数控车床编程与加工培训课件.ppt

1、图41 特殊内表面零件示例图42 六轴控制的数控车床加工示意图1电气箱；电气箱；2主轴箱；主轴箱；3机床防护门；机床防护门；4操作面板；操作面板；5回转刀架；回转刀架；6尾座；尾座；7排排屑器；屑器；8冷却液箱；冷却液箱；9一滑板；一滑板；10卡盘踏板卡盘踏板开关；开关；1l床身；床身；机床质量，机床外形尺寸(长x宽x高)，允许最大工件回转直径，最大车削直径，最大车削长度，最大棒料尺寸，主轴转速范围，X、Z轴行程，X、Z轴快速移动速度，定位精度，重复定位精度，刀架行程，刀架转位数，刀架装刀数，刀具装夹尺寸，主轴头型式，主轴电机功率，进给伺服电机功率，尾座行程，卡盘尺寸等。图图4-4 圆弧形车刀

2、圆弧形车刀1）切断刀；）切断刀；2）90左偏刀；左偏刀；3）90右偏刀；右偏刀；4）弯头）弯头车刀；车刀；5）直头车刀；）直头车刀；6）成型车刀；）成型车刀；7）宽刃精车刀）宽刃精车刀8）外螺纹车刀；外螺纹车刀；9）端面车刀；）端面车刀；10）内螺纹车刀；）内螺纹车刀；11）内）内槽车刀；槽车刀；12）通孔车刀；）通孔车刀；13）盲孔车刀）盲孔车刀图图 机夹可转位机夹可转位式车刀结构型式式车刀结构型式（1 1）刀片材质的选择）刀片材质的选择 常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等，其中应用最多

3、的是硬质合金和涂石等，其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。层硬质合金刀片。选择刀片材质主要依选择刀片材质主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动等。及切削过程有无冲击和振动等。（2）刀片尺寸的选择刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度长度L L。有效切削刃长度与背吃刀量。有效切削刃长度与背吃刀量aP P和车刀和车刀的主偏角的主偏角k kr r有关，使用时可查阅有关刀具手册有关，使用时可查阅有关刀具手册选取。选

4、取。图图 切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系（3）刀片形状的选择刀片形状的选择刀片形状刀片形状主要依据主要依据被加工工被加工工件的表面件的表面形状、切形状、切削方法、削方法、刀具寿命刀具寿命和刀片的和刀片的转位次数转位次数等因素选等因素选择。择。a-T型；型；b-F型；型；c-W型；型；d-S型；型；e-P型；型；f-D型；型；g-R型；型；h-C型型kPn12001一壳体；2一顶尖；3一止退环；4一螺钉；5拨齿套；图47拨齿顶尖图48 可调卡爪式卡盘1卡爪；2基体卡座；3差动螺杆；4拉杆；（a）“”的倾斜角度（增大刀具切削的倾斜角度（增大刀具切削力）（力）（b）

5、“+”的倾斜角度（减小刀具的倾斜角度（减小刀具切削力）切削力）图图4-9 车刀的倾斜角度车刀的倾斜角度（2）刀位点）刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。图图4-11 车刀对刀点示意图车刀对刀点示意图a）93 车刀车刀X X方向；方向；b）93 车刀车刀Z Z方向方向；c）两把刀）两把刀X方向对刀；方向对刀；d）两把刀）两把刀Z方方向对刀向对刀（a）端面切削）端面切削 （b）外轴肩切削）外轴肩切削（c）锥面切削）锥面切削 （d）圆弧面切削）圆弧面切削（e）车退刀槽）车退刀槽 （

6、f）切断）切断（g）镗孔）镗孔 （h）镗内锥孔）镗内锥孔（c）钻孔）钻孔 （d）车销内、外螺纹）车销内、外螺纹 在一个程序段中，在一个程序段中，可以采用绝对值编程或增可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。量值编程，也可以采用混合编程。被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示。所以采用一般用直径值表示。所以采用直径尺寸直径尺寸编程更编程更为方便。为方便。由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，数控装置常具备不工余量较大，为简化编程，数控装置常具备不同形式的同形式的固定循环

7、，可进行多次重复循环切削。固定循环，可进行多次重复循环切削。编程时，编程时，认为车刀刀尖是一个点认为车刀刀尖是一个点，而实际上为，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，为提高工件的加工精度，成一个半径不大的圆弧，为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。大多数数控车床都具有刀具半径自动补偿功能大多数数控车床都具有刀具半径自动补偿功能（G41、G42），这类数控车床可），这类数控车床可直接按工件轮廓直接按工件轮廓尺寸编程尺寸编程。图4-12 机床坐标系以机

8、床原点为坐标系原点建立起来的以机床原点为坐标系原点建立起来的X、Z轴直轴直角坐标系，称为机床坐标系。角坐标系，称为机床坐标系。车床的机床原点为车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。面之交点。机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动一般不允许随意变动。如图如图4-12所示。所示。图4-12 机床坐标系图4-13工件坐标系在车床上工件原点可以在车床上工件原点可以选择在工件的左或右端选择在工件的左或右端面上，即工件坐标系是面上，即工件坐标系是将参考坐标系通过对刀将参考坐标

9、系通过对刀平移得到的。如图平移得到的。如图4-134-13所示。所示。例例4-2：ABC G50 X80.0 Z222.0；G00 X40.0 Z162.0;（或（或U40.0 W60.0）;AD C G50 X80.0 Z222.0；G00 Z162.0（或（或W60.0）；X40.0（或（或U40.0）；）；说明说明G01指令后的坐指令后的坐标值取绝对值编程标值取绝对值编程还是取增量值编程还是取增量值编程由由G90/G91决定。决定。F指令也是模态指指令也是模态指令，令，F的单位由直线的单位由直线进给率或旋转进给进给率或旋转进给率指令确定。率指令确定。刀具起点刀具起点刀具终点刀具终点圆弧圆

10、心圆弧圆心顺圆刀具起点刀具起点刀具终点刀具终点圆弧圆心圆弧圆心逆圆G90 G70 G17 G01 X3.875 Y-2.0 F10.0；G03 X3.757 Y-1.5625 I-0.8750 J0；4、暂停指令、暂停指令G042cot12rX2tan1rZS圆头刀假想刀尖圆头刀加工锥面图图 圆头刀加工凸凹圆圆头刀加工凸凹圆 图图 刀心轨迹编程刀心轨迹编程图图 刀具半径补偿刀具半径补偿 图图 刀具半径补偿的建立与取消刀具半径补偿的建立与取消G41 G00G42 X(U)Z(W);G40 G01图426 刀具半径与假想刀尖 圆头车刀车圆锥面及圆柱面圆头车刀车弧面（虚线为实际加工轨迹）图图 假想刀

11、尖的位置假想刀尖的位置OFFSET 01 O0005 N0040NO.X Z R T01 025.036 002.006 000.400 102 024.052 003.500 000.800 203 015.036 004.082 001.000 004 010.030 002.006 000.602 405 002.030 002.400 000.350 306 012.450 000.220 001.008 507 004.000 000.506 000.300 6ACTUAL POSITION(RELATIVE)U 22.400 W 10.000W LSKa)没有半径补偿 b)增加半径

12、补偿的轨迹如图所示未采用刀具半径补偿指令时，刀具以假想刀尖轨迹运动，圆锥面产生误差。采用刀具半径补偿指令后，系统自动计算刀心轨迹，使刀具按刀尖圆弧中心轨迹运动，无表面形状误差。1、简单螺纹车削指令G32G32指令能够切削圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹（涡形螺纹），实现刀具直线移动，并使刀具的移动和主轴旋转保持同步，即主轴转一转，刀具移动一个导程。螺距螺距螺距螺距螺距螺距牙牙深深螺螺纹纹大大径径螺螺纹纹小小径径图图 螺纹进刀切削方法螺纹进刀切削方法P1表示单边切削，每次切削量相等；表示单边切削，每次切削量相等；P2表示双边表示双边切削，每次切削量相等；切削，每次切削量相等；P3表示单边切削，每次背

13、表示单边切削，每次背吃刀量相等；吃刀量相等；P4表示双边切削，每次背吃刀量相等。表示双边切削，每次背吃刀量相等。切削量相等是指每次循环切削面积相等，保证螺纹车切削量相等是指每次循环切削面积相等，保证螺纹车刀在车削过程中受力均匀。刀在车削过程中受力均匀。N030 G00 U-11.6；N040 G32 W-59.0 F2.0；N050 G00 U11.6；N060 G00 W59.0；N070 G00 U-12.2；N080 G32 W-59.0 F2.0；N090 G00 U12.2；N100 G00 W59.0；例：例：图为圆柱螺纹编程实例，螺纹外径已加图为圆柱螺纹编程实例，螺纹外径已加工完

14、成，牙型深度工完成，牙型深度1.3mm，分，分5次进给，吃刀次进给，吃刀量（直径值）分别为量（直径值）分别为0.9 mm、0.6 mm、0.4mm、0.4 mm和和0.1 mm，采用绝对编程，采用绝对编程，加工程序如下。加工程序如下。N24 G00 X58.0N26 Z71.0N28 X45.1N30 G32 Z12.0 F2.0N32 G00 X58.0N34 Z71.0N36 X45.6N38 G32 Z12.0 F2.0N030 G00 X12.4 Z76.0；N040 G32 X41.4 Z27.0 F2.0；N050 G00 X50.0；N060 G00 Z76.0；N070 G00

15、 X11.8；N080 G32 X40.8 Z27.0 F2.0；N090 G00 X50.0；N100 G00 Z76.0；图417圆锥螺纹加工实例图419外圆、内孔车削循环图420圆锥面车削循环G90 X40.0 Z20.0 R5.0 F50.0 ；ABCDA X30.0 ；AEFDA X20.0 ；AGHDA例11：G50 X150.0 Z200.0 M08；G00 X94.0 Z10.0 T0101 M03 Z2.0；循环起点；循环起点 G90 X80.0 Z-49.8 F0.25；循环；循环 X70.0；循环；循环 X60.4；循环；循环 G00 X150.0 Z200.0 T000

16、0；取消；取消G90 M01；例例12：G00 X84.0 Z2.0；循环起点；循环起点G94 X30.4 Z-5.0 F0.2；循环；循环 Z-10.0；循环；循环 Z-14.8；循环；循环G00 X150.0 Z200.0；取消；取消G94图418 螺纹切削循环b)a)例13=例7、8：N30 G92 U-11.6 W-59.0 F2.0；N31 G92 U-12.2 W-59.0 F2.0；例14=例9N30 G92 X41.4 Z27.0 R-14.5 F2.0；N30 G92 X40.8 Z27.0 R-14.5 F2.0；图417圆锥螺纹加工实例表表 FANUC 0i-TA车削系统

17、的多重固定循环车削系统的多重固定循环一览表一览表G代代码码编编 程程 格格 式式用途用途G71G71 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）D（d）F S T 外圆粗车循外圆粗车循环环G72G72 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）D（d）F S T 端面粗车循端面粗车循环环G73G73 P（ns）Q（nf）I（i）K（k）U（u）W（w）D（d）F S T 固定形状粗固定形状粗车循环车循环G70G70 P（ns）Q（nf）精车循环精车循环表表 车削固定循环中地址码的定义车削固定循环中地址码的定义地址地址含含 义义ns循环程序段中第一个程序段的顺序号循环程序段中第一个程序段的顺序号nf循环程序

18、段中最后一个程序段的顺序号循环程序段中最后一个程序段的顺序号i粗车时，径向切除的余量（半径值）粗车时，径向切除的余量（半径值）k粗车时，轴向切除的余量粗车时，轴向切除的余量u径向（径向（X轴方向）的精车余量（直径值）轴方向）的精车余量（直径值）w轴向（轴向（Z轴方向）的精车余量轴方向）的精车余量d每次吃刀深度（在外径和端面粗车循环）；或粗车循环次每次吃刀深度（在外径和端面粗车循环）；或粗车循环次数（在固定形状粗车循环）数（在固定形状粗车循环）该指令将工件切削到精加工之前的尺寸，精加工前的工件形状及粗加工的刀具路径由系统根据精加工尺寸自动设定。在含有G71指令的程序段内，要指定精加工工件时程序段

19、的顺序号、精加工留量、粗加工的每次切深以及F、S和T功能等 其功能与G71基本相同，不同之处是刀具路径按径向方向循环，其刀具循环路径如图例16：用G70、G71指令编程 N12 G50；N13 G00 T0101 M03；N14 G71 P15 Q18 U2.0 W2.0 D4.0 F0.25；粗加工循环；粗加工循环N15 G00 X30.0 F0.15；N16 G01 Z-10.0；N17 X40.0 Z-30.0；N18 X62.0；N19 G00；N20 M01；N51 G96 S150 T0300；N52 G50；N53 G00 T0303 M03；N54 G70 P15 Q18；精加

20、工循环；精加工循环N55 G00；N56 M01；例17：试用G70，G71指令编程 N010 G50 X200.0 Z220.0；设定坐标系设定坐标系N020 G00 X160.0 Z180.0 M03 M08 S800 T0101；主轴正转、换刀、快进到点主轴正转、换刀、快进到点(160,180)N030 G71 P040 Q100 U4.0 W2.0 D7.0 F40 S500；粗车循环，从程序段粗车循环，从程序段N040 到到N100，N040 G00 X40.0 S800；(粗车切深为粗车切深为7mm，转速，转速500r/min，N050 G01 W-40.0 F20；进给速度为进给

21、速度为40mm/min)N060 X60.0 W-30.0；N070 W-20.0；N080 X100.0 W-10.0；N090 W-20.0；N100 X140.0 W-20.0；N110 G70 P040 Q100；精车循环，从程序段精车循环，从程序段N040 到到N100，N120 G00 X200.0 Z220.0 M09；(精车切深为精车切深为2mm，转速，转速800r/min，N130 T0100 M05；进给速度为进给速度为20mm/min)N140 M30；程序结束程序结束编制如图所示零件精加工程序，其中外圆编制如图所示零件精加工程序，其中外圆85mm85mm不加工，三不加工，三把车刀分别用于车外圆、切槽和车螺纹，刀具布置及安装尺把车刀分别用于车外圆、切槽和车螺纹，刀具布置及安装尺寸见图。对刀时，用对刀显微镜以寸见图。对刀时，用对刀显微镜以T01T01号刀为准进行，螺纹车号刀为准进行，螺纹车刀的刀尖相对刀的刀尖相对T01T01号刀尖在号刀尖在Z Z向偏置向偏置10mm10mm。加工程序见表。加工程序见表。显视器显视器 地址数字键地址数字键 编辑键编辑键 帮助键帮助键 复位键复位键 翻页键翻页键 主功能键主功能键 软键软键 图图 CRT/MDI面板面板操作面板操作面板