模块2数控车床编程与加工3.ppt
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1、模块2 数控车床编程与加工2.3 轴类零件编程与加工2.3.1 简单阶梯轴零件1.阶梯轴的车削方法阶梯轴的车削方法分为低台阶车削和高台阶车削。低台阶车削时,因相邻两圆柱体直径差较小,可用车刀一次切出;高台阶车削时,因相邻两圆柱体直径差较大,需采用分层切削。2.编程尺寸计算单件小批量生产时,精加工零件轮廓尺寸偏差相差较大时,编程应取极限尺寸的平均值,即:模块2 数控车床编程与加工3.FANUC 数控系统常用功能(1)准备功能也称为G 功能或G 指令,是使数控机床建立起某种加工方式的指令。G 指令由地址符G 和其后的两位或三位数字组成。G 功能指令分若干组,有模态和非模态功能指令之分。模态指令也称
2、续效指令,按功能分为若干组。模态指令一经程序段中指定,便一直有效,直到出现同组另一指令或被其他指令取消时才失效,与上一段相同的模态指令可省略不写非模态指令也称非续效指令,仅在出现的程序段中有效,下一段程序需要时必须重写。模块2 数控车床编程与加工(2)辅助功能辅助功能也称为M 功能或M 指令,它是指令机床做一些辅助动作的代码,用于指定主轴的旋转方向、启动、停止,冷却液的开关,工件或刀具的夹紧或松开,刀具的更换等功能。辅助功能指令由地址码M 和后面的两位数字组成。模块2 数控车床编程与加工(3)主轴转速功能(S 功能)用于指定主轴转速,由地址码S 和后面若干位数字表示。主轴转速功能有恒转速(单位
3、为r/min)和恒线速度(单位为m/min)两种指令方式,分别由指令G97、G96 指定。G96 指令表示单位是m/min,G97 指令表示单位是r/min。当用G96 指令指定转速时,主轴的转速会随工件直径的变小而增大,为防止飞车,应利用G50 指令来限制主轴的最高转速。模块2 数控车床编程与加工(4)进给功能(F 功能)表示刀具中心运动时的进给量,由地址码F 和后面若干位数字构成。进给功能通常有三种形式:第一种是刀具每分钟的进给量,单位是mm/min,用G98 指令指定,G98为模态指令;第二种是主轴每转时刀具的进给量,单位是mm/r,用G99 指令指定,G99 为模态指令;第三种是螺纹导
4、程,单位mm,用G32、G92 或G76 指令指定。在编程中一个程序段只可使用一个F 代码,不同程序段可根据需要改变进给量。模块2 数控车床编程与加工(5)刀具功能(T 功能)在自动换刀的数控机床中,该指令用于选择所需的刀具,同时还可用来指定刀具补偿号。T 功能由地址码T 和若干位数字组成,数字用来表示刀具号和刀具补偿号,数字的位数由系统决定。FANUC 系统中由T 和四位数字组成,前两位表示刀具号,后两位表示刀具补偿号。例如T0303,前03表示3号刀具,后03表示刀具补偿号。每把刀结束加工要取消补偿,例如T0300,00表示取消3号刀具的补偿。模块2 数控车床编程与加工4.快速点定位指令G
5、00该指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置,运动过程中有加速和减速,对运动轨迹没有要求。其指令格式:G00 X(U)Z(W);说明:1)当用绝对值编程时,X、Z 后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时,U、W后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向。2)G00 指令主要用于使刀具快速接近或快速离开零件。模块2 数控车床编程与加工3)G00 指令使刀具移动的速度是由机床系统设定的,用F 指定的进给速度无效,无需在程序段中设定。4)机床执行快速运动指令时两轴的合成运动轨迹不一定是直线,一种是同时到达终点,一种是单向移动到达终点。因此在使用G00 指令时,一定要注意避免刀
6、具和工件及夹具发生碰撞。5)车削时,快速定位目标点不能选在零件上,一般要离开零件表面15mm。模块2 数控车床编程与加工如图所示的定位指令如下:G00 X60.0 Z100.0;(绝对坐标编程方式)G00 U40.0 W80.0;(增量坐标编程方式)模块2 数控车床编程与加工5.直线插补指令G01该指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。其指令格式:G01 X(U)Z(W)F;模块2 数控车床编程与加工说明:1)当采用绝对坐标编程时,数控系统在接受G01 指令后,刀具将移至坐标值为X、Z 的点上;当采用相对坐标编程时,刀具移至距当前点的距离为U、W值的点上
7、;2)F 是切削进给率或进给速度,单位为mm/r 或mm/min,取决于该指令前面程序段的设置;3)用F 指定的进给速度是刀具沿着直线运动的速度,当两个坐标轴同时移动时为两轴的合成速度。4)G01 指令用于完成端面、内圆、外圆、槽、倒角、圆锥面等表面的加工;5)G00 与G01 指令均属同组的模态指令。模块2 数控车床编程与加工例2-1 使用CK6140A 数控车床加工如图所示零件,已知材料为45钢,毛坯尺寸为201000,设背吃刀量为2.5mm,所有加工面的表面粗糙度值为Ra3.2m,试编写该零件粗、精加工程序。模块2 数控车床编程与加工(1)工艺分析该零件由三个外圆柱面组成,并有右倒角。零
8、件材料为45钢,切削加工性能较好,有较高的表面粗糙度要求,无热处理和硬度要求。加工顺序按由粗到精、由右到左的原则,即从右向左先进行粗加工,后进行右倒角、精车,最后切断。(2)确定加工路线1)用三爪自定心卡盘夹住毛坯,外伸40mm,找正;2)对刀,设置编程原点O 为零件右端面中心;3)由右向左依次粗车外圆面;4)由右向左依次精车端面、右倒角、精车外圆面;5)切断。模块2 数控车床编程与加工(3)计算各点坐标11mm 外圆的编程尺寸=11.025mm。13.5mm 外圆的编程尺寸=13.525mm。20mm 长度的编程尺寸=20mm。模块2 数控车床编程与加工(4)选择刀具1)选用硬质合金93 偏
9、刀,用于粗、精加工零件各面、右倒角,刀尖半径R=0.4mm,刀尖方位T=3,置于T01 刀位;2)选硬质合金切刀(刀宽为4mm),以左刀尖为刀位点,用于切断,置于T03 刀位。(5)确定切削用量模块2 数控车床编程与加工(6)参考程序模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工(5)左倒角的加工方法左倒角的加工可以采用切刀切削加工,一般安排在精加工外圆面之后,在切断工件之前完成。模块2 数控车床编程与加工例2-2 使用CK6140A 数控车床加工如图所示零件,已知材料为45钢,毛坯尺寸为451000,粗加工后留下0.25mm 的精加工余量,要求所有加工面的表面
10、粗糙度值为Ra1.6m,试编制该零件粗、精加工程序。模块2 数控车床编程与加工(1)工艺分析该零件由两个外圆柱面组成,并有左、右倒角。零件材料为45钢,切削加工性能较好,有较高的表面粗糙度要求,无热处理和硬度要求。加工顺序按由粗到精、由右到左的原则,即从右向左先进行粗加工,后进行右倒角、精车,最后左倒角、切断。(2)确定加工路线1)用三爪自定心卡盘夹住毛坯,外伸75mm,找正;2)对刀,设置编程原点O 为零件右端面中心;3)由右向左依次粗车外圆面;4)由右向左依次精车端面、右倒角、精车外圆面;5)左倒角、切断。模块2 数控车床编程与加工(3)计算各点坐标模块2 数控车床编程与加工(4)选择刀具
11、1)选用硬质合金93 偏刀,用于粗、精加工零件各面、右倒角,刀尖半径R=0.4mm,刀尖方位T=3,置于T01 刀位;2)选硬质合金切刀(刀宽为4mm),以左刀尖为刀位点,用于左倒角、切断,置于T03 刀位。(5)确定切削用量模块2 数控车床编程与加工(6)参考程序模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工1.圆锥面的进给路线在数控车床上车削外圆锥可以分为车削正圆锥和车削倒圆锥两种情况。2.3.2 外圆锥面模块2 数控车床编程与加工2.刀具半径补偿指令G41、G42、G40 指令为刀具半径补偿指令。其中,G40为取消刀具补偿,G41 为刀具左补偿,G42 为
12、刀具右补偿。其指令格式:G40 X(U)_ Z(W)_;G41 X(U)_ Z(W)_;G42 X(U)_ Z(W)_;刀具半径补偿的方法是在加工前,通过机床数控系统的操作面板向系统存储器中输入刀具半径补偿的相关参数:刀尖圆弧半径R 和刀尖方位T。模块2 数控车床编程与加工当系统执行程序中的半径补偿指令时,数控装置读取存储器中相应刀具号的半径补偿参数,刀具自动沿刀尖方位T 方向,偏离零件轮廓一个刀尖圆弧半径值R,刀具按刀尖圆弧圆心轨迹运动,加工出所要求的零件轮廓。补偿方向:从刀具沿工件表面切削运动方向看,刀具在工件的左边还是在右边,因坐标系变化而不同。补偿的原则取决于刀尖圆弧中心的动向,它总是
13、与切削表面法向里的半径矢量不重合。因此,补偿的基准点是刀尖圆弧中心。模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工1)G40、G41、G42 只能同G00/G01 结合编程,不允许同G02/G03 等其它指令结合编程。2)在调用新刀具前必须用G40 取消补偿。在使用G40 前,刀具必须已经离开工件加工表面。3)G40、G41、G42 为模态指令。4)G41、G42 不能同时使用。5)当刀具磨损或刀具重磨后,刀尖圆弧半径变大,只需重新设置刀尖圆弧半径的补偿量,二不必修改程序。6)应用刀具半径补偿,可使用同一加工程序,对零件轮廓分别进行粗、精加工。模块2 数控车床编程与加工例2-3 使用CK
14、6140A 数控车床加工如图所示零件,已知材料为45钢,毛坯尺寸为45mm1000mm,粗加工后留下0.25mm 精加工余量,要求所有加工面的表面粗糙度值为Ra1.6m,试编制该零件粗、精加工程序。模块2 数控车床编程与加工(1)工艺分析该零件由外圆柱面和外圆锥面组成,材料为45钢,切削加工性能较好,有较高的表面粗糙度要求,无热处理和硬度要求。加工顺序按由粗到精、由右到左的原则,即从右向左先进行粗车、后进行精车,最后切断。(2)确定加工路线1)用三爪自定心卡盘夹住毛坯,外伸60mm,找正;2)对刀,设置编程原点O 为零件右端面中心;3)由右向左依次粗车锥面及外圆;4)由右向左依次精车右端面、锥
15、面及外圆;5)切断。模块2 数控车床编程与加工(3)计算各点坐标模块2 数控车床编程与加工(4)选择刀具1)选用硬质合金93 偏刀,用于粗、精加工零件各面,刀尖半径R=0.4mm,刀尖方位T=3,置于T01 刀位;2)选硬质合金切刀(刀宽为4mm),以左刀尖为刀位点,用于切断,置于T03 刀位。(5)确定切削用量模块2 数控车床编程与加工(6)参考程序模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工3.简单固定循环指令G90该指令为外圆及内孔车削循环指令。其指令格式:G90 X(U)Z(W)R F;说明:1)使用G90 指令加工一个轮廓表面时,利用一个程序段完成以
16、下四个加工动作(外圆切削循环如图a所示,锥面切削循环如图b 所示;内圆切削循环如图c 所示,内锥面切削循环如图d 所示)模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工2)使用G90 指令时可以采用绝对坐标编程,也可采用相对坐标编程。当采用绝对坐标编程时,X、Z 为切削终点(C 点)的绝对坐标值;当采用相对坐标编程时,U、W为切削终点(C 点)相对循环起点(A 点)的增量值。3)F 是切削进给率或进给速度,单位为mm/r 或mm/min,取决于该指令前面程序段的设置。4)R 为车圆锥时切削起点B 与终点C 的半径差值。该值有正负号:若B 点半径值小于C 点半径值,R 取负值;反之,R 取正
17、值。车圆柱时R 为0,省略不写。轴向切削循环指令运行轨迹的四种形状如图所示。模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工5)G90 指令用于外圆柱面和圆锥面或内孔面和内锥面毛坯余量较大的零件加工。6)G90 指令及指令中各参数均为模态值,一经指定就一直有效,在完成固定切削循环后,可用另外一个(除G04 以外的)G 代码(例如G00)取消其作用。7)循环起点(A 点)应距离零件端面12mm。8)在数控车床上利用G90 指令车削外圆锥可以分为车削正圆锥和车削倒圆锥两种情况,而每一种情况又有两种加工路线。车削正圆锥的两种加工路线如图所示。模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工例
18、2-4 使用CK6140A 数控车床加工如图所示阶梯轴零件,已知材料为45钢,毛坯尺寸为45mm1000mm,要求所有加工面的表面粗糙度值为Ra1.6m,试编制该零件粗、精加工程序。模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工例2-5 使用CK6140A 数控车床加工如图所示圆锥面零件,已知材料为45钢,毛坯为45mm1000mm,要求所有加工面的表面粗糙度值为Ra1.6m,试编制该零件粗、精加工程序。模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工4.端面固定循环指令G94该指令为外圆及内孔车削循环指令。其指令格式:G94 X(
19、U)Z(W)R F;说明:1)“X(U)Z(W)”是目标点的坐标值。当采用绝对坐标编程时,X、Z 为切削终点的绝对坐标值;当采用相对坐标编程时,U、W为切削终点相对循环起点的增量值。2)R_ 为端面切削起点相对于终点的Z 向有向距离,当R_ 值为0时表示加工平端面,可以省略不写。模块2 数控车床编程与加工3)车削端平面时的进给轨迹如图a所示,走刀路线为ABCDA;车削端锥面时的进给轨迹如图b 所示,走刀路线为ABCDA。其中R 为快速移动,F 为进给切削加工,即AB(G00)BC(G01)CD(G01)DA(G00)。4)执行该循环指令前,需利用程序将刀具定位到循环起点,然后开始执行G94,并
20、且要注意刀具每次执行完一次G94 后又回到循环起点。5)如果没有重新指令X(U)、Z(W)或R_ 则原来指定的数据有效。模块2 数控车床编程与加工模块2 数控车床编程与加工6)G90 与G94 的区别:G90 与G94 走刀轨迹相反,其切削位置不同。G90 主要用于轴向余量比径向余量大的情况,进行轴向切削节省时间;G94 主要用于径向余量比轴向余量大的情况,行径向切削节省时间。在生产中,所用的刀具不同,如果没有专门刀具而采用普通的90 外圆刀,要特别注意此时刀具是用副切削刃切削,吃刀深度要小,否则很容易损坏刀具。模块2 数控车床编程与加工例2-6 使用CK6140A 数控车床加工如图所示零件,
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