数控加工程序的编制.ppt

第三章数控加工程序的编制,3.1数控车床的程序编制,（1）数控车床主要加工轴类零件和法兰类零件，使用四脚卡盘和专用夹具也能加工出较复杂的回转零件。,（2）车削加工时，装在数控车床上的工件随同主轴一起作回转运动，数控车床的刀架在X轴和Z轴组成的平面内运动，主要加工回转零件的端面、内孔和外圆。,（3）由于数控车床配置的数控系统不同，使用的指令在定义和功能上有一定的差异，但其基本功能和编程方法还是相同的。,说明：,（4）前置刀架与后置刀架：,数控车床刀架布置的两种形式,前置刀架位于Z轴的前面，与传统卧式车床刀架的布置形式一样，刀架导轨为水平导轨，使用四工位电动刀架,后置刀架位于Z轴的后面，刀架的导轨位置与正平面倾斜，这样的结构形式便于观察刀具的切削过程、切屑容易排除；且后置空间大，可以设计更多工位的刀架；一般全功能的数控车床都设计为后置刀架。,3.1数控车床的程序编制,一、数控车床的编程特点,（1）可以采用绝对值编程、增量值编程，或二者的混用。,在采用增量值编程时，有些数控车床不用G91指令，而是在运动轨迹的起点建立起平行于X、Z轴的增量坐标系U、W。,N01G91G01X-20Z-18(半径编程),相当于：,N01G01U-20W-18,N01G91G01X-40Z-18(直径编程),相当于：,N01G01U-40W-18,有些数控车床编程时，绝对坐标指令直接用X、Z来指定数值；而增量坐标指令直接用U、W来指定数值。,N01G01X30W-18(直径编程),3.1数控车床的程序编制,一、数控车床的编程特点,（2）直径编程和半径编程,由于零件的回转尺寸（径向尺寸）在图纸上标注及测量时，一般都用直径值表示，因此数控车削加工常用直径编程。,直径编程：,若用G90绝对值编程时，则X值以直径值表示,若用G91相对值编程时，则X值以实际增量的两倍表示,半径编程:,若用G90绝对值编程时，则X值以半径值表示,若用G91相对值编程时，则X值即为实际增量值,通过改变数控系统中的相关参数,来设定车床直径编程/或半径编程的状态。,3.1数控车床的程序编制,一、数控车床的编程特点,（3）车削时的刀具半径补偿,数控车削加工时：是按假想刀尖运动位置（A点）进行编程，,实际加工时：为提高刀具寿命和工件表面质量，刀尖部位常磨成一个小圆弧，切削点是刀尖圆弧与工件的切点。,如果按刀尖编程：,值：加工圆锥面时产生的加工误差,车削圆柱面和端面时，刀具切削刃轨迹与工件轮廓一致；,车削锥面和圆弧时，刀具切削刃轨迹会引起工件表面的位置与形状误差,3.1数控车床的程序编制,一、数控车床的编程特点,为提高加工精度：,刀尖圆弧半径补偿,把刀尖圆弧半径、刀尖圆弧位置等参数输入数控装置刀具补偿表中,可按工件轮廓编程，由数控系统自动计算刀心轨迹，控制刀心轨迹进行切削加工,若车床具有刀具半径补偿指令（G41，G42，G40）：,若车床不具有刀具半径补偿指令,编程时：要先计算补偿量,（4）由于毛坯多为棒料或锻件，加工余量较大且不均匀，因此数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。,另外，若采用圆头车刀：,也要采用刀半径补偿,在加工一些特定表面（如车削台阶，切削螺纹、钻孔、镗孔、攻丝）时，加工动作按照一定的循环模式多次重复进行，实现上述加工轨迹运算的功能。,即：把若干有关的典型固定动作顺序用一个指令来表示。,3.1数控车床的程序编制,二、固定循环,以华中I型数控车削系统为例：,1.柱面循环,G80X_Z_F_,若用了G90：,X、Z值是C点在工件坐标系下的坐标值,若用了G91：,X、Z值是C点相对于A点的坐标增量,F为刀具切削时的指令进给速度,3.1数控车床的程序编制,2.锥面循环,G80X_Z_I_F_,若用了G90：,X、Z值是C点在工件坐标系下的坐标值,若用了G91：,X、Z值是C点相对于A点的坐标增量,I：B点与C点的半径差,F为刀具切削时的指令进给速度,二、固定循环,3.1数控车床的程序编制,二、固定循环,O1023N10G92X40Z50；N20G90G80X30Z20F300M03S300；N30G80X27Z20F300；N40G80X24Z20F300；N50M02,例：,3.1数控车床的程序编制,二、固定循环,例：,O1024N10G92X40Z50；（可不要）N20G91G80X-10Z-30I-5F300M03S300；N30G80X-13Z-30I-5F300；N40G80X-16Z-30I-5F300；N50M02,3.1数控车床的程序编制,二、固定循环,3.直螺纹切削循环,G82X_Z_F_,若用了G90：,X、Z值是C点在工件坐标系下的坐标值,若用了G91：,X、Z值是C点相对于A点的坐标增量,F：螺纹的导程（进给速度mm/r）,3.1数控车床的程序编制,二、固定循环,4.锥螺纹切削循环,G82X_Z_I_F_,若用了G90：,X、Z值是C点在工件坐标系下的坐标值,若用了G91：,X、Z值是C点相对于A点的坐标增量,I：B点与C点的半径差,F：螺纹的导程（进给速度mm/r）,3.1数控车床的程序编制,二、固定循环,O1031G92X35Z104；G90G82X29.2Z56F1.5M03S100;G82X28.6Z56F1.5;G82X28.4Z56F1.5;M02,3.1数控车床的程序编制,二、固定循环,O1032G91G82X-32Z-50I-5F1.5M03S100;G82X-30.8Z-50I-5F1.5;G82X-31.4Z-50I-5F1.5;G82X-31.6Z-50I-5F1.5;M02,3.1数控车床的程序编制,车削加工图中85外圆不加工。要求编制精加工程序。,1.确定工艺方案,根据先主后次的原则,确定精加工方案为：（1）从右到左切削零件的外轮廓面。（2）切槽（3）车螺纹,3.1数控车床的程序编制,2.选择刀具,1号刀车外圆2号刀切槽3号刀车螺纹,:对刀时以1号刀为基准对刀:其刀尖相对于1号刀尖在Z向偏置10mm,编程时要考虑刀具的偏置补偿:以保持每把刀的刀尖位置一致.补偿数值通过通过控制面板手工输入。,3.1数控车床的程序编制,3.选择切削用量,根据工件材料、硬度、刀具材料、机床等因素考虑切削用量，一般由经验确定。,精车外轮廓:主轴转速630r/min,进给速度150mm/min,切槽:主轴转速315r/min,进给速度100mm/min,3.1数控车床的程序编制,4.编写程序:绝对/相对坐标混合直径编程,O1101,N001G92X200Z350;坐标系设定,N002M06T0101;调用第一号刀，刀偏号为01,N003G90G00X41.8Z292S630M03M08;至工件前端,N004G01X47.8Z289F150;倒角,N005G91X0Z-59;车47.8(螺纹外径),N006G90X50Z230;横向退刀,N007X62Z170;车锥度,N008X62Z155;车62外园,N009X78Z155;横向退刀,N010X80Z154;倒角,N011G91X0Z-19;车80外园,N012G02X0Z-60I63.25K-30.0;车圆弧,N013G01X0Z-10;车80外园,N014G90X90Z65;横向退刀,N015G00X200Z350M05M09;返回换刀点,N016T0100;取消刀偏,N017M06T0202;调用第2号刀，刀偏号为02,N018X51Z230S315M03M08;准备切槽,N019G01X45F100;切槽,N020G04X5.0;延迟,N021G00X51;横向退刀,N022X200Z350M05M09;返回换刀点,N023T0200;取消刀偏,N024M06T0303;调用第3号刀，刀偏号为03,N025X52Z296S200M03M08;至车螺纹起始位置,N026G82X47.2Z231.5F1.5;车螺纹固定循环N027X46.6;车螺纹固定循环N028X46.1;车螺纹固定循环N029X45.8;车螺纹固定循环N030T0300;取消刀偏N031G00X200Z350M02;返回起刀点,3.2数控铣床的程序编制,一、数控铣床的编程特点,（1）数控铣床可以进行平面铣削和轮廓铣削，可解决复杂的和难加工的零件加工问题。编程时要考虑如何最大限度地发挥数控铣床的特点。,（2）数控铣床编程时要充分利用其各项功能，如刀具半径补偿、刀具长度补偿、固定循环、对称加工等功能。,（3）用数控铣床进行非圆曲线、空间曲线、空间曲面的轮廓铣削加工时，编程时的数学处理比较复杂，一般应采用计算机辅助计算和自动编程。,（4）加工中心是在数控铣床的基础上增加了刀库，能够自动选择和更换刀具，对工件能在一定范围内进行多种加工操作。编程时要合理安排各工序加工顺序，才能做到工序集中，一机多用。,二.数控铣削固定循环指令以FANUC数控系统为例：（1）高速深孔钻削循环（G73）G73X_Y_Z_R_Q_F_K_；(X、Y)为孔位置数据，Z：增量编程时指从R点到孔底的增量值。绝对编程时指孔底的坐标值。R：增量编程时指从初始平面到R点的增量值。绝对编程时指R点的坐标值。Q_：每次切削进给的深度K：加工相同距离的多个孔时，指定循环次数K,3.2数控铣床的程序编制,例：加工4个直径为30mm通孔G90G00X0.Y0.Z100.G98G73X120.Y-75.Z-46.R2.Q8.F60Y75.X-120.Y-75.G80G00Z200.,3.2数控铣床的程序编制,(2）左旋螺纹攻丝循环（G74）G74X_Y_Z_R_P_F_K_；其中P为暂停时间,3.2数控铣床的程序编制,(3）精密镗孔循环（G76）指令格式：G76X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；Q_：让刀位移量P_:孔底停留时间,3.2数控铣床的程序编制,(4）钻削循环（G81）G81X_Y_Z_R_F_K_；,3.2数控铣床的程序编制,各孔已加工完，各边都留有5mm的铣削余量，用10立铣刀进行轮廓加工。,铣削时已底面和两小孔定位，从大孔对工件夹紧。,A(0,0)B(0,40)C(14.96,70)D(43.54,70)E(102,64)F(150,40)G(170,40)H(170,0)O1(70,40)O2(150,100),%1001N01G92X-25Y10Z40N02G90G00Z-16S300M03N03G41G01X0Y40F200D01M08N04X14.96Y70N05X43.54,N06G02X102Y64I26.46J-30N07G03X150Y40I48J36N08G01X170N09Y0N12G00G40X-25Y10Z40M09N10X0N13M02N11Y40,数控铣床编程举例：,3.3数控自动编程,数控编程的方法,手工编程：,整个编程过程，都由人工完成。,只适合于：几何形状比较简单的零件/一般的点位加工零件,对于复杂零件，若手工编程，效率低、易出错,确定工艺过程、工艺参数零件轮廓、刀具轨迹坐标计算按编程规则编写程序单制作控制介质,所得程序称为：,目标程序G代码程序NC程序,能直接被数控装置接受,例：,自动编程：,编程过程用计算机辅助的方法：自动完成,3.3数控自动编程,发展阶段：,APT语言系统及其衍生系统,图形交互自动编程系统,CAD/CAPP/CAM一体化集成系统,自动编程的新发展,适合于：几何形状复杂的零件/有复杂曲面的零件/几何形状并不复杂，但程序量很大的零件,零件图,工艺要求,零件源程序,翻译处理,运算处理,后置处理,计算机,目标程序,加工程序单,穿孔纸带,数控机床,1.APT语言系统及其衍生系统,数控语言,工作原理:,注:,1.零件源程序：,是由数控语言编写的,由基本的符号、字母、数字组成，是一种接近英语的符号语言,用于描述零件的几何形状、几何尺寸加工时的刀具运动顺序、运动轨迹、工艺参数,并不是G代码程序，不能直接被数控装置接受,2.主要问题：,零件的设计/加工之间用图样传递数据，阻碍了设计与制造的一体化；,编写零件源程序数控语言是一种符号语言，缺少零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示,3.3数控自动编程,3.3数控自动编程,2.图形交互自动编程系统和CAD/CAPP/CAM一体化集成系统,典型代表:UG,Pro-E,SurfCAM,Mastercam,北航海尔CAXA制造工程师,编程时，不用抽象的数控语言编写零件源程序,以图形交互的方式构造零件的几何形状；规划加工过程,经自动编程系统处理,数控加工程序,通过工艺数据库或人工方式获取工艺数据,数控编程的一般过程包括：,零件几何造型CAD，,刀具定义，,刀具相对于零件表面运动方式定义，,切削加工参数确定，,走刀轨迹、刀位文件的生成，,加工过程的动态图形仿真，,后置处理产生G代码程序,3.3数控自动编程,(1)编程方法：在计算机上直接面向零件的几何图形,以光标指点、菜单选取、人机交互对话的方式进行编程；编程结果也以图形方式显示,简便、直观、准确，便于检查,(2)图形交互自动编程软件和与CAD软件有机联系在一起：一体化软件系统：,对实现CAD/CAM一体化极为有利,(3)编程过程中，图形数据提取基点、节点数据计算程序编制和输出,由计