《车削中心编程》PPT课件.ppt
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1、云南机电职业技术学院机械工程系数模教研室,数控机床加工程序的编制,第六节 零点偏置,一、应用G54G59指令可以在六个预设的工件坐标系中选择一个作为当前工件坐标系。这六个工件坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值(称为零点偏置值),在程序运行前,从“零点偏置”输入界面输入。当程序运行未执行M02指令时,不能修改零点偏置值。所谓零点偏置,是指工件原点相对于机床原点的设置。在数控车床使用G54G59指令编程时,该程序段必须放在第一个程序段,否则执行下边的程序时,刀具会按机床坐标原点运动,从而可能会引起碰撞。在30mm棒料上一次装夹车削三个图2-93所示工件,加工程序如下:O0050N010 G54
2、;选择工件坐标系1N020 G98;设定绝对值编程,每分钟进给量,N030 M03 S800;N040 M98 P0051;调用子程序O0051,车削第一个工件(省略L1)N050 G55;选择工件坐标系2N060 M98 P0050 L1;调用子程序O0051,车削第二个工件(L1不能省略)N070 G56;选择工件坐标系3N080 M98 P0051 L1;调用子程序O0051,车削第三个工件(L1不能省略)N090 M05;N100 M02;O0051N200 T0101;选择1号外圆车刀,调用1号刀补N210 G00 X26 Z2;快速点定位至进给起点N220 G01 Z-24 F20
3、0;26mm外圆N230 X30;车台阶面,N240 Z-43;车30mm外圆N250 G00 X50 Z20;快速退刀至换刀点N260 T0100;取消1号刀刀补N270 T0202;选择2号切断刀(主切削刃宽3mm,右刀尖为刀位点)N280 G00 X34 Z-40;2号刀快速定位至切断进给起点N290 G01 X-1;切断N300 G00 X34;退刀N310 X50 Z20;2号刀快速点定位至换刀点N320 T0200;N330 M99;在运行程序前,手动对刀操作确定第一个工件的工件原点O在机床坐标系的绝对坐标值,并作为G54指令的零点偏置输入数控系统。G55、G56零点偏置值根据G5
4、4值、工件Z向尺寸和切断刀主切削刃宽度计算并输入系统。,二、应用G50来实现 我们已知,用G50 XZ,可以建立程序原点。但如果想把已经建立起来的某个坐标系进行平移,则可以用G50 UW的格式来实现,其中U和W分别代表坐标原点X轴和Z轴上的位移量。如图2-94所示,在执行G50 UW以前,CRT显示的坐标值为X=a,Z=b,当执行完该指令后,CRT所显示的坐标值将变更为,X=a+f,Z=b+g,即等于把坐标系原点从O平移到O点。应该注意,在指定了一个G50以后,直到下一个G50指令到来之前,其一直是有效的。另外,在G50程序段中,不允许有其它功能指令。但S指令除外,因为G50指令还有另一种作用
5、,即在恒线速切削(G96)方式中,可以用G50指令来做最高转速限制作用。象图2-95这样的工件,在机械加工中常会碰到,因此,在加工右半部,我们将工件原点选O点,而加工左半部时,可把原点 在O点,这样,在加工完右半部后,只要执行一条G50 W80指令,就可以把坐标原点从 O点平移 到O点。,三、局部坐标系的设定 为了方便编程,有时需要用G52指令将上述指令建立的工件坐标系平移以建立新的所谓局部坐标系。在数控车床上,其原点一般取在Z轴上。程序段格式为:G52 XZ;其中,X、Z值为局部坐标系原点在工件坐标系中的绝对坐标值。如图2-96所示,工件原点O点,执行G52 X0 Z-60 后,工件坐标系原
6、点从O点平移到O点;如要恢复到O点,在执行程序段G52 X0 Z0即可。四、应用浮点原点编程不同 的系统所用的指令不同,有的系统用G59。书写格式:G59 XZ;其中:X值为0 Z值为卡盘厚度+卡盘外编程者所期望长度该指令一般为程序中的第一条指令。值得注意的是,这里G59与以上介绍的G59意义是不同的,也不会在同一系统中出现。,第七节 圆头车刀的编程与补偿,在机床不具备刀尖半径补偿的情况下,用圆头车刀车削锥面及圆弧时,就不能按工件轮廓尺寸编程,而要经过复杂的补偿计算,也就是要计算假想刀尖轨迹或刀具中心轨迹,并按计算出的轨迹编制程序。一、按假想刀尖编程及其补偿计算 数控车床总是按刀尖对刀的。所谓
7、假想刀尖如图2-97所示,图2-97b为圆头刀具,P点为其假想刀尖,相当于图2-97a尖头刀的刀尖点。1、圆头刀车削台阶面 此时,无论是外圆、端面或是内孔,假想刀尖轨迹与工件外形一致(尖角除外),所以可按工件尺寸编程,一般不需补偿计算,如图2-98所示。如图2-99a,若假想刀尖P沿工件轮廓AB移动(P1P2与AB 重合),并按AB 尺寸编程,则必然产生ABCD的残留误差才,因此,应按图2-99b所示,使圆头刀的切削点移至AB,并沿AB 移动,从而避免残留误差,但这时假想刀尖的轨迹为P3P4,它与轮廓AB在X向相差X,Z向相差Z。设刀具半径r,不难求得X=r2/1+cot a/2,Z=r1-t
8、an a/2由于X、Z的存在,可直接按假想刀尖P3P4的坐标值编程,便可切出轮廓AB。,2、圆头刀加工圆弧 圆头车刀加工圆弧表面的编程原理与加工锥面基本相似,图2-100为圆头刀加工1/4凸凹圆弧表面,AB(粗实线)为工件轮廓,半径为R,圆心O,刀具与圆弧轮廓起、终点的切削点分为A和B,对应的假想刀尖为P1和P2。对图2-100a凸圆加工情况,P1P2(虚线)为假想刀尖的轨迹,其半径为(R+r)圆心为O.图2-100b凹圆情况与之系统,知识半径为(R-r).当用假想刀尖轨迹编程时,都应按图中虚线所示的圆参数进行程序编制.图2-101为圆头车刀加工圆弧锥度的综合应用实例.ABCDE为工件轮廓,A
9、B圆弧的圆心O,半径R.各几何元素终点的假想刀尖点分别为P1(x1,z1),P2(x2,z2),P3(x3,z3).设刀具半径r,圆弧P1P2假想刀尖圆的半径为(R+r),圆心O,其圆心坐标(圆心相对圆弧起点P1)为I=0,K=R+r.当用假想刀尖轨迹编程,其程序为:G90 G01 X(x1)Z0 F;G03 X(x2)Z(z2)I0 K(R+r);G01 X(x3)Z(z3);上述程序中的x1,z1,x2,z2,x3,z3由简单的几何关系不难求得,这里的G90表示绝对值编程,二、按刀心轨迹编程如前所述,除可用上述假想刀尖轨迹数据编程方法外,还可用刀具中心轨迹编程,如图2-102所示的零件,由
10、三个圆弧组成,可用虚线所示的三段等距圆弧编程,即O1圆的半径为(R1+r),O2圆为(R2+r),O3圆为(R3-r).三个圆弧的终点坐标由等距圆的切点关系求得。用刀心轨迹法编程比,第八节 数控车削中心编程,关于数控车削中心的编程前几节已经有所介绍,这里简介以下,这里所介绍的系统与前面介绍的有所不同,在编写程序时可以省略小数点,单位亦是mm,比如G01 X5与G01 X5.0一样都表示走直线到5mm处,当然,其它也有不同的,我们都作了解释。车削中心,主轴可以分度或做圆弧插补运动,转塔刀库上设有自驱刀具(即动力头),因而可以实现工件的完整加工,即在工件端面上(包括非回转中心部位),工件圆周上钻孔
11、、攻螺纹、铣直槽、曲线槽等等,若主轴和自驱刀具同步传动,可用螺纹铣刀铣外螺纹,车四角、六角等。机床上有副主轴时,可以将工件换装卡,对工件背面(切断的端面)进行加工。自驱刀具的控制指令M23表示自驱刀具顺时针旋转,M24为逆时针旋转,M25表示停转。其转数用B06确定,例如3000r/min写为B06 3000。当用自驱刀具工件中心加工时,例如,钻孔、工件和钻头的转向相反,相对转数为二者之和,此时编程的进刀量需要修正,使用G98表示进刀量需要修正。G99取消G98。使用自驱刀具攻螺纹时可以一步一步地编写进刀、走刀、退刀,亦可以应用前面所讲的方法。,例如:攻螺纹深20,螺距为1,自驱刀具转数350
12、r/min,编程如下:M23;G00 X0 Z5;G01 Z-20 F315,(使用轴向浮动刀柄时F350减去10%)G01 Z5 F350 M24;使用G98的例子,若主轴用M03,1000r/min,自驱刀具M23,500r/min,编程如下:N3 G97 S1000 T0303 M03;G98 S500 B060500 M23;G00 X0 Z2 M08;G01 ZF0.1;G00 Z2;G99有时从伺服电动机传到自驱刀具具有一定的速比,在编程时应考虑这一速比如图2-103所示,是用两个锯片铣扁的例子,速比为2.341,切削速度v=100mm/min,进给量为每齿0.001mm,锯片铣刀
13、80,刀齿数为80,进给每转为0.08mm.编程如下:,N9 T0909 M05;G94 M22 M23;B06950;速比i=2.341铣刀转数为400r/minG00 X20 Z1 M08;G01 Z-10 F32;G04 X0.5;G01 Z1 F100;G26 M09 M25;G95;主轴和自驱刀具同步驱动所谓同步驱动,指主轴和自驱刀具之间有固定的传动比,例如用万向轴即可实现同步驱动。M37表示主轴与自驱刀具的传动比为11,M38为21,通常使用电磁离合器来切换,用M39表示取消M37或M38。用M37(i=11)可以用螺纹铣刀切削螺纹,只要其螺距与工件的螺距相符,即可切削出与刀宽一致
14、的一段螺纹,。若工件长度大于刀宽,可以将铣刀轴向移动,但移动良应当为螺距的倍数。例如图2-104工件材料为黄铜,螺纹铣刀 直径90mm,传动比11,切削速度为200mm/min进给量0.02mm/r,主轴转速S(r/mm)用以下公式计算S=1000V/3.14(d1+d2i)式中 V-切削速度mm/min di-工件直径 d2-螺纹铣刀直径 i-速比经计算S=560r/min.编程如下:,N3 G97 S560 T0303 M03;M37;G00 Z-25.5;G00 Z-24.5 M08;G01 Z22.16 F0.02;G04 X0.5;G01 X24.5 F0.5;G26 M09 M39
15、;借助同步驱动切多边形的例子见图2-105。多边形的边数为速比与刀盘上头上乘积,当使用M38(i=2)时,刀盘上刀头为3,则可车出六边形。工件材料为青铜,刀具直径90,工件外径31.2,切削速度为300mm/min.编程如下:N5 G97 S450 T0505 M0303;M38;G00 Z-17.5;G00 X27 M08;G01 Z-31;G26 M09 M39;G00 X34;,3双刀架(转塔刀库)工作有的机床有两个转塔刀架,有时可同时工作,有时只能一个刀架工作。为此,必须使用相应的指令来协调两个刀架的工作。使用双刀架工作必须对每一个刀架编制一个程序,S1表示第一个刀架的程序,S2表示第
16、二个刀架的程序。使用“!”来控制程序的暂停和起动运行。“!”总是出现在正在运行的程序中,其原则是“对方动,自身停;对方停,起对方”。例如S1正在运行,出现“!”则数控装置判断S2的状态,若S2正在运行则使S1暂停,若S2暂停,则起动S1运行,如图2-106所示。图2-107是使用“!”的一个例子,当两个程序结束时,S1和S2“!”的个数相等。,图2-108所示的工件,用S1刀架上的T0404中心钻,钻中心孔,T0505钻头钻10mm孔,用T1111钻10mm横孔,用S2刀架上的T0101粗车,用T0303精车,用T0404车螺纹。很明显,钻孔和车削必须交叉进行(不能同时进行),编程如下:O10
17、0 1 2G59 X0 Z240;G59 X0 Z240;!;(S1停)N1 G96 V180 T0101 M04;G00 X70 Z0 M08;G01 X-1.8 F0.2 G00 X65 Z2;G71 P50 Q60 I0.5 K0.1 D3 F0.3;G26 M09N4 G97 V20 X12 T0404 M03;!;(启S1)G00 X0 Z2 M08;T0303;G01 Z-5 F0.1;G00 Z2;G25 M09;!;(停S2)N5 G97 V25 X10 T0505 M03;G00 X0 Z2 M08;G83 Z-49.5 D22 H4 F0.1;G26 M09;,!;(启S2
18、)N3 G96 V230 T0303 M04;T1111 N50 G46;G00 Z-46 G00 X6 Z1 M08;!;(停S1)G01 Z0 F0.5;X22 D1 F0.15 E0.05;Z-18;X20 A210;Z-24;X25 R1;X35 Z-33 R1;Z-60;X45 A105;Z-65;Z-80 A175 R5;X66 D2.5;W-3.5 N60 G40;G26 M09;N11 T1111 M05;!;(启S1)G94 B06 1500 M23;!;(停S2)G00 Z-46;X36 M08;G01 X-7 F150;G00 X36;G26 M09 M25;G95;,!
19、;(启S2)N4 G97 V100 X22 T0404 M03;!;(停S1)G00 X24 Z5;M30;G76 X20.16 Z-23.5 K0.92 H8 F1.5 A55 D0.02;G26 M09;!;(启S1)M30;说明:G71与前面介绍的不同,P表示精车刀轨迹开始的程序段号,这里为N50,Q表示精车刀轨迹结束程序段号,I表示径向精车余量,K表示轴向精车余量,D表示粗车吃刀深度,F表示进给量。G46表示刀尖圆弧补偿,左补与右补以参数的形式输入。G01后边的D表示倒棱角,E表示倒角时的进给量。G76后边的X、Z表示螺纹终点坐标,K表示螺牙高度,H表示走刀次数,F表示导程,A表示径向
20、走刀角度。D表示第一次走刀的切削深度。,4背面加工 这里指的工件切断后,切断端面的加工,为此机床设有一个副主轴,副主轴设在S1刀架的第七号刀位上。在工件尚未切断之前,副主轴的中心与主轴中心对准,再使副主轴上的弹簧夹头套住工件并夹紧,工件和副主轴一起旋转,用S2刀架上的切断刀将工件切断,工件即转移到副主轴上。此时副主轴的转数仍用B06编程,M23表示顺时针旋转,M24表示逆时针旋转,M25表示伺服电动机停转。使用M62能使副主轴制动,M63取消M62。副主轴加工还要解决编程原点的设置,Z方向编程原点由刀架相关点转移而来,X值需冠以负号加以区分。这时使用M32来表示由刀架相关点出发计算编程原点,用
21、M33取消M32。如图2-109所示的工件编程如下:G59 X-222 Z119;T0707;(副主轴转入工作位)T1313 M23 B061000;(钻中心孔)G94 M54 M08;(M54背面加工用冷却液,与M08合用)、G00 X0;G00 Z1;G01 Z-4 F100;G00 Z50;T1414 B060500;(钻底孔)G00 X0;G00 Z1;,G01 Z-23 F100;G00 Z50;T1515 B060200;(攻螺纹孔)G00 X0;G00 Z5;G01 Z-12 F270 M23;G01 Z5 F300 M24;G04 X1;G27 M25 M55 M09;(M55
22、取消M54)T1700;(S3转到初始位)G95 M33;(M33取消M32)G59 X0 Z_.;(恢复主轴上工件的编程原点)图2-110是副主轴和主轴同步传动,用S2进行背面加工的实例.工件原点从机床原点转移过来,即在G59 X0 Z155处。,S1.N7 G97 S200 T0707 M04(副主轴)!;(S2停)M37;G00 Z2;G00 X0;G01 Z-30 F1;M66;(副主轴夹紧)!;(启S2)N10 G97 S1500 T1010 M04;(切断)!;(停S1)G00 Z-70.2;G00 X27 M08;G01 X-0.5 F0.08;G53 X0 Z300!;(启S1
23、)!;(停S1)G01 X-1;G01 W0.5 F0.5;G26 M09;G59 X0 Z155;N3 G96 V180 T0303 M04;(粗车)G00 Z0;G00 X27 M08;G01 X-1 F0.2;G00 X26 Z-2;G71 P50 Q60 I0.5 K0.1 D2.5 F0.2;G26 M09 N4 G96 V250 T0404,M04;(精车)N50 G46 G00 X9 Z-1 M08;G01 Z15 A5 R2 F0.15;G01 X27 D2.5;G01 W3;N60 G40;G24 M09;!;(启S1)G26 M39;G26;!;!;M30;M30;五、主轴
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