数控加工技术实践 第2版 教学课件 ppt 作者 邓奕 主编 课题4

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1、课题4 数控车床手工编程与加工,4.1 实践目的与教学要求 4.2 数控车削要点 4.3 FANUC 0iT系统编程实例 4.4 华中世纪星HNC21T系统编程实例 4.5 SINUMERIK 802S系统编程实例,4.1 实践目的与教学要求,1) 熟练掌握数控车削加工工艺。 2) 掌握数控车削加工中刀具补偿功能的应用。 3)掌握数控车削加工中刀具及切削用量的选择。 4)培养综合运用各种加工指令、加工工艺的能力。,4.2 数控车削要点,4.2.1 数控车床的坐标系 4.2.2 加工程序中常见指令组合 4.2.3 数控车床刀具 4.2.4 车削用量的选择 4.2.5 刀具补偿的应用,4.2.1

2、数控车床的坐标系,图4-1 数控车床坐标系,4.2.2 加工程序中常见指令组合,表4-1 加工程序中常见指令组合,表4-1 加工程序中常见指令组合,4.2.3 数控车床刀具,1.车刀和刀体的连接方式 2.车刀类型 3.刀片材质与选用 4.刀片的形状 5.刀尖圆弧半径的选择,1.车刀和刀体的连接方式,1)焊接式车刀。 2)机械夹紧式可转位车刀。,1)焊接式车刀。,图4-2 焊接式车刀种类 1外切槽刀 2左偏刀 3右偏刀 4、5外圆车刀 6成形车刀 7宽刃车刀 8外螺纹车刀 9端面车刀 10内螺纹车刀 11内切槽刀 12、13内孔车刀,2)机械夹紧式可转位车刀。,图4-3 上压式夹固机构可转位车刀

3、 1刀杆 2刀垫 3,5螺钉 4刀片 6压板,2.车刀类型,1)尖形车刀：以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。 2)圆弧形车刀：构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或轮廓误差很小的圆弧，而该圆弧上的每一点都是圆弧形车刀的刀尖。 3)成形车刀：其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。,3.刀片材质与选用,数控车刀应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。影响刀片选择最重要的因素有零件的加工精度；工件材质的软硬、耐锈、耐热程度；断屑情况；加工的间断、连续和振动倾向等。数控车削加工时应尽量采用机械夹紧刀片，其目的是为了减少换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化。国际标准把硬质合

4、金刀片材料分为P、K、M三类，分别加工钢、铸铁、合金钢以及其他材料。,4.刀片的形状,图4-4 刀尖角与切削性能的关系,5.刀尖圆弧半径的选择,刀尖圆弧半径的大小直接影响刀尖的强度及被加工零件的表面粗糙度。刀尖圆弧半径大，表面粗糙度值增大，切削力增大且易产生振动，切削性能变坏，但刀刃强度增加，刀具前后刀面磨损减少。通常，在切深较小的精加工、细长轴加工、机床刚度较差等情况下，选用刀尖圆弧要较小些；而在需要刀刃强度高、工件直径大的粗加工中，选用刀尖圆弧则要大些。,4.2.4 车削用量的选择,1.车削用量选择原则 2.车削用量选择方法：,1.车削用量选择原则,粗加工时切削用量的选择原则：首先，选取尽

5、可能大的背吃刀量；其次，要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后，根据刀具使用寿命确定最佳的切削速度。 精加工时切削用量的选择原则：首先，根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次，根据已加工表面粗糙度要求，选取较小的进给量；最后，在保证刀具使用寿命的前提下，尽可能选用较高的切削速度,2.车削用量选择方法：,1)背吃刀量的选择。 2)进给量的选择。 3)切削速度的选择。,4.2.5 刀具补偿的应用,1.刀具位置补偿 2.刀具半径补偿 3.刀具补偿实例,1.刀具位置补偿,图4-5 不同刀具位置偏置,2.刀具半径补偿,图4-6 假想刀尖,2.刀具半径补偿,图4-7 过切或欠切现象,3

6、.刀具补偿实例,图4-8 刀具补偿的应用,4.3 FANUC 0iT系统编程实例,4.3.1 用粗车循环功能编制程序 4.3.2 典型轴套类零件的编程与加工 4.3.3 台阶轴零件加工程序编制,4.3.1 用粗车循环功能编制程序,1.数控加工工艺分析 2.编制程序 3.零件的加工过程,1.数控加工工艺分析,图4-9 工艺葫芦,1.数控加工工艺分析,表4-2 工艺葫芦数控加工工序,2.编制程序,O0002；程序号 M41；主轴高速档 G50 S1500；主轴最高限速1500r/min G00 S800 M03 T0101；主轴转速800r/min，进给量0.2mm/r，刀具号T0101 G96

7、S120；端面恒速切削120m/min G00 X30 Z0；快速接近工件 G01 X0 F0.2； G00 Z5； X30 Z5；粗车循环起点 G73 U5 W2 R5；平行轮廓粗车循环指令 G73 P10 Q11 U0.4 W0.1 F0.15； N10 G00 G42 X0；加刀补指令 G01 Z0；开始粗车外形轮廓 G03 X5.982 Z-3 R3； G01 Z-3.237；,2.编制程序,G02 X12.506 Z-15.859 R20； G03 X11.494 Z-24.821 R7.5； G02 X12.974 Z-29.313 R3； G03 X16 Z-50 R12.5；

8、G01 Z-53；粗车外形轮廓结束 N11 G01 G40 X20；取消刀补 G28 U0 W0 T0 M05；返回参考点 G00 S1500 T0202 M03 F0.1；换T02刀具精加工 X30 Z5； G70 P10 Q11；精车外形轮廓，执行N10至N11程序段 G00 X30； G28 U0 W0 T0 M05；返回参考点 G00 S300 T0303 M03 F0.05；换T03刀具切断工件 G28 U0 W0 T0 M05；返回参考点 M30；程序结束,3.零件的加工过程,1)装夹工件：采用三爪卡盘定心夹紧，工件伸出卡盘长度为70mm。 2)装夹刀具：一号刀位装夹90外圆车刀，

9、二号刀位装夹切断刀。 3)打开数控车床电源开关，机床返回参考点。 4)输入程序。 5)对上述刀具分别进行对刀。 6)加工该零件。,4.3.2 典型轴套类零件的编程与加工,1.数控加工工艺分析 2.程序编制,1.数控加工工艺分析,图4-10 轴套类零件,1.数控加工工艺分析,表4-3 轴套类零件数控加工工序,2.程序编制,O0001；程序号 N5 M41；主轴高速档 N10 G50 S1500；主轴最高限速1500r/min N15 T0101 S1000 M03；主轴转速800 r/min，刀具号T0101 N20 G00 X50 Z0；快速接近工件 N25 G01 X0 F0.15；车端面

10、N30 G00 Z2； N35 G00 X44.8 Z2； N40 G01 Z-58 F0.2； N45 G00 X45 Z2； N50 G00 X42.4； N55 G01 Z-25.18； N60 X45 Z-30； N65 G00 Z2； N70 X39.4；,2.程序编制,N75 G01 Z-25.4； N80 X44.4 Z-34.7；粗车外轮廓，留精加工余量0.2mm N85 Z-43.5； N90 G00 Z2； N95 G00 X36.4； N100 G01 Z-25.58； N105 X41.4 Z-34.9； N110 Z-43.5； N115 G02 X45 Z-45.3

11、 R1.8； N120 G00 Z2； N125 X33.4； N150 G00 Z2； N155 X30.2； N160 G01 Z-25.99,4.3.3 台阶轴零件加工程序编制,1.数控加工工艺分析 2.程序编制,1.数控加工工艺分析,图4-11 台阶轴零件,1.数控加工工艺分析,表4-4 台阶轴零件数控加工工序表,2.程序编制,O0003；程序号 M41；主轴高速档 G50 S1500；主轴最高限速1500r/min G00 S800T0101 M03 F0.2；主轴转速800r/min，进给量0.2mm/r，刀具号T0101 X72 Z0；快速接近工件 G96 S150；端面恒速切削

12、150m/min G01 X0；车端面 G00 Z10； G28 U0 W0 T0 M05；返回参考点 G00 S250 T0202 M03 F0.2；换T02号刀具钻孔 X0 Z2； G74 R0.5； G74 Z-18 Q4；钻孔，深18mm，每次切削深度4mm G28 U0 W0 T0 M05；返回参考点 G00 S800 T0101 M03 F0.25；换T01号刀具 X74 Z2；外圆粗车循环起点 G71 U2 R0.5；外圆粗车横向循环指令，每次背吃刀量2mm，退刀量0.5mm,2.程序编制,G71 P10 Q11 U0.2 W0.1； N10 G00 X14 Z1.5； G01

13、X20 Z-1.5 F0.2； Z-25； X35 C-3；倒角 Z-50 R7.5；倒圆角 Z-60； X64 Z-80； X70 C-2；倒角 N11 G01 Z-86； M03 S1500； G70 P10 Q11；精车外形轮廓，执行N10至N11程序段 G28 U0 W0 T0 M05；返回参考点 G00 S300 T0303 M03 F0.1；换T03号刀 X24 Z-25； G01 X18；割退刀槽 G00 X72；,2.程序编制,G28 U0 W0 T0 M05；返回参考点 G00 S300 T0404 M03；换T04号刀 X35 Z5； G76 X18.05 Z-22 K0.

14、98 D0.4 F1.5 A60；车螺纹 G28 U0 W0 T0 M05；返回参考点 G00 S200 T0303 M03 F0.1；换T03号刀 X72 Z-88； G01 X0；割断工件 G00 X72； G28 U0 W0 T0 M05；返回参考点 M30；程序结束,4.4 华中世纪星HNC21T系统编程实例,4.4.1 阶梯轴零件编程 4.4.2 手柄零件编程 4.4.3 槽轴零件编程,4.4.1 阶梯轴零件编程,1.确定加工工艺路线 2.数控加工程序,1.确定加工工艺路线,1)切削外轮廓。 2)车削R15的圆弧。 3)切123的槽并倒1.545角。 4)车M16的螺纹。,1.确定加

15、工工艺路线,图4-12 阶梯轴零件简图,2.数控加工程序,O1234；自定义零件程序号 N10 G92 X140 Z50；建立工件坐标系(坐标参数由对刀定) N20 M06 T0101；刀架转位到1号外圆刀 N30 M03；主轴正转 N40 G90 G00 X40 Z2；绝对值编程 N50 G01 X25.8 F300；直线插补，进给速度为0.3mm/r N60 G71 U1R0.7 P70 Q100 X0.4 Z0.1；外圆粗车循环P70至P100 N70 G01 X8 Z2 F200； N80 X16 Z-2 F100； N90 X16 Z-28； N100 X24 Z-38； N110

16、G00 X140 Z50；刀架回到换刀点 N120 T0100；取消1号刀及相关参数 N130 M06 T0404；选择4号圆弧刀 N150 G00 X24 Z-35；刀架快移至(24，-35) N160 G01 Z-48；车圆柱面 N170 G02 X24 Z-66 R15；顺圆插补加工R1圆弧,2.数控加工程序,N180 G01 Z-80； N190 G00 X140 Z50；回换刀点 N200 T0400； N210 M06 T0202；换2号切槽刀 N220 G00 X30 Z-28； N230 G01 X20 F300； N240 X12 F50.0；切槽 N250 G04 X10.0；进给暂停10s N260 G01 X13； N270 X17 Z-26.5；倒1.545角 N280 G00 X70 Z30；回换刀点 N290 T0200； N430 G00 X140 Z50； N440 T0200； N450 M05；主轴停止 N460 M02；主程序结束,4.4.2 手柄零件编程,1.确定加工工艺路线 2.数控加工程