数控加工程序编制-车削编程.ppt

数控加工程序编制 车削编程 FANUC0i 任务三 锥面轴的程序编制 工作任务 编制程序仿真加工 生产类型 单件毛坯 45 85 材料45钢 学习目标 最终目标 能够熟练的编写锥面轴类零件数控加工程序 促成目标 1 会零件图的工艺分析及加工方法的选择 2 会加工顺序及进给路线的确定 3 会切削用量的确定 4 会数控加工工序卡的编制5 会应用刀尖圆弧半径补偿指令G41 G42 G40 单一固定循环指令G90 G94编程指令 相关知识 了解数控车削加工工艺路线制定的原则绘制走刀路线图了解车削圆锥的加工工艺路线单一固定循环指令G90 G94刀尖圆弧半径补偿指令G41 G42 G40数控车床上加工过程 两把刀对刀 数控车削加工工艺路线制订 1 先粗后精选择切入切出方向最终轮廓一次走刀完成内外交叉2 先近后远3 刀具集中 数控车削的走刀路线的确定 走刀路线是指数控机床在加工过程中 刀具从起刀点开始 直至加工结束返回终点的轨迹 包括切削加工的路径以及刀具切入 切出等空运行路线 走刀路线是编写程序的依据之一 因此在确定走刀路线时 最好画一张走刀路线图 用虚线表示快速进给 实线表示切削进给 走刀路线图 确定数控车削加工进给路线的主要原则 首先按照拟定的工步顺序 确定零件各加工表面进给路线的顺序 确定的进给路线应该能保证工件轮廓表面加工后的精度和表面粗糙度要求 寻求最短的进给路线 包括空行程路线和进给加工路线 以便提高加工效率 要选择工件在加工时变形小的路线 对横截面积小的细长零件或薄壁零件应该采用分几次走刀加工到最后尺寸 或者用对称地去除加工余量的方法来安排进给路线 确定进给加工路线的重点 主要在于确定粗加工切削过程与空行程的进给路线 精加工切削过程的进给路线 基本上都是沿着零件轮廓的顺序进行的 切削用量的确定 切削用量包括主轴转速 切削速度 背吃刀量和进给量 对于不同的加工方法 需要选择不同的切削用量 并应编入程序单内 合理选择切削用量的原则是 粗加工时 一般以提高生产率为主 但也应考虑经济性和加工成本 通常选择较大的背吃刀量和进给量 采用较低的切削速度 半精加工和精加工时 应在保证加工质量的前提下 兼顾切削效率 经济性和加工成本 通常选择较小的背吃刀量和进给量 并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数 以尽可能提高切削速度 具体数值应根据机床说明书 切削用量手册并结合经验而定 数控车削用量推荐表 主轴转速n r min 主要根据允许的切削速度 c m min 选取 式中 vc 切削速度D 工件直径 mm 主轴转速n要根据计算值在机床说明书中选取标准值 普通精度轧制件用于轴类 零件的数控车削加工余量 模锻毛坯用于轴类零件的数控车削加工余量 车圆锥的加工路线分析 数控车床上车外圆锥 假设圆锥大径为D 小径为d 锥长为L 车圆锥的加工路线如图所示 按阶梯切削路线 两刀粗车 最后一刀精车 两刀粗车的终刀距S要作精确的计算 可有相似三角形得 D d2 L D d2 S ap D d2 L D d2 S ap 此种加工路线 粗车时 刀具背吃刀量相同 但精车时 背吃刀量不同 同时刀具切削运动的路线最短 按图b的相似斜线切削路线 也需计算粗车时终刀距S 同样由相似三角形可计算得出 按此种加工路线 刀具切削运动的距离较短 按图c的斜线加工路线 只需确定每次背吃刀量ap 而不需计算终刀距 编程方便 但在每次切削中背吃刀量是变化的 且刀具切削运动的路线较长 外圆切削循环指令G90 圆柱切削循环指令格式 G90X U Z W F 该循环主要用于轴类零件的外圆加工 X Z为车削循环中车削进给路径的终点坐标 U W是圆柱面切削终点相对于循环起点增量坐标 切入 切削 退刀 返回快速移动进给移动进给移动快速移动 使用循环切削指令 注意 刀具必须先定位至循环起点 再执行循环切削指令 完成一循环切削后 刀具回到此循环起点 循环切削指令为模态指令 圆锥切削循环指令格式 G90X U Z W R F 该循环主要用于轴类零件的锥面加工 R的大小 为锥度部分大端与小端之半径差 R的正负 起始点坐标大于终点坐标时R为正 反之为负 端面车削固定循环指令G94 G94指令用于盘套类零件的垂直端面或锥形端面的加工 直端面车削固定循环指令格式为 G94X U Z W F 锥端面车削固定循环指令格式为 G94X U Z W R F 刀具的几何补偿和磨损补偿 在编程时 一般以其中一把刀具为基准 并以该刀具的刀尖位置为依据来建立工件坐标系 这样 当其他刀位转至加工位置时 刀尖的位置相对于基准刀刀尖位置就会有偏差 由此 原来设定的工件坐标系对这些刀具就不适用了 另外 每把刀具在加工过程中都有不同程序的磨损 因此 应进行位置补偿 刀具的补偿功能由T代码实现 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 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 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2位表示刀具补偿号 刀具补偿号实际上是刀具补偿寄器的地址号 该寄存中存放有刀具的X轴偏置和Z轴偏置量 刀具补偿号为00时 表示取消补偿 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 在图示按基准刀尖编程的情况下 若还没有磨损补偿时 则只有几何位置补偿 X Xj Z Zj 批量加工过程中出现刀具磨损后 则 X Xj Xm Z Zj Zm 数控系统对刀具的补偿或取消刀补都是通过拖板的移动来实现的 对带自动换刀的车床而言 执行T指令时 将先让刀架转位 按前2位数字指定的刀具号选择好刀具后 再按后2位数字对应的刀补地址中刀具位置补偿值的大小来调整刀架拖板位置 实施刀具几何位置补偿和磨损补偿 尖角车刀加工时的情况 采用尖角车刀对加工及编程都很方便刀头越尖就越容易磨损当刀具太尖而进给速度又较大时 可明显地感觉出一般的轮廓车削将产生车螺纹的效果 即使减小进给速度 也会影响到加工表面的粗糙度 将车刀刀尖磨成圆弧过渡刃 车刀车内 外圆和端面时 刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状转角处的尖角肯定是无法车出的在切削锥面或圆弧面时 会造成过切或少切有必要对此采用刀尖半径补偿来消除误差 刀尖圆弧半径补偿 有刀尖存在时 对刀尖按轮廓线编程加工 即可以得到理想轮廓 不需要考虑刀补 用圆弧头车刀时 以偏移理想轮廓一个刀具半径的轨迹线编程加工后 可保证切削得到理想轮廓线 也可以按照轮廓轨迹编程 再在程序中适当位置加上刀补代码 让机床自动进行刀补 刀尖圆弧自动补偿 利用机床自动进行刀尖半径补偿时 需要使用G40 G41 G42指令 当系统执行到含T代码的程序指令时 仅仅是从中取得了刀具补偿的寄存器地址号 其中包括刀具几何位置补偿和刀具半径大小 此时并不会开始实施刀尖半径补偿 只有在程序中遇到G41 G42 G40指令时 才开始从刀库中提取数据并实施相应的刀径补偿 G41 刀尖半径左补偿 沿着进给方向看 刀尖位置应在编程轨迹的左边 G42 刀尖半径右补偿 沿着进给方向看 刀尖位置应在编程轨迹的右边 G40 取消刀尖半径补偿 刀尖运动轨迹与编程轨迹一致 刀位点 刀位点即是指编制数控加工程序时用以确定刀具位置的基准点 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 对于圆弧头车刀 刀尖是不存在的 是一个假想的刀尖点也可通过测出刀尖圆弧半径值来推测出刀尖圆弧中心点编程时 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 假想刀尖 当采用假想刀尖点编程补偿方式时 系统内部只对锥面及圆弧面计算刀补 而对车端面与车外圆则不进行刀补 当采用刀尖圆弧中心点编程刀补方式时 则无论什么样的轮廓线都需要进行刀补运算 对有刀补功能的车床来说 无论用哪种补偿方式 我们都只需要按零件最终得到的轮廓线进行编程 至于怎么具体地实施刀补 则是数控系统内部要做的事情 对于没有刀补功能的车床来说 考虑如何刀补则是编程者必须要考虑的问题 只有正确的刀补编程才能得到准确的轮廓轨迹 假想刀尖方位是指假想刀尖与刀尖圆弧中心的相对位置关系 用0 9共10个号码来表示 如果以刀尖圆弧中心作为刀位点 则应选用0或9作为刀尖方位号 其他号都是以假想刀尖作为刀位点的 假想刀尖号 G41G01G42G00 刀尖圆弧半径自动补偿功能使用 刀尖圆弧半径自动补偿功能的建立 G40 G01G00 或单独将G40作一程序行书写 刀尖圆弧半径自动补偿功能的取消 执行过刀尖半径补偿G41或G42的指令后刀补将持续对每一编程轨迹有效 刀补的加载和卸载 1 在精车轮廓的前一程序段建立刀具半径补偿 在切削完成轮廓的后一个程序段 用指令G40取消补偿 2 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 3 必须在刀具补偿参数设定页面的相应刀具补偿号半径处填入刀尖圆弧半径 假想刀尖方向处 填入该把刀具的假想刀尖号码 编制程序时的刀具补偿号不能为00 注意事项 4 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 5 建立刀具半径补偿后 在Z轴的切削移动量必须大于其刀尖半径 在X方向的切削移动量必须大于2倍刀尖半径值 6 当输入刀补数据时给的是负值 则G41 G42互相转化 计划 进行零件工艺分析 制定工艺 编制零件数控加工程序 仿真加工 1 机床的选择 选用FANUC0i TC数控系统数控车床 2 毛坯的的选择 棒料 45 85 3 夹具的选择 三爪卡盘 4 刀具的选择 外圆车刀 切断刀 5 利用G90 G94 G42 G40编制程序 6 采用试切法对刀完成坐标系设置操作及刀具补偿参数的设置 进行仿真加工 实施 2填写数控加工工序卡 5填写数控加工程序单 3绘制数控加工走刀路线图 1工艺分析 6仿真加工 7填写记录单 4计算基点坐标 1 分析加工图纸 2 确定装夹方案3 分析走刀路线及工步顺序 4 选择刀具 5 确定切削用量 6 制定加工工艺 工艺分析 生产类型 单件毛坯 45 85 材料45钢 数控加工工序卡 数控加工走刀路线图 粗车外圆柱面用虚线表示快速进给 实线表示切削进给 粗车外圆柱面和锥面 精车外圆和锥面 切向切入 切向切出 切断 根据左刀尖编程 考虑切断刀的宽度 对刀时 碰端面输入Z0 再测量若根据右刀尖编程 对刀时 碰端面输入Z 切断刀宽度 再测量 基点坐标 数控加工程序清单 小数点 字母O与数字0 M03与M30 切向切入 切向切出 切入点必须在轮廓延长线上 精加工时有G42 G40 G42放在真正切削轮廓之前 G40放在真正切出轮廓之后 换刀时 先返回换刀点 再换刀 可同时改变转速 G90 G94中的R计算必须考虑切入和切出段 G90 R X切入点 X切出点 2 G94 R Z切入点 Z切出点 G90 G94和G02 G03中的R在宇龙仿真中不是模态代码 加工步骤 1 开机 2 回参考点 先回X 后回Z3 导入程序 4 轨迹模拟 编辑与程序调试 5 装夹工件 6 安装刀具 设置刀尖圆弧半径补偿 7 对刀 两把刀G54或T0101 建立工件坐标系 设置刀具长度补偿 记录数据 8 运行程序加工工件 9 测量 导入数控程序与新建一个NC程序 导入数控程序数控程序在记事本中输入并保存为文本格式 txt格式 文件 然后再导入 任务1 新建一个NC程序按机床面板 编辑 按钮此时已进入编辑状态按数控系统面板PROG按钮CRT界面转入编辑页面输入O0001 CRT界面上将显示一个空程序开始程序输入 输入一段代码后 按键则数据输入域中的内容将显示在CRT界面上 用回车换行键结束一行的输入后换行 编辑程序 按机床面板 编辑 按钮此时已进入编辑状态按数控系统面板PROG按钮CRT界面转入编辑页面移动光标 按和用于翻页 按方位键移动光标 插入字符 先将光标移到所需位置按MDI键盘上的数字 字母键 将代码输入到输入域中按键 把输入域的内容插入到光标所在代码后面 删除输入域中的数据 按键用于删除输入域中的数据 删除字符 先将光标移到所需删除字符的位置 按键 删除光标所在的代码 查找 输入需要搜索的字母或代码按软键 检索 系统开始在当前数控程序中光标所在位置后搜索 按软键 检索 系统开始在当前数控程序中光标所在位置前搜索 代码可以是 一个字母或一个完整的代码 例如 N0010 M 等 如果此数控程序中有所搜索的代码 则光标停留在找到的代码处 如果此数控程序中光标所在位置后没有所搜索的代码 则光标停留在原处 替换 先将光标移到所需替换字符的位置 将替换成的字符通过MDI键盘输入到输入域中 按键 把输入域的内容替代光标所在处的代码 对刀方法 G54 相对刀偏法 标准刀相对于机床原点偏置 输入到坐标系G54中 其他刀相对于标准刀偏置 输入到形状中 T0101 绝对刀偏法 各把刀相对于机床原点偏置 输入到形状中 刀尖位于工件坐标系原点时 刀架上的某点在机床坐标系中的坐标值的计算 G54中的基准刀对刀 任务1 X向对刀 将刀具移至工件端面 切外圆 沿Z向退刀至安全位置 主轴停止转动 测量所切外圆的实际直径值 按数控系统面板OFFSETSETTING按钮坐标系 软键 G54输入X 实际直径值 测量按钮 软键 按 手动 按钮 按 主轴正转按钮 将刀具移至工件端面 切端面 沿X向退刀至安全位置 按数控系统面板上的OFFSETSETTING按钮坐标系 软键 G54输入z0测量按钮 软键 按 手动 按钮 按 主轴正转按钮 Z向对刀 将刀具移至工件端面 切端面 沿X向退刀至安全位置 按机床操作面板上的OFFSETSETTING按钮形状 软键 输入z0测量按钮 软键 绝对刀偏法及G54中的非基准刀对刀 将刀具移至工件端面 切外圆 沿Z向退刀至安全位置 停机 测量所切外圆的实际直径值 按机床操作面板上的OFFSETSETTING按钮形状 软键 输入X 实际直径值 测量按钮 软键 Z向对刀 X向对刀 换刀 按机床面板 MDI 按钮按数控系统面板PROG按钮单击 按钮单击INSERT按钮输入T0202 单击INSERT按钮单击RESET按钮单击循环启动按钮即可看到2号到转到加工位置 记录单 G54对刀记录表 刀补设置界面 记录单 检查 1 加工前 轨迹模拟检验程序 检查工件坐标系建立正确与否 检查各把刀的刀补值正确与否 2 在工件加工过程中 要注意以下几项内容检查 1 工件加工前 必须再次检查空运行是否已经取消 2 工件首次加工时 正常切削工件前 必须用单段方式运行程序 且检查一段运行一段 切入工件而且切削正常后 方可取消单段运行方式 3 加工完后 看工件的形状是否正确 测量尺寸是否合格 总结 评价与提升 问题评价拓展进一步思考整理实训报告预习 问题 没有锥顶 切入点坐标不正确 刀尖圆弧半径补偿不正确圆柱部分长度不对 切断刀Z向对刀不正确 评价 自我评价教师评价 车圆弧的加工路线分析 应用G02 或G03 指令车圆弧 若用一刀就把圆弧加工出来 这样吃刀量太大 容易打刀 所以 实际车圆弧时 需要多刀加工 先将大多余量切除 最后才车得所需圆弧 右图为车圆弧的阶梯切削路线 即先粗车成阶梯 最后一刀精车出圆弧 此方法在确定了每刀吃刀量ap后 须精确计算出粗车的终刀距S 即求圆弧与直线的交点 此方法刀具切削运动距离较短 但数值计算较繁 右图为车圆弧的同心圆弧切削路线 即用不同的半径圆来车削 最后将所需圆弧加工出来 此方法在确定了每次吃刀量aP后 对90 圆弧的起点 终点坐标较易确定 数值计算简单 编程方便 常采用 但按图b加工时 空行程时间较长 右图为车圆弧的车锥法切削路线 即先车一个圆锥 再车圆弧 但要注意 车锥时的起点和终点的确定 若确定不好 则可能损坏圆锥表面 也可能将余量留得过大 确定方法如图所示 连接OC交圆弧于D 过D点作圆弧的切线AB 计算基点坐标 问题及思考 1 编制程序控制数控车床进行加工的顺序规律是什么 2 数控车削加工工艺路线制订的原则是什么 3 走刀路线图包括哪些内容 如何绘制 4 G00与G01有何异同点 5 圆弧插补指令 G02与G03 有哪几种表达方法 如何判断顺时针和逆时针 6 刀具长度补偿和刀尖圆弧半径补偿的作用是什么 7 使用刀尖圆弧半径补偿功能有哪几个步骤 8 在哪个程序段建立刀尖圆弧半径补偿 在哪个程序段取消刀尖圆弧半径补偿 9 G90 G94指令为什么能简化程序 10 G90 G94指令中R的大小及正负如何确定 实训报告 每小组写1份 雷同者全部0分纸张统一A4纸内容 实训课题 锥面轴的程序编制班级 小组 组长 成员时间 2009 12 1 2009 12 9地点 CAD CAM实训室 268机房 多媒体教室一 课题要求 1 掌握车圆锥的加工路线2 掌握2把刀的对刀3 掌握刀具长度补偿和刀尖圆弧半径补偿4 掌握指令G00 G01 G02 G03 G41 G42 G40 G90 G94 锥轴的数控加工程序编制5 学会输入 编辑程序 调试程序6