数控车削加工技术.ppt

第二章数控车削加工技术1 数控车床的构造2 数控车床夹具3 数控车削刀辅具4 数控车床换刀和对刀5 数控车削加工工艺6 数控车编程7 数控车加工实例 第一节数控车床 一 数控车床类型经济型数控车床全功能数控车床车削中心 车铣复合加工中心 双主轴双刀架数控车床 一 数控车床类型经济型数控车床 全功能数控车床 车削中心的区别 简单来说 国内生产厂所谓的经济型数控车一般为平床身结构 实际上就是把普通车床进行数控化改造 装上数控系统和伺服电机 常用的系统如FANUC 0i系列 西门子802系列等 换挡机构采用两档档内无极或无级调速可选 全功能数控车一般为45度斜床身 也有60度 75度等 一般为导轨采用线轨 快移速度快 效率高 换挡调速是连续的 而且可以加光栅尺变成全闭环 提高精度等级 丝杠 轴承等关键元器件选用进口件 全功能数控车加装动力刀架 C轴控制 自动上下料机构 就变成车铣复合中心 二 数控车床结构特点机械主体包括 床身 主轴箱 进给机构 刀架 尾座及液压 冷却 润滑等部分组成 1 数控车床床身导轨 支承件 安装主轴箱 拖板 刀架等部件并保证他们之间的精度 a 数控车床床身导轨布局 水平式 床身倾斜式 水平床身斜滑板式 直立式 b 导轨结构有滑动导轨和滚动导轨之分 经济型采用滑动导轨 高级型采用滚动导轨 滚动导轨 滚动导轨是在导轨面之间放置滚珠 滚柱 滚针等滚动体 使导轨面之间的滑动摩擦变成为滚动摩擦 摩擦系数低 运动灵敏度高 低速不爬行 摩擦功耗小 移动轻便 定位精度远高于滑动导轨 耐磨性高 磨损小 精度保持性好 寿命长 润滑系统简单 维护方便 结构复杂 制造困难 接触面积小 抗振性较差 对脏 杂物较敏感 防护要求高 2 数控车床主传动系统数控车床主传动配置方案a 带齿轮变速b 带皮带传动c 电机直联传动 光电脉冲发生器 编码器 光栅尺 原理 A信号记录角度和速度B信号记录正转或反转C信号记录整圈 零位 一转脉冲 光电脉冲发生器 编码器 光栅尺 结构分增量式和绝对式两类 主轴光电脉冲发生器的安装位置 3 数控车床主轴部件数控车床典型主轴结构 皮带传动 数控车床用电主轴 TND360数控车床主轴结构 数控车床用电主轴 3 数控车床主轴部件a 要有较高的功率和转速要求 b 要满足回转精度要求和刚性要求 c 既承担轴向负荷又承担径向负荷 4 数控车床进给传动结构进给传动系统要实现对运动位置和速度的同时控制 要有较高的定位精度和良好的动态响应速度 由位置比较和放大电路 驱动单元 机械传动装置和检测反馈元件组成 对进给机械传动装置的基本要求 消除间隙 减少摩擦 减少运动惯量 提高传动精度和刚度常采用滚珠丝杆螺母副 滚珠丝杠由螺杆 螺母 钢球 预压片 反向器 防尘器组成 它的功能是将旋转运动转化成直线运动 5 数控车床刀架数控车床常用的刀架立轴方刀架卧轴盘形刀架动力刀架等刀架的性能指标回转重复定位精度刀位数换刀时间 卧轴盘形刀架 动力刀架 6 数控车床液压尾架 三 数控车床主要技术参数 使用说明书 床身上最大工件回转直径 mm 360拖板上最大工件回转直径 mm 180最大工件长度 mm650主轴孔径 mm 57主电机功率 kW5 5主轴转速范围 r min75 3000快速移动速度横向 X轴 m min0 6纵向 Z轴 m min0 7最小设定单位横向 X轴 0 mm纵向 Z轴 0 mm定位精度0 mm重复定位精度0 mm平均反向间隙0 mm刀架工位数 把4刀架重复定位精度0 mm刀架换刀时间 秒3 0数控系统型号 FANUC0i电源规格相 电压 功率机床外形尺寸长 宽 高2300X1480X1520机床重量 Kg1800 第二节数控车床夹具 一 卡盘或楔式夹具动力卡盘高速卡盘楔式夹爪自定心夹具 高速卡盘 动力卡盘 机动楔式夹爪自定心夹具 二 弹性自定心夹具弹簧筒夹式夹头与心轴波纹套定心夹紧夹具 弹簧夹头和弹簧心轴 波纹套心轴 液性塑料定心夹紧夹具静压膨胀式定心芯轴 静压膨胀式定心芯轴 液性塑料定心夹具 三 自定心中心架 第三节数控车削刀辅具 一 数控车削刀具刀具类型用途和结构 车刀类型和用途 车刀结构形式 a 整体式b 焊接式c 机夹式d 可转位式 三面两刃一尖 前刀面 主后刀面 副后刀面 主切削刃 副切削刃 刀尖刀具角度 前角 后角 主偏角 副偏角和倾角 车刀参数 可转位车刀刀片 1 刀片形状代号T60 正三角形 车外圆 端面 螺纹等S90 正方形 车外圆 端面 内孔 倒角等F82 六角形 用于偏头车刀 车端面 外圆等W80 六角形 较正三角形刚性更好 应用较多C80 菱形 较正三角形刚性更好 应用较多R圆形 成形曲面和粗糙度要求求较高的精车表面V35 菱形 形状复杂的外圆 端面 R等D55 菱形 形状较为复杂的外圆 端面 R等L长方形 切槽刀 可转位车刀刀片 2 后角代号后角的功用 后角的主要功用是减小刀具后面与工件的摩擦 减轻刀具磨损 后角主要应根据切削层公称厚度 背吃刀量 选取 粗加工时以确保刀具强度为主 后角可取小值 4 6 精加时以保证加工表面质量为主 一般取 8 12 可转位车刀刀片 3 偏差等级代号 刀片尺寸制造公差等级 G 精密级 精加工使用M 中等级 半精加工使用U 普通级 粗加工使用 可转位车刀刀片 4 刀片结构类型代号 与刀片与刀柄的安装方式和有无断屑槽有关 可转位车刀刀片 5 6 7 刀刃长度 刀片厚度 刀尖圆弧半径代号 分别代表刀片的切削刃长度 刀片厚度 刀尖圆弧半径的等尺寸参数 用具体的数字来表示其规格 可转位车刀刀片 8 刃口形式代号 F 锐刀E 钝圆刀T 倒棱刀S 钝圆加倒棱刀 可转位车刀刀片 9 切削方向代号 R 右切刀L 左切刀N 左右切刀 可转位车刀刀片 10 断屑槽形状和槽宽代号 表示不同类型的断屑槽和其宽度尺寸 车刀刀片的定位和夹紧方式 螺钉偏心式夹紧 复合上压式夹紧 杠杆式夹紧 外圆车刀型号说明 内孔车刀型号说明 车刀选择的主要因素刀具的夹持方法刀杆类型 尺寸及刀片形状刀片几何槽型和牌号刀片尺寸刀尖圆弧半径切削参数经济性及产量 世界数控刀具品牌简介山特维克 瑞典 刀具行业公认的老大 优势在于刀具品种全面 山高 瑞典 产品包括铣刀 车刀 罗纹刀 钻头 绞刀以及立方氮化硼刀片等 瓦尔特 德国 品种全 铣削加工是他的强项肯纳 美国 品种全 车削加工方面有他的优势伊斯卡 以色列 刀具品种全 车削加工是他的强项 特别是槽刀 镗刀 螺纹刀和变色龙系列 伊斯卡对有色金属的加工优势明显 三菱 东芝 日本 品种全 价格相对欧美品牌便宜一些京瓷 日本 优势在于陶瓷刀片 和HRC60以上的超硬材料的加工OSG 日本 专业丝锥 铣刀生产厂家 种类非常全面 品质一流 株洲钻石 中国 国内唯一能拿的出手的数控刀具厂家 优势 国产 便宜 二 数控车削工具系统 转塔式刀架及工具系统 CZG车削类数控工具系统 山特维克模块式车削工具系统 第四节数控车床换刀与对刀 一 数控车床换刀注意事项 1 确定换刀点时 必须保证刀具不会与机床 工件 夹具等发生干涉 碰撞 2 确定换刀点时 由最长刀具不发生干涉为准 换刀点设置方式 固定位置换刀 其换刀点在机床的某个固定位置 该位置不随工件坐标系位置变化而变化 优点是设置简单 缺点是空行程较长 降低效率 随机位置换刀 换刀点人为设定 采用G00方式回到换刀点 在该处换刀 优点是可以缩短换刀空行程 提高效率 缺点是换刀位置需要计算 随机位置换刀示例 二 数控车床对刀试切法对刀机内对刀装置对刀机外对刀仪对刀 试切法对刀 试切法对刀方法1 刀具偏移量法对刀2 用G54 G59工件坐标系法对刀3 多把刀具对刀对刀方法 X向 试切工件外圆 测量工件直径尺寸 将直径值输入至刀具形状偏置表或G54 G59工件坐标系中 由系统自动计算X方向刀具偏移量并填入 Z向 试切工件端面 设定当前Z值为Z0或Z1输入至刀具形状偏置表或G54 G59工件坐标系中 由系统自动计算X方向刀具偏移量并填入 三 数控车床对刀装备 光学对刀仪 机内自动对刀仪 机外对刀仪 第五节数控车削加工工艺 一 数控车削加工的适应对象高精度的回转体零件低表面粗糙度的回转体零件复杂形状的回转体零件带特殊螺纹的回转体零件 变导程螺纹 二 零件结构工艺分析悬伸结构件 加工容易变形合理选择刀具参数 减小径向切削力 目的 减小径向切削力 减小工件径向变形 方法 增大刀具主偏角和前角 采用正刃倾角并减小刀尖圆角半径 以减小径向切削力合理选择余量去除方式 避免破坏工件刚性 合理采用横向或纵向循环去余量法去除余量 即端面去余量法或外圆去余量法 改变刀具加工轨迹补偿切削力引起的变形 用修正刀具轨迹的办法来补偿因径向切削力引起工件的倒锥形和腰鼓形变形 二 零件结构工艺分析空间狭小类结构件 对刀具大小尺寸要求较高选择合适的刀具 在保证留出退刀空间的前提下 尽量提高刀具刚性 避免刀具变形 设计合适的进给路线 增大刀具尺寸 提高刀具刚性 避免刀具变形 二 零件结构工艺分析台阶式曲线深孔结构件 对刀具尺寸要求较高采用变截面 台阶式或锥面式 刀杆 加强刀杆刚性 采用硬质合金刀杆 提高刀杆刚性 采用合适的刀具悬伸长度和刀具的切削角度 减少刀具变形并减小切削力 二 零件结构工艺分析薄壁结构件 工件容易变形细分工序 1 按内外粗 精加工交叉进行细分工序 逐步修正由于去除材料引起的工件变形 2 在实际加工中通过测量变形量 安排最佳切削顺序和合理的工序余量 合理安排工步顺序 1 粗加工时优先考虑去除余量较大的部位 2 精加工时先加工精度等级低的表面 精度等级高的表面安排在后 修正微小变形量 并避免精度等级低的表面对精度等级高的表面的变性影响 3 保证刀具锋利 加注切削液 减小切削力并消除热变形4 增加装夹接触面积 使夹紧力均匀分布并提高工件刚性 减少工件变形 三 切削用量与走刀路线的确定1 切削用量的选择经济型数控车床往往在低速粗加工时主轴输出扭矩不足 注意避免闷车 螺纹车削应尽可能采用较高的速度 以实现优质 高效生产 变直径零件加工 充分利用恒线速度功能 既可提高加工表面质量 又可充分发挥刀具的性能 提高生产效率 2 走刀路线的确定基本要素加工路线分析正锥面的两种加工路线 2 走刀路线的确定圆弧切削加工工艺路线1 同心圆法切削路线2 车锥法切削路线 空行程进给路线放弃固定点换刀 尽量采用跟随式换刀 使换刀点尽可能靠近工件加工部位 以减少引刀 退刀时间起刀点设定尽可能靠紧工件加工位置换刀点与起刀点重合换刀点与起刀点分离 空行程进给路线加工路径封闭原则 每一程序段的终点即为下一程序段的起点 不留对加工无效的程序段在确保安全条件下尽可能采用多轴联动运行 缩短走刀路线 但前提是刀具 工件 夹具不能干涉碰撞 粗加工进给路线1 矩形进给路线2 三角形进给路线3 仿形进给路线 其中 矩形进给路线进给长度总和最短 切削时间最短 刀具损耗最小 最常用 粗加工进给路线分层切削时刀具的终止位置 特殊进给路线 不同进给方式对加工质量的影响1 切削弧顶时 Fp与横拖板传动力方向相同 若存在传动间隙 则刀尖会扎入工件 间隙很小时 在拖板惯性的作用下 拖板产生爬行现象 会影响工件表面质量 2 切削弧顶时 Fp与横拖板传动力方向相反 不会产生刀尖会扎入工件的现象 第六节数控车削加工程序编制 一 概述数控编程注意面向对象 系统 设备种类 本质地理解各指令功能的意义 指令代号 功能含义 参数含义 走刀路线等 二 系统基本设置1 公制 英制尺寸输入制式G21 G20G21 公制 mm G20 英制 inch 切换方法 在程序的开始坐标系设定之前 在一个单独的程序单中指定输入单位制式 G20或G21 通常系统默认设置为G21 不需单独设置 对以下数据有效 跟长度有关的指令 F进给率 坐标位置数据 工件零点偏移量 刀具补偿值 脉冲手轮刻度单位 增量进给移动距离 2 直径 半径尺寸输入制式 X轴 为了编程方便 对于X方向的尺寸 可以根据实际情况通过1006号参数第三位设定成直径或半径数据方式进行编程 通常情况下将其设定成直径编程 直径编程对各数据的影响直径值指定 X绝对指令 U相对指令 轴位置显示 坐标系设定 G50 半径值指定 固定循环参数 如沿X轴切深R 圆弧插补中的半径 R I等 沿轴进给速度 由系统参数设定的 刀偏值分量 3 绝对 增量尺寸输入制式 地址X Z U W绝对坐标 刀具运动过程中 刀具的位置坐标以程序 坐标 原点为基准标注或计量 这种坐标值称为绝对坐标 相对坐标 刀具运动的位置坐标是指刀具从当前位置到下一个位置之间的增量 相对坐标又称为增量坐标 X轴移动指令 X 绝对坐标 U 相对坐标 Z轴移动指令 Z 绝对坐标 W 相对坐标 示例 N10X20Z0 绝对尺寸输入N20U30W 10 增量尺寸输入N30X40W 10 X为绝对尺寸输入 Z轴增量尺寸输入N40U5Z 20 X为增量尺寸输入 Z轴绝对尺寸输入 三 坐标系设定或选择1 机床坐标系选择G53机床坐标系 以机床原点为零点 机床回零 设置各轴软限位坐标或运行机床检查程序时使用较多 采用G53指令调用机床坐标系 为非模态指令 只在其指定的程序段内有效 采用绝对坐标数据指定 采用增量坐标数据时 该指令无效 在G53指令下 刀具半径补偿和刀具偏置无效 2 工件坐标系选择G54 G59工件坐标系 即编程坐标系 其原点一般在工件最右端与轴线的交点 加工前 工件装夹至机床上 通常需找到工件坐标系原点在机床坐标系中的位置 并输入至工件坐标系偏置寄存器中 可设G54 G59共6个工件坐标系 加工时 用G54 G59调出对应的工件坐标系 从而确定工件原点的位置 3 工件坐标系设定G50采用G50指令 通过设置刀具起点在设定工件坐标系中的坐标值 来设定工件坐标系原点的位置 从而建立工件坐标系 简单地说 就是在设定的时候如何准确地知道当前刀尖点分别在X Z轴方向上距坐标系原点的距离 编程格式 G50XZ示例 设O1点为工件原点G50X70Z70设O2点为工件原点G50X70Z60设O3点为工件原点G50X70Z20 4 局部坐标系设定G52局部坐标系 工件上由重复结构时 可以采用G52指令 在当前工件坐标系中通过指定原点偏移量 建立子坐标系 即局部坐标系 设定局部坐标系后 工件坐标系和机床坐标系保持不变 编程格式 G52XZ X Z分别为原点偏移量 取消局部坐标系 G52X0Z0 四 坐标运动与进给设定指令1 快速定位G00 快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式从当前位置快速移动到目标位置 其移动速度由参数来设定 在执行过程中可以通过倍率修调 指令执行开始后 刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动 最后减速到达终点 可以通过系统参数设置为非线性插补和线性插补两种轨迹方式 非线性插补在各坐标方向上有可能不是同时到达终点 刀具移动轨迹是几条线段的组合 不是一条直线 例如 在FANUC系统中 运动总是先沿45 角的直线移动 最后再在某一轴单向移动至目标点位置 编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况 以避免加工中可能出现的碰撞 四 坐标运动与进给设定指令1 快速定位G00编程格式 G00X42Z1 绝对尺寸输入G00U2W5 增量尺寸输入X Z U W 用以指令终点绝对 相对 坐标 单位为mm模态指令G00移动速度由参数来设定 在执行过程中可以通过倍率修调 四 坐标运动与进给设定指令2 直线插补G01G01指令控制刀具按直线轨迹从当前位置移动到目标位置 其移动速度由给定的进给速度F值来设定 在执行过程中可以通过倍率修调 编程格式 G01X24 97Z 25F0 3 绝对尺寸输入G01U5W5F0 15 增量尺寸输入G01X 1 车削端面G01Z 50 车削长度为50的外圆X Z U W 用以指令终点绝对 相对 坐标 单位为mmF 为刀具移动的速度 即切削进给速度模态指令 3 圆弧插补G02 G03圆弧插补指令使刀具指定平面内从当前位置沿圆弧轨迹移动至圆弧终点 移动的速度由进给速度F指令指定 G02顺时针圆弧插补G03逆时针圆弧插补编程格式1 终点 圆心G02X26Z 31I20K 3F0 4G02UWIKFG03XZIKFG03UWIKFXYUW 为圆弧的终点位置的绝对坐标值或增量坐标值 I 表示圆心点相对起点在X轴上的增量坐标 J 表示圆心点相对起点在Y轴上的增量坐标 K 表示圆心点相对起点在Z轴上的增量坐标 F 为刀具移动的速度 即切削进给速度 模态指令 3 圆弧插补G02 G03编程格式2 终点 半径G02XZRFG02UWRFG03XZRFG03UWRFXY UW 为圆弧的终点位置的绝对坐标值或增量坐标值 R 圆弧的半径 F 为刀具移动的速度 即切削进给速度 模态指令采用终点 圆心编程I J表示圆心点相对起点在X Z轴上的增量坐标 如果X Z省略 起点和终点重合 表示整圆 采用终点 半径编程不能指定等于或大于180度的圆弧 如果X Z省略 起点和终点重合 且用半径R编程时 表示0度的圆弧 3 圆弧插补G02 G03顺 逆时针方向的确定 从与ZX平面垂直的Y轴反方向观察定义也就是说从假想第三轴的正方向往负方向看 刀尖走过的圆弧是顺时针的 就是G02 逆时针的就为G03了 对于经济型数控车床来讲 我们其实是从Y轴的负方向往正方向看 与规定相反 所以在这样的坐标系中 我们看到的顺时针则为G03 逆时针则为G02 从右向左车 G03X24Z 24R15G02X26Z 31R5 从左向右车 G03X24Z 24R5G03X0Z0R15 圆弧5 6从右向左车 右偏刀5 G026 G03 4 暂停G04G04为进给暂停指令 该指令的功能是使刀具作短暂的无进给加工 主轴仍然在转动 经过指令的暂停时间后再继续执行下一程序段 以获得平整而光滑的表面 编程格式 G04P1500G04X1 5G04U1 5地址P X U用以指令暂停时间 其中P单位毫秒 X U单位为秒 s 非模态指令 5 恒螺距螺纹加工G32 单行程螺纹切削 加工恒螺距直螺纹 锥螺纹 端面螺纹和多头螺纹 编程格式 G32XZFQ 绝对尺寸输入G32UWFQ 增量尺寸输入XZUW 为螺纹终点绝对或增量坐标值 每一刀需指定 X省略时为圆柱螺纹切削 Z省略时为端面螺纹切削 X Z均不省略时为锥螺纹切削 F 为螺纹导程 螺距 单位 mm r Q 起始点偏移量 用于多头螺纹加工 单线为Q0 可省略 Q表示各个螺纹在轴上的偏移角度 增量为0 001度 不能带小数点 如相位角为180度 指定Q180000 为非模态指令 单线螺纹加工实例 如图b所示 螺距L 3 5mm 螺纹高度 2mm 主轴转速N 500r min 1 2mm 2 lmm 分两次车削 每次车削深度为lmm 加工程序为 N0G50X50Z70 设置原点在左端面N2S500T0202M08M03 指定主轴转速500r min 调螺纹车刀N4G00Xl2Z72 快速走到螺纹车削始点 X12 Z72 N6G32X41Z29F3 5 螺纹车削N8G00X50 沿X轴方向快速退回N10Z72 沿Z轴方向快速退回N12X10 快速走到第二次螺纹车削起始点N14G32X39Z29 第二次螺纹车削N16G00X50 沿X轴方向快速退回N18G30U0W0M09 回参考点N20M30 程序结束 车多头螺纹有一条螺旋线的螺纹 是称为单头螺纹 有两条以上螺旋线的螺纹 是称为多头螺纹 加工方法 加工第二条旋线时 保证其起点跟第一条螺旋线的起点在Z方向相差一个螺距就行 周向起始点偏移法 编程时 几条螺纹线起始点在同一Z值坐标开始切削 利用Q设定周向错位360 n度进行车削 此时Q增量为0 001度 不能带小数点 如相位角为180度 指定Q180000 轴向起始点偏移法 编程时 几条螺纹线起始点Z值错开一个螺距进行加工 几条螺纹线采用相同的Q值 40 35 Q180000 35 40 加工双头螺纹示例 起始角度为0和180度 G00X40 0Z1 G32W 38 0F4 0Q0 G00X72 0 W38 0 X40 0 G32W 38 0F4Q180000 G00X72 0 W38 关于G32的几个说明 1 G32加攻螺纹 每切一刀都需要给定终点坐标 然后退刀 再重新切削第二刀 第三刀 车刀的切入 切出 返回均需编入程序需要计算每一次切削的背吃刀量 起点和终点坐标及退刀路 编程麻烦 每刀切削量可以通过查表可得 2 右旋螺纹和左旋螺纹通过G32进给方向确定 自左向右车削为右旋螺纹 自右向左车削为左旋螺纹 3 车多头螺纹时 有周向起始点偏移法和轴向起始点偏移法两种方法 4 Q 起始点偏移量 Q为非模态指令 用于多头螺纹加工 单线为Q0 可省略 增量为0 001度 不能带小数点 如相位角为180度 指定Q180000 5 为避免伺服系统在螺纹切削起点和终点产生螺距误差 螺纹切削需增加导入和导出量 6 加工锥度和端面螺纹时 必须取消恒线速度切削 圆周螺纹车削可采用恒线速度切削 常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量 mm 6 变螺距螺纹加工G34编程格式 G34XZFK 绝对尺寸输入G34UWFK 增量尺寸输入F为长轴方向螺纹起点导程K为主轴每转螺距的增减量编程方法与G32相同 7 返回参考点G27 G28 G30机床参考点是数控机床上一个特殊位置的点 该点通常位于机床正向极限点附近 机床参考点与机床原点的距离由系统参数设定 其值可以是零 如果其值为零 则表示机床参考点和机床原点重合 如果其值不为零 则机床开机回零后显示的机床坐标系的值即为系统参数中设定的距离值 可通过机床参数No 1240 1243在机床上共可设置四个参考点 返回参考点检查G27 刀架返回机床第一参考点编程格式 G27XZ其后XZ值为机床原点在工件坐标系中的位置坐标值 即为当前刀具偏置X Z值 返回参考点G28 刀架通过中间点返回机床第一参考点编程格式 G28XZG28后续坐标XZ为中间点坐标 G27 G28指令的说明1 G27返回参考点的目的 数控机床通常是24小时运转做切削加工 为了提高加工的可靠性及工件尺寸的正确性 可用此指令来核对程序原点的正确性 2 G27判断方法 G27运行后 根据操作面板上的机械原点复归灯是否被 点亮 来判断 若X Y Z灯皆亮 则表示程序原点位置正确 若某灯不亮 则表示该轴向的程序原点位置有误差不正确 将自动中断执行 3 使用G27指令时 若先前有使用G41或G42 G43或G44做刀具补正必须先用G40或G49将刀具补正取消后 才可使用G27指令 4 G28指令控制刀架通过中间点返回机床第一参考点 以避免运动过程中出现撞刀事故 5 G27 G28运动速度为G00速度 返回第二 第三 第四参考点G30可设置第二 第三 第四参考点作为换刀位置使用 编程格式 G30PnXZG30PnUWG30后的Pn用于指定参考点 P2 P3 P4分别表示第二 第三 第四参考点 P2可省略 G30后续坐标为中间点坐标 如果不需要通过中间点 而是直接返回参考点 可以编程 G30PnU0W0 8 进给运动与进给速度单位G99 G98G99 每转进给模式 F单位mm rG98 每分钟进给模式 F单位mm min系统缺省模式为G99G01XZF F单位为mm r 缺省 G98 设定每分钟进给模式G01XZF F单位为mm minG99 设定每转进给模式G01XZF F单位为mm r 五 主轴运动指令1 主轴转速S及旋转方向S 主轴转速 单位转 分钟M3 主轴正转M4 主轴反转M5 主轴停N10S280M3 主轴以280转 分正转 N80S450 改变转速 N180M5 主轴停止 2 恒线速度加工G96 恒线速度加工 与G50结合使用 G97 恒转速加工编程格式 G96SG50SG96中S后的数字表示恒定切削线速度 单位为m min G50中S后的数字表示主轴最高转速限值 为了防止主轴转速过高而发生危险 取消恒线速度加工 G97SS后的数字表示主轴转速 单位为r min 注意事项 1 G96恒切削线速度设置时应该在加工表面附近设置 六 刀具与刀具补偿1 刀具补偿基本原理 刀具补偿 又称偏置 在编制加工程序时 可以按零件实际轮廓编程 加工前测量实际的刀具半径 长度等 作为刀具补偿参数输入数控系统 可以加工出合乎尺寸要求的零件轮廓 刀具长度补偿 六 刀具与刀具补偿刀具半径补偿 在补偿寄存器中填入刀尖圆弧半径进行刀具半径补偿原因 消除理论轨迹和实际加工轨迹的误差原理 变刀尖轨迹为刀尖圆弧中心轨迹 2 刀具选择与刀偏号刀具选择 T 如 T0101 刀具号 刀偏号 T后面用四位数字 前两位是刀具号 后两位是刀具刀具补偿寄存器地址号 即长度补偿号和磨损补偿号 又是刀尖圆弧半径补偿号 例 T0303表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值 T0300表示取消刀具补偿 刀具补偿寄存器补偿寄存器类型 包括基本形状和磨损两个分量 最终补偿按照两者之和进行 补偿寄存器内容 刀具长度基本尺寸和磨损量刀尖圆角半径基本尺寸和磨损量刀具磨损补偿寄存器的作用 1 刀具磨损后加入磨损量 进行刀具磨损误差补偿 2 首件加工时 填入对刀误差 进行对刀误差补偿 注意事项 1 对刀时的刀具长度补偿 偏置 值填入形状寄存器 2 进行刀具半径补偿时需填入刀尖位置参数 3 刀具长度补偿通过选择带刀具补偿号的刀具实现 即长度补偿自动建立 如执行指令T0202时 2号刀的长度补偿自动建立 4 刀具半径补偿G41 G42 G40G41 G42建立刀具半径补偿 G41为左刀补 即沿进给前进方向观察 刀具处于工件轮廓的左边 G42为右刀补 即沿进给前进方向观察 刀具处于工件轮廓的右边 G40取消刀具半径补偿注意事项 1 进给方向一致时 外圆和内孔切削左 右刀补指令相反 进给方向相反时左 右刀补指令相反 2 执行G41 G42 G40指令时 刀具会在X Z向移动一个半径值 所以编程时注意刀具与工件不能发生碰撞 即避免在连续轨迹切削过程中建立或取消刀补 3 G41 G42为模态指令 一经建立就一直有效 直到被G40取消 4 只有在线性插补 G0 G1 时才可以进行G41 G42和G40的选择 圆弧插补G02 G03或其他插补指令时不能进行G41 G42和G40的选择 七 辅助功能指令M00 程序暂停 进给停止 主轴停转 只有重新按下控制面板上的 循环启动按钮 后 再继续执行后面的程序段M01 程序有条件暂停 与M00功能相近 但必须按下机床操作面板上的 选择停止 按钮时该指令才被执行M02 程序结束 程序全部结束 此时主轴停转 切削液关闭 数控装置和机床复位M03 主轴正转M04 主轴反转M05 主轴停M07 2号冷却开M08 1号冷却开M09 冷却关M30 主程序结束 M30程序结束 并关闭主轴 冷却液等 程序回到开头 为加工下一个工件作好准备 M98 子程序调用 在主程序中 M99 子程序结束 在子程序中 另一个功能 在程序结束时用M99代替M30 则该程序循环执行 八 子程序在一个加工程序中 如果其中有些加工内容完全相同或相似 为了简化程序 可以把这些重复的程序段单独列出 并按一定的格式编写成子程序 主程序在执行过程中如果需要某一子程序 通过调用指令来调用该子程序 子程序执行完后又返回到主程序 继续执行后面的程序段子程序结构o1001 G0W 5 G1U 8F0 1 G4P5 G0U8 M99 子程序调用M98M98P41001 调用O1001子程序四次子程序嵌套 让子程序调用另一个子程序 这种程序的结构称为子程序嵌套 最多嵌套四级 九 固定循环固定循环 预先设定的一些操作命令 根据这些操作命令使机床坐标轴运动 主轴工作 从而完成固定的加工动作 分单一固定循环和复合固定循环 1 单一固定循环 单一固定循环 是指一系列连续加工动作 如 切入 切削 退刀 返回 用一个循环指令完成 以简化程序 每调用一次循环只执行一次切入 切削 退刀 返回 动作 有三种固定循环纵向单一固定循环 外径 内径切削固定循环 G90 螺纹单一固定循环 G92 横向单一车削循环 端面切削固定循环 G94 纵向单一车削循环G90指令功能 又称外圆单一车削循环轴向进行内 外圆柱面和锥面切削循环 编程格式 G90XZRFG90UWRF XZUW表示切削终点坐标值 R值为切削起点半径减去切削终点半径之差 有正负之分 圆柱切削R为零 可省略 表示进给速度指令特点 1 每调用一次G90 进行一次车削 自动完成 切入 切削 退刀 返回 刀尖返回引刀点 即不需单独编制进刀 退刀程序段 2 R值为切削起点半径减去切削终点半径之差 有正负之分 圆柱切削R为零 可省略 3 循环指令中各参数均为模态值 再次循环时只需按车削深度改变径向X坐标值 纵向单一车削循环G90编程示例 锥面车削背吃刀量2mm 精车余量0 2mmG00X60Z63 G90X58Z15 2R 7 436F0 2 X54 X50 X46 X42 X38 X34 X30 4 注意事项 1 先建立引刀点 尽量设置在毛坯外部附近 以减少空行程 2 须根据毛坯尺寸和精车余量计算第一刀终点坐标 X Z值 3 指令运行结束后 刀具返回至引导点4 参数均为模态值 再次循环时只需按车削深度改变径向X坐标值5 不同的循环起点需要仔细计算R值以获得精确的锥度 5 不同的循环起点需要仔细计算R值以获得精确的锥度对于圆锥面内 外 径切削循环 切削循环的循环起点的位置和锥面的终点决定着切削后的锥度大小 因此对于不同的循环起点需要仔细计算R值以获得精确的锥度 纵向单一车削循环G90编程示例 锥面车削背吃刀量2mm 精车余量0 2mmG00X60Z63 G90X58Z15 2R 7 436F0 2 X54 X50 X46 X42 X38 X34 X30 4 7 45 X 47 8X 7 436 螺纹单一切削循环G92指令功能 进行恒螺距圆柱和圆锥螺纹切削 可以理解为G32和G90的结合 编程格式 G92XZRFG92UWRF指令参数含义和走刀路线与G90一致 仅 变为螺距注意事项 1 R有正负之分 2 R值与螺纹起刀点和终止点有关 需仔细计算 否则锥度不符3 螺纹收尾处有接近45度的螺纹收尾 横向单一车削循环G94指令功能 又称端面切削固定循环 从切削点开始 轴向 Z轴 进刀 径向 X轴或X Z轴同时 切削 实现端面或锥面切削循环 指令的起点和终点相同 编程格式 G94XZRFG94UWRFXZUW 切削终点绝对坐标或增量坐标R 切削起点与切削终点Z轴绝对坐标的差值 有正负之分 为进给速度指令特点 1 G94为端面车削 走刀路线从外向内 起刀点 2 R值为切削起点Z坐标值减去切削终点Z坐标值 有正负之分 平端面切削R为零 可省略 3 循环指令中各参数均为模态值 再次循环时只需按车削深度改变Z坐标值 横向单一车削循环G94指令功能 从端面进刀 用于端面或锥面车削 编程格式 G94XZRFG94UWRF XZUW表示锥面切削终点坐标值 R值为锥面切削起点Z值坐标减去锥面切削终点Z值坐标 有正负之分 平端面切削R为零 可省略 表示进给速度指令特点 1 R值为切削起点Z值坐标减去切削终点Z值坐标 有正负之分 圆柱切削R为零 可省略 2 循环指令中各参数均为模态值 再次循环时只需按车削深度改变轴向Z坐标值 3 不同的循环起点需要仔细计算R值以获得精确的锥度 横向单一车削循环G94编程示例 锥面车削背吃刀量2mm 精车余量0 2mmG00X60Z50 G94X15 4Z48R 15F0 2 Z46 Z44 Z42 Z30 2 注意事项 1 先建立引刀点 尽量设置在毛坯外部附近 以减少空行程 2 须根据毛坯尺寸和背吃刀量计算第一刀终点坐标 X Z值 3 指令运行结束后 刀具返回至引刀点4 参数均为模态值 再次循环时只需按车削深度改变径向Z坐标值5 不同的循环起点需要仔细计算R值以获得精确的锥度 刀尖运动轨迹分析 2 复合固定循环利用复合固定循环功能 编程时只须按照图纸尺寸给出最终精加工路线 精加工余量 循环次数等信息 系统会自动计算出粗加工路线和加工次数 重复加工直至完毕 因此编程效率更高 可以加工形状较复杂的零件 包括 精车循环G70 纵向粗车复合循环G71 横向粗车复合循环G72 仿形粗车复合循环G73 端面复合切槽或钻孔循环G74 内外径复合切槽或钻孔循环G75 螺纹车削复合循环G76 纵向粗车复合循环G71编程格式 G71U d R e G71P ns Q nf U u W w F f S s T t N ns N nf d为背吃刀量 e为退刀量 ns为精加工轮廓程序段中开始段的段号 nf为精加工轮廓程序段中结束段的段号 u为留给X轴方向的精加工余量 直径值 外圆为正 内孔为负 w为留给Z轴方向的精加工余量 向左为负 向右为正 f s t为粗车时的进给量 主轴转速及所用刀具 而精加工时处于ns到nf程序段之内的F S T有效 指令特点 1 采用复合固定循环需设置一个循环起点 刀具按照数控系统安排的路径一层一层按照直线插补形式分刀车削成阶梯形状 最后沿着粗车轮廓车削一刀 然后返回到循环起点完成粗车循环 2 零件轮廓必须符合X 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 精加工程序段中的第一指令只能用G00或G01 且不可有Z轴方向移动指令 Fanuc和广数980不允许内凹 华中数控允许有内凹 3 G71指令后的第一行指令只能用G0O或G01 采用G01时 在当段中不能进行Z向进给 4 G71指令只是完成粗车程序 虽然程序中编制了精加工程序 目的只是为了定义零件轮廓 但并不执行精加工程序 只有执行G70时才完成精车程序 纵向粗车复合循环G71编程示例 o7101 G54M03S1000F0 3T0101 G0X84Z3 G71U6R1 G71P90Q170U0 4W0 2F0 3 N90G0X20 G1W 23F0 15 X40W 20 G3X60W 10R10 G1W 20 X80 Z 90 X84 G0X100Z150 T0202 G0X84Z3 G70P90Q170F0 1 X150Z150 M30 纵向粗车复合循环G71编程示例 O1304 G54S800M03M08 T0101 G0X23Z1 G71U1R1 G71P80Q140U1W0 2F0 2 N80G0X7 8 G1Z0 X9 8Z 1 Z 18 X11 Z 52 N140X15 5Z 71 G70P80Q140 G0X150Z300 M30 指令特点1 G71后用零件最终尺寸编程 坐标计算简单 应用极广 2 Fanuc系统下G71指令中X Z坐标只能递增或递减 不能加工凹结构 3 G71后需用G70指令进行精加工 横向粗车复合循环G72编程格式 G72W d R e G72P ns Q nf U u W w F f S s T t N ns N nf 与G71一致 d为背吃刀量 e为退刀量 ns为精加工轮廓程序段中开始段的段号 nf为精加工轮廓程序段中结束段的段号 u为留给X轴方向的精加工余量 w为留给Z轴方向的精加工余量 f s t为粗车时的进给量 主轴转速及所用刀具 而精加工时处于ns到nf程序段之内的F S T有效 仿形粗车复合循环G73编程格式 G73U i W k R d G73P ns Q nf U u W w F f S s T t N ns N nf i X轴粗车总