《数控加工程序编制及操作》实训教案全册配套最完整精品课件3.ppt
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1、 4.操作数控系统前,应检查两侧的散热风 机是否正常,以保证良好的散热效果。应 该仔细检查车床各部分机构是否完好,各 种手柄、变速手柄(主要指经济型数控车 床)的位置是否正确,还应按要求认真检 查数控系统及各电器附件的插头、插座是 否联结可靠。 5.操作数控系统时,对各按键操作不得用 力过猛,更不允许用扳手或其他工具进行 操作。 6.机床周围环境应干净、整洁、光线 适宜,附近不能放置其他杂物,以免 给操作者带来不便。 7.未经过安全操作培训的人,不能操 作机床。 8.操作者尽量不要更换或增加夹具、 工装和辅助设备。 9.机床上所用的夹具、工装必须具有 足够的刚性,安装时必须采取防松措 施。 1
2、0.机床,特别是机床的运动部件上不能放 置工件、工具等东西。 11.数控系统在不使用时,要用布罩套上,防 止进入灰尘,并应定期进行内部除尘或细微 清理。 12.在清除沉积在机床、配电板以及NC控制 装置上的灰尘、碎屑时,避免使用压缩空气。 13.操作和维修人员必须特别注意安全标牌上 的有关安全警告说明,操作时应完全按照说 明进行。 14.机床上的固定防护门、各种防护罩、盖 板,只有在调试机床时才能打开,NC控制 单元以及配电柜的门更不能随便打开。 15.安全装置均不得随意拆卸或改装,如行 程两端的限位撞块以及电器互锁装置的限 位开关。 16.调整和维修机床时所用的扳手等工具必 须是标准工具。
3、17.记住急停按钮的位置,以便于在紧急情 况下能够快速按下。 18.机床在运转时,身体各部位不能接近 运转部件。 19.清理铁屑时,应先停机,注意不能用 手清理刀盘及排屑装置里的铁屑。 20.先停机,然后再调整冷却喷嘴的位置。 21.安装刀具时,应使主轴及各运动轴停 止运转,注意其伸出长度不得超过规定值。 刀盘转位时要特别注意,防止刀尖和床身、 拖板、防护罩、尾座等发生碰撞。 22.当自动转位刀架未回转到位时,不得 强行用外力使刀架非正常定位,以防止损 坏刀架的内部结构。 23.完成对刀后,要做模拟换刀过程试验, 以防止正式操作时发生撞坏刀具、工件或 设备等事故。 24.工件装夹时应尽量平衡,
4、未平衡时不 能启动主轴。 25.虽然数控车削加工过程是自动进行的, 但并不属无人加工性质,仍需要操作者经 常观察,不允许随意离开生产岗位。 26.要注意环境温度对数控系统的影响,勤 观察纵横向步进电机的温升变化情况,以 便出现异常时立即停机检查。 27.卡爪必须为标准卡爪。卡爪装好后,其 外围必须在卡盘外径以内。 28.软爪成形切削时,应注意软爪的夹紧位 置和形状。软爪成形后,检查其夹持零件 是否牢靠,夹持力是否合适。 29.当同时用卡盘和顶尖夹持工件时,应注 意工件的重量、中心孔的形状和大小及顶 紧力。 如果顶持一个重而中心孔又小的工件,在 加大载荷时,会损伤顶尖,致使工件飞出, 因此,要特
5、别注意顶尖孔的大小,使顶尖 的负荷不要太大。 30.下班时,按规定切断电源,然后把机床 各部位(包括导轨)擦干净,再按使用说 明书中的规定给导轨和各运动部位涂上防 锈油。还应认真做好交接班工作。必要时, 应做好文字记录(如加工程序及程序执行 情况等)。 一、编程知识与坐标系 1. 编程知识 程序编号: O 用四位数(19999)表示,不允许为 “0”。 程序段顺序号:N 顺序号用四位数(19999)表示, 编程顺序号可有可无。 程序段的构成NG X(U)Z(W) F M S T 程序 准备 X轴移 Z轴移 进给 辅助 主轴 工具 段号 功能 动指令 动指令 功能 功能 功能 功能 2. 坐标系
6、的设定 在编写工件的加工程序时,首先是 设定坐标系。 (1)机床坐标系的设定 机床欲对 工件的车削进行程序控制,必须首先 设定机床坐标系,数控车床坐标系的 概念有机床原点、机床坐标系以及机 床参考点。 1)机床原点 机床上的一个固定点,数 控车床一般将其定义在主轴前端面的中心。 图2-1 机床坐标系 2)机床坐标系 机床坐标系是以机床原点 为坐标原点建立的X,Z轴两维坐标系,Z 轴与主轴中心线重合,为纵向进刀方向, X轴与主轴垂直,为横向进刀方向。 图2-2 3)机床参考点 机床参考点是指刀架中 心退离距机床原点最远的一个固定点,该 点在机床制造厂出厂时以调试好,并将数 据输入到数控系统中。
7、图2-3 数控车床开机时,必须先确定机床参 考点,我们也称之为刀架返回机床参考点 的操作。只有机床参考点确定以后,车刀 移动才有了依据,否则,不仅编程无基准, 还会发生碰撞等事故。 机床参考点的位置设置在机床X向,Z 向滑板上的机械挡块通过行程开关来确定, 当刀架返回机床参考点时,装在X向和Z向 滑板上的两挡块分别压下对应的开关,向 数控系统发出信号,停止滑板运动,即完 成了回机床参考点的操作。 (2)工件坐标系的设定 当采用绝对 值编程时,必须首先设定工件坐标系, 该坐标系与机床坐标系是不重合的。 工件坐标系的原点就是工件原点, 而工件原点是人为设定的。数控车床工 件原点一般设在主轴中心线与
8、工件左端 面或右端面的交点处。 设定工件坐标系就是以工件原点为坐 标原点,确定刀具起始点的坐标值。工 件坐标系设定后,屏幕上显示的是车刀 刀尖相对工件原点的坐标值。编程时, 工件各尺寸的坐标值都是相对工件原点 而言的,因此,数控车床的工件原点又 是程序原点。 2. F功能 进给功能是表示进给速度,进给速度是用字 母F和其后面的若干位数字来表示的。 (1)每分钟进给(G98) 系统在执行了一 条含有G98的程序段后,在遇到F指令时便认 为F所指定的进给速度单位为 mm/min。 如:F100 即为 100 mm/min。 G98 F_ G98被执行一次后,系统将保持G98状态,即 使断电也不受影
9、响,直至系统执行了含有G99 的程序段,G98便被取消,而G99将发生作用。 (2)每转进给(G99) 若系统处于G99状 态,则F所指定的进给速度单位为mm/r。 如:F0.1 即为 0.1 mm/r。 G99 F_ 要取消G99状态,必须重新制定G98。 系统默认G99。 3. T功能 刀具功能是表示换刀功能,根据加工需 要在某些程序段指令进行选刀和换刀。刀 具功能是用字母T和其后的四位数字表示。 其中前两位为刀具号,后两位为刀具补偿 号。每次刀具加工结束后必须取消其刀具 补偿。 输入格式:T (后两位)刀具补偿号 (前两位)刀具序号 注:1)刀具的序号与刀盘上的刀位号相对应; 2)刀具补
10、偿包括几何形状补偿和磨损补偿; 3)刀具序号和刀具补偿序号不必相同,但 为了方便尽量一致; 4)取消刀具补偿:T00。 4. S功能 主轴功能主要是表示主轴转速或线速度, 主轴功能是用字母S和其后面的数字表示的。 (1)恒线速度控制(G96) G96是执行恒 线速度控制的指令。系统执行G96指令后,便 认为用S指定的数值表示切削线速度。 如:G96 S200表示切削线速度是200 m/min。 在恒线速度控制中,数控系统根据刀尖所处 的X轴坐标值,作为工件的直径来计算主轴转 速,所以在使用G96指令前必须正确地设定工 件坐标系。 (2)主轴转速控制(G97) G97是取 消恒线速度控制的指令。
11、此时,S指定 的数值表示主轴每分钟的转速。 如:G97 S1000 表示主轴转速为 1000 r/min。 例:设定主轴转速 G97 S600; 取消线速度功能, 主轴转速600 r/min G96 S200; 线速度恒定,切削 速度为200 m/min G50 S1000;用G50指令设定主轴 最高转速为1000 r/min 三、数控车床指令 1. 数控车床编程指令的种类(表21) 2. 常用准备功能指令(G代码表22) 1)快速定位(G00) 用G00指令定位。用绝对方式或增量方 式,使刀具以快速进给速度向工件坐标 系的某一点移动。绝对值指令时,用终 点的坐标值编程,增量值指令时,用刀 具
12、的移动距离来编程。 图2-4 P1P2 G00 X50.0 Z5.0 (绝对值指令) 或G00 U10.0 W25.0 (增量值指令) 2)直线插补(G01) 该指令用于直线或斜线运动,可使 数控车床沿X轴、Z轴方向执行单轴运 动,也可以沿X、Z轴平面内任意斜率 的复合运动,用F指令沿直线移动的 速度。 直线插补指令G01可用于圆柱切削、 圆锥切削(倒角也作圆锥切削)。 例1 刀尖起点坐标为(50.0,0) 图2-5 程序:G01 X50.0 Z60.0 F0.2; 或G01 U0 W60.0 F0.2; 或G01 X50.0 W60.0 F0.2; 或G01 U0 Z60.0 F0.2; 例
13、2 刀尖起点坐标为(40.0,0) 图2-6 程序:G01 X60 Z60 F0.2; 3) 圆弧插补(G02,G03) 刀具沿圆弧移动的指令如下: 指令格式: G02(G03) X_ Z_ I_ K_ F_ G03(G02) U_ W_ R_ 执行圆弧插补需要注意的事项: (1)I、K(圆弧中心)的指定也可以用半径指定; (2)当I、K值均为零时,该代码可以省略; (3)圆弧在多个象限时,该指令可连续执行; (4)在圆弧插补程序段内不能有刀具机能(T)指 令; (5)使用圆弧半径R值时,指定小于180; (6)I、K和R同时被指令时,R可以优先指定,I、 K被忽视。 例1 (I,K)指令:G
14、02 X50.0 Z10.0 I20.0 K17.0 F0.1; 或G02 U30.0 W10.0 I20.0 K17.0 F0.1; (R)指令: G02 X50.0 Z10.0 R27 F0.1; G02 U30.0 W10.0 R27 F0.1; 图2-7 例2 图3-10 (I,K)指令:G03 X50.0 Z24.0 I20.0 K29.0 F0.2; 或G03 U30.0 W24.0 I20.0 K29.0 F0.2; (R)指令:G03 X50.0 Z24.0 R35.0 F0.2; 或G03 U30.0 W24.0 R35.0 F0.2; 4)螺纹切削指令(G32) G32指令
15、能够切削圆柱螺纹、圆锥螺纹、 端面螺纹(涡形螺纹)。 指令格式:G32 X_ Z_ F_; 指令中 用F指定螺纹的导程。 在用G32指令加工螺纹时应注意三个问题。 a)螺纹切削中,进给速度倍率无效; b)改变主轴转速的百分率,将切出不规 则的螺纹; c)在G32指令切削螺纹过程中不能执行循 环暂停钮。 图2-8 程序:G00 X32.0 Z5.0 X29.0 G32 Z37.0 F1.0 (第一刀) G00 X32.0 Z5.0 X28.7 G32 Z37.0 F1.0 (第二刀) G00 X32.0 Z100.0 例1 5)暂停指令(G04) 暂停指令可以使刀具作短时间无进 给光整加工,即执
16、行前一个程序段之后, 暂停几秒之后执行下一个程序段。主要用 于车削环槽、不通孔以及自动加工螺纹等 场合。 指令格式: G04 X G04 U 例:暂停2.5 秒 G04 X2.5 G04 U2.5 6)自动返回参考点(28) 该指令使刀具自动的返回参考点,因 为参考点位置是X轴、Z轴移动的最大位置。 所以该指令也用于自动换刀。执行该指令 时,应取消上一刀具位置。 指令格式: (1)G28 X0 Z0 T00; (2)G28 U0 W0 T00; 7) 螺纹切削循环指令(G92) 该指令可以使螺纹用循环切削完成 。 格式:(1)圆柱螺纹: G92 X(U) Z(W) F 螺纹切削终点坐标 螺纹的
17、导程 (单头螺距) 注: 多头螺纹采用平移坐标的形式来分头或用 磨损补偿的方法分头。 (2)锥螺纹: G92 X(U) Z(W) R F 螺纹切削终点坐标 螺距(单头) 圆锥螺纹大小半径差(外锥螺纹R为负值) 注: 圆锥螺纹R值与循环点的Z值有关,如在Z0点则是圆 锥螺纹大小半径差,否则不是大小半径差。 例1.外锥螺纹 图2-8 程序 O0001; G50 S1000; G00 G40 G97 G99 S300 T44 M03 F0.1;螺纹刀T44 X42.0 Z5.0;螺纹加工循环起点 G92 X40.0 Z35.0 R2.85F1.0;螺纹加工循环 X39.0; X38.8; X38.7
18、; 螺纹加工循环结束 G28 U0 W0 M05; M30; 注意:螺纹加工循环中的R值应该从螺纹加工循环起点计算。 例2.内锥螺纹,小端直径60 mm,大端直径80 mm. 60 80 100 30 程序 O0002; G50 S1000; G00 G40 G97 G99 S300 T44 M03 F0.1; X58.0 Z3.0; G92 X60.0 Z-30.0 R11.0 F1.0; X61.0 R11.0; X61.2 R11.0; X61.3 R11.0 G28 U0 W0 M05; M30; 8) 螺纹切削复循环指令(G76) 主要用于加工大螺距工件。 指令格式: G76 P(m
19、)(r)(a) Q(dmin) R(d); G76 X(x) Z(z) R(i) P(k) Q(d) F(f); m加工重复次数(1-99)。 r倒角量(螺纹终端00-99)。 a刀尖角度,可以选择0、 、和中的一种。 dmin每次切削深度(半径值)。 d精加工余量。 x螺纹底径。 z螺纹长度。 i螺纹半径差。 k螺纹深度(半径值)。 d第一刀切削深度(半径值)。 f螺距。 9)外径、内径粗加工循环指令(71) G71适合棒料毛坯除去较大余量的切削,粗车后为精车留有U(直 径值)的精车余量。 如图2-9所示,刀尖从C点出发,A点为循环的起始点,假定在某一 段程序中指定了由AA1B的加工路线,并
20、指定每次进给X轴上的进 给量d,数控系统将控制刀尖由A点开始按照图中箭头指示方向实现 粗加工循环。 图2-9 其格式如下: G71 U(d) R(e); G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f ) ; N(ns); 在顺序号为N(ns)和N(nf)的程序段 之间,指定工件由AAB的精车加工 路线。 N(nf); G71指令中各地址数字的含义为: d每次吃刀深度(半径值); e每次切削循环退刀量; ns指定工件由A到B点的精加工路线 的第一个程序段的顺序号; nf指定工件由A点到B点的精加工路 线的最后一个程序段的顺序号; uX方向上精车余量(直径值); 外圆为正,内径为负;
21、 wZ方向上的精车余量。 10)平端面粗加工循环指令(G72) G72指令与G71指令类似,不同之处就 是刀具路径是按径向循环。 指令格式为: G72 W(d) R(e); G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w); G72指令中各地址数字的含义为: d每次吃刀深度(半径值); e每次切削循环退刀量; ns指精加工路线的第一个程序段的顺 序号; nf指精加工路线的最后一个程序段的 顺序号; uX方向上精车余量(直径值); wZ方向上的精车余量。 11)固定形状粗加工循环指令(G73) 指令格式为: G73 U(d) W(K) R(e) ; G73 P(ns) Q(nf) U(u) W
22、(w) ; G73指令中各地址数字的含义为: dX轴上的总退刀量(半径值); KZ轴上的总退刀量; e重复加工的次数; ns精加工路线的第一个程序段的顺 序号; nf精加工路线的最后一个程序段的 顺序号; uX方向上精车余量(直径值); wZ方向上的精车余量。 12)精车循环指令(G70) 当用G71指令对工件进行粗加工之后,可 以用G70指令完成精车循环也就是让刀具按 粗车循环指令的精加工路线切除粗加工中 留下的余量。 指令格式为: G70 P(ns) Q(nf) ns指定精加工路线的第一程序段的顺 序号; nf指定精加工路线的最后一个程序段 的顺序号。 (3)M02,M30:程序结束 表示
23、主程序结束,自动运转停止,而M30 变为复位状态,光标返回到程序的开头。 (4)M03:主轴正转 要使M03变成M04,首先使主轴M05。 (5)M04:主轴反转 注意:不同的生产厂家,设置不一样, 在编程时用MDI方式运行一下,观察M03、 M04旋转方向,再编写程序。 (6)M05:主轴停止旋转 (7)M08:冷却液开 (8)M09:冷却液关 (9)M98:调用子程序 (10)M99:子程序结束,返回主程序 注:每个程序段内只允许有一个M指令。 4. 刀具半径补偿功能(G40,G41,G42 ) (1)刀具半径和假想刀尖的概念。 1)刀尖半径:即车刀刀尖部分为一圆 弧构成假想圆的半径值,一
24、般车刀均有刀 尖半径,用于车外径或端面时,刀尖圆弧 大小并不起作用,但用于车倒角、锥面或 圆弧时,则会影响精度,因此在编制数控 车削程序时,必须给予考虑。 2)假想刀尖:所谓假想刀尖如图2-10 (b)所示,点为该刀具的假想刀尖, 相当于图2-10(a)尖头刀的刀尖点。 实际上假想刀尖并不存在。 图2-10 (2)刀尖半径补偿模式的设定(G40,G41,G42 指令) 根据刀架位置不同分两种情况: 一种是: 如刀架在操作者的同一侧位置: 则如图2-11所示为根据刀具与零件的相对位置及 刀具的运动方向选用G41或G42指令。 G 4 2 G 4 1 图2-11 另一种是:如刀架在操作者的对面位置
25、:则 1)G40(解除刀具半径补偿):解除刀尖半 径补偿,应写在程序开始的第一个程序段及取 消刀具半径补偿的程序段。 2)G41(左偏刀具半径补偿):面朝与编程 路径一致的方向,刀具在工件的左侧,则用该 指令补偿。 3)G42(右偏刀半径补偿):与编程路径一 致的方向,刀具在工件的右侧,则用该指令补 偿,图316所示为根据刀具与零件的相对位 置及刀具的运动方向选用G41或G42指令。 总之,加工外径用G42, 加工内径用G41. (3)参数的输入 假想刀尖的位置如下图2-12: 图2-12 刀尖半径补偿量可以通过刀具补偿设定 画面(如下图)设定,指令要与刀具补偿 编号相对应,并且要输假想刀尖位
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