《数控编程技术 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42564第3章 数控车床编程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控编程技术 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42564第3章 数控车床编程（106页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 数控车床编程,3.1数控车床编程基础 3.2 数控车床常用指令及基本编程方法 3.3 典型零件的数控车削编程举例 练习与思考题,1在一个程序段中，根据图纸标注尺寸，可以是绝对值或增量值编程，也可以是二者的混合编程。 2由于图纸尺寸的测量都是直径值，因比，为了提高径向尺寸精度和便于编程与测量， 向脉冲当量取为 向的一半，故直径方向用绝对值编程时， 以直径值表示。用增量编程时，以径向实际位移量的2倍编程，并附上方向符号（正向省略）。,3.1.1 数控车床的编程特点,3.1数控车床编程基础,图3-1直径编程法,图3-1直径编程法,图3-1直径编程法,3由于毛坯常用棒料或铸锻件，加工余量较大，
2、所以数控车床常具备不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。 4为了提高刀具的使用寿命和降低表面粗糙度，车刀刀尖常磨成半径较小的圆弧，为此当编制圆头车刀程序时需要对刀具半径进行补偿。对具备 、 自动补偿功能的机床，可直接按轮廓尺寸进行编程；对不具备以上功能的机床编程时需要人工计算补偿量，这种计算比较复杂，有时是相当繁琐的。,3.1.1 数控车床的编程特点,3.1数控车床编程基础,5X、Z和U、W分别为绝对坐标指令和增量坐标指令，其后的数值为刀尖在程序段中终点的坐标位置，X （U ）方向的脉冲当量为Z （W ）方向的一半。 6第三坐标指令I、K在不同的程序中作用也不相同。I、K在圆弧切削时
3、表示圆心相对圆弧起点的坐标位置，此时I、K方向的脉冲当量与Z向一致；而在有自动循环的指令中，I、K坐标则用来表示每次循环的进刀量，此时I方向的脉冲当量与X方向的脉冲当量一样为Z方向的一半（即I以二倍值编程），而K方向的脉冲当量与Z方向一致。,3.1数控车床编程基础,数控车床的主要内部结构,3.1数控车床编程基础,数控车削中心及部件,3.1数控车床编程基础,由于目前数控机床的形式和数控系统的种类较多，其指令代码的定义尚未完全统一。所以编程人员在编程之前要对数控系统的功能仔细加以研究。 1准备功能G指令 常用准备功能指令见书上表4-2，在后续的编程中将作详细介绍。 2辅助功能M指令 常用的M功能简
4、介如下（和第2章一致的指令不再赘述）： M00程序停止 M01选择停止 M02程序结束 M03主轴正转 M04主轴反转 M05主轴停止 M08切削液开 M09切削液关 M10车螺纹45退刀M11车螺纹直退刀 M23自动螺纹倒角 M24螺纹倒角关断 注销M23代码。 M30程序结束 M98子程序调用,3.1.2 数控系统的功能,3.1数控车床编程基础,M99子程序结束并返回主程序 M52主轴锁紧 当执行铣削时(除去X轴和主轴(C轴)联动或Z轴和主轴(C轴)联动)，必须使主轴固定在某一位置，这时就要用M52指令。 M53主轴松开，使动力从铣削轴转回主轴 当完成铣削以后，须确认使用M53指令解除了主
5、轴的锁紧状态。 M54主轴(C轴)离合器合上 将动力从主轴齿轮换到C轴齿轮准备铣削，可以控制C轴并使用旋转刀具进行切削，使用M54命令后，必须确认C轴返回参考点。 M55主轴(C轴)离合器打开 将动力从C轴齿轮切换到主轴齿轮，通过控制执行铣削之后，一定要执行M55指令，并且在指令M55之前还必须使C轴返回一个参考点。 M82尾架体前进 M83尾架体后退,3.1数控车床编程基础,3进给功能 进给功能也称F功能，有两种指令来指定其单位。 （1）G99设定每转进给量（mm/r） 格式：G99 F 该指令指定在F后面的数值表示主轴每转一转的刀具切削进给量（如图3- 2所示）或切螺纹时的螺距（如图3-3
6、所示），编程时这种进给量指令方法有较多使用。 （2）G98设定每分钟进给速度（mm/min） 格式：G98 F 该指令指定在F后面的数值表示刀具每分钟的进给量（如图4-3所示）。G98为模态指令，在程序中指定后，直到G99被指定前一直有效。,3.1数控车床编程基础,图3-2 每转进给 图3-3 切削螺纹中指定螺距 图3-4 每分钟进给,4主轴功能 进给功能也称S功能，用来设定主轴转速或切削速度，有以下3种设定方法： （1）G96 恒线速度控制 格式：G96 S （M38或M39） 车削直径变化较大工件（如图4-4所示阶梯轴）或做端面车削时，如果主轴转速不变，车刀越接近中心其线速度越低，是工件表
7、面粗糙度受到较大影响。因此可以采用恒线速度功能G96来指定固定的切削速度，避免此现象。主轴转速连续变化M38设定主轴在低速范围变化（粗加工），M39设定主轴在高速范围变化（精加工）。,3.1数控车床编程基础,图3-5 车阶梯轴,例：G96 S200 M03；表示主轴正转，使切削位置刀尖的线速度恒为200m/min。线速度与主轴转速的相互关系为：,3.1数控车床编程基础,在上述指令下，车削图4-4所示的工件时，可保持车刀在A、B、C各点的线速度恒定为200m/min，则各切削位置处主轴转速为：,由上例可知，在线速度恒定下，当车较小直径或车端面值中心时直径D趋于0，主轴转速趋于无穷大，使得离心力太
8、大，可能有飞车的危险现象发生，并危及机床寿命。为此采用恒线速度控制时，往往限制主轴最高转速。,3.1数控车床编程基础,（2）G50 最高转速限定 格式：G50 S G50除有坐标系设定功能外，还有主轴最高转速设定功能，即用S指定的数值设定主轴每分钟的最高转速。例如G50 S2000，表示把主轴最高转速设定为2000r/min。 （3）G97 恒转速控制 格式：G97 S（M38或M39） 该指令可直接指定主轴转速，一般用于车螺纹或工件直径变化不大时。M38、M39的含义与在G96中一样。例如：G97 S800 M04；表示主轴以800r/min转速反转。机床开机后默认为G97恒转速控制，并可用
9、于取消G96恒线速度控制。,3.1数控车床编程基础,5刀具功能 刀具功能也称为T功能。 格式：T 一般后面有四位数值，前两位是刀具号（0116），后两位是偏置器号（刀补号）（099）。,图3-6 刀具补偿参数设定,3.1.3 数控车床刀具补偿,3.1数控车床编程基础,数控机床中刀具补偿有两种：刀具位置尺寸补偿和刀具半径尺寸补偿。 1刀具位置补偿 当采用不同尺寸的刀具加工同一轮廓尺寸的零件，或同一名义尺寸的刀具因换刀重调、磨损以及切削力使工件、刀具、机床变形引起工件尺寸变化时，为加工出合格的零件，必须进行刀具位置补偿。,如图3-7所示，车床的刀架装有不同尺寸的刀具。设图示刀架的中心位置户为各刀具
10、的换刀点，并以l号刀具的刀尖B点为所有刀具的编程起点。 当换2号刀具加工时，2号刀具的刀尖在C点位置，要想运用A、B两点的坐标值来实现从C点到A点的运动，就必须知道B点和C点的坐标差值，利用这个差值对B到A的位移量进行修正，就能实现从C到A的运动。,图3-7 刀具位置补偿示意,3.1数控车床编程基础,从以上分析可以看出，数控系统进行刀具位置补偿，就是用刀补值对刀补建立程序段的增量值进行加修正，对刀补撤销段的增量值进行减修正。 这里的1号刀是标准刀，我们只要在加工前输入与标准刀的差I、K就可以了。在这种情况下，标准刀磨损后，整个刀库中的刀补都要改变。为此，有的数控系统要求刀具位置补偿的基准点为刀
11、具相关点。因此，每把刀具都要输入I、K，其中I、K是刀尖相对刀具相关点的位置差（图3-8)。,图3-8 刀具位置补偿,3.1数控车床编程基础,2刀具半径补偿 （1）不具备刀具半径补偿功能的系统补偿 在通常的编程中，将刀尖看作是一个点，然而实际数控切削加工中为了提高刀尖的强度，降低加工表面粗糙度，刀尖处成圆弧过渡刃。在切削内孔、外圆及端面时，刀尖圆弧不影响其尺寸、形状，但在切削锥面和圆弧时，则会造成过切或少切现象（见图3-9）。此时可以用刀尖半径补偿功能来消除误差。,图3-9 刀尖圆弧产生过切和少切的现象,简易数控系统不具备半径补偿功能，因此，当零件精度要求较高且又有圆锥或圆弧表面时，要么按刀尖
12、圆弧中心编程，要么在局部进行补偿计算，来消除刀尖半径引起的误差。,3.1数控车床编程基础,1)按假想刀尖编程加工锥面 数控车床总是按“假想刀尖”点来对刀，使刀尖位置与程序中的起刀点（或换刀点）重合。所谓假想刀尖如图3-10所示，b为圆头车刀，P点为圆头刀假想刀尖，相当于a图中尖头刀的刀尖点。,图3-10 圆头车刀刀尖半径和假象刀尖,3.1数控车床编程基础,（a） 补偿前产生过切现象 （b）加入补偿后的切削 图3-11 圆头车刀加工锥面补偿示意图,若假想刀尖加工如图3-11所示工件轮廓AB移动，即P1P2与AB重合，并按AB尺寸编程，则必然产生图a中欠切的区域ABCD，造成残留误差。因此按图b所
13、示，使车刀的切削点移至AB，并沿AB移动，从而可避免残留误差，但这时假想刀尖轨迹P3P4与轮廓在X方向和Z方向分别产生误差X和Z。,3.1数控车床编程基础,（a）凸圆弧加工 （b）凹圆弧加工 图3-12 圆头车刀加工凸凹圆弧刀补示意图,2）按假想刀尖编程加工圆弧 如果按假想刀尖编程车削半径为R的凸凹圆弧表面AB时，会出现如图3-12所示的情况。图中（a）为车削半径为R的凸圆弧，由于r的存在，则刀尖P点所走的圆弧轨迹并不是工件所要求的圆弧形状。其圆心为“O”，半径为“Rr”，此时编程人员仍按假想刀尖P点进行编程，不考虑刀尖圆弧半径的影响，即粗实线轮廓应按图中虚实线参数进行编程。但要求加工前应在刀
14、补拔码盘上给 向和x向分别加一个补偿量r。同理，在切削凹圆弧，如图3-12（b）时，则在x向和z向分别减一个补偿量r。,3.1数控车床编程基础,图3-13 按刀尖圆弧中心轨迹编程,3）按刀尖圆弧中心轨迹编程 不具备刀具半径补偿功能的数控系统，除按假想刀尖轨迹数据编程外，还可以按刀心轨迹编程。如图3-13所示手柄零件是由3段凸圆弧和凹圆弧构成的，这时可用轮廓虚线轨迹所示的3段等距线迹进行编程，即O1圆半径为R1+r，O2圆半径为R2+t，O3圆半径为R3-r，三段圆弧的终点坐标由等距的切点关系求得。这种方法编程比较直观，常被使用。,3.1数控车床编程基础,（2）具有刀具半径补偿功能的系统补偿 在
15、现在高级的数控车床控制系统，为使编程简单方便，数控车床一般都设置了刀尖圆弧半径补偿功能，而且可以根据刀尖的实际情况，选择刀位点轨迹，编程和补偿都十分方便。对于具有刀具半径补偿功能的数控系统，在编程时，只要按零件的实际轮廓编程即可，而不必按照刀具中心运动轨迹编程。使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上手工输入刀具半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出所要求的工件轮廓。,3.1数控车床编程基础,P代表刀具刀位点刀，S代表刀尖圆弧圆心 图3-14 车刀形状和方位,1）假定刀尖位置方向 图3-14即是以刀架在操作者内侧为例的车刀形状和方位。箭头表示刀尖方向，如果按刀尖圆弧中心编程，则选用L0或L9。刀架在操作者外侧时L1、L6、L2分别与L4、L8、L3相反，L5、L7、L9、L10则不变。 典型的车刀形状、方位和参数的关系可参考表4-3。,3.1数控车床编程基础,表3-3 典型车刀形状、位置与参数关系,3.1数控车床编程基础,图3-15 刀具补偿参数偏置量输入界面,（2）刀具补偿量的确定 对应每一个刀具补偿号，都有一组偏置量X、Z、刀尖半径补偿量R和刀尖方位号T。根据装刀位置、刀具形状确定刀尖方位号。通过机床图3-15所示控制面板上的功能键OFFSET分别设定、修改这些在刀具数据库（TOOL
