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數(shù)控加工基本知識第2章數(shù)控加工基本知識
第2章
數(shù)控加工基本知識2.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系
2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向
2.1.2絕對坐標(biāo)和增量(相對)坐標(biāo)
2.1.3數(shù)控編程的特征點(diǎn)2.2數(shù)控編程基礎(chǔ)
2.2.1數(shù)控程序編制的定義
2.2.2字與字的功能
2.2.3程序格式
2.2.4宏功能2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)
2.3.1數(shù)控加工工藝分析
2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)
2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)第2章數(shù)控加工基本知識2.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系2.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸名稱及運(yùn)動的正負(fù)方向,可使編程簡單方便,并使所編程序?qū)ν活愋蜋C(jī)床具有互換性。我國于1982年頒布了JB3051—82《數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)和運(yùn)動方向的命名》標(biāo)準(zhǔn),它與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO841等效。主要內(nèi)容如下:
編程坐標(biāo)的選擇不論機(jī)床在實(shí)際加工時是工件運(yùn)動還是刀具運(yùn)動,在確定編程坐標(biāo)時,一般看作是工件相對靜止,刀具產(chǎn)生運(yùn)動,這一原則可以保證編程人員在不知道機(jī)床加工零件時是刀具移向工件,還是工件移向刀具的情況下,就可以根據(jù)圖樣確定機(jī)床的加工過程。2.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的坐標(biāo)系是右手直角笛卡爾坐標(biāo)系,旋轉(zhuǎn)方向用右手螺旋原則。如圖2-1所示,右手拇指、食指和中指相互成直角,拇指的方向?yàn)閄軸的正方向,食指為Y軸的正方向,中指為Z軸的正方向。在確定了平動坐標(biāo)軸后,以右手拇指為平動坐標(biāo)軸的正方向,其余四指握的方向就是繞該軸旋轉(zhuǎn)的正方向,分別代表A、B、C的正向旋轉(zhuǎn)方向。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的坐標(biāo)系是右手直角笛卡爾坐標(biāo)系,旋轉(zhuǎn)方向用右手螺旋原則。如圖2-1所示,右手拇指、食指和中指相互成直角,拇指的方向?yàn)閄軸的正方向,食指為Y軸的正方向,中指為Z軸的正方向。在確定了平動坐標(biāo)軸后,以右手拇指為平動坐標(biāo)軸的正方向,其余四指握的方向就是繞該軸旋轉(zhuǎn)的正方向,分別代表A、B、C的正向旋轉(zhuǎn)方向。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向坐標(biāo)軸的確定方法一般先確定Z軸,然后確定X軸和Y軸,最后確定其它軸。JB3051-82標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,機(jī)床某一零件運(yùn)動的正方向,是指增大工件和刀具之間距離的方向。(1)Z軸Z軸的方向是由傳遞切削力的主軸確定的,與主軸軸線平行的坐標(biāo)軸即為Z軸。如果機(jī)床沒有主軸,則Z軸垂直于工件裝卡面。同時規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的方向作為Z軸的正方向。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向坐標(biāo)軸的確定方法2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(2)X軸X軸是水平的,平行于工件的裝卡面,且垂直于Z軸。這是在刀具或工件定位平面內(nèi)運(yùn)動的主要坐標(biāo)。對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如車床、磨床等),X坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上,且平行于橫滑座。刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸正方向。如圖1-14所示。
對于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(銑床、鏜床、鉆床等),如Z軸是垂直的,當(dāng)從刀具主軸向立柱看時,X運(yùn)動的正方向指向右。如果Z軸是水平的,當(dāng)從主軸向工件方向看時,X軸的正方向指向右。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(2)X軸X軸是水平2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(3)Y軸Y坐標(biāo)軸垂直于X、Z坐標(biāo)軸。Y運(yùn)動的正方向根據(jù)X和Z坐標(biāo)的正方向,按照右手直角笛卡兒坐標(biāo)系來判斷。(4)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動圍繞坐標(biāo)軸X、Y、Z旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動,分別用A、B、C表示,它們的正方向用右手螺旋法則判定。(5)附加軸如果在機(jī)床上除了X、Y、Z主要坐標(biāo)外,還有第二組平行于它們的坐標(biāo),可用U、V、W命名,第三組坐標(biāo)可用P、Q、R命名。同樣,除了A、B、C旋轉(zhuǎn)組外,還有附加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可用D、E命名。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(3)Y軸Y坐標(biāo)軸垂2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(6)工件運(yùn)動時的相反方向?qū)τ诠ぜ\(yùn)動而不是刀具運(yùn)動的機(jī)床,必須將前述為刀具運(yùn)動所作的規(guī)定,作相反的安排。用帶“ˊ”的字母,如+Xˊ,表示工件相對于刀具正向運(yùn)動指令。而不帶“ˊ”的字母,如+X,則表示刀具相對于工件負(fù)向運(yùn)動指令。根據(jù)上述規(guī)定,對實(shí)際中常用的幾種數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行了定義,如圖2-2至圖2-7所示。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(6)工件運(yùn)動時的相反方2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.2絕對坐標(biāo)和增量(相對)坐標(biāo)
所有坐標(biāo)點(diǎn)均以某一固定原點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系稱為絕對坐標(biāo)系,用第一坐標(biāo)系x、y、z表示。如圖2-8中:xA=30,zA=35;xB=12,zB=15。運(yùn)動軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)以其起點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系稱為增量(相對)坐標(biāo)系,常用代碼中的第二坐標(biāo)系U、V、W表示。如圖2-8中:終點(diǎn)B的增量(相對)坐標(biāo)為:UB=-18,WB=-20。2.1.2絕對坐標(biāo)和增量(相對)坐標(biāo) 所有坐標(biāo)點(diǎn)均以某一固2.1.3數(shù)控編程的特征點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床的原始坐標(biāo)點(diǎn),即X=0,Y=0,Z=0的點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床的最基本的點(diǎn),它是其它所有坐標(biāo),如工件坐標(biāo)系,編程坐標(biāo)系,以及機(jī)床參考點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。工件原點(diǎn)工件上尺寸的出發(fā)點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)。
編程原點(diǎn)編制程序時,為了編程方便,需要在圖紙上選擇一個適當(dāng)?shù)奈恢米鳛榫幊淘c(diǎn),即編制程序的出發(fā)點(diǎn),稱為編程原點(diǎn)或程序原點(diǎn)。2.1.3數(shù)控編程的特征點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)2.2數(shù)控編程基礎(chǔ)2.2.1數(shù)控程序編制的定義編制數(shù)控加工程序是使用數(shù)控機(jī)床的一項(xiàng)重要技術(shù)工作,理想的數(shù)控程序不僅應(yīng)該保證加工出符合零件圖樣要求的合格零件,還應(yīng)該使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮,使數(shù)控機(jī)床能安全、可靠、高效的工作。2.2數(shù)控編程基礎(chǔ)2.2.1數(shù)控程序編制的定義2.2.1數(shù)控程序編制的定義數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟(1)分析零件圖樣和制定工藝這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括:對零件圖樣進(jìn)行分析,明確加工的內(nèi)容和要求;確定加工方案;選擇適合的數(shù)控機(jī)床;選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具;確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。(2)數(shù)學(xué)處理需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等,計(jì)算刀具中心運(yùn)動軌跡,以獲得刀位數(shù)據(jù)。2.2.1數(shù)控程序編制的定義數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟2.2.1數(shù)控程序編制的定義數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟(3)編寫零件加工程序程序編制人員使數(shù)控系統(tǒng)的程序指令,按照規(guī)定的程序格式,逐段編寫加工程序。
(4)程序檢驗(yàn)將編寫好的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng),就可控制數(shù)控機(jī)床的加工工作。一般在正式加工之前,要對程序進(jìn)行檢驗(yàn)。通常可采用機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)的方式,來檢查機(jī)床動作和運(yùn)動軌跡的正確性,以檢驗(yàn)程序。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機(jī)床上,可通過顯示走刀軌2.2.1數(shù)控程序編制的定義數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟2.2.1數(shù)控程序編制的定義2.?dāng)?shù)控程序編制的方法數(shù)控加工程序的編制方法主要有兩種:手工編制程序和自動編制程序。(1)手工編程手工編程指主要由人工來完成數(shù)控編程中各個階段的工作。一般對幾何形狀不太復(fù)雜的零件,所需的加工程序不長,計(jì)算比較簡單,用手工編程比較合適。(2)計(jì)算機(jī)自動編程自動編程是指在編程過程中,除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進(jìn)行外,其余工作均由計(jì)算機(jī)輔助完成。根據(jù)輸入方式的不同,可將自動編程分為圖形數(shù)控自動編程、語言數(shù)控自動編程和語音數(shù)控自動編程等。2.2.1數(shù)控程序編制的定義2.?dāng)?shù)控程序編制的方法2.2.2字與字的功能1.字符與代碼字符是用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號,如數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號、數(shù)學(xué)運(yùn)算符等。國際上廣泛采用兩種標(biāo)準(zhǔn)代碼:(1)ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)代碼(2)EIA美國電子工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)代碼2.字在數(shù)控加工程序中,字是指一系列按規(guī)定排列的字符,作為一個信息單元存儲、傳遞和操作。3、字的功能組成程序段的每一個字都有其特定的功能含義.實(shí)際工作中,請遵照機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)說明書來使用各個功能字。2.2.2字與字的功能1.字符與代碼2.2.2字與字的功能(1)順序號字N順序號又稱程序段號或程序段序號。順序號位于程序段之首,由順序號字N和后續(xù)數(shù)字組成;順序號的作用:對程序的校對和檢索修改;作為條件轉(zhuǎn)向的目標(biāo);一般使用方法:編程時將第一程序段冠以N10,以后以間隔10遞增的方法設(shè)置順序號。(2)準(zhǔn)備功能字G準(zhǔn)備功能字的地址符是G,又稱為G功能或G指令,是用于建立機(jī)床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令;G指令可分為模態(tài)指令和非模態(tài)指令。模態(tài)指令表示在程序中一經(jīng)被應(yīng)用,直到出現(xiàn)同組的其它任一個G指令時才失效;非模態(tài)指令則只在本程序句中有效。2.2.2字與字的功能(1)順序號字N2.2.2字與字的功能(3)尺寸字尺寸字用于確定機(jī)床上刀具運(yùn)動終點(diǎn)的坐標(biāo)位置。其中,第一組X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R用于確定終點(diǎn)的直線坐標(biāo)尺寸;第二組A,B,C,D,E用于確定終點(diǎn)的角度坐標(biāo)尺寸;第三組I,J,K用于確定圓弧輪廓的圓心坐標(biāo)尺寸。
(4)進(jìn)給功能字F進(jìn)給功能字的地址符是F,又稱為F功能或F指令,用于指定切削的進(jìn)給速度。對于車床,F(xiàn)可分為每分鐘進(jìn)給和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種。(5)主軸轉(zhuǎn)速功能字S主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是S,又稱為S功能或S指令,用于指定主軸轉(zhuǎn)速。單位為r/min。2.2.2字與字的功能(3)尺寸字2.2.2字與字的功能(6)刀具功能字T刀具功能字的地址符是T,又稱為T功能或T指令,用于指定加工時所用刀具的編號。對于數(shù)控車床,其后的數(shù)字還兼作指定刀具長度補(bǔ)償和刀尖半徑補(bǔ)償用。(7)輔助功能字M輔助功能字的地址符是M,后續(xù)數(shù)字一般為1~3位正整數(shù),又稱為M功能或M指令,用于指定數(shù)控機(jī)床輔助裝置的開關(guān)動作,如主軸的啟停、主軸的定向、切削液的開關(guān)等。2.2.2字與字的功能(6)刀具功能字T2.2.3程序格式1.程序段格式程序段是可作為一個單位來處理的、連續(xù)的字組,是數(shù)控加工程序中的一條語句。一個數(shù)控加工程序是若干個程序段組成的。程序段格式舉例:N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08N40X90在程序段中,組成程序段的各要素包括:(1)移動目標(biāo):終點(diǎn)坐標(biāo)值X、Y、Z;(2)沿怎樣的軌跡移動:準(zhǔn)備功能字G;(3)進(jìn)給速度:進(jìn)給功能字F;(4)切削速度:主軸轉(zhuǎn)速功能字S;(5)使用刀具:刀具功能字T;(6)機(jī)床輔助動作:輔助功能字M。2.2.3程序格式1.程序段格式2.2.3程序格式2.加工程序的一般格式(1)程序開始符、結(jié)束符程序開始符、結(jié)束符是同一個字符,ISO代碼中是%,EIA代碼中是EP。(2)程序名程序名有兩種形式:一種是英文字母O和1~4位正整數(shù)組成;另一種是由英文字母開頭,字母數(shù)字混合組成的。 (3)程序主體程序主體是由若干個程序段組成的。每個程序段一般占一行。(4)程序結(jié)束指令程序結(jié)束指令可以用M02或M30。一般要求單列一段。2.2.3程序格式2.加工程序的一般格式2.2.3程序格式2.2.3程序格式2.2.3程序格式3.主程序和子程序在一個加工程序中,如果有幾個一連串的程序段完全相同(即一個零件中有幾處的幾何形狀相同,或順次加工幾個相同的工件),為縮短程序,可將這些重復(fù)的程序段串單獨(dú)抽出,按規(guī)定的程序格式編成子程序,并事先存儲在子程序存儲器中。子程序以外的程序段為主程序。在程序中把某些固定順序重復(fù)出現(xiàn)的程序,可以做為子程序進(jìn)行編程,可預(yù)先存儲在存儲器中,需要時可直接調(diào)用。子程序的結(jié)構(gòu)同主程序一樣,也有開始部分、內(nèi)容部分和結(jié)束部分。2.2.3程序格式3.主程序和子程序2.2.3程序格式 下面是在FANUC6M數(shù)控系統(tǒng)上主程序調(diào)用的實(shí)例: O1000子程序開始 N1G00X00Y5LF N2G01X40Y50LF ……子程序內(nèi)容 N15M99LF子程序結(jié)束 將上面的主程序放入存儲器中,即可用如下的主程序調(diào)用它。 主程序部分: %100主程序開始 N1G00X3Y6LF …… N10M98P1000LF調(diào)用程序號為O1000的子程序 N11G01X50Y60LF執(zhí)行子程序 …… N20M98P1000LF調(diào)用子程序 …… N40M30LF主程序結(jié)束2.2.3程序格式 下面是在FANUC6M數(shù)控系統(tǒng)2.2.4宏功能數(shù)控系統(tǒng)使用宏指令和宏程序。把具有某種功能的一組指令,像子程序一樣存儲在存儲器中。存儲的一組命令稱為用戶宏程序主體(簡稱宏程序),代表指令稱為用戶宏指令(簡稱宏指令),即宏指令是調(diào)用宏程序的指令。1.A類用戶宏程序(1)變量在常規(guī)的主程序和子程序內(nèi),總是將一個具體的數(shù)值賦給一個地址。1)變量的表示變量可以用"#"號和跟隨其后的變量序號來表示:2)變量的引用將跟隨在一個地址后的數(shù)值用一個變量來代替,即引入了變量。例:對于F#103,若#103=50時,則為F50;2.2.4宏功能數(shù)控系統(tǒng)使用宏指令和宏程序。把具有某種功能2.2.4宏功能3)變量的類型0MC系統(tǒng)的變量分為公共變量和系統(tǒng)變量兩類。①公共變量公共變量是在主程序和主程序調(diào)用的各用戶宏程序內(nèi)公用的變量。也就是說,在一個宏指令中的#i與在另一個宏指令中的#i是相同的。②系統(tǒng)變量系統(tǒng)變量定義為:有固定用途的變量,它的值決定系統(tǒng)的狀態(tài)。系統(tǒng)變量包括刀具偏置變量,接口的輸入/輸出信號變量,位置信息變量等。系統(tǒng)變量的序號與系統(tǒng)的某種狀態(tài)有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。
2.2.4宏功能3)變量的類型2.2.4宏功能(2)宏指令G65宏指令G65可以實(shí)現(xiàn)豐富的宏功能,包括算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等處理功能。一般形式:G65HmP#iQ#jR#k1)算術(shù)運(yùn)算指令算術(shù)運(yùn)算指令見表2-3。2)邏輯運(yùn)算指令邏輯運(yùn)算指令見表2-4。3)三角函數(shù)指令 三角函數(shù)指令見表2-5。2.2.4宏功能(2)宏指令G652.2.4宏功能2.2.4宏功能2.2.4宏功能2.2.4宏功能2.2.4宏功能(3)使用注意為保證宏程序的正常運(yùn)行,在使用用戶宏程序的過程中,應(yīng)注意以下幾點(diǎn);1)由G65規(guī)定的H碼不影響偏移量的任何選擇;2)如果用于各算術(shù)運(yùn)算的Q或R未被指定,則當(dāng)0處理;3)在分支轉(zhuǎn)移目標(biāo)中,如果序號為正值,則檢索過程是先向大程序號查找,如果序號為負(fù)值,則檢索過程是先向小程序號查找。4)轉(zhuǎn)移目標(biāo)序號可以是變量。2.2.4宏功能(3)使用注意2.2.4宏功能2.B類用戶宏程序B類宏程序與A類宏程序有許多相似之處。(1)宏程序的簡單調(diào)用格式宏程序的簡單調(diào)用是指在主程序中,宏程序可以被單個程序段單次調(diào)用。調(diào)用指令格式G65P(宏程序號)L(重復(fù)次數(shù))其中:G65――宏程序調(diào)用指令P(宏程序號)――被調(diào)用的宏程序代號;L(重復(fù)次數(shù))――宏程序重復(fù)運(yùn)行的次數(shù),重復(fù)次數(shù)為1時,可省略不寫;2.2.4宏功能2.B類用戶宏程序2.2.4宏功能(2)宏程序的編寫格式宏程序的編寫格式與子程序相同。其格式為:0~(0001~8999為宏程序號)N10指令……N~M99(3)變量1)變量的分配類型I這類變量中的文字變量與數(shù)字序號變量之間有確定的關(guān)系。2)變量的級別①本級變量#1~#33作用于宏程序某一級中的變量稱為本級變量②通用變量#100~#144,#500~#531可在各級宏程序中被共同使用的變量稱為通用變量。2.2.4宏功能(2)宏程序的編寫格式2.2.4宏功能2.2.4宏功能2.2.4宏功能(4)算術(shù)運(yùn)算指令變量之間進(jìn)行運(yùn)算的通常表達(dá)形式是:#i=(表達(dá)式)1)變量的定義和替換 #i=#j;2)加減運(yùn)算#i=#j+/-#k3)乘除運(yùn)算#i=#j×//#k4)函數(shù)運(yùn)算#i=SIN[#j]正弦函數(shù)(單位為度)5)運(yùn)算的組合以上算術(shù)運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算可以結(jié)合在一起使用,運(yùn)算的先后順序是:函數(shù)運(yùn)算、乘除運(yùn)算、加減運(yùn)算。6)括號的應(yīng)用表達(dá)式中括號的運(yùn)算將優(yōu)先進(jìn)行。。2.2.4宏功能(4)算術(shù)運(yùn)算指令2.2.4宏功能(5)控制指令1)條件轉(zhuǎn)移程序格式IF[條件表達(dá)式]GOTOn以上程序段含義為:①如果條件表達(dá)式的條件得以滿足,則轉(zhuǎn)而執(zhí)行程序中程序號為n的相應(yīng)操作,程序段號n可以由變量或表達(dá)式替代;②如果表達(dá)式中條件未滿足,則順序執(zhí)行下一段程序;③如果程序作無條件轉(zhuǎn)移,則條件部分可以被省略。④表達(dá)式可按如下書寫:#jEQ#k表示=2.2.4宏功能(5)控制指令2.2.4宏功能2)重復(fù)執(zhí)行程序格式WHILE[條件表達(dá)式]DOm(m=1,2,3)……ENDm上述“WHILE…ENDm”程序含意為:①條件表達(dá)式滿足時,程序段DOm至ENDm即重復(fù)執(zhí)行;②條件表達(dá)式不滿足時,程序轉(zhuǎn)到ENDm后處執(zhí)行;③如果WHILE[條件表達(dá)式]部份被省略,則程序段DOm至ENDm之間的部份將一直重復(fù)執(zhí)行。2.2.4宏功能2)重復(fù)執(zhí)行2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)工藝設(shè)計(jì)是工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期工藝準(zhǔn)備工作。無論是普通加工還是數(shù)控加工,手工編程還是自動編程,在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝過程分析,擬定加工方案,確定加工路線和加工內(nèi)容,選擇合適的刀具和切削用量,設(shè)計(jì)合適的夾具及裝夾方法。只不過在普通機(jī)床上,是用工藝規(guī)程、工藝卡片來規(guī)定每一道工序的操作程序,按步驟加工;而在數(shù)控機(jī)床上,則把工藝過程、工藝參數(shù)和規(guī)定以數(shù)字符號信息的形式記錄下來,用它來控制驅(qū)動機(jī)床來加工。2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)工藝設(shè)計(jì)是工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期工藝2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容有以下部分:①選擇并確定零件適合在數(shù)控機(jī)床上加工的內(nèi)容;②對零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析,明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求;③具體設(shè)計(jì)加工工序,選擇刀具、夾具及切削用量;④處理特殊的工藝問題:對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的確定,加工路線的確定、刀具補(bǔ)償、分配加工誤差等;⑤處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令,編制工藝文件。⑥在編程中,對一些特殊的工藝問題(如對刀點(diǎn)、刀具軌跡路線設(shè)計(jì)等)也應(yīng)做一些處理。2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容有以下部分:2.3.1數(shù)控加工工藝分析1.選擇并決定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容:當(dāng)選擇并決定某個零件進(jìn)行數(shù)控加工后,并不等于要把它所有的加工內(nèi)容都包下來,可能只是其中的一部分進(jìn)行數(shù)控加工。必須對零件圖紙進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析,選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在選擇時,一般可按下列順序考慮:(1)通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容;(2)通用機(jī)床難加工,質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容;(3)通用機(jī)床加工效率低,工人手工操作勞動強(qiáng)度大的內(nèi)容,可在數(shù)控機(jī)床尚存在富余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。2.3.1數(shù)控加工工藝分析1.選擇并決定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容2.3.1數(shù)控加工工藝分析2.零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則(1)零件圖上尺寸標(biāo)注應(yīng)適合數(shù)控加工的特點(diǎn),最傾向于以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。(2)構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分。(3)審查與分析定位基準(zhǔn)的可靠性特別強(qiáng)調(diào)定位加工,尤其正反兩面都采用數(shù)控加工的零件,以同一基準(zhǔn)定位十分必要,所以,如零件本身有合適的孔,最好用它來做定位基準(zhǔn)孔,若沒有合適的孔,也要想法專門設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)。若無法做出工藝孔,可以考慮以零件輪廓的基準(zhǔn)邊定位或毛坯上增加工藝凸耳,打出工藝孔,完成定位加工后再去除的方法。2.3.1數(shù)控加工工藝分析2.零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則2.3.1數(shù)控加工工藝分析3.零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)(1)零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸,這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù),使編程方便,效益提高。(2)內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小,因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。通常R<0.2H(H為被加工零件輪廓面的最大高度)時,可以判定零件的該部位工藝性不好。(3)銑削零件底面時,槽底圓角半徑r不應(yīng)過大。圓角r越大,銑刀端刃銑平面的能力越差,效率也越低,當(dāng)r大到一定程度時,甚至必須用球頭刀加工,應(yīng)盡量避免。因?yàn)殂姷杜c銑削平面接觸的最大直徑d=D—2r(D為銑刀直徑)。當(dāng)D一定時,r越大,銑刀端刃銑削平面的面積越小,加工表面的能力越差,工藝性也越差。2.3.1數(shù)控加工工藝分析3.零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),其設(shè)計(jì)的質(zhì)量會直接影響零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)工藝路線時應(yīng)對零件圖、毛坯圖結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)認(rèn)真消化,靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則,盡量把數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)得更合理一些。1.工序的劃分在數(shù)控機(jī)床上加工零件,工序應(yīng)比較集中,在一次裝夾中應(yīng)盡可能完成大部分工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣,考慮被加工零件是否可以在一臺數(shù)控機(jī)床上完成整個零件的加工工作。若不能,則應(yīng)選擇哪一部分零件表面在數(shù)控機(jī)床加工,即對零件進(jìn)行工序劃分2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)2.工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內(nèi)往往要采用不同刀具和切削用量,對不同表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序,在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。3.工序順序的安排工序順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況,以及定位與夾緊的需要來考慮,重點(diǎn)使工件的剛性不被破壞。2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)2.工步的劃分2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)當(dāng)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)完成后,各道數(shù)控加工工序的內(nèi)容已經(jīng)基本確定,接下來便可著手?jǐn)?shù)控加工工序設(shè)計(jì)。數(shù)控加工工序的主要任務(wù)是進(jìn)一步把本工序的加工內(nèi)容、加工用量、工藝裝備、定位夾緊方式以及刀具的運(yùn)動軌跡都具體確定下來,為編制加工程序作好準(zhǔn)備。1.加工路線的確定在數(shù)控加工中,刀具刀位點(diǎn)相對于工件運(yùn)動的軌跡稱為加工路線。編程時,加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn):(1)加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面質(zhì)量,且效率要高;(2)使數(shù)值計(jì)算簡單,以減少編程運(yùn)算量;2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)當(dāng)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)完成后,各2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)應(yīng)使加工路線最短,這樣既可簡化程序段,又可減少空走刀時間。(4)刀具的進(jìn)退刀應(yīng)沿切線方向切入和切出,并且在輪廓切削過程中要避免停頓,以免因切削力突然變化而造成彈性變形,致使在零件輪廓上留下刀具的刻痕。另外確定加工路線時,還要考慮工件的加工余量和機(jī)床刀具的系統(tǒng)剛度等情況,確定是一次走刀還是多次走刀完成加工。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)應(yīng)使加工路線最短,這樣既可2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)2.工件的裝夾及夾具選擇為保證加工質(zhì)量,并減少輔助操作時間,應(yīng)選用能準(zhǔn)確迅速定位并夾緊工作的裝夾方案和夾具。(1)定位裝夾的基本原則被加工零件在數(shù)控機(jī)床上的安裝方法與一般機(jī)床一樣,也要合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。(2)夾具選擇的基本原則數(shù)控加工對夾具的要求主要有兩點(diǎn):一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定;二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)2.工件的裝夾及夾具選擇2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)夾具的類型根據(jù)所使用的機(jī)床不同,用于數(shù)控機(jī)床的通用夾具通常可分為以下幾種:1)數(shù)控車床夾具數(shù)控車床夾具主要有三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、花盤等。2)數(shù)控銑床夾具數(shù)控銑床常用夾具是平口鉗3)加工中心夾具數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是各類數(shù)控銑床和加工中心的理想配套附件,有立式工作臺、臥式工作臺和立臥兩用回轉(zhuǎn)工作臺等不同類型產(chǎn)品。除以上通用夾具外,數(shù)控機(jī)床夾具主要采用拼裝夾具、組合夾具、可調(diào)夾具等夾具。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)夾具的類型2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)3.對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定在進(jìn)行數(shù)控加工編程時,往往是將整個刀具濃縮視為一個點(diǎn),那就是“刀位點(diǎn)”,它是在刀具上用于表現(xiàn)刀具位置的參照點(diǎn),如圖2-11所示。一般來說,立銑刀、端銑刀的刀位點(diǎn)是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn);球頭銑刀刀位點(diǎn)為球心;鏜刀、車刀刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心;鉆頭是鉆尖或鉆頭底面中心;線切割的刀位點(diǎn)則是線電極的軸心與零件面的交點(diǎn)。對刀操作就是要測定出在程序起點(diǎn)處刀具刀位點(diǎn)(即對刀點(diǎn),也稱起刀點(diǎn))相對于機(jī)床原點(diǎn)以及工件原點(diǎn)的坐標(biāo)位置。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)3.對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(1)對刀點(diǎn)的確定“對刀點(diǎn)”就是在數(shù)控加工時,刀具相對于工件運(yùn)動的起點(diǎn)(編制程序時,不論實(shí)際上是刀具相對工件運(yùn)動,或是工件相對于刀具移動,都看作工件是相對靜止的,而刀具在移動),程序就是從這一點(diǎn)開始的。如圖2-12所示,對刀點(diǎn)相對于機(jī)床原點(diǎn)為(X0,Y0),相對于工件原點(diǎn)為(X1,Y1),據(jù)此便可明確地表示出機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系和對刀點(diǎn)之間的位置關(guān)系。對刀點(diǎn)也可以叫做“程序起點(diǎn)”或“起刀點(diǎn)”。在編制程序時,應(yīng)首先考慮對刀點(diǎn)的位置選擇。選定的原則是:1)選定的對刀點(diǎn)位置,應(yīng)使程序編制簡單;2)對刀點(diǎn)在機(jī)床上找正容易;3)加工過程中檢查方便;4)引起的加工誤差小。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(1)對刀點(diǎn)的確定2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)對刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上,也可以設(shè)在夾具上,但是必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)尺寸聯(lián)系,這樣才能確定機(jī)床坐標(biāo)系與零件坐標(biāo)系的相互關(guān)系。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)對刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上,也可2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(2)換刀點(diǎn)的確定加工中心、數(shù)控車床等多刀加工的機(jī)床,常需要在加工過程中換刀,故編程時還應(yīng)設(shè)置換刀點(diǎn)。為防止換刀時碰傷工件或夾具,換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件外面,并要有一定的安全量,應(yīng)根據(jù)換刀時不得碰傷工件、夾具以及機(jī)床的原則而設(shè)定。如在銑床上,常以機(jī)床參考點(diǎn)為換刀點(diǎn);在加工中心上,以換刀機(jī)械手的固定位置點(diǎn)為換刀點(diǎn),在車床上,則以刀架遠(yuǎn)離工件的行程極限點(diǎn)為換刀點(diǎn)。選取的這些點(diǎn),都是便于計(jì)算的相對固定點(diǎn)。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(2)換刀點(diǎn)的確定2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)4.刀具選擇刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一,不僅影響機(jī)床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量。編程時,選擇刀具通??紤]機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。一般而言,在選擇刀具時應(yīng)當(dāng)考慮下列幾項(xiàng)主要因素:(1)機(jī)床類型、刀具類型的選擇(2)選用的刀具應(yīng)安裝調(diào)整方便;(3)刀具材料與工件的加工精度、硬度等有關(guān);(4)零件加工精度的高低,直接決定著刀具的選擇(5)堅(jiān)持質(zhì)量第一、價格第二的原則2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)4.刀具選擇2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)5.切削用量的確定切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、背吃刀量、進(jìn)給量。對于不同的加工方法,需要選擇不同的切削用量,并應(yīng)編入程序單內(nèi)。合理選擇切削用量的原則是:粗加工時,一般以提高生產(chǎn)率為主,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本,通常選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量,采用較低的切削速度;半精加工和精加工時,應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本,通常選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量,并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù),以盡可能提高切削速度。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)5.切削用量的確定2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(1)背吃刀量αp(mm),亦稱切削深度。主要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度來決定。在剛度允許的情況下,應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除加工余量,最好一次切除余量,以便提高生產(chǎn)效率。精加工時,則應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量,并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。在數(shù)控機(jī)床上,精加工余量可小于普通機(jī)床,一般取0.2~0.5mm。(2)主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速n主要根據(jù)允許的切削速度vc(m/min)選取,計(jì)算公式為n=1000vc/πd(d為切削刃選定處所對應(yīng)的工件或刀具的回轉(zhuǎn)直徑,單位為mm)。主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)計(jì)算值在機(jī)床說明書中選取標(biāo)準(zhǔn)值,并填入數(shù)控加工程序單中。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(1)背吃刀量αp(mm),亦稱2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)進(jìn)給速度vf(mm/min)或進(jìn)給量f(mm/r)進(jìn)給速度(進(jìn)給量)是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù),主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給量則受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制,并與脈沖當(dāng)量有關(guān)。當(dāng)加工精度,表面粗糙度要求高時,進(jìn)給速度(進(jìn)給量)應(yīng)選小些,一般在20~50mm/min范圍內(nèi)選取。粗加工時,為縮短切削時間,一般進(jìn)給量就取得大些。工件材料較軟時,可選用較大的進(jìn)給量,反之,應(yīng)選較小的進(jìn)給量。實(shí)際上現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的操作面板上一般都有主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度等修調(diào)(倍率)開關(guān),可在加工過程中人工隨時調(diào)整修正,有較大的靈活性。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)進(jìn)給速度vf(mm/min2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)6.?dāng)?shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫編寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一。這些專用技術(shù)文件既是數(shù)控加工的依據(jù),也是需要操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)則;有的則是加工程序的具體說明,目的是讓操作者更加明確程序的內(nèi)容、安裝與定位方式、各個加工部位所選用的刀具及其它問題。
(1)數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡與普通加工工序卡有許多相似之處,是操作人員配合數(shù)控加工序進(jìn)行數(shù)控加工的主要指導(dǎo)性工藝資料。工序卡應(yīng)按已確定的工藝路線填寫,在工序草圖中應(yīng)注明編程原點(diǎn)與對刀點(diǎn),要進(jìn)行編程的簡要說明(如:所用數(shù)控系統(tǒng)型號、程序介質(zhì)、程序編號、刀具半徑補(bǔ)償值等),以及切削參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、最大切削深度或?qū)挾鹊龋┑倪x擇。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)6.?dāng)?shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(2)數(shù)控加工程序單數(shù)控加工程序單是編程員根據(jù)工藝分析情況,經(jīng)過數(shù)據(jù)計(jì)算,技照機(jī)床的指令代碼編制的。它是記錄數(shù)控加工工藝過程、工藝參數(shù)、位移數(shù)據(jù)的清單,以及手動數(shù)據(jù)輸入(MDI)和制備紙帶、實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的主要依據(jù)。不同的數(shù)控機(jī)床,不同的數(shù)控系統(tǒng),程序單的格式不同。根據(jù)應(yīng)用實(shí)踐,一般應(yīng)對加工程序做出說明的主要內(nèi)容如下:1)所用數(shù)控設(shè)備型號及控制機(jī)型號;2)對刀點(diǎn)(程序原點(diǎn))及允許的對刀誤差;3)工件相對于機(jī)床的坐標(biāo)方向及位置(用簡圖表達(dá));4)鏡像加工使用的對稱軸;5)使用刀具的規(guī)格、圖號及其在程序中對應(yīng)的刀具號(如:D03或L02等),必須按實(shí)際刀具編寫。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(2)數(shù)控加工程序單在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng):教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)QQ:349134187
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數(shù)控加工基本知識第2章數(shù)控加工基本知識
第2章
數(shù)控加工基本知識2.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系
2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向
2.1.2絕對坐標(biāo)和增量(相對)坐標(biāo)
2.1.3數(shù)控編程的特征點(diǎn)2.2數(shù)控編程基礎(chǔ)
2.2.1數(shù)控程序編制的定義
2.2.2字與字的功能
2.2.3程序格式
2.2.4宏功能2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)
2.3.1數(shù)控加工工藝分析
2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)
2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)第2章數(shù)控加工基本知識2.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系2.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸名稱及運(yùn)動的正負(fù)方向,可使編程簡單方便,并使所編程序?qū)ν活愋蜋C(jī)床具有互換性。我國于1982年頒布了JB3051—82《數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)和運(yùn)動方向的命名》標(biāo)準(zhǔn),它與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO841等效。主要內(nèi)容如下:
編程坐標(biāo)的選擇不論機(jī)床在實(shí)際加工時是工件運(yùn)動還是刀具運(yùn)動,在確定編程坐標(biāo)時,一般看作是工件相對靜止,刀具產(chǎn)生運(yùn)動,這一原則可以保證編程人員在不知道機(jī)床加工零件時是刀具移向工件,還是工件移向刀具的情況下,就可以根據(jù)圖樣確定機(jī)床的加工過程。2.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的坐標(biāo)系是右手直角笛卡爾坐標(biāo)系,旋轉(zhuǎn)方向用右手螺旋原則。如圖2-1所示,右手拇指、食指和中指相互成直角,拇指的方向?yàn)閄軸的正方向,食指為Y軸的正方向,中指為Z軸的正方向。在確定了平動坐標(biāo)軸后,以右手拇指為平動坐標(biāo)軸的正方向,其余四指握的方向就是繞該軸旋轉(zhuǎn)的正方向,分別代表A、B、C的正向旋轉(zhuǎn)方向。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的坐標(biāo)系是右手直角笛卡爾坐標(biāo)系,旋轉(zhuǎn)方向用右手螺旋原則。如圖2-1所示,右手拇指、食指和中指相互成直角,拇指的方向?yàn)閄軸的正方向,食指為Y軸的正方向,中指為Z軸的正方向。在確定了平動坐標(biāo)軸后,以右手拇指為平動坐標(biāo)軸的正方向,其余四指握的方向就是繞該軸旋轉(zhuǎn)的正方向,分別代表A、B、C的正向旋轉(zhuǎn)方向。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向坐標(biāo)軸的確定方法一般先確定Z軸,然后確定X軸和Y軸,最后確定其它軸。JB3051-82標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,機(jī)床某一零件運(yùn)動的正方向,是指增大工件和刀具之間距離的方向。(1)Z軸Z軸的方向是由傳遞切削力的主軸確定的,與主軸軸線平行的坐標(biāo)軸即為Z軸。如果機(jī)床沒有主軸,則Z軸垂直于工件裝卡面。同時規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的方向作為Z軸的正方向。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向坐標(biāo)軸的確定方法2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(2)X軸X軸是水平的,平行于工件的裝卡面,且垂直于Z軸。這是在刀具或工件定位平面內(nèi)運(yùn)動的主要坐標(biāo)。對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如車床、磨床等),X坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上,且平行于橫滑座。刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸正方向。如圖1-14所示。
對于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(銑床、鏜床、鉆床等),如Z軸是垂直的,當(dāng)從刀具主軸向立柱看時,X運(yùn)動的正方向指向右。如果Z軸是水平的,當(dāng)從主軸向工件方向看時,X軸的正方向指向右。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(2)X軸X軸是水平2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(3)Y軸Y坐標(biāo)軸垂直于X、Z坐標(biāo)軸。Y運(yùn)動的正方向根據(jù)X和Z坐標(biāo)的正方向,按照右手直角笛卡兒坐標(biāo)系來判斷。(4)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動圍繞坐標(biāo)軸X、Y、Z旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動,分別用A、B、C表示,它們的正方向用右手螺旋法則判定。(5)附加軸如果在機(jī)床上除了X、Y、Z主要坐標(biāo)外,還有第二組平行于它們的坐標(biāo),可用U、V、W命名,第三組坐標(biāo)可用P、Q、R命名。同樣,除了A、B、C旋轉(zhuǎn)組外,還有附加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可用D、E命名。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(3)Y軸Y坐標(biāo)軸垂2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(6)工件運(yùn)動時的相反方向?qū)τ诠ぜ\(yùn)動而不是刀具運(yùn)動的機(jī)床,必須將前述為刀具運(yùn)動所作的規(guī)定,作相反的安排。用帶“ˊ”的字母,如+Xˊ,表示工件相對于刀具正向運(yùn)動指令。而不帶“ˊ”的字母,如+X,則表示刀具相對于工件負(fù)向運(yùn)動指令。根據(jù)上述規(guī)定,對實(shí)際中常用的幾種數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行了定義,如圖2-2至圖2-7所示。2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向(6)工件運(yùn)動時的相反方2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.1數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動方向2.1.2絕對坐標(biāo)和增量(相對)坐標(biāo)
所有坐標(biāo)點(diǎn)均以某一固定原點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系稱為絕對坐標(biāo)系,用第一坐標(biāo)系x、y、z表示。如圖2-8中:xA=30,zA=35;xB=12,zB=15。運(yùn)動軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)以其起點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系稱為增量(相對)坐標(biāo)系,常用代碼中的第二坐標(biāo)系U、V、W表示。如圖2-8中:終點(diǎn)B的增量(相對)坐標(biāo)為:UB=-18,WB=-20。2.1.2絕對坐標(biāo)和增量(相對)坐標(biāo) 所有坐標(biāo)點(diǎn)均以某一固2.1.3數(shù)控編程的特征點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床的原始坐標(biāo)點(diǎn),即X=0,Y=0,Z=0的點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床的最基本的點(diǎn),它是其它所有坐標(biāo),如工件坐標(biāo)系,編程坐標(biāo)系,以及機(jī)床參考點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。工件原點(diǎn)工件上尺寸的出發(fā)點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)。
編程原點(diǎn)編制程序時,為了編程方便,需要在圖紙上選擇一個適當(dāng)?shù)奈恢米鳛榫幊淘c(diǎn),即編制程序的出發(fā)點(diǎn),稱為編程原點(diǎn)或程序原點(diǎn)。2.1.3數(shù)控編程的特征點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)2.2數(shù)控編程基礎(chǔ)2.2.1數(shù)控程序編制的定義編制數(shù)控加工程序是使用數(shù)控機(jī)床的一項(xiàng)重要技術(shù)工作,理想的數(shù)控程序不僅應(yīng)該保證加工出符合零件圖樣要求的合格零件,還應(yīng)該使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮,使數(shù)控機(jī)床能安全、可靠、高效的工作。2.2數(shù)控編程基礎(chǔ)2.2.1數(shù)控程序編制的定義2.2.1數(shù)控程序編制的定義數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟(1)分析零件圖樣和制定工藝這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括:對零件圖樣進(jìn)行分析,明確加工的內(nèi)容和要求;確定加工方案;選擇適合的數(shù)控機(jī)床;選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具;確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。(2)數(shù)學(xué)處理需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等,計(jì)算刀具中心運(yùn)動軌跡,以獲得刀位數(shù)據(jù)。2.2.1數(shù)控程序編制的定義數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟2.2.1數(shù)控程序編制的定義數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟(3)編寫零件加工程序程序編制人員使數(shù)控系統(tǒng)的程序指令,按照規(guī)定的程序格式,逐段編寫加工程序。
(4)程序檢驗(yàn)將編寫好的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng),就可控制數(shù)控機(jī)床的加工工作。一般在正式加工之前,要對程序進(jìn)行檢驗(yàn)。通??刹捎脵C(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)的方式,來檢查機(jī)床動作和運(yùn)動軌跡的正確性,以檢驗(yàn)程序。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機(jī)床上,可通過顯示走刀軌2.2.1數(shù)控程序編制的定義數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟2.2.1數(shù)控程序編制的定義2.?dāng)?shù)控程序編制的方法數(shù)控加工程序的編制方法主要有兩種:手工編制程序和自動編制程序。(1)手工編程手工編程指主要由人工來完成數(shù)控編程中各個階段的工作。一般對幾何形狀不太復(fù)雜的零件,所需的加工程序不長,計(jì)算比較簡單,用手工編程比較合適。(2)計(jì)算機(jī)自動編程自動編程是指在編程過程中,除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進(jìn)行外,其余工作均由計(jì)算機(jī)輔助完成。根據(jù)輸入方式的不同,可將自動編程分為圖形數(shù)控自動編程、語言數(shù)控自動編程和語音數(shù)控自動編程等。2.2.1數(shù)控程序編制的定義2.?dāng)?shù)控程序編制的方法2.2.2字與字的功能1.字符與代碼字符是用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號,如數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號、數(shù)學(xué)運(yùn)算符等。國際上廣泛采用兩種標(biāo)準(zhǔn)代碼:(1)ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)代碼(2)EIA美國電子工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)代碼2.字在數(shù)控加工程序中,字是指一系列按規(guī)定排列的字符,作為一個信息單元存儲、傳遞和操作。3、字的功能組成程序段的每一個字都有其特定的功能含義.實(shí)際工作中,請遵照機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)說明書來使用各個功能字。2.2.2字與字的功能1.字符與代碼2.2.2字與字的功能(1)順序號字N順序號又稱程序段號或程序段序號。順序號位于程序段之首,由順序號字N和后續(xù)數(shù)字組成;順序號的作用:對程序的校對和檢索修改;作為條件轉(zhuǎn)向的目標(biāo);一般使用方法:編程時將第一程序段冠以N10,以后以間隔10遞增的方法設(shè)置順序號。(2)準(zhǔn)備功能字G準(zhǔn)備功能字的地址符是G,又稱為G功能或G指令,是用于建立機(jī)床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令;G指令可分為模態(tài)指令和非模態(tài)指令。模態(tài)指令表示在程序中一經(jīng)被應(yīng)用,直到出現(xiàn)同組的其它任一個G指令時才失效;非模態(tài)指令則只在本程序句中有效。2.2.2字與字的功能(1)順序號字N2.2.2字與字的功能(3)尺寸字尺寸字用于確定機(jī)床上刀具運(yùn)動終點(diǎn)的坐標(biāo)位置。其中,第一組X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R用于確定終點(diǎn)的直線坐標(biāo)尺寸;第二組A,B,C,D,E用于確定終點(diǎn)的角度坐標(biāo)尺寸;第三組I,J,K用于確定圓弧輪廓的圓心坐標(biāo)尺寸。
(4)進(jìn)給功能字F進(jìn)給功能字的地址符是F,又稱為F功能或F指令,用于指定切削的進(jìn)給速度。對于車床,F(xiàn)可分為每分鐘進(jìn)給和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種。(5)主軸轉(zhuǎn)速功能字S主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是S,又稱為S功能或S指令,用于指定主軸轉(zhuǎn)速。單位為r/min。2.2.2字與字的功能(3)尺寸字2.2.2字與字的功能(6)刀具功能字T刀具功能字的地址符是T,又稱為T功能或T指令,用于指定加工時所用刀具的編號。對于數(shù)控車床,其后的數(shù)字還兼作指定刀具長度補(bǔ)償和刀尖半徑補(bǔ)償用。(7)輔助功能字M輔助功能字的地址符是M,后續(xù)數(shù)字一般為1~3位正整數(shù),又稱為M功能或M指令,用于指定數(shù)控機(jī)床輔助裝置的開關(guān)動作,如主軸的啟停、主軸的定向、切削液的開關(guān)等。2.2.2字與字的功能(6)刀具功能字T2.2.3程序格式1.程序段格式程序段是可作為一個單位來處理的、連續(xù)的字組,是數(shù)控加工程序中的一條語句。一個數(shù)控加工程序是若干個程序段組成的。程序段格式舉例:N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08N40X90在程序段中,組成程序段的各要素包括:(1)移動目標(biāo):終點(diǎn)坐標(biāo)值X、Y、Z;(2)沿怎樣的軌跡移動:準(zhǔn)備功能字G;(3)進(jìn)給速度:進(jìn)給功能字F;(4)切削速度:主軸轉(zhuǎn)速功能字S;(5)使用刀具:刀具功能字T;(6)機(jī)床輔助動作:輔助功能字M。2.2.3程序格式1.程序段格式2.2.3程序格式2.加工程序的一般格式(1)程序開始符、結(jié)束符程序開始符、結(jié)束符是同一個字符,ISO代碼中是%,EIA代碼中是EP。(2)程序名程序名有兩種形式:一種是英文字母O和1~4位正整數(shù)組成;另一種是由英文字母開頭,字母數(shù)字混合組成的。 (3)程序主體程序主體是由若干個程序段組成的。每個程序段一般占一行。(4)程序結(jié)束指令程序結(jié)束指令可以用M02或M30。一般要求單列一段。2.2.3程序格式2.加工程序的一般格式2.2.3程序格式2.2.3程序格式2.2.3程序格式3.主程序和子程序在一個加工程序中,如果有幾個一連串的程序段完全相同(即一個零件中有幾處的幾何形狀相同,或順次加工幾個相同的工件),為縮短程序,可將這些重復(fù)的程序段串單獨(dú)抽出,按規(guī)定的程序格式編成子程序,并事先存儲在子程序存儲器中。子程序以外的程序段為主程序。在程序中把某些固定順序重復(fù)出現(xiàn)的程序,可以做為子程序進(jìn)行編程,可預(yù)先存儲在存儲器中,需要時可直接調(diào)用。子程序的結(jié)構(gòu)同主程序一樣,也有開始部分、內(nèi)容部分和結(jié)束部分。2.2.3程序格式3.主程序和子程序2.2.3程序格式 下面是在FANUC6M數(shù)控系統(tǒng)上主程序調(diào)用的實(shí)例: O1000子程序開始 N1G00X00Y5LF N2G01X40Y50LF ……子程序內(nèi)容 N15M99LF子程序結(jié)束 將上面的主程序放入存儲器中,即可用如下的主程序調(diào)用它。 主程序部分: %100主程序開始 N1G00X3Y6LF …… N10M98P1000LF調(diào)用程序號為O1000的子程序 N11G01X50Y60LF執(zhí)行子程序 …… N20M98P1000LF調(diào)用子程序 …… N40M30LF主程序結(jié)束2.2.3程序格式 下面是在FANUC6M數(shù)控系統(tǒng)2.2.4宏功能數(shù)控系統(tǒng)使用宏指令和宏程序。把具有某種功能的一組指令,像子程序一樣存儲在存儲器中。存儲的一組命令稱為用戶宏程序主體(簡稱宏程序),代表指令稱為用戶宏指令(簡稱宏指令),即宏指令是調(diào)用宏程序的指令。1.A類用戶宏程序(1)變量在常規(guī)的主程序和子程序內(nèi),總是將一個具體的數(shù)值賦給一個地址。1)變量的表示變量可以用"#"號和跟隨其后的變量序號來表示:2)變量的引用將跟隨在一個地址后的數(shù)值用一個變量來代替,即引入了變量。例:對于F#103,若#103=50時,則為F50;2.2.4宏功能數(shù)控系統(tǒng)使用宏指令和宏程序。把具有某種功能2.2.4宏功能3)變量的類型0MC系統(tǒng)的變量分為公共變量和系統(tǒng)變量兩類。①公共變量公共變量是在主程序和主程序調(diào)用的各用戶宏程序內(nèi)公用的變量。也就是說,在一個宏指令中的#i與在另一個宏指令中的#i是相同的。②系統(tǒng)變量系統(tǒng)變量定義為:有固定用途的變量,它的值決定系統(tǒng)的狀態(tài)。系統(tǒng)變量包括刀具偏置變量,接口的輸入/輸出信號變量,位置信息變量等。系統(tǒng)變量的序號與系統(tǒng)的某種狀態(tài)有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。
2.2.4宏功能3)變量的類型2.2.4宏功能(2)宏指令G65宏指令G65可以實(shí)現(xiàn)豐富的宏功能,包括算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等處理功能。一般形式:G65HmP#iQ#jR#k1)算術(shù)運(yùn)算指令算術(shù)運(yùn)算指令見表2-3。2)邏輯運(yùn)算指令邏輯運(yùn)算指令見表2-4。3)三角函數(shù)指令 三角函數(shù)指令見表2-5。2.2.4宏功能(2)宏指令G652.2.4宏功能2.2.4宏功能2.2.4宏功能2.2.4宏功能2.2.4宏功能(3)使用注意為保證宏程序的正常運(yùn)行,在使用用戶宏程序的過程中,應(yīng)注意以下幾點(diǎn);1)由G65規(guī)定的H碼不影響偏移量的任何選擇;2)如果用于各算術(shù)運(yùn)算的Q或R未被指定,則當(dāng)0處理;3)在分支轉(zhuǎn)移目標(biāo)中,如果序號為正值,則檢索過程是先向大程序號查找,如果序號為負(fù)值,則檢索過程是先向小程序號查找。4)轉(zhuǎn)移目標(biāo)序號可以是變量。2.2.4宏功能(3)使用注意2.2.4宏功能2.B類用戶宏程序B類宏程序與A類宏程序有許多相似之處。(1)宏程序的簡單調(diào)用格式宏程序的簡單調(diào)用是指在主程序中,宏程序可以被單個程序段單次調(diào)用。調(diào)用指令格式G65P(宏程序號)L(重復(fù)次數(shù))其中:G65――宏程序調(diào)用指令P(宏程序號)――被調(diào)用的宏程序代號;L(重復(fù)次數(shù))――宏程序重復(fù)運(yùn)行的次數(shù),重復(fù)次數(shù)為1時,可省略不寫;2.2.4宏功能2.B類用戶宏程序2.2.4宏功能(2)宏程序的編寫格式宏程序的編寫格式與子程序相同。其格式為:0~(0001~8999為宏程序號)N10指令……N~M99(3)變量1)變量的分配類型I這類變量中的文字變量與數(shù)字序號變量之間有確定的關(guān)系。2)變量的級別①本級變量#1~#33作用于宏程序某一級中的變量稱為本級變量②通用變量#100~#144,#500~#531可在各級宏程序中被共同使用的變量稱為通用變量。2.2.4宏功能(2)宏程序的編寫格式2.2.4宏功能2.2.4宏功能2.2.4宏功能(4)算術(shù)運(yùn)算指令變量之間進(jìn)行運(yùn)算的通常表達(dá)形式是:#i=(表達(dá)式)1)變量的定義和替換 #i=#j;2)加減運(yùn)算#i=#j+/-#k3)乘除運(yùn)算#i=#j×//#k4)函數(shù)運(yùn)算#i=SIN[#j]正弦函數(shù)(單位為度)5)運(yùn)算的組合以上算術(shù)運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算可以結(jié)合在一起使用,運(yùn)算的先后順序是:函數(shù)運(yùn)算、乘除運(yùn)算、加減運(yùn)算。6)括號的應(yīng)用表達(dá)式中括號的運(yùn)算將優(yōu)先進(jìn)行。。2.2.4宏功能(4)算術(shù)運(yùn)算指令2.2.4宏功能(5)控制指令1)條件轉(zhuǎn)移程序格式IF[條件表達(dá)式]GOTOn以上程序段含義為:①如果條件表達(dá)式的條件得以滿足,則轉(zhuǎn)而執(zhí)行程序中程序號為n的相應(yīng)操作,程序段號n可以由變量或表達(dá)式替代;②如果表達(dá)式中條件未滿足,則順序執(zhí)行下一段程序;③如果程序作無條件轉(zhuǎn)移,則條件部分可以被省略。④表達(dá)式可按如下書寫:#jEQ#k表示=2.2.4宏功能(5)控制指令2.2.4宏功能2)重復(fù)執(zhí)行程序格式WHILE[條件表達(dá)式]DOm(m=1,2,3)……ENDm上述“WHILE…ENDm”程序含意為:①條件表達(dá)式滿足時,程序段DOm至ENDm即重復(fù)執(zhí)行;②條件表達(dá)式不滿足時,程序轉(zhuǎn)到ENDm后處執(zhí)行;③如果WHILE[條件表達(dá)式]部份被省略,則程序段DOm至ENDm之間的部份將一直重復(fù)執(zhí)行。2.2.4宏功能2)重復(fù)執(zhí)行2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)工藝設(shè)計(jì)是工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期工藝準(zhǔn)備工作。無論是普通加工還是數(shù)控加工,手工編程還是自動編程,在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝過程分析,擬定加工方案,確定加工路線和加工內(nèi)容,選擇合適的刀具和切削用量,設(shè)計(jì)合適的夾具及裝夾方法。只不過在普通機(jī)床上,是用工藝規(guī)程、工藝卡片來規(guī)定每一道工序的操作程序,按步驟加工;而在數(shù)控機(jī)床上,則把工藝過程、工藝參數(shù)和規(guī)定以數(shù)字符號信息的形式記錄下來,用它來控制驅(qū)動機(jī)床來加工。2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)工藝設(shè)計(jì)是工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期工藝2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容有以下部分:①選擇并確定零件適合在數(shù)控機(jī)床上加工的內(nèi)容;②對零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析,明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求;③具體設(shè)計(jì)加工工序,選擇刀具、夾具及切削用量;④處理特殊的工藝問題:對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的確定,加工路線的確定、刀具補(bǔ)償、分配加工誤差等;⑤處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令,編制工藝文件。⑥在編程中,對一些特殊的工藝問題(如對刀點(diǎn)、刀具軌跡路線設(shè)計(jì)等)也應(yīng)做一些處理。2.3數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容有以下部分:2.3.1數(shù)控加工工藝分析1.選擇并決定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容:當(dāng)選擇并決定某個零件進(jìn)行數(shù)控加工后,并不等于要把它所有的加工內(nèi)容都包下來,可能只是其中的一部分進(jìn)行數(shù)控加工。必須對零件圖紙進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析,選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在選擇時,一般可按下列順序考慮:(1)通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容;(2)通用機(jī)床難加工,質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容;(3)通用機(jī)床加工效率低,工人手工操作勞動強(qiáng)度大的內(nèi)容,可在數(shù)控機(jī)床尚存在富余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。2.3.1數(shù)控加工工藝分析1.選擇并決定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容2.3.1數(shù)控加工工藝分析2.零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則(1)零件圖上尺寸標(biāo)注應(yīng)適合數(shù)控加工的特點(diǎn),最傾向于以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。(2)構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分。(3)審查與分析定位基準(zhǔn)的可靠性特別強(qiáng)調(diào)定位加工,尤其正反兩面都采用數(shù)控加工的零件,以同一基準(zhǔn)定位十分必要,所以,如零件本身有合適的孔,最好用它來做定位基準(zhǔn)孔,若沒有合適的孔,也要想法專門設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)。若無法做出工藝孔,可以考慮以零件輪廓的基準(zhǔn)邊定位或毛坯上增加工藝凸耳,打出工藝孔,完成定位加工后再去除的方法。2.3.1數(shù)控加工工藝分析2.零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則2.3.1數(shù)控加工工藝分析3.零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)(1)零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸,這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù),使編程方便,效益提高。(2)內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小,因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。通常R<0.2H(H為被加工零件輪廓面的最大高度)時,可以判定零件的該部位工藝性不好。(3)銑削零件底面時,槽底圓角半徑r不應(yīng)過大。圓角r越大,銑刀端刃銑平面的能力越差,效率也越低,當(dāng)r大到一定程度時,甚至必須用球頭刀加工,應(yīng)盡量避免。因?yàn)殂姷杜c銑削平面接觸的最大直徑d=D—2r(D為銑刀直徑)。當(dāng)D一定時,r越大,銑刀端刃銑削平面的面積越小,加工表面的能力越差,工藝性也越差。2.3.1數(shù)控加工工藝分析3.零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),其設(shè)計(jì)的質(zhì)量會直接影響零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)工藝路線時應(yīng)對零件圖、毛坯圖結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)認(rèn)真消化,靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則,盡量把數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)得更合理一些。1.工序的劃分在數(shù)控機(jī)床上加工零件,工序應(yīng)比較集中,在一次裝夾中應(yīng)盡可能完成大部分工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣,考慮被加工零件是否可以在一臺數(shù)控機(jī)床上完成整個零件的加工工作。若不能,則應(yīng)選擇哪一部分零件表面在數(shù)控機(jī)床加工,即對零件進(jìn)行工序劃分2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)2.工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內(nèi)往往要采用不同刀具和切削用量,對不同表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序,在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。3.工序順序的安排工序順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況,以及定位與夾緊的需要來考慮,重點(diǎn)使工件的剛性不被破壞。2.3.2數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)2.工步的劃分2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)當(dāng)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)完成后,各道數(shù)控加工工序的內(nèi)容已經(jīng)基本確定,接下來便可著手?jǐn)?shù)控加工工序設(shè)計(jì)。數(shù)控加工工序的主要任務(wù)是進(jìn)一步把本工序的加工內(nèi)容、加工用量、工藝裝備、定位夾緊方式以及刀具的運(yùn)動軌跡都具體確定下來,為編制加工程序作好準(zhǔn)備。1.加工路線的確定在數(shù)控加工中,刀具刀位點(diǎn)相對于工件運(yùn)動的軌跡稱為加工路線。編程時,加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn):(1)加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面質(zhì)量,且效率要高;(2)使數(shù)值計(jì)算簡單,以減少編程運(yùn)算量;2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)當(dāng)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)完成后,各2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)應(yīng)使加工路線最短,這樣既可簡化程序段,又可減少空走刀時間。(4)刀具的進(jìn)退刀應(yīng)沿切線方向切入和切出,并且在輪廓切削過程中要避免停頓,以免因切削力突然變化而造成彈性變形,致使在零件輪廓上留下刀具的刻痕。另外確定加工路線時,還要考慮工件的加工余量和機(jī)床刀具的系統(tǒng)剛度等情況,確定是一次走刀還是多次走刀完成加工。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)應(yīng)使加工路線最短,這樣既可2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)2.工件的裝夾及夾具選擇為保證加工質(zhì)量,并減少輔助操作時間,應(yīng)選用能準(zhǔn)確迅速定位并夾緊工作的裝夾方案和夾具。(1)定位裝夾的基本原則被加工零件在數(shù)控機(jī)床上的安裝方法與一般機(jī)床一樣,也要合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。(2)夾具選擇的基本原則數(shù)控加工對夾具的要求主要有兩點(diǎn):一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定;二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)2.工件的裝夾及夾具選擇2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)夾具的類型根據(jù)所使用的機(jī)床不同,用于數(shù)控機(jī)床的通用夾具通??煞譃橐韵聨追N:1)數(shù)控車床夾具數(shù)控車床夾具主要有三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、花盤等。2)數(shù)控銑床夾具數(shù)控銑床常用夾具是平口鉗3)加工中心夾具數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是各類數(shù)控銑床和加工中心的理想配套附件,有立式工作臺、臥式工作臺和立臥兩用回轉(zhuǎn)工作臺等不同類型產(chǎn)品。除以上通用夾具外,數(shù)控機(jī)床夾具主要采用拼裝夾具、組合夾具、可調(diào)夾具等夾具。2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)(3)夾具的類型2.3.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)3.對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定在進(jìn)行數(shù)控加工編程時,往往是將整個刀具濃縮視為一個點(diǎn),那就是“刀位點(diǎn)”,它是在刀具上用于表現(xiàn)刀具位置的參照點(diǎn),如圖2-11所示。一般來說,立銑刀、端銑刀的刀位點(diǎn)是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn);球頭銑
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