实习讲义-11数控车床.ppt

金工实习 数控车床实习 金 工 实 习 金工实习 一、实习目的 1.了解数控车床的工作原理和有关组成部分的 作用。 2.了解零件加工程序的编制方法。会使用常用 的G50、G00、G01、G02、 G03、F、S、T、M等编 程指令。 3.了解数控车床加工零件的工艺过程和操作方 法。 4.了解数控车床与普通车床加工的异同点。 金工实习 二、数控车床加工简介 金工实习 二、数控车床加工简介 数控车床又称为CNC(Computer Numerical Control)车床，即计算机数字控制车床。 普通车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工 。 数控车床加工原理：是将编制好的加工程序输入 到数控系统中，由数控系统通过控制车床X、Z坐标轴 的伺服电动机去控制车床进给运动部件的动作顺序、 移动量和进给速度，再配以主轴的转速和转向，便能 加工出各种不同形状的轴类和盘套类回转体零件。 1数控车床原理 金工实习 二、数控车床加工简介 2.2.数控车床的加工特点：数控车床的加工特点： 加工精度高(能达到0.001mm)，稳定性好； 加工生产效率高(比普通车床效率高23倍，有时可 提高几十倍)，经济效益好； 自动化程度高，劳动强度低； 价格昂贵，控制复杂，维修较难。 3.数控车床的一般应用： 精度较高、批量生产的零件；各种形状复杂的轴类和 盘套类零件。 金工实习 三、数控车床加工工艺制定方法 在数控车床上加工零件时，应遵循如下工艺原则： 1选择适合在数控车床上加工的零件。 2分析加工零件图样，明确加工内容和技术要求。 3确定工件坐标系原点位置。 4制定加工工艺路线。 5选择合理的切削用量。 6选择合适的刀具。 7数据处理。 8编编制加工程序，调试调试 加工程序，完成零件加工。 应应考虑虑加工起始点位置，起始点一般也作为为加工结结束的终终 点，起始点应应便于检查检查 和装夹夹工件；应应考虑虑粗车车、半精 车车、精车车路线线，尽可能以最少的进给进给 路线线完成零件的加工 ；应应考虑换虑换 刀点位置，换换刀点是加工过过程中刀架进进行自动动 换换刀的位置，换换刀点位置的选择应选择应 考虑虑在换换刀过过程中不 发发生干涉现现象，且换换刀路线线尽可能短。 加工起始点和换换刀点可选选同一点。 在本系统统中进给进给 速度采用F(mm/min)方式，范围围在1 240000m/min以内，精加工采用150mm/min，半精加工采 用5080mm/min，粗加工采用80100mm/min，快速移动动采 用1002500mm/min。 本机床精加工背吃刀量一般可选择选择 0.050.4mm，粗加工背 吃刀量应应小于2.5mm。 计计算出各直线线、圆圆弧的起止点的 坐标值标值 。 金工实习 四、数控车床坐标系的确定 2工件坐标系 用来确定工件坐标标系的基 本坐标标系。是机床上固有 的坐标标系，并设设有固定的 坐标标原点。 1机床坐标系 金工实习 四、数控车床坐标系的确定 2工件坐标系 编编程人员员在编编程时时使用的， 以工件图纸图纸 上的某一固定点 为为原点，所建立的一个新的 坐标标系。 1机床坐标系 一般通过对刀 获得工件坐标 系。 金工实习 3坐标系方向 2工件坐标系 刀具运动动的正方向是工件 与刀具距离增大的方向 1机床坐标系 四、数控车床坐标系的确定 金工实习 4绝对坐标系与相对坐标系 3坐标系方向 2工件坐标系 1机床坐标系 各点的坐标标均以编编程坐标标 系原点为为基准的坐标系。 用X、Z表示。 终点的坐标标相对于起点的 坐标系。用U、W表示。 四、数控车床坐标系的确定 金工实习 五、数控车床程序格式 N* G* X(U)* Z(W)* I* K*(R*) F* S* T* M*； 程序段结束符号 辅助功能 尺寸功能 刀具功能 主轴功能 进给功能 准备功能 程序顺序号 金工实习 五、数控车床程序格式 注意： 1.在程序段中既有G指令，又有S、M、T指令时，先 执行S、M、T指令，后执行G指令。 2.程序的每一行必须以“；”结束。 3.按绝对坐标编程时，X为直径值；按增量坐标编程 时，U为径向实际位移值的两倍。 4.采用绝对坐标方式编程时，坐标字用X、Z表示； 选用增量坐标时用U、W表示，也可两者混用。 金工实习 六、常用指令 1准备备功能(G指令功能、G代码码) 准备备功能是建立机床或控制系统统工作方式的一种命 令。 模态态： 在同一组组其他的G代码码被指定前，均有效的G代码码。 非模态态： 仅仅在被指定的程序段内有效的G代码码。 金工实习 1准备备功能 (1)设定工件坐标系指令 G50 指令格式：N- G50 X- Z-； X、Z为为起刀点相对对于工件原点的位置。 注：程序中使用该指 令，应放在程序的第 一段。 金工实习 (2)快速定位指令 G00 指令格式：N- G00 X(U)- Z(W)-； X(U)、Z(W)为目标位置的坐标值。 注：一般为空行程运动 。 1准备备功能 例： N50 G00 X100 Z300； 金工实习 (3)直线插补指令 G01 指令格式：N- G01 X(U)- Z(W) F-； X(U)、Z(W)为直线的终点坐标值。 本指令可将刀具按给定速度沿直线移动到所需 位置，一般作为切削加工运动指令，既可单坐标 运动，也可双坐标同时运动，在车床上用于加工 外圆、端面、锥面等。 1准备备功能 金工实习 1准备备功能 例：刀具以100mm/min的速 度进给，从起始点移动动到 终点。 N50 G01 U25 W-50 F100； (3)直线插补指令 G01 指令格式：N- G01 X(U)- Z(W) F-； X(U)、Z(W)为直线的终点坐标值。 金工实习 (4)圆弧插补指令 G02、G03 G02指定为顺时针圆弧插补。 G03指定为逆时针圆弧插补。 指令格式： N- G02/G03 X(U)- Z(W)- I- K-(R-) F-； 圆弧终点坐标值 圆弧中心相对于圆弧起点的坐标值 圆弧半径 进给速度 1准备备功能 金工实习 圆弧方向的判断：沿垂直于圆弧所在平面的坐标 轴，从正方向往负方向进行观查，顺时针方向时为顺 时针圆弧插补；反之为逆时针圆弧插补。 1准备备功能 金工实习 举例： 如圆弧1所示，表示加工逆时针圆弧，刀具以F50速度 运动到X20，Z-15位置。 如圆弧2所示，表示加工顺时针圆弧，刀具以F50速度 运动到X30，Z12位置。 金工实习 举例： 圆弧1编程如下： 按绝对坐标编程： N30 G03 X20 Z-15 R10 F50； 或 N30 G03 X20 Z-15 I0 K-10 F50； 按增量坐标编程： N30 G03 U20 W-10 R10 F50； 或 N30 G03 U20 W-10 I0 K-10 F50； 金工实习 举例： 圆弧2编程如下： 按绝对坐标编程： N30 G02 X30 Z12 R12 F50； 或 N30 G02 X30 Z12 I12 K0 F50； 按增量坐标编程： N30 G03 U24 W-12 R12 F50； 或 N30 G03 U24 W-12 I12 K0 F50； 金工实习 六、常用指令 2辅助功能(M指令功能、M代码) 辅助功能是用于指定主轴旋转方向和起动、停 止，冷却液供给和关闭，刀具更换等功能，属“开 关”性质的指令。 与G代码相同M代码也有模态和非模态两种。 金工实习 (1) M02：程序结束指令，用以返回到本次加工程序 的开始程序段并从开始程序段循环执行。 (2) M03：主轴正转指令，用以启动主轴正转。 (3) M04：主轴反转指令；用以启动主轴反转。 (4) M05：主轴停止指令。 (5) M30：程序结束停止指令，程序结束并返回到本 次加工的开始程序段。 2辅助功能 金工实习 六、常用指令 3进给速度指令F 由G98指定分进给，G99指定转进给(系统默认)。 进给进给 速度范围围为： 1240000mm/min或0.001500.00mm/r； 若指定分进给，则指令用F及后面的6位数值表示， F后面的数值为每分钟进给的毫米数，如F100表示每分 钟进给100mm。 金工实习 六、常用指令 4换刀指令T 本系统的换刀指令用T及后面的2位数表示。 高位数为刀具号(04)，高位数为0则不换刀； 低位数为刀具位置偏置值补偿号(04)，低位数为0表 示取消刀具偏置，没有低位数时则只执行换刀不进行刀 具偏置。 如T22表示换第2号刀，按第2号刀位置偏置补偿号中的 数据进行刀具位置补偿。 金工实习 4换刀指令 在实际加工中，一般以第1号刀为基准刀具，其X、 Z两个方向的刀具偏置值为0，0。 测量出第2、3、4号刀相对第l号刀的偏置值存入刀 具参数表中，在程序中根据需要加以使用。 刀具偏置值是其它刀具和基准刀具在X、Z两个方向 位置上的差值。 金工实习 七、编程实例 如图所示的零件，为45号钢材，需进行粗、精加工， 编制加工程序。 金工实习 七、编程实例 根据图样要求，确定工艺方案及工艺路线。 1. 确定其工艺路线 a先粗加工外轮廓面，自右向左加工，其加工路线为 ：先端面外圆21mm台阶面。 b再精加工外轮廓面，自右向左加工，其加工路线为 ：先端面倒角145外圆20mm台阶面。 金工实习 七、编程实例 2.选择刀具及画出刀具布置图 根据加工的要求，选用一把刀 具。号刀车外圆。 进行对刀。 金工实习 七、编程实例 3.确定切削用量 粗加工时，主轴转速确定为S450r/min，进给速度 选为F80。 精加工时，主轴转速确定为S630r/min，进给速度 选为F40。 金工实习 七、编程实例 4.编写程序单 确定0为工件坐标系的原点，并将A点为起刀点，即是 程序的起点。 金工实习 七、编程实例 程序清单如下： O2009； 程序名 N10 G50 X100 Z100； 建立工件坐标系 N20 M98； 指定分进给 N30 G00 X29 Z0.5 S450 M03 T11； 刀具快速接近工件，启动主轴450r/min N30 G01 X-1 F80； 车端面 N40 G00 X21 Z1.5； 退到粗车外圆起点 N50 G01 UO W-15； 车21mm外圆，增量坐标编程 N60 X29 W0； 车台阶面，绝对与增量坐标混合编程 N70 G00 Z0 S630； 退到精车端面起点 主轴630r/min 金工实习 七、编程实例 程序清单如下： N80 G01 X-1 F40； 车端面 N90 G00 X16 Z1； 退到倒角起点 N100 G01 X2O Z0； 车倒角 N110 W-15； 车20mm外圆，增量坐标混合编程 N120 X29 W0； 车台阶面，绝对与增量坐标混合编程 N130 G00 X100 Z100 M30； 快速退回到起刀点，程序结结束 金工实习 数控铣（补充） （一）刀具半径补偿指令G41/G42/G40 金工实习 金工实习 刀具半径补偿又称刀具半径偏置。刀具半 径补偿指令具有改变刀具中心运动轨迹的 功能。当数控装置具有刀具半径补偿功能 时，可直接按零件实际轮廓编程。在程序 中只要给出刀具半径偏置方向指令G41或 G42及偏置号D 。G40为刀具半径补偿撤销 指令。使用G40指令后，使G41和C42指定 的刀具半径补偿指令自动撤消。 金工实习 （二）坐标平面选择指令G17、G18、G19 G17、G18、G19分别指定被加工工件在XY、ZX 、YZ平面上进行插补加工。这些指令在进行圆弧 插补和刀具补偿时必须使用。对于三坐标运动的数 控铣床和镗铣加工中心常用这些指令指定机床在哪 一平面内进行插补运动。 平面选择可由程序段中的坐标字确定，也可由G17 、G18、G19确定。若程序段中出现两个相互垂直 的坐标字，则可决定平面。 金工实习 （三）刀具长度补偿指令 G43/G44/G49 刀具长度补偿指令具有补偿刀具长度差额 的功能，可使刀具轴向的实际位移量大于 或小于程序给定值，即：实际位移量程 序给定值偏置值。 金工实习 刀具长度补偿分正向补偿指令G43和 负向补偿指令G44。 G49是刀具长度补偿撤销指令，调用 该指令之后，G43、G44从该程序段起 成为无效。还可采用H00取消，H00中 的值永远为0。 金工实习 八 数控机床操作与程序运行 金工实习 数控车床操作面板完成数控机床的所有操作，是数控机 床的重要部件，由LCD/MDI操作面板和用户操作键盘组成 。对于LCD/MDI操作面板只要数控系统相同，都是相同的 ，对于用户操作面板，由于生产厂家不同而有所不同，主 要是按钮和旋钮设置方面有所不同。如图所示。工作时， MDI和用户面板配合使用。 八.1 数控机床控制面板 金工实习 用户户操作面 板 MDI操作面板 进给进给 倍率开 关 主轴轴倍率开 关 手 动动 控 制 开 关 急停按钮钮 NC通电电 快 进进 / 手 轮轮 倍 率 选选 择择 程 序 运 行 控 制 刀 架 快 速 操 作 循 环环 启 动动 键键 循 环环 暂暂 停 建 手 轮轮 NC断电电 程序保护护开 关 LCD 操 作 方 式 选选 择择 FANUC数控车床用户操作面板功能索引 金工实习 急停按钮钮 NC通电电 手 轮轮 倍 率 选选 择择 刀 架 快 速 操 作 循 环环 启 动动 键键 循 环环 暂暂 停 建 手 轮轮 主轴轴倍率开 关 NC断电电 程序保护护开 关 用户户操作面 板 LCD MDI操作面板 操作方式选择选择 金工实习 编辑删除键 坐标位置显 示页面 数据输入键 系统参数键 报警信息键图形模拟键编辑插入键编辑变更键 解除报警，CNC复位键 帮助键 光标移动键 CRT显示翻 页 程序显示 编辑页面 设定显示刀 补偏移量 输入域字母 切 换 键 清除输入域字符键 软键（选择上方CRT对应显示功 能） 程序段结束（；）换行 键 输 入 域 数 字 / 字 母 键 FANUC数控车床MDI操作面板功能索引 金工实习 编辑（EDIT）方式 编辑方式是输入、修改、删除、查询、检索工件加工程序的操作方式。 手动数据输入（MDI）方式 MDI方式主要用于两个方面，一是修改系统参数；二是用于简单的测试操作。 自动操作（AUTO）方式 自动操作方式是按照程序的指令控制机床连续自动加工的操作方式。其基本步骤如下。 按自动操作方式键； 选择要执行的程序； 按下循环启动键，自动加工开始。程序执行完毕， 循环启动指示灯灭，加工循环结束； 手动操作（JOG）方式 这种方式下可以实现所有手动功能的操作，如主轴的手动操作、手动选刀、冷却液开关、X 、Z轴的点动等。 手摇脉冲（HANDLE）进给方式 操作者可以使用手轮（手摇脉冲发生器）控制刀架前后、左右移动。其速度快慢随意调节 ，非常适合于近距离对刀等操作。 回参考点（ZRN）方式 按返回参考点键，键的指示灯亮。 按下“+X”轴的方向选择按钮不松开，直到零点指示灯亮。 按下“+Z”轴的方向选择按钮不松开，直到零点指示灯亮。 八.2 操作方式选择： 金工实习 八.3数控车车床操作规规程 1 开机 2 返回参考点操作 机床返回参考点后，要通过手动操作（JOG）方式，分别按下“方 向键”中X轴负向键和Z轴负向键，使刀具回到换刀位置附近。 3 车车床手动动操作 通过过数控车车床面板的手动动操作，可以完成主轴轴旋转转、进给进给 运动动、 刀架转转位、冷却液开/关等动动作，检查检查 机床状态态，保证证机床正常工 作。 (1)把程序保护护开关置于ON上(刀架不会误动误动 作)。 (2)操作方式设设定为编辑为编辑 方式（EDIT） (3)按功能键键（PROG）后，显显示并编辑编辑 程序。 4 输输入工件加工程序 金工实习 5 刀具和工件装夹夹 （）图图形模拟拟、机床锁紧锁紧 运行。 （）将刀架远离工件运行。 程序校验验 程序校验验无误误后，装夹夹好工件，选选自动动方式，选择选择 适当的进给进给 率和快速倍率，按循环环启动键动键 ，开始自动