数控加工工艺与编程项目六课件

1 学习情境六 用复合循环指令加工零件 2 教学内容 1 复合固定循环指令的加工原理 2 复合固定循环指令的编程方法 3 零件数控加工工艺的制订 3 一 情境描述 图示零件为一阶梯轴 该工件有外圆柱面 外圆锥面 和圆弧构成 要求使用轴向粗车复合循环指令编程 并完成零件的车削加工 图6 1零件图 4 图6 2三维图 5 一 引入新知识切削用量的选择 数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量 主轴转速或切削速度 进给速度或进给量 1 背吃刀量的确定背吃刀量应根据机床 夹具 刀具及工件所组成的工艺系统的刚度来确定 在刚度允许的条件下 尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量 为了保证加工精度和表面粗糙度 一般都留有一定的精加工余量 一般为0 1 0 5mm 2 进给速度的确定进给速度指在单位时间内刀具沿进给方向移动的距离 单位为mm min 有些数控车床规定可以选用进给量f 单位mm r 表示进给速度 二者之间的关系为 6 nf 式中 为进给速度 mm min n为主轴转速 r min f为进给量 mm r 应在保证表面质量的前提下 选择较高的进给速度 一般情况下 根据零件的表面粗糙度 刀具及工件材料等因素 查阅切削用量手册选取进给速度 为进给速度 mm min n为主轴转速 r min f为进给量 mm r 应在保证表面质量的前提下 选择较高的进给速度 一般情况下 根据零件的表面粗糙度 刀具及工件材料等因素 查阅切削用量手册选取进给速度 7 3 主轴转速n的确定轮廓车削时主轴转速应根据被加工部位的直径 工件和刀具材料 以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定 切削速度可通过计算 查表和实践经验获取 切削速度确定后 用式 n 计算主轴转速 式中 n是工件转速 r min vc是切削速度 m min d是切削刃选定点处所对应的工件回转直径 mm 4 切削用量参考表常见工件材料 刀具及相应的切削用量见下表 8 表6 1常见工件材料 所用刀具及相应的切削用量 9 二 零件具体加工工艺制定1 装夹与定位该零件为实心轴类零件 采用轴的左端面和外圆作为定位基准 采用三爪自定心卡盘夹紧工件左端 一次装夹完成粗精加工 2 工步顺序 装夹工件 手动车削端面 自右向左粗车外轮廓 自右向左精车外轮廓 3 选择刀具根据零件加工要求和工艺分析 选用如下刀具 T01为90 外圆粗车刀 T02为90 外圆精车刀 4 确定切削用量车削用量的具体数值应根据机床性能 加工工艺 相关手册并结合实际经验确定 10 机床转速 粗车外轮廓为800r min 精车外轮廓为1000r min 进给速度 粗车外轮廓为0 5mm r 精车外轮廓为0 3mm r 5 选择机床和数控系统 机床型号机床型号为CK6132 型数控车床 数控系统采用广数928TD数控系统 11 三 编制零件加工程序 一 编程指令学习1 轴向粗车复合循环 G71 G71指令格式格式 G71U d R e G71P ns Q nf U u W w F f S s T t N ns S s F f N nf 12 参数 d 每次切削被吃刀量 即x轴向的进刀 深度以半径值表示 一定为正值 e 每次切削结束的退刀量 ns 为精加工路径第一程序段的顺序号 nf 为精加工路径最后程序段的顺序号 u 为X轴方向精加工余量 直径值 w 为Z轴方向精加工余量 f 粗车时的进给量 s 粗车时的主轴功能 一般在G71之前即已指定 故大多省略 t 粗车时所用刀具 一般在G71之前即已指定 故大多省略 s 精车时的主轴功能f 精车时的进给量 13 G71指令的刀具循环路径 图6 3G71外圆粗车循环刀具轨迹 14 图6 3所示为G71粗车循环指令的进给路径 图中C点为粗加工循环起点 虚线 R 为快速定位 实线 F 为以粗车进给速度切削 程序执行时 刀具由循环起点C沿着X方向快进一个切削深度 d 然后开始沿着Z方向车削循环 当最后一次粗车循环后 零件各表面留有X方向精车余量 U Z方向精车余量 W 粗车循环结束后 刀具返回到循环起点 使用G71指令时还应注意以下两点 由循环起点C到A点的只能用G00或G01指令 且不可有z轴方向移动指令 车削的路径必须是单调增大或减小 即不可有内凹的轮廓外形 15 2 精车循环 G70当用G71指令对工件粗加工后 可以使用G70指令按粗车循环指定的精加工路线切除粗加工留下的余量 其编程格式为 G70P ns Q nf 其中 ns为精加工程序中的第一个程序段顺序号 nf为精加工程序中的最后一个程序段顺序号 注意 必须先使用G71指令后 才可使用G70指令 G70指令指定的ns至nf间程序段中 不能调用子程序 ns至nf间精车的程序段所指令的F及S是给G70精车时使用 G71后可以不跟G70 16 二 用复合循环指令编制零件加工程序 编程分析该零件结构要素有外圆柱面 圆弧 有一定粗糙度要求 分为粗加工和精加工进行 采用直径编程方式 直径尺寸编程与零件图纸中的尺寸标注一致 编程较为方便 加工程序清单O0001N10T0101N20G00X50Z50N30M03S600N40G00X50Z1N60X30N70G01X50F0 5N80G71U2 5R1N90G71P100Q170U0 5W0 3F0 25 17 N100G00X6N110G01Z0 0F0 12N120X10Z 2N130Z 17N140G02X20Z 23R5N150G01Z 33N160G03X34Z 40R7N170G01Z 50N180X44Z 60N190Z 82N200X45N210G00X160Z10N215M05N220T0202M03S1000N230G00Z1 18 N240X46N250G01X45F0 5N260G70P100Q200N270G00X150N280Z100N290M30 四 加工程序的检验 修改 学生讨论 自评 检验 修改 教师指导 讲解 四 数控仿真和实操加工1 零件的数控仿真 使用数控加工仿真软件对加工程序进行检验 正确进行数控加工仿真的操作 完成零件的仿真加工 19 2 零件的实操加工通过仿真加工 确定零件程序的正确性后 在数控实训车间对零件进行实际操作加工 五 加工零件的检测1 利用游标卡尺 外径千分尺 表面粗糙度工艺样板等量具测量工件 学生对自己加工的零件进行检测 包括尺寸精度的检测和零件加工质量的检测 2 教师对学生加工零件进行检测 并做出点评 六 任务扩展1 端面粗车复合循环 G72 20 G72指令格式格式 G72W d R r G72P ns Q nf U x W z F f S s T t 参数 d为切削深度 每次切削量 指定时不加符号 r为每次退刀量 ns为精加工路径第一程序段的顺序号 nf为精加工路径最后程序段的顺序号 x为X方向精加工余量 直径值 z为Z方向精加工余量 f s t为粗加工时G71程序段中编程的F S T有效 21 G72指令的刀具循环路径G72与G71指令类似 不同在于其刀具平行于X轴进行切削 如图7 3所示 其进给路径是从外径方向往轴心方向切削 刀具由循环起点C沿着Z方向快进一个切削深度 d 然后开始沿着X方向车削循环 当最后一次粗车循环后 零件各表面留有X方向精车余量 U Z方向精车余量 W 粗车循环结束后 刀具返回到循环起点 图6 4G72端面粗车循环刀具轨迹 22 2 封闭轮廓粗车复合循环 G73 G73指令格式格式 G73U I W K R r G73P ns Q nf U x W z F f S s T t 参数 I为X轴方向的粗加工总余量 K为Z轴方向的粗加工总余量 r为粗切削次数 ns为精加工路径第一程序段的顺序号 nf为精加工路径最后程序段的顺序号 x为X方向精加工余量 直径值 z为Z方向精加工余量 f s t为粗加工时G73程序段中编程的F S T有效 23 G73指令的刀具循环路径图6 5所示为G73粗车循环指令的进给路径 刀具由循环起点A快速退到C点 然后从C点沿着X Z两个方向各快进一个切削深度 然后开始封闭粗车循环 每次偏移固定的切削深度 当最后一次粗车循环后 零件各表面留有X方向精车余量 U Z方向精车余量 W 粗车循环结束后 刀具返回到循环起点 图6 5G73封闭轮廓粗车循环刀具轨迹 24 3 复合循环指令注意事项 1 G71适用于轴向方向的切除余量比直径的切削余量大的情况 G72则相反 且车削的路径必须是单调增大或减小 2 G71 G72 G73指令必须带有P Q地址ns nf 且与精加工路径起 止顺序号对应 精加工轮廓轨迹描述从A点到B点 3 复合循环指令的循环起点必须在零件构成的矩形框