《现代制造工程技术实践 第2版 教学课件 ppt 作者 宋昭祥 主编第三篇 第六章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代制造工程技术实践 第2版 教学课件 ppt 作者 宋昭祥 主编第三篇 第六章（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 数控机床加工,第一节 数控机床的工作原理及组成 第二节 数控加工程序编制 第三节 数控车床的基本操作 第四节 数控铣床的基本操作 第五节 加工中心简述,一、数控机床的工作原理 数控机床零件加工的步骤： 1、分析零件图，确定加工方案，用规定代码编程 2、输入数控装置 3、数控装置对程序进行译码、运算，向机床各伺服机构和辅 助控制装置发信号驱动执引加工零件 二、数控机床的组成,第一节 数控机床的工作原理及组成,1、程序载体,程序包括加工零件所需的全部信息和刀具相对工件 的位移信息。 载体穿孔纸带、磁带、磁盘（软盘、硬盘、内存RAM）,2、输入装置,作用：将程序载体内有关加工的信息读入CNC
2、装置,穿孔纸带光电阅读机,磁带录放机,磁盘驱动器和驱动卡,MDI手动输入,3、CNC装置,4、伺服系统,5、位置反馈系统,作用：接收输入装置输入的加工信息，完成数值 计算、逻辑判断、输入输出控制等功能。,电动机 速度控制单元 测量反馈单元 位置控制单元,作用：将数控装置发来的各种动作指令，转化成 机床移动部件的运动。,6、机床本体,主运动系统,进给运动系统,辅助部分（液压、气动、冷却、润滑）,1、加工精度高 脉冲当量 误差可由闭环系统加以控制 制造精度能保证 避免操作者的人为误差,2、对加工对象改型的适应性强 加工对象 利用特殊指令实现加工 改型 为单件、小批量生产提供便利,三、数控机床加工的
3、工艺特点,3、加工生产率高,主轴转速和进给量的范围大 节省机动时间 移动部件的快速移动和定位均采用加速与减速措施 快进、快退和定位时间少 更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床 节省停机安装调整时间 加工精度比较稳定 检验时间短 工序的复合化 减少半成品周转时间,零件的加工时间=机动时间+辅助时间,4、减轻操作者的劳动强度,5、良好的经济效益,使用数控机床节省划线工时 不需要手工制造模型、凸轮、钻模板及其它工夹具 节省工艺装备费用 加工精度稳定 减少废品率 一机多用减少厂房面积减少建厂投资成本,6、有利于现代化管理,在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步
4、骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。,数控程序编制的概念,一、概述,第二节 数控加工程序编制,数控程序编制的定义 编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。,数控程序编制的方法 数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。 （1）手工编程 手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。,（2）计算机自动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算
5、机辅助完成。 采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。因而，自动编程的特点就在于编程工作效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。,数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。编程工作主要包括： （1）分析零件图样和制定工艺方案 （2）数学处理 （3）编写零件加工程序 （4）程序检验,二、数控加工程序
6、编制的内容和步骤,一)、选择合适的对刀点和换刀点 刀位点：刀具上的几何参考点 对刀点：数控加工时刀具相对零件的运动 起点，也是程序的起点 换刀点：为实现刀具交换所确定的空间参考点,三、数控机床加工的工艺分析,二)、选择合适的零件安装方式 安装：尽量保证一次安装，完成所有待加工面的加工，避免重复 安装误差 通用夹具 夹具选用 组合夹具 专用夹具（必要时专门设计） 三)、刀具选择 考虑因素：工件材质、加工轮廓类型、机床允许的切削用量以及刚性和耐用度 相关事项：编程时要规定刀具的结构尺寸和调整尺寸，对加工中心机床，要在机外进行尺寸预调或尺寸测量，并将有关尺寸输入数控装置。,四、确定加工路线 1.点位
7、加工路线示例,1、机床坐标系（机械坐标系）,数控车床坐标系的原点,数控铣床坐标系的原点,四、机床坐标系和工作坐标系的定义,2、工件坐标系（编程坐标系）,设置工件坐标系原点的原则： 尽可能选择在工件的设计基准和工艺基准上，工件坐标系的坐标轴方向与机床坐标系的坐标轴方向保持一致,数控车床工件坐标系的原点,数控铣床工件坐标系的原点,数控系统的指令代码分为二大类,准备功能代码主要用于控制刀具对工件进行切削加工,准备功能代码,辅助功能代码,(一)、准备功能指令,准备功能代码由地址字符与后面的二位数字组成,(00-99),主要指令, G00快速定位 G01直线插补 G02顺时针圆弧插补 G03逆时针圆弧插
8、补,动作指令,五、编制程序的常用工艺指令,例：,A,B,C,G00,G01,G00,G00,例：,G00,G01,G02,G01,G01,G03,G03,G03,G01,平面指令,G17,G18,G19,XY平面,XZ平面,YZ平面,刀补指令,刀具半径补偿,刀具长度补偿,G41,G42,G43,左补偿,右补偿,取消补偿,G43,G44,G49,正刀补,负刀补,取消补偿,G41,G42,坐标系指令,G92,G54-G59,设定工件坐标系,工件坐标系1-6,固定循环指令,G73、 G74、 G76、 G80、 G81- G89,其它,G04 暂停,G代码的形式,模态代码：一旦被执行，则一直有效，直
9、至被同组 G功能指令注销为止 非模态代码：只在所在程序段中有效，也称一次性代码,例：,O1010 N0010 G92 X-10 Y-15; N0020 G90 G00 X0 Y0; N0030 G01 Y25 F150; N0040 G02 X15 Y40 F150; N0050 G01 X60; N0060 G03 X70 Y30 F200; N0070 G01 Y0 F150; N0080 X10; N0090 G03 X0 Y10;,规则,同组不能写在一段中，否则最后一个有效,例： G00 G01 X90 Z20 ,(二)、辅助功能指令,(M00-M99),辅助功能M代码由地址字符M与后
10、面的二位数字组成,辅助功能代码主要用于控制机床的辅助设备，如主轴、刀架和冷却泵的工作，由继电器的通电与断电来实现其控制过程。,M00 程序停止 M01 计划停止（选择停止）,不同组代码可出现在同一段中,例： G41 G01 X30 Z10,M02 程序结束 M30 程序结束返回到开始状态,M19主轴定向停止 M98调用子程序 M99返回主程序,M03 主轴正转 M04 主轴反转 M05 主轴停止,M06 刀具交换,M07 M08 M09,冷却液开,冷却液关,F、S、T代码 主要内容 F-，G94 每分钟进给量，单位为mm/min； G95 主轴每转进给量，单位为mm/r，如车螺纹等。 S-，G
11、96S160 恒线速度功能，使切削点的线速度始终 保持在160m/min; G97S1000 注销G96，主轴转速为1000r/min。,(三)F、T、S功能,刀具功能指令T T、 T；选择刀具，也可用来选择刀具偏置 例如，T12：用作选刀时表示12号刀具； T0101：前两位01表示刀具号，后两位01表示刀具 补偿号。,程序号,程序段,结束程序,例：,调用子程 序,返回主程 序,六、数控程序格式,1、程序号,O 1010,程序的编号,程序的地址,F6M O A-B P 西门子 %,2、程序段,程序段格式,可变程序段格式,固定程序段格式,使用地址符可变 程序段格式,使用分隔符符可变 程序段格式
12、,使用地址符可变程序段格式,这种格式又称为地址格式，它以地址为首，其后由一串数字组成序号字和各种程序字。,N10 G00 G92 X25 Y45 Z15 N20 G01 X25 Y45 Z2 M05,省略,使用分隔符可变程序段格式,例：,BX BY BJ BZ,固定程序段格式,这种格式不使用地址符，也不使用计数用的分隔符，它规定了在输入中所有可能出现的字的顺序，也规定了各个字的位数。,例：,10 00 54 25 45 15,例：,组成：由若干个程序字（代码）组成,程序字：按一定的顺序排列的一些字符。,组成,地址符,数 字,常用功能字,程序号,O,P,%,+,四位以内数字,程序段号,N,+,五
13、位以内数字,规则：从大到小或从小到大排列 程序段号不一定连续 程序段号为正整数，最小为1,G功能,尺寸字,进给功能字,主轴功能字,X Y Z;P Q R;U V W A B C D E I J K R,S,F,S300 表示300r/min,D18：在18号位置存储刀具半径,H01：在1号位置存储刀具长度,mm/min,刀具补偿指令,D、H,暂停功能字,刀具功能字,T,P、X,子程序循环次数,P、L,3、结束程序,M02 M30,程序段结束符：IR、NC、LF、;、*,1、工艺分析 1）分析零件图样,分析零件图纸,工艺处理,数学处理,编写程序单,制作控制介质,程序校核,数控机床,七、数控机床编
14、程步骤简述,数控加工合理性分析： 哪些零件适合于数控机床的加工以及 适合于在哪一类机床上加工。 合理性分析考虑的因素是： 零件的技术要求能否保证； 对提高生产率是否有利； 经济上是否合算。,分析零件图中的尺寸标注方法,统一基准标注方法,分散基准标注方法,分析构成零件轮廓的几何元素条件,例1工件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸,分析工件结构的工艺性,例2工件内槽及缘板间的过渡圆角半径不应过小,例3 工件槽底圆角半径不宜过大,2）确定工艺过程,对刀点与换刀点的确定,对刀点：是数控加工时刀具相对运动的起点， 也是程序的起点。 刀位点：是指确定刀具位置的基准点。 换刀点：是转换刀位置的基准点
15、。,平头立铣刀,球头铣刀,钻头,车刀、镗刀,加工路线的确定,确定加工路线的原则 1）加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。 2）设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率。 3）简化数值计算和减少程序段，减少编程工作量。 4）根据工件的形状、刚度、加工余量、机床系统的刚 度等情况，确定循环加工次数。 5）合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近 定位方法。 6）合理选用铣削加工中的顺铣和逆铣方式。,例1 数控车床加工路线,数控车床车削端面加工路线,数控车床车削外圆加工路线,动画,例2 数控铣床加工路线,外轮廓铣削的加工路线,内轮廓铣削的加工路线,动画,铣削内腔的加工路线,例3 孔加工
16、定位路线,确定定位和夹紧方案,在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题： （1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一； （2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面； （3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案； （4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。,例 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位,薄壁套筒,薄壁箱体,2、数值计算,3、编写零件的加工程序单 4、程序输入 5、程序检验和首件加工,1.数控车床编程举例,图3-6-27 零件图,八、数控机床编程实例,2.数控铣床编程举例,图3-6-28 零件图,1. 数控车床的原理,图3-6-29 数控车床基本原理示意图,一、 数控车床原理、组成、特点及应用,第三节 数控车床的基本操作,2.数控车床的组成,数
