数控技术.节PPT课件

数控技术 湖南科技大学机械科学与工程学院 1 2 1概述2 2指令及程序结构2 3编程应用举例2 4自动编程 第2章数控加工程序编制 2 2 1 1程序编制的基本概念 程序编制 加工控制 机床加工 零件图纸 程序代码 加工指令 成品零件 本章内容 这种从零件图纸到制成控制介质的全过程称为数控机床加工程序的编制 2 1概述 3 程序编制 加工的工艺条件加工的工艺要求 程序代码 零件图纸或模型 编程的模型描述 2 1概述 4 2 1 2手工编程的步骤和内容 计算运动轨迹 图纸工艺分析 程序编制 制备控制介质 校验和试切 零件图纸 错误 修改 数控系统 2 1概述 5 O2002N01G91G00G41D01X 50Y25S400M03M08 N02M98P01L10 N03G40M02 01 工艺分析 手工编程的过程 自动编程的过程 2 1概述 6 2 1 3数控机床的坐标系 2 1 3 1轴的概念及定义2 1 3 2轴名的确定2 1 3 3机床坐标系与工件坐标系 2 1概述 7 主要内容 目的为简化编程和保证程序的通用性 对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标准 分类基本坐标轴 规定直线进给坐标轴用X Y Z表示 回转坐标轴 围绕X Y Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A B C表示 附加坐标轴 平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴 用U V W表示 2 1 3 1轴的概念及定义 2 1概述 8 主要内容 右手规则X Y Z相互之间满足右手规则A X B Y C Z满足右手螺旋规则 2 1概述 9 主要内容 进给运动的两种方式主轴带动刀具运动 工作台带着工件运动 坐标轴的正方向假定工件不动 刀具相对于工件做进给运动的方向 机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成部分的布局 2 1概述 10 Z座标轴的确定Z座标轴 平行主轴轴线的进给轴 没有主轴或有多个主轴 垂直于工件装夹面的方向为Z座标 主轴能摆动 在摆动的范围内只与标准座标系中的某一座标平行时 则这个坐标便是Z坐标 若在摆动的范围内与多个座标平行 则取垂直于工件装夹面的方向为Z座标 2 1 3 2轴名的确定 2 1概述 11 主要内容 Z座标正方向规定 刀具远离工件的方向 2 1概述 12 主要内容 2 1概述 13 主要内容 在刀具旋转的机床上 如 铣床 钻床 镗床等 按Z轴的布置情况以及机床的结构不同 其判别方式不同 X座标轴的确定 Z轴水平 卧式 则从刀具 主轴 向工件看时 X座标的正方向指向右边 Z 2 1概述 14 主要内容 Z Z Z轴垂直 立式 单立柱机床 2 1概述 15 主要内容 Z Z轴垂直 立式 双立柱机床 龙门机床 从刀具向左立柱看时 X轴的正方向指向右边 2 1概述 16 主要内容 在工件旋转的机床上 车床 磨床等 X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板 且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向 Z 2 1概述 17 主要内容 Y坐标的确定利用已确定的X Z坐标的正方向 用右手定则或右手螺旋法则 确定Y坐标的正方向 右手定则 大姆指指向 X 中指指向 Z 则 Y方向为食指指向 右手螺旋法则 在XZ平面 从Z至X 姆指所指的方向为 y 2 1概述 18 主要内容 立 卧式数控铣床 2 1概述 19 主要内容 Z 龙门数控铣床 2 1概述 20 主要内容 Z Y Z X Y 回转坐标A B C 2 1概述 21 主要内容 辅助坐标U V W Z X Y A C 2 1概述 22 主要内容 坐标系的三要素 原点 机床或工件坐标系的原点轴 X Y Z A B C U V W单位 编程单位 脉冲当量 2 1概述 2 1 3 3机床座标系与工件座标系 23 主要内容 机床原点机床坐标系的零点 这个原点是在机床调试完成后便确定了 是机床上固有的点 机床原点的建立 用回零方式建立 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程 2 1概述 24 主要内容 机床坐标系以机床原点为坐标系原点的坐标系 是机床固有的座标系 它具有唯一性 机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系 2 1概述 注意 机床坐标系一般不作为编程坐标系 仅作为工件坐标系的参考坐标系 25 主要内容 工件原点与工件坐标系工件原点 为编程方便在零件 工装夹具上选定的某一点或与之相关的点 该点也可以与对刀点重合 工件座标系 以工件原点为零点建立的一个坐标系 编程时 所有的尺寸都基于此坐标系计算 工件原点偏置 工件随夹具在机床上安装后 工件原点与机床原点间的距离 现代数控机床均可设置多个工件座标系 在加工时通过G指令进行切换 2 1概述 26 主要内容 工件原点偏置 工件随夹具在机床上安装后 工件原点与机床原点间的距离 2 1概述 27 主要内容 绝对座标编程和相对座标编程绝对座标编程 工件所有点的座标值基于某一座标系 机床或工件 零点计量的编程方式 相对座标编程 运动轨迹的终点座标值是相对于起点计量的编程方式 增量座标编程 2 1概述 28 主要内容 2 1概述 例 绝对座标与相对座的表达 29 主要内容 表达方式 G90 G91 X Y Z绝对 U V W相对选用原则 主要根据具体机床的座标系 考虑编程的方便 如图纸尺寸标注方式等 及加工精度的要求 选用座标的类型 注意 在机床座标系和工件座标系中均可用绝对座标编程 而在使用相对座标编程时 上述两个座标系是无区别的 2 1概述 30 2 1 4数控加工的工艺分析和数控加工方法 2 1概述 数控加工的工艺性问题涉及面很广 一般来说包括 加工内容 切削用量 工艺装备 定位夹紧方式 刀具 运动轨迹等多方面的考虑 2 1 4 1数控加工的工艺分析 31 主要内容 1 特点 工序内容具体 复杂 严密工序集中加工精度不仅取决于加工过程 还取决于程编阶段 存在逼近误差 圆整化误差 插补误差 1 数控加工的工艺特点与内容 2 1概述 32 主要内容 数控加工工序卡片 2 1概述 33 主要内容 数控加工走刀路线图 2 1概述 34 主要内容 数控刀具卡片 2 1概述 35 主要内容 2 工艺处理的内容 加工零件的选择数控工艺性分析工艺路线制订对刀点 走刀路线 切削量工序设计 2 1概述 数控加工零件的选择 有毛坯和零件图样 选择数控机床 有数控机床 选择合适零件 两种情况 考虑因素主要有 毛坯材料 类型 零件轮廓复杂程度 尺寸大小 加工内容及精度 零件批量 36 主要内容 2 数控加工的工艺分析 零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则 零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点 零件外形 内腔最好采用统一几何类型和尺寸 减少刀具规格和换刀时间 内槽圆角半径不应过小 2 1概述 37 主要内容 A B 加工部位要敞开 应尽可能让多个工作面一次完成加工 2 1概述 38 主要内容 课堂练习 如何装夹 2 1概述 39 主要内容 刀具的选择 应满足 安装调整方便刚性好精度高耐用度高 2 1概述 数控车床刀具系统 40 主要内容 数控铣床刀具系统 2 1概述 41 主要内容 切削用量的选择 切削深度进给量 进给速度主轴转速 2 1概述 切削深度 也称为吃刀量 主要根据工件的加工余量和由工件 刀具 夹具 机床组成的工艺系统刚度所决定 在刚度允许的情况下 最好在留出精加工余量的基础上 一次切净余量 这样可减少走刀次数 提高加工效率 同时又能提高加工精度和改善表面质量 42 主要内容 进给速度 1 当工件质量能得到保证时 为提高生产效率 可选较高的进给速度 一般在100 200mm min范围内选取 2 在切断 加工深孔或用高速钢刀具加工时 宜选择较低的进给速度 一般在20 50mm min范围内选取 3 当加工精度 表面粗糙度要求高时 进给速度应选小些 一般在20 50mm min范围内选取 4 刀具空行程时 特别是远距离 回零 时 可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度 2 1概述 43 主要内容 主轴转速 根据已经选定的切削深度 进给量及刀具耐用度选择切削速度 S 1000Vc D 2 1概述 44 主要内容 对刀点与换刀点的确定 何谓对刀点 刀位点对刀点换刀点 与换刀位置的区别 相关概念 2 1概述 选择对刀点的原则 选在零件的设计基准或工艺基准上 或与之相关的位置上 选在对刀方便 便于测量的地方 选在便于坐标计算的地方 45 刀位点 用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点 镗刀 钻头 立铣刀 端铣刀 面铣刀 指状铣刀 球头铣刀 车刀 2 1概述 46 对刀点 确定刀具与工件相对位置的点 对刀点可以是工件或夹具上的点 或者与它们相关的易于测量的点 对刀点确定之后 机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了 2 1概述 47 对刀 就是使 对刀点 与 刀位点 重合的操作 Y Z 35 30 工件对刀示意图 刀具 夹具 垫板 螺栓 工件 螺帽 2 1概述 48 对刀点选择示例 Y Z 35 2 1概述 49 主要内容 对车削中心 加工中心等多刀加工数控机床 因加工过程中要进行换刀 故编程时应考虑不同工步间的换刀问题 换刀问题 2 1概述 50 主要内容 加工路线确定 加工路线是指刀具相对于被加工工件的运动轨迹 不但包含了工步的内容 而且也反映了工步的顺序 保证零件的加工精度和表面粗糙度要求 简化数值计算 减少程编工作量 缩短加工路线 减少刀具空行程时间 提高加工效率 2 1概述 51 孔加工 问题 1m以上的深孔如何加工 2 1概述 52 带岛屿的型腔加工 2 1概述 行切法 加工 53 2 1概述 型腔的粗铣加工 54 主要内容 凹槽加工 曲面的三坐标和五坐标加工 2 1概述 55 复杂型腔环切加工 2 1概述 由外至内环切加工 由内至外环切加工 56 切向切入 径向切入 2 1概述 切入切出的选择 57 2 1概述 2 1 4 2数控加工方法 回转体的加工 58 2 1概述 固定斜角斜面加工 59 2 1概述 空间曲线曲面加工 60 主要内容 主要内容 数控加工工序与常规加工工序的衔接 除了必要的基准面加工 校正和热处理等工序外 要尽量减少数控加工工序与常规加工工