数字控制车床编程及操作自编教材课件.ppt
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1、数控车床编程与操作目 录第一章数控机床简介o数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床按照程序所规定的动作运动完成工件的加工。数控机床具有加工精度高,质量稳定;可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的35倍)o一:数控机床的组成及其各部分的功能o数控机床由以下部分组成:控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体、辅助装置。o1数控装置 是数控机床的核心,包括
2、硬件(印刷电路板、显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的储存,数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能o2伺服系统 是数控系统的执行部分,用该接收数控装置的指令脉冲,(常用的脉冲当量有0.01、0.005、0.001、在高精度机床上可以达到0.0005、0.0001,甚至更小)并通过相应的执行元件将指令脉冲转换成工作台的移动。o3 机床本体 他是数控机床的主体,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。o4 辅助装置 数控机床的一些必要的配套部件,用以保证数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包
3、括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。数控机床组成示意图:(车床)数控机床的原理1、按照零件加工的技术要求和工艺要求,编写零件的加工程序,然后将加工程序输入到数控装置,通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具,以及工件的夹紧与松开,冷却、润滑泵的开与关,使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作,从而加工出符合图纸要求的零件。2、数控机床加工工作原理示意图:第二章数控车床简介o6150选用,、安川J50L、802D,8025T,8055T等世界知名公司的数控系统对工件可进行多次重复循环加工。该机床为万能
4、型通用产品特别适合于军工,汽车,拖拉机、冶金等行业的机械加工主要承担各种轴类及盘类零件的半精加工及精加工可加工内、外圆柱面,锥面、车削螺纹、镗孔、铰孔以 及各种曲线回转体 基本配置:o1机床采用卧式平床身结构,床身及床腿采用树脂砂铸造,时效处理,导轨采用高频淬火,整体刚性强。o 2主传动有两种形式可供选择:o 普通型:采用双速电机+电磁离合器,可实现手动三档,档内自动变速 o 交频型:采用变频电机,可实现手动三档,档内无级调速。o3迸给系统采用伺服电机,精密滚珠丝杠,高刚性精密复合轴承结构定位准确、传动效率高。第二章数控车床简介 4机床基本配置为立式四工位刀架卧式六工位刀架为特殊定货。5可根据
5、用户要求配置液压卡盘,液压尾架。6配有独立的集中润滑器对床鞍及机床滑板迸行自动润滑。主轴箱配有独立润滑系统。7机床配有独立的冷却系统。8控制系统有,、安川J50L、802D等世界知名公司的数控系统供用户选择。9机床的外观防护采用流线型设计,美观、独特。防水,防屑,维护方便。1 0优于国内同类产品的大孔径主轴,其主轴通孔直径82,能通过较大直径的棒料主轴扭矩大,刚性强可强力切削。1 1独立放置的操纵箱可纵向滑移,便于操作者蕊近对刀,操纵箱面板采用触摸式按键,美观可靠。1 2配有内冷却不抬起刀架更有利于加工工件及防止冷却液飞溅。1 3床鞍及滑板导轨结合面采用“贴塑”处理,移动部件可实现微量进给,防
6、止爬行。o数控车床的坐标系和点数控车床的坐标系和点o 数控车床的坐标系分为机床坐标和数控车床的坐标系分为机床坐标和工件坐标系(编程坐标系)两种。都规定与机床工件坐标系(编程坐标系)两种。都规定与机床主轴轴线平行的方向为主轴轴线平行的方向为Z Z轴方向。刀具远离工件轴方向。刀具远离工件的方向为的方向为Z Z轴方向,即从卡盘中心至尾座顶尖中轴方向,即从卡盘中心至尾座顶尖中心的方向为正方向(远离工件方向)。心的方向为正方向(远离工件方向)。X X轴位于轴位于水平面内,且垂直于主轴轴线方向,刀具远离主水平面内,且垂直于主轴轴线方向,刀具远离主轴轴线的方向为轴轴线的方向为X X轴的正方向。轴的正方向。o
7、 第一节第一节 数控机床编程的必要知识点数控机床编程的必要知识点 o进给速度进给速度o 用用F F表示刀具中心运动时的进给速度。表示刀具中心运动时的进给速度。由地址码由地址码F F和后面若干位和后面若干位o 数字组成。进给倍率的单位是直线进给率,数字组成。进给倍率的单位是直线进给率,还是旋转进给率还是旋转进给率o ,取决于系统指定所采用的进给速度。,取决于系统指定所采用的进给速度。第一节第一节 数控机床编程的必要知识点数控机床编程的必要知识点 o常用的辅助功能常用的辅助功能o 第一节第一节 数控机床编程的必要知识点数控机床编程的必要知识点 o由于数控车床加工的工件为回转体零件,所以在求由于数控
8、车床加工的工件为回转体零件,所以在求X X方向的坐方向的坐标值是必须按照直径值去计算。标值是必须按照直径值去计算。o 第二节第二节 坐标点的寻找坐标点的寻找 o功能:快速定位,用于不接触工件的走刀和远离工件走刀时。功能:快速定位,用于不接触工件的走刀和远离工件走刀时。o格式格式o G00 G00 o X X、Z Z表示走刀的终点坐标表示走刀的终点坐标o G00 G00走刀不车削工件,即平时所说的走空刀,减少加工走刀不车削工件,即平时所说的走空刀,减少加工过程中空运行的时间。过程中空运行的时间。o G00 G00指令不需指定进给速度指令不需指定进给速度F F的值,由机床系统默认设的值,由机床系统
9、默认设定,一般可达到定,一般可达到1515。第三节第三节 快速定位快速定位 G00 o功能:车削工件时,刀具按照指定的坐标和速度,以任意斜率功能:车削工件时,刀具按照指定的坐标和速度,以任意斜率由起始点移动到终点位置做直线运动。由起始点移动到终点位置做直线运动。o格式格式 o G01 G01 o 其中其中X X、Z Z是终点(目标点)的坐标,是终点(目标点)的坐标,F F是进给速度,为是进给速度,为模态码。模态码。第四节第四节 直线直线 G01 o功能:圆弧指令命令刀具在指定的平面内按给定的速度功能:圆弧指令命令刀具在指定的平面内按给定的速度F F做圆做圆弧运动,车削出圆弧轮廓。圆弧分为顺时针
10、圆弧和逆时针圆弧,弧运动,车削出圆弧轮廓。圆弧分为顺时针圆弧和逆时针圆弧,与走刀方向、刀架位置有关。与走刀方向、刀架位置有关。o格式格式o G02 G02 顺时针圆弧顺时针圆弧o G03 G03 逆时针圆弧逆时针圆弧o X X、Z Z为圆弧终点坐标,为圆弧终点坐标,R R为圆弧半径,为圆弧半径,F F是进给速度。是进给速度。第五节第五节 圆弧圆弧G02/03 o圆弧顺逆的判断圆弧顺逆的判断o 圆弧指令分为顺时针指令(圆弧指令分为顺时针指令(G02G02)和逆时针指令)和逆时针指令(G03G03),圆弧的顺逆和刀架的前置后置有关),圆弧的顺逆和刀架的前置后置有关 。第五节第五节 圆弧圆弧G02/
11、03 o中间带有凹陷部分的工件中间带有凹陷部分的工件o头部有倒角的工件头部有倒角的工件 第五节第五节 圆弧圆弧G02/03 o头部为球形的工件头部为球形的工件 o功能:该指令由刀具平行于功能:该指令由刀具平行于Z Z轴方向(纵向)进行切削循环,又称纵向切削循轴方向(纵向)进行切削循环,又称纵向切削循环。适合加工轴类零件。环。适合加工轴类零件。o格式:格式:o G00 X Z G00 X Z 循环起点循环起点o G71 U G71 Uu Ru Re e 退刀量退刀量 X X向每次吃刀量,向每次吃刀量,o G71 P Q U G71 P Q Uu1 Wu1 Ww1 F f w1 F f 第六节第六
12、节 外径粗车循环外径粗车循环 G71 开始和结束段号。X向和Z向精车余量。进给速度。G71循环程序段的第一句只能写X值,不能写Z或X、Z同时写入。该循环的起始点位于毛坯外径处。该指令只能切削前小后大的工件,不能切削凹进形的轮廓。用G98(即用)编程时,螺纹切削后用割断刀的进给速度F 一定要写,否则进给速度的单位将变成并用螺纹切削的进给 速度,引起撞刀。使用该指令头部倒角,由于实际加工是最后加工,描述路径时无 需按照延长线描述。由G71每一次循环都可以车削得到工件,避免了G73出现的走空刀 的情况。因此,当加工程序既可用G71编制,也可用G73编制时,尽量选取G71编程。由于G71循环按照直线车
13、削,加工速度高于 G73,有利于提高工作效率。第六节第六节 外径粗车循环外径粗车循环 G71 o功能:该指令又称横向切削循环,与功能:该指令又称横向切削循环,与G71G71指令类似,不同之处是指令类似,不同之处是G72G72的刀具路的刀具路径是按径向径是按径向X X轴方向)进行切削循环的,适合加工盘类零件。轴方向)进行切削循环的,适合加工盘类零件。o格式:格式:o G00 X Z G00 X Z 循环起点循环起点o G72 W G72 Ww Rw Re e 退刀量退刀量 Y Y向每次吃刀量,向每次吃刀量,o G72 P Q U G72 P Q Uu1 Wu1 Ww1 F f w1 F f 第七
14、节第七节 端面粗车循环端面粗车循环 G72 开始和结束段号。X向和Z向精车余量。进给速度。G72精加工程序段的第一句只能写Z值,不能写X或X、Z同时写入。该循环的起刀点位于毛坯外径处。该指令只能切削前小后大的工件,不能切削凹进形的轮廓。一般上 G72指令采用平放的外圆车刀,防止竖放的外圆车刀扎如工件,引起撞刀。由于G72走刀是逐步深入工件内部,所以G72指令可以加工内孔轮廓工件。使用该指令头部倒角,由于实际加工走刀的关系,描述路径时无需按照延长线述。G72描述路径与G73和G71不同,G72从工件后部开始描述,相应的出现了圆弧的方 向问题。第七节第七节 端面粗车循环端面粗车循环 G72 o内轮
15、廓加工循环(内孔加工、内圆加工)内轮廓加工循环(内孔加工、内圆加工)o G72 G72走刀是逐步深入工件内部,所以走刀是逐步深入工件内部,所以G72G72指令可以加工内孔轮廓工件。指令可以加工内孔轮廓工件。由于由于G71G71走刀一次加工到工件的尾部,会引起撞刀,走刀一次加工到工件的尾部,会引起撞刀,G73G73类似。类似。o G72 G72做内部轮廓加工时,给定的精车余量为负值,如做内部轮廓加工时,给定的精车余量为负值,如G72 P Q 0.2 0.1 G72 P Q 0.2 0.1 F F ,此时,此时U U、W W为负值,才会使粗车加工留有余量。为负值,才会使粗车加工留有余量。第七节第七
16、节 端面粗车循环端面粗车循环 G72 o功能:车削时按照轮廓加工的最终路径形状,进行反复循环加工。功能:车削时按照轮廓加工的最终路径形状,进行反复循环加工。o格式:格式:o G00 X Z G00 X Z 循环起点循环起点o G73 U G73 Uu Wu Ww Rw Rr r o G73 P Q U G73 P Q Uu1 Wu1 Ww1 F f w1 F f 第八节第八节 复合形状粗车循环复合形状粗车循环G73 X向的总吃刀量,半径值,。Z向的每次吃刀量,。循环次数。开始和结束段号。X向和Z向精车余量。进给速度。循环起点定位可用不仅可用G00指令,还可以使用G010203等,这里用 G00
17、只是格式说明。并且用 G00指令可以实现快速定位。循环指令均可自动退刀,我们不需指定。注意自动退刀要避免产生刀具干涉。该指令可以切削凹陷形的零件。循环起点要大于毛坯外径,即定位在工件的外部。粗车循环后用精车循环G70指令进行精加工,将粗车循环剩余的精车余量切削 完毕。格式如下:G00 X Z 循环起点 G70 P Q F f 进给速度 程序开始段号 程序结束段号 精车时要提高主轴转速,降低进给速度,以达到表面要求。精车循环指令常常借用粗车循环指令中的循环起点,因此不必指定循环起点。第八节第八节 复合形状粗车循环复合形状粗车循环G73 o功能:功能:G32G32指令车削螺纹的方法和普通车床一样,
18、采用多次车削、逐步递减指令车削螺纹的方法和普通车床一样,采用多次车削、逐步递减的方式。的方式。o 螺纹的车削方式螺纹的车削方式 螺纹的描述方式螺纹的描述方式o格式格式o G32 G32 o X X、Z Z螺纹终点坐标,螺纹终点坐标,F F是螺距。是螺距。o 该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速由系统自动给定,该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速由系统自动给定,保证螺纹加工到位。保证螺纹加工到位。o 由由“螺纹描述方式螺纹描述方式”图中,在螺纹加工过程中,直线部分是螺纹图中,在螺纹加工过程中,直线部分是螺纹加工部分,用加工部分,用G32G32指令;指令;o 虚线部分是退刀和定位部分,
19、用虚线部分是退刀和定位部分,用G0001G0001指令;图中标示的每个坐标指令;图中标示的每个坐标点必须经过。点必须经过。第九节第九节 螺纹切削螺纹切削G32 o功能:功能:G92G92是单一循环,只需指定螺纹加工的循环起点和每次螺纹终点。是单一循环,只需指定螺纹加工的循环起点和每次螺纹终点。o G92 G92螺纹的描述方式螺纹的描述方式o格式格式o G00 G00 o G92 G92 o X X、Z Z螺纹终点坐标;螺纹终点坐标;R R是锥度,直螺纹时可不写;是锥度,直螺纹时可不写;F F是螺距。是螺距。o 该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速有系统自动给定,该指令不需指定进给速度,进
20、给速度和主轴转速有系统自动给定,保证螺纹加工到位。保证螺纹加工到位。o 由图中得知,虚线部分不用描述,该指令只需要描述循环起点和每由图中得知,虚线部分不用描述,该指令只需要描述循环起点和每次螺纹加工终点。次螺纹加工终点。o 由于每次的循环起点可设为一个点,所以起点只需要指定一次,模由于每次的循环起点可设为一个点,所以起点只需要指定一次,模态指令有效。态指令有效。第十节第十节 简单螺纹循环简单螺纹循环G92 该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速由系统自动给定,保证螺纹加 工到位。由图中得知,虚线部分不用描述,该指令只需要描述循环起点和最后一刀的螺 纹加工终点。该指令不需指定精确的最大和最小
21、切深,系统根据给定的数值计算每次的吃刀 量,按递减方式切深。G76内的相关数值设定:精车次数即认为等同于螺纹加工次数;若题目中未指 定螺纹刀的角度,按照60;精车余量一般取值不大于最小背吃刀量。直螺纹 时锥度写R0。第十一节第十一节 螺纹切削循环螺纹切削循环 G76 o功能:在功能:在X X方向对工件进行切槽的处理方向对工件进行切槽的处理 o格式:格式:o G00 X Z G00 X Z 循环起点循环起点o G75 R G75 Re e 每次退刀量,每次退刀量,o G75 X Z Q F G75 X Z Q F 进给速度进给速度 o 切槽终点坐标切槽终点坐标 切完切完一个刀宽后,槽底移动量一个
22、刀宽后,槽底移动量m m o x x向吃刀量向吃刀量m m 切完一个刀宽后,槽顶移动量切完一个刀宽后,槽顶移动量mm第十二节第十二节 切槽循环切槽循环 G75 o功能:在功能:在Z Z方向对工件进行孔加工的处理方向对工件进行孔加工的处理 o格式:格式:o G00 X Z G00 X Z 循环起点循环起点o G74 R G74 Re e 每次退刀量,每次退刀量,o G74 X Z Q F G74 X Z Q F 进给速度进给速度 o 镗孔终点坐标镗孔终点坐标 切完切完一个刀宽后,孔底移动量一个刀宽后,孔底移动量m m o z z向吃刀量向吃刀量m m 切完一个刀宽后,孔顶移动量切完一个刀宽后,孔
23、顶移动量mm第十三节第十三节 镗孔循环镗孔循环 G75 o锥度螺纹是螺纹的前后具有半径差的螺纹,半径差由前端的螺纹半径值减去尾端的螺纹的的半径值得出,因此:顺锥,锥度R0。o 第十四节第十四节 锥度螺纹锥度螺纹 由图中得知,锥度R并非是工件成形螺纹的半径差,螺纹加工的起点是以循环起点为基础,所作出的延长线(A点)来计算的,因为螺纹加工的循环起点必须在工件外部,即按照:起点AB的顺序进行加工。延长线的计算方法和倒角的类似,用相似三角形,不再赘述。G92和G76指令只需给出加工的终点,而A点不需指出,在计算的时候只需我们给定锥度(半径的差值)即可。o功能:多头螺纹一般用功能:多头螺纹一般用G92G
24、92指令来实现,通过分度旋入的方法加工出所需的螺纹,度指令来实现,通过分度旋入的方法加工出所需的螺纹,度数指定按照微度,即数指定按照微度,即180180要写成要写成180000180000。o格式格式o G00 G00 o G92 _ G92 _ o X X、Z Z螺纹终点坐标;螺纹终点坐标;R R是锥度,直螺纹时可不写;是锥度,直螺纹时可不写;F F是导程,导程是导程,导程=线数螺线数螺距。距。Q Q是螺纹分度度数。是螺纹分度度数。o 该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速由系统自动配给,保证螺该指令不需指定进给速度,进给速度和主轴转速由系统自动配给,保证螺纹加工到位。纹加工到位。o M
25、20 M203 3(P1.5P1.5)表示该螺纹导程为)表示该螺纹导程为3 3,螺距为,螺距为1.51.5,则该螺纹为双头螺纹。,则该螺纹为双头螺纹。o 加工方法同加工方法同G92G92指令。指令。o Q Q为非摸态码,因此每步必须要写。为非摸态码,因此每步必须要写。第十五节第十五节 多头螺纹多头螺纹 o功能:数控车床加工曲线的原理是功能:数控车床加工曲线的原理是“拟合曲线拟合曲线”,即用直线模拟曲线(详见第一章,即用直线模拟曲线(详见第一章第三节),由于机床设定第三节),由于机床设定Z Z向脉冲(即最小移动量)是个定值,因此,机床加工曲线向脉冲(即最小移动量)是个定值,因此,机床加工曲线实际
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