《数控编程与操作》课件-任务1简单轴的加工

《数控编程与操作》项目二轴类零件加工图2-1典型轴图2-2轴类零件表面加工示意图学习目标1.掌握简单轴加工工艺的制定；2.掌握G00、G01等基本指令及应用；3.掌握槽加工、外圆加工循环指令及应用；4.会编写轴类零件加工程序；5.掌握典型轴车削加工方法及尺寸控制方法；6.会进行数控车床单段加工、自动加工、空运行及仿真加工。《数控编程与操作》任务一简单轴的加工任务描述

任务描述图2-3简单阶梯轴零件图图2-4简单阶梯轴三维效果图知识目标1.掌握G00、G01指令及其应用。2.掌握米制、英制输入单位指令及其应用。3.掌握进给速度单位指令及应用4.理解直径编程及基点的含义。5.掌握简单阶梯轴加工工艺制定方法。6.会编写外圆面、台阶面与端面加工程序。技能目标01熟练掌握工件、刀具。02熟练数控机床基本操作。03掌握零件的单段加工方法。知识准备（一）外圆车刀及选用外圆车刀有整体式、焊接式、可转位3种，其结构形式和加工特点见表2-1所示。外圆车刀种类结构形式加工特点整体式由高速钢刀条刃磨而成，刀具刃口锋利，切削速度较低，效率较低，用于有色金属、塑料等材料加工焊接式由硬质合金刀片焊接在刀杆上制成，价格较低，磨损后需重磨，效率低可转位由专门企业生产，将可转位刀片装夹在刀杆上构成，一个刀刃磨损后只需将刀片松开转一个位置，再夹紧即可继续投入切削，效率高，故数控机床一般都选用可转位式外圆车刀进行加工。常见的可转位刀片如图2-5所示知识准备（一）外圆车刀及选用图2-5常见可转位刀片知识准备（二）车削路径的确定粗车外圆，应先车削大直径外圆，后车削小直径外圆，避免一开始加工就明显降低工件的刚度，引起弯曲变形和振动，同时可均分背吃刀量，如图2-6所示。图2-6粗车外圆路径知识准备（二）车削路径的确定图2-7精车外圆路径精车路径知识准备（三）量具选择量具种类量具图样精度及应用游标卡尺测量精度为0.02mm，是常用的外圆直径及长度测量量具，此外还有带表游标卡尺和数显游标卡尺测量精度较高。外径千分尺测量精度高，可达0.01mm，有0~25mm、25~50mm、50~75mm等多种规格。深度千分尺测量精度高，可达0.01mm，有0~25mm、25~50mm、50~75mm等多个测量头以供使用。表2-2常见测量外圆、长度量具特点及应用知识准备（四）切削用量的选择01背吃刀量ap粗车背吃刀量的选择主要与切削力大小和车削工艺系统刚性有关，当机床刚性足够，在保留精车、半精车余量的前提下，尽可能选择较大背吃刀量。精加工、半精加工余量较小，常一刀车削完成。数控车削所留精车、半精车余量比普通车削加工小一些，常取0.1～0.5mm（单边）。知识准备（四）切削用量的选择02进给量f进给量是指工件旋转一周，车刀沿进给方向移动的距离（mm/r），每转进给量f；粗车进给量取0.2～0.8mm/r；精车进给量取0.1～0.3mm/r。知识准备（四）切削用量的选择02进给量f每分钟进给量Ff是指单位时间（min）内，车刀沿进给方向移动距离，与每转进给量f之间的关系为：Ff=nf（mm/min）（2-1）每转进给量与每分钟进给量一般由数控指令（G98、G99）设定，数控车床上常用每转进给量表示。知识准备（四）切削用量的选择03切削速度（vc）与主轴转速（n）切削速度是指车刀刀刃上某一点相对于工件待加工面的瞬时速度，与主轴转速之间关系为：vc=πnd/1000（m/min）粗车转速一般选400～600r/min，精车转速选800～1200r/min。知识准备（五）编程知识01快速点定位指令（G00）是指刀具以机床规定的快速移动速度从所在位置移动到目标点位置。知识准备（五）编程知识指令格式G00X­

Z_；参数含义X、Z为目标点坐标如程序：G00X30.0Z5.0；是指刀具快速移动到坐标为（5，30）位置。指令使用说明1．G00指令刀具移动速度由机床定，无需在程序段中指定；2．G00指令为模态有效代码，一经使用持续有效，直到同组代码（G01、G02…）取代为止；3．G00指令移动速度快，只能使用在空行程或退刀场合，以缩短时间，提高效率；4．G00指令目标点不能设置在工件表面，应距离工件表面有2～5mm安全距离，且在移动过程中不能碰到机床、夹具等，如图2-8所示。知识准备（五）编程知识图2-8刀具快速移动时安全距离知识准备（五）编程知识02直线插补指令（G01）指刀具以编程指定的进给速度移动到目标点。指令格式G01X

Z

F

；参数含义X、Z为直线插补目标点坐标，F为直线插补进给速度；如程序：G01X20.0Z-5.0F0.2；是指刀具以0.2mm/r移动速度直线插补到点坐标为（－5，20）位置。知识准备（五）编程知识02直线插补指令（G01）指令使用说明1．G01指令用于零件切削加工，加工中必须指定刀具进给速度，且一段程序中只能指定一个进给速度；2．G01指令移动速度较慢，空行程或退刀过程中用此指令则走刀时间长，效率低；3．G01指令为模态有效代码，一经使用持续有效，直至同组G代码（G00、G02…）取代为止。知识准备（五）编程知识03进给速度单位设定指令指令代码含义使用说明法那科系统G99每转进给量，单位mm/r。常用于数控车床，模态有效代码，且机床开机有效。G98每分钟进给量，单位mm/min。常用于数控铣床和加工中心，模态有效指令。知识准备（五）编程知识程序段号法那科系统指令说明N10G98F150；进给速度为150mm/minN20…；…N30M3S500；主轴转速500r/minN40G99F0.3；进给速度为0.3mm/rN50G1X40Z10F0.1；进给速度为0.1mm/r表2-6法那科系统系统进给速度单位指令示例程序知识准备（五）编程知识04公制/英制尺寸转换指令指令代码含义使用说明法那科系统G20英制输入1．在程序开头，坐标系设定之前指定；2．米/英制转换后，F代码指定的进给速度、坐标指令、工件原点偏置、刀具偏置、增量进给移动量、手摇脉冲发生器每一刻度的值等单位制将随之发生变化；3．接通电源时，米/英制转换的G代码保持通电前的状态。G21米制输入表2-7法那科系统米制/英制转换指令代码、含义及使用说明知识准备（五）编程知识05直径编程数控车床加工的是回转体零件，一般都以直径方式编程，即以工件直径值表示X坐标值；法那科系统通过更改数控系统内部1006号参数设定半径或直径方式。知识准备（五）编程知识06基点零件各几何要素之间的连接点称为基点，如两条直线的交点、直线与圆弧的切点等，往往作为直线插补、圆弧插补的目标点，是编写数控程序的重要依据。编程时工件坐标系建立以后，首先应计算出零件轮廓上各基点坐标。知识准备（五）编程知识07零件加工程序编制方法建立工件坐标系。根据工件坐标系建立原则建立恰当的工件坐标系（编程坐标系），便于编程。拟定加工工艺并计算轮廓基点坐标及工艺点坐标，作为快速点定位或直线（圆弧）插补目标点。给程序命名。法那克系统以字母O开头，后跟四位数字，如“O2245”。知识准备（五）编程知识07零件加工程序编制方法编写数控加工程序。编写程序时首先给出机床做好准备工作的动作指令，如主轴正转指令（M03）、转速指令（S）、所用刀具指令（T），切削液开指令（M08）等，以及设置数控系统初始状态指令，如公制数据输入指令G21（或G71）、每转进给量指令G99（或G95）等。然后，根据零件加工工艺路线，依次编写刀具移动过程的程序指令。最后，写入程序结束指令M02或M30。任务实施（一）工艺分析刀具选择量具选择零件加工工艺路线制定图2-9车简单阶梯轴车刀进、退刀路线任务实施（一）工艺分析工序名定位（装夹面）工步序号及内容刀具及刀号转速n（r/min）进给量f（mm/r）背吃刀量ap/mm车削夹住毛坯外圆外圆车刀，刀号T016000.22～3外圆车刀，刀号T016000.22外圆车刀，刀号T016000.224.手动切断工件切断刀，刀号T024000.141.手动车端面，控制总长外圆车刀，刀号T016000.22～304切削用量选择任务实施（二）程序编制加工工件右端轮廓，工件坐标系原点选择在零件右端面轴心点，刀尖为刀位点，加工中工艺点如A、B、C等进刀点及外圆加工后沿X轴方向退刀点（D、E、F）及基点P0～P5坐标。任务实施（二）程序编制基点坐标（z，x）工艺点坐标（z，x）P0（0，20）A（4，28）P1（-15，20）B（4，24）P2（-15，24）C（4，20）P3（-25，24）D（-45，35）P4（-25，28）E（-25，30）P5（-45，28）F（-15，26）表2-8基点及各工艺点坐标任务实施（二）程序编制表2-10简单阶梯轴加工参考程序程序段号程序内容指令含义N10G99G21；每转进给量，米制尺寸输入N20G00X100.0Z200.0M03S600；刀具快速运动到起点位置（200，100），主轴正转转速600r/minN30T0101；选择1号刀N40G00X28.0Z4.0；刀具快速运动到A点N50G01Z-45.0F0.2；以G01速度从A点直线加工到P5点N60X35.0；刀具沿+X方向切出至D点N70G00Z4.0；刀具沿+Z方向快速退回N80X24.0；X方向进刀至B点任务实施（二）程序编制表2-10简单阶梯轴加工参考程序程序段号程序内容指令含义N90G01Z-25.0；刀具直线加工到P3点N100X30.0；刀具沿+X方向切出至E点N110G00Z4.0；刀具沿+Z方向快速退回N120X20.0；X方向进刀至C点N130G01Z-15.0；刀具直线加工到P1点N140X26.0；刀具沿+X退出至F点N150G00X100.0Z200.0；刀具退回至起点N160M02；程序结束任务实施（三）加工操作01加工准备

1）开机回参考点。

2）装夹工件。3）装夹刀具。

4）对刀操作。

5）输入程序及校验。任务实施（三）加工操作02零件加工单段加工。程序单段加工即按“数控启动”按钮后只执行一段程序便停止，再按“数控启动”按钮，再执行一段程序，如此一段一段执行程序，便于程序细仔检查和校验。设置方法：按数控面板上（单段运行）按钮，单段运行指示灯亮，再按一次（单段运行）按钮，可取消单段运行。任务实施（三）加工操作02零件加工

检测评分表2-10简单阶梯轴加工参考程序序号检测项目检测内容及要求配分学生自检学生互检教师检测得分1职业素养文明、礼仪52安全、纪律103行为习惯54工作态度55团队合作56制定工艺1.选择装夹与定位方式；2.选择刀具；3.选择加工路径；4.选择合理切削用量。57程序编制1.编程坐标系选择正确；2.指令使用与程序格式正确；3.基点坐标正确。108机床操作1.开机前检查、开机、回参考点；2.工