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1、一 数控车床加工的主要特点 图4 1数控车床加工的典型零件 1 加工工艺范围 数控车床主要用于加工形状复杂 精度要求高的轴类 盘类等回转体零件 如图4 1所示 加工零件类型 2 数控车床加工的主要特点 1 加工灵活 通用性强 能适合产品品种和规格频繁变化的特点 2 能满足新产品的开发和多品种 小批量 生产自动化的要求 二 按数控系统的功能 1 经济型数控车床如图4 2 2 全功能型数控车床如图4 3 3 车削中心如图4 4 4 车床 数控车床 机器人等组成柔性加工单元 二 按主轴的配置形式分1 卧式数控车床如图4 5所示2 立式数控车床如图4 6所示三 按数控系统控制轴数分1 双轴控制数控车床
2、 1 双轴卧式数控车床如图4 7所示 2 双轴立式数控车床2 四轴控制数控车床 第一节数控车削加工工艺 德州科技职业学院 M功能辅助功能字由M地址符及随后的两位数字组成 所以也称为M功能或M指令 它用来指令数控机床的辅助动作及其状态 常用的M功能有 M00 程序暂停 可用NC启动命令使程序继续运行 M01 计划暂停 与M00作用相似 但M01可以用机床 任选停止按钮 选择是否有效 M03 主轴顺时针旋转 M04 主轴逆时针旋转 M05 主轴停止 M06 换刀 M08 冷却液开 M09 冷却液关 M30 程序停止 程序复位到起始位置 数控车床程序编制 F S T功能1 F功能 用于指定进给速度
3、有每转进给和美分钟进给两种 1 每转进给量编程格式G99F F后面的数字表示的是主轴每转进给量 单位为mm r例 G99F0 2表示进给量为0 2mm r 2 每分钟进给量编程格式G98F F后面的数字表示的是每分钟进给量 单位为mm min例 G98F100表示进给量为100mm min 2 S功能 指令用于控制主轴转速 它有恒线速度和恒转速两种指令 1 最高转速限制编程格式G50S S后面的数字表示的是最高转速 r min 例 G50S3000表示最高转速限制为3000r min 2 恒线速控制编程格式G96S S后面的数字表示的是恒定的线速度 m min 例 G96S150表示切削线速度
4、控制在150m min 3 恒转速控制编程格式G97S S后面的数字表示主轴转速 单位为r min 3 T功能用来指定程序中使用的刀具 指令格式 T 前两位代表刀具号 后两位代表刀具补偿号 例如 T0801指选择8号刀具 用1号刀具补偿 刀具补偿包括长度补偿和半径补偿两部分 四 工件坐标系的设定编程格式G50X Z 式中X Z的值是起刀点相对于加工原点的位置 例 如图所示设置加工坐标的程序段如下 G50X128 7Z375 1 图4 10坐标系设定指令 五 快速定位G00和直线插补G011 快速定位G00快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置 其移动速度由参数来设定 编程格式
5、 G00X u Z w 式中X Z的值是快速点定位的终点坐标值 U W表示目标点相对于前一点的增量坐标 1 快速定位G00如所示的定位指令如下 G50X200 0Z263 0G00X40 0Z212 0或G00U 160 0W 51 0 图4 11G00快速定位指令 2 直线插补G01用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动 程序格式 G01X u Z w F 其中 X Z的值是直线插补的终点坐标值 U W表示目标点相对于前一点的增量坐标 直线插补G01举例 实现图4 12中从A点到B点的直线插补运动 其程序段为 绝对方式编程 G90G01X10Y10F100 图4 12直线插补运动 增量方
6、式编程举例如图4 13所示 G91G01X Y F100 图4 13直线增量编程 六 圆弧插补G02 G031 顺时针圆弧插补的指令格式 G02X U Z W IKF G02X U Z W RF 2 逆时针圆弧插补的指令格式 G03X U Z W I K F G03X U Z W R F 注意 圆心位置的指定可以用R 也可以用I K R为圆弧半径值 I K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量 图 1 圆弧方向的判断 规定圆心角 180 时 用 R 表示 180 时 用 R 所以 R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况 不适于整圆加工 圆弧方向的判别 沿着不在圆弧平面内的坐标轴 由正方向向负
7、方向看 顺时针方向G02 逆时针方向G03 如图4 1 所示 X Y 圆弧编程实例G02编程如图4 1 所示 G02X50 0Z30 0I25 0F0 3 G02U20 0W 20 0I25 0F0 3 G02X50 0Z30 0R25 0F0 3 G02U20 0W 20 0R25 0F0 3 图4 15顺时针圆弧加工 G03编程举例 G03X50 0Z30 0I25 0F0 3 G03U20 0W 20 0I25 0F0 3 G03X50 0Z30 0R25 0F0 3 G03U20 0W 20 0R25 0F0 3 图4 16逆时针圆弧加工 七 暂停指令G04G04指令用于暂停进给 其指
8、令格式是 G04P 或G04X U 暂停时间的长短可以通过地址X U 或P来指定 其中P后面的数字为整数 单位是ms X U 后面的数字为带小数点的数 单位为s 例如 欲空转2 5s时其程序段为 G04X2 5G04U2 5G04P2500 八 刀具半径补偿指令1 指令格式刀具位于工件左侧 假设工件不动 G41D01刀具位于工件右侧 假设工件不动 G42D01取消刀具补偿G402 刀具补偿过程的轨迹分三个组成部分 1 形成刀具补偿的建立补偿程序段 2 零件轮廓切削程序段 3 补偿撤消程序段 3 刀具半径补偿指令注意事项 刀具半径补偿的建立 只能在G00或G01方式下完成 不能G02 G03在或
9、其他曲线插补方式下进行 刀具半径补偿一旦建立 在没被取消之前一直有效 编程曲线永远是铣刀回转圆的包络线 4 刀具补偿指令G41和G42G41指令的刀具运动轨迹如图4 17所示 G42指令的刀具运动轨迹如图4 18所示 图4 17刀具半径左补偿 图4 18刀具半径右补偿 九 返回参考点检查G27G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点 指令格式为 G27X U Z W X U Z W 为参考点的坐标 执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点 十 参考点返回指令G28G28X U Z W 自动返回参考点 其中X U Z W 为参考点返回时的中间点 X Z为绝对坐标 U W为相对坐标
10、 十一 参考点返回指令G29G29X Z 此指令的功能是使刀具从参考点返回目标点 其中X Z为刀具目标点 指令中的X U Z W 为螺纹终点坐标 F为螺纹导程 使用G32指令前需确定的参数如图所示 各参数意义如下 1 2 为切入量与切除量 一般 1 n P 400 2 n P 1800 图4 20螺纹切削轨迹 十二 单行程螺纹切削G32 1 指令格式 G32X U Z W F 32编程实例F 4mm 1 3mm 2 1 5mmN100G00U 62N110G32W 74 5F4N130G00U62N140W74 5N150U 64N160G32W 74 5N170G00U64N180W74 5
11、 图4 21螺纹切削实例 十三 单一固定循环指令G901 轴向切削循环指令格式 1 圆柱切削指令G90X U Z W F X U Z W 为车削循环中车削进给路径的终点坐标 图4 22圆柱切削指令 2 圆锥切削循环指令G90指令格式 G90X U Z W R F 该循环主要用于轴类零件的锥面加工 R为锥度部分大端与小端之半径差 以增量值表示 其正负符号取决于锥端面位置 当刀具起于锥端大头时 R为正值 起于锥端小头时 R为负值 图4 23G90圆锥切削指令 十四 径向切削循环G94 1 直端面车削循环G94X U Z W F 各地址代码含义与G90相同 循环路径如右图4 24所示 图4 24G9
12、4直端面车削循环 2 锥端面车削循环G94指令格式 G94X U Z W R F 循环路径如右图4 2 所示 图4 25G94直端面车削循环 十五 螺纹切削循环 G92 1 圆柱螺纹编程格式 G92X U Z W F螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段 走刀路线如如图4 26所示 图4 26G92圆柱螺纹切削循环 2 圆锥螺纹切削循环G92编程格式 G92X U Z W R I 利用G92 可以将螺纹切削过程中 从始点出发 切入 切螺纹 退刀 返回始点 的4个动作作为一个循环用一个程序段指令 运动轨迹如图4 27所示 图4 27圆锥螺纹切削循环 十六 复合固定循环 1 轴向粗切
13、削循环G71G71U d R e G71P ns Q nf U u W w F f S s T t d 背吃刀量 吃刀深度e 退刀量 提刀量ns 精加工形状程序段中的开始程序段号 nf 精加工形状程序段中的结束程序段号 u X轴方向精加工余量 w Z轴方向精加工余量 f s t F S T代码 轴向粗切削循环G71运动轨迹如图4 28所示 图4 28G71轴向粗车循环轨迹 2 径向粗车循环G72编程格式为G72U d R e G72P ns Q nf U u W w F f S s T t 参数含义与G71相同走刀轨迹如图4 29所示 图4 29G72径向粗车循环 3 封闭切削循环G73编程格
14、式G73U i W k R d G73P ns Q nf U u W w F f S s T t 式中i X轴上总退刀量 半径值 k Z轴上的总退刀量 d 重复加工次数 刀具运动轨迹如图4 30所示 图4 30G73封闭切削循环 4 精加工循环 G70 编程格式 G70P ns Q nf 其中ns和nf与前述含义相同 在这里G71 G72 G73程序段中的F S T指令都无效 只有ns nf在程序段中F S T才有效 5 螺纹切削多次循环G76编程格式G76P m r a Q dmin R d G76X U Z W R i P k Q d F f 式中 M 精加工重复次数 必须用两位数表示 R 倒角量 D 精加工余量 dmin 最小切入量 刀尖的角度 I 螺纹部分半径差 i 0时为圆柱螺纹 K 螺牙的高度 用半径值指令X轴方向的距离 螺纹切削多次循环G76的运动轨迹如图4 31所示 图4 31G76螺纹切削多次循环
