數(shù)控車床編程及其應(yīng)用基礎(chǔ)

數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)一、數(shù)控車床的組成及工作特點(diǎn)

數(shù)控程序輸入裝置輸出裝置計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC裝置)PLC速度控制單元主軸控制主軸電機(jī)機(jī)床主體伺服電機(jī)位置檢測(cè)反饋存儲(chǔ)介質(zhì)輸入輸出CNC裝置伺服系統(tǒng)數(shù)控車床的組成數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)工作特點(diǎn)：1、具有高度柔性在數(shù)控機(jī)床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機(jī)床不同，不必制造，更換工具、還夾具，不需要重新調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床適用于所加工的零件頻繁更換的場(chǎng)合，即適合單件、小批量產(chǎn)品生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量的工藝裝備的費(fèi)用。2、加工精度高數(shù)控機(jī)床的加工精度一般可達(dá)0.005~0.1mm，數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號(hào)形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一個(gè)脈沖當(dāng)量(一般為0.001mm)，而且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)3、加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠加工同一批零件，在同一機(jī)床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。4、生產(chǎn)效率高數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間，數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)來(lái)和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削。數(shù)控機(jī)床目前正進(jìn)入高速加工時(shí)代，數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位及高速切削加工，極大地提高了生產(chǎn)效率。另外，與加工中心的刀庫(kù)配合使用，可實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)5、改善勞動(dòng)條件數(shù)控機(jī)床加工前經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動(dòng)，機(jī)床就能自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行加工，直至加工結(jié)束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、加工狀態(tài)的觀測(cè)、零件的檢驗(yàn)等工作，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，機(jī)床操作者的勞動(dòng)趨于智力型工作。另外，機(jī)床一般是封閉加工的，既清潔，又安全。6、利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)床的加工，可先精確估計(jì)加工時(shí)間，對(duì)所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理，易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，目前與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是現(xiàn)代化集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。二、數(shù)控車床刀具及工裝系統(tǒng)數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)1、數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求

⑴、刀具材料應(yīng)有一定的堅(jiān)硬性、耐磨性和良好的切削性能，能適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速切削。⑵、刀具工作可靠性高，刀具材料有足夠的強(qiáng)度和韌性，能承受較高的沖擊載荷。刀具材料導(dǎo)熱性好，能降低切削溫度，提高刀具耐用度，保證數(shù)控機(jī)床的加工精度。⑶、刀具的尺寸和定位精度高，滿足數(shù)控機(jī)床的加工精度。⑷、刀具具有良好的斷屑功能，使得切削加工過(guò)程平穩(wěn)。⑸、刀具能夠適應(yīng)數(shù)控機(jī)床的快速換刀，減少換刀輔助時(shí)間。⑹、數(shù)控刀具設(shè)計(jì)制造要求標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。

數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)2、數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具材料的要求

⑴、較高的硬度和耐磨性

⑵、足夠的強(qiáng)度和韌性

⑶、較高的耐熱性

⑷、較好的導(dǎo)熱性

⑸、良好的工藝性

4、數(shù)控車床刀具類型按進(jìn)刀方式可分：左進(jìn)刀，右進(jìn)刀和中間進(jìn)刀按刀具對(duì)工件的加工位置可分：內(nèi)孔加工、外圓加工和端面加工按加工工件正式形狀可分：切槽、螺紋和仿形加工3、刀具材料的種類⑴高速鋼⑵硬質(zhì)合金⑶涂層刀具⑷非金屬刀具數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)5、可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)與ISO表示規(guī)則C

N

M

G

12

04

08

R

PF

刀片形狀的代碼，如代碼C表示刀尖角為800

主切削刃后角的代碼，如代碼N表示后角為00

刀片尺寸公差的代碼，如代碼M表示刀片厚度公差為±0.130

刀片斷屑及夾固形式的代碼，如代碼G表示雙面斷屑槽，夾固形式為通孔

切削刃長(zhǎng)度表示方法，如代碼12表示切削刃長(zhǎng)度為12mm

刀片厚度的代碼，如代碼04表示刀片厚度為4.76mm

修光刃的代碼，如代碼08表示刀尖圓弧半徑為0.8mm

表示特殊需要的代碼

進(jìn)給方向的代碼，如代碼R表示右進(jìn)刀，代碼L表示左進(jìn)刀，代碼N表示中間進(jìn)刀

斷屑槽型的代碼

數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)6、可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)的選用⑴、選擇刀片夾固系統(tǒng)

根據(jù)切削加工要求選擇合適的刀片夾固方式

數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)⑵、選擇可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)

選擇刀片斷屑槽型：根據(jù)工件材料的切削性能選用合適的刀片斷屑槽型

切削刃長(zhǎng)度計(jì)算：通過(guò)刀具主偏角K和切削深度a計(jì)算刀片有效切削刃長(zhǎng)度L，并推算刀刃的實(shí)際長(zhǎng)度，然后根據(jù)刀刃的實(shí)際長(zhǎng)度選用合適的切削刃長(zhǎng)度代碼。

刀片有效切削刃長(zhǎng)L計(jì)算公式：

Lmax=(0.25-0.5)LLmax=0.4d式中：d－圓形刀片直徑mmL－刀片切削刃長(zhǎng)度mm數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)⑶、選擇刀片刀尖圓弧

粗加工走刀量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：f粗=0.5R式中：R刀尖圓弧半徑mmf粗粗加工走刀量mm

精加工走刀量f公式：Rt=

式中：Rt輪廓深度μm

f進(jìn)給量mm/r

rε刀尖圓弧半徑mm

數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)⑷、選擇刀片材料牌號(hào)根據(jù)車削工件的材料及其硬度、選用的切削用量來(lái)選擇可轉(zhuǎn)位刀片材料的牌號(hào)。數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)三、數(shù)控車床系統(tǒng)M、S、F、T功能指令

1、輔助功能指令(M功能)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(kāi)關(guān)動(dòng)作，如下表所示(GSK928TA系統(tǒng))。代碼功能字代碼功能字M00程序停止

M08開(kāi)冷卻泵M02程序結(jié)束M09關(guān)冷卻泵M03主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

M12程序暫停M04主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)

M30程序停止并返回開(kāi)始處

M05主軸旋轉(zhuǎn)停止

M92程序無(wú)條件跳轉(zhuǎn)數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)2、進(jìn)給量指令(F功能)指令格式F_指令功能F表示進(jìn)給地址符。指令說(shuō)明F表示主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r；也可以表示進(jìn)給速度，單位為mm/min。其量綱通過(guò)G指令設(shè)定。

有兩種使用方法：⑴、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：G99F_例：G99F0.2表示進(jìn)給量為0.2mm/r⑵、每分鐘進(jìn)給量：G98F_例：G98F100表示進(jìn)給量為100mm/min注：G98可省略。數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ) 3、主軸轉(zhuǎn)速指令指令格式S_指令功能S表示主軸轉(zhuǎn)速地址符，指令說(shuō)明S表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min；也可以表示切削速度，單位為m/min。其量綱通過(guò)G指令設(shè)定。

使用方法如下：⑴、最高轉(zhuǎn)速限制：G50S_例：G50S3000表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min⑵恒線速控制：G96S_例：G96S150表示切削點(diǎn)線速度控制在150m/min⑶恒線速取消：G97S_例：G97S3000表示恒線速取消后主軸轉(zhuǎn)速為3000r/min數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)

4、刀具號(hào)指令指令格式T_指令功能T表示刀具地址符，前兩位數(shù)表示刀具號(hào)，后兩位數(shù)表示刀具補(bǔ)償號(hào)。通過(guò)刀具補(bǔ)償號(hào)調(diào)用刀具數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)刀具補(bǔ)償參數(shù)。

例：T0303表示選用3號(hào)刀及3號(hào)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值和刀尖圓弧半經(jīng)補(bǔ)償值。數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)5、準(zhǔn)備指令(G指令)⑴、快速進(jìn)給指令（G00）指令格式G00X（U）_Z（W）_指令功能G00指令表示刀具以機(jī)床給定的快速進(jìn)給速度移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)，又稱為點(diǎn)定位指令。指令說(shuō)明采用絕對(duì)坐標(biāo)編程，X、Z表示目標(biāo)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；采用增量坐標(biāo)編程，U、W表示目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)當(dāng)前點(diǎn)的移動(dòng)距離與方向。

數(shù)控車床編程及應(yīng)用基礎(chǔ)例題：如圖所示，刀具從換刀點(diǎn)Ａ（刀具起點(diǎn)）快進(jìn)到Ｂ點(diǎn)，試分別用絕對(duì)坐標(biāo)方式和增量坐標(biāo)方式編寫(xiě)G00程序段。

絕對(duì)坐標(biāo)編程：G00X40Z122增量坐標(biāo)編程：G00U-60W-80

數(shù)控車床斧編程及應(yīng)繁用基礎(chǔ)2、直線插牢補(bǔ)指令誕（G0擾1）指令格攀式G怒01綿X（U心）_絲式Z（袖W）_肯F螺_指令功能其G0餃1指令使弱刀具以設(shè)斃定的進(jìn)給柏速度從所箭在點(diǎn)出發(fā)聯(lián)，直線插感補(bǔ)至目標(biāo)群點(diǎn)。指令說(shuō)嚴(yán)明采用絕對(duì)后坐標(biāo)編程當(dāng)，X、Z表示目標(biāo)讀點(diǎn)在工件任坐標(biāo)系中包的坐標(biāo)位其置；采用耍增量坐標(biāo)繡編程U、W表示目標(biāo)估點(diǎn)相對(duì)當(dāng)綁前點(diǎn)的移肌動(dòng)距離與糞方向，其脅中F表示進(jìn)擠給速度話，在無(wú)知新的F指令替代似前一直有科效。數(shù)控車床泊編程及應(yīng)牌用基礎(chǔ)例題：如圖所施示，設(shè)堡零件各針表面已毯完成粗釘加工，睡試分別廣用絕對(duì)概坐標(biāo)方榜式和增所量坐標(biāo)罪方式因編寫(xiě)G么00，陽(yáng)G01弟程序段舍。絕對(duì)坐標(biāo)剝編程：G00顏X18扁Z2茄A-BG01盞X18魄Z-15哲F50社B-CG01朱X3辭0Z有-26錢C室-DG01娛X30艘Z-36川D-大EG01辱X42億Z-36軌E-專F增量坐朗標(biāo)編程宗：G00海U-62虹W-5酷8A擴(kuò)-BG01受Ｗ-17市Ｆ50萄Ｂ-渾ＣG01采U1俘2W醫(yī)-11妥Ｃ鏡-ＤG01岸W-宅10紋Ｄ-償ＥG01質(zhì)U12稿Ｅ-慢Ｆ數(shù)控車港床編程笛及應(yīng)用刊基礎(chǔ)3、圓弧膽插補(bǔ)指令井（G02紛，G03賺）指令格洪式矛G02紀(jì)X（建U）_拒Z（藝W）I朽_K膏_(襯R)備F_G03畜X（U）焰_Z（亡W）I_淺K_印(R)抖F_指令功際能鴨G02鳥(niǎo)、G0濾3指令肅表示刀前具以Ｆ腳進(jìn)給速脫度從圓垃弧起點(diǎn)松向圓弧眼終點(diǎn)進(jìn)戚行圓弧啟插補(bǔ)。指令說(shuō)墨明艱1）G貨02為宇順時(shí)針?biāo)箞A弧插恒補(bǔ)指令爬，G0學(xué)3為逆怪時(shí)針圓唯弧插補(bǔ)賭指令。耀圓弧的者順、逆榆方向判象斷見(jiàn)下頁(yè)圖1所示，桐朝著與邁圓弧所床在平面阻相垂直聞的坐標(biāo)秀軸的負(fù)墾方向看濃，順時(shí)算針為G漲02，補(bǔ)逆時(shí)針件為G0感3，下頁(yè)圖1分別表示涂了車床前旬置刀架和洞后置刀架佳對(duì)圓弧順映與逆方向忽的判斷；2）下頁(yè)圖2所示，采柿用絕對(duì)坐婚標(biāo)編程，X、Z為圓弧頭終點(diǎn)坐稱標(biāo)值；悔采用增悄量坐標(biāo)陣編程，U、W為圓弧據(jù)終點(diǎn)相吃對(duì)圓弧膛起點(diǎn)的管坐標(biāo)增闊量，R是圓弧搞半徑，臥當(dāng)圓弧添所對(duì)圓盒心角為0°～180°時(shí)，搏Ｒ取正插值；當(dāng)末圓心角滾為180°～360°時(shí)，R取負(fù)值棕。I、K為圓心在X、Z軸方向上銀相對(duì)圓弧餅起點(diǎn)的坐淋標(biāo)增量（蓄用半徑值么表示），I、K為零時(shí)梳可以省費(fèi)略。數(shù)控車床倍編程及應(yīng)辨用基礎(chǔ)圖1圖2數(shù)控車床番編程及應(yīng)據(jù)用基礎(chǔ)例題：如圖所示事，走刀路槽線為A-狗B-C-咬D-E-啞F，試分涼別用絕對(duì)戀坐標(biāo)方式澆和增量坐獎(jiǎng)標(biāo)方式編嚇程。絕對(duì)坐廚標(biāo)編程G03育X3考4Z另-4走K-4（或R庫(kù)4）F稀50只A-驚BG01縫Z-帝20遭B-援CG02安Z-捐40鬼R20疊C及-DG01券Z-抹58和D巴-EG02融X50咐Z-66仁I8（或R8飯）公E生-F增量坐能標(biāo)編程G03鍵U8卻W-激4k紐奉-4（或Ｒ所4）Ｆ絕50夕A-BG01久W-奧16澇B-來(lái)CG02續(xù)W-20萌R20罪C-福DG01陡W-奴18飲D-EG02丑U16鄉(xiāng)豐W-8從I8（或R節(jié)8）咸E-膨F數(shù)控車倍床編程詢及應(yīng)用糞基礎(chǔ)4、螺紋悲切削指令景（G32踐）指令格式濕G3促2X（普U）_理Z（W）紫_F秘_指令功煎能某切削加化工圓柱吊螺紋、繡圓錐螺含紋和平民面螺紋群。指令說(shuō)明誦１)雨Ｆ表示長(zhǎng)樹(shù)軸方向的濟(jì)導(dǎo)程，如模果Ｘ軸方曾向?yàn)殚L(zhǎng)軸露，Ｆ為半米徑值。醒對(duì)于圓錐蜻螺紋（圖包3-1-絮9），其攜斜角α在營(yíng)450以下時(shí)，巧Ｚ軸方向登為長(zhǎng)軸；絞斜角α在艷450～900時(shí)，Ｘ軸省方向?yàn)殚L(zhǎng)削軸；２)錦圓柱螺瓣紋切削北加工時(shí)號(hào)，Ｘ、脈Ｕ值可以省略到，格式為拖G3香2Z（同W）_霜F；３