数控加工工艺与编程数控车削加工编程.ppt
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1、数控车削加工编程,4.1数控车削编程概述,1、数控车削加工特点,(1)适合加工精度要求高的零件,(2)适合加工表面粗糙度要求高的零件,(3)适合加工表面形状复杂的回转体零件,(4)能加工带横向加工的回转体零件,(5)能加工带特殊类型螺纹的零件,(6)能以车代磨加工淬硬工件,-恒线速度切削功能,4.1数控车削编程概述,2、数控车削加工中的工艺处理,(1)数控车削加工中的刀具选择,(2)车削加工中的装刀技术,(3)数控车床对刀,(4)数控车削中的车削参数选择,a.交流变频调速主轴的低速输出力矩小,切削速度不能太低;,通过对刀,建立工件的加工坐标系。常用的对刀法-试切对刀法。(录像),背吃刀量、主轴
2、转速(或切削线速度)、进给量,b.螺纹车削时的主轴转速:n(1200/P)k r/min,P 被加工螺纹导程值,mm;k安全系数,一般取80,4.1数控车削编程概述,3、数控车削编程要点,(1)工件坐标系,(2)直径编程与半径编程,(4)进刀和退刀方式、,(5)对加工余量大的工件,使用固定循环指令编程,快速走刀与切削进给,(6)具有刀具半径自动补偿功能(G41,G42),可直 接按工件轮廓尺寸编程。,(3)可采用绝对值编程、增量值编程或混合编程,工件加工坐标系,加工坐标系:,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)的运动方向则以从机床尾架向主轴看,逆时针
3、为C向,顺时针为C向,如图所示,数控车床各坐标系关系图,M:机床零点,R:参考点,W:工件零点,XMW、ZMW:工件零点坐标,XMR、ZMR:参考点坐标,直径编程和半径编程CNC车床的加工程序中工件的横截面通常都是圆,其尺寸可用直径或半径指令。,直径编程,半径编程,直径编程和半径编程,书中的例子均为按直径编程取值:,X轴指令:用直径值指定。(增量编程用直径差值尺寸),圆弧插补中的参数(R、I、K):用半径值计算,1)绝对坐标、直径编程:X、Z,G01 X36 Z8,2)增量坐标、半径编程:U、W,G01 U12 W-20,如图,运动轨迹由A B的程序:,G01 U24 W-20,增量坐标、直径
4、编程:U、W,进刀和退刀,4.2 车床数控系统功能,包括:准备功能、辅助功能及F、S、T功能。,FANUC 0i T 系列数控系统,1、G功能表,见P97表4-1.,2、M、S、T功能,a、常用M功能代码表:表3-2(P89),b、S功能:指定主轴转速(G96、G97),c、T功能:调用刀具,格式举例:T0102;/调用01号刀具,刀具补偿量存放在02号地址中,设定主轴转速值单位:G96-m/min(或英尺/min)、G97-rpm模态代码,开机默认G97。G96即恒线速度方式,主轴的rmp随半径值变化(r小,角速度大,需限速)G96(G97)和S指令写在同一语句中。,G96、G97指令,G9
5、6 S150;/表示主轴转速为150m/minG97 S300;/表示主轴转速为300r/min,格式:,进给速度用F引导一个数字表示,进给速度一直有效,直到程序中指定新的进给速度,之后按新进给速度执行。进给速度单位例:G98-mm/min G99-mm/r设定。进给速度对G01(直线插补)、G02及G03(圆弧插补)有效。进给速度的最大值由参数“MAXFEED”设定;G00速度不受进给速度F影响,G00速度在参数“G00FEED”中设定。,进给速度F指令,1、快速定位指令,快速移动的速度由机床参数指定。G00快速直线运动过程中不进行切削。决不允许刀具以G00的速度切入工件。G00 X(U)Z
6、(W),G00快速直线运动,终点坐标,常用G代码,2、直线插补指令,切削速度由程序中的F值指定。在G01语句之前,或该语句中指定F值。G01 X Z F;,G01直线切削运动,终点坐标,3、圆弧插补指令,G02 X Z R;G03 U W I K;,G02 X50 Z30.0 R25.0 F0.3G02 U20 W-20.0 R25.0 F0.3G02 X50 Z30.0 I25.0(K0)F0.3G02 U20 W-20 I25 F0.3,U、W:分别为X、Z方向圆弧终点与圆弧起点的坐标差值。(其中U值为圆弧终点与起点直径尺寸差值),R:圆弧半径,R0时,圆弧圆心角180度;R 0时,圆弧圆
7、心角180度。,I、K:圆弧起点相对圆心的坐标差值,由起点指向圆心向量确定该数据的符号。,前刀架车床坐标系统与后刀架车床坐标系统,后刀架:,顺、逆圆弧的设定:,4、暂停指令G04,格式:G04 X_;或G04 U_;或 G04 P_;,其中,X、U指定的时间允许小数点,单位为s;P指定的时间不允许小数点,单位为ms。,如:G04 X5.0;或G04 P5000,作用:指定刀具作短暂的无进给光整加工。,如车槽时的槽底暂停、钻孔时的孔底暂停。,5、圆柱插补指令G07.1,格式:G07.1 IPr;/启动圆柱插补方式 G07.1 IP0;/圆柱插补方式取消,可以用G107代替G07.1;,其中:IP
8、为回转轴名称;r为圆柱体半径;,圆柱插补只能设定一个回转轴;,用于加工圆柱凸轮槽类的零件。,圆柱插补的注意事项:,在进入圆柱插补方式前应注销任何正在进行的刀具补偿方式,然后,在圆柱插补方式内开始和结束刀具补偿;,在圆柱插补方式中,圆柱半径不能用地址I、J、K指定;,在圆柱插补方式中,圆柱插补方式不能被复位;,在圆柱插补方式期间,不能指定钻孔固定循环G81-G89。,在圆柱插补方式中,不能指定工件坐标系;,圆柱插补指令编程举例:P101-102在圆柱体的外表面上进行加工,将两个直线轴的笛卡尔坐标系变为横轴为回转轴(C),纵轴为直线轴(Z)的坐标系,用该坐标系编制外表面上的加工轮廓。,C,6、与主
9、轴转速相关指令,最高转速指令G50,格式:G50 S_;(S后面的数字表示限制的最高转速,r/min),恒线速度控制指令G96,格式:G96 S_;(S后面的数字表示控制主轴恒定的线速度,m/min),恒线速度控制取消指令G97,格式:G97 S_;(S后面的数字表示恒线速度控制取消后的转速,r/min),区别:G50 S3000;G96 S150;G97 S3000;,区别:G50 X_ Z_;/设定工件坐标系,放在第一个程序段(P107),7、刀尖半径补偿指令G41、G42、G40,格式:G40;/取消刀具半径补偿,按程序路径进给 G41;/按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给 G42;
10、/按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给,使用时注意:,在零件轮廓线以外建立或取消刀尖半径补偿;,在程序中有了G41(或G42)指令后,需先用G40取消原补偿状态,再使用G42(或G41);,在使用G41或G42指令时,不允许有两句连续的非移动指令;,G41或G42指令可与G00或G01写在同一个程序段内使用。,准备功能指令直线运动,编程举例:AB,N10 G50 S1500;N20 G40 G96 G99 S100 M03 M08 T0101;N30 G00 X20 Z2;N40 G01 Z-24 F0.2;N50 X33.856 Z-36;N55 X42;N60 Z-48;N65 X60
11、Z-53.196;N70 X68 Z-75;N80 X84 M09;N90 G00 X100 Z100 M05;N100 T0100;N110 M30;,A,B,X,Z,8、倒角和倒圆指令,45倒角,功能:由Z轴向X轴倒角。倒角向X轴正向取,向X轴负向取。,格式1:G01 Z(W)I I;,格式2:G01 X(U)K k;,功能:由X轴向Z轴倒角。倒角向Z轴正向取,向Z轴负向取。,+i,+k,-i,-k,8、倒角和倒圆指令,任意角度倒角,格式:G01 X_ C_;,功能:可自动插入任意角度的倒角。C的数值是从假设没有倒角的拐角交点距倒角始点或终点间的距离。,X,8、倒角和倒圆指令,倒圆角,格式
12、:G01 Z(W)_ R r;/Z轴向X轴倒圆角,图a,G01 X(U)_ R r;/X轴向Z轴倒圆角,图b,a,b,8、倒角和倒圆指令,倒圆角,格式:G01 Z(W)_ R r;,G01 X(U)_ R r;,右图,刀具由A到B的程序如下:,A,B,例2 P105图4-16,9、螺纹切削加工指令,螺纹车削指令G32-可加工圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹。,格式:G32 X(U)_ Z(W)_ F_;,X(U),Z(W)为终点的位置坐标;F为螺纹导程。,a.车削圆柱螺纹:G32 Z(W)_ F_;,b.车削端面螺纹:G32 X(U)_ F_;,c.车削锥面螺纹时,斜角45时,螺纹导程F以导程在Z
13、轴方向的投影值指定;斜角45时,螺纹导程F以导程在X轴方向的投影值指定。P106图4-18,注意:,螺纹切削时,不能使用G96指令(保证切削正确的螺距);,螺纹切削程序应考虑始点坐标和终点坐标的切入、切出距离;,外螺纹切削:顶径尺寸应小于螺纹的公称尺寸;,切削螺纹时,通常需要多次进刀才能完成:p106表4-2。,已知:螺纹螺距为1.0mm,螺纹牙深为0.649mm 1=3mm,2=1.5mm,螺纹车削指令G32,X,查表4-2知:分3次进给,对应的背吃刀量为0.7、0.4、0.2mm(直径值)。,M20 x1.0,A(100,100),10,N10 G50 X100 Z100;N20 M03
14、S500;N30 T0101;N40 G00 X19.3 Z3 M08;N50 G32 Z-71.5 F1.0;N60 G00 X40;N70 Z3;N80 X18.9;N90 G32 Z-71.5 F1.0;N100 G00 X40;N120 Z3;N130 X18.7;N140 G32 Z-71.5 F1.0;N150 G00 X100 M09;N160 Z100 M05;,螺纹车削指令G32,X,M20 x1.0,N170 T0100;N180 M30;,10,.G92-螺纹切削循环格式:G92 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;,R=0,R-螺纹部分半径之差:X向切削起始点坐标小于切
15、削终点坐标时,R取负;反之取正。,螺纹切削循环指令G92的动作循环,螺纹部分的切削方式:直进法进刀(P106图4-19)两侧刃同时工作,多用于小螺距螺纹的加工。,已知:螺纹螺距为1.0mm,螺纹牙深为 0.649mm,1=3mm,2=2mm.,例:用螺纹车削循环指令G92完成下图螺纹加工程序。,X,分3次进给,对应的背吃刀量为0.7、0.4、0.2mm(直径值)。,M20 x1.0,B(40,3),10,设循环起点为B点,切削螺纹部分的加工程序:,G00 X40 Z3;G92 X19.3 Z-72 F1.0;X18.9;X18.7;G00 X100 Z100;,例:用螺纹车削循环指令G92完成
16、下图螺纹部分的加工程序。,例:用螺纹车削循环指令G92完成下图螺纹部分的加工程序。,G00 X80 Z62;G92 X49.3 Z12 R-20 F2;X48.7;X48.1;X47.5;X47;G00 X200 Z200;,例 零件毛坯材料为45号钢,用G92编制精加工程序。,确定工艺方案及走刀路线:自右向左加工;选用3把刀具:1号刀为外圆车刀、2号刀为3mm切槽刀、3号刀为螺纹车刀,采用对刀仪对刀;工件坐标系:工件原点取在工件内端面O点,起刀点为(200,350);确定切削用量:,参考程序:,X46.04;,复合螺纹切削循环指令G76:与G32、G92相比,可缩短程序、改善刀具切削条件(斜
17、进法进刀)。其指令格式:G76 P m r Q dmin R d;G76 X(U)_ Z(W)_ R I P k Q d F f;m:精加工重复次数;r:倒角量,用两位数字指定;:刀尖角度,用两位数指定;dmin:最小切削深度,m;d:精加工余量,m;X(U)、Z(W):螺纹终点坐标,带小数点为mm,否则为m;I:圆锥螺纹半径差,I=0为圆柱螺纹。x向切削始点坐标小于终点坐标时取负;k:螺纹牙高(X轴方向半径值),m;d:第一次切入量(半径值指定);f:螺纹导程。,复合螺纹切削循环G76,.,G76螺纹切削复合循环与斜进法进刀,F,斜进法进刀的优点:单侧刃加工,排屑容易,适用于大螺距螺纹的加工
18、。,例 牙形角60、底径为60.64、精加工次数为2次、导程为6mm的螺纹加工程序段为:,G76 P020660 Q100 R100;G76 X60.64 Z35.0 P3680 Q1800 F6.0;,变螺距螺纹切削指令G34:,格式:G34 X(U)_ Z(W)_ F_ K_;,其中:X(U),Z(W)为终点的坐标值;F为螺纹导程;K为主轴每转螺距的增量或减量。,多头螺纹切削:,其中:Q为指定主轴一转信号与螺纹切削起点的偏移角度(起始角度)。Q为非模态值,每次使用时都必须指定,不能指定小数点。,格式:G32 X(U)_ Z(W)_ F_ Q_;,或 G34 X(U)_ Z(W)_ F_ K
19、_ Q_;,或 G92 X(U)_ Z(W)_ R_ F_ Q_;,10、内外圆柱/圆锥切削循环指令,切削内外圆柱/圆锥简单循环-G90,圆柱面切削循环格式:,圆柱面切削循环适用于:,D,切削内外圆柱/圆锥简单循环-G90,A,例、G90指令编程练习,切削内外圆柱/圆锥简单循环-G90,A,N10 G50 X200 Z200;N20 T0101;N30 M03 S1000;N40 G00 X55 Z4 M08;N50 G01 G96 Z2 F2.5 S150;N60 G90 X45 Z-25 F0.2;N70 X40;N80 X35;N90 G00 X200 Z200 M09;N100 T01
20、00;N110 M30;,圆锥切削简单循环-G90,切削始点与切削终点的半径之差,加正、负号,R,切削内外圆柱/圆锥简单循环-G90,适用于:,圆锥切削简单循环-G90,切削内外圆柱/圆锥简单循环-G90,圆锥切削简单循环-G90,X,X,U0,U0,R0,R0,圆锥切削简单循环-G90,40,(65,0),例、用G90编写图中锥面加工程序段。,圆锥切削简单循环-G90,G00 X65 Z0 M08;G96 S100;G90 X60 Z-25 R-5 F0.2;X55;X50;G00 X100 Z200 M09;,40,(65,0),例、用G90编写图中锥面加工程序段。,G94-车削端面/圆锥
21、简单循环,R-圆锥起点相对于圆锥终点在Z轴上的位置差:R=ZB-ZC,平端面车削:R=0G94 X(U)_Z(W)_ F_;,内外圆柱/圆锥切削循环指令,适用于:,内外圆柱/圆锥切削循环指令,切削端面/圆锥简单循环-G94,/平端面切削,切削端面/圆锥简单循环-G94,G94平端面切削编程举例:,G00 X85 Z20;G94 X30 Z15 F0.2;Z12;Z10;,(85,20),10,8,80,30,X,例、G94指令编程练习:加工下图工件的中间槽(用4mm、2切断刀),X,G50 X200 Z200;,T0202;/(4切断刀),G00 X32 Z-14;,G01 X15 F30;,
22、X32 F100;,G94 X15 Z-17 F30;,Z-20;,Z-23;,G00 X200 Z200;,T0200;,M30;,G00 Z-15;,Z-25;,例、G94指令编程练习:加工下图工件的中间槽(用4mm、2切断刀),M03 S250 G98;,适用于:,G94 X_ Z_ R_ F_;G94 U_ W_ R_ F_;,内外圆柱/圆锥切削循环指令,切削端面/圆锥简单循环-G94,锥面切削,R=Zb-Zc,b,c,切削端面/圆锥简单循环-G94,编程练习:用G94指令完成下图的锥面切削加工,切削端面/圆锥简单循环-G94,编程练习:锥面切削加工,N30 G00 X32 Z1;,N
23、40 G94 X10 Z-3 F0.2;,N50 Z-6;,N60 Z-9;N65 Z-10;,N68 G00 X32 Z-5;N70 G94 X10 Z-10 R-3 F0.2;,N100 R-9;,N110 R-12;,N120 R-14;,N130 R-16.5;/16.5为计算的值,N140 G00 X200 Z200;,N150 T0100;,N160 M30;,N80 R-6;,N20 T0101;,N10 G50 X200 Z200;,N25 M03 S300;,G71 P ns Q nf U u W w F S T;,内外圆柱/圆锥切削循环指令,G71-纵切削粗车复合循环,G7
24、1 U d R e;,格式:,其中:,d为粗加工每次切深(半径值编程);e为退刀量;,ns为精加工程序组的第一个程序段的顺序号;,nf为精加工程序组的最后一个程序段的顺序号;,u为X轴方向精加工余量(直径值);,w为Z轴方向精加工余量;,G71适用于圆柱毛坯的轴向粗车,是沿着平行于Z轴进行切削循环加工的。,G71 P ns Q nf U u W w F S T;,内外圆柱/圆锥切削循环指令,G71-纵切削粗车复合循环,G71 U d R e;,格式:,注意:,a.nsnf精加工程序段中的F、S、T功能,即使被指定也对粗车循环无效;,b.在序号为ns的程序段中指定A及A间的刀具路径,且在该段中不
25、能指定沿Z轴方向移动,刀具移动指令必须垂直于Z轴方向;,c.从A到B的刀具轨迹在X轴及Z轴必须单调增加或单调减少;,d.粗车循环最后一刀按ns到nf间精车程序段轨迹切削,留余量u、w。,G71-纵切削粗车复合循环,N10 G50 S2500 N20 G40 G96 G99 S80 M03 T0101;N30 G00 X120 Z12 M08;N40 G71 U2 R0.5;N50 G71 P60 Q120 U0.2 W0.1 F0.25;N60 G00 X40;/ns N70 G01 G42 Z2 S150;N75 Z-30;N80 X60 Z-60;N90 Z-80;N100 X100 Z-
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