杨琳版数控车加工工艺与编程模块二.ppt

模块二外圆与端面加工,1.掌握用G00、G01基本指令完成外圆、端面加工的编程方法,2.掌握刀具补偿号和刀具位置补偿指令的用法,如图所示为一短轴的零件图，其毛坯尺寸为35mm45mm，材料为45钢。要求编写该零件的粗、精加工程序，并完成该零件的加工。,零件外圆,零件端面,数控车床加工的动作在加工程序中用指令的方式予以规定。准备功能G指令用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。为了完成加工任务，我们先学习几个基本加工指令代码。,一、基本指令代码（81）,绝对值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到工件坐标系X、Z点,G00指令是模态代码，它命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求，且无切削加工过程。,指令书写格式：,G00X（U）Z（W）；,增量值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到距离现有位置U、W的点,格式中,如果省略X（U），则表示为外圆加工。如果省略Z（W），则表示为端面加工。,一、基本指令代码（82）,1.快速点定位指令G00,注意事项：,一、基本指令代码（83）,G01指令是模态代码，它是直线运动命令，规定刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式，按指定的F进给速度做任意的直线运动。,一、基本指令代码（84）,2.直线插补指令G01,（4）G01为模态指令，可由G00、G02、G03或G33等功能注销。,注意事项：,（3）程序中F指令的进给速度在没有新的F指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。,（2）进给速度由F指令决定。F指令也是模态指令，可由G00指令取消。如果在G01程序段之前的程序段没有F指令，且现在的G01程序段中没有F指令，则机床不运动。因此，G01程序段中必须含有F指令。,（1）G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由编程者根据情况决定。,一、基本指令代码（85）,一、基本指令代码（86）,例211编制图示零件的加工程序,G00、G01编程实例,进刀和退刀方式,一、基本指令代码（87）,X、Z取值原则,1.方便数学计算和简化编程,2.容易找正对刀,5.空行程不要太长,4.方便拆卸工件,3.不要与机床、工件发生碰撞,一、基本指令代码（88）,1.刀具位置补偿的目的,根据刀具的实际参数和位置，将刀尖圆弧半径补偿值和刀具几何磨损补偿值输入到与程序对应的存储位置。,刀具位置补偿,二、刀具补偿（21),对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，对刀时应使对刀点与刀位点重合。,2.刀位点,各类车刀的刀位点,二、对刀与刀具补偿（22）,1.试切对刀,数控车床常用的对刀方法有三种：试切对刀、机械对刀仪对刀（接触式）、光学对刀仪对刀（非接触式）。,2.机械对刀仪对刀,3.光学对刀仪对刀,1.加工零件的结构分析与精度分析,一、确定零件的加工工艺（41）,（1）结构分析：该轴类零件轮廓的结构形状不复杂，零件的尺寸精度要求不高。,（2）精度分析：零件重要的径向加工部位有：30mm外圆，14mm外圆；零件重要的轴向加工部位有：零件右端14mm外圆的轴向长度25mm和零件的总长度40mm。,由上述尺寸可确定零件的轴向尺寸应该以零件右端面为基准。,2.零件的装夹,用三爪自定心卡盘装夹零件，粗车零件右端外形，外圆留加工余量2mm。,零件装夹示意图,一、确定零件的加工工艺（42）,3.填写工艺卡片,（1）零件的数控加工工艺卡片,一、确定零件的加工工艺（43）,（2）零件的数控加工刀具卡片,一、确定零件的加工工艺（44）,O0002；N10G99M03T0101S500；N20G00X40.0Z10.0；N3031.0Z5.0；N40G01Z-40.0F0.3；N50G00X36.0；N60Z2.0；N70X27.0；N80G01Z-25.0F0.3；N90G00X33.0；N100Z2.0；N110X21.0；N120G01Z-25.0F0.3；N130G00X33.0；N140Z2.0；N150X15.0；N160G01Z-25.0F0.3；N170G00X33.0；N180X100.0Z50.0；N190M03T0202S600；N200G00X40.0Z2.0；N210X13.98；N220G01Z-25.0F0.1；N230X29.97；N240Z-40.0；N250X37.0；N260G00X100.0Z10.0；N270M05；N280M30；,二、编制加工程序,仿真加工过程视频,1.工件外圆尺寸超差,三、外圆加工的质量分析（51）,2.外圆表面质量太差,三、外圆加工的质量分析（52）,3.加工过程中出现扎刀导致工件报废,三、外圆加工的质量分析（53）,4.台阶端面出现倾斜,三、外圆加工的质量分析（54）,5.工件圆度超差或产生锥度,三、外圆加工的质量分析（55）,考虑为什么要设置刀具位置补偿？,指出下列刀具的刀位点在哪里？,解释G00、G01之间的区别？,常见的外圆加工缺陷有哪些？,1.掌握用G90、G94、G71、G72、G73循环指令完成外圆、端面加工的编程方法,2.掌握加工时常见问题和误差的分析及解决方法,如图所示为中间轴的零件图，其毛坯尺寸为35mm73mm，材料为45钢。本任务要求编写该零件的粗、精加工程序，并完成该零件的加工。,车削循环指令是指用含有G功能的一个程序段来完成本来需要用多个程序段指令的加工程序，使程序简化。车削循环一般用在去除大部分余量的粗加工中。各类数控系统循环指令的形式和编程方法相差甚大。本任务主要介绍FANUC数控系统的车削循环指令。,1.车削循环指令概述,课前预习,2.车削循环指令分类,车削循环,单一形状固定循环,复合形状固定循环,内、外径车削循环,端面车削循环,内、外径粗车循环,端面粗车循环,固定形状粗车循环,课前预习,一、单一形状固定循环（61）,1.外径、内径切削循环G90动作组成指令格式：G90X(U)Z(W)F;参数意义：X、Z表示切削终点位置F合成进给速度,适于：毛坯轴向余量比径向余量多,G90循环,【例221】G90编程举例,N50G90X40.0Z20.0F0.3；（ABCDA）N60X30.0；（AEFDA）N70X20.0；（AGHDA）,一、单一形状固定循环（62）,适于：毛坯径向余量比轴向余量多,2.端面切削循环G94动作组成指令格式：G94X(U)Z(W)F;参数意义：X、Z表示切削终点位置F合成进给速度,G94循环,一、单一形状固定循环（63）,【例2】G9编程举例,【例223】G94编程举例,N20G00X45.0Z5.0；N30G94X20.0Z-3.5F0.3；（ABCDA）N40Z-7.0；（AEFDA）N50Z-10.0；（AGHDA）,一、单一形状固定循环（64）,注意事项,一、单一形状固定循环（65）,优点：一条指令完成四个动作，形成一个简单循环，切除一层金属，比用G00、G01写四段程序要简单得多。缺点：一条G90指令不能实现多层切削，要实现多层切削，就必须多次重复使用该命令,显然编程很烦琐。有没有一种办法，用一条指令就能完成粗加工多层切削，使毛坯形状接近工件形状呢?答案是肯定的。,一、单一形状固定循环（66）,二、复合形状固定循环（91）,要完成一个多型面粗车过程,用简单车削循环编程需要人工计算分配车削次数和吃刀量，再一段段地用简单车削循环实现。比用基本加工指令要简单，但使用起来还是很麻烦。若使用复合形状固定循环则只须指定精加工路线和吃刀量，系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数，可大大简化编程工作。,1.外径、内径粗车循环（G71）,指令格式：G71UdReG71PnsQnfUuWwFST；参数说明：d：径向背吃刀量、半径值，不带正负号；e：退刀量（无符号）；ns：精加工轨迹中的第一个程序段号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序段号；u：径向（X）的精车余量（该尺寸为直径值）；w：轴向（Z）的精车余量；F、S、T：粗加工时所用的进给速度、主轴转速、刀具号。,二、复合形状固定循环（92）,（1）自动进行多次循环，实现多层切削,使毛坯形状接近工件形状。（2）切削进给方向平行于Z轴。（3）在nsnf程序段（即自循环开始至循环结束）内的指令F、S、T不起作用。在整个粗车循环中，只执行循环开始前指令的F、S、T功能，即进给速度、主轴转速、刀具均不能改变。在G71指令的程序段中，F、S、T是有效的。（4）只要指定精加工的加工路线及粗加工的吃刀量，系统会自动计算粗加工的加工路线和加工次数。,G71的特点：,二、复合形状固定循环（93）,O0005；N10G99M03T0101S800；N20G00X120.0Z12.0；N30G71U4.0R1.0;N40G71P50Q120U1.0W0.5F0.3S500；N50G00X20.0S800；N60G01Z-15.0F0.15；N70X30.0；N80Z-30.0；N90X40.0；N100Z-45.0；N110X70.0；N120X75.0；N130G70P50Q120；N140G00X100.0Z100.0；N150M05；N160M30；,二、复合形状固定循环（94）,【例224】G71编程举例,2.端面粗车循环（G72）,指令格式：G72WdRe；G72PnsQnfUuWwFST；参数说明：d：每次轴向背吃刀量（无符号）；e：退刀量（无符号）；ns：精加工轨迹中的第一个程序段号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序段号；u：径向（X）的精车余量；w：轴向（Z）的精车余量；F、S、T：粗加工时所用的进给速度、主轴转速、刀具号。,二、复合形状固定循环（95）,O0006；N10G99M03T0101S800；N20G00X80.0Z10.0；N30G72W4.0R1.0；N40G72P50Q110U1.0W0.5F0.3S500；N50G00Z-45.0S800；N60G01X50.0F0.15；N70Z-30.0；N80X40.0；N90Z-15.0；N100X30.0；N110Z0.5；N120G70P50Q110；N130G00X100.0Z100.0；N140M05；N150M30；,二、复合形状固定循环（96）,【例225】G72编程举例,指令格式G73UiWkRd；G73PnsQnfUuWwFST；参数说明：i：粗切时径向切除的总余量（半径值）；k：粗切时轴向切除的总余量；d：循环次数；ns：精加工轨迹中的第一个程序段号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序段号；u：径向（X）的精车余量；w：轴向（Z）的精车余量；F、S、T：粗加工时所用的进给速度、主轴转速、刀具号。,3固定形状粗车循环（G73）,二、复合形状固定循环（97）,二、复合形状固定循环（98）,【例226】G73编程举例,在精车循环G70状态下，nsnf程序段中指定的F、S、T有效；如果nsnf程序段中不指定F、S、T，粗车循环中指定的F、S、T有效。在使用G70精车循环时，要特别注意快速退刀路线，防止刀具与工件发生干涉。,4精车循环加工（G70）,当用G71、G72、G73粗车工件后，用G70来指定精车循环，切除精加工余量。其格式为：,G70PnsQnf；ns：精加工轨迹中的第一个程序号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序号。,二、复合形状固定循环（99）,1.工艺分析,一、确定零件的加工工艺（41）,（1）结构分析该轴类零件的结构形状不复杂，为回转类工件且左右对称，无形位公差要求，但尺寸精度要求较高。,（2）精度分析零件重要的径向加工部位有：两端的20mm外圆、24mm外圆；零件重要的轴向加工部位有：30mm外圆的轴向长度20mm和零件的总长度70mm。,由上述尺寸可确定零件的轴向尺寸应该以零件右端面为基准。,2.零件的装夹,零件装夹示意图,(1)用三爪自定心卡盘装夹零件，数控粗车加工零件右端外形，外圆留加工余量1mm。(2)掉头装夹，粗车左端两外圆。(3)精车20mm、24mm、30mm外圆。(4)掉头装夹，精车右端20mm、24mm外圆，尺寸达到图样技术要求。,一、确定零件的加工工艺（42）,3.填写工艺卡片,（1）零件的数控加工工艺卡片,一、确定零件的加工工艺（43）,（2）零件的加工刀具卡片,一、确定零件的加工工艺（44）,O0008；N10G99M03T0101S500；N20G00X40.0Z10.0；N30X36.0Z2.0；N40G90X31.0Z-50.0F0.3；N50X27.0Z-25.0；N60X23.0Z-15.0；N70X21.0Z-15.0；N80G00X100.0Z100.0；N90M05；N100M00；N110M03S500；N120G00X35.0Z2.0；N130G71U2.0R0.5；N140G71P150Q190U1.0W0.5F0.3；N150G00X19.99；N160G01Z-15.0F0.1；N170X23.98；N180Z-25.0；N190X31.0；N195G00X100.0Z50.0;,建立程序号主轴正转，转速为500r/min,选择1号刀及刀补刀具快速移动到定刀点移近工件单一循环粗车第一刀粗车第二刀粗车第三刀粗车第四刀快速退回到起刀点主轴停转程序暂停，工件掉头主轴以500r/min转动刀具快速移动到起刀点复合循环指令指定循环路径精加工定刀点精车20mm外圆精车24mm端面精车24mm外圆精车30mm端面,二、编制加工程序（21）,N200M05；N210M00；N220M03S600T0202；N230G00