《数控编程与操作 教学课件 ppt 作者 叶凯 第3章 数控车床的加工程序编制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控编程与操作 教学课件 ppt 作者 叶凯 第3章 数控车床的加工程序编制（242页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 数控车床的加工程序编制,3.1 数控车削概述 3.2 数控车刀及参数的选用 3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀 3.4 数控车床的编程特点及代码体系 3.5 数控车床的特殊编程指令,3.1 数控车削概述,3.1.1 数控车削的主要加工对象 数控车床的工艺范围较普通车床宽泛得多，它具有加工精度高、能作直线和圆弧插补（高档的数控车床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，数控车削的主要适用于以下几类零件的加工。 1.轮廓形状特别复杂或尺寸难以控制的回转体零件,图3-1 成形内腔壳体零件,3.1 数控车削概述,2.精度要求高的回转体零件 3.带特殊螺纹的回转体零件,图3-
2、2 各种回转体零件,3.1 数控车削概述,3.1.2 数控车削的工艺特点 数控车削与普车车削相比，具有如下工艺特点： (1)加工精度高，通用性好 数控车床的加工过程是根据预先输入的程序进行控制的，这就避免了因操作者技术水平的差异而引起的产品质量的不同。 (2)适应性强，适于多品种小批量零件的加工 在普车上加工一个零件，一般需要调整机床或机床附件，以适应加工零件的要求；而使用数控车床车削不同形状零件时，只要重新编制或修改加工程序就可以迅速达到加工要求，大大缩短了更换机床硬件的技术准备时间，因此，数控车床适用于单件、多品种或小批量加工。 (3)具有较高的生产率和较低的加工成本 机床生产率主要是指加
3、工一个零件所需要的时间，其中包括机动时间和辅助时间。,3.1 数控车削概述,(4)易于建立计算机通信网络 由于数控机床是使用数字信息来控制机床运动的，因此，易于与计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)系统连接，形成计算机辅助设计和制造与数控机床紧密结合的一体化系统。,3.2 数控车刀及参数的选用,3.2.1 数控车刀的类型 数控车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀。 1.尖形车刀 2.圆弧形车刀 3.成形车刀 3.2.2 数控车刀及参数的选用 1.数控车床常用刀具选择,图3-3 常见主偏角的外圆和端面车刀,3.2 数控车刀及参数的选用,图3-4 常见主偏角的内孔车刀,3.2 数控
4、车刀及参数的选用,图3-5 螺纹车刀 a)外螺纹车刀 b)内螺纹车刀,3.2 数控车刀及参数的选用,图3-6 切槽车刀 a)外切槽车刀 b)内切槽车刀,3.2 数控车刀及参数的选用,图3-7 杠杆式夹紧系统,3.2 数控车刀及参数的选用,图3-8 常用的刀片 a)普通车削刀片 b)金刚石立方氮化硼刀片 c)陶瓷刀片 d)小规格车镗刀片 e)内外圆车镗刀片,3.2 数控车刀及参数的选用,(1)数控车床可转位刀具特点 与通用车床相比，可转位车刀具有的特点见表3-1。,表3-1 可转位车刀特点,(2)数控车床常用刀具选择 1)根据工件材料和加工类型(外圆、孔或螺纹)选择刀具。,3.2 数控车刀及参数
5、的选用,选择工件材料代码。按照不同的机加工性能，加工材料分成6个工件材料组，它们分别与一个字母和一种颜色对应，以确定被加工工件的材料组符号代码，工件材料代码见表3-2。,表3-2 选择工件材料代码,根据加工类型(外圆、孔或螺纹)选择刀具。,3.2 数控车刀及参数的选用,数控车床常用刀具有：外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中，以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用，车刀类型如图3-9 所示。,图3-9 车刀类型 1内切槽刀 2内螺纹刀 3镗(内)孔刀 4弯头外圆车刀 593外圆车刀 6外螺纹刀 745外圆车刀 8成形刀 9左偏刀 10切槽刀,3.2 数控车刀及参数的选用,2)根据粗、精加
6、工要求和加工条件确定刀片的牌号和几何槽形。 可转位刀片的代码。按国际标准ISO 18322004，可转位刀片的代码表示方法是由10位字符串组成的，其排列如图3-10所示。,图3-10 刀片代码的排列,例3-1 刀片型号为CNMG120408ENUB的含义： 可转位刀片的断屑槽槽型。我国标准GBT 20802007中所表示的槽形为V形断屑槽，槽宽有b01mm、b1=1mm、b2=2mm、b3=3mm、b4=4mm五种。 刀片选择原则,3.2 数控车刀及参数的选用,图3-11 确定刀片断屑槽代码 a)负型刀片的断屑范围 b)正型刀片的断屑范围,3.2 数控车刀及参数的选用,表3-3 部分高速钢材料
7、的应用范围,3.2 数控车刀及参数的选用,表3-4 几种硬质合金刀具材料的应用范围,3.2 数控车刀及参数的选用,表3-5 涂层硬质合金、陶瓷及超硬刀具材料的应用范围,3.2 数控车刀及参数的选用,3M12.TIF,图3-12 刀尖角度与性能的关系,3.2 数控车刀及参数的选用,3)根据刀架尺寸、刀片类型和尺寸选择刀杆。 数控车床的刀架。刀架是数控车床非常重要的部件。数控车床根据其功能，刀架上可安装的刀具数量般为4把、6把、8把、10把、12把或16把，有些数控车床可以安装更多的刀具。 刀片的夹紧方式。对刀片的夹紧方式有如下基本要求： 2.数控车床切削参数的选择 (1)背吃刀量ap的确定 背吃
8、刀量ap应根据机床、工件材料和刀具的刚度来确定。 (2)主轴转速n或切削速度vc的确定,3.2 数控车刀及参数的选用,1)轮廓车削时主轴转速的确定。,表3-6 硬质合金外圆车刀切削速度的参考值,3.2 数控车刀及参数的选用,2)车螺纹时主轴的转速。 (3)进给量(或进给速度) 进给量是指主轴每转刀具沿进给方向移动的距离(单位为mm/r)，也可用进给速度编程，单位为mm/min。 1)进给量确定原则:进给量的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适应。 2)进给量与进给速度的换算,表3-7 数控车削用量推荐表,3.2 数控车刀及参数的选用,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,3.3.1 数控车刀的装夹 当
9、选好合适的刀片和刀杆后，首先将刀片装在刀杆上，再将刀杆依次安装在刀架上。 1)安装前保证刀杆及刀片定位面清洁，无损伤。 2)将刀杆安装在刀架上时，应保证刀杆方向正确、刀头前刀面朝上。 3)车刀刀尖应与车床主轴中心等高，否则会因车削平面与基面的位置发生变化，而改变车刀工作时前角和后角的值。 4)车刀装在刀架上，伸出部分不宜太长，车刀伸出刀架部分的长度一般应小于刀杆厚度的二倍。 5)车刀垫铁要平整，数量要少，垫铁应与刀架对齐。,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,6)车刀中心线应与进给方向垂直，否则会使主偏角和副偏角发生变化。 3.3.2 对刀 数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序语言规则和格式也
10、不尽相同，本教程按ISO国际标准以BEIJING-FANUC0i MateTB系统的数控车床为主来介绍数控程序语言规则和格式。 1.机床原点,图3-13 数控车床机床坐标系,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,2.机床参考点,图3-14 机床参考点与机床原点,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,3.编程原点,图3-15 编程原点,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,4.加工原点,图3-16 加工原点,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,5.对刀、刀位点和换刀点 1)对刀：数控车削加工中，应首先确定工件的加工原点，以建立准确的加工坐标系，同时考虑刀具的不同尺寸对加工的影响，这些都需要通过对刀来解决。 2
11、)刀位点：刀位点是指刀具的定位基准点，如图3-17所示。,图3-17 数控车刀的刀位点,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,3)换刀点：换刀点是指刀架转位换刀时的位置，该点可以是某一固定点，也可以是任意点。,图3-18 数控车刀的换刀点,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,6.数控车床常用的对刀方法 (1)手动对刀 手动对刀的方法有光学对刀法、ATC对刀法和试切对刀法。 1) 外径刀的对刀方法，如图3-19所示。,图3-19 外径刀的对刀方法 a)车外圆 b)车端面,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,开机。送上总电源将机床控制箱上的开关拨至“ON”的位置打开机床系统电源开关(绿色按钮)旋开急停按钮
12、(EMERGSTOP)按复位健，取消报警。 机床回参考点，以确定机床原点。 装夹好工件及刀具。 主轴正转：按“MDI”功能键按程序键输入:M03G97S500; 按循环启动键。,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,确定加工原点在机床坐标系中 Z 向的位置：在手动(手动)或手轮(X手摇或Z手摇)方式下车端面(如果是较硬材料，且端面是未加工面，应先用45端面刀将氧化皮车掉。90外圆刀背吃刀量应小，因为是用副刀刃在车削)，如图3-19b所示车削端面后，将刀具往X()方向移动(使刀具沿 X 方向远离工件)，Z方向不能移动按补偿按钮(OFFSET)按屏幕下面的软件“补正”“形状”根据该加工的刀具在刀架上的
13、位置,如装在1号位置，则将光标至于G1的位置输入Z0按“测量”即可。,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,确定加工原点在机床坐标系中 X向的位置：在手动(手动)或手轮(X手摇或Z手摇)方式下车外圆(车削任一外径)，如图3-19a所示将刀架往Z()方向移动(使刀具沿 Z 向远离工件)，X方向不变按主轴停止按钮，待主轴停止转动后，测量刚刚车削出来的外径尺寸。例如，测量值为48.8mm按补偿按钮(OFFSET)按屏幕下面的软件“补正”“形状”根据该加工的刀具在刀架上的位置,如装在1号位置，则将光标至于G1的位置输入X48.8按“测量”即可。 2)内孔刀的对刀方法类似外径刀的对刀方法。,3.3 数控车刀
14、装夹、对刀及换刀,图3-20 自动对刀,3.3 数控车刀装夹、对刀及换刀,(2)自动对刀 自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。,3.4 数控车床的编程特点及代码体系,3.4.1 数控车床的编程特点及基本格式 1.数控车床的编程特点 (1)绝对值编程或增量值编程 在一个程序段中，根据图样标注尺寸，可以是绝对值(X,Z)或增量值(U,W)编程，也可以是二者的混合编程。 (2)加工坐标系设定 加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴(主轴)的运动方向则
15、以从机床尾架向主轴看，逆时针为C向，顺时针为C向。,图3-21 加工坐标系,3.4 数控车床的编程特点及代码体系,(3)直径编程方式,图3-22 直径编程,3.4 数控车床的编程特点及代码体系,(4)进刀和退刀方式 对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。,图3-23 切削起始点的确定,3.4 数控车床的编程特点及代码体系,(5)车削固定循环功能 由于毛坯常用棒料或铸、锻件，加工余量较大，所以数控车床常具备不同形式的固定循环功能，可以进行多次重复循环切削。 (6)刀尖圆弧半径补偿 为了提高刀具的使用寿命和降低表面粗糙度，车
16、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，即G41为刀尖圆弧半径左补偿；G42为刀尖圆弧半径右补偿；G40为取消刀尖圆弧半径补偿。 (7)第三坐标指令I、K在不同程序中作用不同 I、K在圆弧切削时表示圆弧起点到圆心的增量坐标。 2.数控车床编程的基本格式 (1)程序段格式 为运行机床而送到CNC的一组指令称为程序。 例3-2 以下为两个程序段。,3.4 数控车床的编程特点及代码体系,(2)程序段的构成 程序段主要由程序段序号和各种功能指令构成。 (3)坐标的选取 绝对坐标：X、Z；相对坐标：U、W。,图3-24 程序结构,3.4 数控车床的编程特点及代码体系,(4)加工程序的一般格式 1)程序号：程序号为程序开始的部分。 2)程序内容：程序内容是由若干个程序段组成的，每个程序段一般占一行。 3)程序结束指令：程序结束指令可用M02或M30，一般要求单列一行。,表3-8 数控车床的主要功能和地址,
