《数控加工工艺编程与操作》单元三课件

数控加工工艺编程与操作 FANUC系统车床分册单元三复合循环加工工件轮廓 郑州市技师学院数控系宋浩杰 复合循环加工工件轮廓 课题四复合固定循环车削内孔 课题五切槽加工 课题三仿形车复合固定循环加工 课题二径向粗车固定循环加工 课题一外圆粗车固定循环加工 课题一外圆粗车固定循环加工 一 教学目标 二 任务分析 要求 如下图3 1所示工件 毛坯沿用2 3的材料 45钢 未注倒角C1 试对零件进行分析及编程加工 图3 1外圆粗 精车循加工实例 工艺怎样分析 会吗 工艺分析 你想到了吗 三 相关理论 1 内 外圆粗 精车复合固定循环 参数说明 d 为X方向背吃刀量 半径量 不带符号 且为模态值 e 为退刀量 其值为模态值 ns 为精车程序第一程序段的段号 nf 为精车程序最后一段的段号 u 为X方向精车信余量的大小和方向 外圆的加工余量为正 内孔加工余量为负 用直径量指定 w 为Z方向精车余量的大小和方向 F S T 为粗加工循环中的进给速度 主轴转速与刀具功能 2 粗车循环轨迹图 试解释下列两段程序中的指令含义 G71U1 5R0 5 G71P1Q2U0 5W0 05F150 图3 3凹槽 4 G70精车循环指令指令格式 G70P ns Q nf ns 为精车程序第一程序段的段号 nf 为精车程序最后一段的段号 注意事项 G70循环时 刀具沿其工件实际轨迹进行切削 如图3 2中A B所示 G70指令用在G71 G72 G73指令之后 不能单独使用 G70精加工中的F和S按 ns 和 nf 之间所指定的值执行 四 编程示例 1 如图3 4所示工件 材料45钢 试采用粗 精车循环指令编写其数控车加工程序 图3 4粗 精车复合循环实例 O0205 G98G40G21 T0101 G00X100Z100 M03S600 G00X42Z2 G71U1 5R0 5 G71P100Q200U0 5W0 1F150 N100G00X0S1200 G01Z0F80 X14 X16Z 1 Z 10 G03X26Z 15R5 G01W 10 X32 X40Z 30 N200X42 G00X100Z100 T0202 G00X42Z3 G70P100Q200 G00X100Z100 M30 2 参考程序 五 操作实践 1 编制加工程序设备 本任务选用CK6140型FANUCOi系统数控车床 刀具 93 机夹外圆车刀 仿真加工 图3 5仿真加工 2 工件测量 游标卡尺 千分尺 R规 万能角度尺 百分表 3 精度及误差分析 4 任务评价 表3 3 六 综合练习 课题二径向粗车固定循环加工 一 教学目标 二 任务分析 要求 如下图3 7所示工件 毛坯为 50 50mm的铝 试对零件进行分析及编程加工 图3 7径向粗 精车循环加工实例 三 相关理论 1 径向粗 精车复合固定循环 1 粗车循环G72指令格式 G72W d R e G72P ns Q nf U u W w FST Nns Nnf 参数说明 d 为Z方向背吃刀量 不带符号 且为模态值 其余同G71指令中的参数 2 径向精车循环G70其用法与前面格式完全相同 怎么有两个W呢 3 粗车循环轨迹图 四 编程示例 1 如图3 9所示工件 材料45钢 试采用粗 精车循环指令编写其数控车加工程序 图3 9径向粗车循环示例件 M03S600T0101 G00X52Z2 G72W1R0 3 G72P1Q2U0 05W0 3F100 N1G00Z 12S1000 G01X42F50 G02X32Z 8R4 G01X24 Z 4 X16 N2G01Z2 G70P1Q2 G00X100Z100 M05 M30 2 参考程序 2 加工顺序的安排 1 加工顺序 即工序 通常包括切削加工工序 热处理工序和辅助工序 2 加工工序的划分 工序 是工艺过程的基本单元 它是一个或一组工人在一个工作地点 对一个 或同时几个 工件连续完成的那一部分加工过程 划分工序的要点是 工人 工件及工作地点三不变并且加工连续完成 图3 10轴类零件加工路线分析 3 工步的划分工步的定义 是指在一次装夹中 加工表面 切削刀具和切削用量都不变的情况下所进行的那部分加工 工序集中原则 工序分散原则 工序划分原则 五 操作实践 划分工件 图3 7 加工工步及加工如下仿真加工所示 图3 11零件仿真加工 六 综合练习 1 试采用G72和G70指令编写如图所示内轮廓的数控车加工程序 2 试采用G72和G70指令编写如图所示外轮廓的数控车加工程序 3 试写出径向复合粗加工循环 G72 的指认格式 并说明指令中的参数含义 4 何谓加工工序 如何划分数控车加工工序 图3 12平端面粗车示例件 图3 13横向 外部加工示例件 课题三仿形车复合固定循环 一 教学目标 如图3 14所示工件 毛坯为 52mm铝质长棒料 外形加工完后直接切断 采用专用夹具装夹校正加工内孔 试编写其数控车加工程序并进行加工 图3 14仿形车粗 精复合循环加工实例 二 任务分析 长像有点复杂呀 三 相关理论 1 仿形车复合循环G73 参数说明 i 为X轴方向退刀量的大小和方向 半径量指定 且为模态值 k 为Z轴方向退刀量的大小和方向 其值为模态值 d 为分层次数 粗车重复加工次数 2 粗车循环轨迹图 图3 15仿形车复合循环轨迹 3 编程示例例3 10加工图3 16所示工件 先采用G71指令粗加工成形 再采用G73指令加工凹轮廓 试编写其数控车加工程序 图3 16仿形车复合循环编程示例 O0001 M03S500T0101 G00X52Z2 G71U1R0 5 G71P1Q2U0 5W0 1F100 N1G00X18F50S1000 G01Z 10 X24 X32Z 18 z 65 X48 Z 82 N2G01X52 G70P1Q2 G00X34Z 18 G73U6R6 G73P3Q4U0 5F100 N3G01X32Z 18F60 X20Z 58 G02X36Z 66R8 G03X48Z 72R6 N4G01X50 G70P3Q4 G00X100Z100 M30 图3 17仿真加工 2 常用数控车床夹具及找正方法 1 三爪自定心卡盘三爪自定心卡盘如图3 18是数控车床最常用的通夹具 优点 具有装夹简单 夹持范围大和自动定心的特点 主要在加工圆柱形轴类零件和套类零件 缺点 定心精度不是很高 二次装夹对同轴度要求高时 需要进行校正 找正方法 如图3 19所示 将百分表固定在工作台上 触头压在圆柱母线的上方 然后用手转动卡盘 根据百分表的读数用铜棒轻敲打进行调整 直至表旋转过程中读数不变时即可 2 四爪单动卡盘如图3 20所示 在装夹工件过程中每一个卡爪可以单独动作 因此 四爪单动卡盘不仅适用于圆柱形轮廓的轴 套类零件的装夹加工 适用于偏心轴 套类零件和较短的方形表面的装夹 四爪单动卡盘装夹圆柱工件的找正方法和三爪自定心卡盘的找正方法方法相同 下面以图3 21方形工件装夹与校正为例 其校正方法 将百分表表固定在数控车床拖板上 触头接触侧平面 图3 22a 前后移动百分 调节工件保证百分表读数一致 将工件转动90 再次前后移动百分表 从而校正侧平面与主轴轴线垂直 工件中心的找正方法如图3 22b所示 触头接触外圆上 侧素线 轻微转动主轴 找正外圆的上侧素线 读出此时的百分表读数 将卡盘转动180 仍然用百分表找正外圆的上侧素线 读出相应的百分表读数 根据两次的读数差值调节上下两个卡爪 左右两卡爪的找正方法相同 图3 22四爪单动卡盘装夹与校正方法 3 软爪与弹簧夹套软爪 与三爪自定心卡盘外形相似 但其卡爪通常在夹持部位焊有铜等软材料 是一种可以切削的卡爪 它是为了配合被加工工件而特别制造的 图3 23软爪的自镗加工 弹簧夹套 弹簧夹套的定心精度高 装夹工件快速方便 常用于精加工的外圆表面定位 图3 24 图3 24薄壁套 图3 25前 后顶尖 4 两顶尖拨盘和拨动顶尖两顶尖拨盘 两顶尖拨盘包括前 后顶尖 如图3 25 和对分夹头或鸡心夹头拨杆三部分 两顶尖定位的优点是定心准确可靠 安装方便 顶尖的作用是定心 承受工件重量和切削力 拨动顶尖 拨动顶尖常用的有内 外拨动顶尖和端面拨动顶尖 与两顶尖拨盘相比 不使用拨杆而直接由拨动顶尖带动工件旋转 如图3 26所示 图3 26拨动顶尖 四 操作实践 1 选择刀具与切削用量 粗加工 S800r min F150mm min ap1mm精加工 S1200r min F80mm min ap0 25mm 图3 27菱形车刀 2 编程与仿真加工 O0003 M03S500T0101 G00X54Z2 G71U1R0 3 G71P1Q2U0 5W0 1F150 N1G00X0S1200 G01Z0F80 G03X20Z 10R10 G01X23 08Z 37 07 G03X50Z 60R25 N2G01X54 G73U8R8 G73P3Q4U0 5F150 N3G00X0S1200 G01Z0F80 G03X12Z 18I0K 10 G01Z 23 37 G02X23 098Z 37 09R20 G03X42 7Z 73R25 G01Z 76 G02Z 92R10 G01Z 95 G03Z 110R11 95 N4G01X52 G70P3Q4 G00X100Z100 M30 图3 28仿真加工 五 综合练习 1 试写出仿形复合加工循环G73的指令格式 并说明指令中各参数含义 2 数控车加工常用夹具有哪些 如何进行三爪自定心卡盘的装夹与校正 3 数控车加工形位精度及误差的影响因素有哪些 4 采用复合固定循环指令编写如图3 28所示零件的数控车加工程序 图3 29G73编程实例 课题四复合固定循环车削内孔 一 教学目标 要求 如下图3 30所示工件 外圆表面加工完成 内孔钻出 20mm的底孔 试编写其数控车加工程序并进行加工 图3 30复合固定循环车削内孔 二 任务分析 三 相关理论 1 数控车床进退刀路线的确定 2 车内孔加工艺 1 车内孔的关键技术车孔是常用的孔加工方法之一 可用作粗加工 也可作精加工 车孔精度一般可达IT7 IT8级 表面粗糙度值达到1 6 3 2 m 车孔的关键技术是解决内孔车刀的刚度问题和内孔车削过程中的排屑问题 1 前排屑采用正刃倾角内孔车刀 2 精车时切屑流向待加工表面 3 加工盲孔采用负刃倾角 切屑从孔口排出 2 内孔加工用刀具1 根据不同的加工情况 内孔车刀可分为 通孔车刀 图3 31a 盲孔车刀 图3 31b 两种 2 为了节省刀具材料和增加刀杆强度 可将刀具做成如图3 32所示的机夹式车刀 图3 31内孔车刀 图3 32机夹式车刀 3 内孔车刀的安装内孔车刀安装的正确与否 直接影响到车削情况及孔的精度 所以在安装时应注意以下几个问题 1 刀尖应与工件中心等高或稍高 如果装得低于中心 由于切削抗力的作用 容易将刀柄压低而产生扎刀现象 并会造成孔径扩大 2 刀柄伸出刀架不宜过长 一般比被加工孔长5 6mm 3 刀柄基本平行于工件轴线 否则在车削到一定深度时刀柄后半部容易碰到工件孔口 4 盲孔车刀装夹时 内偏刀的主刀刃应与孔底平面成3 5 的角度 并且在车平面时要求横向有足够的退刀余地 四 操作实践 图3 33仿真加工 1 仿真加工 2 内孔的检测 孔径尺寸精度要求较低时 可采用钢直尺 内卡钳或游标卡尺测量 精度要求较高时 可用内径千分尺或内径量表测量 标准孔还可以采用塞规测量 如图3 34所示 图3 34内孔检测量具 五 综合练习 1 采用复合固定循环指令编写图3 35所示零件内轮廓的数控车加工程序 2 如何确定数控车加工的进退刀路线 3 如何进行内孔的测量 影响数控车加工内孔质量的因素有哪些 4 内孔车削的关键问题是什么 如何解决这些问题 图3 34内孔编程加工 课题五切槽加工 一 教学目标 任务要求如图3 35所示工件 毛坯为 60 25mm的45号钢 内孔已钻出 16的预孔 试编写其数控车加工程序并进行加工 任务分析本工件中有多个内孔 外圆槽和一个端面槽 简单指令无法加工 故本课题引入循环指令 以达到简化编程的目的 图3 35切槽加工实例 二 任务分析 三 相关理论 1 切槽复合循环指令 1 径向切槽循环G75 图3 35G75走刀轨迹 例 G75R0 5 G75U6W5P1500Q2000F60 图3 36G75仿真动画 例 如图3 37所示工件 其外圆槽的加工程序 切槽刀宽为3mm 如下 图3 37径向切槽示例 O0039 G00X42Z 28 G75R0 3 G75X32Z 35P1500Q2000F80 G00X100Z100 M30 2 端面切槽循环G74 1 指令格式 图3 38端面切槽循环轨迹图 注意 G74与G75轨迹相似 但G74先轴向切深 再径向平移 直至循环结束 利用G74加工时 装夹在刀架上的刀具一定要精确定位到工件旋转中心 图3 39G74仿真轨迹 例 如图3 40所示工件 采用G74指