數(shù)控車床編程與操作 PPT課件

1、數(shù)控車床編程與操作,劉蔡保 主編,1,目 錄,第一章 數(shù)控機床簡介 第二章 數(shù)控車床簡介 第三章 數(shù)控車床編程 第四章 數(shù)控車床加工工藝 第五章 典型數(shù)控車床零件加工工藝與編程 第六章 FANUC數(shù)控車床操作,2,第一章 數(shù)控機床簡介,數(shù)控機床：凡是用數(shù)字化的代碼把零件加工過程中的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量記錄在介質(zhì)上，送入計算機或數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過譯碼運算、處理，控制機床的刀具與工件的相對運動，加工出所需的零件，此類機床統(tǒng)稱為數(shù)控機床。,第一節(jié) 數(shù)控機床概述,3,第一章 數(shù)控機床簡介,數(shù)控機床的歷史 1.數(shù)控（NC）階段（19521970年） 2.計算機數(shù)控（CNC）階段（19

2、70年現(xiàn)在） 數(shù)控未來發(fā)展的趨勢 1. 繼續(xù)向開放式、基于PC的第六代方向發(fā)展 2. 向高速化和高精度化發(fā)展 3. 向智能化方向發(fā)展 應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù) 引入專家系統(tǒng)指導加工 引入故障診斷專家系統(tǒng) 智能化數(shù)字伺服驅(qū)動裝置,第二節(jié) 數(shù)控機床的歷史和未來趨勢,4,第一章 數(shù)控機床簡介,數(shù)控機床的基本組成,第三節(jié) 數(shù)控機床的基本組成和工作原理,5,第一章 數(shù)控機床簡介,數(shù)控機床的工作原理 通過數(shù)控裝置的插補軟件或插補運算器，把要求的軌跡用以“最小移動單位”為單位的等效折線進行擬合，并找出最接近理論軌跡的擬合折線。簡單說來，就是以無數(shù)的小折線模擬出斜線和曲線。,第三節(jié) 數(shù)控機床的基本組成和工作原理,6

3、,第一章 數(shù)控機床簡介,加工精度高 機床的柔性強 自動化程度高，勞動強度低 生產(chǎn)率高 良好的經(jīng)濟效益 有利于現(xiàn)代化管理,第四節(jié) 數(shù)控機床的特點,7,第二章 數(shù)控車床簡介,數(shù)控車床的結(jié)構(gòu),第一節(jié) 數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)和分類,8,第二章 數(shù)控車床簡介,數(shù)控車床的分類 1.按車床主軸位置分類 臥式數(shù)控車床 立式數(shù)控車床 2.按加工零件的基本類型分類 卡盤式數(shù)控車床 頂尖式數(shù)控車床 3.按刀架數(shù)量分類 單刀架數(shù)控車床 雙刀架數(shù)控車床 4.按功能分類 經(jīng)濟型數(shù)控車床 普通數(shù)控車床 車削加工中心,第一節(jié) 數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)和分類,9,第二章 數(shù)控車床簡介,從加工對象看，數(shù)控車床具有以下特點 1.精度要求高的零件 2

4、.表面粗糙度好的回轉(zhuǎn)體零件 3.輪廓形狀復雜的零件帶 4.一些特殊類型螺紋的零件 5.超精密、超低表面粗糙度的零件,第二節(jié) 數(shù)控車床的特點,10,第二章 數(shù)控車床簡介,與結(jié)構(gòu)和工作特點看，數(shù)控車床具有以下特點 1.采用了全封閉或半封閉防護裝置 2.采用自動排屑裝置 3.主軸轉(zhuǎn)速高，工件裝夾安全可靠。 4.可自動換刀 5.雙伺服電路驅(qū)動 6.無極變速 7.數(shù)控車床的最后一個結(jié)構(gòu)特點是輕拖動,第二節(jié) 數(shù)控車床的特點,11,第二章 數(shù)控車床簡介,數(shù)控車床刀具的類型,第三節(jié) 數(shù)控車床刀具,12,第二章 數(shù)控車床簡介,數(shù)控車床常用的刀具結(jié)構(gòu)形式 整體式 焊接式 機夾式 可轉(zhuǎn)位式,第三節(jié) 數(shù)控車床刀具,1

5、3,第二章 數(shù)控車床簡介,數(shù)控車床刀具的材料,第三節(jié) 數(shù)控車床刀具,14,第二章 數(shù)控車床簡介,切削用量的選擇原則 1.粗加工時切削用量的選擇原則 首先選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機床動力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳切削速度： 2.精加工時切削用量的選擇原則 首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面的粗糙度要求，選取較小的進給量；最后在保證刀具耐用度的前提下盡可能選取較高的切削速度。 切削用量各要素的選擇方法 1.背吃刀量的選擇 根據(jù)工件的加工余量確定。 2.進給量和進給速度的選擇 主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件

6、材料來選擇。 3.切削速度的選擇 主要考慮刀具和工件的材料以及切削加工的經(jīng)濟性。必須保證刀具的經(jīng)濟使用壽命。同時切削負荷不能超過機床的額定功率。,第四節(jié) 數(shù)控刀具 的切削用量的選擇,15,第二章 數(shù)控車床簡介,切削液的分類 1.油基切削液 礦物油 動植物油 普通復合切削液 極壓切削油 2.水基切削液 乳化液 合成切削液 半合成切削液,第五節(jié) 切削液,切削液的作用與性能 1.冷卻作用 2.潤滑作用 3.清洗作用 4.防銹作用,16,第三章 數(shù)控車床編程,從零件圖樣到編制零件加工程序和制作控制介質(zhì)的全過程，稱之為加工程序編制。 編程者（程序員或數(shù)控車床操作者）根據(jù)零件圖樣和工藝文件的要求，編制出可

7、在數(shù)控機床上運行以完成規(guī)定加工任務(wù)的一系列指令的過程。,17,第三章 數(shù)控車床編程,數(shù)控車床的坐標系和點 數(shù)控車床的坐標系分為機床坐標和工件坐標系（編程坐標系）兩種。無論哪種坐標系，都規(guī)定與機床主軸軸線平行的方向為Z軸方向。刀具遠離工件的方向為Z軸方向，即從卡盤中心至尾座頂尖中心的方向為正方向。X軸位于水平面內(nèi)，且垂直于主軸軸線方向，刀具遠離主軸軸線的方向為X軸的正方向。,第一節(jié) 數(shù)控機床編程的必要知識點,18,第三章 數(shù)控車床編程,進給速度 用F表示刀具中心運動時的進給速度。由地址碼F和后面若干位 數(shù)字構(gòu)成。進給率的單位是直線進給率mm/min，還是旋轉(zhuǎn)進給率 mm/r，取決于每個系統(tǒng)所采用

8、的進給速度的指定方法。,第一節(jié) 數(shù)控機床編程的必要知識點,19,第三章 數(shù)控車床編程,常用的輔助功能,第一節(jié) 數(shù)控機床編程的必要知識點,20,第三章 數(shù)控車床編程,由于數(shù)控車床加工的工件為回轉(zhuǎn)體零件，所以在求X方向的坐標值是必須按照直徑值去計算。,第二節(jié) 坐標點的尋找,21,第三章 數(shù)控車床編程,功能：快速定位，用于不接觸工件的走刀和遠離工件走刀時。 格式 G00 X_Z_ X、Z表示走刀的終點坐標 G00走刀不車削工件，即平常所說的走空刀，對減少加工過程中的空運行時間有很大作用。 G00指令不需指定進給速度F的值，由機床系統(tǒng)默認設(shè)定，一般可達到15m/min。,第三節(jié) 快速定位 G00,22

9、,第三章 數(shù)控車床編程,功能：車削工件時，刀具按照指定的坐標和速度，以任意斜率由起始點移動到終點位置做直線運動。 格式 G01 X_Z_F_ 其中X、Z是終點（目標點）的坐標，F(xiàn)是進給速度，既走刀速 度，為模態(tài)碼。,第四節(jié) 直線 G01,23,第三章 數(shù)控車床編程,功能：圓弧指令命令刀具在指定的平面內(nèi)按給定的速度F做圓弧運動，車削出圓弧輪廓。圓弧分為順時針圓弧和逆時針圓弧，與走刀方向、刀架位置有關(guān)。 格式 G02 X_Z_R_F_ 順時針圓弧 G03 X_Z_R_F_ 逆時針圓弧 X、Z為圓弧終點坐標，R為圓弧半徑，F(xiàn)是進給速度。,第五節(jié) 圓弧G02/03,24,第三章 數(shù)控車床編程,圓弧順逆

10、的判斷 圓弧指令分為順時針指令（G02）和逆時針指令（G03），圓弧的順逆和刀架的前置后置有關(guān) 。,第五節(jié) 圓弧G02/03,25,第三章 數(shù)控車床編程,功能：車削時按照輪廓加工的最終路徑形狀，進行反復循環(huán)加工。 格式： G00 X Z 循環(huán)起點 G73 Uu Ww Rr G73 P Q Uu1 Ww1 F f,第六節(jié) 復合形狀粗車循環(huán)G73,X向的總吃刀量，半徑值，mm。 Z向的每次吃刀量，mm。 循環(huán)次數(shù)。,開始和結(jié)束段號。 X向和Z向精車余量,mm。 進給速度 。,26,第三章 數(shù)控車床編程, 循環(huán)起點定位可用不僅可用G00指令，還可以使用G01.G02.G03等，這里用 G00只是格式

11、說明。并且用 G00指令可以實現(xiàn)快速定位。 循環(huán)指令均可自動退刀，我們不需指定。注意自動退刀要避免產(chǎn)生刀具干涉。 該指令可以切削凹陷形的零件。 循環(huán)起點要大于毛坯外徑，即定位在工件的外部。 粗車循環(huán)后用精車循環(huán)G70指令進行精加工，將粗車循環(huán)剩余的精車余量切削 完畢。格式如下： G00 X Z 循環(huán)起點 G70 P Q F f 進給速度 程序開始段號 程序結(jié)束段號 精車時要提高主軸轉(zhuǎn)速，降低進給速度，以達到表面要求。 精車循環(huán)指令常常借用粗車循環(huán)指令中的循環(huán)起點，因此不必指定循環(huán)起點。,第六節(jié) 復合形狀粗車循環(huán)G73,27,第三章 數(shù)控車床編程,中間帶有凹陷部分的工件 頭部有倒角的工件,第五節(jié)

12、 圓弧G02/03,頭部為球形的工件,28,第三章 數(shù)控車床編程,功能：G32指令車削螺紋的方法和普通車床一樣，采用多次車削、逐步遞減的方式。 螺紋的車削方式 螺紋的描述方式 格式 G32 X_Z_F_ X、Z螺紋終點坐標，F(xiàn)是螺距。 該指令不需指定進給速度，進給速度和主軸轉(zhuǎn)速由系統(tǒng)自動配給，保證螺紋加工到位。 由“螺紋描述方式”圖中，在螺紋加工過程中，直線部分是螺紋加工部分，用G32指令； 虛線部分是退刀和定位部分，用G00/G01指令；圖中標示的每個坐標點必須經(jīng)過。,第七節(jié) 螺紋切削G32,29,第三章 數(shù)控車床編程,功能：G92是簡單循環(huán)，只需指定螺紋加工的循環(huán)起點和每次螺紋終點。 G9

13、2螺紋的描述方式 格式 G00 X_Z_ G92 X_Z_R_F_ X、Z螺紋終點坐標；R是錐度，直螺紋時可不寫；F是螺距。 該指令不需指定進給速度，進給速度和主軸轉(zhuǎn)速有系統(tǒng)自動給定，保證螺紋加工到位。 由圖中得知，虛線部分不用描述，該指令只需要描述循環(huán)起點和每次螺紋加工終點。 由于每次的循環(huán)起點可設(shè)為一個點，所以起點只需要指定一次，模態(tài)有效。,第八節(jié) 簡單螺紋循環(huán)G92,30,第三章 數(shù)控車床編程,此處涉及的簡單的加工工序的編制，相關(guān)舉例說明請在本書中查閱，此處不再贅述。,第九節(jié) 簡單加工工藝的編制,31,第三章 數(shù)控車床編程,功能：該指令由刀具平行于Z軸方向（縱向）進行切削循環(huán)，又稱縱向切

14、削循環(huán)。適合加工軸類零件。 格式： G00 X Z 循環(huán)起點 G71 Uu Re 退刀量 X向每次吃刀量，mm G71 P Q Uu1 Ww1 F f,第十節(jié) 外徑粗車循環(huán) G71,開始和結(jié)束段號。 X向和Z向精車余量,mm。 進給速度 。,32,第三章 數(shù)控車床編程, G71循環(huán)程序段的第一句只能寫X值，不能寫Z或X、Z同時寫入。 該循環(huán)的起始點位于毛坯外徑處。 該指令只能切削前小后大的工件，不能切削凹進形的輪廓。 用G98（即用mm/min）編程時，螺紋切削后用割斷刀的進給速度F 一定要寫，否則進給速度的單位將變成mm/r并用螺紋切削的進給 速度，引起撞刀。 使用該指令頭部倒角，由于實際加

15、工是最后加工，描述路徑時無 需按照延長線描述。 由G71每一次循環(huán)都可以車削得到工件，避免了G73出現(xiàn)的走空刀 的情況。因此，當加工程序既可用G71編制，也可用G73編制時， 盡量選取G71編程。由于G71循環(huán)按照直線車削，加工速度高于 G73，有利于提高工作效率。,第十節(jié) 外徑粗車循環(huán) G71,33,第三章 數(shù)控車床編程,功能：該指令又稱橫向切削循環(huán)，與G71指令類似，不同之處是G72的刀具路徑是按徑向X軸方向）進行切削循環(huán)的，適合加工盤類零件。 格式： G00 X Z 循環(huán)起點 G72 Ww Re 退刀量 Y向每次吃刀量，mm G72 P Q Uu1 Ww1 F f,第十一節(jié) 端面粗車循環(huán)

16、 G72,開始和結(jié)束段號。 X向和Z向精車余量,mm。 進給速度 。,34,第三章 數(shù)控車床編程, G72精加工程序段的第一句只能寫Z值，不能寫X或X、Z同時寫入。 該循環(huán)的起刀點位于毛坯外徑處。 該指令只能切削前小后大的工件，不能切削凹進形的輪廓。 一般上 G72指令采用平放的外圓車刀，防止豎放的外圓車刀扎如工件，引起撞刀。 由于G72走刀是逐步深入工件內(nèi)部，所以G72指令可以加工內(nèi)孔輪廓工件。 使用該指令頭部倒角，由于實際加工走刀的關(guān)系，描述路徑時無需按照延長線述。 G72描述路徑與G73和G71不同，G72從工件后部開始描述，相應(yīng)的出現(xiàn)了圓弧的方 向問題。,第十一節(jié) 端面粗車循環(huán) G72

17、,35,第三章 數(shù)控車床編程,內(nèi)輪廓加工循環(huán)（內(nèi)孔加工、內(nèi)圓加工） G72走刀是逐步深入工件內(nèi)部，所以G72指令可以加工內(nèi)孔輪廓工件。由于G71走刀一次加工到工件的尾部，會引起撞刀，G73類似。 G72做內(nèi)部輪廓加工時，給定的精車余量為負值，如G72 P Q U-0.2 W-0.1 F ，此時U、W為負值，才會使粗車加工留有余量。,第十一節(jié) 端面粗車循環(huán) G72,36,第三章 數(shù)控車床編程,功能：G76只需指定螺紋加工的循環(huán)地點和最后一刀螺紋終點坐標既可。 格式： G00 X Z 循環(huán)起點 G76 P m Q dmin Re 精車余量 最小背吃刀量,半徑值m G76 X Z Ph Q dmax

18、 R_ F 導程（導程=螺距線數(shù)） 螺紋終點坐標 牙深m 最大被吃刀量m 錐度mm,第十二節(jié) 螺紋切削循環(huán) G76,m：精加工重復次數(shù)（0199）； ：螺紋尾部倒角量，即斜向退刀量（0099mm） ：螺紋刀刀尖角度，允許配合牙形角角度： 80、60、55、30、29、0 此類命令中均是2位數(shù)指定，不足的補“0”， 精加工4次，無倒角量，60螺紋刀P040060,37,第三章 數(shù)控車床編程, 該指令不需指定進給速度，進給速度和主軸轉(zhuǎn)速由系統(tǒng)自動給定，保證螺紋加 工到位。 由圖中得知，虛線部分不用描述，該指令只需要描述循環(huán)起點和最后一刀的螺 紋加工終點。 該指令不需指定精確的最大和最小切深，系統(tǒng)根

19、據(jù)給定的數(shù)值計算每次的吃刀 量，按遞減方式切深。 G76內(nèi)的相關(guān)數(shù)值設(shè)定：精車次數(shù)即認為等同于螺紋加工次數(shù)；若題目中未指 定螺紋刀的角度，按照60；精車余量一般取值不大于最小背吃刀量。直螺紋 時錐度寫R0。,第十二節(jié) 螺紋切削循環(huán) G76,38,第三章 數(shù)控車床編程,功能：在X方向?qū)ぜM行切槽的處理 格式： G00 X Z 循環(huán)起點 G75 Re 每次退刀量，mm G75 X Z Ph Q R_ F 進給速度 切槽終點坐標 切完一個刀寬后，槽底移動量m x向吃刀量m 切完一個刀寬后，槽頂移動量m,第十三節(jié) 切槽循環(huán) G75,39,第三章 數(shù)控車床編程,功能：在Z方向?qū)ぜM行孔加工的處理 格

20、式： G00 X Z 循環(huán)起點 G74 Re 每次退刀量，mm G74 X Z Ph Q R_ F 進給速度 鏜孔終點坐標 切完一個刀寬后，孔底移動量m z向吃刀量m 切完一個刀寬后，孔頂移動量m,第十四節(jié) 鏜孔循環(huán) G75,40,第三章 數(shù)控車床編程,錐度螺紋是螺紋的前后具有半徑差的螺紋，半徑差由前端的螺紋半徑值減去尾端的螺紋的的半徑值得出，因此：順錐，錐度R0。,第十五節(jié) 錐度螺紋,由圖中得知，錐度R并非是工件成形螺紋的半徑差，螺紋加工的起點是以循環(huán)起點為基礎(chǔ)，所作出的延長線（A點）來計算的，因為螺紋加工的循環(huán)起點必須在工件外部，即按照：起點AB的順序進行加工。 延長線的計算方法和倒角的類

21、似，用相似三角形，不再贅述。 G92和G76指令只需給出加工的終點，而A點不需指出，在計算的時候只需我們給定錐度（半徑的差值）即可。,41,第三章 數(shù)控車床編程,功能：多頭螺紋一般用G92指令來實現(xiàn)，通過分度旋入的方法加工出所需的螺紋，度數(shù)指定按照微度，即180要寫成180000。 格式 G00 X_Z_ G92 X_Z_R_F_Q _ X、Z螺紋終點坐標；R是錐度，直螺紋時可不寫；F是導程，導程=線數(shù)螺距。Q是螺紋分度度數(shù)。 該指令不需指定進給速度，進給速度和主軸轉(zhuǎn)速由系統(tǒng)自動配給，保證螺紋加工到位。 M203（P1.5）表示該螺紋導程為3，螺距為1.5，則該螺紋為雙頭螺紋。 加工方法同G9

22、2指令。 Q為非摸態(tài)碼，因此每步必須要寫。,第十六節(jié) 多頭螺紋,42,第三章 數(shù)控車床編程,功能：數(shù)控車床加工曲線的原理是“擬合曲線”，即用直線模擬曲線（詳見第一章第三節(jié)），由于機床設(shè)定Z向脈沖（即最小移動量）是個定值，因此，機床加工曲線實際上是根據(jù)每次Z向的移動量去計算X值，并用直線連接。 格式,第十七節(jié) 橢圓,43,第三章 數(shù)控車床編程,功能：外徑粗加工。 格式 G00 X_Z_ G90 X_Z_R_F_ X、Z每次加工終點坐標；R是錐度；F是進給速度。,第十八節(jié) 簡單外徑循環(huán) G90,44,第三章 數(shù)控車床編程,功能：外徑粗加工。 格式 G00 X_Z_ G94 X_Z_R_F_ X、Z

23、每次加工終點坐標；R是錐度；F是進給速度。,第十九節(jié) 簡單端面循環(huán) G90,45,第三章 數(shù)控車床編程,對于 X 軸和 Z 軸的相對坐標指令是 U 和W，指X方向或Z方向移動了多少距離。X向差值根據(jù)系統(tǒng)不同，可以是半徑值，也可以是直徑值，此處X方向差值以直徑舉例說明。,第二十節(jié) 絕對編程和相對編程,46,第四章 數(shù)控車床加工工藝,數(shù)控加工是在數(shù)控機床上按照事先編制好的加工程序自動地對工件進行加工的過程。其具體步驟與要求如下： 1.分析零件圖樣 2.工藝處理 3.數(shù)學處理 4.編寫零件加工程序單 5.制備控制介質(zhì)及程序校驗 6.數(shù)控加工工藝文件,第一節(jié) 數(shù)控車床加工過程,47,第四章 數(shù)控車床加

24、工工藝,數(shù)控加工及其特點 1.具有復雜形狀加工能力 2.高質(zhì)量 3.高效率 4.高柔性 5.易于形成網(wǎng)絡(luò)控制 6.技術(shù)要求高,第一節(jié) 數(shù)控車床加工過程,48,第四章 數(shù)控車床加工工藝,數(shù)控加工工藝與普通加工工藝有許多相同之處，也有許多差異：在數(shù)控加工中對加工零件進行工藝分析，擬定工藝方案都涉及到一些工藝問題的處理。數(shù)控加工工藝的合理確定對實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟的數(shù)控加工具有極其重要的意義。 1.數(shù)控加工工序的劃分 2.工序劃分的方法 3.加工路線的確定 4.切削參數(shù)的確定 5.編程誤差及其控制 6.數(shù)學處理 7.零件的工藝規(guī)程,第二節(jié) 數(shù)控加工工序的劃分原則與內(nèi)容,49,第四章 數(shù)控車床加工工藝

25、,編寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件是數(shù)控加工工藝設(shè)計的內(nèi)容之一。這些專用技術(shù)文件既是數(shù)控加工、產(chǎn)品驗收的依據(jù)，也是需要操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程。 1.數(shù)控加工走刀路線圖 2.數(shù)控車削加工刀具卡片 3.數(shù)控車削加工工序卡片 4.數(shù)控加工程序說明卡 5.數(shù)控車削加工刀具調(diào)整圖 6.數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫要求 7.零件的工藝規(guī)程,第三節(jié) 數(shù)控加工工藝的編制,50,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,一、螺紋特型軸,51,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,二、細長軸,52,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,三、特長螺紋軸,53,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,二、細長軸,54,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,四、復合軸,55,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,五、圓錐銷配合件,56,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,六、螺紋手柄,57,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,七、單球手柄,58,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,八、螺紋特型件,59,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,九、球頭特種件,60,第五章 典型數(shù)控車床零件的加工工藝與編程,十、弧形軸特件,61,第五章 典