第三章 数控车床加工基础.ppt

第一节阶梯轴零件的编程,1熟悉并掌握G00、G01、G90等基本指令的格式及说明。2能进行简单零件基本轮廓基点的数值计算。3能进行简单轴类零件数控加工工艺分析和编程。,图示阶梯轴是车削加工中最常见的一种零件。该零件在普通车床上是如何加工的？如在数控车床上加工，与普通车床相比，又有什么不同呢？,一、轴类零件编程基础1车削方法（1）低台阶车削（2）高台阶车削,2编程方式（1）直径编程和半径编程用直径制定时为直径编程，用半径指定时为半径编程。（2）小数点编程对于不可省略小数点编程的系统，使用小数点编程时，数字以mm为输入单位；当不用小数点编程时，则以机床最小设定单位为输入单位。,（3）绝对值编程、增量值编程或混合编程,绝对值/增量值编程,3编程尺寸计算如图所示阶梯轴零件，计算、外圆及、20长度的编程尺寸。,二、阶梯轴零件编程常用指令1G00快速点定位指令（1）指令格式：G00X（U）_Z（W）_；（2）应用：主要用于数控加工过程中非切削运动时，刀具快速接近或快速远离零件，目的是缩短空行程时间。,（3）说明：1）执行G00指令时，刀具的移动速度是由数控机床的控制系统设定的，无需在程序段中指定。2）执行G00指令时，刀具移动的轨迹依系统不同而有所不同。,G00指令下刀具运动轨迹,（4）编程要点1）用于快速近退刀，不用于加工。2）X、U为直径值编程。（5）编程举例,绝对值方式编程：G00X20Z2增量值方式编程：G00U-10W-18,2G01直线插补指令,（1）指令格式：G01X（U）_Z（W）_F_（2）应用：该指令主要用于加工零件的端面、外圆、内孔、切槽、倒角、圆锥面等表面。（3）说明：G00与G01指令均属同组的模态代码，相互之间可以注销。（4）编程要点1）F的单位可以设定，有mm/min和mm/r两种表示方法，分别用G98（分进给方式）和G99（转进给方式）来指定。一般默认为G98分进给方式。2）增量编程时可以用终点的绝对坐标减去起点的绝对坐标计算。,（5）编程举例如图所示轴类零件，毛坯为24的棒料，要求对外圆进行粗、精加工编程，粗车时切削深度为2.5mm，精车时切削深度为0.5mm，试分别用绝对值方式和增量值方式编制加工程序。,绝对值编程增量值编程GOOX19Z1；G00X19Z1；G01Z-20F120；G01W-21F120；X20（省略了默认的G01）；U1；Z1；W21；X18；U-2；Z-20；W-21；X19；U1；Z1；W21；,3G90外圆切削循环指令（1）指令格式G90X（U）_Z_W_F_;（2）应用：该指令主要用于外圆或内孔的加工（3）说明（4）编程要点X、Z是C点绝对坐标。U、W为A到C点坐标增量。（5）编程举例程序见教材。,4G50（或G92）工件坐标系设定指令（1）指令格式：G50（或G92）XZ;（2）应用：应用于加工程序开始，确定工件坐标原点。（3）说明（4）编程要点先确定坐标原点位置，再写出当前刀具刀尖坐标值。,（5）编程举例,O：G50（或G92）X60Z50O1：G50（或G92）X60Z80,5S主轴转速指令,（1）指令格式：S_（2）应用：设定主轴转速或变换主轴转速。（3）说明：单位r/min。（4）编程要点1）恒线速指令一般适用于直径尺寸相差不大的圆锥和圆弧的加工。2）使用恒线速编程指令时，要先确定好最高主轴转速和最低主轴转速。3）加工直径变化较大的零件或直径较小的零件在使用恒线速度切削指令时应用G50指令设定最高主轴转速。避免因主轴转速过快而出现事故。,6M03-主轴正转指令（1）指令格式：M03（2）说明：MO3指令必须与S指令配套使用，执行这两条指令时，主轴以S设定的转速进行正转。7M05-主轴停止指令（1）指令格式：M05（2）说明：程序加工完成后，用M05指令使主轴停止转动。,8T换刀指令（1）指令格式：T_（2）说明：T后面跟14位数。如为一位数，这位数则表示要换的刀号；如为两位数，则前一位表示要换的刀号，后一位表示要执行的刀补组号；如为四位，则前两位表示要换的刀号，后两位表示要执行的刀补组号。在编程时一般T后面跟的是四位数。9M30程序结束（1）指令格式：M30（2）说明：该指令表示加工程序结束，返回到程序的起始程序段。,三、阶梯轴零件编程实例如图所示零件，若已知材料为45钢，毛坯为45mm棒料，试分析工艺并编制加工程序。,1加工工艺分析（1）用三爪自定心卡盘夹住毛坯为45mm的外圆，外伸75mm，找正。（2）建立工件坐标系，设置坐标系原点在主轴轴线和零件右端面交点处。（3）平右侧端面。（4）依次粗车40mm、28mm、20mm的外圆，各留1mm精车余量。（5）依次精车20mm、28mm、40mm各段外圆及端面至要求尺寸。（6）切断，完成该零件的加工。,3编制加工程序（1）对具有公差的尺寸计算如下：,2选择刀具，计算切削用量,N10G50X60Z60；N20S600M03T0101；N30G00X46Z0；N40G01X0F120；N50G00X46Z1；N60G90X41Z-69F120；N70X37Z-50；N80X33；N90X29；N100X25Z-20；N110X21；N120G00X20S1000；,N130G01Z-20F80；N140X27.985；N150Z-50；N160X40；N170Z-69；N180G0X60Z60；N190S300T0202；N200G0X41Z-69；N210G01X0F40；N220G00X60Z60；N230M30；,（2）按照绝对值方式编制加工程序如下：,第二节圆锥面零件的编程,1能正确应用G90、G94等编程指令编制外圆锥面加工程序。2能正确运用锥比公式计算锥类零件的大径、小径。3能进行锥面零件的工艺分析和编程。,图示外圆锥面零件在普通车床上是如何加工的？如在数控车床上加工，与普通车床相比，又有什么不同呢？,一、圆锥面零件编程基础1车削方法,（1）终点坐标法（2）分段车削法,2编程尺寸计算锥比=,二、圆锥面零件编程常用指令1G90锥面切削循环指令（1）指令格式G90X（U）_Z（W）_R_F_（2）应用：圆锥的粗车加工。,（3）说明（4）编程要点1）编程时X、Z是图中终点C的绝对坐标值;U、W是图中A点到C点的坐标增量。2）R为刀具从B点到C点的半径差。R有正负之分,若B点半径值小于C点半径值，R取负值；若B点半径值大于C点半径值，R取正值。,（5）编程举例如图所示，我们在粗车锥面时直径方向先留1mm的精车余量，在X向我们分成5次粗车，第一次在直径方向实车4mm，其余四次每次实车5mm；在Z向我们也相应的分成5段，每段8mm。,绝对值方式编程：G00X52Z0；G90X51Z-8R-2.5120；Z-16R-5；Z-24R-7.5；Z-32R-10；Z-40R-12.5；,增量值方式编程：G00X52Z0；G90U-1W-8R-2.5F120；U-1W-16R-5；U-1W-24R-7.5；U-1W-32R-10；U-1W-40R-12.5；,2G94端面切削循环（1）指令格式：G94X（U）_Z（W）_R_F_（2）应用:切削端平面或带有锥度的端面。,（3）说明（4）编程要点1）编程时X、Z是图中终点C的绝对坐标值;U、W是图中终点C相对于循环起点A点的坐标增量。2）R为刀具从切削起点B到切削终点C在Z轴上的长度差。,（5）编程举例在粗车带锥度的端面时主要考虑在Z向上的增量，在Z向共25mm,我们每次车掉5mm,粗车5次完成。粗车路线如图所示。,绝对值方式编程：G00X41Z0；G94X31Z0R-5F120；R-10；R-15；Z-5Z-10；,增量值方式编程：G00X41Z0；G94U-10W0R-5F120；U-10R-10；U-10R-15；U-10W-5；U-10W-10；,三、圆锥面零件编程实例如图所示圆锥面零件，若已知材料为45钢，毛坯为55的棒料，试分析加工工艺并编程。,1加工工艺分析,粗车路线,2选择刀具，计算切削用量,3编制加工程序（1）对具有公差的尺寸计算如下：,N10G50X80Z80；N20S600T0101M03；N30G00U-28W-80；N40G01U-52F120；N50G00U52W1；N60G90U-6W-21F120；N70U-11；N80U-16；N90G00W-21；N100G90U-1W-10R-2.5F120；N110U-1W-20R-5；N120U-1W-30R-7.5；,N130GO0W21；N140U-22S1000；N150G01U5.005W-2.5F80；N160W-20；N170U15W-30；N180W-15；N190G00U30W145；N200S300T0202；N210G00U-29W-144；N220GO1U-51F40；N230G00U80W144；N240M30；,（2）增量值方式编制加工程序,第三节套类零件的编程,1能进行简单套类零件的轮廓基点及锥度的计算。2能进行简单套类零件的工艺分析和编程。,图示套类零件，已知材料为45号钢，毛坯为5540mm，请分析该零件的加工工艺，并编写该零件的加工程序。,一、加工工艺分析1图纸分析2制定加工工艺,粗车,二、选择刀具，计算切削用量,三、编制加工程序,1.尺寸计算,0100；N10G50X80Z80；N20S500T0101M03；N30GOOX56Z0；N40GO1X0F120；N50GO0X51Z1；N60G01Z-21F120；N70G00U1Z1；N80S1200；N90GOOX44；N100G01X50Z-2F60；N110Z-21；N120G00X80Z80；N130M30；/调头，手动用18的钻头钻内孔,0101；N10G50X80Z80；N20S500T0101M03；N30GOOX56Z0；N40GO1X16F120；N50GO0X56Z1；N60G90X51Z-16F120；N70X46；N80S1200；N90GOOX41；N100G01X45Z-1F60；N110Z-16；N120X48；N130X50W-1；N140G00X80Z80；N150T0202S600；,2参考程序如下,N160G00X16Z1；N170G90X19Z-37F100；N180X22Z-26；N190X24；N200X24Z-13R1.5；N210Z-26R2.5；N220S1200；N230GO0X30；N240GO1Z0F40；N250X24.8Z-26；N260X20；N270Z-37；N280GOOX10Z1；N290X80Z80；N300M30；,第四节回转体零件的编程,1熟悉并掌握G71、G73、G70等复合固定循环的指令格式及说明。2能应用这些指令合理编制回转体零件的加工程序。,图示回转体零件在普通车床上是如何加工的？若在数控车床上加工，与普通车床上加工，又有何不同？应如何编程加工？,一、回转体零件编程常用指令1G71-外圆粗加工循环指令（1）指令格式：G71UdRe；G71PnsQnfUuWwFf；（2）说明,走刀路线,（3）编程举例如图所示零件，已知毛坯为40mm的棒料，要求用G71指令编写零件的加工程序。,0041；N10G50X100Z100；N20S600M03T0101；N30GOOX40Z2；N40G71U2R0.5；N50G71P60Q100U1W0.1F120；N60G00X20S1000；N70G01Z-20F60；N80X25；N90X30W-15；N100X40；N110G00X100Z100；N120M30；,加工程序：,2G73-封闭切削粗加工循环指令（1）指令格式：G73UiWkRdG73PnsQnfUuWwFf（2）说明,（3）编程举例已知图323所示零件，毛坯为铸造件，毛坯形状与零件形状相似，零件尺寸如图，X轴方向最大余量（半径值）为10mm，Z方向最大余量为8mm，要求用G73指令编写零件的加工程序。,0042N10G50X100Z100；N20S600M03T0101；N30GOOX60Z10；N40G73U9.5W7.5R5；N50G73P60Q100U1W0.5F120；N60G00X20S1000；N70G01Z-20F60；N80X25；N90X30W-15；N100X40；N110G00X100Z100；N120M30；,3G70精加工复合循环指令（1）指令格式：G70PnsQnf（2）说明：1）当用G71或G73指令粗加工完毕以后，用G70指令指定精加工循环，切除粗加工留下的余量。2）精加工时，G71或G73程序段中的F、S、T指令无效，只有在nsnf程序段中的F、S、T指令才有效。3）在有G71或73指令的程序中的nf程序段后出现“G70PnsQnf”程序段，并在nsnf程序段中加上适用精加工的F、S、T，就可以完成从粗加工到精加工的全过程。,二、回转体零件编程实例如图所示回转体零件，已知材料为45号钢，毛坯为110的棒料，请分析该零件的加工工艺，并编写该零件的加工程序。,加工工艺分析（1）图样分析（2）制定加工工艺,粗车路线,2选择刀具，计算切削用量,3编制加工程序,0043N10G50X200Z100；N20S600M03T0101；N30GOOX110Z2；N40G71U2R0.5；N50G71P60Q120U1W0.1F120；N60G00X30S800；N70G01Z-20F60；,N80X60W-30；N90W-20；N100X90W-20；N110W-20；N120X110W-15；N130G70P60Q120；N140G00X200Z100；N150M30；,第五节成形凸面零件的编程,1能掌握G02、G03指令格式、编程方法。2能进行成形凸面零件简单轮廓的基点计算。3能进行成形凸面零件的加工工艺分析和编程。,图示手柄零件在普通车床上是如何加工的？若在数控车床上加工，与普通车床上加工，又有何不同？应如何编程加工？,一、成形面类零件简介,二、成形凸面的加工方法粗加工凸圆弧有车锥法和车圆法两种。,A点X坐标0.83R，Z坐标0；B点X坐标2R，Z坐标-0.585R。,三、G02、G03圆弧插补指令1指令格式：G02X（U）_Z（W）_I_K_F_；G03X（U）_Z（W）_I_K_F_；或G02X（U）_Z（W）_R_F_；G03X（U）_Z（W）_R_F_；2说明G02是顺时针圆弧插补指令，G03是逆时针圆弧插补指令。,3编程举例如图所示成形（凸）面类零件，材料为45号钢，毛坯为20mm的棒料，请编制零件的加工程序。,N10G50X50Z50；N20S500T0101M03；N30GOOX16Z0；N40GO1X20Z-2F120；N50GO0Z0；N60G01X12F120；N70X20Z-4；N80G00Z0；N90GO1X8.3F120；,N100X20Z-5.85；N110G00Z0.5；N120X0；N130G03X21Z-10I0K-10.5F120；N140G00Z0；N150S1000；N160GO1X0F60；N170G03X20Z-10I0K-10；N180GO0X50Z50；N190M30；,程序清单：,四、成形凸面零件编程实例如图所示手柄零件，已知材料为45号钢，毛坯为5560mm的棒料，请分析该零件的加工工艺，并编写零件的加工程序。,1加工工艺分析（1）图纸分析（2）制定加工工艺如下,2选择刀具，计算切削用量,3编制加工程序（1）粗车、半精车路线图,（2）数值计算（3）余量分配,分刀情况,N10G50X80Z80；N20S500M03T0101；N30GOOX56Z0；N40G01X0F120；N50G00X56Z1；N60G90X50Z-20.1F120；N70X46；N80G00X46S1000；N90G90X45Z-20.1F60；N100G00X80Z80；N110M30；调头，用卡爪垫铜片夹45mm外圆处，找正夹紧N10G50X80Z80；N20S500M03T0101；N30GOOX56Z0；,N40G01X0F120；N50G00X56Z1；N60G90X50Z-35.9F120；N70G00X45；N80G01X50Z-2.5F120；N90G00Z0；N100X40；N120G01X50Z-5F120；N130G00Z0；N140G00X35；N150G01X50Z-7.5F120；N160GOOZ0；N170X30；N180G01X50Z-10F120；N190G00Z0；N200X25；N210G01X50Z-12.5F120；,（4）编制加工程序如下,N220G00Z0；N230X20.75；N240G01X50Z-14.625F120；N250GOOZ0.5；N260X0；N270G03X45Z-37I0K-25.5F60；N280G00X51；N290Z0；N300S1000；N310G00X0；N320GO3X45Z-35.9I0K-25F120；N330G00X80；N340Z80；N350M30；,第六节成形凹面零件的编程,1能进行成形凹面零件简单轮廓的基点计算。2能进行成形凹面零件加工工艺分析和编程。,图示零件由两个圆柱面、两个倒角和一个成型凹面组成？在加工时，成型凹面与成形凸面的编程有什么不同？,一、加工凹面的方法,二、成形凹面零件的编程,1加工工艺分析（1）图纸分析（2）制定加工工艺,如图所示凹面零件，已知材料为45号钢，毛坯为35mm的棒料，请分析该零件的加工工艺，并编写零件的加工程序。,2选择刀具，计算切削用量,3编制加工程序（1）圆弧的粗车路线,（2）数值计算,N10G50X50Z50；N20S500M03T0101；N30GOOX36Z0；N40G01X0F120；N50G00X31Z1；N60G01Z-52F120；N70G00X32Z1；N80G00X26S1000；N90G01X30Z-1F60；N100Z-52；N110G00U1Z-19S500；N120G01X30F100；N130G02X30Z-29R13；N140G00X31；N150G00Z-15.86；N160GO1X30F100；N170G02X30Z-32.14R14.5；,N180G00X31；N190G00Z-15S1000；N200G01X30F60；N210G02X30Z-33R15；N220G00X31；N230X50Z50；N240S300T0202；N250GOOX31Z-52；N260G01X28F40；N270G00X31；N280G00Z-51；N290G01X30F40；N300X28Z-52；N310X0；N320GOX50Z50；N330M30；,（3）编制加工程序,第七节圆柱螺纹零件的编程,1掌握编程指令G32、G92、G76的格式及说明。2能进行圆柱螺纹零件各项参数的计算。3能进行螺纹零件的工艺分析和编程。,图示零件外表面由圆柱面、倒角、成形凹面、螺纹等组成。其中螺纹车削应如何编程？,一、圆柱螺纹零件编程常用指令1G32单行程螺纹切削指令（1）指令格式：G32X（U）_Z（W）_F_；（2）应用：加工固定导程的圆柱螺纹或圆锥螺纹。（3）编程要点：加工圆柱螺纹时，格式为G32Z（W）_F_；加工圆锥螺纹时，格式为G32X（U）_Z（W）_F_；加工端面螺纹时，格式为G32X（U）_F_；,（4）螺纹编程计算及分刀公制螺纹分刀原则螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙深0.650.9751.31.6251.952.2752.6切深1.31.952.63.253.94.555.21次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.50.60.70.70.70.83次0.20.50.60.60.60.60.64次0.150.40.40.40.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2,（5）编程举例如图所示螺纹类零件，材料为45号钢，毛坯为25mm的棒料，请编制零件的加工程序。,N10G50X50Z50；N20S500T0101M03；N30G00X13.9Z1；N40G01X17.9Z-1F80；N50Z-29；N60X24；N70Z-43；N80G00X50Z50；N90S300T0202；N100G00X19Z-29；N110G01X14F40；N120G04P2；N130G01X19F200；N140G00X50Z50；N150S500T0303；N160GO0X17.3Z2；,N170G32Z-27F1；N180GO0X19；N190Z2；N200X16.9；N210G32Z-27F1；N220GO0X19；N230Z2；N240X16.7；N250G32Z-27F1；N260G00X19；N270G00X50Z50；N280S300T0202；N290G00X25Z-43；N300G01X0F40；N310G00X50Z50；N320M30；,程序清单（省略了粗车程序）,2G92螺纹切削循环指令（1）指令格式：G92X（U）_Z（W）_R_F_；（2）应用：G92的走刀路线与G90相似，也由四个动作组成，区别是切削进给段是加工螺纹（可参考G90的走刀路线）。,（3）编程举例前图所示零件，要求用G92指令编制螺纹加工程序。前140语句G32例题相同,在此省略。螺纹部分编程如下：N150S500T0303；换3号螺纹刀，主轴转速为500r/minN160GO0X19Z2；车螺纹前定位N170G92X17.3Z-27F1；车第一刀螺纹N180X16.9；车第二刀螺纹N190X16.7；车第三刀螺纹N200G00X50Z50；返回刀具起始点,3G76复合螺纹切削循环指令（1）指令格式：G76PmrQdminRd；G76X（U）_Z（W）_RiPkQdFf；（2）应用：G76指令用于多次自动循环切削螺纹。经常用于加工不带退刀槽的圆柱螺纹和圆锥螺纹。,（3）编程举例如图所示零件，要求用G76指令编制螺纹加工程序。（前140语句G32例题相同,在此省略）,螺纹部分的编程N150S500T0303；换3号螺纹刀，主轴转速500r/minN160GO0X19Z2；车螺纹前定位N170G76P022060Q100R50；螺纹复合循环N180G76X16.7Z-25R0P650Q1000F1；螺纹复合循环N190G00X50Z50；返回刀具起始点,二、圆柱螺纹零件编程实例,1加工工艺分析（1）图纸分析（2）制定加工工艺,如图所示零件，已知材料为45号钢，毛坯为35mm的棒料，请分析该零件的加工工艺，并分别用G32、G92、G76指令编写该零件的加工程序。,2选择刀具，计算切削用量,3.编制加工程序,具体加工程序见教材。,第八节圆锥螺纹零件的编程,1掌握编程指令G32、G92、G76的格式和应用。2能进行圆锥螺纹零件各项参数的计算，尤其是锥度的编程计算。3能进行圆锥螺纹零件的工艺分析和编程。,图示圆锥螺纹零件与圆锥螺纹的编程有何不同？,1G32单行程螺纹切削指令（1）指令格式：G32X（U）_Z（W）_F_；指令格式与圆柱螺纹的不同是X坐标也发生了变化，圆柱螺纹格式是G32Z（W）_F_。（2）编程要点1）先定位起点和终点坐标。2）在螺纹两端设置升速进刀段和降速退刀段。（3）圆锥螺纹编程计算及分刀也同圆柱螺纹一样。,一、圆锥螺纹零件编程常用指令,（4）编程举例如图所示圆锥螺纹类零件，材料为45号钢，毛坯为35mm的棒料，要求锥螺纹两端各留2mm的升速进刀段和2mm的降速退刀段，请编制零件的加工程序。,N10G50X50Z50；N20S500T0101M03；N30G00X19.23Z2；N40G01X30.57Z-32F80；N50Z-34；N60X32；N70G00X50Z50；N80S300T0202；N90G00X32Z-34；N100G01X26F40；N110G04P2；N120G01X32F200；N130G00X50Z50；,N140S500T0303；N150GO0X18.63Z2；N160G32X29.97Z-32F1；N170GO0X32；N180Z2；N190X18.23；N200G32X29.57Z-32F1；N210GO0X32；N220Z2；N230X18.03；N240G32X29.37Z-32F1；N250G00X32；N260G00X50Z50；N270M30；,程序清单（省略粗车程序）,2G92螺纹切削循环指令（1）指令格式：G92X（U）_Z（W）_R_F_；（2）编程举例,螺纹部分编程如下：N150S500T0303；N160GO0X35Z2；N170G92X29.97Z-32R-5.67F1；N180X29.57；N190X29.37；N200G00X50Z50；,3G76复合螺纹切削循环指令（1）指令格式：G76PmrQdminRd；G76X（U）_Z（W）_RiPkQdFf；（2）编程举例,螺纹部分的编程N150S500T0303；N160GO0X35Z2；N170G76P022060Q100R50；N180G76X29.37Z-32R-5.67P650Q1000F1；N190G00X50Z50；,二、圆锥螺纹零件编程实例,1加工工艺分析（1）图纸分析（2）制定加工工艺,如图所示面零件，已知材料为45号钢，毛坯为40mm的棒料，请分析该零件的加工工艺，并分别用G32、G92、G76指令编写该零件的加工程序。,2选择刀具，计算切削用量,3编制加工程序（1）数值计算1）G32指令中的计算及分刀已知DA=24mm，LAC=2mm，锥比=1/4，求点C的直径。解：DC=DA-锥比LAC=241/42=23.5mm已知DA=24mm，LAD=322=30mm，锥比=1/4，求点D的直径。解：DD=DA+锥比LAD=24+1/430=31.5mm螺纹牙型高度：t=0.65P=0.651.5=0.975mm.螺纹小端点C的精车时的大径：DC精车=DC公称-0.1P=23.50.11.5=23.35mm,螺纹小端点C的小径：DC小径=DC公称-1.3P=23.51