数控车床项目一-数控车床的基础知识课件.pptx
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- 数控车床 项目 基础知识 课件
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1、项目一数控车床的基础知识 熟悉数控车床的基础知识,学习并掌握数控车床的编程基础及数控车削的相关工艺知识,为后续项目的学习打下基础。1.了解数控车床的结构、特点、功能、分类及工作过程。2.熟悉数控车床的坐标系,熟悉程序结构与格式。3.掌握典型数控系统的指令代码。4.能正确选择数控车床的车削用量。本任务是在老师的带领下参观数控加工车间,认识图1-1所示的CK6136S经济型数控卧式车床。在参观过程中,学生要仔细观察数控车床加工,比较数控车床与普通车床的不同之处,深入地了解数控车床的加工内容、加工特点及数控车床的分类,同时体验数控车床加工的工作氛围,为进一步学习数控车床的操作做准备。通过观察,请学生
2、确定机床各部件的名称(填在图下)及其功能,并说出机床面板上型号标记所代表的含义。任务一 认识数控车床 1.了解数控车床的结构特点及各部分的功能。2.熟悉数控车床的标记。3.掌握数控车床的加工范围。4.了解数控车床的分类及工作过程。5.了解数控车床的主要技术参数。对于车床的标记,除了个别机床制造商采用自己企业的标记外,大多数机床都是根据国家标准命名的。数控车床操作人员只要了解机床的标记规则,就可以查阅有关资料、获取机床的型号、规格及适用范围等技术参数。1.识别机床组成部分及功能 经济型数控卧式车床与普通卧式车床在结构上有很多相同的地方,其组成部分与功能见表1-1。通过查阅GB/T 1537520
3、08金属切削机床型号编制方法,CK6136S数控车床代号含义如下。2.识读数控车床标记1.数控技术与数控车床 数控技术简称数控(Numerical Control,NC),它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的方法。数控车床又称CNC车床,即计算机数字控制车床。数控车床是目前使用量最大的数控机床。图1-2数控车床加工内容a)车削外圆b)车削端面c)倒角d)车削圆弧面e)外圆车槽f)内孔车槽g)外圆车断h)车削内螺纹i)车削外螺纹2.数控车床的加工范围 数控车床主要用于加工轴类和盘类等回转体零件,它能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等的加工,还可以进行车槽、车断
4、、钻孔、铰孔、镗孔、扩孔等,特别适合于形状复杂的零件或中、小批零件的加工。数控车床能够完成的加工内容如图1-2所示。3.数控车床的工作过程 数控车床的操作人员可以通过控制面板上的键盘,用手动方式直接输入加工程序;还可以通过CAD/CAM软件在计算机上进行自动编程,然后通过数控车床与计算机直接通信的方式将程序传送到数控车床,具体工作过程如图1-3所示。图1-3数控车床工作过程4.数控车床的分类 数控车床可以根据主轴位置、刀架形式、控制方式及系统功能进行分类,见表1-4。表1-4 数控车床的分类及特点表1-4 数控车床的分类及特点5.数控车床的主要规格 数控车床的主要技术参数包括尺寸参数、接口参数
5、、运动参数、动力参数、精度参数和其他参数,见表1-5。表1-5 数控车床主要技术参CKA6140数控车床的主要技术参数见表1-6。表1-6CKA6140数控车床主要技术参数表1-6CKA6140数控车床主要技术参数表1-6CKA6140数控车床主要技术参数表1-6CKA6140数控车床主要技术参数 1.数控车床的特点及其使用范围是什么?2.简述数控车床的类型。3.通过观察数控车床加工的产品,讨论数控车床加工产品的特点。任务二数控车床编程基础 学生通过本任务的学习,了解数控车床程序编制的基本步骤和数控车床坐标系,了解程序的结构与格式,掌握常用G代码、M代码及F、S、T指令的功能及应用。通过课堂学
6、习以及讨论分析表1-8中加工程序中各程序段落的组成、各英文字母的功能与含义。表1-8练习程序表1-8练习程序 1.了解数控加工程序编制的基本步骤。2.了解数控车床的坐标系统。3.了解程序结构与格式。4.掌握典型数控系统的指令代码。熟练掌握程序的结构与格式及典型数控系统的指令代码,是数控车工的基础内容,也是数控车削加工的先决条件。学生通过查阅资料,以及教师对本任务知识的解析,掌握表1-8中各英文字母的功能与含义。无论主程序还是子程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成的,如图1-4所示。程序的内容由若干程序段组成,每一个程序段由程序段号和若干个字组成,字是由地址符和数字组成。图1-4程序的
7、一般结构1.程序号 程序号在程序的最前端,由地址码和19999范围内的任意数字组成,在广数系统中一般地址码为字母%,其他系统用P或O等,如P123,O1234等。2.程序段的格式和组成 程序段的格式分为地址格式、分割地址格式、固定程序段格式和可变程序段格式等。其中,以可变程序段格式应用最为广泛。所谓可变程序段格式就是程序段的长短是可变的。例如:3.字一个“字”的组成如下:程序段号加上若干程序字就可组成一个程序段。在程序段中表示地址的英文字母可分为尺寸地址和非尺寸地址。表示尺寸地址的英文字母有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、I、J、K、A、B、C、D、E、R、H共18个字母。表示非尺寸地址有N、
8、G、F、S、T、M、L、O共8个字母。表示地址的英文字母的含义见表1-9。表1-9地址码中英文字母的含义表表1-9 地址码中英文字母的含义 1.数控车床程序编制的基本步骤 数控机床程序编制(又称数控编程)是指编程者(程序员或数控机床操作者)根据零件图样和工艺文件的要求,编制出可在数控机床上运行以完成规定加工任务的一系列指令的过程。具体来说,数控编程过程是指从分析零件图样和工艺要求开始到程序检验合格为止的全部过程。一般数控编程步骤如图1-5所示,由分析零件图样、确定工艺过程、数值计算、编写程序单、程序输入数控系统、程序检验和修改等步骤组成。图1-5数控机床编程步骤(1)分析零件图样主要包括对零件
9、图样要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯进行分析,明确加工内容与要求。(2)确定工艺过程确定加工方案、走刀路线、切削参数及选择刀具与夹具等内容。(3)数值计算根据零件的几何尺寸、加工路线,计算出零件轮廓上几何要素的起点、终点及圆弧的圆心坐标等内容。(4)编写数控加工程序单按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式,编写数控加工程序单。(5)程序输入程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统,也可以通过计算机通信接口输入数控系统。程序编制可分为手动编程和自动编程两种。(1)手动编程编程步骤中的各项工作,主要由人工完成,这样的编程方式称为手动编程。对于仅由直线、圆弧等几何元素构成的形状并不复杂的零件
10、,因其数值计算较为简单,程序段数不多,程序检验也容易实现,因而可采用手动编程方式完成编程工作。由于手动编程不需要特别配置专门的编程设备,因此,手动编程仍然是一种运用十分普遍的编程方法。(2)自动编程 自动编程是相对于手动编程而言的,它是利用计算机专用软件来编制数控加工程序。编程人员只需根据零件图样的要求,使用数控语言,由计算机自动进行数值计算及后置处理,编写出零件加工程序单,加工程序通过直接通信的方式输入数控机床,控制机床工作。自动编程使得一些计算繁琐,手动编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。2.数控车床的坐标系数控车床坐标系包括编程坐标系和工件坐标系。机械坐标系的原点是制造商在制造机床时
11、的固定坐标系原点,也称机械零点。它是在机床装配、调试时已经确定下来的,是机床加工的基准点。在使用中机械坐标系是由参考点来确定的,机床系统起动后,进行返回参考点操作,机械坐标系就建立了。坐标系一经建立,只要不切断电源,坐标系就不会变化。图1-6数控车床编程坐标系 编程坐标系是编制程序时使用的坐标系,是编程人员自己确定的,可以任意设置。但是,为了使编程时坐标计算简单,数控车床的编程坐标系一般设置在主轴中心线与工件左端面或右端面交点,如图1-6所示。工件坐标系是机床进行加工时使用的坐标系,它应与编程坐标系一致。能否让编程坐标系与工件坐标系一致,是操作的关键。3.广数980TD系统的指令代码(1)G代
12、码G代码又称准备功能,用来规定刀具和零件的相对运动轨迹(即插补功能)、机床坐标系、刀具补偿和固定循环等多种操作。G代码分为模态代码和非模态代码。模态代码表示该G代码在一个程序段中的功能一直保持到被取消或被同组的另一个G代码所代替。非模态代码只有在有该代码的程序段中有效。G代码按照其功能进行了分组,同一功能组的代码可以互相代替,但不允许写在统一程序段中。数控车床常用的G代码见表1-11。表1-11数控车床常用的G代码表1-11数控车床常用的G代码表1-11数控车床常用的G代码(2)M代码M代码又称辅助功能,由字母M及其后面两位数字组成,是控制数控机床“开、关”功能的指令,主要用于完成加工操作时的
13、辅助动作。M代码也有模态和非模态之分。常用M代码的功能见表1-12。表1-12 常用M代码的功能1)F功能(进给功能)指令格式:F ;F功能表示刀具中心运动时的进给量,由地址码F和后面若干位数字组成。通常有两种形式:一种是刀具每分钟的进给量,单位是mm/min;另一种是主轴每转一转时刀具的进给量,单位是mm/r。在编程时,一个程序段只可使用一个F代码,不同程序段可根据需要改变进给量。2)S功能(主轴转速功能)指令格式:S ;S功能控制主轴的回转速度,由地址码S和后面的最多5位数值组成,单位是r/min。在编程时,一个程序段只可使用一个S代码,不同程序段可根据需要改变主轴转速。(3)F、S、T功
14、能3)T功能(刀具功能)指令格式:T ;T功能由地址码T和后面若干位数字组成,数字用来表示刀具号和刀具补偿号,数字的位数由系统决定。FANUC系统中由T和四位数字组成,前两位表示刀具号,后两位表示刀具补偿号。例如,T0303表示选择第3号刀,刀具补偿号是3号;T0200表示选择第2号刀,刀具补偿取消。1.简述M00、M02、M30指令的异同。2.简述模态代码与非模态代码的区别。学生通过本任务的学习,理解数控车床的加工原理,掌握数控车削加工的特点,了解常用的数控刀具,掌握数控车床的车削用量,并能完成常规工件的零件工艺分析,确定工件装夹方案、加工顺序及进给路线,选择合适的刀具及切削用量。任务三 数
15、控车削加工工艺知识 1.掌握数控车削的特点。2.熟悉数控车床的加工原理。3.了解数控车床刀具的分类、数控车床对刀具的要求。4.掌握数控车床的车削用量。图1-7孔轴类零件 轴孔类零件如图1-7所示,毛坯为?50mm100mm的棒料,材料为45钢,未注倒角C1,要求在数控车床上加工完成,小批量生产。1.零件图样分析 轴孔类零件如图1-7所示,该零件由?40mm、?46mm、?38mm、?28mm、R10mm、R5mm和M242外螺纹等外轮廓,以及?30mm和?24mm内锥面等内台阶面构成。其中,多个直径尺寸有较严格的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件材料为45钢,无热处理和硬度要求。确定毛坯轴线和左端
16、端面(设计基准)为定位基准。因工件要进行掉头加工,所以要进行两次装夹方能完成所有加工。夹具可以选用自定心卡盘,加工右端时采用活动顶尖支承的装夹方式,如图1-8所示。图1-8装夹示意图a)第次装夹b)第次装夹2.确定装夹方案3.确定加工路线及进给路线加工路线按由粗到精、由近及远(由右到左)的原则确定。第次装夹选择毛坯外圆,如图1-8a所示,毛坯伸出长度36mm(约40mm),先从右到左粗车削工件右端面及?40mm和?46mm外圆(留0.5mm精车余量),然后从右到左进行精车至尺寸要求。换内孔车刀,先从右到左粗车工件?30mm和?24mm孔及内锥面(留0.5mm精车余量),然后从右到左进行精车至尺
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