{数控加工管理}数控车项目教学模块三

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1、模块三 套类零件加工,课题1 通孔类零件加工,1.知识目标 了解钻中心孔、钻孔循环指令及应用。 了解钻深孔循环指令及应用。 掌握G17、G18平面选择指令含义。 掌握通孔加工刀具选择。 会制定通孔加工工艺。 2.技能目标 掌握钻中心孔、钻孔（深孔）方法。 掌握通孔加工方法及尺寸控制方法。,知识学习,一、编程指令 1.平面选择指令（G17、G18） （1）指令功能 在圆弧插补、刀尖半径补偿、长度补偿（钻头类刀具）时必须首先确定一个平面，即确定一个由两个坐标轴构成的坐标平面；在此平面内可以进行圆弧插补、刀尖半径补偿、在所选平面的垂直坐标轴上进行刀具长度补偿。数控车床只有Z、X两个坐标轴，只能构成Z

2、X平面，此外钻孔中还会用到XY平面，具体指令代码见表3-1和图3-3。,表3-1坐标平面及代码,图3-3坐标平面,（2）指令使用 数控车床零件加工在ZX平面内进行，即G18平面内；自动方式下钻中心孔、钻孔加工时，刀具是在XY平面垂直方向移动，即G17平面，西门子数控系统应指定G17平面。法那克系统用循环指令指定垂直坐标轴；此外，数控车床一般不用YOZ平面即G19指令。,2.钻中心孔、钻孔循环指令,（1）指令功能 刀具以编程指定的主轴转速和进给速度进行钻孔，直至达到给定的钻削深度，在到达最终钻削深度时可编程一个停留时间，退刀时以快速移动速度退回。 （2）指令格式 法那克系统与西门子系统钻孔循环指

3、令见表3-2。,（3）指令使用说明,1）调用钻孔循环G83（LCYC82）前应先指定主轴转速和方向。 2）调用西门子钻孔循环（LCYC82）前应指定进给速度大小，法那克系统在循环指令（G83）中指定进给速度大小。 3）调用西门子钻孔循环（LCYC82）前，刀具应处于钻孔位置,法那克系统钻孔位置由循环指令（G83）中X、C坐标值确定，刀具先运行到孔位置再进行钻孔。 4）法那克系统钻孔循环（G83）中，当指定重复次数K时，只对第一个孔执行M代码；对第二或以后的孔，不执行M代码。 5）西门子系统轴向钻孔时G17指令必须有效。法那克系统用G83表示端面（轴向）钻孔，用G87表示侧面（径向）钻孔。 6）

4、法那克系统G83为模态有效代码，西门子系统LCYC82为非模态代码,3.钻深孔循环指令,（1）指令功能 通过分步钻入直至达到给定的钻削深度，在每步钻削时通过刀具退回且停顿一定时间达到断屑或排屑目的，最后刀具以快速移动速度退回。 （2）指令格式 法那克系统与西门子系统深孔钻削循环指令见表3-3。,（3）指令使用说明,1）调用钻孔循环G83（LCYC83）前应先指定主轴转速和方向。 2）调用西门子钻孔循环（LCYC83）前，刀具应处于钻孔位置；而法那克系统钻孔位置由循环指令（G83）中X、C坐标值确定，刀具先运行到孔位置再进行钻孔。 3）法那克系统钻孔循环（G83）中，当指定重复次数K时，只对第一

5、个孔执行M代码；对第二或以后的孔，不执行M代码。 4）西门子系统轴向钻深孔时G17指令必须有效。法那克系统用G83表示端面（轴向）钻深孔，用G87表示侧面（径向）钻深孔。 5）法那克系统G83指令指定每次钻削深度“Q”则为深孔钻削，无“Q”则为普通钻孔循环。,二、加工工艺分析,1.选择工、量、刃具 （1）工具选择：工件装夹在三爪卡盘中，用划线盘校正，调头装夹时用百分表校正，其余工具见表3-4。 （2）量具选择：外径、长度用游标卡尺测量，内孔用内径百分表测量，表面粗糙度用粗糙度样板比对，其规格、参数见表3-4。 （3）刀具选择：选择外圆车刀车外圆、端面；内孔车刀车内孔，本课题为通孔可选择主偏角小

6、于90的通孔车刀，其结构形状如图3-4所示。,a) 通孔车刀形状 b) 通孔车刀结构参数 图3-4内孔（通孔）车刀形状、结构,此外，车内孔前还需用中心钻钻中心孔及用麻花钻钻孔；内孔孔径为18，宜选取16麻花钻。具体见表3-4。,2.加工工艺方案,方案一：全功能数控车床（有C轴），先车外圆、端面，采用钻孔和钻深孔循环钻中心孔及钻孔；切断后，再调头装夹，车另一端面，粗、精车内孔。 方案二：普通数控车床（不带C轴），先车外圆、端面，采用手动方式钻中心孔及钻孔；切断后，再调头装夹，车另一端面，粗、精车内孔。 两种方案加工路线差不多。具体步骤见加工工艺（表3-5）。,表3-5通孔零件加工工艺,3.选择合

7、理切削用量,三、编写参考程序,1.建立工件坐标系 加工右侧表面时取右端面与工件轴线交点为工件坐标系原点，如图3-1所示。调头装夹后则取左侧端面与工件轴线交点为工件原点。 2.计算基点坐标（略） 3.参考程序 （1）车外圆、钻中心孔、钻孔程序 法那克系统程序名“O0030”；西门子系统程序名“SKC0030MPF”。若手动钻中心孔、钻孔则只编写车外圆程序，钻中心孔、钻孔不需编程，程序内容见表3-6。,表3-6法那克系统与西门子系统参考程序,（2）调头装夹,车内孔程序,法那克系统程序名“O0031”；西门子系统程序名“SKC0031MPF”。手动车端面控制总长，车内孔程序内容见表3-7。,表3-7

8、法那克系统与西门子系统车孔参考程序,技能训练,一、加工准备 1）按坯料图检查毛坯尺寸。 2）开机、回参考点。 3）输入程序：把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。 4）装夹工件：把铝棒装入三爪卡盘，伸出约55mm左右，用划线盘校正并夹紧，调头加工用百分表校正。 5）装夹刀具：把外圆车刀、中心钻、麻花钻、切断刀、内孔粗车刀、内孔精车刀按要求依次装入T01、T02、T03、T04、T05、T06号刀位（普通数控车床中心钻、麻花钻分别装夹在尾架套筒中）。其中中心钻、麻花钻应与工件轴线重合，内孔车刀刀尖也应与工件轴线等高。,二、对刀,内孔车刀对刀方法： （1）X方向对刀 用内孔车刀试车一内孔，长度为

9、35mm，然后沿+Z方向退出刀具，停车测出内孔直径，将其值输入到相应刀具长度补偿中，如图3-5所示。,图3-5内孔车刀X方向对刀示意图,（2）Z方向对刀 移动内孔车刀使刀尖与工件右端面平齐，可借助直尺确定，然后将刀具位置数据输入到相应刀具长度补偿中，如图3-6所示。,图3-6内孔车刀Z方向对刀示意图,外圆车刀对刀方法同前面课题；中心钻、麻花钻只需对Z坐标，分别将中心钻、麻花钻钻尖与工件右端面对齐，再将其值输入到相应长度补偿中；若手动钻中心孔、钻孔则中心钻、麻花钻不需对刀。,三、空运行及仿真,法那克系统：选择MEM（自动加工）模式，打开程序，按下空运行按钮及机床锁住开关，按循环启动按钮，观察程序

10、运行情况；若按图形显示键再按循环启动键可进行加工轨迹仿真。空运行结束后使空运行按钮及机床锁住开关复位，重新回机床参考点。 西门子系统：打开程序，选择AUTO（自动加工）模式，通过数控面板设置空运行和程序测试有效，按数控启动键，观察程序运行情况，若按“仿真”软键再按数控启动键可进行加工轨迹仿真，空运行及仿真结束后，取消空运行及程序测试有效等设置。,四、零件自动加工及孔径尺寸控制,打开程序，选择MEM（或AUTO）自动加工模式，调好进给倍率，按数控启动按钮进行自动加工。 孔径尺寸控制：内孔尺寸通过设置刀具磨损量及加工过程中试切、试测来保证。执行调头车孔程序时，程序运行到N90段时停车测量，根据测量

11、结果，设置刀具磨损量，运行精车内孔程序，内孔精加工结束后，测量孔径尺寸，根据测量结果，修调刀具磨损量，继续运行精车内孔程序段，直至符合尺寸要求为止。具体示例如下： 内孔精车刀（T06）刀具磨损量设为-0.2mm，执行精车18 内孔程序后测得内孔实际孔径为17.92，比孔径平均尺寸还小0.122，单边余量小0.061，则把刀具磨损量修调为-0.2+0.061=-0.139mm。,操作注意事项,1）中心钻、麻花钻安装时应严格与工件旋转轴线重合，预防因偏心而折断钻头。 2）车内孔前应先检测内孔车刀是否会与工件发生干涉。 3）车内孔时X轴退刀方向与车外圆刚好相反，且退刀距离不能太大，防止刀背面碰撞到工

12、件。 4）内孔车刀Z方向对刀时，工件应停转，避免对刀时发生安全事故。 5）孔径尺寸控制时，刀具磨损量的设置、修改与外圆加工相反。 6）调头加工，所用刀具都应重新对刀。,练习题,课题2 阶梯孔、盲孔类零件加工,1.知识目标 了解公、英制尺寸输入指令及应用。 掌握盲孔车刀、内沟槽车刀选择。 会制定盲孔加工工艺。 掌握钢件加工合理切削用量的选择。 2.技能目标 掌握盲孔加工方法及尺寸控制方法。 掌握内沟槽加工方法。,图3-8零件图,知识学习,一、公、英制尺寸输入指令 （1）指令功能 公、英制尺寸输入指令是指选定输入的尺寸是英制还是公制。 （2）指令代码 指令代码见表3-10。,表3-10法那克系统与

13、西门子系统公、英制尺寸输入指令代码,本教材所用数控系统采用公制尺寸输入指令，程序启动时指令生效。 法那克系统与西门子系统公、英制尺寸输入编程示例见表3-11。,表3-11法那克系统与西门子系统公、英制尺寸输入编程示例,（3）指令使用说明 1）法那克系统G20、G21指令必须在设定坐标之前，以单独程序段指定。 2）西门子系统G70、G71指令不需要单独写一程序段。 3）在程序执行期间，均不能切换公、英制尺寸输入指令。 4）G20、G21（G70、G71）均为模态有效指令。 5）在公制/英制转换之后，将改变下列值的单位制。 由F代码指定的进给速度。 位置指令。 工件零点偏移值。 刀具补偿值。 手摇

14、脉冲发生器的刻度单位。 在增量进给中的移动距离。,二、加工工艺分析,1.选择工、量、刃具 （1）工具选择：工件装夹在三爪卡盘中，用划线盘校正，其余工具见表3-12。 （2）量具选择：外径、长度用游标卡尺测量，内孔用内径百分表测量，表面粗糙度用粗糙度样板比对，内沟槽用样板检测，其规格、参数见表3-12。 （3）刀具选择：选择外圆车刀车外圆、端面；内孔车刀车内孔，本课题为盲孔，应选择主偏角大于等于90的盲孔车刀；此外，刀尖到刀背距离应小于内孔半径才能车平底孔，如图3-10、3-11所示。,图3-10盲孔车刀形状 图3-11盲孔车刀角度及尺寸要求,内沟槽用内沟槽刀切削，刀头宽度等于槽宽，如图3-12

15、所示。,此外，车内孔前还需用中心钻钻中心孔及用麻花钻钻孔；内孔最小孔径为20，宜选取18麻花钻。具体见表3-12。,图3-12内沟槽刀形状,2.加工工艺方案,方案一：全功能数控车床（有C轴），先车外圆、端面，采用钻孔和钻深孔循环钻中心孔及钻孔；再粗车内孔，车内沟槽，精车内孔；最后调头装夹车另一端面及外圆。 方案二：普通数控车床（不带C轴），先车外圆、端面，手动方式钻中心孔及钻孔；再粗车内孔，车内沟槽，精车内孔；最后调头装夹车另一端面及外圆。 两种方案加工路线差不多。具体步骤见加工工艺（表3-13）。 3.选择合理切削用量 加工材料为45钢，硬度较高，切削力较大，切削用量应选小些；因切削温度较高

16、，加工中应充分浇注切削液。具体见表3-13。,三、编写参考程序,1.建立工件坐标系 加工右侧表面时取右端面与工件轴线交点为工件坐标系原点，如图3-8所示。 2.计算基点坐标（略） 3.参考程序 （1）车外圆、钻中心孔、钻孔程序 法那克系统程序名“O0032”；西门子系统程序名“SKC0032MPF”。若手动钻中心孔、钻孔则只编写车外圆、车孔及车内沟槽程序，钻中心孔、钻孔不需编程，程序内容见表3-14。,表3-14法那克系统与西门子系统参考程序,技能训练,一、加工准备 1）检查毛坯尺寸。 2）开机、回参考点。 3）输入程序。把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。 4）装夹工件，把坯料装入三爪卡盘，伸出约30mm左右，用划线盘校正并夹紧，调头装夹时用百分表校正。 5）装夹刀具。把外圆车刀、中心钻、麻花钻、内孔粗车刀、内沟槽刀、内孔精车刀按要求