《数控机床加工工艺 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42618第5章数控车削加工工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床加工工艺 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42618第5章数控车削加工工艺（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2013年7月,数控机床加工工艺 电子教案,主 编：王爱玲 副主编：李 清 景海平,联系方式： 地址：中北大学机械工程与自动化学院 邮编：030051,2019年5月16日,数控机床加工工艺,2,第5章 数控车削加工工艺,5.1数控车削加工工艺概述 5.2数控车削加工工的装夹及对刀 5.3制订数控车削加工工艺规程 5.4典型零件的数控车削工艺分析与程序编制,2019年5月16日,数控机床加工工艺,3,5.1.1数控车床的类型,1.按数控系统的功能分 （1）全功能型数控车床（2）经济型数控车床 2.按主轴的配置形式分类 （1）卧式数控车床 （2）立式数控车床 3.按数控系统控制的坐标轴数分类
2、（1）两轴控制的数控车床 （2）四轴控制的数控车床,2019年5月16日,数控机床加工工艺,4,图5-1 数控车床外形图,图5-4 卧式数控车床,图5-5 立式数控车床,2019年5月16日,数控机床加工工艺,5,数控车床的结构,2019年5月16日,数控机床加工工艺,6,5.1.3数控车削加工的主要对象,由于数控车床具有加工精度高，能作直线和圆弧插补（高档车床数控系统还有非圆曲线插补功能）以及在加工过程中能自动变速等特点，因此其工艺范围较普通车床宽得多。针对数控车床的特点，下列几种零件最适合数控车削加工。 1)轮廓形状复杂的回转体零件2)精度要求高的回转体零件3)表面粗糙度要求高的回转体零件
3、 4)带横向加工的回转体零件5)特殊螺纹的回转体零件 数控车床不但能车削任何等导程的直、锥和端面螺纹，而且能车增导程、减导程及要求等导程与变导程之间平滑过渡的螺纹等。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,7,图5-17 数控车削加工的零件,2019年5月16日,数控机床加工工艺,8,第5章 数控车削加工工艺,5.1数控车削加工工艺概述 5.2数控车削加工工的装夹及对刀 5.3制订数控车削加工工艺规程 5.4典型零件的数控车削工艺分析与程序编制,2019年5月16日,数控机床加工工艺,9,5.2.2数控车削加工的对刀,1.数控加工对刀基本概念 （1）刀位点 代表刀具的基准点，也是对刀时的注视
4、点。如图5-22所示。数控系统控制刀具的运动轨迹，准确说是控制刀位点的运动轨迹。 手工编程时，程序中所给出的各点（节点）的坐标值就是指刀位点的坐标值； 自动编程时程序输出的坐标值就是刀位点在每一有序位置的坐标数据，刀具轨迹就是由一系列有序的刀位点的位置点和连接这些位置点的直线（直线插补）或圆弧（圆弧插补）组成的。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,10,(a)车刀刀位点 (b)钻头刀位点 (c)球头铣刀刀位点 (d)圆柱铣刀刀位点 图5-22 各类刀具刀位点,2019年5月16日,数控机床加工工艺,11,（2）起刀点 起刀点是刀具相对零件运动的起点，即零件加工程序开始时刀位点的起始位置，
5、而且往往还是程序运行的终点。有时也指一段循环程序的起点。 （3）对刀点与对刀 对刀点是用来确定刀具与工件的相对位置关系的点，是确定工件坐标系与机床坐标系的点。对刀就是将刀具的刀位点置于对刀点上，以便建立工件坐标系。 当采用G92 XZ指令建立坐标系时，对刀点就是程序开始时，刀位点在工件坐标系内的起点（此时对刀点与起刀点重合），其对刀过程就是程序开始前，将刀位点置于G92 XZ指令要求的工件坐标系内的XZ坐标位置上，也就是说，工件坐标系原点是根据起刀点的位置来确定的，由刀具的当前位置来决定；,2019年5月16日,数控机床加工工艺,12,当采用G54G59指令建立工件坐标系时，对刀点就是工件坐标
6、系原点，其对刀过程就是确定出刀位点与工件坐标系原点重合时机床坐标系的坐标值并将此值输入到CNC系统的零点偏置寄存器对应位置中，从而确定工件坐标系在机床坐标系内的位置。以此方式建立工件坐标系与刀具当前位置无关。 若采用绝对坐标编程，程序开始运行时，刀具的起始位置不一定非得在某一固定位置，工件坐标系原点并不是根据起刀点来确定的，此时对刀点与起刀点可不重合，因此，对刀点与起刀点是两个不同的概念，尽管在编程中它们常常选在同一点，但有时对刀点是不能作为起刀点的。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,13,（4）对刀基准（点） 对刀时为确定对刀点的位置所依据的基准，该基准可以是点、线或面，它可设在工件
7、上（如定位基准或测量基准）或夹具上（如夹具定位元件的起始基准）或机床上。图5-23所示为工件坐标系原点、刀位点、起刀点、对刀点、对刀基准点和对刀参考点之间的关系与区别。,图5-23有关对刀各点的关系,2019年5月16日,数控机床加工工艺,14,该件采用G92 X100 Z150（直径编程）建立工件坐标系，通过试切工件右端面、外圆确定对刀点位置。试切时一方面保证OO1间Z向距离为100，同时测量外圆直径，另一方面根据测出的外圆直径，以为基准将刀尖沿Z正方向移50，X正方向半径移50，使刀位点与对刀点重合并位于起刀点上。所以，O1为对刀基准点；O为工件坐标系原点；A为对刀点，也是起刀点和此时的刀
8、位点。工件采用夹具定位装夹时一般以定位元件的起始基准为基准对刀，因此定位元件的起始基准为对刀基准。刀可以将工件坐标系原点（如G54G59指令时）直接设为对刀基准（点）。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,15,（5）对刀参考点 是用来代表刀架、刀台或刀盘在机床坐标系内的位置的参考点，即CRT上显示的机床坐标系下的坐标值表示的点，也称刀架中心或刀具参考点，见图5-23中的B点。 （6）换刀点 数控程序中指定用于换刀的位置点。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,16,2. 对刀点选择原则,对刀点选择原则如下： （1）对刀点的位置容易确定； （2）能够方便换刀，以便与换刀点重合； （3）
9、采用G54G59建立工件坐标系是，对刀点就与工件坐标系原点重合； （4）批量加工时，为应用调整法获得尺寸，即一次对刀可加工一批工件，对刀点（或对刀基准）应选在夹具定位元件的起始基准上，并将编程原点与定位基准重合，以便直接按定位基准对刀或将对刀点选在夹具中专设的对刀元件上，以方便对刀。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,17,3.对刀方法,（1）一般对刀 1）试切对刀 试切法对刀是“试切-测量-调整”的对刀模式。具体操作如下例。如图5-24所示，设刀具起点在工件坐标系中的坐标值为（a，b）。工件右端面中心为工件原点OP，卡爪前端面中心为机床原点O。,图5-24 试切对刀,2019年5月16
10、日,数控机床加工工艺,18,对刀步骤：,a.机床回参考点操作； b.工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转，移动刀架至工件，切工件端面一刀，沿X轴退出，在控制面扳上按“主轴停”键使主轴停转。测量工件端面与某一基准面之间的距离，记为L1，并记下此时屏幕上显示的Z值，记为Z1； c.驱动主轴旋转，移动刀架至工件，切工件外圆一刀，沿Z轴退出，在控制面扳上按“主轴停”使主轴停转，测量被车削表面的外径，记为D1，并记下此时屏幕上显示的X值，记为X1； d.选择所需刀号,在控制面扳上按“刀架开/停”键,进行刀架换刀操作；重复步骤1、2，得到L2、Z2、D2、X2。重复上述动作，得到L3、Z3、D3、X3；,20
11、19年5月16日,数控机床加工工艺,19,e.手动操作移动刀架,直到屏幕上显示的坐标值为X*=a，Z*=b+Z1，此时刀位点即位于对刀点上； f.计算刀偏量: 假设1#刀为基准刀,则2#刀的刀偏量为： X2=X2-X1-(D2-D1) Z2=Z2-Z1-(L2-L1) 用同样的方法可计算出其他刀的刀偏量。将计算得到的刀偏量数值输入到相应的刀具参数中，按“循环启动”键即可进行加工。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,20,2）改变参考点位置对刀 通过数控系统设定功能或调整数控机床各坐标轴的机械挡块位置，将参考点设置在与起刀点相对应的对刀参考点上，这样在进行“回参考点”操作时， 即能使刀尖到
12、达起刀点位置。 3）多刀加工时的对刀利用刀具长度补偿功能对刀 此种对刀的目的是使所换刀具的刀位点位于对刀点上，不是建立工件坐标系。刀具补偿功能由程序中指定的T代码来实现。 4）车刀刀尖有圆弧半径时的对刀 对刀时应按刀尖圆弧中心（刀位点）建立工件坐标系。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,21,（2）机外对刀仪对刀,把刀预先在机床外面校对好，使之装上机床就能使用，可节省对刀时间。机外对刀须用机外对刀仪。见图5-25 机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀台上某一基准点（相当于基准刀的刀位点）之间X及Z方向的距离，这也称为刀具X及Z向的长度，即刀具的长度补偿值。,图5-25 机外对刀仪,2
13、019年5月16日,数控机床加工工艺,22,机外对刀的顺序是这样的：将刀具随时同刀夹一起紧固在对刀刀具台上，摇动X向和Z向进给手柄，使移动部件载着投影放大镜沿着两个方向移动，直到假想刀尖点与放大镜中的十字线交点重合为止。此时通过X和Z向的微型读数器分别读出的Z和Z向刻度值，就是这把刀的对刀长度。如果这把刀具马上使用，那么将它连同刀夹一起移装到机床某刀位上之后，把对刀长度输到相应的刀补号或程度中就可以了。 使用机外对刀仪对刀的最大优点就是对刀过程不占用机床的时间，从而可提高数控车床的利用率。这种对刀方法的缺点是刀具必须连同刀夹一起进行。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,23,图5-26
14、刀尖在放大镜中的对刀投影,2019年5月16日,数控机床加工工艺,24,（3）ATC对刀 它是机床上利用对刀显微镜自动地计算出车刀长度的一种对刀方法。对刀镜内有如图5-26所示的6条30等分线，有的还有坐标尺。对刀时，用手动方式将刀尖移动对刀镜的视野内，再用手动脉冲发生器微移刀架使假想刀尖点像图5-26所示的那样与对刀镜内的中心点重合，再将光标移至相应的刀补号，交按“自动计算（对刀）”按键，这时这把刀两个方向的长度就被自动计算出来并自动存入它的刀补号区域。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,25,图5-27 ATC光学对刀仪,2019年5月16日,数控机床加工工艺,26,（4）自动对刀,
15、使用对刀镜作机外对刀或机内对刀，由于整个过程基本上还是手工操作，所以仍没有跳出手工对刀的范畴。利用CNC装置自动、精确地测出刀具两个坐标方向的长度、自动修正刀具补偿值，并且不用停顿就接着开始加工工件，这就是刀具检测功能，也叫自动对刀。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,27,第5章 数控车削加工工艺,5.1数控车削加工工艺概述 5.2数控车削加工工的装夹及对刀 5.3制订数控车削加工工艺规程 5.4典型零件的数控车削工艺分析与程序编制,2019年5月16日,数控机床加工工艺,28,5.3.1选择并确定数控车削加工的主要内容,数控车床加工工艺主要内容如下： 选择适合在数控车床上加工的零件，
16、确定工序内容； 分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求； 确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。如划分工序、安排加工顺序，处理与非数控加工工序的衔接等； 加工工序的设计。如选取零件的定位基准、夹具方案的确定、工步划分、刀具选择和确定切削用量等。 数控加工程序如何选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿及确定加工路线等。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,29,5.3.2数控车削加工零件的工艺性分析,1、零件图分析 （1）构成零件轮廓的几何条件 在车削加工中手工编程时，要计算每个节点坐标；在自动编程时，要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时应注意： 1） 零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成； 2） 零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手； 3） 零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难。 4） 零件图上尺寸标注方法应适应数控
