数控车床操作与数控加工课件.ppt
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- 数控车床 操作 数控 加工 课件
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1、前前了了解解数数控控加加工工与与传传统统加加工工方方法法的的主主要要区区别,别,重重点点比比较较相相同同工工件件采采用用两两种种不不同同工工艺艺方方法法加加工工时时的的效效果果和和优优缺缺点点;了了解解数数控控机机床床的的工工作作原原理、理、组组成成部部分分及及其其各各部部分分的的作作用,用,学学习习并并掌掌握握数数控控编编程程的的基基本本规规定定和和基基本本方方法法;学学习习了了解解一、一、二二种种数数控控机机床床(数数控控车、车、数数控控铣、铣、数数控控雕雕刻刻机、机、加加工工中中心心机机床床等等)的的零零件件加加工工工工艺艺过过程,程,独独立立编编制制简简单单零零件件的的数数控控加加工工
2、程程序,序,完完成成该该零零件件的的数数控控加加工工操操作作实实习习全全过过程。程。返回12.1 手手工工编编程程或或自自动动编编程程的的方方法,法,将将机机械械加加工工过过程程及及其其所所需需信信息息预预先先输输入入计计算算机机数数控控系系统,统,由由计计算算机机数数控控系系统统控控制制数数控控机机床床自自动动加加工工出出所所需需零零件件的的一一种种自自动动化化加加工工技技术。术。与与传传统统加加工工方方法法比比较,较,数数控控加加工工具具有有加加工工精精度度高、高、重重复复精精度度好、好、产产品品质质量量稳稳定、定、生生产产效效率率高、高、加加工工适适应应性性强、强、设设备备的的柔柔性性和
3、和经经济济性性较较好好等等许许多多优优点。点。数数控控技技术术的的推推广广使使用,用,改改善善了了工工人人的的劳劳动动条条件,件,有有利利于于推推行行现现代代化化生生产产管管理,理,它它是是机机械械加加工工现现代代化化的的一一项项关关键键性性技技术。术。12.1.2数数控控机机床床的的组组成成数数控控机机床床由由机机床床主主体、体、伺伺服服系系统统和和数数控控装装置置三三大大部部分分组组成。成。1.机机床床主主体体大大多多数数情情况况下,下,数数控控机机床床主主体体与与普普通通机机床床的的布布局局形形式式大大致致相相似,似,但但也也有有其其设设计计特特点。点。下一页返回12.1 取取消消了了进
4、进给给箱、箱、小小拖拖板、板、光光杠杠等等传传统统部部件,件,改改为为由由两两个个伺伺服服电电机机分分别别拖拖动动纵纵向、向、横横向向走走刀刀丝丝杠杠的的传传动动方方案,案,此此外,外,将将四四方方刀刀架架也也改改为为多多工工位位自自动动回回转转刀刀架架等。等。2.伺伺服服系系统统在在数数控控机机床床中,中,伺伺服服系系统统的的作作用用是是接接收收计计算算机机发发出出的的进进给给脉脉冲冲信信号,号,加加以以放放大大和和驱驱动动处处理,理,由由执执行行元元件件带带动动机机床床完完成成所所需需的的进进给给运运动,动,加加工工出出符符合合图图样样要要求求的的零零件。件。3.数数控控装装置置数数控控装
5、装置置由由键键盘、盘、计计算算机、机、监监视视器、器、输输入入输输出出控控制制器、器、驱驱动动电电源源等等组组成,成,它它的的作作用用是是根根据据数数控控加加工工程程序序的的要要求,求,进进行行信信息息处处理理和和大大量量的的计计算,算,然然后后将将运运算算结结果果传传送送到到相相应应的的伺伺服服驱驱动动机机构构中,中,指指挥挥机机床床各各部部件件协协调调运运动,动,进进行行加加工。工。上一页 下一页返回12.1 种种规规格格种种类类繁繁多,多,常常按按以以下下三三种种方方法法进进行行分分类。类。1.按按工工艺艺用用途途分分类类按按工工艺艺用用途途分分类,类,数数控控机机床床可可分分为为普普通
6、通数数控控机机床床和和数数控控加加工工中中心心机机床床两两大大类。类。普普通通数数控控机机床床有有:数数控控车车床、床、数数控控铣铣床、床、数数控控锁锁床、床、数数控控磨磨床、床、数数控控钻钻床、床、数数控控冲冲床、床、数数控控齿齿轮轮加加工工机机床、床、数数控控电电火火花花加加工工机机床床等。等。数数控控加加工工中中心心机机床床是是在在普普通通数数控控机机床床基基础础上上进进行行功功能能打打一一充充复复合、合、精精化化改改造造的的带带有有刀刀库库和和自自动动换换刀刀装装置置的的较较高高档档数数控控机机床床2.按按运运动动轨轨迹迹分分类类1)点点位位控控制制点点位位控控制制如如图图12-1所所
7、示,示,只只要要求求控控制制刀刀具具从从一一个个点点移移动动到到另另一一个个点点的的定定位位准准确,确,不不控控制制运运动动轨轨迹,迹,刀刀具具移移动动过过程程中中不不加加工。工。上一页 下一页返回上一页 下一页返回12.1 (工工作作台台)上上装装有有高高精精度度检检测测反反馈馈补补偿偿装装置,置,这这类类机机床床可可以以达达到到极极高高的的加加工工精精度,度,但但机机床床的的结结构构复复杂,杂,价价格格昂昂贵,贵,生生产产成成本本高。高。3)半半闭闭环环控控制制系系统统半半闭闭环环控控制制系系统统的的机机床,床,在在其其电电机机轴轴或或丝丝杠杠轴轴上上装装有有角角位位移移检检测测反反馈馈补
8、补偿偿装装置,置,其其性性价价比比介介于于前前两两者者之之间。间。日日前前在在生生产产中中使使用用的的数数控控机机床,床,绝绝大大多多数数都都是是半半闭闭环环控控制制系系统统的的数数控控机机床床.12.1.4数数控控机机床床的的坐坐标标系系1.数数控控机机床床坐坐标标系系的的统统一一规规定定按按照照ISO标标准准及及我我国国JB 3051-1982数数控控机机床床坐坐标标和和运运动动方方向向命命名名标标准,准,数数控控机机床床坐坐标标系系的的统统一一规规定定为为:数数控控机机床床的的坐坐标标系系采采用用右右手手笛笛卜卜儿儿直直角角坐坐标标系系;一一律律视视为为工工件件静静止、止、刀刀具具相相对
9、对于于工工件件移移动动来来完完成成数数控控加加工工;规规定定取取刀刀具具移移动动远远离离工工件件的的方方向,向,作作为为数数控控机机床床坐坐标标轴轴的的正正方方向。向。上一页 下一页返回12.1 轴轴方方向,向,以以主主轴轴的的轴轴向向为为Z轴轴方方向向;数数控控铣铣床床以以工工作作台台的的纵纵向向为为X轴轴方方向,向,以以工工作作台台的的横横向向为为Y轴轴方方向,向,以以主主轴轴的的轴轴向向为为z轴轴方方向,向,如如图图12-4所所示。示。需需要要指指出出的的是,是,图图中中所所示示箭箭头头方方向向均均表表示示工工件件假假想想静静止止时,时,刀刀具具相相对对于于工工件件的的移移动动方方向。向
10、。由由于于数数控控铣铣床床加加工工的的实实际际情情况况是是工工件件移移动动但但刀刀具具不不移移动,动,故故以以X、Y、Z,表表示示工工件件的的移移动动方方向,向,其其换换算算关关系系为为:X =一一X;Y=一一Y;Z=一一Z。2.机机床床坐坐标标系、系、机机床床原原点、点、机机床床参参考考点点机机床床坐坐标标系系是是数数控控机机床床固固有有的的坐坐标标系,系,其其坐坐标标轴轴及及其其正正方方向向按按前前述述标标准准统统一一规规定,定,机机床床原原点点则则由由机机床床制制造造厂厂在在出出厂厂之之前前设设置,置,并并在在机机床床说说明明书书中中加加以以注注明,明,用用户户无无权权自自行行修修改。改
11、。上一页 下一页返回12.1 个个机机床床参参考考点,点,它它可可以以与与机机床床原原点点重重合,合,也也可可以以不不重重合。合。机机床床参参考考点点又又称称机机床床零零点。点。数数控控机机床床上上电电时时并并不不知知道道机机床床零零点点的的位位置,置,因因此此上上电电后后需需要要进进行行“回回参参考考点点”操操作,作,以以正正确确建建立立机机床床坐坐标标系。系。3.工工件件坐坐标标系、系、程程序序原原点、点、对对刀刀点点工工件件坐坐标标系系是是编编程程时时由由编编程程人人员员在在工工件件上上任任取取一一点点作作为为坐坐标标原原点点所所建建立立的的坐坐标标系。系。工工件件坐坐标标系系的的原原点
12、点简简称称工工件件原原点,点,也也称称工工件件零零点、点、编编程程零零点点或或程程序序原原点,点,其其位位置置由由编编程程者者自自行行设设定,定,一一般般设设定定在在零零件件图图纸纸上上尺尺寸寸标标注注的的基基准准位位置置处。处。例例如如:对对称称零零件件或或以以同同心心圆圆为为主主的的零零件,件,X轴轴的的程程序序原原点点应应选选在在对对称称中中心心线线上,上,z轴轴的的程程序序原原点点应应选选在在工工件件的的某某一一个个端端血血位位置。置。工工件件坐坐标标系系一一旦旦建建立,立,就就一一直直后后续续有有效,效,直直到到被被新新的的工工件件坐坐标标系系所所取取代代替替换换为为止。止。上一页
13、下一页返回12.1 必必须须完完成成“对对刀刀”操操作。作。对对刀刀的的日日的,的,是是向向计计算算机机数数控控系系统统输输入入刀刀具具当当前前位位置置的的坐坐标标参参数数值,值,以以建建立立刀刀具具与与工工件件在在机机床床坐坐标标系系中中的的正正确确坐坐标标联联系。系。对对刀刀的的方方法法有有许许多多种,种,其其日日的的和和原原理理也也都都是是大大致致相相同同的的;对对刀刀点点的的位位置置可可以以选选择择与与程程序序原原点点重重合,合,也也可可以以选选择择其其他他任任何何方方便便操操作作的的点,点,但但该该点点与与程程序序原原点点之之间间必必须须具具有有确确定定的的坐坐标标关关系。系。4.绝
14、绝对对坐坐标标编编程程与与增增量量坐坐标标编编程程以以工工件件坐坐标标系系中中的的坐坐标标值值进进行行数数控控编编程,程,称称为为绝绝对对坐坐标标方方式式编编程,程,用用G90指指定定;以以刀刀具具当当前前位位置置为为原原点点建建立立一一个个平平行行于于工工件件坐坐标标系系的的相相对对坐坐标标系,系,以以这这个个相相对对坐坐标标系系中中的的坐坐标标值值进进行行数数控控编编程,程,称称为为增增量量坐坐标标方方式式编编程,程,用用G91指指定定.上一页 下一页返回12.1 方方法法有有两两种种:手手工工编编程程和和自自动动编编程。程。1)手手工工编编程程手手工工编编程程时,时,编编程程的的各各个个
15、步步骤骤均均由由人人工工完完成,成,适适用用于于形形状状不不太太复复杂杂的的简简单单几几何何零零件件加加工。工。手手工工编编程程的的工工作作量量大、大、容容易易出出错,错,很很难难满满足足实实际际生生产产需需要,要,对对于于一一些些复复杂杂零零件、件、特特别别是是具具有有曲曲面面的的零零件件等,等,常常需需采采用用自自动动编编程程.2)自自动动编编程程自自动动编编程程也也称称计计算算机机辅辅助助编编程,程,是是编编程程人人员员采采用用APT语语言言或或采采用用人人机机交交互互方方式式编编写写源源程程序序并并输输入入计计算算机,机,然然后后采采用用人人机机交交互互方方式式指指定定加加工工部部位、
16、位、走走刀刀路路径、径、加加工工环环境境条条件件等等技技术术参参数,数,由由计计算算机机自自动动完完成成数数控控加加工工程程序序编编制制的的方方法。法。常常用用的的自自动动编编程程系系统统软软件件有有Pro/Engineer,UG,Master CAM和和CAXA等。等。自自动动编编程程方方法法可可以以大大大大减减轻轻编编程程人人员员的的劳劳动动强强度,度,缩缩短短编编程程时时间,间,提提高高编编程程精精度度和和效效率,率,已已在在生生产产中中获获得得广广泛泛使使用用.上一页 下一页返回12.1 书书写写规规则。则。数数控控机机床床的的程程序序段段格格式式通通常常有有三三种,种,日日前前国国内
17、内外外广广泛泛采采用用的的是是“字字地地址址可可变变长长度度程程序序段段”格格式,式,其其示示例例为为:NO5+G02X 土土043+y 土土043+Z土土043+F04+S04+T03+M02+LF。数数控控程程序序段段格格式式规规定定:由由NO5(开开头头)至至LF(结结束束)之之间间的的若若干干个个指指令令字字构构成成一一条条“程程序序段段”,表表示示需需要要同同时时执执行行的的机机床床运运动动或或操操作作;由由若若干干条条程程序序段段构构成成“数数控控加加工工程程序序”,表表示示一一个个零零件件的的某某一一部部分分完完整整的的加加工工过过程。程。数数控控程程序序格格式式规规定定:一一个
18、个完完整整的的数数控控加加工工程程序序由由程程序序名、名、程程序序主主体、体、程程序序结结束束三三部部分分组组成,成,用用于于实实现现零零件件某某一一加加工工部部位位的的连连续续自自动动加加工。工。其其中,中,程程序序主主体体由由许许多多条条程程序序段段按按程程序序段段号号(NOS)的的大大小小顺顺序序依依次次排排列列组组成,成,每每一一条条程程序序段段又又由由程程序序段段号、号、准准备备功功能能字、字、尺尺寸寸字、字、进进给给功功能能字、字、主主轴轴功功能能字、字、刀刀具具功功能能字、字、辅辅助助功功能能字、字、程程序序段段结结束束符符等等组组成成.上一页 下一页返回12.1 指指令令(G指
19、指令令)和和辅辅助助功功能能指指令令(M指指令令),它它们们的的指指令令功功能能通通常常有有统统一一规规定,定,可可以以在在指指令令表表中中查查找找.准准备备功功能能G指指令令代代码码的的功功能能如如表表12一一1所所示,示,主主要要用用于于定定义义加加工工方方式、式、坐坐标标系系选选择、择、坐坐标标平平面面选选择、择、刀刀具具半半径径补补偿、偿、刀刀具具长长度度补补偿偿等等机机床床操操作作功功能。能。必必须须注注意,意,在在不不同同的的机机床床数数控控系系统统中,中,同同一一个个G指指令令代代码码的的功功能能可可能能完完全全不不同,同,我我们们在在编编写写数数控控加加工工程程序序时时需需要要
20、认认真真阅阅读读数数控控机机床床的的编编程程说说明明书,书,严严格格按按说说明明书书的的规规定定编编写写程程序,序,防防止止产产生生重重大大失失误误和和事事故。故。上一页 下一页返回12.1 上一页 下一页返回12.1 上一页 下一页返回12.1 上一页 下一页返回12.1 表表12一一2所所示,示,是是用用于于控控制制机机床床辅辅助助操操作作的的一一类类命命令,令,如如开、开、停停切切削削液液泵,泵,主主轴轴正正转、转、反反转、转、停停转,转,以以及及程程序序结结束束等等1)M02,M30程程序序结结束束指指令。令。其其中,中,M30可可使使数数控控加加工工程程序序返返回回起起始始点点2)M
21、03,M04,MO5主主轴轴顺顺时时针针旋旋转、转、逆逆时时针针旋旋转、转、停停转转指指令令3)M06换换刀刀指指令,令,执执行行自自动动换换刀刀动动作。作。4)M98,M99子子程程序序调调用用指指令。令。M98用用于于从从主主程程序序中中调调用用子子程程序序;M99用用于于子子程程序序结结束束返返回回主主程程序。序。5.子子程程序序的的使使用用子子程程序序的的编编程程格格式式为为:M98 P _ L _;其其中中P后后的的数数字字为为子子程程序序号,号,L后后的的数数字字为为子子程程序序调调用用次次数。数。L的的默默认认值值为为1,即即调调用用一一次次.上一页 下一页返回12.1 的的数数
22、字字表表示,示,单单位位常常用用m/min或或r/min2)F指指令令进进给给速速度度指指令。令。由由地地址址F和和后后面面的的数数字字表表示,示,单单位位常常用用mm/min或或mm/r切切削削螺螺纹纹时时用用)。3)T指指令令刀刀具具选选择择指指令。令。由由地地址址T和和后后面面的的2 4位位数数字字表表示。示。T后后的的数数字字为为待待使使用用的的新新刀刀刀刀具具号,号,或或表表示示待待用用的的新新刀刀具具在在刀刀库库或或刀刀塔塔上上的的位位置。置。上一页返回12.2 数数控控前前使使用用较较为为广广泛泛的的数数控控机机床。床。如如图图12-5所所示示为为经经济济型型数数控控车车床床简简
23、图,图,它它的的数数控控系系统统包包括括数数控控计计算算机、机、控控制制电电源、源、伺伺服服电电机、机、编编码码器、器、显显示示器器等等;它它的的机机床床本本体体包包括括床床身、身、主主轴轴箱、箱、电电动动回回转转刀刀架、架、进进给给传传动动系系统、统、冷冷却却系系统、统、润润滑滑系系统、统、安安全全保保护护系系统统等等12.2.2数数控控车车床床加加工工工工艺艺的的制制定定在在数数控控车车床床上上加加工工零零件件时,时,制制定定数数控控加加工工工工艺艺的的方方法法与与步步骤骤如如下下:(1)分分析析零零件件图图样,样,明明确确技技术术要要求求和和加加工工内内容容(2)确确定定工工件件坐坐标标
24、系系原原点点位位置。置。在在一一般般情情况况下,下,Z轴轴应应设设置置为为与与工工件件的的回回转转中、中、自自线线重重合,合,x轴轴的的零零点点应应设设置置为为在在工工件件的的右右端端面面上。上。下一页返回12.2 数数控控位位置置:该该起起始始点点应应有有利利于于安安装装和和检检测测工工件件;同同时,时,该该起起始始点点一一般般也也作作为为加加工工的的终终点。点。其其次次确确定定粗、粗、精精车车的的走走刀刀路路线线:在在保保证证零零件件加加工工精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度的的前前提提下,下,应应尽尽可可能能使使加加工工总总路路线线为为最最短。短。最最后后确确定定换换刀刀点点位位置置:换换
25、刀刀点点位位置置可可以以设设置置为为与与刀刀具具的的起起始始点点重重合,合,也也可可以以设设置置为为不不重重合,合,应应以以在在自自动动换换刀刀过过程程中中不不发发生生干干涉涉为为原原则。则。(4)选选择择合合理理的的切切削削用用量。量。主主轴轴转转速速S根根据据刀刀具具材材料料而而定,定,大大致致范范围围为为30 2 000 r/min,应应同同时时参参考考工工件件材材料料和和加加工工性性质质(粗、粗、精精加加工工)选选取。取。进进给给速速度度F根根据据零零件件的的加加工工精精度度和和加加工工性性质质而而定,定,大大致致范范围围:粗粗加加工工为为0.2 0.3 mm/r,精精加加工工为为0.
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