FANUC-tb编程与加工G70-73.ppt

数控车削加工工艺制订与编程 复合固定循环 编写图4 1所示零件的加工程序并试加工 图4 1 工作任务 一 识图准备 B 实体 A 工程图 一 知识准备 复合循环指令指令 G71 二 指令的选用 一 知识准备 71 G72 G73是CNC车床复合固定循环切削指令 与单一固定循环指令一样 可以用于必须重复多次加工才能加工到规定尺寸的典型工序 主要用于铸 锻毛坯的粗车和棒料车阶梯较大的回转体零件加工 利用多次固定循环功能 只要给出最终精加工路径 循环次数和每次加工余量 机床能自动决定粗加工时的刀具路径 在这一组多次固定循环指令中 G70是G71 G72 G73粗加工后的精加工循环指令 G71是外圆粗车循环指令 G72是端面粗车循环指令 G73是仿形粗车循环指令 5 三 完成工作任务背景知识 一 知识准备 一 复合固定循环切削指令 1 外圆 内孔粗车复合循环指令 G71 6 在G71复合固定循环中 对零件的轮廓定义之后 即可完成粗加工的全过程 使程序得到进一步简化 三 完成工作任务背景知识 如图4 2所示为外圆粗加工循环的走刀路径 图中C是粗加工循环的起点 A是毛坯外径与端面的交点 B时加工终点 该指令的执行过程如图所示 1 G71的走刀路径 6 图4 2外圆粗加工循环的走刀路径 三 完成工作任务背景知识 G71U d R e G71P ns Q nf U u W w F f S s T t d 每次切削深度 半径给定 无正负值符号 切削方向决定于AA 方向 该值是模态 e 每次切削的退刀量 该值是模态的 ns 精车加工程序第一个程序段的顺序中号 nf 精车加工程序最后一个程序段的顺序号 u X方向精加工余量的距离和方向 直径指定 W Z方向精加工余量的距离和方向 41 2 G71的编程格式为 三 完成工作任务背景知识 1 f s t 包含在ns到nf程序段中的任何F S或T功能在循环中被忽略 而在G71程序段中的F S或T功能有效 即在ns nf中的F S T对G71无效 对G70有效 2 零件轮廓必须符合X轴 Z轴方向同时单调增大或单调减少 即不可有内凹的轮廓外形 3 在顺序号ns的程序段中 可使用G00或G01指令 只能作X轴方向移动指令 不可有Z轴方向移动指令 4 顺序号 ns 和 nf 之间的程序段不能调用子程序 5 当使用G71指令粗车内孔轮廓时 U为负值 如图4 3所示 42 3 使用G71指令应注意以下几点 三 完成工作任务背景知识 图4 3内径切削循环 43 三 完成工作任务背景知识 端面粗切循环指令G72含义与G71相同 不同之处是刀具平行于X轴方向切削 它是从外径方向往轴心方向切削端面的粗车循环 是一种复合固定循环 适于Z向余量小 X向余量大的棒料粗加工 如图4 4所示为刀具从外径方向往心轴方向车削时的走刀路径 47 2 端面粗车循环 图4 4 三 完成工作任务背景知识 1 编程指令格式为 G72W d R e G72P ns Q nf U u W w F f S s T t 式中 d 背吃刀量 e 退刀量 ns 精加工轮廓程序段中开始程序段的段号 nf 精加工轮廓程序段中结束程序段的段号 u X轴方向精加工余量 以直径值表示 w Z轴方向精加工余量 49 三 完成工作任务背景知识 1 f s t 包含在ns到nf程序段中的任何F S或T功能在循环中被忽略 而在G71程序段中的F S或T功能有效 即在ns nf中的F S T对G72无效 对G70有效 2 零件轮廓必须符合X轴 Z轴方向同时单调增大或单调减少 即不可有内凹的轮廓外形 3 在顺序号ns的程序段中 可使用G00或G01指令 只能作Z轴方向移动指令 不可有X轴方向移动指令 4 顺序号 ns 和 nf 之间的程序段不能调用子程序 50 2 使用G72指令应注意以下几点 三 完成工作任务背景知识 例 按图4 5所示尺寸编写端面粗切循加工程序 图4 5 51 三 完成工作任务背景知识 O0065 程序名65 G54G21G99 建立工件坐标系 公制 转进给 M3G96S80T0202 主轴正转 线速度为80m min 2 外圆刀刀补号02 G50S1500 限最高转速1500r min G00X80 0Z2 0M08 刀具快速移到循环起点P 80 0 2 0 处 冷却液开 G72W1 0R1 0 端面粗加工循环 每次切削深度 半径给定 为1mm 每次切削的退刀量为1mm G72P10Q20U0 8W0 5F0 25 端面粗加工循环 精车加工程序第一个程序段的顺序号为N10 精车加工程序最后一个程序段的顺序号为N20 X方向精加工余量0 8mm Z方向精加工余量为为0 5mm 粗车进给量为0 25mm min N10G41G00Z 29 0 精车加工程序第一个程序段 快速定位到A80 0 29 0 点 建立左刀补 开始循环 G01X76F0 08 精车进给量为0 08mm rX52 0Z 23 0 Z 20 0 X32 0 W5 0 X16 0W5 0 W8 0 X8 0Z2 0 N20G40G0X80 0 精车加工程序最后一个程序段 刀具退回循环起点 取消刀补 循环结束 G00X100 0Z100 0M09 快速退至安全点 冷却液关 M30 程序结束并返回到开始 3 仿形粗车循环G73仿形粗车循环适用于加工零件毛坯已基本成型的铸件或锻件 铸件或锻件毛坯的形状与零件的形状基本接近 这时若仍用G71或G72指令 则会产生许多无效切削而且浪费加工时间 仿形粗车循环如图4 6所示 54 图4 6仿形粗车循环的切削轨迹 三 完成工作任务背景知识 1 编程格式 G73U i W k R d G73P ns Q nf U u W w F f S s T t 其中 i X方向总退刀量 半径值指定 K Z方向总退刀量 d 重复加工次数 ns 精车加工程序第一个程序段的顺序号 nf 精车加工程序最后一个程序段的顺序号 u X轴向精加工余量 直径值指定 w Z轴向精加工余量 56 三 完成工作任务背景知识 1 f s t 包含在ns到nf程序段中的任何F S或T功能在循环中被忽略 而在G73程序段中的F S或T功能有效 即在ns nf中的F S T对G73无效 对G70有效 2 零件轮廓没有单调性要求 可有内凹的轮廓外形 3 在顺序号ns的程序段中 可使用G00或G01指令 对X Z轴方向移动指令不做要求 4 顺序号 ns 和 nf 之间的程序段不能调用子程序 2 使用G73指令应注意以下几点 三 完成工作任务背景知识 例 按图4 7所示尺寸编写仿形粗车循加工程序 图4 7 58 三 完成工作任务背景知识 O0067 程序名67G54G21G99 建立工件坐标系 公制 转进给M3G96S80T0202 主轴正转 线速度为80m min 2 刀 外圆刀 刀补号02G50S1500 限最高转速1500r minG00X56 0Z2 0M08 刀具快速移到循环起点P 56 0 2 0 处 冷却液开G73U17 0R8 X方向总退刀量 半径值指定 为17mm Z方向总退刀量为0 重复加工次数8次 G73P10Q20U0 8W0 5F0 25 仿形粗车循环 精车加工程序第一个程序段的顺序号为N10 仿形精车加工程序最后一个程序段的顺序号为N20 X方向精加工余量 直径指定 为0 8mm Z方向精加工余量为为0 5mm 粗车进给量为0 25mm min N10G42G00X17 97 精车加工程序第一个程序段 快速定位到A 17 97 2 0 点 建立右刀补 开始循环Z1 0 G01X23 97Z 2 0F0 08 精车进给量为0 08mm r 尺寸按中值编程 Z 15 0 X31 98 Z 23 0 G02X50 0Z 50 0R20 0 G01Z 60 0 X56 0 N20G40G0Z2 0 精车加工程序最后一个程序段 刀具退回循环起点 取消刀补 循环结束G00G97S800X100 0Z100 0M09 取消恒线速 转速800r min 快速退至安全点 冷却液关M30 程序结束并返回到开始 4 精车循环G70由G71 G72 G73完成粗加工后 可以用G70进行精加工 精加工时 G71 G72 G73程序段中的F S T指令无效 只有在ns nf程序段中的F S T才有效 当G70循环加工结束时 刀具返回到起点并读下一个程序段 ns到nf间的程序段不能调用子程序 1 编程格式G70P ns Q nf 式中 ns 精加工轮廓程序段中开始程序段的段号 nf 精加工轮廓程序段中结束程序段的段号 三 完成工作任务背景知识 1 在G71 G72 G73程序段中规定的F S和T功能无效 但在执行G70时顺序号 ns 和 nf 之间指定的F S和T有效 2 当G70循环加工结束时 刀具返回到起点并读下一个程序段 3 G70中ns到nf间的程序段不能调用子程序 2 使用G70指令应注意以下几点 三 完成工作任务背景知识 二 坐标平面选择指令 G17 G18 G19 坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的 G17表示选择XY平面 G18表示选择ZX平面 G19表示选择YZ平面 各坐标平面如图4 8所示 一般 数控车床默认在ZX平面内加工 数控铣床默认在XY平面内加工 图4 8坐标平面选择 6 三 完成工作任务背景知识 三 刀具补偿 刀具补偿是补偿实际加工时所用的刀具与编程时使用的理想刀具或对刀时的基准刀具之间的差值 从而保证加工出符合图样尺寸要求的零件 数控车床一般均有刀具补偿功能 三 完成工作任务背景知识 数控车床在车削一个零件的过程中通常需要使用几把不同的刀具 如外圆刀 切槽刀 螺纹刀等 一般刀架至少有四个刀位 可以安装不同的四把刀具 且在进行连续切削加工中可以通过程序控制进行自动换刀 刀架在换刀时的前一刀具刀尖位置和更换的新刀具刀尖位置之间会产生差异 以及由于刀具的安装误差 刀具磨损和刀尖圆弧半径的存在等 因此在数控加工中必须利用刀具补偿功能予以补偿 才能加工出符合图纸形状要求的零件 此外合理地利用刀具补偿还可以简化编程 三 完成工作任务背景知识 数控车床的刀具补偿可分为两类 即刀具长度补偿和刀具半径补偿 1 刀具长度补偿在编程时 一般以其中一把刀具为其准 并以该刀具的刀尖位置为依据来建立工件坐标系 这样 当其它刀具转到加工位置时 刀尖的位置会有偏差 原设定的工件坐标系对这些刀具就不适用 此外 每把刀具在加工过程中都有不同的磨损 因此 应对偏移量进行补偿 三 完成工作任务背景知识 刀具长度补偿亦称为刀具几何位置及磨损补偿 刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想刀具或基准刀具的偏移的 刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与原始尺寸的误差的 这些补偿数据通常是通过对刀后采集到的 而且必须将这些数据准确地储存到刀具数据库中 然后通过程序中的刀补代码来提取并执行 如图4 9和4 10所示 三 完成工作任务背景知识 图4 9刀具偏置 三 完成工作任务背景知识 三 完成工作任务背景知识 刀补指令用T代码表示 常用T代码格式为 Txxxx 即T后可跟4位数 其中前2位表示刀具号 后两位表示刀具补偿号 如G01X50Z100T0103表示调用1号刀具 选用3号刀具补偿 刀具补偿号实际上是刀具补偿寄存器的地址号 可以是00 32中任意一个数 当补偿号为0或00时 表示不进行补偿或取消刀具补偿 若设定刀具几何补偿和磨损补偿同时有效时 刀补量是两者的矢量和 若使用基准刀具 则其几何补偿位置补偿为零 刀补只有磨损补偿 如图4 11所示 三 完成工作任务背景知识 图4 11 三 完成工作任务背景知识 T代码指令可单独作一行书写 也可跟在移动程序指令的后部 刀具长度补偿功能必须在一个程序段的执行过程中完成 而且程序段内必须有G00 G01指令才能生效 当一个程序行中 同时含有刀补指令和刀具移动指令时 是先执行T代码指令 后执行刀具移动指令 刀补移动的效果便是令转位后新刀具的刀尖移动到与上一基准刀具刀尖所在的位置上 新 老刀尖重合 它在工件坐标系中的坐标就不产生改变 这就是刀位补偿的实质 三 完成工作任务背景知识 2 刀尖半径补偿 编程时 通常都将车刀刀尖作为一点来考虑 但实际上在数控车削加工中 为了提高刀尖的强度和工件表面光洁度 一般把刀尖磨成圆弧形的切削刃 如图4 12所示 当用按理论刀尖点编出的程序进行端面 外径 内径等与轴线平行或垂直的表面加工时 是不会产生误差的 但在进行倒角 锥面及圆弧切削时 则会产生少切或过切现象 如图4 13所示 具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量 避免少切或过切现象的产生 三 完成工作任务背景知识 图4 12刀尖圆角R 三 完成工作任务背景知识 图4 13刀尖圆角R造成的少切与过切 1 假想刀尖在下图中 在位置A的刀尖实际上并不存在 把实际的刀尖半径中心设在起始位置要比把假想刀尖设在起始位置困难得多 因而需要假想刀尖 注 当使用假想刀尖时 程编中不需要考虑刀尖半径 当刀具设定在起始位置时 位置关系如下图4 14所示 图4 14刀尖半径中心和假想刀尖 2 刀位点与刀尖方位刀位点即是刀具上用于作为编程相对基准的参照点 当执行没有刀补的程序时 刀位点正好走在编程轨迹上 而有刀补时 刀位点将可能行走在偏离于编程轨迹的位置上 按照试切对刀的情况看 对刀所获得的坐标数据就是刀尖的坐标 采用对刀仪 也基本上是按刀尖对刀的 而事实上 对于圆弧头车刀而言 这个刀尖是不存在的 是一个假想的刀尖点 如图图4 15 a 中A点 当然 也可通过测出刀尖圆弧半径值来推测出刀尖圆弧中心点 图4 15 a 中B点 编程时 通常就是用这样两个参照点来作为刀位点的 刀尖半径补偿也就是围绕这两种情况进行的 只有正确的刀补编程才能得到准确的轮廓轨迹 a 图4 15刀位点与刀尖方位 b 图4 15 b 所示为按假想刀尖方位以数字代码对应的各种刀具装夹放置的情况 如果以刀尖圆弧中心作为刀位点进行编程 则应选用0或9作为刀尖方位号 其他号都是以假想刀尖编程时采用的 只有在刀具数据库内按刀具实际放置情况设置相应的刀尖方位代码 才能保证对它进行正确的刀补 否则 将会出现不合要求的过切和少切现象 3 刀具半径补偿指令 G40 G41 G42在刀尖半径补偿中 必须指定工件相对于刀具的方位 G40 取消刀具半径补偿 按程序路径进给 G41 左偏刀具半径补偿 按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给 G42 右偏刀具半径补偿 按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给 执行过刀径补偿G41或G42的指令后 刀补将持续对每一编程轨迹有效 若要取消刀补 则需要在某一编程轨迹的程序行前加上G40指令 或单独将G40作一程序行书写 1 刀径补偿的建立和取消不应在G02 G03圆弧轨迹程序行上实施 2 建立刀要在切入前不为零的直线移动 撤销刀补要在切出后完成 刀径补偿建立和取消时 刀具位置的变化是一个渐变的过程 3 当输入刀补数据时给的是负值 则G41 G42互相转化 4 G41 G42指令不要重复规定 否则会产生一种特殊的补偿 5 在设置刀尖圆弧自动补偿值时 还要设置刀尖圆弧位置编码 指定编码值的方法参考图图4 15 图4 16假想刀尖的方位 注意 图4 16刀尖半径补偿 a b 编程应用示例 应用刀尖圆弧自动补偿功能加工图4 17所示零件 刀尖位置编码 3 毛坯为45钢 50 100 T1为外圆刀 刀尖圆弧半径为0 8mm 图4 17 O0001 G54G21G99 G0X100Z100 M03G96S80T0101 G50S1500 G0X52Z2 G71U2R1 G71P10Q20U0 8W0 5F0 25 G00G42X14M08 G01Z1F0 08 X20Z 2 Z 12 X30Z 27 Z 37R4 N20X52 G70P10Q20 G00G40G97X100Z150 T0100 M30 四 对刀操作 1 数控车刀的安装 1 合理地安排刀具在刀架的位置 以减少刀架空转 2 正确的高度和角度和伸出的长度 并避免干涉现象 2 对刀实际加工时 刀架上每一把刀具的装夹位置 长度是不一样的 利用对刀 设置刀偏值 使每一把刀的刀位点重合于某一理想基准点 例 如图4 18所示尺寸编写仿形粗车循加工及精加工程序 图4 18 63 图4 18所示的加工程序 O0068 程序名68G54G21G99 建立工件坐标系 公制 转进给M3G96S80T0202 主轴正转 恒线速度为80m min 2 刀 外圆粗车刀 刀补号02G50S1500 限最高转速1500r minG00X56 0Z2 0M08 刀具快速移到循环起点P 56 0 2 0 处 冷却液开G73U17 0R8 X方向总退刀量 半径值指定 为17mm Z方向总退刀量为0 重复加工次数8次 G73P10Q20U0 8W0 5F0 25 仿形粗车循环 精车加工程序第一个程序段的顺序号为N10 仿形精车加工程序最后一个程序段的顺序号为N20 X方向精加工余量 直径指定 为0 8mm Z方向精加工余量为为0 5mm 粗车进给量为0 25mm r 64 N10G42G00X17 97 精车加工程序第一个程序段 快速定位到A 80 0 29 0 点 建立右刀补 开始循环Z1 0 G01X23 97Z 2 0F0 08 精车进给量为0 08mm r 尺寸按中值编程Z 15 0 X31 98 Z 23 0 G02X36 0Z 40 0R10 0 G03X50 0Z 50 0R20 0 G01Z 60 0 X56 0 N20G40G0Z2 0 精车加工程序最后一个程序段 刀具退回循环起点 取消刀补 循环结束G0X100 0Z150 0 快速退刀换刀点M3G96S120T0303 精加工恒线速度为120m min 3 刀 外圆粗车刀 刀补号03G50S2500 限最高转速2500r minG0X56 0Z2 0 刀具快速移到循环起点P 56 0 2 0 处G70P10Q20 精车循环 从N10至N20程序段G00G97S800X100 0Z100 0M09 取消恒线速 转速800r min 快速退至安全点 冷却液关M30 程序结束并返回到开始 1 分析图纸 1 确定加工内容 两端面 外轮廓和倒角 2 列举加工方案 比较 选择合理的加工方法 可用G1 G90 G71指令 比较后最终选择 左端外轮廓用G90 右端外轮廓用G71可以优化程序 2 确定装夹方案 三爪卡盘装夹 3 选择刀具端面车刀T0101 硬质合金刀片 外圆车刀T0202 硬质合金刀片 二 完成工作任务步骤 一 工艺分析 4 确定加工顺序 加工零件左端 42 30mm 三爪卡盘夹紧毛坯 伸出约40mm 用T0101端面车刀手动车平左端面 用T0202分粗精自动加工 42外圆 保证30mm尺寸 2 加工零件右端轮廓 三爪卡盘夹紧 42外圆 伸出约45mm 用T0101端面车刀手动加工右端面 保证69mm尺寸 用T0202外圆车刀分粗精自动加工右端外轮廓 保证各尺寸 5 确定循环起点 50 2 换刀点 100 100 走刀方向 从右向左 6 确定加工参数 1 外圆粗加工参数 切削速度 V 80m min进给速度 0 25mm r背吃刀量 2mm 2 外圆精加工参数 切削速度 V 120m min进给速度 0 08mm r背吃刀量 0 4mm 3 编程原点的选择 右端面与轴线交点 二 加工准备 1 毛坯的选用 45钢 50 75的棒料 2 刀具的选用 45 90 外圆车