于“CR=”和“R”。一、学习编程指令一、学习编程指令（二）（二）FANUC 0iFANUC 0i系统编程指令系统编程指令 3 3M M指令的说明指令的说明 4 4换刀指令：换刀指令：T T ；FANUC 0i系统的M代码和功能之间的关系由机床制造商决定，一般遵循ISO标准。同样包括M0（程序停止）、M1（

12、程序有条件停止）、M2（程序结束）、M3（主轴正转）、M4（主轴反转）、M5（主轴停止）、M8（切削液开）、M9（切削液关）等。系统常用M98和M99指令表示子程序调用和子程序结束返回。系统常用M30指令结束程序（M30指令表示程序结束，并且加工程序段跳转到程序首）。该指令为FANUC系统转刀指令，前面的T01表示转1号刀，后面的01表示使用1号刀具补偿。刀具号与刀补号可以相同，也可以不同。任务任务31 31 简单阶梯轴加工简单阶梯轴加工 一、分析零件图样一、分析零件图样 1尺寸精度：2表面粗糙度：二、分析加工工艺二、分析加工工艺 三、编写加工程序三、编写加工程序(略略)详见书P68P69 本

13、例中精度要求较高的尺寸主要有外圆 对于尺寸精度要求，主要通过在加工过程中的准确对刀、正确设置刀补及磨耗，以及正确制定合适的加工工艺等措施来保证。本例中，加工后的外圆表面粗糙度要求为Ra1.6um，其余表面粗糙度为Ra6.3um。对于表面粗糙度要求，主要通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗、精加工路线，合理的切削用量及冷却等措施来保证。任务任务31 31 简单阶梯轴加工简单阶梯轴加工 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 1编程原点的确定 由于工件在长度方向的要求较低，根据编程原点的确定原则，该工件的编程原点取在完工工件的右端面与主轴轴线相交的交点上。2制定加工方案及加工路线（1）选择数控机床及

14、数控系统 根据工件的形状及加工要求，选用CK6132数控车床进行本例工件的加工。数控系统选用FANUC0iTA或SIEMENS 802D。（2）制定加工方案与加工路线 采用一次装夹完成零件加工的方案，依次加工零件外形，完成粗、精加工。3工件定位、装夹与刀具选用 （1）工件的定位及装夹：工件采用三爪卡盘进行定位夹紧。（2）刀具的选用：刀具材料选用硬质合金。根据实习条件，可选用整体式或机夹式车刀。任务任务31 31 简单阶梯轴加工简单阶梯轴加工 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 4确定加工参数。（1）主轴转速（n）：硬质合金刀具材料切削钢件时，切削速度取80m/min-220m/min,根据公式n

15、=1000/D及加工经验，并根据实际情况，本项目粗加工转速在400r/min-1000m/min内选取，精加工的主轴转速在800r/min-2000m/min内选取。（2）进给速度（F）粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，课选择较高的进给速度，一般取100mm/min-200mm/min。当进行切槽、切断、车孔加工或采用高速钢刀具进行加工时，应选用较低的进给速度，一般在50mm/min-100mm/min内选取。精加工的进给速度一般取粗加工进给速度的1/2。刀具空行程的进给速度一般取G00速度，或在G01时选取F800mm/min-F1500mm/min。（3）背吃刀量（ap）背

16、吃刀量根据机床与刀具的刚性及加工精度来确定，粗加工的背吃刀量一般取2mm-5mm（直径量），精加工的背吃刀量等于精加工余量，精加工余量一般取02mm-05mm（直径量）。任务任务31 31 简单阶梯轴加工简单阶梯轴加工 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 5制定加工工艺（厂名）数控加工工艺卡片产品代号零件名称零件图号工艺序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间数控加工工艺卡片工步号工作内容（加工面）刀具号刀具规格主轴转速进给速度背吃刀量1手动加工右端面（含Z向对刀）T01外圆车刀6000.150.52粗加工右端外圆轮廓T01外圆车刀6000.323精加工右端外圆轮廓T01外圆车刀12000.15

17、0.254工件精度检测编制审核批准共 页 第 页任务任务32 32 槽加工及切断槽加工及切断 一、分析零件图样一、分析零件图样 坯料尺寸为45mm，长90mm。该零件尺寸精度要求低，主要涉及切槽和倒角，从右端往左端径向尺寸呈逐渐递增规律。二、分析加工工艺二、分析加工工艺 三、编写加工程序三、编写加工程序（略）详见书P71P74 任务任务32 32 槽加工及切断槽加工及切断 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 1编程原点的确定 由于工件在长度方向的要求较低，根据编程原点的确定原则，该工件的编程原点取在完工工件的右端面与主轴轴线相交的交点上。2确定加工方案及选择加工路线 （1）选择数控机床及数控系统

18、 根据工件的形状及加工要求，选用CK6132数控车床进行本例工件的加工。数控系统可选用FANUC0iTA或SIEMENS 802S。（2）确定加工方案与选择加工路线 采用一次装夹完成零件粗、精加工的加工方案，先加工外形轮廓，再切槽，最后切断。3工件定位、装夹与刀具选用 （1）工件的定位及装夹：工件采用三爪卡盘进行定位于装夹。（2）刀具的选用 本例选用下图所示的刀具。刀具材料选用硬质合金。根据实习条件，可选用整体式或机夹式车刀。任务任务32 32 槽加工及切断槽加工及切断 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 4确定加工参数 加工参数的确定取决于实际加工经验、工件的加工精度及表面质量、工件的材料性质

19、、刀具的种类及形状、刀柄的刚性等诸多因素。具体参数值见下表。刀 具主轴转速S (r/min)进给速度F(mm/r)背吃刀量ap（mm）T1外圆刀粗车：4008000.20.412.5精车：80010000.10.20.10.25T2切槽刀刀宽53005000.1任务任务32 32 槽加工及切断槽加工及切断 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 5制定加工工艺切槽时，要注意刀具的走刀路径，退刀时，先沿X方向退至槽外，然后再定位至下一切槽的位置。任务任务33 33 外圆锥面加工外圆锥面加工 一、分析零件图样一、分析零件图样 坯料尺寸为50mm，长90mm，从右端往左端径向尺寸呈逐渐递增规律。二、分析加

20、工工艺二、分析加工工艺 三、编写加工程序三、编写加工程序（略）详见书P77P79任务任务33 33 外圆锥面加工外圆锥面加工 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 1编程原点的确定 工件坐标系原点定在工件右端面与主轴轴线相交处。2制定加工方案及加工路线 （1）选择数控机床及数控系统 根据工件的形状及加工要求，选用CK6132数控车床进行本例工件的加工。数控系统选用FANUC0iTA或SIEMENS 802S。（2）制定加工方案与加工路线 采用一次装夹完成零件粗、精加工的加工方案。圆弧车削加工路线 a阶梯切削路线 如图所示。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计

21、算出粗车的终刀距S，即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。任务任务33 33 外圆锥面加工外圆锥面加工 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 b同心圆弧切削路线 如图所示。圆心不变，根据加工余量，采用大小不等的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量ap后，对90圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但处理不当时，空行程时间较长，如图（a）。任务任务33 33 外圆锥面加工外圆锥面加工 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 c车锥法切削路线 如图所示。根据加工余量，采用圆锥分层切削的办法去除加工余量，再精车圆弧。要注意，车锥时起

22、点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。此方法刀具切削路线短，加工效率高，但数值计算较繁。圆锥车削加工路线 a平行车削加工路线 如图（a）所示。刀具每次切削的背吃刀量相等，但编程时需计算刀具的终点坐标。假设圆锥大径为D，小径为d，锥长为L，背吃刀量为p 则由相似三角形可得：(Dd)/2L=p/S S2Lp/(D-d)，采用此加工路线时，加工效率高，但计算麻烦。任务任务33 33 外圆锥面加工外圆锥面加工 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 b终点车削加工路线 如上图（b）所示。刀具的终点坐标相同，无需计算，但每次切削过程中，背吃刀量是变化的。3工件定位、装夹与刀具选

23、用 (1)工件的定位及装夹 工件采用三爪卡盘进行定位于装夹。(2)刀具的选用 本例选用前述所示刀具。刀具材料选用硬质合金。根据实习条件，可选用整体式或机夹式车刀。4.制定加工工艺卡 通过以上分析，本项目的加工工艺见下表 任务任务33 33 外圆锥面加工外圆锥面加工 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 4.制定加工工艺卡 任务任务34 34 多阶梯轴加工多阶梯轴加工 一、分析零件图样一、分析零件图样 坯料尺寸为45mm，长120mm。二、分析加工工艺二、分析加工工艺 三、编写加工程序三、编写加工程序（略）详见P80P83 任务任务34 34 多阶梯轴加工多阶梯轴加工 二、分析加工工艺二、分析加工工

24、艺 1制定加工方案及加工路线 （1）选择数控机床及数控系统根据工件的形状及加工要求，选用CK6132数控车床进行本例工件的加工。数控系统选用FANUC0iTA或SIEMENS 802S。（2）制定加工方案与加工路线 采用一次装夹完成零件粗、精加工的加工方案，先粗精加工零件外轮廓，然后加工槽，最后切断。2工件定位、装夹与刀具选用 （1）工件的定位及装夹 工件采用三爪卡盘进行定位于装夹。（2）刀具的选用 本例选用任务3-4所示刀具。刀具材料选用硬质合金。根据实习条件，可选用整体式或机夹式车刀。任务任务34 34 多阶梯轴加工多阶梯轴加工 二、分析加工工艺二、分析加工工艺 3制定加工工艺卡通过以上分析，本项目的加工工艺列于下表中。（厂名）数控加工工艺卡片产品代号零件名称零件图号序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间数控加工工艺卡片工步号工作内容（加工面）刀具号刀具规格主轴转速进给速度背吃刀量1粗加工右端外圆轮廓T01外圆车刀6000.322精加工右端外圆轮廓T01外圆车刀12000.150.253切槽T02切槽刀5000.154切断T02切槽刀5000.155工件精度检测编制审核批准共 页 第 页